Dissertations / Theses on the topic 'Caribou des bois – Habitat'

La densification de la strate arbustive dans les régions arctiques et subarctiques a été largement observée au cours des dernières décennies, soulevant par le fait même des questionnements quant à l’implication de ce phénomène sur les ressources alimentaires des grands herbivores qui fréquentent ces régions. L’augmentation du couvert de neige et l’atténuation de lumière créées par un couvert arbustif plus dense sont susceptibles de mener à des modifications de la quantité et de la qualité nutritionnelle des ressources alimentaires consommées par le caribou migrateur (Rangifer tarandus). Notre objectif était de déterminer les effets de l’augmentation du couvert de neige et l’atténuation de la lumière au cours d’une saison de croissance sur la qualité et la quantité de deux composantes majeures du régime alimentaire du caribou migrateur, soit le bouleau glanduleux (Betula glandulosa) et les carex (Carex spp.). À l’aide d’une expérience contrôlée, nous avons démontré que l’ombrage améliorent la qualité nutritive des bouleaux et des carex pendant la saison de croissance via l’augmentation de la concentration d’azote et la diminution de la concentration de phénols totaux dans les feuilles. La combinaison d’un couvert de neige plus épais et de la pleine lumière ont augmenté la quantité de biomasse foliaire produite par B. glandulosa, ce qui augmente la quantité de nourriture disponible pour les caribous. En somme, nos résultats montrent que les traitements de l’expérience un impact positif sur certaines ressources alimentaires du caribou migrateur. Puisque la densification des arbustes risque d’avoir des impacts nutritifs sur d’autres groupes d’espèces végétales, nous proposons de poursuivre les recherches sur d’autres composantes du régime alimentaire du caribou migrateur, tels que les lichens et les herbacées.
Shrub expansion in arctic and subarctic regions has been widely observed over the last decades, raising questions about implications on the food resources of large herbivores. Increased snow cover and attenuation of light created by a denser shrub canopy can lead to changes in quantity and nutritional quality of resources for caribou (Rangifer tarandus), an arctic herbivore. Our main objective was to determine the effects of a deeper snow cover and light attenuation throughout a growing season on the quantity and quality of two major components of migratory caribou’s diet: dwarf birch (Betula glandulosa) and sedges (Carex spp.). Using a controlled experiment, we demonstrated that shading improved the nutritional quality of birch and sedges throughout the growing season by increasing nitrogen concentration and decreasing total phenol concentration in leaves. The combination of deeper snow cover and full light increased the biomass of leaves produced by B. glandulosa, which increased the quantity of food available for caribou. Our results support that our experimental treatments had a positive impact on some food resources for migratory caribou. Since shrub densification may have nutritional impacts on other groups of plant species, we propose to continue research on other food components of migratory caribou, such as lichens and forbs.

À la suite d’une coupe forestière, les parterres en régénération peuvent subir un enfeuillement favorable à l’orignal. L’accroissement des populations de loups qui s’en suit affecte alors les populations du caribou forestier. Ce projet vise à évaluer si la contribution de la coupe forestière à cette compétition apparente varie selon un gradient latitudinal. Nous avons modélisé la sélection d’habitat d’orignaux, de loups et de caribous. Après la prise en compte de l’âge de la coupe, l’enfeuillement des parterres diminuait avec la latitude. La sélection des parterres de coupe par les orignaux et les loups augmentait en fonction de leur enfeuillement. Les caribous évitaient les coupes, particulièrement celles riches en feuillus. La cooccurrence de l’orignal et du loup dans les coupes augmente donc en fonction de l’enfeuillement. Ainsi, la contribution de la coupe forestière à la compétition apparente dans le système orignal-loup-caribou devrait diminuer vers le nord de la forêt boréale.
Moose benefit from deciduous vegetation that becomes increasingly available during the regeneration of logged forests. This numerical response of moose populations can lead to an increase in gray wolf abundance, which impacts forest-dwelling caribou populations. This study evaluates if the contribution of logging to such apparent competition could vary along the latitudinal axis. We modelled habitat selection behaviour of moose, wolves and caribous monitored by telemetry. After controlling for time since harvest, deciduous vegetation availability decreased with increasing latitude. Moose and wolves avoided cutovers with low deciduous vegetation availability, while they selected harvested stands with high deciduous vegetation availability. Caribou avoided cutovers, and their avoidance increased with the level of deciduous regeneration. The co-occurrence between moose and wolves in cutovers increased with deciduous vegetation availability. Therefore, the contribution of logging to the apparent competition in the moose-wolf-caribou system should be stronger in southern than in northern boreal forest.

Ce projet visait à déterminer comment les réponses fonctionnelles dans la sélection de l’habitat influencent la survie des caribous forestiers adultes (Rangifer tarandus). Une réponse fonctionnelle apparaît lorsque la sélection pour un milieu varie en fonction de sa disponibilité ou celle d’un autre milieu. La sélection de l’habitat a été modélisée pour 83 caribous, dont 20 qui sont morts durant le suivi. Une forte probabilité de présence à proximité des coupes était associée à un fort risque de mortalité, particulièrement si cette probabilité augmentait fortement avec l’abondance des coupes. Aussi, tous les caribous, qu’ils soient morts ou qu’ils aient survécus, évitaient les peuplements mixtes, et cet évitement était particulièrement fort pour les individus dont le domaine vital incluait une forte proportion de coupes. Ainsi, les réponses fonctionnelles ne mettent pas nécessairement en évidence des comportements adaptatifs et peuvent refléter des décisions compromettant la survie.
The goal of this study was to determine the link between functional responses in habitat selection and adult survival in forest-dwelling woodland caribou (Rangifer tarandus). A functional response occurs when the selection for a cover type varies as a function of its availability or the availability of another cover type. Habitat selection was modeled for 83 caribou, of which 20 died during the monitoring period. A strong probability of occurrence in proximity to cutovers was associated with a high mortality risk, especially if the probability increased with the abundance of cuts. In addition, caribou avoided mixed stands, and this avoidance was especially strong for individuals with a high proportion of cuts in their home range. This behaviour was similar for caribou that died and those that survived the monitoring period. Thus, functional responses are not necessarily adaptive behaviours and may reflect decisions compromising survival.

Un déclin mondial des populations de caribou forestier est présentement observé. Il devient impératif d’envisager des stratégies d’aménagement pour atténuer l’impact négatif de l’aménagement forestier sur le caribou. L’objectif principal de ce projet est donc de déterminer l’impact de différentes approches de spatialisation de la récolte dans un contexte d’optimisation de la récolte de matière ligneuse afin de préciser la relation entre la possibilité forestière et la qualité de l’habitat du caribou forestier. Plusieurs scénarios de récolte ont été simulés et évalués sur un horizon de 150 ans en tenant compte du régime de feu, d’un indice de perturbation du territoire, d’un indice de qualité d’habitat, du niveau de coupe du territoire et de l’importance du réseau routier. Les résultats indiquent que l’augmentation de la taille des compartiments de coupe et l’ajout de certaines contraintes spatiales permet d’augmenter la probabilité d’observation du caribou forestier et de réduire l’importance du réseau routier, mais produit également une diminution de la possibilité forestière.

Identifier les processus écologiques (a)biotiques qui sous-tendent les patrons de distribution d’espèces et de dynamique de population est fondamental pour conserver efficacement les espèces menacées d’extinction. Cette thèse poursuit un double objectif: 1) comprendre les processus écologiques qui régissent la sélection des paysages du caribou forestier (Rangifer tarandus caribou) et 2) évaluer l’efficacité des politiques actuelles d’aménagement du territoire pour cet écotype. Le premier chapitre s’inscrit directement dans le premier objectif en présentant une nouvelle méthode numérique d’inférence statistique capable de modéliser l’autocorrélation spatiale présente dans les données de distribution d’espèces. Cette méthode utilise integrated nested Laplace approximations (INLA) au lieu des simulations Markov chain Monte Carlo. Je montre, qu’en plus de produire des résultats exacts et rapides, l’utilisation d’INLA permet de modéliser l’autocorrélation spatiale résiduelle tout en estimant adéquatement l’incertitude des paramètres et des prédictions du modèle. Dans le deuxième chapitre, la methode INLA est utilisée pour tester lequel des processus, parmi le climat et la distance aux routes, explique les gradients géographiques dans la sélection des paysages par le caribou forestier. Les résultats montrent une prépondérance de l’effet des routes par rapport au climat. De plus, les parterres de coupe étaient deux fois plus évités que les brulis récents. Ces résultats appuient une gestion de l’habitat du caribou forestier qui limite l’étalement du réseau routier et qui distingue l’effet des coupes forestières de celui des feux. Le dernier chapitre explore grâce à un modèle de simulation des paysages spatialement explicite les interactions spatiales entre un réseau d’aires protégées, la récolte forestière et les feux afin de quantifier leurs effets sur la dynamique de population du caribou forestier et sur les coûts économiques liés à l’aménagement forestier. Je montre la nécessité d’inclure les contarintes liées aux feux et aux aires protégées dans le calcul des niveaux de récolte, sans quoi ces niveaux ne sont durables ni pour le caribou forestier, ni pour l’industrie forestière. Les feux augmentent l’antagonisme existant entre exploitation forestière et conservation, avec ou sans coupes de récupération après feu. Cette étude illustre donc la nécessité de mieux comprendre les interactions spatiales entre dynamique des populations, aires protégées, aménagement forestier et régime de feux pour développer des stratégies de conservation qui soient plus efficaces.
Linking spatial patterns of species distribution and population dynamics with biotic and abiotic processes is central to inform effective conservation planning for endangered species. This thesis investigated how linking spatial patterns of boreal woodland caribou (Rangifer tarandus caribou), hereafter boreal caribou, to processes can 1) improve our understanding of landscape selection of this ecotype and 2) inform the efficiency of current land use policies in practice. I first present a new powerful numerical method that allows integrating properly spatial information present in species distribution data to make accurate statistical inference. This method uses integrated nested Laplace approximations (INLA) as an alternative to Markov chain Monte Carlo simulations. I show that, in addition of being accurate and rapid, the use of INLA with Bayesian hierarchical spatial models efficiently accounted for spatial autocorrelation in the residuals and fairly evaluated uncertainty in parameter estimates and predictions. I then used INLA to test which ecological processes, among climate and the distance to roads, drove the existence of geographical patterns in boreal caribou landscape selection. Data supported road-driven selection over a climate influence. Moreover, I show that boreal caribou avoidance of logged areas was two-fold stronger than burned areas. Together these results indicated that limiting the spread of road networks and accounting for the uneven impact of logging compared to wildfire should be integral parts of any habitat management plan and conservation measures within the range of this ecotype. Finally, I use a spatially explicit landscape simulation model to explore how spatial interactions among protected area networks, industrial forestry and fire regimes impacted the population dynamics of boreal caribou and the economic costs related to forest management. I show that the current policy of conservation planning and forest management in the Côte-Nord region in Québec is unlikely to be sustainable for either boreal caribou conservation or timber supply mainly because of current overestimated planned harvest levels. Fire increased antagonisms between current practices of forest management and habitat conservation, irrespective of the presence of salvage logging. This study illustrates that efficient conservation planning requires a better understanding of spatial interactions among population dynamics, protected area networks, forest management, and fire regimes.

Le caribou montagnard des monts Torngat situé dans le nord du Québec et du Labrador connait présentement un déclin rapide. Cependant, la démographie, l’utilisation de l’espace et la sélection de l’habitat en relation avec le déclin de cette population sont méconnues. À l’aide de 35 caribous adultes munis de colliers satellites, nous avons évalué la sélection des habitats à deux échelles spatiales, la survie, et l’effet de la chasse ainsi que du chevauchement avec la population voisine de caribous migrateurs de la Rivière-George. Nous avons démontré que la sélection de l’habitat est similaire entre les deux échelles spatiales étudiées, mais variable selon les saisons. Nos résultats suggèrent que la sélection est déterminée par l’accessibilité et la disponibilité des ressources alimentaires en hiver et durant la pré mise-bas, l’évitement des insectes en été, et par la présence de plantes graminoïdes lors du rut. Bien que la prédation soit connue pour être le principal facteur limitant les populations et la sélection chez le caribou lors de la mise-bas, aucun comportement anti-prédateur n’a été détecté chez les femelles lors de cette saison. Nos résultats démontrent que le déclin est principalement attribuable à une faible survie des femelles adultes due à la chasse et à la prédation. Nous avons observé que l’utilisation de l’aire de distribution du caribou des monts Torngat par le troupeau Rivière-George a grandement diminué durant les 25 dernières années en raison de leur déclin. Ceci pourrait causer une diminution du flux génique et des possibilités d’immigration entre les deux troupeaux. Nos modèles démographiques suggèrent que le caribou des monts Torngat continuerait de décliner rapidement si aucune mesure de gestion n’était prise de façon à augmenter la survie des adultes.
The Torngat Mountains caribou herd in northeastern Québec-Labrador is rapidly declining. Few studies have examined the causes of this decline and little is known about the habitat selection, survival and space use of this herd. Using 35 caribou equipped with satellite collars between 2011 and 2015, we evaluated the Torngat Mountains caribou habitat selection at two different spatial and temporal scales, survival, and effect of harvest on future population trends. We also evaluated the Torngat Mountains caribou space use in relationship with its neighbor, the Rivière-George migratory caribou. We found little variation in habitat selection between the two spatial scales studied. However, there was variation in factors limiting habitat selection among different seasons. Habitat selection was primarily driven by resource availability and abundance during winter and pre-calving, by insect avoidance in summer and by the presence of graminoids during the rut. Although predation is known to be the main limiting factor of caribou populations and habitat selection by female caribou during calving, we found no evidence of predator avoidance behavior during this season. Moreover, we showed that the population decline was primarily attributed to low survival of adult females due to subsistence hunting and predation. We also found that the overlap between the two populations has decreased in the last 25 years due to a decline in Rivière-George herd abundance. This could result in decreased genetic exchanges and immigration between herds. Using demographic models, we showed that the Torngat Mountains caribou would rapidly decline if no management actions were taken to increase adult survival.

Cette étude a évalué l’effet de scénarios d’aménagement de l’habitat du caribou forestier (Rangifer tarandus) sur la diversité aviaire. Un indice d’occupation de 29 espèces d’oiseaux a été développé à partir d’observations de terrain, puis comparé entre sept paysages simulant différentes répartitions des coupes forestières et deux cycles de rotation de coupe. Alors que la répartition des coupes influençait peu les assemblages d’oiseaux, la diversité aviaire était maintenue davantage après une rotation de 100 ans qu’une de 60 ans. Les assemblages d’espèces attendus après ces deux cycles étaient différents de ceux d’un paysage sans coupe, indiquant qu’un temps de révolution plus court que le cycle de perturbations naturelles affecterait la diversité aviaire. Notre méthodologie permet donc d’évaluer l’impact de stratégies d’aménagement sur la biodiversité avant leur mise en œuvre. Nous avons ainsi pu démontrer que l’aménagement de l’habitat du caribou actuellement préconisé ne suffirait pas à conserver les oiseaux boréaux.
This study assessed the effect of habitat management for the recovery of boreal caribou (Rangifer tarandus) on the diversity of boreal birds. An index of occupancy was estimated for 29 bird species from surveyed data, and then compared among seven simulated landscapes contrasting in cut-block distribution and harvest rotation. Whereas cut-block distribution had little effect on bird assemblages, bird diversity was better maintained under a 100-year harvest rotation than a 60-year rotation. Bird assemblages for both harvest rotations differed significantly from assemblages expected in an uncut landscape, implying that rotations shorter than natural disturbance cycles could affect regional biodiversity. Our method thus allows the assessment of the long-term impact of various management strategies on biodiversity prior their implementation. On this basis, we showed that the current habitat management guidelines for boreal caribou recovery would not be sufficient to conserve bird diversity in the boreal forest.

L’objectif général de cette thèse est de développer des modèles mécanistes de l’utilisation de l’espace qui sont basés sur les déplacements des animaux, afin de comprendre et d’anticiper la répartition spatiale des populations animales dans des environnements hétérogènes et dynamiques. J’utilise et je développe des méthodologies qui intègrent autant la modélisation mathématique de la dynamique spatio-temporelle des déplacements que des analyses statistiques de données simulées et empiriques de déplacement. Dans mon premier chapitre, j’effectue une série de simulations afin de clarifier combien de grappes sont nécessaires lors d’une estimation par équations d’estimation généralisées, pour correctement tenir compte de la corrélation dans les données de déplacement et obtenir des inférences robustes sur la sélection de l’habitat. Mes simulations révèlent que 30 individus indépendants, chacun étant assigné à une grappe, suffisent pour éviter la mesure biaisée de l’incertitude sur la sélection de l’habitat lors des déplacements dans un environnement hétérogène. Dans le cas où moins de 30 individus sont disponibles, il est possible d’augmenter le nombre de grappes en divisant les données des individus, cependant il faut s’assurer de la présence d’une autocorrélation temporelle et d’une faible hétérogénéité interindividuelle dans les données. Dans mon deuxième chapitre, je développe un modèle statistique de déplacement permettant d’identifier différentes phases comportementales par lesquelles passent les individus (p. ex., alimentation, déplacements entre les parcelles de ressource) et de révéler la sélection de l’habitat spécifique à chaque phase, pour l’ensemble de la population et à partir de données collectées irrégulièrement. L’analyse de données simulées et empiriques de déplacement de trois grands herbivores dont le bison des prairies (Bison bison bison), le cerf à queue noire (Odocoileus hemionus) et le zèbre des plaines (Equus quagga) démontrent la robustesse et la bonne capacité de prévision du modèle. Cet outil statistique est également flexible puisque j’évalue différents processus écologiques à partir de ces données tels que l’alimentation, la migration ou encore les réponses comportementales face à un prédateur. De plus, je montre la nécessité de tenir compte des phases comportementales pour correctement caractériser la sélection de l’habitat lors des déplacements des animaux. Le développement mathématique que j’ai effectué dans mon troisième chapitre permet de coupler les déplacements des individus au sein d’un réseau de parcelles de ressources et le temps de résidence dans les parcelles afin de prévoir, de façon mécaniste, la répartition spatiale d’une population dans un environnement hétérogène. De plus, j’illustre une méthodologie pour identifier et prévoir le réseau théorique le plus représentatif de l’espèce étudiée. Je démontre à partir de l’application du modèle aux données de bisons des prairies, que la topologie du réseau théorique est cruciale pour correctement anticiper l’utilisation de l’espace d’une population, ainsi que pour implémenter des plans de gestion ou de conservation les plus réalistes possibles. Dans mon chapitre 4, je teste empiriquement la robustesse d’un réseau de parcelles de ressources lorsque celui-ci est perturbé par une fragmentation anthropique du paysage. Les résultats révèlent que les caribous des bois (Rangifer tarandus caribou) reconnectent certaines parcelles favorisant ainsi la robustesse du réseau. Cependant, les prévisions de la répartition spatiale des individus obtenues en utilisant le modèle mécaniste développé dans le chapitre 3 démontrent que, malgré la reconnexion, l’utilisation des parcelles de ressources par les caribous change suite à la perturbation. De plus, ce changement est plus soutenu lorsque ce sont les parcelles les plus connectées (c.-à-d., les pôles) qui sont fragmentées. Ma thèse apporte une contribution méthodologique pour mieux tenir compte de la corrélation dans les données de déplacement et intégrer les phases comportementales lors de l’analyse de la sélection de l’habitat dans des paysages hétérogènes. Mon travail permet aussi de faire le lien entre la théorie des réseaux et l’utilisation de l’espace pour prévoir d’une façon mécaniste la répartition spatiale des populations animales dans des environnements hétérogènes et dynamiques. Mon doctorat donne également lieu à une évaluation du contexte dans lequel la théorie des réseaux peut s’appliquer à l’écologie spatiale. Finalement, ma thèse vient améliorer notre compréhension mécaniste des déplacements de quatre espèces de grands herbivores.
In my thesis, I develop mechanistic models of space use based on animal movement, to understand and to predict population distribution in heterogeneous and dynamic landscapes. Used and developed methodologies couple mathematical modelling of the spatio-temporal dynamics of animal movement together with statistical analysis of simulated and empirical movement datasets. In my first chapter, I proceed in a series of simulations to clarify how many clusters are needed when using generalized estimating equations to correctly account for the correlation in movement data and to obtain robust inference on habitat selection. My simulations reveal that 30 independent individuals, each assigned to a cluster, are sufficient to avoid biased evaluation of the uncertainty on habitat selection along movement in heterogeneous environments. When less than 30 individuals are available, destructive sampling can be used but solely when temporal correlation is present and inter-individual heterogeneity is low in the data. In my second chapter, I develop a statistical movement model that allows to identify successive behavioral phases (e.g., foraging phase, inter-patch movement) together with behavior-specific habitat selection parameters, over the whole population and using temporally irregular data. Analysis of simulated and empirical movement data from three large herbivores including plains bison (Bison bison bison), mule deer (Odocoileus hemionus) and plains zebra (Equus quagga) show the robustness and the high predictive capacity of the model. This statistical tool is also flexible since I assess multiple ecological processes from those datasets such as foraging behavior, migratory behavior or prey-predator interactions. In addition, I show how accounting for behavioral phases in habitat selection analysis is crucial to correctly characterize habitat selection along animal movement. In my third chapter, I develop a mathematical framework to couple movement of individuals among a network of resource patches with residency time in patches to mechanistically predict space use in heterogeneous landscapes. In addition, I illustrate a methodology to identify and predict the most representative theoretical network for the target species. I show from model application on data of plains bison that the theoretical network topology is crucial to correctly infer population space use and implement realistic management and conservation planning. In my chapter 4, I empirically assess the robustness of a network of resource patches following landscape fragmentation from anthropogenic source. The analysis shows that woodland caribou (Rangifer tarandus caribou) reconnect some patches, thus causing robustness in their spatial networks. However, predictions on space use from the mechanistic model developed in chapter 3 reveal that, despite the rewiring, patch use change following the fragmentation. Moreover, this change is stronger when the most connected patches (i.e., the hubs) are impacted. My thesis provides a methodological contribution to better account for correlation in movement data and integrate behavioral phases in habitat selection analysis in heterogeneous landscapes. Besides, my work links network theory and space use to mechanistically predict population distribution in heterogeneous and dynamic environments. My research also assesses the context in which network theory can be applied to spatial ecology. Finally, my thesis improves our mechanistic understanding of animal movement in four species of large herbivores.

Global and local climate patterns may affect barren-ground caribou (Rangifer tarandus groenlandicus) populations. I predicted global climate changes to be correlated with periods of population decline, and local changes to be more pronounced on the habitat of caribou with a declining population. In chapter 1, the Arctic Oscillation (AO), changes in normalized difference vegetation index and phenology were used as measures of global and local climate. In chapter 2 environmental variables and caribou presence points were used to build Maxent habitat models. There was no consistent correlation with the positive AO phase and periods of population decline, or phenology trends and the habitat of caribou with a declining population. Maxent models underestimated the amount of suitable habitat spatially and failed to model suitable habitat temporally. This thesis is the first to look at a range of density-independent variables over a long time period and model suitable habitat for multiple herds.

Nous avons utilisé la télédétection pour examiner comment l’abondance du caribou migrateur pouvait influencer la quantité de ressources alimentaires, et comment ces changements pouvaient affecter la dynamique de population et les patrons d’utilisation de l’espace des caribous. Nous avons évalué les relations entre le caribou et ses ressources alimentaires pour l’aire de mise bas et l’aire d’estivage du troupeau Rivière-George (TRG) du nord du Québec et du Labrador (Canada) entre 1991 et 2011. Nous avons modélisé les relations entre la productivité primaire et des variables climatiques, nous permettant d’isoler les effets d’autres facteurs, comme la pression de broutement des caribous. Nous avons trouvé une relation négative entre la densité de caribous et la productivité primaire à grande échelle, suggérant que la pression de broutement par les caribous pouvait réduire l’abondance des ressources alimentaires et contribuer à la dégradation de l’habitat. Une forte tendance au réchauffement durant la période d’étude, couplée avec un déclin de la taille de population du TRG, a cependant entrainé une productivité primaire plus élevée. Cette hausse de la productivité primaire pourrait représenter un rétablissement de la végétation suite à la réduction de la pression de broutement et/ou un effet du réchauffement climatique.
This thesis used remote sensing to examine how changes in caribou abundance can impact forage availability, and how these changes might in turn affect the population dynamics and space use patterns of migratory caribou. We investigated these relationships for the Rivière-George caribou herd (RGH) and its calving grounds and summer range in Northern Quebec and Labrador (Canada) from 1991-2011. We modelled the relationships between primary productivity and various climatic variables, allowing us to isolate the effects of non-climatic factors, such as caribou herbivory, on primary productivity. We found a negative relationship between caribou density and primary productivity at the range-scale, suggesting that caribou herbivory can reduce forage abundance and contribute to habitat degradation. However, a strong warming trend over the study period, coupled with a decline in RGH population size, meant that we observed a trend towards higher primary productivity. This greening trend may represent vegetation recovery following the reduction in caribou herbivory and/or an effect of climate warming.

Three levels of resource selection (seasonal movements and habitat use, winter feeding site selection, and forage selection), by two populations of woodland caribou (Rangifer tarandus caribou) in west-central British Columbia were examined to evaluate potential effects of logging on those populations. Seasonal movements and habitat use were determined by monitoring radiocollared adult female caribou; winter feeding site and forage selection were determined by following caribou tracks on winter ranges. Caribou moved from winter to summer ranges along relatively snow-free, low elevation migration routes. Itcha-IIgachuz-Rainbow caribou calved and spent the summer almost exclusively in alpine habitat in the Itcha, Ilgachuz and Rainbow Mountains; Tweedsmuir-Entiako caribou used a variety of alpine and forested habitats in and adjacent to northern Tweedsmuir Park during summer. During winter, caribou in both areas used predominantly low elevation forested habitats. In the Tweedsmuir-Entiako area, some use of alpine habitat occurred during mid-winter in the Fawnie Mountains. In the Itcha-Ilgachuz area, 5-15% of the radiocollared caribou spent the winter in alpine and subalpine habitat on the north side of the Ilgachuz Mountains. Rainbow Mountain caribou used alpine habitat in the northern Rainbow and Ilgachuz Mountains during the winter. On low elevation winter ranges in both areas, caribou selected Dry Lichen / Lichen Moss and Lichen Moss caribou habitat types. Mature pine forest cover types on low and poor quality growing sites were also selected by caribou during winter. Itcha-Ilgachuz caribou selected large Fescue-Lichen meadows in early winter and Dry Lichen / Kinnikinnick sites in the very dry, cold Sub-Boreal Pine/Spruce (SBPSxc) biogeoclimatic subzone in late winter. In late winter, the Tweedsmuir-Entiako caribou selected mature Moss/Seepage Forest - Aspen Forest caribou habitat types. Forest cover types selected were mature pine and pine/spruce forest cover types on medium quality sites. Throughout the winter, pine forests in both areas were used predominantly for cratering for terrestrial lichens. Caribou selected areas with high terrestrial lichen abundance for cratering. Snow characteristics (snow depth, snow penetrability) did not appear to influence crater site selection. Snow was often deeper at cratering sites than at non-cratering sites because sites that were selected for abundant terrestrial lichen also had more open canopies which intercepted less snow. Arboreal lichens were used in all forest types; however, arboreal lichen use was greater in pine/spruce and spruce stands than in pine stands. Implications of logging to woodland caribou populations and winter range use are discussed and recommendations for logging guidelines compatible with woodland caribou are suggested.
Forestry, Faculty of
Graduate

Les liens entre la diversité génétique et la performance individuelle peuvent révéler l’existence de dépression de consanguinité ou de sélection naturelle à certains loci fonctionnels dans une population. Dans cette étude, nous avons étudié l’association de la diversité génétique avec des traits de performance (survie annuelle et masse corporelle) chez le caribou migrateur appartenant à deux populations en déclin au Québec et au Labrador. Nous avons évalué la diversité génétique à deux échelles génétiques: i) à l’échelle du génome (22073 polymorphismes nucléotidiques simples) et ii) chez un locus (DRB) du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH), un gène d’immunité. Pendant les 20 années de notre période d’échantillonnage, la diversité génétique globale et celle du locus CMH-DRB sont restées stables. La diversité génétique globale n’était pas associée aux traits de performance, mais la diversité fonctionnelle de CMH-DRB était associée négativement à la survie annuelle des adultes. Par ailleurs, nous avons détecté une faible différentiation génétique entre les deux troupeaux qui étaient considérés jusqu’ici comme une seule population d’un point de vue génétique. Nos résultats suggèrent que le déclin rapide des deux troupeaux de caribous n’a pas entraîné de perte de diversité génétique, même si une augmentation de la dérive génétique pourrait être à l’origine de la structure génétique observée. Ils supportent aussi l’hypothèse qu’il n’y aurait pas de dépression de consanguinité dans les troupeaux, malgré leur déclin démographique marqué. L’association négative de la diversité au CMH avec la survie que nous avons détectée va à l’encontre de la majorité des études publiées sur ce sujet, qui montrent en général une association positive. Nos résultats suggèrent que la diversité au CMH n’est peut-être pas avantageuse dans des écosystèmes où la diversité de pathogènes est faible ou dans lesquels l’abondance de pathogènes change rapidement en réponse aux changements climatiques.
Les liens entre la diversité génétique et la performance individuelle peuvent révéler l’existence de dépression de consanguinité ou de sélection naturelle à certains loci fonctionnels dans une population. Dans cette étude, nous avons étudié l’association de la diversité génétique avec des traits de performance (survie annuelle et masse corporelle) chez le caribou migrateur appartenant à deux populations en déclin au Québec et au Labrador. Nous avons évalué la diversité génétique à deux échelles génétiques: i) à l’échelle du génome (22073 polymorphismes nucléotidiques simples) et ii) chez un locus (DRB) du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH), un gène d’immunité. Pendant les 20 années de notre période d’échantillonnage, la diversité génétique globale et celle du locus CMH-DRB sont restées stables. La diversité génétique globale n’était pas associée aux traits de performance, mais la diversité fonctionnelle de CMH-DRB était associée négativement à la survie annuelle des adultes. Par ailleurs, nous avons détecté une faible différentiation génétique entre les deux troupeaux qui étaient considérés jusqu’ici comme une seule population d’un point de vue génétique. Nos résultats suggèrent que le déclin rapide des deux troupeaux de caribous n’a pas entraîné de perte de diversité génétique, même si une augmentation de la dérive génétique pourrait être à l’origine de la structure génétique observée. Ils supportent aussi l’hypothèse qu’il n’y aurait pas de dépression de consanguinité dans les troupeaux, malgré leur déclin démographique marqué. L’association négative de la diversité au CMH avec la survie que nous avons détectée va à l’encontre de la majorité des études publiées sur ce sujet, qui montrent en général une association positive. Nos résultats suggèrent que la diversité au CMH n’est peut-être pas avantageuse dans des écosystèmes où la diversité de pathogènes est faible ou dans lesquels l’abondance de pathogènes change rapidement en réponse aux changements climatiques.
Associations between genetic diversity and individual performance may indicate inbreeding depression or selective pressures applied on some functional loci in a population. In this study, we looked at the association of genetic diversity with performance traits (annual survival and body mass) in migratory caribou of two declining herds in Québec and Labrador. We assessed genetic diversity at two genetic scales: i) genome-wide diversity estimated with 22,073 single nucleotide polymorphisms and ii) diversity of one locus (DRB) of the major histocompatibility complex (MHC). During the 20-year sampling period, genome-wide and MHC-DRB diversity remained stable. Genome-wide diversity was not associated with performance, but MHC-DRB functional diversity showed a negative association with annual survival of adults. Furthermore, we found a slight differentiation of the two herds that were considered until now as a single population from a genetic point of view. Our results suggest that the rapid decline of both herds did not lead to a loss of genetic diversity, even though an increase in genetic drift could be responsible for the genetic structure we observed. They also suggest that the herds do not suffer from inbreeding depression despite their marked decline. The negative association of MHC-DRB diversity with survival is opposite to the majority of studies published on this matter that usually show a positive association. Our results suggest that MHC diversity might not be beneficial in ecosystems with low pathogen diversity or in which pathogen abundance changes quickly in response to climate change.
Associations between genetic diversity and individual performance may indicate inbreeding depression or selective pressures applied on some functional loci in a population. In this study, we looked at the association of genetic diversity with performance traits (annual survival and body mass) in migratory caribou of two declining herds in Québec and Labrador. We assessed genetic diversity at two genetic scales: i) genome-wide diversity estimated with 22,073 single nucleotide polymorphisms and ii) diversity of one locus (DRB) of the major histocompatibility complex (MHC). During the 20-year sampling period, genome-wide and MHC-DRB diversity remained stable. Genome-wide diversity was not associated with performance, but MHC-DRB functional diversity showed a negative association with annual survival of adults. Furthermore, we found a slight differentiation of the two herds that were considered until now as a single population from a genetic point of view. Our results suggest that the rapid decline of both herds did not lead to a loss of genetic diversity, even though an increase in genetic drift could be responsible for the genetic structure we observed. They also suggest that the herds do not suffer from inbreeding depression despite their marked decline. The negative association of MHC-DRB diversity with survival is opposite to the majority of studies published on this matter that usually show a positive association. Our results suggest that MHC diversity might not be beneficial in ecosystems with low pathogen diversity or in which pathogen abundance changes quickly in response to climate change.

The assessment of herbivore habitat quality is traditionally based on quantifying the forages available to the animal across their home range through ground-based techniques. While these methods are highly accurate, they can be time-consuming and highly expensive, especially for herbivores that occupy vast spatial landscapes. The Unimak Island caribou herd has been decreasing in the last decade at rates that have prompted discussion of management intervention. Frequent inclement weather in this region of Alaska has provided for little opportunity to study the caribou forage habitat on Unimak Island. The overall objectives of this study were two-fold 1) to assess the feasibility of using high-resolution color and near-infrared aerial imagery to map the forage distribution of caribou habitat on Unimak Island and 2) to assess the use of a new high-resolution multispectral satellite imagery platform, RapidEye, and use of the "red-edge" spectral band on vegetation classification accuracy. Maximum likelihood classification algorithms were used to create land cover maps in aerial and satellite imagery. Accuracy assessments and transformed divergence values were produced to assess vegetative spectral information and classification accuracy. By using RapidEye and aerial digital imagery in a hierarchical supervised classification technique, we were able to produce a high resolution land cover map of Unimak Island. We obtained overall accuracy rates of 71.4 percent which are comparable to other land cover maps using RapidEye imagery. The "red-edge" spectral band included in the RapidEye imagery provides additional spectral information that allows for a more accurate overall classification, raising overall accuracy 5.2 percent.

De nombreuses populations migratrices sont actuellement en déclin. Les changements climatiques entrainent des modifications dans les habitats des espèces migratrices et la phénologie des processus naturels, lesquels se répercutent sur la migration, une période critique pour ces espèces. Comprendre comment les variables environnementales et climatiques affectent la phénologie et les patrons de migration est donc crucial. Ma thèse s'intéresse à l'impact du climat, des ressources alimentaires et de la compétition sur les migrations printanières et automnales des caribous migrateurs, Rangifer tarandus, des troupeaux Rivière-George (TRG) et Rivière-aux-Feuilles (TRF) du Nord-du-Québec et du Labrador. Le premier volet de ma thèse propose une approche objective, basée sur la détection des changements dans la structure des déplacements saisonniers, pour identifier les dates de départ et arrivée en migration. Validée à l'aide de trajets simulés, elle a été appliquée aux migrations printanières et automnales de femelles caribous. Le second volet porte sur l'impact des conditions environnementales sur la phénologie des migrations de printemps et d'automne. Il montre que la phénologie de la migration est principalement affectée par les conditions climatiques rencontrées lors de la migration, les conditions d'enneigement affectant notamment les coûts des déplacements. Au printemps, les caribous subissent des conditions défavorables lorsque la fonte des neiges est précoce. À l'automne, ils semblent ajuster leurs déplacements et migrent plus vite quand la neige débute tôt pour limiter les coûts de déplacement dans une neige profonde. Le troisième volet porte sur les patrons de migration à l'automne et montre que ceux-ci sont affectés essentiellement par une compétition intra- et inter-troupeaux pour les aires d'hivernages. Les caribous du TRG répondent à une augmentation de la compétition sur les aires les plus proches de l'aire de mise bas, liée à une taille de population élevée, en migrant préférentiellement vers les aires les plus éloignées. L'utilisation des aires hivernales par les caribous du TRF est, quant à elle, contrainte par la présence et l’abondance du TRG, cette contrainte diminuant à mesure que le TRG décline et abandonne les migrations vers les aires d'hivernages communes aux deux troupeaux. Cette thèse améliore notre compréhension de l'influence des facteurs environnementaux sur la phénologie et les patrons de migration du caribou migrateur. Ces connaissances sont très utiles pour comprendre l'impact des changements climatiques et établir les plans de conservation pour les espèces migratrices.
Several populations of migratory species are actually declining. Climate changes affect the habitat of migratory species and the phenology of natural processes, and impact the migration, a critical period for migratory species. Thus, it is crucial to understand how environmental and climatic variables affect the timing and the patterns of migration. This thesis assesses the impact of climate, food resources and competition on the spring and fall migrations of migratory caribou, Rangifer tarandus, from the Rivière-George (RGH) and Rivière-aux-Feuilles (RFH) herds, in Northern Québec and Labrador. The first part of my thesis presents an objective approach, based on the detection of changes in the structure of seasonal movements, to assess the departure and the arrival dates of the migrations. The approach was validated on simulated paths, and was then applied on the spring and fall migrations of female caribou. The second part focuses on the impact of environmental conditions on the phenology of the spring and fall migrations. It revealed that migration is mainly affected by the climatic conditions encountered during migration, snow conditions partly determining the cost of movements. In the spring, caribou suffer from adverse conditions when the snowmelt is early. In the fall, caribou adjust their movements and migrate faster when snowfall occurs early to limit the cost of moving through deep snow. The third part of my thesis focuses on fall migration patterns and revealed that migration patterns are mainly affected by intra- and inter-herds competition for the winter ranges. Caribou from RGH migrate preferentially toward the furthest winter ranges in response to increased competition, linked with a high population size, limiting the competition on the closest winter ranges. The use of the winter ranges by caribou from RFH is constrained by the abundance of RGH. This constraint decreased as RGH declined and abandoned the migrations toward the winter ranges commonly used by both herds. My thesis increases our knowledge of the environmental factors that affect the phenology and patterns of caribou migrations. This knowledge is useful to understand the impact of climate changes and establish conservation plans for migratory species.

Ce projet vise à évaluer l’effet de la configuration spatiale des coupes forestières et des routes sur la mortalité des adultes du caribou des bois (Ranfiger tarandus), écotype forestier, dans des paysages habités par le loup gris (Canis lupus) et une proie alternative, l’orignal (Alces alces). Nous avons utilisé un modèle centré sur l’individu pour modéliser les déplacements d’agents, représentant des individusfictifs de chaque espèce, dans des environnements virtuels. Les agents se déplaçaient selon des règles de déplacement établies à partir de l’analyse des données de suivis télémétriques de caribous, d’orignaux et de loups. Les environnements virtuels étaient façonnés par différents aménagements forestiers se distinguant par leur niveau de perturbations et par la configuration spatiale des coupes et du réseau routier. Le nombre de caribous morts par la prédation augmentait avec le niveau de perturbations des scénarios d’aménagement forestier. De plus, pour un même niveau de perturbations, la mortalité des caribous différait selon la configuration spatiale des activités forestières. Le risque de prédation des caribous était plus élevé lorsque la configuration des coupes dans le paysage engendrait un dense et vaste réseau routier et une fragmentation importante de l’habitat du caribou. Ainsi, en plus du niveau de perturbations, les plans de gestion de l’habitat de l’écotype forestier du caribou des bois devraient prendre en compte l’effet de la configuration spatiale des coupes et des routes sur la mortalité du caribou afin d’atténuer l’impact dela prédation sur ces populations dû à l’extraction des ressources.
Ce projet vise à évaluer l’effet de la configuration spatiale des coupes forestières et des routes sur la mortalité des adultes du caribou des bois (Ranfiger tarandus), écotype forestier, dans des paysages habités par le loup gris (Canis lupus) et une proie alternative, l’orignal (Alces alces). Nous avons utilisé un modèle centré sur l’individu pour modéliser les déplacements d’agents, représentant des individusfictifs de chaque espèce, dans des environnements virtuels. Les agents se déplaçaient selon des règles de déplacement établies à partir de l’analyse des données de suivis télémétriques de caribous, d’orignaux et de loups. Les environnements virtuels étaient façonnés par différents aménagements forestiers se distinguant par leur niveau de perturbations et par la configuration spatiale des coupes et du réseau routier. Le nombre de caribous morts par la prédation augmentait avec le niveau de perturbations des scénarios d’aménagement forestier. De plus, pour un même niveau de perturbations, la mortalité des caribous différait selon la configuration spatiale des activités forestières. Le risque de prédation des caribous était plus élevé lorsque la configuration des coupes dans le paysage engendrait un dense et vaste réseau routier et une fragmentation importante de l’habitat du caribou. Ainsi, en plus du niveau de perturbations, les plans de gestion de l’habitat de l’écotype forestier du caribou des bois devraient prendre en compte l’effet de la configuration spatiale des coupes et des routes sur la mortalité du caribou afin d’atténuer l’impact dela prédation sur ces populations dû à l’extraction des ressources.
The aim of this project was to assess the impact of the spatial configuration of cuts and roads on adult mortality of the boreal ecotype of woodland caribou (Ranfiger tarandus)in landscapes inhabited by the gray wolf (Canis lupus) and an alternative prey, the moose (Alces alces). We used an individual-based model to simulate movements of agents, which are virtual individuals of each species, moving in virtual landscapes. Agents moved according to movement rules determined from field studies conducted on radio-collared caribou, moose and wolves. Virtual landscapes were shaped by various forest managements, differing in disturbance level sand spatial configuration of cuts and roads. The number of caribou killed by wolves increased with increasing disturbance levels. Also, for a given level of disturbance, caribou mortality varied with the spatial distribution of forest activities. Predation risk of caribou was higher in landscapes with extensive road networksand high degree of forest fragmentation. Thus, habitat management plans for boreal caribou should not only focus on assessing habitat disturbance thresholds but also consider the effect of the spatial configuration of cuts and roads on caribou mortality in order to reduce the impact of predation due to natural resource extraction on the ecotype’s populations.
The aim of this project was to assess the impact of the spatial configuration of cuts and roads on adult mortality of the boreal ecotype of woodland caribou (Ranfiger tarandus)in landscapes inhabited by the gray wolf (Canis lupus) and an alternative prey, the moose (Alces alces). We used an individual-based model to simulate movements of agents, which are virtual individuals of each species, moving in virtual landscapes. Agents moved according to movement rules determined from field studies conducted on radio-collared caribou, moose and wolves. Virtual landscapes were shaped by various forest managements, differing in disturbance level sand spatial configuration of cuts and roads. The number of caribou killed by wolves increased with increasing disturbance levels. Also, for a given level of disturbance, caribou mortality varied with the spatial distribution of forest activities. Predation risk of caribou was higher in landscapes with extensive road networksand high degree of forest fragmentation. Thus, habitat management plans for boreal caribou should not only focus on assessing habitat disturbance thresholds but also consider the effect of the spatial configuration of cuts and roads on caribou mortality in order to reduce the impact of predation due to natural resource extraction on the ecotype’s populations.

The Arctic is currently experiencing some of the most dramatic warming effects globally due to climate change. Barren ground caribou (Rangifer tarandus groenlandicus) herds in Canada’s north are particularly susceptible to climate change as they occupy Arctic and sub-Arctic environments and as grazers respond directly to changing vegetation conditions. Examining the associations between barren ground caribou and their environment across their entire range presents specific and substantial challenges. Large herd ranges make in-situ habitat monitoring studies difficult and expensive. Additionally, the environments barren ground caribou inhabit are extremely remote and not spatially consistent between years. As such, new techniques are required that address the large scale, remote, and temporally variable nature of these animals. Within this PhD Dissertation, I integrate newly developed remotely sensed environmental data sets with multiple caribou data sets to explore how changing environmental conditions are affecting barren-ground caribou movement and habitat use in Canada’s north. Barren ground caribou’s effects on summer range productivity were assessed to explore top down controls on vegetation productivity. Based on my results, I argue that while there is some association between barren ground caribou density and future summer range vegetation productivity, it is unlikely that range degradation is a major cause of herd declines in the herds examined here. Habitat conditions (vegetation productivity, lichen mat condition, and fire disturbance) were documented across herd ranges to assess how barren ground caribou habitat is changing through time. These habitat conditions were then linked to movement metrics derived from barren ground caribou telemetry data to assess how changing habitat conditions are affecting caribou movement patterns. I found widespread, rapid changes in barren ground caribou habitat in line with predicted and documented climate change effects in the Arctic, and I detected significant alterations in movement metrics associated with these changes in habitat. In all cases, remotely sensed environmental indicators were useful for describing aspects of barren ground caribou habitat. I was able to link habitat conditions to barren ground caribou at both the individual and herd levels and described novel linkages between barren ground caribou and their environment.
Forestry, Faculty of
Graduate

Les perturbations humaines sont en augmentation dans de nombreuses régions du monde et entraînent des conséquences graves sur les écosystèmes. Les régions nordiques et arctiques pourraient être particulièrement touchées par le développement anthropique à cause du fort potentiel en ressources naturelles et la faible résilience de ces écosystèmes. Le caribou migrateur (Rangifer tarandus) est au coeur de ces préoccupations puisqu’il constitue une espèce clé de cet écosystème. La majorité des troupeaux de caribous est toutefois en déclin et la nature généralisée et parfois synchrone de ces déclins suggère que des changements globaux, comme les changements climatiques et le développement anthropique, pourraient être responsables. Dans le nord du Québec et au Labrador, les caribous migrateurs des troupeaux Rivière-aux-Feuilles (TRAF) et Rivière-George (TRG) ne font pas exception à la tendance observée. Ces troupeaux ont subi une importante diminution au cours des dernières décennies. Simultanément à ces déclins, la région a connu une augmentation marquée des activités humaines, particulièrement dans le secteur minier. Toutefois, la contribution des perturbations humaines aux déclins de populations actuellement observés reste inconnue. Dans le cadre de cette thèse, je me suis intéressée à quantifier les effets des perturbations humaines sur l’utilisation de l’espace et la survie des caribous migrateurs du TRAF et TRG. Mes travaux sont divisés en quatre objectifs : 1) Évaluer les effets des perturbations humaines sur le comportement des caribous en évaluant l’impact des infrastructures linéaires sur les déplacements et en estimant les zones d’influence autour des infrastructures; 2) Évaluer la perte cumulée d’habitat associée à l’évitement des perturbations; 3) Évaluer l’effet des perturbations humaines sur la vulnérabilité des caribous à la chasse sportive; 4) Évaluer les effets des perturbations humaines sur le risque de mortalité des caribous et leur importance relative par rapport aux facteurs naturels; Mes travaux ont démontré que les caribous migrateurs répondent aux perturbations humaines à différentes échelles spatiotemporelles. À fine échelle, les caribous accéléraient leurs déplacements lors de la traversée d’une route. Une des routes sur l’aire de répartition du TRAF (route Raglan) semblait jouer un rôle de barrière aux mouvements des caribous. Les caribous évitaient les infrastructures sur des distances pouvant aller jusqu’à 23 km et l’évitement semblait exacerbé durant la période de chasse sportive. À plus large échelle, l’évitement des infrastructures s’est traduit en une perte cumulée d’habitat qui pouvait atteindre jusqu’à 30% des aires saisonnières et jusqu’à 37% des habitats fortement utilisés par les caribous. Mes travaux ont également démontré que la vulnérabilité des caribous à la chasse sportive était principalement affectée par les caractéristiques du paysage qui influencent la visibilité et l’accessibilité des chasseurs aux zones de chasse. Les caribous étaient plus vulnérables sur les lacs gelés, près des infrastructures de chasse, comme les pourvoiries et les routes, et dans les terrains moins accidentés. Ces résultats suggèrent que le développement anthropique pourrait augmenter l’accessibilité des chasseurs sur l’aire de répartition des caribous et donc augmenter leur vulnérabilité à la chasse. Finalement, mes travaux ont permis de démontrer que les perturbations humaines ont des effets négatifs limités sur le risque de mortalité des caribous. Leurs effets étaient typiquement moins forts que les facteurs naturels, tels que les patrons individuels d’utilisation de l’habitat, le risque de prédation et les conditions météorologiques, pour expliquer les variations du risque de mortalité des caribous. Ces résultats suggèrent que les impacts des perturbations humaines sur la survie des caribous sont limités, mais sont néanmoins présents. Le développement humain se poursuit dans les régions nordiques, ce qui pourrait rendre les caribous de plus en plus vulnérables aux impacts négatifs des perturbations humaines. Le niveau actuel de développement anthropique étant actuellement faible dans la région, il est possible de suggérer un changement dans l’élaboration et l’application de mesures de gestion pour les populations de caribou migrateur. Au lieu de tenter de mettre en place des mesures de gestion et de restauration coûteuses, il est encore possible aujourd’hui de restreindre le développement dans les zones critiques pour le caribou. Une approche proactive serait plus efficace afin de limiter les impacts négatifs sur la distribution et l’abondance des caribou. Les changements climatiques constituent une menace grandissante pour les populations de caribous, l’atténuation des impacts anthropiques pourrait donc augmenter la résilience des populations à ces changements globaux.
Les perturbations humaines sont en augmentation dans de nombreuses régions du monde et entraînent des conséquences graves sur les écosystèmes. Les régions nordiques et arctiques pourraient être particulièrement touchées par le développement anthropique à cause du fort potentiel en ressources naturelles et la faible résilience de ces écosystèmes. Le caribou migrateur (Rangifer tarandus) est au coeur de ces préoccupations puisqu’il constitue une espèce clé de cet écosystème. La majorité des troupeaux de caribous est toutefois en déclin et la nature généralisée et parfois synchrone de ces déclins suggère que des changements globaux, comme les changements climatiques et le développement anthropique, pourraient être responsables. Dans le nord du Québec et au Labrador, les caribous migrateurs des troupeaux Rivière-aux-Feuilles (TRAF) et Rivière-George (TRG) ne font pas exception à la tendance observée. Ces troupeaux ont subi une importante diminution au cours des dernières décennies. Simultanément à ces déclins, la région a connu une augmentation marquée des activités humaines, particulièrement dans le secteur minier. Toutefois, la contribution des perturbations humaines aux déclins de populations actuellement observés reste inconnue. Dans le cadre de cette thèse, je me suis intéressée à quantifier les effets des perturbations humaines sur l’utilisation de l’espace et la survie des caribous migrateurs du TRAF et TRG. Mes travaux sont divisés en quatre objectifs : 1) Évaluer les effets des perturbations humaines sur le comportement des caribous en évaluant l’impact des infrastructures linéaires sur les déplacements et en estimant les zones d’influence autour des infrastructures; 2) Évaluer la perte cumulée d’habitat associée à l’évitement des perturbations; 3) Évaluer l’effet des perturbations humaines sur la vulnérabilité des caribous à la chasse sportive; 4) Évaluer les effets des perturbations humaines sur le risque de mortalité des caribous et leur importance relative par rapport aux facteurs naturels; Mes travaux ont démontré que les caribous migrateurs répondent aux perturbations humaines à différentes échelles spatiotemporelles. À fine échelle, les caribous accéléraient leurs déplacements lors de la traversée d’une route. Une des routes sur l’aire de répartition du TRAF (route Raglan) semblait jouer un rôle de barrière aux mouvements des caribous. Les caribous évitaient les infrastructures sur des distances pouvant aller jusqu’à 23 km et l’évitement semblait exacerbé durant la période de chasse sportive. À plus large échelle, l’évitement des infrastructures s’est traduit en une perte cumulée d’habitat qui pouvait atteindre jusqu’à 30% des aires saisonnières et jusqu’à 37% des habitats fortement utilisés par les caribous. Mes travaux ont également démontré que la vulnérabilité des caribous à la chasse sportive était principalement affectée par les caractéristiques du paysage qui influencent la visibilité et l’accessibilité des chasseurs aux zones de chasse. Les caribous étaient plus vulnérables sur les lacs gelés, près des infrastructures de chasse, comme les pourvoiries et les routes, et dans les terrains moins accidentés. Ces résultats suggèrent que le développement anthropique pourrait augmenter l’accessibilité des chasseurs sur l’aire de répartition des caribous et donc augmenter leur vulnérabilité à la chasse. Finalement, mes travaux ont permis de démontrer que les perturbations humaines ont des effets négatifs limités sur le risque de mortalité des caribous. Leurs effets étaient typiquement moins forts que les facteurs naturels, tels que les patrons individuels d’utilisation de l’habitat, le risque de prédation et les conditions météorologiques, pour expliquer les variations du risque de mortalité des caribous. Ces résultats suggèrent que les impacts des perturbations humaines sur la survie des caribous sont limités, mais sont néanmoins présents. Le développement humain se poursuit dans les régions nordiques, ce qui pourrait rendre les caribous de plus en plus vulnérables aux impacts négatifs des perturbations humaines. Le niveau actuel de développement anthropique étant actuellement faible dans la région, il est possible de suggérer un changement dans l’élaboration et l’application de mesures de gestion pour les populations de caribou migrateur. Au lieu de tenter de mettre en place des mesures de gestion et de restauration coûteuses, il est encore possible aujourd’hui de restreindre le développement dans les zones critiques pour le caribou. Une approche proactive serait plus efficace afin de limiter les impacts négatifs sur la distribution et l’abondance des caribou. Les changements climatiques constituent une menace grandissante pour les populations de caribous, l’atténuation des impacts anthropiques pourrait donc augmenter la résilience des populations à ces changements globaux.
Human disturbances are increasing worldwide and have led to serious and irreversible consequences on natural ecosystems. Northern and Arctic regions may be particularly affected by anthropogenic development because of the high potential for the extraction of natural resources and the poor resilience of these ecosystems. Migratory caribou (Rangifer tarandus) are at the heart of these concerns raised by anthropogenic development in northern regions because they represent a key species of this ecosystem. Most caribou populations, however, are declining and the generalized and sometimes synchronous nature of these declines suggest that global changes, such as climate change and human development, may be responsible. In northern Québec and Labrador, Canada, migratory caribou of the Rivière-aux-Feuilles (RFH) and Rivière-George herds (RGH) are no exception to the current worldwide trend of decline. These herds have experienced an important decline in the last decades. Simultaneous to these declines, the region has experienced a rapid increase in human development, mainly owing to the mining sector. Yet, the contribution of human disturbance to the herds’ decline remains to be investigated. In this thesis, I assessed the effects of human disturbances on space use and survival of migratory caribou of the RFH and RGH. My work is divided into four objectives: 1) Evaluating human disturbance effects on caribou behavior, by evaluating the effect of linear features on caribou movements and by estimating the zones of influence of infrastructure; 2) Evaluating the cumulative habitat loss associated with the avoidance of infrastructure; 3) Evaluating human disturbance effects on caribou vulnerability to sport hunting; 4) Evaluating human disturbance effects on the mortality risk of caribou and their importance relative to that of natural factors. My results revealed that migratory caribou react to human disturbance at various spatiotemporal scales. At a fine scale, caribou increased their movement rate when crossing roads. One of the road in the Rivière-aux-Feuilles range (Raglan road) also appeared to act as a barrier to caribou movement. Caribou also avoided infrastructure over distances reaching as much as 23 km, and avoidance was exacerbated during the sport hunting period. At a larger scale, avoidance of infrastructures resulted in a cumulative habitat loss that could reach as much as 30% of the area of seasonal ranges, and 37% of high-quality habitat available for caribou. My work also revealed that caribou vulnerability to sport hunting was mainly affected by landscape characteristics influencing visibility and accessibility for sport hunters. Caribou were more vulnerable on frozen lakes, near hunting infrastructure such as roads and outfitter camps, and in less rugged terrain. These results suggest that human development could increase hunters’ accessibility to the landscape and thus, increase caribou vulnerability to sport hunting. Lastly, my work also showed that human disturbances have a limited impact on the mortality risk of caribou. These effects were typically less strong than natural factors, such as individual patterns of habitat use, predation risk and weather conditions, on caribou survival. These results suggest that the impacts of human disturbances are limited at the currently low state of development in northern Québec and Labrador, but are nevertheless observable. Anthropogenic development is continuing in northern regions, thus caribou could become increasingly vulnerable to the negative impacts of human disturbance. Because the current level of development in the RFH and RGH ranges is still low, it is appropriate to suggest a shift in the planning and implementation of management actions for population of migratory caribou. Instead of pursuing costly management and restoration activities after disturbance, it would be more effective to limit the area and intensity of development across the critical habitat of caribou. Such proactive approaches would be more efficient and effective at limiting declines in the distribution and abundance of caribou. Climate change is a growing threat for caribou populations; the mitigation of anthropogenic impacts could increase the resilience of these populations to global change.
Human disturbances are increasing worldwide and have led to serious and irreversible consequences on natural ecosystems. Northern and Arctic regions may be particularly affected by anthropogenic development because of the high potential for the extraction of natural resources and the poor resilience of these ecosystems. Migratory caribou (Rangifer tarandus) are at the heart of these concerns raised by anthropogenic development in northern regions because they represent a key species of this ecosystem. Most caribou populations, however, are declining and the generalized and sometimes synchronous nature of these declines suggest that global changes, such as climate change and human development, may be responsible. In northern Québec and Labrador, Canada, migratory caribou of the Rivière-aux-Feuilles (RFH) and Rivière-George herds (RGH) are no exception to the current worldwide trend of decline. These herds have experienced an important decline in the last decades. Simultaneous to these declines, the region has experienced a rapid increase in human development, mainly owing to the mining sector. Yet, the contribution of human disturbance to the herds’ decline remains to be investigated. In this thesis, I assessed the effects of human disturbances on space use and survival of migratory caribou of the RFH and RGH. My work is divided into four objectives: 1) Evaluating human disturbance effects on caribou behavior, by evaluating the effect of linear features on caribou movements and by estimating the zones of influence of infrastructure; 2) Evaluating the cumulative habitat loss associated with the avoidance of infrastructure; 3) Evaluating human disturbance effects on caribou vulnerability to sport hunting; 4) Evaluating human disturbance effects on the mortality risk of caribou and their importance relative to that of natural factors. My results revealed that migratory caribou react to human disturbance at various spatiotemporal scales. At a fine scale, caribou increased their movement rate when crossing roads. One of the road in the Rivière-aux-Feuilles range (Raglan road) also appeared to act as a barrier to caribou movement. Caribou also avoided infrastructure over distances reaching as much as 23 km, and avoidance was exacerbated during the sport hunting period. At a larger scale, avoidance of infrastructures resulted in a cumulative habitat loss that could reach as much as 30% of the area of seasonal ranges, and 37% of high-quality habitat available for caribou. My work also revealed that caribou vulnerability to sport hunting was mainly affected by landscape characteristics influencing visibility and accessibility for sport hunters. Caribou were more vulnerable on frozen lakes, near hunting infrastructure such as roads and outfitter camps, and in less rugged terrain. These results suggest that human development could increase hunters’ accessibility to the landscape and thus, increase caribou vulnerability to sport hunting. Lastly, my work also showed that human disturbances have a limited impact on the mortality risk of caribou. These effects were typically less strong than natural factors, such as individual patterns of habitat use, predation risk and weather conditions, on caribou survival. These results suggest that the impacts of human disturbances are limited at the currently low state of development in northern Québec and Labrador, but are nevertheless observable. Anthropogenic development is continuing in northern regions, thus caribou could become increasingly vulnerable to the negative impacts of human disturbance. Because the current level of development in the RFH and RGH ranges is still low, it is appropriate to suggest a shift in the planning and implementation of management actions for population of migratory caribou. Instead of pursuing costly management and restoration activities after disturbance, it would be more effective to limit the area and intensity of development across the critical habitat of caribou. Such proactive approaches would be more efficient and effective at limiting declines in the distribution and abundance of caribou. Climate change is a growing threat for caribou populations; the mitigation of anthropogenic impacts could increase the resilience of these populations to global change.

L'information sur la façon dont les paramètres démographiques tels que la survie et la reproduction varient au fil du temps est centrale pour comprendre la dynamique de population. Nous avons estimé la survie annuelle de plus de 700 caribous migrateurs marqués chez deux troupeaux du Québec-Labrador entre 1991 et 2012. De plus, nous avons vérifié l'effet de la masse des colliers émetteurs sur la survie des femelles adultes. Nos résultats démontrent que, lorsque la condition physique est mauvaise, un collier lourd peut diminuer la probabilité de survie d'environ 18% par rapport à un collier léger. Par la suite, nous avons élaboré un modèle démographique permettant d'estimer la taille de population annuelle. Nous avons utilisé cette technique efficace et peu coûteuse afin de corriger des inventaires ayant une grande incertitude ainsi que confirmer des inventaires aériens récents. Finalement, nous démontrons l'importance des suivis à long terme d’individus marqués.
Information on how demographic parameters such as survival and reproduction vary over time is central to understanding populationdynamics. We estimated annual survival of more than 700 marked migratory caribou in two herds in Quebec-Labrador between 1991 and 2012. In addition, we tested the effect of radio collarmass on adult femalesurvival. Our results demonstrate that when bodycondition is low, a heavy collar can reduce survival byapproximately 18% compared to a light collar. Subsequently, we developed a demographic model to estimate annual population size. We used this effective and relatively inexpensive technique to correct one aerial census with high uncertainty and confirm recent aerial censuses. Finally, we demonstrate the importance of long-term monitoring of marked individuals.

Ma thèse explore les changements dans les stratégies comportementales du loup gris (Canis lupus), de l’orignal (Alces alces) et du caribou forestier (Rangifer tarandus caribou) en réaction à l’aménagement de la forêt boréale. J’ai étudié les facteurs qui déterminent la répartition spatiale des trois espèces en analysant leurs déplacements et leur sélection d’habitat, puis en évaluant le jeu spatial prédateur-proie. Mon premier chapitre révèle que les différences de tactique de déplacements entre le prédateur et ses proies créent des probabilités relatives de rencontre asymétriques entre les espèces le long de leurs trajectoires de déplacement. Par exemple, compte tenu du temps passé dans les différents milieux, les caribous avaient un risque relativement élevé de rencontrer des loups dans les coupes en régénération, alors que les loups y avaient relativement peu de chance de rencontrer des caribous. Les loups croisaient les trajectoires des orignaux plus souvent que celles des caribous. Mon second chapitre démontre que l’aménagement forestier influence le temps de résidence et les déplacements inter-parcelles du caribou et de l’orignal en diminuant la connectivité de leur habitat. La théorie des graphes montre que, dans leur réseau de peuplements fortement sélectionnés par les proies, les deux proies évitaient les parcelles entourées de coupes et de routes. Les proies réduisaient également leur temps de résidence dans ces parcelles lorsqu’elles devaient s’y rendre en faisant de longs déplacements. Les loups sélectionnaient les parcelles de végétation les plus connectées à l’intérieur du réseau de leurs proies, et cela plus fortement même dans les secteurs qui étaient largement utilisés par les proies. Mon troisième chapitre indique que de décembre à mai, la probabilité de cooccurrence du loup et du caribou est la plus forte en périphérie des secteurs de coupes, dans les massifs forestiers préservés pour la protection du caribou. Ainsi, il est avantageux de considérer les relations prédateur-proie pour élaborer des plans d’aménagement efficaces à la protection des espèces animales. Ma thèse souligne l’influence majeure des activités humaines sur les stratégies de sélection d’habitat du loup, du caribou et de l’orignal, sur la dynamique de leur répartition spatiale et, ultimement, sur le jeu loup-proie.
My thesis explores the changes in behavioral strategies by the gray wolf (Canis lupus), moose (Alces alces) and forest-dwelling caribou (Rangifer tarandus caribou), in response to boreal forest management. I studied the factors that determine the spatial distribution of the three species, first by analyzing their movements and habitat selection, and then by assessing the predator-prey spatial game. My first chapter reveals that differences in movement tactics between the predator and its prey create asymetric relative probability of encounter between wolves and either of their prey along their movement paths. For example, given the time spent in the different land cover types along their paths, caribou had a relatively high risk of encountering wolves in regenerating cuts, while wolves had a relatively low probability of encountering caribou in these cuts. Overall, wolves intersected the paths of moose more often than those of caribou. My second chapter demonstrates that logging influences the residency time and inter-patch movement probabilities of caribou and moose by decreasing habitat connectivity. Graph theory showed that both prey species avoided network nodes (i.e., species-specific high-quality patches) surrounded by cuts and roads. Prey reduced their residency time in these nodes when they had to make relatively long inter-node movements to get there. Wolves selected the most connected nodes within their prey’s network, a selection that was even stronger than the selection for areas of high utilization distribution of its prey. My third chapter shows that from December to May, the relative probability of co-occurrence between wolf and caribou was highest in the vicinity of cutblocks areas, in the forest blocks protected from harvesting for the conservation of caribou. The consideration of predator-prey spatial relationships is therefore essential to the development of efficient management plans aimed at species recovery. My thesis underscores the major impact of human activities on habitat selection strategies by wolves, caribou and moose, on the dynamics of their spatial distribution, and, ultimately, on the wolf-prey game.

Nous évaluons la perfomance du critère récemment proposé meanAIC comme critère de sélection de variables pour les modèles de régression logistique conditionnelle mixte. Il s’agit d’un critère basé sur l’information d’Akaike, calculable lorsque le modèle est ajusté à l’aide d’une méthode d’estimation en deux étapes. En outre, le calcul de meanAIC ne nécessite pas la spécification de la structure des effets aléatoires ; il est donc d’une grande utilité comme premier filtre pour les variables dans une première analyse où la structure des effets aléatoires est typiquement inconnue. Ce travail a été motivé par les applications en écologie, où la sélection de variables est traditionnellement basée sur les critères d’information plutôt que sur les méthodes de régularisation. Ces études utilisent les données télémétriques de déplacement animal collectées selon un plan d’échantillonnage cas-témoins apparié et analysées à l’aide d’un modèle de régression logistique conditionnelle mixte. Nous effectuons une étude de simulation pour évaluer la capacité de meanAIC à correctement identifier les covariables potentiellement importantes dans le modèle et nous illustrons son utilisation à l’aide de données de sélection d’habitat collectées sur des caribous
We assess the perfomance of the recently proposed criterion meanAIC as a variable selection criterion for mixed conditional logistic regression models. It is a criterion based on Akaike’s information, computable when the model is fitted with a two-step estimation method. In addition, the calculation of meanAIC does not require the specification of the random effects structure; it is thus of great use as a first covariates filter in the early stage of the analysis when the random effects structure is typically unknown. This work is motivated by applications in ecology where the model selection is traditionally based on information criteria rather than on regularization. These studies use animal movement telemetric data collected using a matched case-control sampling design that are analyzed with a mixed conditional logistic regression model. We conduct a simulation study to assess the ability of meanAIC to correctly identify potentially important covariates and illustrate its use by analyzing habitat selection data collected on caribou.

L’étude du régime alimentaire des prédateurs est omniprésente en écologie bien que l’observation et la documentation de leurs habitudes alimentaires demeurent complexes. À cet égard, notre capacité à documenter les habitudes alimentaires des espèces prédatrices augmente notre compréhension des interactions prédateurs-proies et de la structure des réseaux trophiques. Ma thèse de doctorat s’intéresse à l’écologie et l’alimentation du loup gris (Canis lupus) et de l’ours noir (Ursus americanus) au nord du Québec et au Labrador sur les aires de répartition du caribou migrateur (Rangifer tarandus) des troupeaux Rivière-aux-Feuilles et Rivière George. Bien que les impacts anthropiques sur ces troupeaux soient de plus en plus documentés, la place qu’occupe le caribou dans l’alimentation de ces prédateurs demeure méconnue de même que le rôle de la prédation sur la dynamique de population des troupeaux. Le premier volet de ma thèse s’intéresse à la complémentarité d’approches de détermination du régime alimentaire. Cette complémentarité est par la suite exploitée pour l’étude du régime alimentaire des prédateurs du caribou. Mes travaux montrent que l’abondance locale et saisonnière du caribou est un facteur clé expliquant sa contribution à l’alimentation des prédateurs, en particulier pour le loup. Le loup et l’ours noir démontrent une grande flexibilité dans leurs habitudes alimentaires en exploitant les variations spatiotemporelles dans la diversité et l’abondance des ressources alimentaires présentes au sein des habitats nordiques du Québec et au Labrador. Une telle flexibilité suggère de considérer les interactions caribou-prédateurs de manière dynamique dans le temps et l’espace en tenant compte de l’abondance locale du caribou de même que celles des autres ressources potentielles. Mes travaux sont parmi les premiers à souligner l’apport des ressources carnées à l’alimentation de l’ours noir en milieu nordique et ils présentent une perspective nouvelle des interactions caribou-prédateurs en contrastant l’alimentation des prédateurs à l’échelle de troupeaux ayant des abondances distinctes. Ma thèse contribue à notre compréhension des relations caribou-prédateurs en mettant en lumière la contribution du caribou migrateur à l’alimentation du loup et de l’ours noir et offrent une perspective détaillée de la structure et la dynamique du réseau trophique du nord du Québec et du Labrador impliquant ces espèces.
The study of predator diets is widespread in ecology although observing and documenting foraging habits of predators remains challenging. Our ability to document the diet composition of predators largely determines our understanding of predator-prey interactions as well as of the structure of food webs. My Ph.D thesis focuses on the ecology and diet of the wolf (Canis lupus) and black bear (Ursus americanus) in northern Québec and Labrador over the ranges of migratory caribou (Rangifer tarandus) of the Rivière-aux-Feuilles and Rivière George herds. Even though our understanding of anthropogenic impacts on populations of migratory caribou has progressed in recent years, caribou contribution to the diet of its main predators as well as the role of predation on the population dynamics of caribou herds remain mostly unknown. The first part of my thesis focuses on the complementarity of different approaches of diet reconstruction in a free-ranging context. I then took advantage of that complementarity to determine the diet of caribou predators. My work shows that the local and seasonal abundances of caribou are key factors explaining their contribution to the diet of each predator, especially for wolves. Both wolves and black bears showed great flexibility in their feeding habits taking advantage of spatial and temporal variations in the diversity and abundance of food sources. Such variability argues that caribou-predator interactions should be regarded independently and as dynamic components for each herd in order to account for the relative abundance of caribou as well as that of other food sources. My thesis also provides a new perspectiveon the ecology and the role of black bear in the food web of eastern North America by providing the first evidences of the importance of animal-based food sources in the diet of black bears in the harsh northern habitats of Québec. Although wolf-caribou and bear-caribou interactions have been widely studied, my work offers a new perspective by contrasting these interactions at the scale of two herds with distinct abundances. Finally, my work improves our understanding of caribou-predator relationships by shedding light on the contribution of migratory caribou to the diet of both predator species and provides a detailed perspective on the structure and dynamics of the food web in northern Québec and Labrador involving those species.

Les Streptomyces possédent un large arsenal enzymatique ayant des rôles importants dans le sol. Au cours de cette thèse, nous avons exploré leur diversité génétique, fonctionnelle et écologique à partir de collections provenant de sols forestiers. Ainsi, l’exploration du potentiel cellulolytique et la capacité à détecter des sucres libérés lors de l’attaque du bois par des champignons lignivores a permis de créer un biosenseur dont l’exploitation pourrait constituer un nouvel outil normatif pour la détection de la dégradation du bois. Suite à une approche de génomique comparative réalisée entre des isolats sympatriques, nos résultats ont permis de démontrer que des souches phylogénétiquement très apparentées présentaient de grandes différences en termes de présence/absence de gènes, suggérant une vitesse d’évolution rapide du génome accessoire au sein de la population. Ces gènes, souvent associés à des éléments potentiellement transférables, a souligné un rôle important du transfert horizontal pour la diversification de la population. Par une approche d’écologie réverse, la fonction prédite de certains de ces gènes a également pu être corrélée avec un rôle écologique potentiel. Ainsi, l’un des clusters de gènes variables identifié était impliqué dans la production de métabolites secondaires et pourrait constituer un bien commun pour la population. Nos résultats ont confirmé la grande diversité métabolique des Streptomyces (et leur utilité à des fins appliquées), mais indique également qu’une diversification rapide entre souches proches, aurait un rôle écologique important au niveau des populations naturelles de Streptomyces
Streptomyces are known to possess a large enzymatic arsenal which can have important roles in the soil. During this thesis, we explored their genetic, functional and ecological diversity using collections from forest soils. Thus, the exploration of their cellulolytic potential and their ability to detect complex sugars released by wood during lignivorous fungi attacks has led to the creation of a biosensor whose exploitation could constitute a new normative tool for the detection of the degradation of wood. Subsequent to comparative genomic approach carried out between sympatric isolates, our results also demonstrated that phylogenetically highly related strains exhibited large differences in the presence / absence of genes, suggesting a rapid rate of evolution of the population accessory genome. These genes, often associated with potentially transferable elements, underlined important role of horizontal transfer for population diversification. Using a reverse ecology approach, the predicted function of some of these genes could also be correlated with a potential ecological role. Thus, one of the variable gene clusters identified by genome analysis was involved in the production of secondary metabolites and would constitute a common good for the population. All of our results confirm the wide metabolic diversity of Streptomyces (and their utility for applied purposes), but also indicates that this diversification would be rapid between nearby strains and would have an important ecological role in the natural populations of Streptomyces

Les debris ligneux grossiers (dlg) sont des singularites physiques de l'habitat piscicole dont le role benefique a ete demontre pour les petits cours d'eau salmonicoles. Les travaux consacres aux peuplements multispecifiques et aux grandes rivieres sont anecdotiques et meritent d'etre developpes. En france, les dlg sont plutot consideres comme un risque potentiel aux infrastructures lors des inondations, que comme des elements de l'habitat. Leur retrait du lit des cours d'eau est preconise. Il convient toutefois de nuancer cet entretien strict pour integrer la dimension ecologique des dlg dans la gestion des milieux aquatiques. Apres avoir defini et valide des methodes de recueil de donnees adaptees a notre problematique, nous avons montre l'importance de ces dlg pour le peuplement piscicole dans les grandes rivieres : nombre d'individus, diversite d'especes et abondances specifiques sont toujours superieurs dans les habitats formes par les dlg par rapport a ceux qui en sont depourvus. Cet attrait pour les dlg s'exprime au quotidien, aussi bien en ete qu'en hiver, puisqu'ils sont exploites dans le domaine vital des cyprinides (etude de radiopistage). La complexite structurale des dlg semble avoir de l'importance dans leur choix par le poisson. Seul le pourcentage de recouvrement a ete statistiquement valide dans des essais de prediction des peuplements. En considerant ce pourcentage de recouvrement comme une variable de typologie, nous avons pu definir quelles sont les caracteristiques des dlg permettant d'estimer leur qualite piscicole potentielle. En parallele, nous avons realise une etude de la dynamique des dlg sur l'ensemble du continuum (sources de bois, quantites de bois stockees, localisation, stabilite). Ces elements nous ont permis de definir quelques principes elementaires pour la gestion des dlg, en accord avec les recommandations de la loi sur l'eau de 1992, i. E. Concilier la preservation des milieux aquatiques et les usages de la ressource en eau.

L’augmentation du couvert arbustif est observée de façon généralisée à l’échelle circumpolaire en réponse aux effets directs et indirects des changements climatiques. Celle-ci causerait d’importantes transformations des environnements biotique et abiotique, principalement en réponse à l’augmentation en hauteur des arbustes au port érigé. Nous avons caractérisé la dynamique des espèces arbustives de la toundra arctique en réponse aux changements climatiques et au broutement du caribou migrateur. Pour ce faire, nous avons établi la dynamique des espèces arbustives dominantes et évalué expérimentalement les mécanismes de réponse des arbustes en utilisant Betula glandulosa comme modèle d’étude. Nos résultats montrent que le couvert arbustif à Baie Déception est principalement dominé par B. glandulosa dont le recrutement semble augmenter depuis les années 2000. Toutefois, cette espèce reste pour l’instant relativement prostré, ne provoquant pas nécessairement les conséquences attendues sur l’environnement abiotique. Nous avons également montré expérimentalement que l’augmentation de la croissance arbustive se produirait en réponse à l’augmentation de la disponibilité en azote, un traitement appliqué pour simuler l’augmentation de l’activité des micro-organismes dans le sol en réponse au réchauffement. Nous avons aussi démontré que le broutement du caribou migrateur a un effet négatif cumulatif sur la croissance de B. glandulosa. Cette étude nous a donc permis de montrer d’une part que l’augmentation du couvert arbustif semble plutôt limitée à Baie Déception où elle pourrait être freinée par les effets combinés de conditions climatiques rigoureuses et de l’herbivorisme. D’autre part, nous avons montré que les herbivores ont un rôle non négligeable pour expliquer les changements de végétation dans les régions arctiques et subarctiques.
Generalized shrub expansion has been observed over the circumpolar Arctic in response to climate change. This phenomenon is causing major alterations to the biotic and abiotic environments, a consequence of the increased shrub growth in height. We characterised tundra shrub species dynamics in response to climate change and migratory caribou browsing. To do so, we evaluated dominant erect shrub species dynamics and tested experimentally how shrub responds to these disturbances, using Betula glandulosa as model species. Our results show that shrub cover in Deception Bay is mainly driven by B. glandulosa, a species with increasing recruitment since early 2000s. However, it seems that this species’ vertical structure remains low which might not modify the biotic and abiotic environment normally associated with shrub expansion. We also showed experimentally that increase in shrub growth is a result of enhanced soil nitrogen fertility, a proxy of increase microbiological activity in response to global warming. Moreover, we demonstrated that caribou browsing has a negative cumulative effect on B. glandulosa growth. Thus, we showed in this study that shrub expansion is rather limited in Deception Bay and might be slowed down by the combined effects of harsh climatic conditions and herbivores. Moreover, our study stressed that herbivores must be taken into account when predicting vegetation change in the tundra.

Le rapide déclin actuel de la biodiversité est inquiétant et les activités humaines en sont la cause directe. De nombreuses aires protégées ont été mises en place pour contrer cette perte de biodiversité. Afin de maximiser leur efficacité, l’amélioration de la connectivité fonctionnelle entre elles est requise. Les changements climatiques perturbent actuellement les conditions environnementales de façon globale. C’est une menace pour la biodiversité qui n’a pas souvent été intégrée lors de la mise en place des aires protégées, jusqu’à récemment. Le mouvement des espèces, et donc la connectivité fonctionnelle du paysage, est impacté par les changements climatiques et des études ont montré qu’améliorer la connectivité fonctionnelle entre les aires protégées aiderait les espèces à faire face aux impacts des changements climatiques. Ma thèse présente une méthode pour concevoir des réseaux d’aires protégées tout en tenant compte des changements climatiques et de la connectivité fonctionnelle. Mon aire d’étude est la région de la Gaspésie au Québec (Canada). La population en voie de disparition de caribou de la Gaspésie-Atlantique (Rangifer tarandus caribou) a été utilisée comme espèce focale pour définir la connectivité fonctionnelle. Cette petite population subit un déclin continu dû à la prédation et la modification de son habitat, et les changements climatiques pourraient devenir une menace supplémentaire. J’ai d’abord construit un modèle individu-centré spatialement explicite pour expliquer et simuler le mouvement du caribou. J’ai utilisé les données VHF éparses de la population de caribou et une stratégie de modélisation patron-orienté pour paramétrer et sélectionner la meilleure hypothèse de mouvement. Mon meilleur modèle a reproduit la plupart des patrons de mouvement définis avec les données observées. Ce modèle fournit une meilleure compréhension des moteurs du mouvement du caribou de la Gaspésie-Atlantique, ainsi qu’une estimation spatiale de son utilisation du paysage dans la région. J’ai conclu que les données éparses étaient suffisantes pour ajuster un modèle individu-centré lorsqu’utilisé avec une modélisation patron-orienté. Ensuite, j’ai estimé l’impact des changements climatiques et de différentes actions de conservation sur le potentiel de mouvement du caribou. J’ai utilisé le modèle individu-centré pour simuler le mouvement du caribou dans des paysages hypothétiques représentant différents scénarios de changements climatiques et d’actions de conservation. Les actions de conservation représentaient la mise en place de nouvelles aires protégées en Gaspésie, comme définies par le scénario proposé par le gouvernement du Québec, ainsi que la restauration de routes secondaires à l’intérieur des aires protégées. Les impacts des changements climatiques sur la végétation, comme définis dans mes scénarios, ont réduit le potentiel de mouvement du caribou. La restauration des routes était capable d’atténuer ces effets négatifs, contrairement à la mise en place des nouvelles aires protégées. Enfin, j’ai présenté une méthode pour concevoir des réseaux d’aires protégées efficaces et j’ai proposé des nouvelles aires protégées à mettre en place en Gaspésie afin de protéger la biodiversité sur le long terme. J’ai créé de nombreux scénarios de réseaux d’aires protégées en étendant le réseau actuel pour protéger 12% du territoire. J’ai calculé la représentativité écologique et deux mesures de connectivité fonctionnelle sur le long terme pour chaque réseau. Les mesures de connectivité fonctionnelle représentaient l’accès général aux aires protégées pour le caribou de la Gaspésie-Atlantique ainsi que son potentiel de mouvement à l’intérieur. J’ai utilisé les estimations de potentiel de mouvement pour la période de temps actuelle ainsi que pour le futur sous différents scénarios de changements climatiques pour représenter la connectivité fonctionnelle sur le long terme. Le réseau d’aires protégées que j’ai proposé était le scénario qui maximisait le compromis entre les trois caractéristiques de réseau calculées. Dans cette thèse, j’ai expliqué et prédit le mouvement du caribou de la Gaspésie-Atlantique sous différentes conditions environnementales, notamment des paysages impactés par les changements climatiques. Ces résultats m’ont aidée à définir un réseau d’aires protégées à mettre en place en Gaspésie pour protéger le caribou au cours du temps. Je crois que cette thèse apporte de nouvelles connaissances sur le comportement de mouvement du caribou de la Gaspésie-Atlantique, ainsi que sur les actions de conservation qui peuvent être prises en Gaspésie afin d’améliorer la protection du caribou et de celle d’autres espèces. Je crois que la méthode présentée peut être applicable à d’autres écosystèmes aux caractéristiques et besoins similaires.
The world is facing worrisome declines in biodiversity. Species extinction rates have increased as a direct consequence of human activities. Protected areas have been implemented around the world in an effort to counter biodiversity loss. Although protected areas are part of the solution, they should be designed systematically in a way to maximize their effectiveness. Enhancing functional connectivity between protected areas is one way to increase their effectiveness. Climate change is disrupting environmental conditions globally. It is a threat to biodiversity that until recently was not often integrated into protected area design. Climate change has been shown to impact species movements, and therefore landscape functional connectivity. Some studies have suggested that enhancing functional connectivity between protected areas can also help species cope with climate change impacts. My thesis presents a methodology to design protected area networks while accounting for climate change and functional connectivity. My study area is located in the natural region of Gaspésie in Québec (Canada). The endangered Atlantic-Gaspésie population of woodland caribou (Rangifer tarandus caribou) was used as the focal species to define functional connectivity. This small population is in long-term decline due to predation and habitat change, but climate change may become an additional threat. First, I built a spatially explicit individual-based model to explain and simulate caribou movement. I used sparse VHF data available at the time of the study to select and parameterize a movement model using a pattern-oriented modeling strategy. My best model reproduced most of the movement patterns defined from the observed data. This model improved the understanding of the movement drivers for the Atlantic-Gaspésie caribou. It also provided spatial estimates of caribou landscape use in the Gaspésie region. I concluded that sparse data were sufficient to fit individual-based models when coupled with a pattern-oriented modeling strategy. Second, I estimated how climate change and conservation activities may impact caribou movement potential. I used the individual-based model to simulate caribou movements in hypothetical landscapes representing the impacts of various climate change scenarios and conservation activities. Conservation activities represented the implementation of new protected areas in Gaspésie, according to the scenario developed by the government of Québec, and the restoration of secondary roads inside protected areas. Climate change impacts on vegetation, as defined in my scenarios, reduced caribou movement potential. Road restoration was able to mitigate these negative effects whereas the implementation of the new protected areas did not improve caribou movement potential. Third, I presented a methodology to design effective protected area networks and proposed new protected areas to implement in Gaspésie to conserve biodiversity in the presence of climate change. I created a large sample of protected area networks expanding the existing network to reach an areal target of 12%. I then calculated an ecological representativeness index and two measures of functional connectivity over time for each network. Functional connectivity measures represented the overall access to the protected areas and the movement potential in them for the Atlantic-Gaspésie caribou. I used movement potential estimates for the current time period and for the future under different climate change scenarios to represent functional connectivity. The protected area network I proposed maximized the trade-off between the three network features I calculated. In this thesis I examined Atlantic-Gaspésie caribou movements under different environmental conditions, including climate change impacted landscapes. These results helped define new protected areas for the Gaspésie region that will protect the caribou population over time. I believe this thesis gives new insights on the Atlantic-Gaspésie caribou movement behavior, as well as on the management actions that could be taken in Gaspésie to improve conservation of caribou and of other species. I believe this methodology could be applied to other ecosystems with similar characteristics and needs.

Nous avons évalué la réponse des plantes de sous-bois à l’exclusion expérimentale du cerf de Virginie dans des forêts du sud du Québec, après environ 30 ans de densités élevées. Dans six érablières, un exclos et un témoin ont été établis en 1998 sous couvert forestier et de même en 2003 sous trouée. Nous avons évalué les impacts du cerf sur la richesse spécifique, l’abondance et la biomasse de différents groupes de plantes. Aucune différence significative entre les traitements n’a été observée pour ces différentes variables après huit ans sous couvert végétal ou trois ans sous trouée, à l’exception de l’abondance totale et des semis. Toutefois, les Trillium erectum étaient devenus plus grands et se reproduisaient davantage dans les exclos que les témoins sous couvert forestier. Dans l’ensemble, les plantes n'ont pas répondu suite à l’exclusion du cerf, peut-être en raison de la faible luminosité en sous-bois.
We examined the response of understory plants to deer exclusion in maple-dominated forests of southern Québec following nearly 30 years of deer overabundance. Six maple forests were selected for the study and at each site one deer exclosure and one control were established in 1998. One exclosure and one control at each of the same sites were established in 2003 under recent gap openings. We investigated deer impacts on the richness, abundance, and aboveground biomass of different plant groups. None of these variables differed significantly between treatments over the years under both forest cover and gaps, except for tree seedlings and total plant abundance under gaps. Trillium erectum recovered partially as individuals were taller and reproduced more frequently in deer exclosures under forest cover. Overall, our results suggest that plant groups did not recover from deer exclusion, likely because of low light levels that prevail in maple-dominated forests.

Dans le contexte général de l’érosion de la biodiversité, deux espèces d’oiseaux forestiers, le Grand Tétras (Tetrao urogallus) et la Gélinotte des bois (Bonasa bonasia), présentes dans le massif Jurassien sont menacées par la perte et la fragmentation de leur habitat à l’échelle régionale. En particulier, dans le massif Jurassien l’extension progressive des tâches de régénération du hêtre induit la transformation du couvert végétal constitué de myrtilles et d’herbacées favorable en un habitat fermé défavorable. Le destin de ces deux espèces emblématiques dépend pour la première d’actions de gestions et pour la seconde d’une meilleure connaissance de la distribution et de la dynamique des populations. La coupe des zones de régénération fait partie des principales actions envisagées pour restaurer l’habitat forestier. Cependant ces actions de gestion ou de suivi des populations sont couteuses en temps et en argent. Ainsi, l’opportunité d’utiliser deux jeux de données LiDAR (Light Detection and Ranging) couvrant la majorité de l’aire de distribution des deux espèces dans le massif Jurassien a initié le projet de cartographie des habitats de chaque espèce et de la présence des tâches de régénération du hêtre en utilisant des modèles de distribution d’espèces (SDMs). L’objectif est de soutenir les gestionnaires dans leurs décisions et actions grâce à la production de prédictions spatiales adaptées. La réalisation de cet objectif dépend de la fiabilité des modèles produits, mais aussi de la bonne transmission des résultats par le chercheur aux gestionnaires qui ne sont pas familiers avec les méthodes utilisées. Dans un premier temps, le choix d’une méthode de modélisation appropriée (correction du biais d’échantillonnage, échelles, algorithmes) par rapport aux caractéristiques des jeux de données et aux objectifs a été évalué. Dans un second temps, l’utilisation de variables environnementales LiDAR orienté-objet (arbres et trouées) pour faciliter l’appropriation des résultats par les gestionnaires a été testée. Enfin, les résultats obtenus ont permis la création de modèles multi-échelles et de carte de prédictions pour chacune des espèces démontrant la capacité du LIDAR de représenter la structure de la végétation qui influence la présence des espèces d’oiseaux forestières étudiées. Des modèles de distribution de la régénération du hêtre ont pu aussi être créés à une échelle fine
In the general context of biodiversity erosion, two forest bird species occurring in the French Jura massif, the Capercaillie (Tetrao urogallus) and the Hazel Grouse (Bonasa bonasia), are threatened by habitat loss and fragmentation at the regional scale. In particular, intensive beech regeneration patches extension in the Jura massif is leading to the transformation of the understory cover, once suitable with bilberry and herbaceous vegetation, to closed unfavorable habitat. The fate of those two emblematic species is depending for the first on future management actions and for the second on a better knowledge of the species population’s dynamics and occurrences. In particular, the cutting of the beech regeneration patches is one of the efficient management actions undertaken to restore the habitat. However, management actions and surveys are money and time consuming due to the large area that need to be covered. The opportunity to use two Light Detection and Ranging (LiDAR) datasets covering a major part of the distribution of the two species in the Jura massif initiated the phD project, with the objective to support managers in their decisions and actions by the creation of adapted distribution predicted maps using Species Distribution Models (SDMs) (Hazel Grouse, Capercaillie and beech regeneration). The realization of this objective is depending on the reliability of the models produced and on the capacity of the researcher to transfer the results to managers who are not familiar with modeling methods. In a first step, the choice of the appropriate modeling method regarding the datasets characteristics and the objectives was investigated (sampling bias correction, scales, and algorithms). In addition, the use of object-oriented LiDAR predictors (trees and gaps) pertinent from both species and managers point of view to facilitate the results transfer was tested. The results obtained were used to create appropriate multi-scale SDMs and to predict distribution maps for both target species, demonstrating the capacity of LiDAR to represent vegetation structures that influence the targeted forest bird species occurrences. Models at a fine scale were also created to map the beech regeneration distribution in the Jura massif

Production de bois et autres ressources (gibier, champignons,...), conservation de la biodiversité et gestion des paysages, la forêt a suscité de riches débats depuis quelques années, le Grenelle de l'Environnement ayant révélé des intérêts parfois contradictoires. Si le gestionnaire forestier tente de développer autant que possible une gestion multifonctionnelle de ses forêts, il reste dépendant des connaissances fragmentaires sur les interactions dans les écosystèmes forestiers. La politique actuelle, qui vise à concilier la production de bois et la préservation des espèces, repose plus sur des expériences de terrain que sur des études étayées scientifiquement. Les Chiroptères comptent des espèces candidates pour étudier l'influence de la gestion forestière sur la biodiversité : le jour, elles occupent des gîtes arboricoles et, la nuit, elles exploitent des habitats forestiers pour chasser leurs proies, qui dépendent elles-mêmes de micro-habitats forestiers. Pour aider le gestionnaire à mettre en œuvre une stratégie de gestion conservatoire, nous avons étudié l'utilisation des ressources de la forêt par trois espèces : Myotis bechsteinii, Myotis nattereri et Plecotus auritus. La radio-localisation a permis d'identifier des réseaux d'arbres-gîte dont l'occupation varie selon les espèces, leur statut reproducteur et l'implication dans le comportement de fission-fusion des colonies de parturition. Les différentes utilisations des gîtes impliquent une stratégie de gestion propre à chaque espèce, voire à chaque colonie de reproduction. Procurant a priori de potentiels gîtes et proies, le bois mort debout favorise la richesse spécifique des Chiroptères forestiers à partir de 25 m3 à l'hectare, mais une stratification de la végétation pourrait être un objectif de gestion, la réponse des espèces était essentiellement liée à la structure forestière des trouées induites par le bois mort. Ce travail a ensuite nécessité de s'intéresser aux méthodes permettant de comprendre l'utilisation de l'espace par chaque individu (domaine vital) et la façon dont chacun d'eux fréquente ses terrains de chasse (sélection de l'habitat). Compte tenu des limites technologiques, le Kernel semble actuellement la meilleure méthode de représentation et de calcul de surface du domaine vital alors que la K-select a livré des résultats significatifs pour mettre en évidence des facteurs de sélection d'habitat. Les surfaces des domaines vitaux et des centres d'activité varient selon les espèces, Myotis bechsteinii associe de petites surfaces à un comportement territorial, surtout en période d'allaitement. M. nattereri et Plecotus auritus peuvent exploiter de grands espaces sur lesquels ils se limitent à de petits centres d'activité. Les colonies de ces dernières pourront plus facilement se déplacer dans leur domaine vital au gré des itinéraires de gestion mis en œuvre. Les caractéristiques des habitats forestiers utilisés comme terrains de chasse varient selon les espèces, voire le sexe, l'âge et le statut reproducteur des individus, mais toutes trois montrent une forte sélectivité pour les peuplements forestiers présentant un fort encombrement végétal, des gros arbres et une forte structuration du peuplement. Cinq principes de gestion dans un contexte fort de production de bois sont développés en conclusion des résultats avec deux exemples de stratégies de gestion destinée au maintien des Chiroptères
The forest is the center of many interests that fuel the debates of our society. These debates are particularly exacerbated since the french " Grenelle de l'Environnement " in 2008. Among the various expectations, forest produce wood that is the subject of attentions, both by an increased demand for certain types of trees and by the naturalist world which sees in it one of last refuges for biodiversity in our modified landscapes. Thus, if the forest manager is trying to develop a management that is as much multifunctional as possible, it remains dependent on fragmented knowledge on the link between biodiversity and the forest ecosystem. Despite the establishment of a conservation policy that seeks to balance timber production and species preservation, the way to conduct such a policy is based on concrete field experiences yet scientifically unsubstantiated. Bats are good candidate species to study the response of biodiversity to forest management: they select networks of tree-roosts in which they form breeding colonies composed of several dozen individuals and they exploit forest habitats to hunt their prey, prey which themselves depend on forest microhabitats. However, their study is recent in forest and provides very vague management guidelines. To help managers implement a conservation management strategy, we thus studied the behavior of forest usage by three species of gleaning bats, Myotis bechsteinii, Myotis nattereri and Plecotus auritus. This work required to focus on the methods available to understand the use of space by each individual (home range) and how each individual selects its hunting habitats. We showed that each species had a unique response to available habitats and that the status of individuals (sex, age and reproductive status) intervenes in explaining the selection of tree roosts and hunting grounds. Both compartments are constrained by the availability of suitable habitat, helping to explain the structuring of habitat selection factors and the shape and surface of individual home ranges. Furthermore, the way networks of tree-roost are used partly explains the types of roosts selected. These different results means that it is necessary to lay down specific management strategies for each species, even each breeding colony. Finally, we studied the role of deadwood to explain the presence of bats in forests. We have shown that species richness increased from standing deadwood of 25m3 per hectare, while the response of species to deadwood was mainly restricted to forest habitat structure produced by the gaps resulting from the deadwood patch, favoring particularly edge-foraging species. Some species do however clearly benefit from insects emerging from deadwood. Five recommendations are proposed for the conservation of these species in a context of strong wood production

À la fin des années 1970, les Naskapi du Québec ont signé la Convention du Nord-Est québécois (C.N.E.Q.) avec le gouvernement du Québec. Entre autres choses, cette Convention a comme mandat d'offrir des compensations et des bénéfices à tout Naskapi qui n'a pas les ressources, tant matérielles que financières, pour pratiquer des activités d'exploitation de la faune. Afin de répondre à cet objectif, les Naskapi ont mis sur pied le Programme d'aide pour la chasse, la pêche et le piégeage (Hunter Support Programme -H.S.P.). Celui-ci, destiné à fournir un revenu, des prestations et autres mesures d'incitation aux Naskapi qui désirent s'adonner aux activités d'exploitation de la faune comme mode de vie, existe depuis 1978. Parmi les activités d'exploitation de la faune que les Naskapi désirent continuer de pratiquer, il est important de mentionner que la chasse au caribou occupe une place de choix pour eux, et ce pour différentes raisons. Principalement, cette activité hautement significative pour les Naskapi fut à la base de leur mode de vie ainsi que de leur univers pendant plusieurs centaines d'années, voire plusieurs milliers d'années. Quoi qu'il en soit, et depuis la mise sur pied de ce programme, personne ne s'est questionné à savoir quels sont les impacts de ce programme sur la mémoire collective et l'identité des Naskapi. Ayant opté pour une recherche qualitative lors de ma recherche chez les Naskapi de Kawawachikamach, laquelle a duré deux mois, soit du 20 avril au 21 juin 2008, des séances d'entrevues avec douze Naskapi m'ont permis d'identifier différents aspects que les Naskapi souhaitent conserver, protéger et transmettre aux générations futures en lien avec la chasse au caribou. En m'intéressant plus particulièrement au programme d'aide pour la chasse, la pêche et le piégeage, j'ai ainsi tenté de comprendre comment et en quoi celui-ci participe à la sauvegarde de la mémoire collective et de l'identité des Naskapi de Kawawachikamach. De cette manière, j'ai constaté que certaines pratiques en lien avec la chasse au caribou existent toujours chez cette nation autochtone et que le programme en question joue incontestablement un rôle positif dans cette entreprise. Du nombre de ces pratiques, il est possible de mentionner que, non seulement le Comité du programme organise à chaque année des chasses au caribou, ce qui permet ainsi le partage de viande au sein de la communauté, l'utilisation de certaines parties du caribou, l'organisation de festins et l'intégration des jeunes naskapi à la chasse au caribou, mais que ce programme permet avant tout aux Naskapi qui ne peuvent pas assurer les coûts tant monétaire que matériel de la chasse au caribou de continuer d'exercer cette activité hautement significative pour eux.

La conservation du caribou forestier est un enjeu clé de la gestion écosystémique. Le plan de rétablissement du caribou forestier, publié par le Québec en 2009, propose une approche de gestion forestière qui comprend le maintien de la connectivité entre des massifs de protection afin de faciliter les déplacements du caribou. Cependant, la majorité des études sur le caribou forestier se concentrent sur des périodes sédentaires soient l'hiver et la mise bas. Dans cette étude nous avons étudié le comportement du caribou boréal du Nord-du-Québec durant une période de déplacement, la dispersion printanière, afin de mieux caractériser les attributs d'habitats qui semblent faciliter la connectivité. Dans le premier chapitre de ce mémoire, nous privilégions une méthode d'analyse (partition récursive) à base individuelle qui permet d'obtenir des dates correspondant à trois saisons critiques dans le cycle de vie annuel du caribou forestier soient l'hiver, la dispersion printanière, et la mise bas. Ensuite nous comparons les dates obtenues par cette approche avec a) des dates obtenues par une méthode effectuée sur des données communes à la population (régression polynomiale mixte), et b) celles ayant été établies par consensus des experts pour notre région d'étude. Les résultats démontrent que même à l'intérieur d'une saison relativement stable il y a une variabilité individuelle et annuelle importantes quant à la période temporelle qui y correspond. Le modèle estimé sur les données communes de la population n'a pas obtenu les mêmes dates que celui estimé à l'échelle individuelle. Par ailleurs, les dates obtenues par consensus des experts différaient de façon importante des dates obtenues au moyen de l'étude du comportement des individus, particulièrement l'hiver et à la mise bas. Les dates correspondant à la mise bas étaient les moins différentes dans les trois cas. Nous concluons qu'afin de réduire le biais dans les études de sélection d'habitat, lors de la délimitation de la saison d'intérêt il est préférable d'utiliser des méthodes quantitatives qui sont basées sur le signal biologique de mouvements des individus d'une population plutôt que d'adopter des dates fixes et/ou établies a priori pour une région. Dans le deuxième chapitre nous abordons en premier lieu le patron de déplacement printanier du caribou forestier. En général, le caribou n'a pas utilisé les mêmes parcours de déplacement d'une année à l'autre, quoiqu'il semble avoir montré une certaine fidélité à sa destination finale (site de mise bas). Les mouvements des individus étaient orientés mais il n'y avait pas de direction prédominante à l'échelle de la population. Les caribous en déplacement à proximité d'un réseau routier important (>5km/km2) tendaient à tourner en rond sans se rendre très loin (i.e. tortuosité élevée), alors que les caribous en déplacement au-delà de 30 km d'un réseau routier important faisaient des déplacements plus directionnels (quasi-linéaire) et se rendaient nettement plus loin. Ceci pourrait indiquer que les chemins forestiers imposent un effet de barrière à la dispersion du caribou, ce qui pourrait avoir des conséquences néfastes pour la survie des populations sous forme de trappes écologiques. Le deuxième élément abordé dans chapitre deux est la sélection d'habitat du caribou forestier durant ses déplacements printaniers. Nous avons d'abord quantifié sa distribution printanière par le biais d'un modèle de mouvement Brownian bridge (MMBB), qui génère une surface de probabilité continue que nous avons ensuite utilisé comme variable réponse dans un modèle de sélection d'habitat. En général le caribou n'a pas démontré de sélection ou d'évitement fort vis-à-vis les attributs de son environnement durant ses déplacements saisonniers. Il a toutefois manifesté des tendances qui reflètent des compromis entre chercher une nourriture de qualité et minimiser le risque de prédation et les coûts énergétiques des déplacements. Par exemple, le caribou tendait à sélectionner des landes à lichen et des milieux humides tout en évitant des secteurs ayant une forte densité en coupes et/ou en chemins forestiers. Il tendait également à se tenir plus proche des basses terres et des cours d'eau lorsqu'accessible (à l'intérieur de 500 m). Par ailleurs, les chemins forestiers semblaient provoquer un comportement d'évitement chez le caribou boréal jusqu'à 15 kilomètres de distance, et les coupes forestières jusqu'à 10 kilomètres. Nous concluons que, étant donné le faible degré de fidélité aux parcours de déplacement printanier, planifier des corridors de déplacement fixes ne semble pas une approche très prometteuse pour maintenir la connectivité des paysages. Cela étant dit, la fidélité du caribou à ses parcours de déplacement risque d'être plus importante sur des territoires fortement aménagés puisque la connectivité de ses paysages serait moindre. Néanmoins, puisque le caribou en déplacement semble éviter les perturbations récentes, une densité accrue d'interventions forestières sur le paysage ne pourrait que nuire à la connectivité du territoire pour cet animal. Afin de mieux viser la conservation de cette espèce menacée, nous suggérons de minimiser la coupe ainsi que les chemins forestiers dans les secteurs encore occupés par le caribou forestier. Lorsque les interventions y sont envisagées, nous recommandons de ne passer qu'une fois par voie d'hiver en faisant des coupes localisées de petite envergure (coupe partielle, coupe sélective), tout en assurant la réhabilitation des chemins forestiers par la suite. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : caribou forestier, écotype boréal, comportement de déplacement, dispersion printanière, méthodes quantitatives, variabilité temporelle, consensus des experts, connectivité du paysage, Brownian bridge movement model (BBMM), sélection d'habitat, resource selection probability function (RSPF), réponse fonctionnelle.

Au Canada, le caribou forestier est une espèce peu tolérante aux effets cumulatifs des perturbations anthropiques et naturelles en forêt boréale. Le rajeunissement des mosaïques forestières entraîne une perte nette de forêts matures, un habitat critique pour le caribou forestier en saison hivernale. L'augmentation de la proportion de jeunes forêts et d'habitats en régénération ainsi que le développement de réseaux routiers pervent bouleverser les relations proies-prédateurs en favorisant la présence des prédateurs (ours, loups) et des proies alternatives (castors, orignaux) et ainsi exacerber la pression de prédation sur le caribou forestier. L'étude des domaines saisonniers (DS), calculés à l'aide des noyaux ou "kernel'', de 25 femelles caribous (2004-2007) munies de colliers émetteurs (ARGOS-GPS), a permis de mieux comprendre l'utilisation du couvert forestier naturel et aménagé dans le Nord du Québec. Des modèles mixtes ont permis de déceler des préférences dans la sélection des habitats à l'échelle des DS. Lors de la période hivernale, les caribous tendent à fréquenter les secteurs de feux récents (0-5 ans) et les peuplements forestiers avec couverture de lichens. Pour la période de mise bas, les femelles préfèrent les habitats forestiers de conifères denses. La fidélité des femelles est plus grande en saison de mise bas que lors de la période hivernale (P < 0,0001). Le caribou forestier est affecté négativement par les perturbations anthropiques, telles que les coupes et la densité des chemins dans une zone tampon de 5 kilomètres pour les deux périodes critiques. Enfin, l'extension des activités forestières favorisant les coupes à faible rétention, diminuent la connectivité entre les habitats résiduels. Une meilleure connaissance de l'organisation spatiale des exigences écologiques du caribou forestier à la fois en hiver et en saison de mise bas permettra de proposer des stratégies d'aménagement qui, couplées à des principes d'aménagement écosystémiques, pourraient favoriser le maintien du caribou forestier dans les territoires aménagés du nord du Québec. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Caribou forestier, domaines saisonniers, noyaux, sélection et utilisation des ressources, modèles mixtes.

Le caribou forestier (Rangifer tarandus caribou) est menacé au Canada. La perte et la fragmentation de son habitat constituent des conséquences négatives de l'aménagement forestier. Le caribou forestier requiert de larges massifs d'habitat pour combler ses besoins vitaux. De plus, la configuration de ces massifs doit lui permettre d'effectuer des déplacements à l'abri des prédateurs et du dérangement humain. L'aménagement forestier écosystémique est maintenant préconisé afin de créer des conditions écologiques auxquelles les espèces sont possiblement adaptées. Ainsi, l'émulation par les coupes de la fréquence, de la superficie et de la sévérité des perturbations naturelles (eg. feux en forêt boréale) pourrait constituer un filtre brut pour le maintien de la biodiversité. Le premier chapitre de ce mémoire porte sur l'identification des facteurs qui influencent la localisation des réseaux de pistes de caribou forestier à la fin de l'hiver ainsi que sur la mesure de l'importance des parcelles d'habitat pour la connectivité du paysage. Les résultats démontrent qu'à l'échelle du réseau de piste, la proportion d'habitat de qualité aurait un effet positif sur la probabilité d'occurrence du caribou forestier. Lorsqu'une cartographie de ces habitats de qualité est effectuée, l'analyse de la connectivité du paysage démontre que les parcelles les plus importantes se situent dans la partie nord du territoire, moins soumise à l'aménagement forestier jusqu'à présent. La parcelle d'habitat la plus importante se situe principalement dans un territoire cri géré sous l'entente de la «Paix des Braves» où la coupe en mosaïque est préconisée afin de favoriser l'augmentation des densités d'orignaux. Cette stratégie d'aménagement pourrait faire augmenter la prédation sur le caribou forestier en plus de fragmenter les derniers grands massifs d'habitats intacts. Le deuxième chapitre consiste à tester l'effet de la révolution forestière et de la superficie des agglomérations de coupes sur la connectivité structurelle entre les habitas du caribou forestier. Pour ce faire, un modèle spatiotemporel qui inclue des événements de feux et de coupes a été développé. Les résultats indiquent que la révolution forestière et la superficie des agglomérations de coupes ont un effet sur la connectivité du paysage. Pour une même révolution forestière, la connectivité est meilleure lorsqu'une plus grande proportion de grandes agglomérations de coupes est réalisée. Par ailleurs, nous avons évalué la plage de variabilité naturelle de connectivité du paysage en simulant seulement des événements de feux selon les cycles historiques connus. Puisque les chemins n'ont pas été considérés dans ces scénarios, la connectivité est meilleure par rapport aux scénarios de coupes. Seule la révolution forestière la plus longue (360 ans) permettrait d'occasionner des valeurs de connectivité qui se situent à l'intérieur de plage de variabilité naturelle. En conclusion, les différents outils utilisés ont permis de contribuer à l'acquisition de connaissances sur l'habitat de la harde frontalière de caribou forestier ainsi que d'émettre certaines recommandations relatives à la gestion de son habitat. ______________________________________________________________________________

The Slate Islands caribou (Rangifer tarandis caribou) is an insular population which has experienced several population crashes and has been described as likely to succumb to extirpation. While a great deal of research has been conducted on mainland woodland caribou, factors which influence caribou distributions may differ between island and main land populations. In this thesis, I investigate relationships between habitat, landscape, anthropogenic features, population size, predation and spatial distribution of woodland caribou across the Slate Islands Provincial Park (Ontario) at the forest-patch spatial scale. Generalized linear models were used to compare observed caribou locations to available locations across the park, based on data from 1978 to 1995. Results indicated that the Slate Islands caribou selected deciduous cover, larger forest patches, areas further to water, flatter areas, lower elevations and areas closer to anthropogenic features. Population size had a limited effect on caribou distributions.
October 2015

Winter habitat use and foraging patterns of mountain caribou (Rangifer tarandus caribou) were studied in the North Cariboo Mountains near Prince George, British Columbia. Radiotelemetry data indicated caribou used balsam-spruce stands (1373-1677 m) extensively during the early winter (Nov-Dec) period. During late winter (Jan-Apr) caribou shifted to higher elevation subalpine parkland habitats, however, mid-elevation balsam-spruce stands continued to be used extensively in 1992-93 when snow accumulation was below normal. A hierarchical analysis of caribou foraging decisions (following caribou tracks in snow) during the early winter suggested caribou are using balsam-spruce forests in a random manner as they search for recently windthrown trees. Caribou appeared to make coarse-grained (i.e., non-random) decisions at relatively large spatial scales including home range selection (Engelmann Spruce-Subalpine Fir biogeoclimatic zone) and habitats (balsam-spruce) within home ranges. These findings suggest that macro-habitat characteristics (elevation, forest cover type and slope) may be better predictors overall of caribou use than are micro-habitat characteristics. Forest managers should attempt to provide large contiguous stands of ESSF forests during landscape-level planning, as well as travel corridors to facilitate seasonal movements. Maintaining large contiguous stands of ESSF forests should allow caribou to forage extensively as they search for sparsely distributed windthrown trees. Alternative silvicultural systems (i.e., selection cutting) may maintain caribou foraging habitat if the prescription is conservative with respect to residual basal area and tree density. Maintaining pre-harvest species composition, live to snag ratios and a range of diameter classes with abundant arboreal lichens is recommended.

The Owl-Flintstone range in southeastern Manitoba is among the most at risk in the province. Through a series of transects and plots established throughout the study area, this study characterized calving habitat at a fine scale, examined the use of caribou calving areas by large mammals and examined if a calving habitat model correctly identified high quality calving habitat. Parturient females utilized black spruce dominated islands and peninsulas on lakes as well as islands and peninsulas in bogs. Bear utilized both predicted low and high quality sites. Black spruce and lichen cover were significantly greater within known calving sites compared to predicted low quality habitat. Forbs, herbs and downed woody debris values were significantly lower within known calving sites compared to predicted high quality sites. The calving habitat model correctly identified both high quality and low quality calving habitat in the Owl-Flintstone range, however parameters could be refined.