Tesi sul tema "Connectivité paysagère"

Le petit rhinolophe Rhinolophus hipposideros autrefois largement répandu dans le nord-ouest de l’Europe a connu une réduction drastique de ses effectifs au cours de la seconde moitié du XX ème siècle. La destruction et la fragmentation des habitats favorables à cette espèce font partie des principales causes de ce déclin. Une des hypothèses testées ici est que la connectivité de ces habitats influencerait la distribution spatiale des gîtes de maternité. Dans un premier temps nous avons estimé la connectivité fonctionnelle de l’habitat de l’espèce et modélisé la distribution des colonies de maternité en Franche-Comté. La méthode des graphes paysagers a été appliquée afin d’extraire plusieurs métriques représentant la connectivité fonctionnelle paysagère à différentes échelles spatiales. Ces métriques ont été retenues dans un modèle prédictif de la présence de gîte de maternité en fonction du contexte paysager, ce qui confirme l’hypothèse du rôle de la connectivité dans la distribution de l’espèce. Les résultats montrent qu’à l’échelle locale de la colonie, la présence de gîte dépend de la disponibilité en forêt à proximité de petites surfaces de bâti. À un niveau régional, la présence de gîte dépend de leur intégration à un réseau de connectivité à large échelle permettant les échanges d’individus entre gîtes. La deuxième hypothèse testée est que la réduction des flux de gènes entre colonies due à des variations de connectivité fonctionnelle entre gites pourrait conduire à la différentiation génétique des colonies distantes. Pour la tester, nous avons analysé à partir de l’échantillonnage de guano et à l’aide de huit microsatellites la différentiation et la structure génétique des colonies de maternité en relation avec la structure paysagère dans l’ensemble de la région. Malgré l’importante philo patrie des femelles, nos résultats révèlent une faible différentiation génétique entre les colonies cependant structurée. Cette structure génétique n’est ni expliquée par un isolement par la distance ni corrélée aux distances paysagères. Nous pouvons donc conclure que l’habitat du petit rhinolophe est bien connecté en Franche-Comté. Nos résultats suggèrent également que les échanges génétiques se produisent entre colonies proches possiblement via la dispersion des mâles. Ces flux de gènes interviendraient alors en automne juste avant que les mâles et femelles se rejoignent dans le gîte d’hivernage
The lesser horseshoe bat, Rhinolophus hipposideros was formerly widespread and quite common in north-westernEurope, but has undergone a dramatic decline from the 1960s. Habitat reduction and fragmentation have beensuggested as main factors explaining the decline of this species. Following this assumption, we expected habitatconnectivity to influence the spatial distribution of the maternity roosts. We firstly estimated the functionalconnectivity of the bat’s habitat and modeled the distribution of its colonies in Franche-Comté region (France). Weapplied a landscape graph-based approach to extract several patch-level metrics representing the functionalconnectivity of the landscape at different spatial scales. Those metrics were integrated in a predictive model of thematernity roosts presence according to the landscape context which confirms the role of landscape connectivity in thespecies distribution. Results showed that, at the colony local scale, roost’s presence depends on the availability ofwooded elements near small built areas. At the regional scale, roost’s presence depends on their spatial integration intoa connected network allowing exchanges of individuals among them. The second assumption is that restricted geneflows among colonies due to variations of functional connectivity among maternity roosts may lead to geneticdifferentiation between distant colonies. Based on bat droppings sampling and using eight microsatellite loci, wetested this hypothesis by examining the genetic differentiation of maternity colony at regional scale according tolandscape structure. Despite strong female philopatry our results emphasized a weak but structured geneticdifferentiation within maternity colonies. This genetic structure was neither related to isolation by distance nor tolandscape measures. We could conclude that the Franche-Comté region presents a good overall connectivity for thelesser horseshoe bat. Our results also suggest that genetic exchanges occurred between geographically closed colonies,probably due to male dispersal events. Inter-colony gene flows might occur during mating in the fall, just before malesand females gathering in winter roosts

Les quartiers de gare se distinguent d’autres formes urbaines par des fonctions techniques et des structures d’acteurs très spécifiques. Essentiels pour les villes et la décarbonation des mobilités, ces quartiers sont historiquement conçus et gérés par des spécialistes des contraintes d’aménagement liées à la présence de flux de voyageurs. Ces savoir-faire sont aujourd’hui requestionnés à la lumière des enjeux de l’écologie urbaine. En effet, les quartiers de gare présentent des caractéristiques urbanistiques qui affectent la connectivité paysagère, composante nécessaire à la réalisation du cycle de vie de la faune sauvage et donc au maintien de la biodiversité. Pour analyser ces enjeux, la thèse prend pour cadre géographique la ligne N du Transilien à l’Ouest de l’Île-de-France. En mobilisant des outils de modélisation des réseaux écologiques provenant de l’écologie du paysage, la connectivité paysagère de plus de 70 espèces animales est analysée. L’importance des quartiers de gare au sein des réseaux écologiques est évaluée en comparant ces quartiers avec d’autres tissus urbains de même type situés à distance des réseaux ferrés. Les résultats montrent que les effets de la densité urbaine sur le réseau écologique diffèrent entre quartiers de gare et quartiers sans gare. En zone rurale, les quartiers de gare jouent un rôle plus faible pour la connectivité paysagère que le reste des tissus urbains. En zone dense en revanche, certains quartiers de gare se démarquent positivement du reste du tissu urbain. Ces contextes peuvent alors se traduire en opportunités d’aménagement en vue de la réduction des impacts ou de la restauration de la connectivité. Afin de permettre la traduction de ces résultats dans les pratiques des acteurs opérationnels – aménageurs des quartiers de gare ou acteurs de la biodiversité une approche participative a été mise en place en organisant 4 ateliers repartis tout au long de la thèse. La sociologie de la traduction a été mobilisée pour concevoir ces ateliers et analyser les processus de co-élaboration et co-évaluation des modèles. Les acteurs, intervenants comme porte-paroles de différentes communautés - de la faune, de la communauté scientifique ou de professions de l’aménagement par exemple - ont pu donner leur avis sur la capacité des modèles à représenter ce à quoi ils étaient attachés. Concomitamment, plus de 50 entretiens ont été réalisés auprès des différents acteurs concernés par les questions liant ferroviaire et biodiversité : associations de défense de l’environnement, salariés des différentes sociétés anonymes et filiales de la SNCF, collectivités territoriales. Dans le sillage de l’approche par les modes d’existence, ces entretiens ont mis en lumière les collectifs hybrides, composés d’humains et de non-humains, qui prennent part, soutiennent et encadrent les enchevêtrements sociaux entre quartiers de gare et biodiversité. Certaines structures organisationnelles ou documents de standardisation sont ainsi des freins à la prise en compte de la biodiversité. Certains acteurs clés des projets ou certaines initiatives de collaborations extra-entreprises sont au contraire le support de bonnes pratiques. La conduite du changement vers un « quartier de gare biodiversitaire » passe alors par de nouvelles pratiques collaboratives et de nouveaux non-humains qui les soutiennent, tout en permettant des traductions suffisamment fidèles et suffisamment permissives
Station districts are characterised by a distinctive set of technical functions and stakeholder structures, which set them apart from other urban forms. These districts are essential for cities and the transition to low-carbon mobility. Historically, they have been designed and managed by specialists who have devised solutions to the planning constraints associated with the presence of passenger flows. However, this know-how is now being reconsidered in light of the challenges of urban ecology. Indeed, the urban characteristics of station districts affect landscape connectivity, thus influencing the life cycle of wildlife and, consequently, the maintenance of biodiversity. In order to gain insight into these issues, the thesis situates its geographical framework within the context of the Transilien line N, situated in the western region of the Île-de-France area. The landscape connectivity of over 70 animal species is analysed using ecological network modelling tools derived from landscape ecology. The contribution of station districts to ecological networks is evaluated by comparing these districts with other urban fabrics of a similar nature situated at a distance from railway networks. The results demonstrate that the impact of urban density on the ecological network varies between station areas and non-station areas. In rural settings, station districts exert a diminished influence on landscape connectivity relative to the broader urban fabric. Conversely, in densely populated regions, certain station districts exhibit a distinctive positive influence compared to the surrounding urban fabric. These findings offer potential avenues for development, aimed at mitigating adverse effects or restoring connectivity. In order to facilitate the translation of these fndings into the practices of operational players, namely station district planners and biodiversity stakeholders, a participatory approach was employed, consisting of the organisation of four workshops distributed throughout the course of the thesis. The sociology of translation was employed to design these workshops and to analyse the processes of co-elaboration and co-evaluation of the models. Stakeholders, acting as intermediaries representing different communities (e.g. wildlife, scientific or planning professions), were able to provide their opinions on the models’ ability to represent matters of importance to them. At the same time, more than 50 interviews were carried out with the various actors involved in issues relating to the railway and biodiversity : environmental associations, employees of various SNCF companies and subsidiaries, local authorities. Following the "modes of existence" approach, these interviews highlighted the hybrid collectives of humans and non-humans who participate in, support and frame the social interactions between station areas and biodiversity. Thus, specific organisational structures or standardisation documents may act as obstacles to the consideration of biodiversity. On the other hand, certain key actors in the projects or certain extra-company collaborative initiatives support good practice. Driving change towards a ’biodiverse station area’ therefore requires new collaborative practices and new non-humans to support them, while enabling sufficiently faithful and sufficiently permissive translations

Une recrudescence de l’émergence ou de la réémergence de maladies infectieuses touchant l’homme ou ses animaux domestiques a été constatée ces dernières décennies. La majorité de ces maladies sont zoonotiques, c’est à dire originaires de la faune sauvage, et impliquent souvent un vecteur dans leur cycle de transmission. Parallèlement, des changements d’utilisation du sol en lien avec une intensification agricole modifient les paysages. L’objectif de cette thèse était d’améliorer l’état des connaissances de l’influence du paysage sur les relations entre hôtes, vecteurs et pathogènes. En Europe, les micromammifères peuvent abonder dans la plupart des écosystèmes terrestres, ce qui en fait des hôtes de choix pour les tiques généralistes Ixodes ricinus. Ils sont aussi des réservoirs d’agents infectieux transmis par les tiques. Les résultats de la thèse sont basés sur deux ans d’échantillonnage, printemps et automne, des micromammifères et des tiques dans différents paysages. Nous avons aussi recherché trois agents infectieux qu’ils hébergent et transmettent : Borrelia burgdorferi sensu lato (maladie de Lyme), Anaplasma phagocytophylum (anaplasmose) et Theileria (Babesia) microti (piroplasmose), ce dernier n’ayant pu être exploité en raison de sa trop faible prévalence. Les 24 sites d’échantillonnage étaient pour moitié en cœur ou en lisière de forêt et pour moitié dans des paysages agricoles offrant un gradient d’occupation du sol et d’ouverture du paysage. Le meilleur facteur explicatif de l’abondance de nymphes est la présence de larves d’I. ricinus l’année précédente. Les résultats indiquent aussi une relation entre le nombre de larves portées par les mulots sylvestres (Apodemus sylvaticus ; 76,5% des captures) et l’abondance de nymphes l’année suivante. Les campagnols roussâtres (Myodes glareolus ; 22,3% des captures) portaient moins de larves au printemps, certainement du fait d’une résistance acquise aux tiques des individus hivernants. Bien que ces deux espèces réagissent différemment aux variables de composition et de configuration du paysage, les abondances de nymphes n’étaient pas expliquées par ces variables. D’autres hôtes, comme les chevreuils (Capreolus capreolus), et des facteurs microclimatiques et météorologiques influencent donc probablement aussi les abondances et la distribution des tiques dans le paysage. La richesse spécifique des hôtes et l’abondance des campagnols roussâtres, trois fois plus infectés que les mulots sylvestres, amplifieraient les prévalences d’A. phagocytophylum de ces deux espèces de rongeurs. A l’inverse, la fragmentation du paysage, via la réduction de la taille des populations d’hôtes, semble agir négativement sur ces prévalences. Aucun patron spatial évident n’a été observé pour B. burgdorferi s.l.. De même, aucun lien n’a pu être fait entre les prévalences des rongeurs et celles des nymphes d’I. ricinus. Ces résultats suggèrent un rôle probable d’espèces de tiques plus spécialistes, I. trianguliceps et I. acuminatus, dans la circulation des agents infectieux étudiés, soulignant l’intérêt qu’il pourrait y avoir à considérer l’ensemble de la communauté de vecteurs dans de futures études. L’ensemble des résultats soulignent aussi l’importance qu’il y aurait à considérer un maximum d’hôtes micromammifères réservoirs, même peu abondants, à l’échelle du paysage pour mieux comprendre la transmission de ces maladies infectieuses vectorielles
An increase in the emergence or in the reemergence of infectious diseases of human and his domestic animals has been observed in the last decades. Most of these diseases are zoonotic, i.e. originated from wildlife, and imply often a vector for their transmission. At the same time, land use changes linked to agricultural intensification have modified the landscapes. The aim of the thesis was to enhance the state of knowledge on the influence of the landscape on the relationships between hosts, vectors and pathogens. In Europe, small mammals can be abundant in most of terrestrial ecosystems; they are thus preferred hosts for the generalist tick species Ixodes ricinus. They are also reservoirs of tick-borne infectious agents. The results of this thesis are based on two years of sampling, in spring and autumn, of small mammals and ticks in different landscapes. We analyzed them for three of the infectious agents they host and transmit: Borrelia burgdorferi sensu lato (Lyme disease), Anaplasma phagocytophylum (anaplasmosis) and Theileria (Babesia) microti (piroplasmosis), this last one could not be exploited because of too low prevalence. The 24 sampling sites were half in the core or the edge of a forest and half in agricultural landscapes with a gradient of land cover and of landscape openness. The best explanatory variable for nymph abundance was the presence of I. ricinus larvae the previous year. The results also indicate a relationship between the number of larvae attached on wood mice (Apodemus sylvaticus ; 76,5% of the catches) and the abundance of nymphs the following year. Bank voles (Myodes glareolus ; 22,3% of the catches) harbored less larvae in spring, certainly because of an acquired resistance to ticks in the overwintering individuals. Despite that these two species react differently to the composition and configuration features of the landscape, the abundances of nymphs were not related to these features. Other hosts, like roe deer (Capreolus capreolus), meteorological and microclimatic factors probably influence the abundances and the distribution of ticks in the landscape. The host specific richness and the abundance of bank voles, which were threefold more infected than wood mice, likely amplified the prevalence of A. phagocytophylum of these two rodent species. Conversely, landscape fragmentation, via the reduction of host population sizes, seems to act negatively on this prevalence. No clear spatial pattern was observed for B. burgdorferi s.l.. Likewise, no link could be established between the prevalence of the rodents and the prevalence of the nymphs. These results suggest a possible role of more specialist tick species, I. trianguliceps and I. acuminatus, in the circulation of the studied infectious agents, emphasizing the possible interest of considering the whole vector community in further studies. The results also emphasize the importance of considering a maximum of small mammal reservoir hosts, even at low abundances, at the landscape scale to better understand the transmission of these vector-borne infectious diseases

La sylviculture intensive modifie la composition, la structure et la dynamique des peuplements, réduisant notamment la densité et la diversité des attributs forestiers caractéristiques des stades de sénescence (bois mort et micro-habitats portés par les arbres). Ces éléments représentent des habitats essentiels pour les espèces lignicoles. A l’échelle du massif, la planification des opérations sylvicoles va créer une discontinuité spatiale de ces micro-habitats, pouvant être perçue comme une source de fragmentation pour de nombreuses espèces. Cependant, les effets ont été peu explorés au sein des forêts tempérées exploitées. L’objectif de cette thèse est d’évaluer l’effet de la disponibilité des micro-habitats (quantité et configuration) à de multiples échelles spatiales sur les communautés et les populations d’espèces lignicoles, afin de fournir in fine des connaissances pour la spatialisation des stratégies de conservation. Nous avons proposé une méthodologie statistique permettant de prédire la distribution des micro-habitats au sein du massif de Compiègne (France). En s’appuyant sur cette cartographie prédictive, nous avons montré que différentes guildes de coléoptères saproxyliques, définies en fonction de traits d’histoire de vie liés aux capacités de dispersion, répondaient à la structure du paysage à différentes échelles spatiales. La modélisation de la dynamique des métapopulations d’une bryophyte épixylique (Dicranum viride) nous a permis de mettre en évidence l’importance de la dispersion sur les processus de colonisation/extinction qui sous-tendent les patrons d’occurrence des espèces observés à l’échelle du massif. Nos résultats soulignent le rôle central du bois mort et des micro-habitats, qui peuvent être considérés comme un levier de gestion pertinent. Augmenter leur quantité et optimiser leur arrangement spatial intra et inter-peuplement apparaît essentiel pour assurer la persistance des espèces lignicoles au sein des massifs forestiers gérés
Intensive forestry induces a simplification of forest stand structure, composition, and dynamics, resulting in a decrease of density and diversity of old-growth forest attributes (deadwood and tree-related microhabitats). These elements represent critical habitats for lignicolous species. At the landscape scale, forest management planning create a spatial discontinuity of these microhabitats, which can be perceived as a fragmentation process for many species. Although habitat fragmentation is currently recognized as one of the major threats to biodiversity, its impact on species in managed temperate forest are still poorly understood. The objective of this work was to evaluate the effect of microhabitat availability (quantity and configuration) on species communities and populations, at multiple spatial scales, in order to provide evidence-based recommendations regarding the spatial arrangement of conservation strategies. We proposed a statistical methodology to predict the microhabitats distribution within the complex of the Compiègne forest (France). Based on this predictive mapping, we showed that different guilds of saproxylic beetles, defined according to their life history traits related to dispersal abilities, respond to the landscape structure at different spatial scales. Modelling metapopulation dynamics of an epixylic bryophyte (Dicranum viride) has highlighted the importance of dispersal on colonization/extinction processes that underlie the species’ occurrence patterns observed at the forest scale. Our results emphasize the key role of deadwood and tree-related microhabitats, which can be considered as relevant management leverage. Increase their quantity and optimize their spatial arrangement within and between forest stands, appears to be essential for persistence of the lignicolous species within managed forests

La mise en place des réseaux de continuités écologiques dans les paysages nécessite l'estimation de la connectivité fonctionnelle, particulièrement lorsque ces paysages sont fragmentés par les Infrastructures Linéaires de Transport (ILT). Dans ce contexte, des suivis génétiques et démographiques ont été réalisé sur quatre espèces terrestres dans un paysage fragmenté par six types d'infrastructures en Dordogne, France. Les résultats ont montré qu'une part importante de la variabilité génétique (38 %) est expliquée par les ILT, qui agissent majoritairement comme des barrières à la dispersion. Cependant, les effets des ILT varient fortement d'une espèce à l'autre et peuvent, dans certains cas, agirent comme des éléments favorisant la dispersion. Par ailleurs, l'utilisation conjointe des outils de génétique du paysage et des suivis démographiques montre que selon l'approche utilisée, les résultats peuvent diverger. Ces deux approches devraient donc être davantage utilisées simultanément dans les études paysagères
Implementing networks of ecological continuities requires estimation of functional connectivity in landscapes. Particularly when those landscapes are fragmented by Large-scale Transportation Infrastructures (LTIs). In this context, four terrestrial species were monitored using genetic and demographic surveys across six LTIs in south-western France. The results showed that a significant amount of genetic variability was explained by LTIs (38%), that are mostly acting as dispersal barriers. However, LTI effects are variable depending on the species under study and, in some cases, they can even act as infrastructures enhancing dispersal. Furthermore, the combined use of genetic tools and demographic surveys showed that depending on the selected approach, results might differ. Therefore, these two approaches should be more used simultaneously in landscape surveys

La dispersion des animaux est un processus clé pour le maintien des populations et métapopulations. En particulier, les amphibiens se déplacent beaucoup durant leur cycle de vie fait de migrations saisonnières. Ceci les rend sensibles à la structure du paysage. En effet, les modifications anthropiques comme l’aménagement d’infrastructures linéaires peuvent constituer des barrières écologiques pour les animaux et limiter le flux de gènes dans le paysage. Si les effets des routes et des lignes chemins de fer sur les déplacements des animaux ont été largement étudiés, les effets des infrastructures liées aux activités de sport d’hiver comme les pistes de ski et les remontées mécaniques sont moins bien connus. Ainsi, la perméabilité des milieux de montagne anthropisés est peu connue. Cette thèse vise à quantifier la perméabilité écologique (ou connectivité fonctionnelle), des domaines skiables pour un amphibien de montagne largement répandu : la Grenouille rousse (Rana temporaria Linnaeus 1758). Pour ce faire, nous combinons un suivi individuel de déplacements et une étude de génétique du paysage pour mieux comprendre les facteurs influençant les déplacements de grenouilles et les flux de gènes dans le paysage. Le suivi individuel est réalisé au moyen de balises GPS et d’analyses de sélection de pas (step selection analysis). L’étude de génétique du paysage est réalisée en prélevant des échantillons d’ADN dans trois domaines skiables de Savoie ainsi que dans une zone témoin située dans le Parc national de la Vanoise. Nous avons testé l’influence de plusieurs variables paysagères liées à la topographie (pente, altitude…), les habitats (réseau de zones humides, couverture du sol…) ou les activités humaines (présence de routes, de pistes de ski) sur le flux de gènes. En utilisant une nouvelle méthode d’optimisation de surface de résistance, nous montrons l’importance du réseau de zones humides pour les amphibiens de montagne. D’une part, elles servent d’habitat préférentiel et d’autre part, un réseau dense de zones humides permet d’assurer une bonne connectivité des paysages pour la Grenouille rousse. Nous mettons également en évidence que l’hétérogénéité des tailles efficaces de populations dans un paysage peut fausser les distances génétiques mesurées entre populations et nous recommandons l’utilisation de techniques pour s’affranchir de tels problèmes. Nos travaux sont importants dans une perspective de gestion durable des domaines skiables, l’aménagement de pistes de ski ou autres infrastructures de loisir pouvant être accompagnée de destructions de zones humides
Animal disperal is a key process for maintaining populations and metapopulations. In particular, amphibians move a lot during their life cycle made of seasonal migrations. This makes them sensitive to the structure of the landscape. Indeed, anthropogenic changes such as linear infrastructure can act as ecological barriers for animals and limit gene flow within the landscape. While the effects of roads and railways on animal movements have been widely studied, the effects of infrastructure related to winter sports activities such as ski slopes and lifts are less well known. Thus, the permeability of anthropized mountain environments is little known. This thesis aims to quantify the ecological permeability (or functional connectivity) of ski areas for a widely distributed mountain amphibian: the European common frog (Rana temporaria Linnaeus 1758). To do this, we combine individual movement tracking and landscape genetics studies to better understand the factors influencing frog movements and gene flow within the landscape. Individual tracking is carried out by means of GPS tags and step selection analysis. The landscape genetics study is carried out by gathering DNA samples from three ski areas in Savoie and a control area located in the Vanoise National Park. We tested the influence of several landscape variables related to topography (slope, altitude...), habitats (wetland network, land cover...) or human activities (presence of roads, ski slopes) on gene flow. By using a new method of resistance surface optimization, we show the importance of the wetland network for mountain amphibians. On the one hand, they serve as preferential habitat and, on the other hand, a dense network of wetlands ensures good landscape connectivity for the Common frog. We also highlight that the heterogeneity in effective population sizes in a landscape can distort the genetic distances measured between populations and we recommend the use of techniques to overcome such problems. Our work is important for the sustainable management of ski areas, the development of ski slopes or other recreational infrastructure that can be accompanied by the destruction of wetlands

L’accélération du processus d’urbanisation, constatée à l’échelle mondiale depuis les dernières décennies, conduit à une artificialisation progressive des milieux naturels. La construction d’infrastructures de transport ou de nouveaux bâtiments fragmente les paysages de manière irréversible et cause une réduction des habitats écologiques et de leur connectivité. Le maintien de la fonctionnalité des réseaux écologiques, s’intègre désormais dans les politiques d’aménagement du territoire ou d’urbanisme soucieuses de la préservation de la biodiversité.En se focalisant plus particulièrement sur les évolutions urbaines à l’horizon 2030 dans l’Aire Urbaine de Besançon (développement résidentiel et variations de trafic routier), cette thèse cherche à évaluer l’impact potentiel des formes d’urbanisation sur la connectivité des réseaux écologiques des espèces animales. Ce travail de recherche privilégie l’approche par la modélisation en s’inscrivant à la fois dans le champ de la géographie théorique et quantitative et de l’écologie du paysage.L’application de cette démarche se fait en trois étapes : (1) simuler le développement résidentiel et ses évolutions de trafic associées à l’horizon 2030, à l’aide de cinq scénarios prospectifs présentant des formes urbaines différenciées ; (2) modéliser les réseaux écologiques de plusieurs espèces animales avec des graphes paysagers construits à partir de cartes d’occupation du sol et de données écologiques ; et (3) évaluer les impacts potentiels de chaque scénario sur les réseaux écologiques à partir de ces graphes à l’aide de métriques de connectivité, par mesure de la perte de connectivité imputable à chaque scénario de développement résidentiel.Les résultats obtenus montrent que les formes de villes denses et compactes, contrairement aux villes étalées, sont celles qui favorisent le mieux le maintien des connectivités écologiques pour la plupart des groupes d’espèces analysés. Des analyses plus approfondies mettent en avant la contribution importante des variations de trafic aux impacts écologiques de chaque scénario.D’après les analyses de sensibilité effectuées, le modèle utilisé est robuste, ce qui montre l’intérêt de la modélisation dans le processus d’aide à la décision pour la protection environnementale et la planification urbaine afin de penser la ville de demain de manière durable
The global increase of urbanization during the past decades have induced a progressive artificialization of natural environments. The building of transport infrastructures and new housings causes a landscape fragmentation in an irreversible way and a strong decrease of the connectivity of ecological habitats. Maintaining the functionality of ecological networks is becoming a major goal of sustainable urban planning policies. With a special focus on urban evolutions in the horizon 2030 in the urban area of Besançon in eastern France (residential development and road traffic evolutions), this thesis aims to assess the potential impact of urban forms on landscape connectivity of animal species’ ecological networks. This research work promotes a modelling approach both on the field of theoretical and quantitative geography and landscape ecology.This approach follows three main steps: (1) simulating residential development and its associated road traffic changes using five prospective scenarios of differentiated urban forms; (2) modelling landscape graphs of various animal species using land-cover maps and ecological data; (3) assessing the potential impacts of each scenario on ecological networks from these graphs using connectivity metrics, with measures of the connectivity decrease attributable to each residential development scenario. Contrary to sprawled cities, the results show that compact and dense urban forms best promote the maintenance of ecological connectivity for the majority of species groups. Further analysis highlights the great contribution of road traffic evolutions regarding the ecological impacts of each scenario.According to some sensitivity analysis, the model used is quite robust. It demonstrates the interest of modelling in the decision-making process for environmental conservation and urban planning to think out the city of tomorrow in a sustainable way

Le développement d'infrastructures linéaires de transport conduit, à toutes les échelles, à une artificialisation du territoire et au morcellement du milieu naturel. La fragmentation du paysage est un processus spatial qui s'accompagne d'une diminution progressive de la connectivité entre les différents éléments nécessaires au bon déroulement des processus écologiques. Ainsi, le maintien d'un bon niveau de connectivité entre les habitats naturels, s'il est compatible avec les activités humaines, est devenu un enjeu majeur pour la préservation de la biodiversité. En mobilisant des méthodes empruntées à la théorie des graphes et à l'écologie du paysage, la thèse cherche à démontrer l'intérêt de la modélisation des réseaux écologiques par les graphes paysagers, dans l'analyse des impacts des infrastructures à l'échelle régionale. Cette démarche, fondée sur la modélisation, a permis de démontrer l'influence du réseau écologique du chevreuil dans la localisation des collisions entre les individus de cette espèce et les véhicules empruntant le réseau de la DIR est en Franche-Comté. Le travail a également permis de proposer un cadre méthodologique pour localiser l'impact potentiel de la branche est de la LGV Rhin-Rhône sur la distribution d'une espèce, et estimer la distance de perturbation de cette infrastructure. Enfin, deux démarches sont proposées pour évaluer quantitativement et hiérarchiser des aménagements afin d'éviter ou d'atténuer ces impacts. Les résultats montrent la pertinence de l'intégration des réseaux écologiques dans les études d'impacts des infrastructures de transport.

Le processus d’urbanisation conduit à un ensemble de transformations et perturbations qui peuvent avoir des conséquences sur la flore spontanée. Ce travail de thèse porte sur les communautés végétales des espaces herbacés ordinaires distribués au sein 3 aires urbaines de l’ouest de la France : Angers, Nantes et la Roche-sur-Yon. A travers deux approches, taxonomique et fonctionnelle, l’objectif est d’analyser les variations de diversités et de composition floristiques le long de gradients paysagers (notamment d’urbanisation et de connectivité des habitats). Ces milieux apparaissent diversifiés, tout en ne présentant qu’un faible nombre d’espèces exotiques. Le gradient urbain-rural structure les communautés, établissant notamment de fortes distinctions dans leurs compositions spécifiques, et ce, malgré l’absence de variations en terme de richesse et d’homogénéisation. Ces distinctions sont en lien avec des traits relatifs à leurs exigences écologiques (habitat, pH, humidité, lumière)et au niveau de perturbation plus élevé en ville. Ces relations varient malgré tout selon que l’on considère l’abondance locale ou régionale des espèces suggérant que d’autres mécanismes viennent s’ajouter à ces processus de filtre. La mesure in situ de trois traits fonctionnels (hauteur, SLA et phénologie) montre également l’importance de ce processus de filtre sur les espèces à un niveau intraspécifique. L’ensemble des résultats montre la façon dont ces espèces communes s’assemblent au regard des processus écologiques à l’oeuvre dans des environnements urbains, et permet d’ouvrir des perspect
The process of urbanisation leads to a series of transformations and disturbances that may have consequences for wild plant communities. This thesis presents a study of the plant communities of ordinary grasslands distributed among three cities of western France: Angers, Nantes and La Roche-sur-Yon. Using both taxonomical and functional approaches, the aim is to analyse the variation in plant diversity and composition along landscape gradients, in particular those of urbanisation and habitat connectivity. Such grassland habitats appear to be diverse, despite a low number of exotic species. The urban-rural gradient structures such communities, in particular by strongly modifying species composition; and this despite an absence of variation in species richness or of homogenisation. These modifications in community structure are linked to traits for ecological requirements (for habitat, pH, humidity or light)or for adaptation to higher levels of disturbance in towns. These relationships vary according to species’ local or regional abundance, suggesting that other mecanisms accompany the filtering process. Taking into account three functional traits (height, SLA and phenology) measured in situ shows that the filtering process also has consequences at intraspecific level. Taken together, the results show how common species are assembled in response to ecological processes operating in urban environments and open up new perspectives and applications for the integration of grassland plant communities into biodiversity conservation objectives in urban areas

Les écosystèmes marins sont soumis à des changements environnementaux rapides sous l’impact des pressions anthropiques croissantes qui menacent la persistance des espèces et des populations locales. Comprendre les effets de la variabilité génétique et des capacités de dispersion sur la persistance des espèces marines, est donc un enjeu majeur pour la conservation de la biodiversité. Mes travaux de doctorat répondent ainsi à deux objectifs principaux : (i) évaluer la distribution spatiale et les déterminants de la variation génétique de populations de poissons marins côtiers (ii) estimer les réponses des populations aux changements climatiques afin de mieux comprendre leur capacité de persistance.J’ai d’abord montré, à partir d’une synthèse bibliographique réalisée sur 31 espèces de poissons méditerranéens, que les traits écologiques liés à la mobilité et à la taille des populations influencent fortement le niveau de diversité génétique intra-populationnelle des espèces. Ensuite, j’ai étudié les déterminants de la variation génétique spatiale à partir des données récoltées sur 727 individus de rouget de roche (Mullus surmuletus) issus de 72 sites autour la Mer Méditerranée et regroupés en 47 groupes génotypés pour 1153 marqueurs SNP. Des analyses de génétique du paysage ont montré que la dispersion larvaire structure la variation génétique de l’espèce à moyenne et petite échelle spatiale (<1 000km), alors que l’isolement géographique, possiblement dû à l’histoire démographique des populations ou à l’adaptation, est le principal facteur structurant à plus large échelle. Finalement, l’étude de la variation génétique adaptative de M. surmuletus réalisée à l’aide d’un criblage génomique a mis en évidence une potentielle réponse adaptative de l’espèce au gradient Est-Ouest de salinité en Méditerranée.Dans un second temps, un modèle démo-génétique simulant la dynamique et la résilience des populations de coraux dans l’Indopacifique a montré qu’un mécanisme de « sauvetage évolutif » permet aux génotypes adaptés aux eaux les plus chaudes de diffuser entre les populations grâce à la connectivité larvaire. Ce mécanisme favorise la persistance des populations en permettant leur adaptation à des changements environnementaux qui conduiraient sans cela à des déclins, voir des extinctions locales.Finalement, l’ensemble de ces travaux ont mis en évidence la nécessité de considérer la connectivité et le potentiel évolutif des espèces dans les stratégies de conservation, afin de maximiser leur capacité de résilience et de persistance à long terme en dépit des crises environnementales de plus en plus prononcées
World marine ecosystems are experiencing unprecedented anthropic pressures inducing rapid environmental changes that threaten the persistence of wild species and their local populations. Hence, understanding the effects of genetic variability and dispersal capacities on marine population persistence is a key issue for the conservation of biodiversity. My PhD work had two main objectives: (i) evaluate the spatial distribution and drivers of genetic variation across coastal marine fish populations, and (ii) estimate the response of populations to climate changes in order to better understand their ability to persist.First, by performing a synthesis of published literature on 31 Mediterranean fish species, I showed that ecological traits related to mobility and population size strongly influence the level of within-population genetic diversity across species. Then, I studied the drivers of spatial genetic variation using genetic data from 727 individuals of the stripped red-mullet (Mullus surmuletus) collected in 72 sites around the Mediterranean Sea, and grouped into 47 pools genotyped for 1153 single nucleotide polymorphism (SNP) markers. Seascape genetic analyses showed that larval dispersal predominantly structures M. surmuletus genetic variation at intermediate and local spatial scales (<1000 km), whereas geographic isolation, due to population demographic history or adaptation, is the main driver at larger spatial scale. Lastly, studying the adaptive genetic variation of M. surmuletus using genome scan revealed a potential adaptive response of this species to the East-West gradient in salinity across the Mediterranean Sea.Subsequently, using a demo-genetic model to simulate coral population dynamics and resilience across the Indo-pacific corals, I showed that the process of ‘evolutionary rescue’ can help genotypes adapted to warm ocean waters to move and migrate between populations thanks to larval connectivity. Evolutionary rescue can thus promote the persistence of populations by allowing them to adapt to environmental changes that would otherwise lead to population declines or even local extinctions.Finally, all of these results highlighted the need to better consider connectivity and the evolutionary potential of species in conservation strategies, in order to maximize their resilience capacity and long-term persistence in the face of more severe environmental crises

Face à l’effet des changements d’utilisations de sol sur la dispersion des espèces, des actions ont récemment été menées au niveau des régions françaises pour favoriser et maintenir la connectivité. L’objectif de cette étude a donc été de quantifier la connectivité chez une espèce modèle menacée en Europe occidentale : la vipère péliade (V. berus). Ses mœurs discrètes ont nécessité pour mesurer sa dispersion d’utiliser une approche indirecte basée sur l’individu et des outils moléculaire. Ainsi, les flux de gènes de V. berus ont été analysés à fine échelle spatiale (10 × 7 km²) sur un site d’étude (A0) constitué de deux secteurs paysagers contrastés (A1/A2), à la fois par l’utilisation des sols et leur stabilité temporelle (instable/stable). La différenciation génétique sur A0 est faible et surtout associée à un fort patron d’isolement par la distance (IBD). La dispersion est donc limitée spatialement chez V. berus (dispersion natale ≤ 500 m) et liée aux mâles à l’âge adulte. De plus, les flux de gènes sont aussi expliqués par l’hétérogénéité du paysage : (i) par les prairies (A0), l’urbanisation (A1) les pelouses et boisements (A2), (ii) particulièrement à 300 m autour des individus parmi les étendues spatiales testées (100-500 m) et (iii) plus par l’agencement spatial que le type et la quantité des taches d’habitats. Ces résultats innovants contribuent à (i) la réflexion sur la stratégie de conservation pour V. berus et (ii) souligner la diversité des facteurs à considérer dans l’étude et le maintien de la connectivité à une plus vaste échelle spatiale (patrons et processus de dispersion, échelles spatio-temporelles)
Face to the impact of land-use changes on species dispersal, decisions were recently conducted at French regional scale to favour and to maintain connectivity. The aim of this work was to quantified connectivity for a model species threatened in Western Europe : the common European adder (V. berus). Its secretive behaviour required to use an indirect and individual-based approach to measure its dispersal thanks to molecular techniques. Thus, V berus gene flow were analysed at fine spatial scale (10 × 7 km²) on a study site (A0) made up of two sub-areas with contrasting landscapes (A1/A2), both by land use and their temporal stability (instable/stable). Genetic differentiation on A0 is weak and mainly associated with a strong isolation-by-distance (IBD) pattern. Dispersal is therefore spatially limited in V. berus (natal dispersal ≤ 500m) and related to males concerning adults. Moreover, gene flow is also influenced by landscape heterogeneity : (i) by meadow (A0), urbanisation (A1) and dry grassland and forests (A2), (ii) particularly at 300m around individuals among spatial extent tested (10-500m) and (iii) more by the spatial configuration than the type and quantity of habitat patches. These innovative results contribute to (i) reflection about conservation strategies for V. Berus et (ii) underly the diversity of factors to consider in studying and maintaining connectivity at a more large spatial scale (dispersal pattern and process, spatio-temporal scales)

Le maintien de la connectivité à travers les paysages urbains, par nature très fragmentés, est un enjeu majeur de conservation de la biodiversité urbaine. On observe une prise en compte croissante de la connectivité dans les politiques d’aménagement du territoire, notamment avec l’établissement de la trame verte et bleue. De multiples outils cartographiques permettent de mettre en évidence les continuités écologiques (zones de forte connectivité), mais leur validation fonctionnelle fait souvent défaut. L’objectif de cette thèse est de valider les prédictions d’un modèle de chemin de moindre coût, sur plusieurs villes et avec différents modèles biologiques. Les espèces étudiées présentent différents modes et capacités de dispersion (vol, marche, reptation) et des exigences écologiques spécifiques (préférences pour les milieux herbacés ou boisés). Des protocoles de validation basés sur l’écologie du mouvement et la génétique du paysage sont appliqués, dans un souci de réplication (au sein de plusieurs villes) et de contrôle de la variabilité inter-individuelle. Nos résultats montrent des mouvements accrus au sein des continuités écologiques comparés à ceux observés en contextes paysagers prédits comme non connectés : les hérissons transloqués s’y déplacent sur des distances plus longues, plusieurs passereaux répondent à la repasse de chant sur de plus longues distances et les papillons de nuit montrent des taux de recapture beaucoup plus élevés. Par ailleurs, les analyses indirectes réalisées sur l’escargot petit-gris montrent une relation assez faible entre la différenciation génétique des populations et les modèles de connectivité. Ce travail fournit des arguments scientifiques pour soutenir la mise en place de continuités écologiques en milieu urbain
Maintaining connectivity across urban landscape, intrinsically fragmented, is a major issue of urban biodiversity conservation. Connectivity is increasingly taken into account by policy and stakeholders, especially through the establishment of the blue-green infrastructure. Multiple mapping tools allow to detect ecological networks (highly connected areas), however their functionnal validation is often lacking. The objective of this study is to validate least cost path analysis predictions in several cities with different biological models. Studied species vary in terms of dispersal means and capacities (flight, walk, crawling) and habitat requirement (e.g. herbaceous or forested habitats). Several protocols based on movement ecology and landscape genetic are applied, focusing on replication (within and among cities) and control of inter-individual variability. Our results indicate that movement is increased in predicted ecological networks when compared with areas predicted as poorly connected: the translocated hedgehogs travelled longer distances, several passerine responded to song playback over longer distances, and moths showed increased recapture rates. Indirect analysis on the garden snail showed a weak relation between population genetic differentiation and connectivity models. This work provides scientific support for the establishment of ecological networks in urban landscapes

La mise en place Trame Verte et Bleue sur le territoire français a pour vocation de garantir la connectivité fonctionnelle entre habitats. C’est une des réponses politiques qui vise à enrayer le déclin actuel de la biodiversité, lie notamment à la destruction et à la dégradation des habitats. L’objectif de cette thèse est de quantifier l’effet de la connectivité, au regard d’autres facteurs environnementaux, sur la diversité des communautés et la diversité génétique des papillons de jour dans trois régions agricoles. Deux approches sont utilisées pour comprendre les processus qui sous-tendent ces patrons de diversité : i) l’étude de la communauté dans son ensemble et des groupes écologiques qui la compose, ii) l’étude de la résistance des milieux a la dispersion par génétique du paysage sur une espèce : le Myrtil (Maniola jurtina L.). Les résultats montrent que même si les caractéristiques locales jouent un rôle plus fort, la structure du paysage influence la composition des communautés. Ainsi, la quantité de terres arables réduit la richesse spécifique, la diversité génétique, et les flux de gènes chez le Myrtil. Les prairies hébergent des communautés diversifiées, incluant des espèces peu fréquentes. Les éléments linéaires enherbes supportent des communautés appauvries, mais favorisent la dispersion et la diversité génétique du Myrtil. La diversité des papillons est plus forte a proximité de boisements : les papillons pourraient bénéficier de ressources sur les lisières ; par ailleurs, les milieux boises semblent à la fois limiter les flux de gènes du Myrtil tout en accroissant sa diversité génétique. La complémentarité des milieux soulevée ici nous invite à repenser le modèle classique en ≪ sous-trames ≫ indépendantes de la Trame Verte et Bleue. Selon les enjeux de conservation, les espèces et les contextes paysagers, il est nécessaire de distinguer les situations ou, parmi un panel d’actions envisageables, améliorer la connectivité est une solution pertinente
The implementation of the “Green and Blue Infrastructure” in France intends to ensure the functional connectivity of habitats (green veining). It is one of the nature conservation policies which aim to reduce the loss of biodiversity caused by the destruction and degradation of natural habitats. The objective of this work was to quantify the impact of connectivity, in comparison to other environmental factors, on the diversity of butterfly communities and their genetic diversity in three French agricultural regions. Two different approaches were applied to understand the underlying processes driving these diversity patterns: i) the study of the whole community and of the different ecological groups, ii) the study of landscape features resistances to butterfly dispersal using a landscape genetics approach on one species: the Meadow brown (Maniola jurtina L.). Our findings show that although local characteristics play a dominant role, landscape context does have an influence on community composition. Arable land cover decreases species diversity, and the Meadow brown genetic diversity and gene flow. Grasslands support more species rich communities, including non-frequent species. Grassy linear landscape elements host impoverished communities, but improve Meadow brown dispersal and enhance its genetic diversity. Species diversity is higher within grasslands in proximity to woody habitats: butterflies may benefit from resources on forest edges; moreover, woodlands seem to limit Meadow brown dispersal while increasing its genetic diversity. The habitat complementarity we evidenced here led us to question the classic model of ecological continuities as a collection of independent sub-networks, one for each type of habitat. According to conservation issues, species under interest and landscape contexts, we also need to identify situations where, among a broad panel of possible conservation actions, increasing connectivity is the most effective solution

Dans les paysages fragmentés, les mouvements entre les patchs d'habitats jouent un rôle primordial dans la persistance des populations en assurant les flux génétiques, la possibilité de recolonisation après extinction locale, la liaison entre différents habitats pour la reproduction ou l'acquisition des ressources, ... Malgré l'importance de ces mouvements, la structure du paysage entre ces patchs (i.e. la matrice) est le plus souvent considérée comme un ensemble homogène de non-habitat d'intérêt mineur et les adaptations comportementales en réponse à la fragmentation du paysage sont rarement prises en compte. Pour étudier l'importance de l'influence du paysage sur les mouvements, trois approches complémentaires sont pratiquées. 1) Des études expérimentales sont menées pour évaluer les réponses comportementales et physiologiques du crapaud commun (Bufo bufo) juvénile et adulte soumis aux différents types d'occupation du sol. Ainsi, les types d'occupation du sol sont caractérisés par le coût que leur traversée représente pour l'espèce étudiée. 2) Ce travail s'attache également à décrypter les règles régissant les déplacements en paysage hétérogène et à mettre en évidence des différences comportementales selon le paysage d'origine (adaptations). 3) Basé sur la modélisation, le troisième volet doit permettre d'effectuer des prédictions à l'échelle des paysages

Les modifications du paysage engendrées par les activités humaines sont une des causes majeures du déclin de la biodiversité. En générant une perte de la connectivité fonctionnelle du paysage, elles limitent les déplacements des individus et entraînent la rupture des flux de gènes, processus clés dans le maintien et la persistance des populations. Cependant, le lien entre ces processus et la structure du paysage est encore mal compris. Dans ce contexte, nous avons conduit une étude sur la Martre des pins, une espèce a priori forestière, bien que capable de s’installer durablement dans des paysages fragmentés. A partir de l’analyse de la variabilité génétique de groupes échantillonnées sur 13 sites forestiers à l’échelle de la région Champagne-Ardenne, et du suivi des déplacements d’individus à fine échelle, en milieu continu et fragmenté, nous avons estimé la résistance du paysage aux différents déplacements, c’est-à-dire dans quelle mesure ceux-ci sont freinés ou facilités par les éléments du paysage. Nous avons mis en évidence que les déplacements sont freinés, d’une part par la présence d’une large plaine agricole, et d’autre part, par certaines infrastructures de transport. Nous avons également mis en évidence que les déplacements des martres entre les taches d’habitats sont facilités par la présence de haies et que la hauteur du couvert végétal des habitats non boisés pourrait jouer un rôle dans ces déplacements. Cette étude apporte d’importantes connaissances sur l’écologie des déplacements de la Martre des pins et souligne la nécessité de la prise en compte de la réponse des organismes dans l’établissement des futurs réseaux écologiques
Landscape changes, generated by anthropogenic activities, are widely recognised as one of the main causes of global biodiversity decline. Leading to a loss of functional landscape connectivity, they disrupt movements and gene flow which play a primordial role for the persistence of populations. However, the relationship between these processes and landscape structure remains unclear. In this context, we studied landscape connectivity in European pine marten, a forest species present in fragmented landscapes. We evaluated landscape resistance, i.e. how landscape features impede or facilitate movements and gene flow, analysing genetic variability of groups sampled in 13 forest sites of the Champagne-Ardenne regional area, and studying individual fine-scale movements in both continuous and fragmented areas. We showed that intensive agricultural plain and certain linear infrastructures could impede movements. In addition, we showed that hedgerows facilitate movements between forest patches and we suggested that vegetation height of open habitats could play a role for these movements. This study provides important insights on movement ecology of the European pine marten and underlines the need to take into account responses of organisms in the establishment of ecological networks

La fragmentation des habitats est aujourd’hui considérée comme l’une des plus sérieuses menaces sur la biodiversité, et une des causes majeures de la crise actuelle d’extinction des espèces. Dans les paysages fragmentés, le mouvement est un processus clé pour la survie des espèces faunistiques et floristiques, celui-ci étant facilité par une connectivité importante entre les éléments du paysage. Parmi les éléments qui concourent à augmenter la connectivité du paysage, les corridors écologiques sont particulièrement intéressants et efficaces. Le principal objectif de cette thèse est d’évaluer l’intérêt des images THRS pour identifier et caractériser les éléments du paysage agricole potentiellement constitutifs des corridors écologiques. Pour cela, nous avons évalué le potentiel des images RSO et de l’utilisation combinée des données optiques et radar THRS pour caractériser des continuités écologiques à échelle fine, tant d’un point de vue structurel que fonctionnel. Les résultats montrent que les images radar et plus particulièrement un indicateur polarimétrique qui en est dérivé, l’entropie de Shannon, permettent de quantifier le degré d’ouverture de la canopée des haies, indicateur qui a pu être évalué d’un point de vue écologique. De plus, ils ont permis de mettre en évidence les indicateurs, les méthodes de classification et les dates clefs pour la cartographie des zones humides. Une évaluation de la synergie d’images optiques et radar à permis de montrer que les données radar permettent de cartographie des cultures. Nous avons également montré l’apport des séries temporelles d’images radar pour l’amélioration de modèles biologiques visant à expliquer la distribution de la biodiversité dans les paysages agricoles. Enfin, nous avons pu développer de nouvelles métriques de connectivité en intégrant des informations dérivées de données de télédétection qui se sont avérées pertinentes d’un point de vue écologique
Habitat fragmentation is now considered as one of the most serious threats to biodiversity, and a major cause of the current crisis of species extinction. In fragmented landscapes, movement is a key process for the survival of flora and fauna species. Movement is facilitated by a significant connectivity between landscape elements. Among elements that contribute to increase landscape connectivity, ecological corridors are particularly useful and effective. The main objective of this pHD is to evaluate the interest of the VHSR images to identify and characterize potential agricultural landscape elements of the ecological networks. We evaluated the potential of SAR images and the combined use of VHSR optical and radar data to characterize ecological continuities at a fine scale, both structural and functional points of view. Results show that radar images and especially a polarimetric indicator, the Shannon entropy, allow quantifying the canopy cover of hedges. This indicator was assessed from an ecologically point of view. In addition, we highlight the indicators, classification methods and key dates to map wetland vegetation types. An evaluation of the synergy of radar and optical images shows the usefulness of radar data for crops mapping. We also showed the contribution of radar time series for improving biological models that explain the biodiversity distribution in agricultural landscapes. Finally, we developed new connectivity metrics, which relevant from an ecological point of view, by integrating information derived from remote sensing data

Des avancées scientifiques sont nécessaires pour limiter l’impact qu’exerce l’urbanisation croissante sur l’environnement et comprendre le fonctionnement de la biodiversité urbaine. Dans cette thèse, nous avons analysé les effets à différentes échelles spatiales sur les patrons d’organisation de plusieurs taxons appartenant à la faune épigée, suivant trois axes : (1) étudier les communautés à l’échelle d’une grande agglomération, (2) étudier l’effet des corridors sur la dispersion et (3) modéliser la dispersion. Nous avons mis en évidence un effet majeur de l’urbanisation des paysages sur les communautés, plus important pour les espèces forestières qui sont remplacées par des espèces plus généralistes. Les corridors, en favorisant la dispersion permettent, pour partie, d’y remédier. Ces résultats ont été confirmés par le modèle de dispersion. Ces résultats ouvrent des perspectives dans la spatialisation du fonctionnement des communautés
Scientific insights are needed to limit the negative effects of urbanization and improve urban biodiversity. Thus, we analysed the effects of landscape on several ground –dwelling communities (multi taxa approach). We organized our research following three main axis: (1) response along an urbanization gradient, (2) the effect of corridors on the dispersal among urban landscapes and (3) simulation of the corridor effect using an individual based model (IBM). We observed strong and negative effects of the urbanized landscapes, stronger for forest specialist species which are replaced by more generalist species along the gradient. We highlighted a positive effect of corridors with some differences between taxa that could be explained by variation in their dispersal capabilities, confirmed by the model. The IBM has confirmed these results. This study opens new doors on the spatial configuration of local communities within the landscapes

Le piégeage de martres américaines (Martes americana) en habitat optimal vs. Sub-optimal et l'analyse de 7 microsatellites ont montré que la variabilité génétique des populations était homogène malgré une abondance réduite en habitat sub-optimal. Les tests d'assignement suggèrent que la redistribution asymétrique des individus vers l'habitat sub-optimal pourrait compenser cet effet démographique local et entretenir la variabilité génétique. La dispersion, analysée indirectement à partir de la structure génétique et directement à partir du suivi télémétrique de juvéniles, montre que la diffusion spatiale des gènes produite par la majorité d'individus est très limitée. La fraction d'individus se dispersant sur de longues distances semble assurer l'homogénéisation génétique des populations. L'utilisation de distances effectives prenant en compte l'effet de l'hétérogénéité du paysage sur la dispersion a permis de montrer que les flux géniques sont affectés par les structures paysagères.

La mise en place de réseaux écologiques est considérée comme l'un des moyens de pallier aux effets néfastes de la fragmentation sur la biodiversité. Dans les paysages agricoles, les éléments linéaires non cultivés peuvent constituer de larges réseaux, et jouer un rôle d'habitat-refuge et/ou de corridor de dispersion pour les espèces végétales. L'objectif de cette thèse est de comprendre quel rôle un réseau dense de fossés de drainage peut jouer dans le maintien et la dispersion d'espèces végétales dans un paysage agricole intensif du nord de la France. Nous avons également cherché à savoir dans quelle mesure les caractéristiques du paysage, la connectivité du réseau et les traits d'histoire de vie des espèces végétales impactent la dispersion des propagules au sein du réseau de fossés. Nos résultats montrent que les fossés jouent bien un rôle de corridor écologique pour les espèces végétales. En ciblant plus précisément les espèces hydrochores, nous avons démontré qu'elles dépendaient essentiellement de la composition et de la connectivité du réseau de fossés et des éléments immédiatement adjacents aux berges. Le réseau détermine également la structuration des flux de gènes chez deux espèces végétales de berges de fossés. Enfin, nos résultats montrent que la réponse des espèces à un gradient de connectivité du réseau dépend d'une combinaison de traits de dispersion, et qu'une diminution de cette connectivité entraîne une convergence fonctionnelle de ces traits à l'échelle de la métacommunauté. L'ensemble de ces résultats permet de mieux comprendre le rôle de corridor des fossés pour les espèces végétales, afin de permettre leur intégration au sein des projets de continuités écologiques dans les paysages agricoles
The establishment of ecological networks is considered as one of the solutions to mitigate the negative effects of fragmentation on biodiversity. In agricultural landscapes, non-crop linear elements may form large networks, and constitute refuge habitats and/or dispersal corridors for plant species. The objective of this study is to understand which role may a dense drainage ditch network play for the maintenance and dispersal of plant species in an intensive agricultural landscape located in northern France. In addition, we also investigated the impact of landscape characteristics, network connectivity and plant species life-history traits on propagule dispersal within the ditch network. Our results indicate that ditches are indeed ecological corridors for plant species. By focusing more specifically on hydrochorous species, we demonstrated that they essentially depend on ditch network composition and connectivity and on elements immediately adjacent to the banks. The network also drives patterns of gene flow for two ditch bank plant species. Finally, our results also indicate that species’ response to ditch network connectivity depends on a combination of dispersal traits, and that connectivity reduction leads to functional convergence of those traits at the metacommunity scale. Together, these results provide a better understanding of the corridor role of ditches for plant species, in order to include these features into ecological network planning in agricultural landscapes

L’emprise de la lumière artificielle s’étend de manière importante et rapide à travers le monde entier et est en train de changer le paysage nocturne menaçant ainsi une large part des écosystèmes. L’augmentation des niveaux de lumière la nuit entraîne une perturbation du rythme circadien et par là une modification des comportements des espèces nocturnes mais aussi diurnes et des interactions entre espèces. Malgré l’importance de l’enjeu que représente la pollution lumineuse, le manque de connaissances dans le domaine limite la création de réglementations pour réduire l’impact de l’éclairage nocturne sur la biodiversité. Il est donc urgent d’apporter des éléments concrets pour construire des recommandations et des outils d’évaluation à destination des gestionnaires du territoire.Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est d’étudier l’impact de la pollution lumineuse sur la faune nocturne à deux échelles paysagères afin de préconiser des méthodes d’évaluation et de gestion de l’éclairage artificiel. Nous avons utilisé les chauves-souris comme modèle d’étude car elles sont longévives et nocturnes et donc fortement affectées par la pollution lumineuse. De plus, il a été montré que les tendances de leurs populations tendent à refléter celles d’espèces plus basses dans la chaîne trophique, les rendant ainsi d’autant plus sensibles aux pressions anthropiques. Dans un premier temps, nous avons étudié l’effet de la pollution lumineuse à l’échelle de villes, une échelle paysagère en cohérence à la fois avec les distances de déplacement des individus et avec une réalité de gestion de l’éclairage. Malgré que les espèces anthropophiles vivant toujours dans les grandes villes soient considérée comme bénéficiant de l’éclairage artificiel, ce travail a montré qu’à une échelle regroupant tous les aspects des déplacements quotidiens des individus, l’effet global de la lumière est négatif. De plus, bien qu’une part significative de la pollution lumineuse soit due à l’éclairage public de par sa permanence et son étende, l’étude montre que l’éclairage privé n’est pourtant pas à négliger. Au-delà d’un effet sur le niveau d’activité, la lumière artificielle peut avoir un effet de barrière dans le déplacement des individus et ainsi réduire la connectivité du paysage. Alors que les politiques environnementales sont en faveur du développement de corridors écologiques, la non-inclusion du facteur pollution lumineuse pourrait réduire significativement leur efficacité pour les espèces nocturnes. Un travail de modélisation mettant en lien des données biologiques d’activité avec des aspects paysagers mais aussi lumière a permis de construire des corridors adaptés pour les espèces nocturnes. Cela a aussi mené à des outils d’évaluation de scénarios d’éclairage qui peuvent être utilisés en amont d’aménagements afin de prédire l’impact d’un changement et de les adapter aux enjeux de biodiversité. A une échelle plus fine, il est nécessaire de comprendre quelles caractéristiques des points lumineux sont les plus pertinents à maîtriser afin de formuler des recommandations pour limiter l’impact sur la biodiversité. Nous avons mené une étude de terrain dans un espace protégé où les enjeux sur les chauves-souris sont d’autant plus importants que les espèces les plus sensibles à la lumière y sont protégées, ainsi que leurs habitats, à l’échelle européenne. En travaillant à l’interface entre urbanisation et habitats semi-naturels, nous avons pu montrer que c’est la quantité de lumière émise qui ont l’effet le plus notable. C’est donc ce paramètre sur lequel il faut travailler en priorité pour limiter l’impact de la lumière sur des zones pouvant servir de corridor ou de zone refuge aux espèces sensibles
The spatial extent of artificial light is increasing rapidly and significantly on Earth surface hence changing the nocturnal lightscape and threatening an important part of ecosystems. The rise in nighttime light levels induces a perturbation of the circadian rhythm and thus a modification of nocturnal, but also some diurnal, species behavior and interactions between species. Despite the spread of light pollution being of major concern, the knowledge gaps in this field limit the creation of regulations to reduce the impact of nighttime lighting on biodiversity. Therefore it is urgent to produce clear and practical information to build tools and define recommendations for land managers. In this context, the aim of the PhD thesis is to study the impact of light pollution on nocturnal fauna through two spatial scales in order to propose methods to evaluate and manage artificial light. We used bats as a model species as they are long-lived and nocturnal and thus highly impacted by light pollution. In addition, it has been shown that their population trends tend to reflect those of species lower in the trophic chain which makes them even more sensitive to anthropic pressures. First, we studied the effect of light pollution within cities. This spatial scale is both coherent with bats distance of movement and with the reality of public lighting management. Although some urban-adapted species living within large cities are considered to benefit from artificial light, this work showed that, at a scale including all aspects of bats daily travels, light has a negative effect on bats activity level. Also, even if a large part of light pollution is due to public lighting, the results show that private lighting should not be neglected. Beyond the impact on bat activity, artificial light can have a barrier effect when individuals are transiting and thus reduce the landscape connectivity. Whereas environmental policies are promoting the development of ecological corridors, not considering light pollution could significantly reduce their efficiency for nocturnal species. Modelling the link between biological data and landscape variables including light level allowed us to build adapted corridors for nocturnal species. This lead to the development of a tool to evaluate lighting scenarios that could be used prior to the implementation of a lighting plan in order to predict the impact it would have and hence adapt it to the local biodiversity issues. At a finer scale, it is necessary to understand which light characteristics are the most relevant levers of actions to formulate recommendations to limit light pollution impact on biodiversity. We carried a field work experiment in a protected area where conservation issues on bat species are even higher as the species most sensitive to light are protected there, together with their habitat, at the EU level. We worked at the interface between urban and semi-natural areas and showed that the illuminance was the most important light characteristic. Hence it is on this parameters that regulations should be applied in priority to limit the impact of light on areas that could potentially be used as corridors or dark refuges for sensitive species

À l’échelle d’un territoire, la mise en place de la Trame Verte et Bleue ne peut se faire sans connaissances des espèces présentes, de la qualité écologique des habitats les accueillant et des connexions existantes entre les habitats. Les mares sont souvent décrites comme des points relais (i. E. Stepping stone) favorisant les échanges d’individus entre populations. L’objectif de ce travail est d’étudier le rôle des mares dans le maintien des connectivités en faveur des odonates ainsi que dans le maintien des communautés d’odonates à l’échelle du paysage. Plus particulièrement, cette étude porte sur les relations entre les espèces d’odonates et les caractéristiques environnementales des mares. La connectivité, quant à elle, est abordée en étudiant la dispersion d’une espèce de demoiselles (i. E. Ischnura elegans) de manière directe (i. E. Capture-Marquage-Recapture, suivis individuels, translocations) et indirecte (i. E. Flux de gènes). Le premier chapitre est focalisé sur l’influence des variables biotiques et abiotiques des mares, de leur localisation géographique et de leur contexte paysager environnant sur les communautés d’odonates. Les résultats obtenus montrent que deux mares plus proches géographiquement et écologiquement vont avoir plus d’espèces d’odonates en commun. Aussi, les zygoptères et les anisoptères ne répondent pas de la même manière aux variables environnementales des mares. Le deuxième chapitre de résultats s’attarde sur l’importance de la variabilité des mares dans le maintien du pool régional d’espèces. Le contexte dans lequel se situe la mare est important à considérer. Les mares agricoles favorisent le pool d’espèces d’odonates dans sa globalité. Les mares urbaines favorisent préférentiellement le pool de zygoptères et les mares forestières, le pool d’anisoptères. Ces différences sont à mettre en relation avec les traits des espèces (i. E. Mode de ponte, envergure, nombre de générations par an). Le troisième chapitre s’est concentré sur l’étude des déplacements locaux d’Ischnura elegans en relation avec les caractéristiques locales des mares et leur contexte paysager. Les différentes approches effectuées (i. E. Capture-Marquage-Recapture, suivis individuels, translocations) ont mis en évidence un effet du contexte paysager avec des déplacements sur de plus longues distances en milieu agricole qu’en milieu urbain. En cas d’assèchement de la mare, les individus passent sur la mare voisine en contexte agricole. Pour finir, la survie n’est pas dépendante des caractéristiques de la mare. Le dernier chapitre de résultats met l’accent sur l’étude des flux de gènes d’Ischura elegans à l’échelle de la Seine-Maritime. Une structuration génétique est mise en évidence ainsi qu’un isolement par la distance jusqu’à une distance de 9. 5 km. Ischunra elegans est donc une espèce mobile à l’échelle du paysage via les mares présentes. Les résultats obtenus lors de ce travail confirment l’importance des mares dans le maintien des communautés d’odonates et leurs rôles de point relais pour la dispersion des individus. La mare est un habitat essentiel à considérer dans la mise en place de la Trame Verte et Bleue
At a regional scale, the establishment of the « Trame Verte et Bleue » cannot be achieved without knowledge of species presence, of the ecological quality of habitats hosting these species and existing connections between these habitats. Ponds are often described as stepping stones promoting the exchange of individuals between populations. The objective of this study was to determine the role of ponds in maintaining favourable connectivity for Odonata and in maintenance of Odonata communities at a landscape scale. Specifically, this study focuses on the relationships between species of Odonata and environmental characteristics of ponds. Connectivity, for its part, is approached by studying dispersal of a damselfly species (i. E. Ischnura elegans) directly (i. E. Capture-Mark-Recapture, individual tracking, translocation) and indirectly (i. E. Gene flow). The first chapter focuses on the influence of biotic and abiotic variables of ponds, their geographic location and surrounding landscape context on Odonata communities. Results show that two geographically and ecologically closer ponds will have more Odonata species in common. Also, Zygoptera and Anisoptera do not respond in the same way to environmental characteristics of ponds. The second chapter focuses on the importance of ponds variability in the maintenance of regional species pool. The context of the pond is important to consider. Field ponds promote the pool of Odonata species in its entirety. Urban ponds preferentially promote the pool of Zygoptera species and forest ponds promote the pool of Anisoptera species. These differences are to be linked to species traits (i. E. Laying mode, wingspan, number of generations per year). The third chapter focuses on the study of Ischnura elegans local movements in relation to ponds local characteristics and landscape context. The different approaches taken (i. E. Capture-Mark-Recapture, individual tracking, translocation) have shown an effect of landscape context on movements over longer distances in field contexts compared to urban contexts. In case of a pond drying up, individuals go to the nearest pond in field contexts. Finally, survival is not dependent on pond characteristics The last chapter focuses on the study of gene flow of Ischnura elegans across Seine-Maritime. A genetic structure is highlighted and an isolation by distance up to a distance of 9. 5 km. Ischnura elegans is consequently a mobile species at a landscape scale through available ponds. Results obtained in this study confirm ponds importance in maintaining Odonata communities and their roles of stepping stones for the dispersal of individuals. The pond is an essential habitat to consider in the establishment of the « Trame Verte et Bleue »

L'urbanisation croissante de ces dernières décennies nécessite une connaissance approfondie de la dynamique de la biodiversité en milieu urbain afin d’aider à la mise en place de politiques de développement urbain favorisant le maintien de cette biodiversité. Ce travail de doctorat a évalué l'homogénéisation taxonomique et la composition fonctionnelle des communautés de flore spontanée le long d’un gradient d’urbanisation en prenant comme unité d’étude le jardin privatif, ainsi que la structure génétique d’une espèce de plante, Parietaria judaica.L'homogénéisation taxonomique varie le long du gradient d’urbanisation. Les jardins privatifs des centres villes étudiés seraient moins riches, mais favoriseraient la diversité taxonomique au regard de la composition spécifique des communautés de par leurs expositions, aménagements et pratiques. L'étude des traits des communautés met en évidence des variations de la composition fonctionnelle le long du gradient d’urbanisation. Les zones de forte densité de bâti filtrent des traits, notamment liés à la dispersion et à la persistance des espèces. L'endozoochorie pourrait permettre le franchissement des bâtis qui entourent les jardins.Enfin, l’absence de structure génétique de Parietaria judaica à l’échelle locale des villes suggère des échanges génétiques quelle que soit la densité de bâti, tandis qu’une structure génétique marquée est observée à l’échelle régionale, entre les trois sites.Le jardin privatif qui à l’instar des autres habitats du milieu urbain, présentent des communautés végétales qui peuvent participer aux dynamiques de la végétation urbaine
Increasing urbanization in recent decades requires a thorough understanding of the dynamics of urban biodiversity to aid in the establishing of urban development policies to promote the biodiversity. This doctoral work evaluated the taxonomic homogenization and functional composition of spontaneous flora communities along a gradient of urbanization taking as the unit of study the private garden, and the genetic structure of a plant species, Parietaria judaica.Taxonomic homogenization varies along the urbanization gradient. The private gardens of the centers studied cities are less rich but would enhance taxonomic diversity in terms of species composition of communities through their exposure, planning and practices.The study of traits communities highlights changes in the functional composition along the urbanization gradient. High built-up density areas filter traits, in particular linked to the dispersion and persistence of species. The endozoochorie could allow the crossing of built around the gardens.Finally, the lack of genetic structure of Parietaria judaica at local scale suggests genetic exchange regardless of the built-up density, while a significant genetic structure was observed at the regional level between the three sites.The private gardens, which like the other green patchs in urban areas, have plant communities that can participate in the dynamics of urban vegetation

La dispersion est le mouvement des individus ayant des conséquences potentielles sur les flux de gènes. Des variations inter et intra individuelles de ce comportement résultent les patrons de distribution des métapopulations et communautés dans les paysages. Les pressions de sélection dues aux changements de paysages causés par les activités humaines entrainent l’apparition de stratégies de dispersion spécifiques, avec un contraste grandissant entre stratégies adaptées à la recherche de ressources au sein des habitats, et celles adaptées à la recherche d’habitats au sein des paysages. L’analyse quantitative du comportement de dispersion de Maniola jurtina nous a permis de mettre en évidence une stratégie adaptée à la dispersion sur de longues distances, les « mouvements droits », différente de la stratégie en « boucles de recherches » connue jusque là, adaptée à l’exploration sur de courtes distances. Par ailleurs, chez les ectothermes l’activité est fortement dépendante des conditions météorologiques. Nous avons montré que cet effet s’applique à la dispersion, que les stratégies de dispersion de M. Jurtina sont différemment affectées, et que cela modifie la connectivité fonctionnelle à l’échelle du paysage. Enfin, nous avons étudié le comportement de dispersion de M. Jurtina le long d’un gradient d’intensification agricole, et montré comment la dispersion est affectée par la destruction des habitats et la stochasticité environnementale. Finalement, nous avons estimé le rôle de corridor écologique d’une mesure agri-environnementale Européenne, les bandes enherbées, grâce à une combinaison de simulations de mouvements, et de suivis individuels au sein des bandes enherbées
Dispersal is the movement of individuals with potential consequences on gene flow. The distribution patterns of metapopulations and communities in the landscapes result from the inter and intra-individual variations of dispersal. The selection pressures due to human-driven landscape changes cause the apparition of specific movement strategies, with a growing contrast between strategies adapted to resource searching inside patches, and patch searching inside landscapes. The quantitative analysis of M. Jurtina dispersal behaviour allowed us to highlight a strategy adapted to long distance dispersal, the “direct moves”, which is different from the “foray loops” strategy that was known for this species, and is adapted to local short-distance exploration. Besides, in ectotherms activity is strongly dependant on meteorological conditions. We showed that this effect applies to dispersal too, that the dispersal strategies of M. Jurtina are differently affected, and that it changes the functional connectivity at the landscape scale. Moreover, we examined the dispersal behaviour of M. Jurtina along a gradient of agricultural intensification, and showed how dispersal is affected by habitat loss and environmental stochasticity. Finally, we estimated the potential corridor role of an agri-environment scheme set up in European landscapes: the grassy field margins. We used a combination of individual-based simulations of movement, and field surveys of movement inside grassy field margins and habitat patches to estimate this corridor function

Au regard de la variété d’enjeux (économiques, sociétaux et environnementaux) que recouvrent les espaces de nature soumis au développement humain, il apparait urgent de comprendre les déterminants de leur fonctionnement. En effet, même si elles ne constituent pas des lieux prioritaires de conservation pour les espèces rares et menacées, les zones urbanisées sont loin d’être dépourvues de biodiversité. Cependant, cette biodiversité et les processus écologiques en œuvre demeurent mal connus. Il s’agit ici d’utiliser les communautés de Rhopalocères (papillons de jour) comme grille de lecture des paysages urbains et périurbains. A partir de l’étude des communautés de papillons (et accessoirement d’oiseaux) en région PACA, l’objectif principal de ce travail est ainsi de mettre en évidence les patrons d’organisation de ces communautés afin comprendre les facteurs conditionnant les assemblages d’espèces en milieu urbain et périurbain. Situé en région méditerranéenne qui constitue un espace original d’un point de vue biogéographique, ce travail a porté sur des terrains d’étude permettant d’aborder deux expressions différentes du processus d’urbanisation touchant le territoire provençal : (i) le village de Lauris (84), caractéristique d’un arrière-pays méditerranéen « en voie de métropolisation » ; et (ii) l’agglomération marseillaise (13), 2ème ville la plus peuplée de France. A partir de l’analyse des assemblages d’espèces de quatre habitats (friches, jardins privés, vignes, forêts), les travaux menés sur la commune de Lauris se sont intéressés à la réponse des communautés de Rhopalocères face aux changements de la disponibilité en habitats dans une mosaïque paysagère en mutation. Les résultats ont ainsi révélé des variations en termes de structure et de composition fonctionnelle, soulignant tant l’influence du contexte paysager que du type d’habitat sur l’organisation de ces communautés. Cette étude a également soulevé l’intérêt du compartiment jardin en tant que réservoir de biodiversité. Les travaux ont ensuite été orientés sur la question de la biodiversité hébergée par les espaces artificialisés en ville. Pour cela 24 parcs publics de la ville de Marseille ont été étudiés. Il a été possible de démontrer comment les traits fonctionnels des espèces (papillons et oiseaux) permettaient de prédire leur répartition le long d’un gradient d’urbanisation. Les différents travaux menés sur l’agglomération marseillaise ont également révélé l’importance de l’échelle paysagère et des dynamiques spatiales régionales (dispersion et colonisation) sur l’organisation des assemblages d’espèces. Les communautés de Rhopalocères apparaissent fortement conditionnées par le degré d’isolement des parcs vis-à-vis des massifs semi-naturels, soulevant l’idée d’une alimentation des assemblages intra-urbains par un pool d’espèces régional situé en périphérie. Cette hypothèse est d’ailleurs appuyée par la distribution imbriquée des espèces (nested subsets) entre les parcs, où les sites les plus pauvres en termes de composition spécifique constituent des sous-échantillons des sites les plus riches, sans que cela ne soit relié à l’existence d’une relation aire-espèce significative. Enfin, l’étude de l’aménagement des parcs et de leur gestion a permis de souligner l’effet d’interactions plus locales sur l’organisation des communautés. Cependant, le contexte paysager semble fortement conditionner la composante végétale autour, mais aussi dans les parcs, notamment par le biais de sa gestion par les services municipaux
Given the wide range of issues (economic, social and environmental) that are concerned by natural environments under the impact of human development, it is a matter of urgency to understand the factors that determine their functioning. Even if they do not constitute priority areas for the conservation for rare and endangered species, urban areas are by no means devoid of biodiversity. This biodiversity and the ecological processes involved remain poorly known.The approach here is to use the communities of Rhopaloceres (butterflies) as a framework for reading the urban and outlying suburban landscapes. On the basis of a study of butterfly communities (and secondarily those of birds) in the PACA (Provence Alpes Côte d’Azur) region, the main aim of this study is to provide evidence of the patterns of organisation of these communities in order to understand the factors that control the assemblages of species in the urban and outlying suburban environment.Focused on the Mediterranean area, which constitutes an original site from the biogerographical point of view, this investigation has focused on two study sites in order to offer two different expressions of the process of urban development affecting the territory of Provence: (i) the village of Lauris (84), characteristic of a Mediterranean hinterland ‘in the process of metropolisation’; and (ii) the Marseille conurbation (13), the 2nd most populous city in France.On the basis of an analysis of the assemblages of species of four habitats (fallow land, private gardens, vineyards, forests), the investigations carried out in Lauris are focused on the response of the communities of Rhopaloceres in the face of rapid changes in land use. The results provide evidence of variations in terms of structure and functional composition, underlining the influence both of the landscape context and of the type of habitat on the organisation of these communities. This study also highlights the interest of the garden compartment as a reservoir of biodiversity.Then, the investigation has focused on the question of the biodiversity accommodated in the man-made areas of the city. To this end, 24 public parks in the city of Marseille have been studied. It has been possible to show how the functional traits of species (butterflies and birds) can be used to predict their distribution along a gradient of urban development. The various studies carried out on Marseille have also shown the importance of the landscape scale and of the regional spatial dynamic (dispersal and colonisation) with regard to the organisation of assemblages of species. The communities of Rhopaloceres appear to be strongly conditioned by the degree of isolation of parks with regard to the semi-natural massifs, raising the idea of the strengthening of the intra-urban assemblages by a regional pool of species situated around the outskirts. This hypothesis is further supported by the overlapping pattern of distribution of the species (nested subsets) between the parks, where the poorest sites in terms of species composition constitute sub-samples of the richest sites, without this being linked to the existence of a significant species-area relationship. Finally, the study of the development of parks and their management has enabled us to highlight the impact of more local interactions on the organisation of the communities. Nevertheless, the landscape context would appear to strongly condition the plant component in the surroundings, but also in the parks, in particular via the management practices of the municipal departments

En milieu urbain, la concurrence entre les enjeux de préservation de la biodiversité et de la densification du territoire est particulièrement développée. Dans une optique d’aide à la décision, une meilleure connaissance des zones les plus conflictuelles est requise. Face au constat d’insuffisance et d’inadéquation des données et des méthodes nécessaires à la cartographie des Trames vertes urbaines, notre travail s’intègre en premier lieu dans une démarche technique. Celle-ci est centrée sur la mise en place d’une méthode de traitement d’images satellitaires Très Haute Résolution Spatiale Pléiades (THRS) pour l’extraction de la végétation arborée et herbacée à l’échelle fine d’une emprise urbaine. D’abord appliquée à des données fictives, cette méthode est ensuite déployée sur quatre territoires (Toulouse, Muret, Pierrefite-Nestalas et Strasbourg). Bien que fondée sur une approche pixel, la simplicité de la méthode, qui s’appuie sur des outils libres, et les résultats obtenus (indice Kappa supérieur à 85 %) garantissent sa reproductibilité sur de vastes territoires plus ou moins urbanisés. Cette donnée de végétation est ensuite exploitée pour modéliser les connectivités écologiques potentielles du paysage urbain et périurbain toulousain. L’approche mobilise la théorie des graphes et permet d’évaluer l’impact d’un aménagement urbain sur la biodiversité. Le cas du Boulevard Urbain Nord de Toulouse est étudié. La cartographie proposée des réservoirs de biodiversité, hiérarchisés à l’aide de métriques de connectivité, est avant tout indicative. Elle est finalement confrontée à des documents d’urbanisme (Plans Locaux d’Urbanisme) afin d’obtenir une meilleure visibilité des territoires à enjeux environnementaux et urbanistiques. En fonction des enjeux fixés par les acteurs du territoire et à travers le filtre applicatif, cette thèse propose un outil robuste d’analyse et d’aide à la décision pour la gestion et la planification du territoire
In urban areas, competition between land development and ecological conservation is intense. To assist decision making, a better knowledge of those areas of interest is required. Regarding inadequacy data and methods needed for ecological network mapping in urban areas, the aim of our study is to develop a method for semi-automatic vegetation extraction with Very High Spatial Resolution Pleiades imagery (VHSR). Initially applied to training samples, the process is then be deployed to four French study areas (Toulouse, Muret, Pierrefite-Nestalas and Strasbourg). The reproducibility of this method over large urbanized areas is ensured by its simplicity and the results of a pixel-based classification (kappa coefficient higher than 85 %). This extraction workflow uses free or open-source software. This vegetation data is then used in order to model potential ecological connectivity in Toulouse’s urban and peri-urban areas. Impacts on biodiversity due to urban planning are assessed using graph theory. The “Boulevard Urbain Nord de Toulouse” project, a road infrastructure, is studied. Graph metrics have been calculated to assess the level of connectivity at habitat patches and landscape scales. We classified the importance of the patches which is cross-tabulated with planning documents (PLU, a local town planning) in order to locate conflict urban areas: between biodiversity preservation and urbanization. Depending on the issues set out by local actors and through the application filter, this thesis proposes a robust analytical tool and decision-making aid for landscape management and land planning

La perte actuelle de biodiversité demande d’augmenter la superficie des territoires protégés, dans le but de réduire la perte d’habitat, leur fragmentation, et d’atténuer les impacts des changements climatiques. Cependant, un défi majeur demeure: quelles parties d'un paysage faut-il protéger ? Le potentiel de connectivité du paysage a été un des facteurs les plus utilisés dans les dernières années. Les méthodes actuelles d’estimation de connectivité présentent toutefois des lacunes non seulement quant au nombre d'espèces simulées, mais surtout quant à leur diversité taxonomique et fonctionnelle. Ici, j’améliore l'étude de la connectivité du paysage de trois manières: j’évalue le potentiel de connectivité du paysage en m’appuyant sur un modèle d’ensemble de 93 espèces, comprenant des espèces terrestres, aviaires et semi aquatiques; j’intègre les écosystèmes aquatiques et terrestres; enfin, j'utilise un modèle plus réaliste de déplacements d’espèces fauniques. Afin de développer la méthode, j’ai utilisé des données spatiales d’un territoire de la région des Laurentides au Québec qui présente un fort gradient anthropique, du sud (fortement urbanisé et agricole) au Nord (très peu urbanisé et largement forestier). J'ai analysé la connectivité du paysage pour les espèces fauniques en utilisant Omniscape. Ce programme permet des simulations omnidirectionnelles, lesquelles représentent mieux les mouvements des animaux; jusqu’à présent la majorité des évaluations de connectivité sont unidirectionnelles (déplacement du point A au point B). J’ai ensuite regroupé les résultats de simulations de dispersion par des analyses de regroupement (Fuzzy C-mean et Ward), obtenant trois groupes. Les résultats ont confirmé que la région délimitée par le Bouclier canadien contribue grandement aux déplacements des espèces terrestres et aquatiques alors que la région située dans les basses terres du Saint-Laurent y contribue très peu. Mes résultats soulignent également que les milieux aquatiques semblent jouer un rôle important pour la connectivité globale de la région des Laurentides, puisque plusieurs espèces (dont des espèces considérées « terrestres ») les utiliseraient pour se déplacer. Je soutiens donc qu'il est essentiel de mieux intégrer les habitats aquatiques et terrestres dans une compréhension holistique de la connectivité du paysage.
The present biodiversity loss required to increase the area of protected areas in order to reduce habitat loss, fragmentation, and mitigate the impacts of climate change. However, a major challenge remain: which parts of a landscape should be protected? The landscape connectivity potential has been one of the main factors used in recent years. However, current methods of estimating connectivity have shortcomings, not only in terms of the number of species simulated, but especially in terms of their taxonomic and functional diversity. Here, I improve the study of landscape connectivity in three ways: I assess the connectivity potential of the landscape based on a pool of 93 species, including terrestrial, avian and semi-aquatic species; I integrate aquatic and terrestrial ecosystems; and finally, I use a more realistic model of movements of wildlife species. In order to develop the method, I used spatial data from a territory in the Laurentides region of Quebec, which has a strong anthropogenic gradient from the South (highly urbanized and agricultural) to the North (very little urbanized and largely forested). I analyzed landscape connectivity for wildlife species using the program Omniscape. It allows omnidirectional simulations, which better represent the movements of animals; so far, the majority of connectivity assessments were unidirectional (from point A to point B). I then pooled the results of dispersion simulations by clustering analyzes (Fuzzy C-mean and Ward), which resulted in three groups. The results confirmed that the region delimited by the Canadian Shield contributes greatly to the movement of terrestrial and aquatic species, while the region located in the St. Lawrence Lowlands do not contribute that much. My results also underline that aquatic environments seem to play an important role in the overall connectivity of the Laurentian region, since several species (including species considered “terrestrial”) use them to move around. I therefore argue that it is essential to better integrate aquatic and terrestrial habitats into a holistic understanding of landscape connectivity.

Les activités humaines ont profondément transformé les paysages aquatiques des grands fleuves en modifiant l’hétérogénéité et la connectivité de leurs habitats. Ces transformations ont mené à la disparition et au déclin de plusieurs espèces de poissons jadis abondantes. Malgré les actions entreprises afin d’atténuer l’érosion de la diversité ichtyologique, certaines populations de poissons sont encore en situation précaire. Ce constat témoigne de la nécessité de mieux comprendre en quoi les caractéristiques et modifications du paysage aquatique influencent l’organisation spatiale des commmunautés de poissons afin ultimement de définir des unités de gestion écologique. La présente thèse vise à mieux comprendre le rôle des caractéristiques hydromorphologiques et des modifications anthropiques sur l’hétérogénéité et la connectivité du paysage aquatique à différentes échelles spatiales et organisationnelles dans le fleuve Saint-Laurent (Québec, Canada). Partant d’une perspective à l’échelle de la portion fluviale portant sur la diversité des communautés de poissons, cette thèse se consacre ensuite, à une échelle spatio-temporelle plus fine, à l’accès aux habitats vitaux d’une espèce structurante pour la communauté. En effet, la connectivité entre les habitats assurant la survie des jeunes stades de vie du grand brochet (Esox lucius) vise à mieux comprendre le rôle des caractéristiques hydromorphologiques et des modifications anthropiques sur le déclin de cette espèce emblématique. Sur l’ensemble de la portion fluviale du Saint-Laurent (~350 km), un échantillonnage gouvernemental standardisé des communautés de poissons (1995-2013) a été analysé grâce à la combinaison d’analyses univariées sur les indices de diversité et d’analyses multivariées sur la structure d’abondance des espèces. Les analyses révèlent des résultats contrastés selon les indices utilisés et soulignent l’importance de considérer plusieurs facettes de la diversité. En effet, seul l’indice de diversité taxonomique révèle une augmentation graduelle de la diversité vers l’aval mettant en lumière l’importance des communautés de l’estuaire fluvial. De plus, le long de ce continuum, les analyses multivariées mettent l’accent sur l’hétérogénéité des communautés à plusieurs échelles spatiales : au sein d’unités hydro-morphologiques distinctes (par ex. corridor vs. lac fluvial vs. archipel), et entre les rives opposées de mêmes secteurs séparées par un profond chenal de navigation. Ces entités géographiques qui reflètent une réalité écologique pourraient être utilisées par les gestionnaires de la ressource du Saint-Laurent. De la portion étroite entre Montréal et Sorel au vaste lac Saint-Pierre (~150 km), la modélisation des habitats de nourriceries du grand brochet pour la période 1965-2013 a été couplée à un modèle de fraie existant. Les mesures de connectivité entre les frayères et les nourriceries révèlent que certaines frayères ayant un fort potentiel pour les géniteurs peuvent devenir, dans certaines conditions hydrologiques, de réelles trappes écologiques pour les oeufs et les larves. Alors qu’une rapide diminution du niveau de l’eau peut assécher la majorité des frayères dans le lac Saint-Pierre, l’augmentation de la vitesse du courant (>10 cm.s-1) dans le corridor Montréal-Sorel peut disperser les larves en dehors des bons habitats. De plus, la régularisation du fleuve Saint-Laurent et l’expansion de l’agriculture jusque dans sa plaine d’inondation ont profondément altéré les habitats et leur connectivité, de sorte que les événements hydrologiques hauts et stables, qui auraient été naturellement favorables pour le grand brochet, ont perdu leur potentiel productif. En effet, les hauts niveaux d’eau sont plus fréquemment suivis d’une rapide diminution limitant le succès de reproduction, alors que les habitats anciennement accessibles dans le haut de la plaine d’inondation sont devenus inopérants pour les poissons à cause des pratiques agricoles. Cette étude souligne aussi que la connectivité des habitats dans le lac Saint-Pierre est favorisée par des conditions hydrologiques stables lorsqu’il y a chevauchement entre les frayères et les nourriceries, ainsi que par la dispersion des larves dans de faibles courants (<10 cm.s-1) leur permettant de rejoindre des habitats plus distants. Les résultats de la présente thèse apportent un nouvel éclairage sur les caractéristiques et modifications du paysage aquatique qui gouvernent l’organisation spatiale des communautés de poissons du fleuve Saint-Laurent ainsi que la complétion des premiers stades de vie d’une espèce structurante pour la communauté. Ils visent à contribuer à la gestion de la ressource ichtyologique en identifiant des unités de gestion écologique à différentes échelles spatiales (par ex. les rives, les habitats interconnectés), en priorisant des sites à conserver (par ex. l’estuaire fluvial, les frayères effectives récurrentes) ou en évaluant l’efficacité d’aménagements existants (par ex. les marais aménagés). L’identification de pressions anthropiques ayant un rôle majeur sur ces processus critiques ouvre la porte à des mesures de restauration telles que la conversion de cultures agricoles et un retour vers une variation plus naturelle des niveaux d’eau. Bien qu’appliquées au fleuve Saint-Laurent et au grand brochet, les notions et les méthodes développées dans la présente thèse sont théoriquement exportables à d’autres espèces ainsi qu’à d’autres grands fleuves, à condition de calibrer et valider les modèles à leurs nouveaux contextes. Human activities have deeply transformed the large river landscape by altering the habitats heterogeneity and connectivity. These transformations led to the decline, and the local extinction, of several fish species once abundant. Despite actions aimed at mitigating fish diversity loss, some populations are still declining. In this context, it appears essential to better understand how landscape characteristics and alterations influence spatial organization of fish communities. Such key information can ultimately allow defining sound ecological management units. The present thesis aims at understanding the role of hydro-morphological characteristics and anthropogenic modifications on landscape heterogeneity and connectivity at different spatial scales and organizational levels in the St. Lawrence River (Quebec, Canada). The thesis starts with a large scale perspective by studying the spatial organization of fish communities within the fluvial St. Lawrence, then the focus turns on a smaller spatio-temporal scale by studying how connectivity can alter the access to vital habitats for a structuring species of the fish community. Indeed, connectivity between habitats that allows northern pike (Esox lucius) larvae survival is modelized to better understand the role of hydro-morphological characteristics and anthropogenic modifications on population decline of this emblematic apex predator. Firstly, at the St. Lawrence River scale (~ 350 km), a standardized governmental fish community sampling (1995-2013) was analysed using a combination of univariate analysis on diversity indices and multivariate analysis on the structure of fish abundance. Diversity indices revealed contrasting patterns that stresses the importance of considering several facets of diversity. Indeed, only the taxonomic disctincness index revealed a gradual downstream increase along the St. Lawrence River, which highlighted the high fish diversity of the fluvial estuary. In addition, along this continuum, multivariate analysis revealed how heterogeneity of fish communities is structured at different spatial scales: differences were found between distinct hydro-morphologic units (e.g. corridor vs. fluvial lake vs. archipelago), and between opposite shores of same sectors (separated by the deep navigational channel). Since the geographical units defined by the fish community architecture reflect the ecological reality along the St.Lawrence, the latter could be used by St. Lawrence managers. Secondly, from the narrow Montréal-Sorel corridor to the vast Lake Saint-Pierre (~ 150 km), we modelled the northern pike nursery habitats for the period 1965-2013 and coupled theses to an existing spawning habitats model. The connectivity between spawning and nursery habitats revealed that some spawning areas with high potential for spawners may become, during certain hydrological conditions, mortality traps for eggs or larvae. While a rapid decrease of water discharges may dewater most of the spawning habitats in Lake Saint-Pierre, an increase of current speeds (> 10 cm.s-1) in Montréal-Sorel corridor can flush larvae outside suitable habitats. Moreover, the St. Lawrence River regularisation and the expansion of agriculture into its floodplain have profoundly altered the habitats and their connectivity. While stable-high water discharges were theoretically favourable for northern pike recruitment, such conditions are no longer favourable as the landscape is now negatively impacted by anthropogenic alterations. Indeed, high water discharges are more frequently followed by a rapid decrease limiting spawning success, and habitats on the upper part of the floodplain have been altered by agricultural practices. In addition, our results found that habitat connectivity in Lake Saint-Pierre is favoured by stable hydrological conditions when spawning and nursery habitats overlapped, as well as by the larvae dispersal in low current speeds (< 10 cm.s-1) allowing them to reach more distant habitats. The present thesis shed new lights on landscape characteristics and modifications that govern spatial organization of fish communities in the St. Lawrence River and the dynamic related to early-life habitats exploitation and recruitment for an emblematic species. Our results contribute to fish management by identifying ecological management units at different spatial scales (e.g. shorelines, connected habitats), allowing priorization of sites to be preserved (e.g. fluvial estuary, recurrent effective spawning habitats) or by assessing the effectiveness of existing managements actions/tools (e. g. managed wetlands). By identifying which anthropogenic pressures led to major impacts on these critical processes, it opens the door to more efficient restoration actions such as the conversion of agricultural crops in natural habitats and the return to more natural variations of water discharges. Although the present thesis focus on the St. Lawrence River and the northern pike, the notions and methods developed herein are theorically exportable to other large rivers as well as to other species, under the condition to calibrate and validate the models used within their new context.

La variabilité génétique actuelle est influencée par une combinaison complexe de variables historiques et contemporaines. Dès lors, une interprétation juste de l’impact des processus actuels nécessite une compréhension profonde des processus historiques ayant influencé la variabilité génétique. En se basant sur la prémisse que des populations proches devraient partager une histoire commune récente, nombreuses études, effectuées à petite échelle spatiale, ne prennent pas en considération l’effet potentiel des processus historiques. Cette thèse avait pour but de vérifier la validité de cette prémisse en estimant l’effet de la dispersion historique à grande et à petite échelle spatiale. Le premier volet de cette thèse avait pour but d’évaluer l’impact de la dispersion historique sur la répartition des organismes à grande échelle spatiale. Pour ce faire, les moules d’eau douce du genre flotteurs (Pyganodon spp.) ont servies de modèle biologique. Les moules d'eau douce se dispersent principalement au stade larvaire en tant que parasites des poissons. Une série de modèles nuls ont été développés pour évaluer la co-occurrence entre des parasites et leurs hôtes potenitels. Les associations distinctes du flotteur de Terre-Neuve (P. fragilis) avec des espèces de poissons euryhalins permettent d’expliquer sa répartition. Ces associations distinctes ont également pu favoriser la différenciation entre le flotteur de Terre-Neuve et son taxon soeur : le flotteur de l’Est (P. cataracta). Cette étude a démontré les effets des associations biologiques historiques sur les répartitions à grande échelle spatiale. Le second volet de cette thèse avait pour but d’évaluer l’impact de la dispersion historique sur la variabilité génétique, à petite échelle spatiale. Cette fois, différentes populations de crapet de roche (Ambloplites rupestris) et de crapet soleil (Lepomis gibbosus), dans des drainages adjacents ont servies de modèle biologique. Les différences frappantes observées entre les deux espèces suggèrent des patrons de colonisation opposés. La faible diversité génétique observée en amont des drainages et la forte différenciation observée entre les drainages pour les populations de crapet de roche suggèrent que cette espèce aurait colonisé les drainages à partir d'une source en aval. Au contraire, la faible différenciation et la forte diversité génétique observées en amont des drainages pour les populations de crapet soleil suggèrent une colonisation depuis l’amont, induisant du même coup un faux signal de flux génique entre les drainages. La présente étude a démontré que la dispersion historique peut entraver la capacité d'estimer la connectivité actuelle, à petite échelle spatiale, invalidant ainsi la prémisse testée dans cette thèse. Les impacts des processus historiques sur la variabilité génétique ne sont pas faciles à démontrer. Le troisième volet de cette thèse avait pour but de développer une méthode permettant de les détecter. La méthode proposée est très souple et favorise la comparaison entre la variabilité génétique et plusieurs hypothèses de dispersion. La méthode pourrait donc être utilisée pour comparer des hypothèses de dispersion basées sur le paysage historique et sur le paysage actuel et ainsi permettre l’évaluation des impacts historiques et contemporains sur la variabilité génétique. Les performances de la méthode sont présentées pour plusieurs scénarios de simulations, d’une complexité croissante. Malgré un impact de la différentiation globale, du nombre d’individus ou du nombre de loci échantillonné, la méthode apparaît hautement efficace. Afin d’illustrer le potentiel de la méthode, deux jeux de données empiriques très contrastés, publiés précédemment, ont été ré analysés. Cette thèse a démontré les impacts de la dispersion historique sur la variabilité génétique à différentes échelles spatiales. Les effets historiques potentiels doivent être pris en considération avant d’évaluer les impacts des processus écologiques sur la variabilité génétique. Bref, il faut intégrer l’évolution à l’écologie.
Current genetic variability depends on a complex combination of historical and contemporary factors. Therefore, an unbiased interpretation of the impact of current processes requires a deep understanding of historical processes that shaped genetic variability. Based on the premise that spatially close populations should share a common recent history, many studies conducted at small spatial scale do not take into account the effect of historical processes. This thesis aims to verify the validity of this assumption by estimating the effect of historical dispersion at large and small spatial scales. The aim of the first part of this thesis was to evaluate the impact of the historical dispersion on the distribution of organisms, at large spatial scale. The freshwater mussels of the genus Floater (Pyganodon spp.) were used as biological model. The dispersal of freshwater mussels occurs when larvae parasitize fish. Also, a series of null models has been developed to evaluate the co-occurrence between parasites and their hosts. The distinct associations of the Newfoundland floater (P. fragilis) with euryhaline fish species can explain its distribution. These associations also promoted differentiation with its sister taxon: the Eastern floater (P. cataracta). This study demonstrated the effects of historical biological associations on the current distribution of species at a large spatial scale. The aim of the second part of this thesis was to evaluate the impact of historical dispersal on the genetic variability, at small spatial scale. This time populations of rock bass (Ambloplites rupestris) and sunfish (Lepomis gibbosus) in adjacent drainages were used as biological model. The striking differences observed between the two species suggest opposing colonization patterns. Rock bass have colonized the drainage from a downstream source, resulting in low genetic diversity upstream and a strong differentiation between drainages. However, the sunfish have colonized the system from upstream, resulting in a high genetic diversity and low differentiation upstream, inducing at the same time a false signal of gene flow between drainages. The present study shows that the historical dispersion may hinder the ability to estimate the actual connectivity at small spatial scale, thus invalidating the premise tested in this thesis. The impacts of historical processes on genetic variability are not easy to demonstrate. The aim of the third part of this thesis was to develop a method to facilitate their detection. The proposed method is very flexible and facilitates the comparison between genetic variability and multiple dispersal hypotheses. The method could be used to compare dispersal hypotheses based on the historic or the current landscape and allow the assessment of historical and contemporary processes on genetic variability. The performances of the method are presented in several simulation scenarios, of increasing complexity. Despite an overall impact of differentiation, the number of individuals or the number of loci sampled, the method is highly effective. To illustrate the potential of the method, two contrasted data sets from previously published studies, were re-analyzed. This thesis demonstrates the impacts of historical dispersal on genetic variability at different spatial scales. Potential historical effects must be taken into account before assessing the impacts of ecological processes on genetic variability. In short, we must bridge the gap between ecology and evolution.

La biologie de la conservation est un domaine de recherche en pleine expansion en raison de la perte accélérée de la biodiversité à l’échelle mondiale. Pour mieux comprendre les processus et les menaces au maintien des populations de petite taille et les effets des facteurs anthropiques sur la biodiversité, la génétique est fréquemment utilisée en conservation. Des analyses génétiques peuvent, par exemple, nous informer sur les tendances à long terme, la diversité des populations et les stratégies de reproduction d’une espèce. La tortue des bois (Glyptemys insculpta) est une espèce endémique à l’Amérique du Nord qui est en danger d’extinction selon l’Union internationale pour la conservation de la nature. Dans le cadre de ma thèse, j’avais comme objectif de caractériser la diversité génétique de cette espèce menacée au Canada. À cet effet, j’ai analysé la génétique des populations de tortues des bois à plusieurs échelles spatiales et temporelles, afin de mieux cerner les processus ayant un impact sur la diversité des populations. Dans un premier temps, les relations de parentalité ont été reconstruites au sein d’une population de tortues des bois pour estimer la fréquence de paternité multiple et de paternité répétée. Les résultats de mes travaux suggèrent que l’emmagasinement de sperme chez la femelle et la reproduction multiple avec les mêmes partenaires pour plus d’une saison de reproduction pourraient expliquer ces phénomènes. Ces stratégies de reproduction pourraient dans ce cas être induites par la faible densité de la population à l’étude, ou encore par la fidélité au site d’hibernation où la majorité des évènements de copulation ont lieu. Par la suite, je me suis intéressée à la diversité génétique des populations de tortues de bois. J’ai voulu comprendre les effets de la configuration spatiale des éléments du paysage et les évènements de dispersion géographique sur la diversité des populations. À l’aide d’une approche de génétique du paysage, mes analyses montrent que la division des populations par bassins versants explique une large fraction de la diversité génétique interpopulations. Ces résultats confirment également que les bassins versants représentent des unités de gestion propices à la protection des populations de tortues des bois. Finalement, des analyses de réseaux ont été utilisées pour mieux cerner la dynamique de flux génique entre les populations de la rive nord et de la rive sud du fleuve Saint-Laurent. Plus spécifiquement, la rive nord se caractérise par un réseau robuste de populations isolées, alors que les populations de la rive sud présentent plutôt une structure de métapopulation. En utilisant les réseaux construits à partir de données génétiques, des scénarios hypothétiques furent comparés pour explorer la sélection de populations à l’aide du logiciel BRIDES. Les résultats de ces analyses ont permis de cibler l’importance de certaines populations de tortues des bois pour la connectivité du réseau. L’importance de ces populations n’aurait pu être prédite par les résultats de la diversité et de la différenciation génétique, les indices de centralité et les analyses d’élimination de nœuds. Grâce à la génétique, cette thèse apporte de nouvelles connaissances sur la tortue des bois, les stratégies de reproduction des différents sexes, le flux génique, la connectivité et l’influence du réseau hydrographique sur la diversité des populations. Ces résultats nous permettent d’avoir une meilleure compréhension des processus affectant la diversité génétique de cette espèce afin de mieux la protéger. Toutes les analyses réalisées pour cette thèse sont directement applicables à l’ensemble des autres espèces longévives avec des générations chevauchantes.
Conservation biology is a rapidly expanding field of research due to the accelerating loss of global biodiversity. To better understand the processes and threats to the persistence of small populations and the effects of anthropogenic factors on biodiversity, genetic approaches are frequently used in conservation. Genetic analyzes can, for example, inform us about long-term trends, population diversity and reproductive strategies of a species. The wood turtle (Glyptemys insculpta) is a species endemic to North America that is endangered according to the International Union for the Conservation of Nature. As part of my thesis, my objective was to characterize the genetic diversity of this threatened species in Canada. In order to better understand the impact of reproductive strategy and landscape structure on population diversity, I analyzed the genetics of wood turtle populations at several spatial and temporal scales. First, parentage relationships were reconstructed in a population of wood turtles to estimate the frequency of multiple and repeated paternity. The results of my work suggest that sperm storage in females and multiple reproduction with the same partners for more than one breeding season could explain these phenomena. These reproduction strategies could in this case be induced by the low density of the study population, or by fidelity to the overwintering site where the majority of copulation events take place. Subsequently, I assessed the genetic diversity of wood turtle populations. I wanted to understand the effects of the landscape configuration and geographic dispersion events on the diversity of populations. Using a landscape genetics approach, my analyzes show that the division of populations by watershed explains a large fraction of the genetic diversity between populations. These results also confirm that watersheds represent management units conducive to the protection of wood turtle populations. Finally, network analysis was used to better understand the gene flow dynamics among populations located on the north and south shores of the St. Lawrence River. More specifically, the north shore is characterized by a robust network of isolated populations, whereas the populations on the south shore present more of a metapopulation structure. Using population graphs, hypothetical scenarios were compared to explore the node selection process using the BRIDES algorithm. The results of these analyzes made it possible to point out specific populations of wood turtles, considering their importance for network connectivity. This could have not been predicted by using genetic diversity and distinctiveness estimates, node-based metrics, and node removal analysis for these populations. Thanks to genetics, this thesis brings new knowledge on the wood turtle, the reproductive strategies of both sexes, the gene flow, the connectivity and the influence of the hydrographic network on population diversity. These results allow us to have a better understanding of the processes affecting the genetic diversity of this species in order to better protect it. All analyses performed for this thesis are directly applicable to other long-lived species with overlapping generations.