Contributions à l'étude des patrons spatiaux de biodiversité dans les paysages complexes

Abstract

Les patrons spatiaux issus de processus écologiques naturels et anthropiques constituent une mosaïque complexe dans la nature. Ceci combiné aux conséquences parfois colossales des perturbations anthropiques sur la biodiversité et les services écosystémiques, fait de l'écologie spatiale une science à la fois complexe et urgente dans un contexte de changement global rapide. Dans cette thèse, j’ai essayé de contribuer à notre compréhension de comment la structure spatiale des paysages influence la dynamique des populations, en utilisant des approches innovantes. Dans ce but, j'ai étudié différentes perturbations et différents aspects de la dynamique des populations dans trois chapitres. Les deux premiers chapitres d’analyse portent sur un biome qui fournit de nombreux services écosystémiques. La forêt boréale présente une exploitation en plein développement potentiellement non durable, et est aussi actuellement menacée par des perturbations naturelles sans précédents et exacerbées. J'ai d'abord examiné comment l’habitat naturel et les nombreuses altérations du paysage causées par l'homme influencent une communauté de mammifères de la forêt boréale. Ensuite, je me suis concentré sur une autre perturbation à grande échelle de la forêt boréale en identifiant les éléments du paysage qui limitent la propagation d’un des ravageurs forestiers les plus destructeurs au monde. Enfin, j'ai complété les approches utilisées dans les deux chapitres précédents, en me concentrant sur l'aspect temporel du changement de la dynamique des populations. Je l'ai fait en construisant et en évaluant une méthode capable de détecter des changements de diversité génétique locaux et atypiques, malgré les changements aléatoires omniprésents apportés par la dérive génétique et le flux de gènes. Mes trois chapitres d’analyse ont des implications claires en matière de conservation. Bien que deux d'entre eux soient concentrés sur des systèmes spécifiques, ils peuvent s'appliquer à d'autres paysages, ou du moins fournir une piste pour de futures recherches. Pour conclure ma thèse, j'ai suivi la synthèse de mes chapitres par une discussion sur comment l'interdisciplinarité des disciplines associées à l'écologie spatiale est une force essentielle que nous devrions cultiver. Je termine ma thèse en identifiant certaines des directions de recherche futures les plus excitantes et prometteuses.

Natural and anthropogenic spatial patterns create an intricate mosaic. This fact, combined with the sometimes colossal consequences of anthropogenic disturbances on biodiversity and ecosystem services, makes spatial ecology a science of both complexity and urgency in a context of rapid global change. In this thesis, I have tried to contribute to our understanding of how the spatial structure of landscapes influences population dynamics through innovative approaches. Towards this goal, I have investigated different perturbations and different aspects of population dynamics in three chapters. The first two analysis chapters focus on a biome which is a large provider of ecosystem services and resources, featuring rapidly increasing and possibly unsustainable exploitation, but which is also currently under threat from unprecedented and exacerbated natural disturbances. First, I delved into how a community of boreal forest mammals is driven by its natural habitat and the many man-made alterations to the landscape. Then, I focused on another large-scale perturbation of the boreal forest by identifying what elements of the landscape constrain the spread of one of the most destructive forest pests in the world. Finally, I complemented the approaches used the previous two chapters, by focusing on the temporal aspect of population dynamics change. I did this by constructing and evaluating of a method capable of detecting local atypical change in genetic diversity despite the ever-present random changes brought by genetic drift and gene flow. My three analysis chapters have clear conservation implications which, although two of them focused on specific systems, may translate to other landscapes, or at least provide a pipeline for future research. To conclude my thesis, I followed the synthesis of my chapters by a discussion about how the interdisciplinarity of disciplines associated with spatial ecology is an essential strength we should cultivate. I end my thesis by identifying some of the most exciting and promising future research directions.