Influence des fluctuations climatiques hivernales sur la démographie des eiders à duvet (Somateria mollissima) : variation inter-et intra-populationnelle

Guéry, Loreleï (2017). Influence des fluctuations climatiques hivernales sur la démographie des eiders à duvet (Somateria mollissima) : variation inter-et intra-populationnelle. Thèse. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 267 p.

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Résumé

Comprendre comment les individus et les populations répondent aux variations climatiques est essentiel pour pouvoir expliquer et anticiper les changements des systèmes écologiques. À ce jour, la plupart des études portant sur l´impact des conditions climatiques sur la faune ont mis l´accent sur la réponse d´une seule population. Cependant, une hétérogénéité entre les populations d’une même espèce peut exister, ce qui pourrait nuire à notre compréhension des conséquences du changement climatique. De plus, l´hétérogénéité dans la manière dont les individus d’une même population réagissent aux fluctuations climatiques est généralement peu connue et pourrait aussi fortement influencer les effets du réchauffement global sur les populations. Les eiders à duvet (Somateria mollissima) sont des canards marins connus pour être sensibles aux fluctuations climatiques. Ils se reproduisent principalement sur des petites îles de l´Arctique et des zones marines boréales. Non seulement, ils ont une répartition circumpolaire et vivent donc sous différentes conditions climatiques, mais ils font aussi l’objet d’études à long terme sur plusieurs sites à travers leur aire de répartition. Les buts du présent projet de recherche étaient i) d’étudier et de comparer l’influence des fluctuations climatiques globales et météorologiques locales en hiver sur la démographie des eiders à duvet chez trois populations géographiquement dispersées ainsi que, ii) de tester la présence d’hétérogénéité intra-populationnelle en réponse aux fluctuations climatiques et pour cela, iii) d’adapter et d’utiliser des méthodes statistiques originales et innovantes afin de détecter des différences et de comparer des groupes d’individus entre eux.
Grâce à l’adaptation des outils statistiques les plus récents et à partir de données de différentes origines (suivis satellitaires hivernaux, suivi individuel estival à long terme et données climatiques et météorologiques), nous avons pu mettre en évidence des différences dans la réponse démographique des eiders aux variations temporelles d’un indice climatique global (Oscillation Atlantique Nord hivernale, O.A.N) et d’une variable météorologique locale (Cyclones extra-tropicaux hivernaux, C.E.Ts) peu ou pas prise en compte dans la compréhension de certains phénomènes biologiques de l’Atlantique Nord. Nous avons détecté des différences à la fois entre les populations (hétérogénéité inter-populationnelle) mais également au sein d’une population (hétérogénéité intra-populationnelle). Les différentes tactiques migratoires pourraient en partie expliquer les différences observées (les individus ne migrent pas tous au même endroit et ne subissent pas les mêmes conditions environnementales hivernales). Les mécanismes sous-jacents à la relation entre la survie des eiders et les variables environnementales semblent aussi différer entre les trois populations, et semblent impliquer à la fois des liens directs et indirects (via les ressources alimentaires). Par exemple, nous avons montré un lien négatif et indirect des C.E.Ts extrêmes, en termes de durée et d’amplitude, s’additionnant à un lien positif et indirect de l’O.A.N hivernal sur la survie des eiders sédentaires du Nord de la Norvège. À l’inverse, la survie des eiders migrateurs nichant au Canada et hivernant sur la côté atlantique sud du Canada est directement impactée par l’O.A.N hivernal dont l’effet semble expliqué par le nombre particulièrement élevé de C.E.Ts de cette région.
En regardant de plus près les caractéristiques d’habitat des aires d’hivernage, nous proposons qu’en plus des différences d’intensité locale des C.E.Ts et des tactiques migratoires, des « abris climatiques » pourraient aussi moduler la réponse des individus aux conditions climatiques (la présence de fjords ou de montagnes procureraient un abri local aux oiseaux marins face à des conditions extrêmes). Enfin, au cours de ces travaux, nous avons détecté un élément négligé dans la littérature scientifique quant aux détails des méthodes utilisant des estimateurs corrélés (e.g. issus du même modèle) dans des analyses statistiques a posteriori. En effet, la variance et la covariance de ces estimateurs doivent être prises en compte et c’est le plus souvent la méthode « delta » qui est utilisée. Cette approche régulièrement utilisée fait toutefois rarement l’objet central d’un article alors que son utilisation peut s’avérer complexe, surtout lorsque l’effet de covariables doit être testé. Nous avons donc proposé une démarche étape par étape conçue pour être facile à utiliser par les écologues et les biologistes pour i) calculer les matrices de variance-covariance d’estimateurs issus de modèles avec covariables et ii) étudier l’impact d’une covariable sur ces estimateurs corrélés dans une analyse a posteriori lorsque la covariable ne peut pas être directement intégrée au modèle.
Globalement, les résultats de cette thèse montrent comment les individus et les populations d’une même espèce peuvent varier dans leur réponse aux variations environnementales. Détecter l’hétérogénéité inter- et intra-populationnelle est important et demande la mise en place d’outils statistiques rigoureux comme ceux présentés dans cette étude. Prendre en compte ces hétérogénéités devrait améliorer nos prédictions futures concernant la réponse de la faune sauvage aux changements globaux. -- Mot(s) clé(s) en français : Arctique; Canard marin; Démographie; CMR; modèles multi-événements et de mélange; Oscillation Atlantique Nord; Cyclone Extra-Tropicaux; hétérogénéité inter- et intra-populationnelle; analyses a posteriori; estimateurs corrélés; covariable; événements climatiques extrêmes; météorologie; biostatistiques; tactique migratoire; états cachés. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Arctic; seaduck; Demography; CMR; multi-event and mixture models; North atlantic Oscillation; Extra-tropical cyclones; inter- et intra-population heterogeneity; a posteriori analyses; correlated estimates; covariate; extreme climatic events; météorology; biostatistics; migratory tactic; hidden states.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Bêty, Joël et Descamps, Sébastien
Information complémentaire :	Thèse présentée comme exigence partielle du doctorat en biologie extensionné de l'Université du Québec à Montréal.
Mots-clés :	Eider Duvet Somateria Mollissima Demographie Population Effet Impact Fluctuation Variation Climat Hiver
Départements et unités départementales :	Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	05 avr. 2018 13:45
Dernière modification :	05 avr. 2018 13:45
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1338

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