Effets de la prédation sur l'écologie des oiseaux de rivage nichant dans l'Arctique canadien

RÉSUMÉ: L'hypothèse des proies alternatives suggère que la réponse fonctionnelle et numérique
\ndes prédateurs à la fluctuation des populations de proies influence le risque de prédation
\nannuel sur d'autres proies comme les oeufs d'oiseaux. Dans certains systèmes du Haut-Arctique caractérisés par des populations cycliques de lemmings, le comportement de
\nchangement de préférence des prédateurs a été mis en lien avec les fluctuations observées
\nchez des populations d'oiseaux co-existantes. Le but général de cette thèse était d'étudier les
\neffets en cascade des interactions prédateur-proie sur une proie alternative, les oeufs d'oiseaux
\nde rivage. Les deux principaux objectifs étaient 1) d'étudier les effets de l'abondance de
\nproies préférées (lemmings) et de proies alternatives (oies), sur les tendances temporelles et
\nspatiales du risque de prédation et de la survie des nids d'oiseaux de rivage, et 2) d'investiguer
\nles tendances spatiales du risque de prédation à grande échelle dans l'Arctique canadien. Pour
\natteindre ces objectifs, des données sur le risque de prédation (mesuré à l'aide de nids
\nartificiels) et sur la survie des nids d'oiseaux de rivage (mesurée avec les nids naturels) ont
\nété recueillies sur une période de 5 ans à l'île Bylot (Nunavut). Des données sur l'identité et
\nl'activité des prédateurs (par caméra) ainsi que l'abondance des prédateurs (renard arctique)
\net l'abondance des proies alternatives (lemmings et oies) ont également été recueillies. Pour
\ncaractériser les tendances à grande échelle spatiale, le risque de prédation sur des nids
\nartificiels a été mesuré à 7 sites le long d'un gradient latitudinal de 3350 km dans l'Arctique
\ncanadien.
\nÀ l'île Bylot, les caméras de surveillance ont révélé que le renard arctique est le
\nprincipal prédateur des oeufs dans les nids artificiels de même que dans les véritables nids
\nd'oiseaux de rivage. Les données récoltées sur une période de 5 ans ont démontré un effet
\nnégatif significatif de l'abondance de lemmings sur le risque de prédation. Les probabilités
\nde survie des nids artificiels étaient quant à elles reliées négative ment à l'abondance de
\nrenards mais, positivement à l'abondance d'oiseaux prédateurs. De même, le meilleur facteur
\nexpliquant les variations interannuelles de la survie journalière des nids d'oiseaux de rivage
\nétait l'abondance de lemmings. En effet, la survie des nids fut plus basse dans les années de
\nfaible abondance de lemmings. Les risques de prédation des nids d'oiseaux de rivage dans
\nune colonie d'oies étaient positivement reliés à la densité de nids d'oies . Toutefois cette
\nrelation était forte et significative seulement l'année de faible abondance de lemmings, soit
\nune augmentation de près de 600% quand la densité de nids d'oies est passée de 0 à 24 nids
\npar hectare. Puisque nous avons confirmé que le renard arctique est un prédateur commun des
\nlemmings, des oeufs d'oies et des oeufs d'oiseaux de rivage, ces données supportent
\nl'hypothèse d'effets en cascade de l'abondance des proies préférées et alternatives sur le
\nrisque de prédation de proies accidentelles comme les oiseaux de rivage. En ce qui a trait au
\nrisque de prédation à plus grande échelle spatiale, nous avons observé une diminution
\nsignificative du risque de prédation avec la latitude, ce qui indique que les oiseaux qui
\nmigrent plus vers le nord peuvent bénéficier d'avantages en termes de reproduction sous la
\nforme d'une diminution du risque de prédation des nids. Sur la base de ces résultats, le risque
\nde prédation semble jouer, à plusieurs échelles spatiales, un rôle central dans l'écologie de la
\nreproduction des oiseaux de rivage nichant dans l'Arctique. Les recherches futures devraient
\nétudier les mécanismes qui relient les interactions trophiques des proies préférées,
\nalternatives et accidentelles à l'échelle locale avec les tendances à grande échelle spatiale du
\nrisque de prédation sur les oiseaux nichant dans l'Arctique. -- ABSTRACT: The Alternative Prey Hypothesis suggests that the functional and numerical response
\nof predators to f1uctuating prey populations results in variation in annual predation pressure
\non alternative prey such as bird eggs. In some high-arctic systems, characterized by cyclic
\nmicro-rodent populations, predator switching behaviour has been implicated in driving
\nfluctuations in co-existing bird populations. On Bylot Is land, Nunavut, a numerical and
\nfunctional response of arctic fox to their preferred lemming prey affects the breeding output
\nof alternative prey (goose eggs) and an aggregative numerical response of predators has been
\ndocumented in areas of high goose nesting density. The purpose of this thesis was to
\ninvestigate the cascading effects of these predator-prey interactions on a third incidental prey
\nspecies, shore bird eggs. The two main objectives were 1) to investigate the effects of
\nprefered (lemming) and alternative prey (geese) abundance on temporal and spatial patterns
\nin predation risk and nest survival of shorebirds on Bylot Island , and 2) to investigate large
\nscale spatial trends in predation risk across the Arctic. To meet these objectives, data on
\npredation risk (measured via artificial nests) and nest survival of shorebirds (measured via
\nreal nests) were collected over a period of 5 years on Bylot Island. Data on predator
\nidentification and activity (via camera) along with predator (arctic fox) and alternative prey
\n(lemmings and geese) abundance were also collected. To investigate large scale patterns in
\npredation ri k, artificial nests were monitored at 7 sites along a 33S0km latitudinal gradient in
\nthe eastern Canadian Arctic.
\nOn Bylot Island , camera monitoring revealed the arctic fox as the primary predator of
\nboth realand artificial shore bird eggs. Over a period of 5 years, lemming abundance had a
\nsignificant negative effect on predation risk. Survival probabilities of artificial nests were
\nalso negatively related to fox abundance but positively associated with the abundance of
\nbreeding avian predators, likely due to predator exclusion by avian predators. Models of
\ndaily nest survival for real nests also indicated that inter-annual variation in nest survival was
\nbest explained by lemming abundance, not by predator abundance. Spatial variation in
\npredation risk on shorebirds within vicinity of a large goose colony varied with goose nest
\ndensity, with predation risk increasing by over 600 % when goose nest density increased from
\n0 to 24 nests per hectare, but only in years of low lemming abundance. Having confirmed the
\narctic fox as a shared predator of lemmings, goose eggs and shore bird eggs, these data
\nprovide evidence of cascading effects of preferred and alternative prey abundance on
\npredation risk for incidental prey such as shorebird eggs. When predation risk was measured
\nat a larger spatial scale, a signifiant decrease in predation risk with latitude was documented,
\nproviding evidence that birds migrating farther north may acquire reproductive benefits in the
\nform of lower nest predation risk. Based on these results, predatio risk appears to play a
\ncentral role in the reproductive ecology of arctic- nesting shorebirds at several spatial scales.
\nFuture research should in vestigate mechanisms linking local scale trophic interactions
\nbetween preferred, alternative and incidental prey with large scale latitudinal trends in
\npredation risk on arctic-nesting birds.

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