The effect of landscape structure on insect herbivory and biodiversity: Implications for forest ecosystem services in the Monteregie, Québec

Les perturbations anthropogéniques causent la fragmentation des forets à travers le monde, modifiant leur structure et ayant des impacts méconnus sur la biodiversité, les processus écologiques et les services écosystémiques. Ce manque de connaissances complique la tâche des gestionnaires dont les décisions doivent à la fois bénéficier l’environnement et permettent des changements d’utilisation du paysage. Cette thèse vise à combler ce manque de connaissance. En combinant une approche théorique et empirique, j’ai quantifié les effets de la fragmentation forestière sur les processus écologiques entrant en jeu dans les services rendus par les écosystèmes forestiers. Plus précisément, j’ai testé le rôle de l’herbivorie par les insectes dans la médiation des effets de la structure du paysage sur les services écosystémiques en Montérégie (Québec). L’herbivorie par les insectes constitue un bon modèle de recherche afin de mesurer ces effets car elle est sensible aux changements de structure du paysage et peut avoir un impact—bénéfique ou nuisible—important sur les services selon les espèces d’insectes herbivores et le type d’écosystème étudié. L’objectif principal de cette thèse vise à quantifier les effets de la structure du paysage sur la biodiversité des insectes herbivores et leur niveau d’herbivorie et d’évaluer leurs implications sur les services écosystémiques fournis par les forets en quatre étapes. 1) Le second chapitre de cette thèse examine les liens entre structure du paysage, herbivorie et les services écosystémiques avec une revue semi-quantitative de la littérature. Mes résultats montrent que l’herbivorie joue un rôle important dans la médiation des effets de la connectivité du paysage sur les services écosystémiques. Identifier les mécanismes régulant la réponse des insectes herbivores aux changements de structure du paysage permet de mieux prédire ces processus. 2) Dans le troisième chapitre, j’ai quantifié la relation entre structure du paysage et herbivorie et évalué les mécanismes potentiels affectant cette relation. Mes résultats montrent que même si la pression de prédation par les vertébrés sur les herbivores change de façon significative entre différentes structures de paysage, la structure du paysage n’est pas la seule variable déterminant le niveau d’herbivorie des insectes. La prochaine étape a donc consisté à déterminer si le niveau d’herbivorie des insectes varie à une échelle spatiale plus fine. 3) Dans mon quatrième chapitre, j’ai quantifié l’hétérogénéité spatiale de l’herbivorie des insectes au sein de parcelles forestières. J’ai ainsi mesuré le niveau de dommages causé par l’herbivorie sur les érables à sucre en comparant la lisière, l’intérieur et la canopée des arbres au sein de parcelles de forêt de différentes tailles et plus ou moins connectées. Les résultats révèlent que le niveau de connectivité entre parcelles de forêt et l’organisation spatiale à l’intérieur de la parcelle affectent le niveau d’herbivorie. 4) Finalement, afin de mieux comprendre les mécanismes causant les changements d’herbivorie à fine échelle, j’ai mesuré la diversité taxonomique et fonctionnelle des arthropodes et comparé ces dernières entre la lisière, l’intérieur des parcelles et la canopée. Les résultats montrent que la canopée des forêts fragmentées est une importante source de diversité chez les arthropodes. Les activités humaines, comme la fragmentation ou la restauration d’habitats, continuent de modifier la structure des écosystèmes forestiers, avec peut d’indications sur les conséquences sur les services écosystémiques fournis par les forêts. Cette thèse contribue grandement à une meilleure compréhension des effets de la structure du paysage sur les services écosystémiques en utilisant l’herbivorie comme modèle de recherche. Je dresse ainsi un cadre conceptuel avec lequel il serait possible d’équilibrer les coûts et bénéfices sociaux et environnementaux associés à l’altération de la structure du paysage.

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