Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Master
La biodiversité peut être mesurée de nombreuses façons. La dualité entropie-diversité fournit un cadre clair et rigoureux pour le faire. L’entropie est la surprise moyenne fournie par les individus d’une communauté. Le choix de la fonction d’information qui mesure cette surprise à partir des probabilités d’occurence des espèces (ou d’autres catégories) permet de définir les mesures de diversités neutres, fonctionnelles ou phylogénétique présentées ici. L’entropie est transformée en diversité au sens strict par une fonction croissante (l’exponentielle déformée), ce qui simplifie son interprétation en tant que nombre équivalent d’espèces.L’entropie phylogénétique généralise les indices de diversité classique, intègre si nécessaire la distance entre espèces, peut être écomposée et corrigée des biais d’estimation. Sa transformation en diversité au sens strict permet d’interpréter les valeurs sous une forme unique : un nombre équivalent d’espèces et un nombre équivalent de communautés. La diversité de Leinster et Cobbold généralise à son tour la diversité phylogénétique et permet d’autres définitions de la distance entre espèces. Le paramétrage des mesures (l’ordre de la diversité) permet de donner plus ou moins d’importance aux espèces rares et de tracer des profils de diversité.La construction de ce cadre méthodologique est présentée en détail ainsi que plusieurs approches différentes, qui constituent l'état de l'art de la mesure de la biodiversité.
https://hal-agroparistech.archives-ouvertes.fr/cel-01205813
Kourou, France

cel-01205813
https://hal-agroparistech.archives-ouvertes.fr/cel-01205813
https://hal-agroparistech.archives-ouvertes.fr/cel-01205813v4/document
https://hal-agroparistech.archives-ouvertes.fr/cel-01205813/file/Mesures_de_la_Biodiversite.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Master
La biodiversité peut être mesurée de nombreuses façons. La dualité entropie-diversité fournit un cadre clair et rigoureux pour le faire. L’entropie est la surprise moyenne fournie par les individus d’une communauté. Le choix de la fonction d’information qui mesure cette surprise à partir des probabilités d’occurence des espèces (ou d’autres catégories) permet de définir les mesures de diversités neutres, fonctionnelles ou phylogénétique présentées ici. L’entropie est transformée en diversité au sens strict par une fonction croissante (l’exponentielle déformée), ce qui simplifie son interprétation en tant que nombre équivalent d’espèces.L’entropie phylogénétique généralise les indices de diversité classique, intègre si nécessaire la distance entre espèces, peut être écomposée et corrigée des biais d’estimation. Sa transformation en diversité au sens strict permet d’interpréter les valeurs sous une forme unique : un nombre équivalent d’espèces et un nombre équivalent de communautés. La diversité de Leinster et Cobbold généralise à son tour la diversité phylogénétique et permet d’autres définitions de la distance entre espèces. Le paramétrage des mesures (l’ordre de la diversité) permet de donner plus ou moins d’importance aux espèces rares et de tracer des profils de diversité.La construction de ce cadre méthodologique est présentée en détail ainsi que plusieurs approches différentes, qui constituent l'état de l'art de la mesure de la biodiversité.
https://hal-agroparistech.archives-ouvertes.fr/cel-01205813
Kourou, France

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https://hal-agroparistech.archives-ouvertes.fr/cel-01205813v2/document
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The main objective of this thesis was to study the influence of Guianan terra firme rainforests types on medium- and large-sized vertebrates community organization. First, we choose a model species which permitted to develop an appropriate abundance estimation method which take into account the imperfect detection and temporary immigration of mobile species, and to test environmental conditions effects at different spatial scales of analysis. Second, given that bias due to animal detection can be important in the abundance estimation, we determinated the relative role of environmental conditions and species biological traits on detection probability. From this methodological framework, we studied then processes of community organization, by identifying the main determinants involved in community organization, using composition and alpha and beta diversities, and, in a complementary manner, three metrics (taxonomic, functional, and phylogenetic). We sought from these general framework to determinate the relative role of environmental conditions and historical contingency, responsible for the current community organization, and to test the forest refugia hypothesis. Finally, we downscaled the analysis to determinate, and tried to disentangle the effects of environmental conditions and interspecific interactions on species co-occurrence. We used then functional traits to test the relationship between species co-occurrence and similarities.This thesis highlights the important role of historical contingency and facilitation in the structure of regional diversity and the local assembly processes of medium- and large-sized vertebrates, respectively, in French Guiana.
Cette thèse a pour but d’étudier l'influence de l'hétérogénéité des forêts de terre ferme en Guyane sur l'organisation des communautés de moyens et grands vertébrés. Nous avons, d'abord, choisi une espèce modèle afin de déterminer une méthode adéquate d'estimation d'abondance prenant en compte la détection imparfaite et l'immigration temporaire des espèces, et de tester l'effet des conditions environnementales à différentes échelles d'analyse. Puis, partant du constat que les biais dus à la détection dans l'estimation d'abondance pouvaient être importants, nous avons déterminé l'importance relative des conditions environnementales et des traits biologiques des espèces sur la probabilité de détection. A partir de ce cadre d'étude, nous avons étudié la composition et les diversités alpha et beta en utilisant de façon complémentaire les métriques taxonomique, fonctionnelle, et phylogénétique pour déterminer le rôle relatif de l'environnement et de la contingence historique dans l'organisation des communautés, et de tester l’hypothèse des refuges forestiers. Enfin, en descendant dans l'échelle d'analyse, nous avons tenté de démêler l'effet de l'environnement et des interactions interspécifiques sur la cooccurrence des espèces, et utilisé les traits fonctionnels des espèces pour tester le lien entre cooccurrence et similitude fonctionnelle. Cette thèse met en avant les rôles prépondérants de la contingence historique et de la facilitation dans, respectivement, la structuration de la diversité régionale et les processus d’assemblages locaux des communautés de moyens et grands vertébrés en Guyane.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01537779

NNT : 2017YANE0004
tel-01537779
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01537779
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01537779/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01537779/file/these_thomas_denis.pdf

Résumé : Les mécanismes à l’origine du maintien de la forte diversité locale des arbres des forêts tropicales humides constituent encore une énigme pour les scientifiques. Cette thèse a pour but d’étudier et de comprendre certains facteurs biotiques et abiotiques qui influencent l’assemblage des communautés des forêts tropicales humides d’Amazonie. A l’aide d’une approche empirique conduite dans les forêts tropicales de Guyane française et du Loreto au Pérou, de nombreuses expériences de terrain ont été mises en place dans le but d’apporter des éléments de réponse sur les mécanismes impliqués dans le maintien de la diversité des communautés d’arbres et d’insectes des forêts amazoniennes. Dans un premier temps, cette thèse permet de souligner l’importance des pressions biotiques exercées sur les communautés d’arbres. En effet, les communautés d’insectes peuvent influencer la composition des communautés d’arbres le long d’un gradient environnemental conduisant à des compromis entre la défense et la croissance. Ces compromis ou tradeoff permettent de maintenir la coexistence des espèces de forêts tropicales humides en favorisant la spécialisation des arbres à leur habitat (Chapitre 1, Annexe 3). Cependant, de nombreux facteurs peuvent engendrer des variations dans les compromis d’allocation exhibés par les plantes, ce qui peut compliquer la validité de ces résultats. Dans ce sens, nous avons souligné l’influence du rôle de la cascade trophique et l’existence chez certaines espèces d’arbres de stratégies d’évitement des insectes (Chapitre 2). Dans un second temps, nous avons montré que les filtres environnementaux et les distances géographiques favorisent un fort turnover de la composition des arthropodes des forêts tropicales (chapitre 3, Annexe 2). Les résultats de cette étude ont des implications fondamentales sur les mécanismes qui expliquent la structuration des communautés d’insectes herbivores. Nous avons souligné l’importance de l’interaction des communautés des insectes herbivores et de leurs plantes associées. De plus, des prédictions sont présentées sur le degré de spécialisation des insectes à leur plante-hôte (Annexe 3), notamment sur les implications possibles dans les compromis d’allocation chez les plantes. Finalement, des perspectives de recherche sont proposées en vue de poursuivre ces travaux de recherche, et notamment des extensions de mes expériences vers d’autres régions tropicales et tempérées et l’intégration de la phylogénie pour comprendre des mécanismes de coévolution entre communautés d’arbres et insectes. Nous proposons également une intégration des résultats de cette thèse dans les stratégies locales et régionales de conservation des forêts tropicales du bassin amazonien.
The mechanisms underlying the maintenance of local diversity of trees in tropical rainforests remain under debate. This dissertation aims to study and understand some biotic and abiotic factors that may influence both tree and insect community assembly in lowland tropical forests of Amazonia. I used an empirical approach to study communities of trees and insects in tropical forests of French Guiana and Peru, to address the extent to which insect herbivores contribute to the turnover of tree species across strong environmental gradients. In Chapter 1, I studied how herbivorous insect communities can influence the composition of tree communities along an environmental gradient by reinforcing tradeoffs between defense and growth that promote habitat specialization (Chapter 1, Appendix 3). The complicated variation in the patterns of growth and defense from this study led me to pursue further observations of an alternative plant defense strategy of time-avoidance of herbivores, which I examined in detail in Chapter 2. I found evidence for coordinated leaf production in some tree species that was consistent with the satiation of herbivores, suggesting that multiple interactions between plants and their herbivores may be responsible for patterns of habitat specialization in trees. In the second part of the dissertation, I examined insect herbivore communities in detail to test for turnover in species composition across geographic and environmental gradients. In Chapter 3, I present evidence for substantial beta-diversity in arthropod communities throughout lowland Amazonian forests. In the discussion I propose research perspectives to complete this research, including the extension of observations to compare tropical and temperate regions and the integration of molecular phylogenetics information to study coevolution of plant lineages and their insect herbivores. I conclude with suggestions for the integration of the results of this thesis in local and regional strategies for the preservation and conservation of tropical forests in the Amazon basin.

http://www.theses.fr/2013AGUY0582/document

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : For ecology scientists, spatial statistics are a set of tools allowing characterization of the structure of a point set, for instance a map of trees in a forest plot. This structure is defined implicitly as a departure from complete spatial randomness (CSR), the result of a Poisson point process. Inhomogeneity of the process and non-independence of points are its causes. As they cannot be disentangled by analyzing the data, so-called "spatial concentration" or "aggregation" (evenness due to repulsion also exists but is actually rare) usually concerns non-independence while intensity is assumed as known. The literature of point processes and measures of spatial structures is reviewed to clarify concepts and choices. The purpose of this thesis was to produce methodological enhancements. Its main results are: * A test for the most used statistic, Ripley's K function, against the null hypothesis of CSR. It can replace Monte-Carlo simulations used until now in the literature. * An extension of K to inhomogeneous processes, within a typology of available statistics (absolute, relative and topographic measures). When data is available as number of objects per zones (say a number of tree in each forest plot) rather than their exact position, information theory is used to define a general framework allowing to characterize spatial structure (of species) and diversity (of plots) as two aspects of a single measure of inequality. This framework is applied to Shannon's index of biodiversity to derive a self-sufficient definition of beta diversity, its calculation independently from the difference between gamma and alpha diversity, and a statistical test of significance against the null hypothesis that plots are samples of the same community. The way is paved for other applications to measures of diversity and spatial structures. As a conclusion, it appears clear that pattern characterization tools are a first step to deal with ecological questionings. Their development is still a matter of research. Yet, they are far from sufficient to address ecological processes as point processes ignore the temporal aspect of object locations.
Les statistiques spatiales sont pour les écologues un ensemble d'outils permettant de caractériser la structure d'un semis de points, par exemple une carte représentant des emplacements des arbres dans une parcelle de forêt. Cette structure est définie implicitement comme un écart à semis complètement aléatoire, résultat d'un processus de Poisson. L'hétérogénéité du processus ponctuel dont le semis de points est une réalisation et la non-indépendance des points en sont les causes indiscernables, ce qui amène généralement à supposer l'intensité du processus connu et nommer " concentration spatiale " ou " agrégation " (la régularité spatiale est possible, mais rare en pratique) la non-indépendance. Une revue de la littérature des processus ponctuels et des mesures de structures spatiales est fournie pour clarifier les concepts et les choix. L'objectif de ce travail de thèse était de produire des améliorations méthodologiques. Ses résultats principaux sont : * L'établissement d'un test pour la principale statistique utilisée, la fonction K de Ripley, permettant de s'affranchir de la méthode de Monte-Carlo utilisée dans la littérature pour rejeter l'hypothèse nulle d'un processus complètement aléatoire. * L'extension de K aux processus hétérogènes, dans le cadre d'une typologie claire des statistiques (absolues, relatives, topographiques). Lorsque la position exacte des objets n'est pas connue, mais que des effectifs par zone sont disponibles (par exemple des nombres d'arbres par parcelle), la théorie de l'information est utilisée pour définir un cadre général permettant de caractériser la structure spatiale (des espèces dans les parcelles) et la diversité (des parcelles, en termes d'espèces) comme deux aspects d'une même mesure d'inégalité. Ce cadre est appliqué à l'indice de biodiversité de Shannon pour définir clairement la mesure de diversité bêta, son calcul direct indépendamment de la différence entre diversités gamma et alpha, et fournir un test statistique de non nullité. La voie est ouverte pour l'application à d'autres mesures de diversité et de structure spatiale. En conclusion, il semble clair que ces outils de caractérisation sont un premier pas pour traiter les questions écologiques, leur développement étant toujours du domaine de la recherche. Ils sont cependant très insuffisants pour répondre à des questions liées aux processus écologiques, assez éloignés des processus ponctuels qui ignorent l'aspect temporel de l'installation des objets.
https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00540327

NNT : 2010AGPT0075
pastel-00540327
https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00540327
https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00540327/document
https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00540327/file/13_Marcon2010.pdf