Contribution to the conservation biology of the wood ant Formica lugubris (Hymenoptera, Formicidae) in Switzerland

Summary Among ants, wood ants are probably the most fascinating and studied species in temperate European forests. Unfortunately, due to several threats they are nowadays registered in red lists. Recent studies made in the Swiss Jura Mountains ended up in the description of a new sympatric sibling species of Formica lugubris (i.e. Formica paralugubris Seifert 1996). Because of this confusion the biology of F. lugubris is incomplete. Due to the extreme difficulties to distinguish morphologically F. lugubris from F. paralugubris we studied their cuticular hydrocarbons profiles. Irrespective of their geographic origin, we observed quantitative discrimination between species within each caste (workers, males and gynes =young alate female). Moreover, using a behavioural taxonomic approach (i.e. the pupa-carrying test) we showed that ants preferred conspecific worker pupae to those of the sibling species. These first results allowed us to consider the two species as two separate taxonomic units. To understand their coexistence, habitat distribution models were fitted with GIS predictors and factors known to influence wood ant distribution. In the Jura Mountains, although the two species share very similar habitats, they are spatially segregated. F. lugubris occurs more frequently at woodland borders than in forest interiors. We demonstrated with genetic and field data that Formica lugubris displays two different social forms in close proximity in alpine zone (e.g. unmanaged forests of the Swiss National Park). We discovered populations mostly monogynous to weakly polygynous (i.e. one to a few egg laying queens per colony) and monodomous (i.e. one nest per colony), and polygynous/polydomous populations (new nests being founded by colony budding). It is generally admitted that monogyne species disperse well in order to find suitable habitat to found new colonies whereas polygyne species have restricted dispersal and local mating within the nest. In order to compare reproductive strategies of F. lugubris and F. paralugubris (i.e. matings and dealation process) we conducted experiments with sexuals. F, lugubris gynes from monogynous/monodomous populations do not show a local strategy like the obligately polygynous F. paralugubris (i.e. early dealation even without mating, insemination without flight activity and low fat reserve). They always keep their wings, do not mate when not able to fly and have high amount of fat content revealing high survival capacities. On the other side, F, lugubris gynes from polygynous/polydomous populations have lower lipid reserves and displayed a reproductive behaviour close to the F. para lugubris one. After dispersal, wood ant gynes can either start new societies by temporary social parasitism of another species (i.e. subgenus Serviformica) or be adopted intraspecifically in an existing nest. In F. lugubris, we demonstrated that gynes from monogynous/monodomous colonies showed a high success for temporary social parasitism compare to the lower success of gynes from polygynous/polydomous colonies. However, physiological analyses suggested that only gynes from monogynous/ monodomous populations can efficiently disperse and found new nest by temporary social parasitism. Intraspecifically, gynes were accepted to a high degree in polygynous nest and in monogynous nests as long as these nests contained sexuals. In conclusion, Formica lugubris displays a social and dispersal polymorphism (mixed mating and founding system) representing a behavioural plasticity in relation to environmental and ecological conditions. Therefore, conservation measures directed toward this species should try to maintain a maximum of diversity at the habitat level. Résumé Les fourmis des bois sont probablement parmi les espèces de fourmis les plus fascinantes et les plus étudiées des forêts tempérées Européennes. Actuellement, du fait de différentes menaces, elles figurent malheureusement sur listes rouges. Plusieurs études menées au sein du Jura Suisse ont abouti à la description d'une nouvelle espèce jumelle et sympatrique de Formica lugubris (F. para- lugubris Seifert 1996). A cause de cette confusion la biologie de F lugubris est lacunaire. La distinction morphologique de F. lugubris et de F. para lugubris est si difficile que nous avons étudié leurs hydrocarbures cuticulaires. Indépendamment de l'origine géographique, nous avons observé une discrimination quantitative entre les espèces au sein de chaque caste (ouvrières, mâles et jeunes femelles ailées). De plus, à l'aide d'une approche taxonomique comportementale (le test de transport de cocons) nous avons montré que les fourmis préfèrent des cocons d'ouvrières conspécifiques à ceux de l'espèce jumelle. Ces premiers résultats nous permettent de considérer ces deux espèces comme deux unités taxonomiques distinctes et valables. Afin de comprendre leur coexistence, des modèles mathématiques ont été développés avec des données SIG et des facteurs écologiques influençant la répartition des fournis des bois. Dans le Jura, même si elles partagent des habitats fortement similaires, les deux espèces n'occupent pas les mêmes secteurs. F. lugubris est plus fréquente en lisière forestière plutôt qu'en pleine forêt. Nous avons démontré grâce à des données génétiques et de terrain que F. lugubris présente deux formes sociales au sein de la zone alpine (forêts protégées du Parc National Suisse). D'autre part, nous avons découvert des populations monogynes à faiblement polygynes (une à quelques reines pondeuses par colonie) et monodomes (colonies composées d'une seule fourmilière), et des populations polygynes/polydomes (les nouveaux nids étant produit par bourgeonnement). Généralement, les espèces monogynes dispersent sur de grandes distances et peuvent coloniser des habitats favorables à la fondation de nouvelles colonies alors que les espèces polygynes possèdent une dispersion limitée avec des accouplements à l'intérieur des nids. Afin de comparer les stratégies de reproduction de F. lugubris et de F. paralugubris (accouplements et perte des ailes) nous avons mené des expériences avec les sexués. Les jeunes femelles ailées de F. lugubris issues de populations monogynes/monodomes ne présentent pas de stratégie locale comparée à l'espèce obligatoirement polygyne F paralugubris (perte des ailes précoce même si il n'y a pas eu accouplement, insémination possible sans avoir volé activement et faibles réserves de graisse). Elles conservent toujours leurs ailes, ne s'accouplent pas lorsqu'elles sont empêchées de voler et possèdent de grandes quantités de graisse révélant de fortes capacités de survie. D'autre part, les jeunes femelles ailées de F. lugubris provenant de populations polygynes/polydomes ont peu de réserves lipidiques et ont un comportement de reproduction proche de celles de F. paralugubris. Après leur dispersion, les jeunes sexués femelles de fourmis des bois peuvent soit fonder une nouvelle société par parasitisme social temporaire d'un nid d'une autre espèce (sous-genre Serviformica) soit être adoptées dans un nid déjà existant de leur propre espèce. Chez F. lugubris, nous avons pu démontrer que les jeunes sexués femelles de colonies monogynes/monodomes présentent un succès élevé au parasitisme sociale temporaire en comparaison au plus faible succès obtenu avec des sexués provenant de colonies polygynes/polydomes. Cependant, les données physiologiques suggèrent que seules les jeunes sexués femelles de populations mono-gynes/monodomes peuvent disperser efficacement et fonder un nouveau nid par parasitisme social temporaire. Au niveau intraspécifique, les jeunes femelles sont acceptées à un taux élevé dans les nids polygynes mais aussi dans les nids monogynes tant que ces nids possèdent encore de jeunes sexués. En conclusion, F. lugubris est caractérisée par un polymorphisme dans ses structures sociales et ses stratégies de dispersion (système mixte d'accouplement et de fondation) ce qui représente une forte plasticité comportementale en relation avec les conditions environnementales et écologiques. Par conséquent, les mesures de conservation de cette espèce devraient s'attacher à maintenir un maximum de diversité au niveau des habitats.

Confidential report on lake restoration projects, Iowa conservation plan,1932

This report contains findings on 52 lake restoration projects. It summarizes the interpretation of the detailed project reports, maps, and cost estimates.

Environmental changes in the aftermath of Neoproterozoic glaciations: a biogeochemical study of sediments from SW-Gondwana

Abstract The late Neoproterozoic or Ediacaran period, (635 to -543 Ma) is a primordial time in the Earth history corresponding to the beginning of animal life and the most extreme ice ages on Earth. In this dissertation, palaeoenvironmental conditions were reconstructed for Ediacaran, post-Gaskiers shelf deposits in SW- Gondwana and their changes were evaluated according to the diversity of organisms. The present study addresses the question of interactions between biodiversity and environmental change by using the elemental and isotopic geochemistry of sedimentary rocks and associated organic matter, as well as the distribution of hydrocarbon biomarkers. The studied sedimentary sequences are from a large basin extended from the Paraguay belt to the Rio de la Plata craton, including the Corumbâ Group in SW-Brazil (Paraguay belt), the Arroyo del Soldado Group in Uruguay and the Sierras Bayas Group in Argentina (both in the Rio de la Plata craton). Several geochemical signatures of the sediments from Corumbâ and Sierras Bayas groups provides evidence for an euxinic setting in the Ediacaran Ocean: 1) The occurrence of syngenetic pyrite in the Corumbâ Group together with hydrocarbon biomarkers of an anoxic microbial consortium including traces of gammacerane, a distribution of hopanes with maxima at C29 as well as a low pristane/phytane (Pr/Ph) ratio; 2) the occurrence of 34S enrichments within sulfides of the Sierras Bayas Group exceeding the sulfur isotopic composition of coeval carbonate-associated sulfate. In the Arroyo del Soldado Group, an event of reducing conditions was revealed by higher concentrations of redox-sensitive trace elements and negative 513Ccar shifts in all sections. This event is extended to the whole unit in the deepest section and is restricted to tempestites in the two other shallow sections. The persistent negative. ôl3Ccar values recorded at the basinal setting implies strong isotopic gradient between shallow and deep water environments and therefore, a locus of deposition below the redox chemocline. In all studied sections, the excursions, the strong enrichment of authigenic trace-elements, the occurrence of longer chain «-alkanes, gammacerane and low Pr/Ph and Ph/>;-C]a ratios, combined with the previous sedimentological and paleontological observations indicate that the chemistry of the ocean was strongly controlled by the oxygen availability; waters being moderately oxic at the surface and anoxic at depth for much of the Neoproterozoic. This water column stratification was favourable to the storage of large amounts of nutrients in the deep ocean. During upwelling periods, the export of these nutrient-rich waters may have triggered an important bioproductivity in surface waters. Drops in Al3Cc,,.](Cr and positive ôl3Ccllr excursions highlight the increase in primary productivity. Preservation of organic carbon was ensured by reducing conditions at the bottom. The Al3ccar.kcr excursions could also reflect changes in the composition of the primary biomass. New geochemical evidence from SW-Gondwana sections supports a stratified Ediacaran ocean, outside restricted or hypersaline environments, in the aftermath of glaciations. The association of ocean stratification and the appearance of metazoans support the model that the evolution of eukaryotic life was related to the increase of oxygen levels in surface environments due to an efficient recycling of nutrients in the anoxic deep ocean. Résumé Le Néoprotérozoïque terminal, ou Édiacarien (635 à -543 Ma), est un période de première importance dans l'histoire de la Terre, car elle correspond a l'apparition des métazoaires pendant un intervalle de glaciations extrêmes. Le présent mémoire se propose de reconstituer les conditions paléoenvironnementales des dépôts de plateforme mis en place durant l'Édiacarien, au sud-ouest du Gondwana. Les interactions entre changements environnementaux et biodiversité sont évaluées en s'appuyant d'une part sur la composition élémentaire et isotopique des roches sédimentaires et de leur matière organique, et d'autre part sur la distribution moléculaire de biomarqueurs hydrocarbonés. Les séquences sédimentaires étudiées proviennent d'un grand bassin qui s'étend de la chaîne du Paraguay jusqu'au craton du Rio de la Plata. La séquence du Groupe Corumbâ au Sud Ouest du Brésil se situe dans la chaîne du Paraguay, tandis que le Groupe Arroyo del Soldado en Uruguay et le Groupe Sierras Bayas en Argentine sont situés sur le craton du Rio de la Plata. L'étude géochimique des sédiments des groupes Corumbâ et Sierras Bayas révèle de façon claire des conditions euxiniques dans l'océan édiacarien. On trouve ainsi, dans le Groupe Corumbâ, les biomarqueurs d'un cortège microbien anoxique et sulfurique comprenant des bactéries sulfato-réductrices, et dans les sulfures du Groupe Sierras Bayas, des enrichissements en Î4S excédant les rapports isotopiques du soufre dans le sulfate cogénétique associé aux carbonates. Dans la séquence de l'Arroyo del Soldado, un événement réducteur est mis en évidence par des teneurs plus élevées en éléments traces sensibles aux conditions redox et par des excursions négatives du 613Ccardans toutes les coupes. Cet événement affecte la totalité de la section la plus profonde et n'apparaît que dans les tempestites dans les sections les moins profondes. La persistance de valeurs négatives du ô13Ccarau large implique un gradient isotopique prononcé entre les environnements superficiels et profonds, et donc, ta présence d'une chémocline redox. Les excursions du. ôBCcar, l'enrichissement authigène en éléments traces, la présence de gammacérane et de rt-alcanes à longue chaîne, ainsi que de faibles rapports Pr/Ph et Ph/«-Cl8, viennent s'ajouter aux observations préliminaires sur la sédimentologie et la paléontologie pour indiquer que la chimie de l'océan était fortement contrôlée par la disponibilité d'oxygène, les eaux étant modérément oxiques à la surface et anoxiques en profondeur pendant la plus grande partie du Néoprotérozoïque. La stratification de la colonne d'eau était favorable au stockage de grandes quantités de nutriments dans l'océan profond. Dans les zones d'upwelling, la migration d'eaux profondes riches en nutriment vers la surface a pu provoquer une bioproductivité prononcée dans les eaux de surface. La conservation du carbone organique était assurée par les conditions anoxiques prévalant au fond. Les excursions du A13Ccar.kt.r pourraient aussi refléter des changements dans la biomasse primaire. Le présent travail apporte donc de nouvelles preuves qu'un océan stratifié s'est maintenu à la suite des glaciations néoprotérozoïques dans le Sud Ouest du Gondwana. L'association d'un océan stratifié et de l'apparition de la vie animale est en accord avec le modèle stipulant que l'évolution de la vie est associée à une meilleure oxygénation des environnements de surface. Résumé pour le grand public La période Ediacarienne (635 à -543 Ma) à la fin du Précambrien est l'une de plus énigmatiques dans l'histoire de la Terre, car elle est caractérisée par la diversification de la vie multicellulaire (eucaryote) pendant un intervalle de glaciations extrêmes. Dans ce travail de thèse, nous cherchons à déceler l'existence éventuelle d'un lien entre ces changements environnementaux et l'évolution de la vie eucaryote à travers une étude biogéochimique. La biogéochimie est l'étude des activités biologiques dans la géosphère, telles que celles intervenant dans les cycles des éléments chimiques (y compris les isotopes stables) et celles de production de composés carbonés caractérisant certains groups d'organismes ou taxons. La recherche des signatures paléoenvironnementales dans les roches précambriennes a été fortement facilitée par l'utilisation des biomarqueurs ou fossiles moléculaires. Ces composés, provenant des lipides biologiques (molécules avec des fonctions spécifiques dans les organismes), peuvent être reliés à des taxons spécifiques ou à des voies métaboliques. La transformation d'un biolipide en fossile moléculaire intervient lorsque des restes organiques déposés dans un substrat subissent un enfouissement et une augmentation de la pression (diagenèse). Ce processus mène à la formation de kérogène, un grand agrégat chimique de matière organique insoluble dans des solvants organiques, et de bitume ou fraction soluble (extractible) de la matière organique. L'analyse intégrée du kérogène et du bitume fournit des indications précieuses pour les reconstitutions paléoenvironnementales. Des conditions paléoenvironnementales ont ainsi été déterminées pour une plateforme marine Ediacarienne située dans la partie sud-américaine du bloc occidental du paléocontinent Gondwana. Les séquences sédimentaires étudiées appartiennent au même bassin qui s'étend de la ceinture du Paraguay (Groupe Corumbâ, Brésil) au craton du Rio de la Plata (Groupes Arroyo del Soldado, Uruguay et Sierras Bayas, Argentina). Nous nous sommes intéressés aux isotopes stables de carbonates et de la matière organique associée (kérogène et bitume), aux éléments majeurs et traces, ainsi qu'aux biomarqueurs caractérisant ces roches. Les résultats de cette dissertation suggèrent qu'au cours de l'Édiacarien, suite aux glaciations néoprotérozoïques dans le bloc occidental du Gondwana, l'océan était stratifié en zones spécifiques d'eaux riches en sulfures et dépourvues d'oxygène (euxiniques). L'association d'un océan stratifié et de l'apparition de la vie animale est en accord avec le modèle stipulant que l'évolution de la vie est associée à une meilleure oxygénation des environnements de surface. Les excursions isotopiques (tendance à des valeurs positives ou négatives) en constante fluctuation pour le carbone et très positives pour le soufre des sulfures, l'enrichissement en éléments trace et la présence de certains composés (e.g. gammacerane; Pr/Ph et Ph/«-Ci8 en basse proportion) conjugués aux observations sédimentologiques et paléontologiques des différents profils étudiés indiquent que la chimie de l'océan était fortement contrôlée par la disponibilité d'oxygène, avec des eaux modérément oxygénées en surface et euxiniques en profondeur pour la plupart du Néoprotérozoïque.

Conservation of the Eurasian Lynx (Lynx lynx) in a fragmented landscape - habitat models, dispersal and potential distribution

Abstract: The expansion of a recovering population - whether re-introduced or spontaneously returning - is shaped by (i) biological (intrinsic) factors such as the land tenure system or dispersal, (ii) the distribution and availability of resources (e.g. prey), (iii) habitat and landscape features, and (iv) human attitudes and activities. In order to develop efficient conservation and recovery strategies, we need to understand all these factors and to predict the potential distribution and explore ways to reach it. An increased number of lynx in the north-western Swiss Alps in the nineties lead to a new controversy about the return of this cat. When the large carnivores were given legal protection in many European countries, most organizations and individuals promoting their protection did not foresee the consequences. Management plans describing how to handle conflicts with large predators are needed to find a balance between "overabundance" and extinction. Wildlife and conservation biologists need to evaluate the various threats confronting populations so that adequate management decisions can be taken. I developed a GIS probability model for the lynx, based on habitat information and radio-telemetry data from the Swiss Jura Mountains, in order to predict the potential distribution of the lynx in this mountain range, which is presently only partly occupied by lynx. Three of the 18 variables tested for each square kilometre describing land use, vegetation, and topography, qualified to predict the probability of lynx presence. The resulting map was evaluated with data from dispersing subadult lynx. Young lynx that were not able to establish home ranges in what was identified as good lynx habitat did not survive their first year of independence, whereas the only one that died in good lynx habitat was illegally killed. Radio-telemetry fixes are often used as input data to calibrate habitat models. Radio-telemetry is the only way to gather accurate and unbiased data on habitat use of elusive larger terrestrial mammals. However, it is time consuming and expensive, and can therefore only be applied in limited areas. Habitat models extrapolated over large areas can in turn be problematic, as habitat characteristics and availability may change from one area to the other. I analysed the predictive power of Ecological Niche Factor Analysis (ENFA) in Switzerland with the lynx as focal species. According to my results, the optimal sampling strategy to predict species distribution in an Alpine area lacking available data would be to pool presence cells from contrasted regions (Jura Mountains, Alps), whereas in regions with a low ecological variance (Jura Mountains), only local presence cells should be used for the calibration of the model. Dispersal influences the dynamics and persistence of populations, the distribution and abundance of species, and gives the communities and ecosystems their characteristic texture in space and time. Between 1988 and 2001, the spatio-temporal behaviour of subadult Eurasian lynx in two re-introduced populations in Switzerland was studied, based on 39 juvenile lynx of which 24 were radio-tagged to understand the factors influencing dispersal. Subadults become independent from their mothers at the age of 8-11 months. No sex bias neither in the dispersal rate nor in the distance moved was detected. Lynx are conservative dispersers, compared to bear and wolf, and settled within or close to known lynx occurrences. Dispersal distances reached in the high lynx density population - shorter than those reported in other Eurasian lynx studies - are limited by habitat restriction hindering connections with neighbouring metapopulations. I postulated that high lynx density would lead to an expansion of the population and validated my predictions with data from the north-western Swiss Alps where about 1995 a strong increase in lynx abundance took place. The general hypothesis that high population density will foster the expansion of the population was not confirmed. This has consequences for the re-introduction and recovery of carnivores in a fragmented landscape. To establish a strong source population in one place might not be an optimal strategy. Rather, population nuclei should be founded in several neighbouring patches. Exchange between established neighbouring subpopulations will later on take place, as adult lynx show a higher propensity to cross barriers than subadults. To estimate the potential population size of the lynx in the Jura Mountains and to assess possible corridors between this population and adjacent areas, I adapted a habitat probability model for lynx distribution in the Jura Mountains with new environmental data and extrapolated it over the entire mountain range. The model predicts a breeding population ranging from 74-101 individuals and from 51-79 individuals when continuous habitat patches < 50 km2 are disregarded. The Jura Mountains could once be part of a metapopulation, as potential corridors exist to the adjoining areas (Alps, Vosges Mountains, and Black Forest). Monitoring of the population size, spatial expansion, and the genetic surveillance in the Jura Mountains must be continued, as the status of the population is still critical. ENFA was used to predict the potential distribution of lynx in the Alps. The resulting model divided the Alps into 37 suitable habitat patches ranging from 50 to 18,711 km2, covering a total area of about 93,600 km2. When using the range of lynx densities found in field studies in Switzerland, the Alps could host a population of 961 to 1,827 residents. The results of the cost-distance analysis revealed that all patches were within the reach of dispersing lynx, as the connection costs were in the range of dispersal cost of radio-tagged subadult lynx moving through unfavorable habitat. Thus, the whole Alps could once be considered as a metapopulation. But experience suggests that only few disperser will cross unsuitable areas and barriers. This low migration rate may seldom allow the spontaneous foundation of new populations in unsettled areas. As an alternative to natural dispersal, artificial transfer of individuals across the barriers should be considered. Wildlife biologists can play a crucial role in developing adaptive management experiments to help managers learning by trial. The case of the lynx in Switzerland is a good example of a fruitful cooperation between wildlife biologists, managers, decision makers and politician in an adaptive management process. This cooperation resulted in a Lynx Management Plan which was implemented in 2000 and updated in 2004 to give the cantons directives on how to handle lynx-related problems. This plan was put into practice e.g. in regard to translocation of lynx into unsettled areas. Résumé: L'expansion d'une population en phase de recolonisation, qu'elle soit issue de réintroductions ou d'un retour naturel dépend 1) de facteurs biologiques tels que le système social et le mode de dispersion, 2) de la distribution et la disponibilité des ressources (proies), 3) de l'habitat et des éléments du paysage, 4) de l'acceptation de l'espèce par la population locale et des activités humaines. Afin de pouvoir développer des stratégies efficaces de conservation et de favoriser la recolonisation, chacun de ces facteurs doit être pris en compte. En plus, la distribution potentielle de l'espèce doit pouvoir être déterminée et enfin, toutes les possibilités pour atteindre les objectifs, examinées. La phase de haute densité que la population de lynx a connue dans les années nonante dans le nord-ouest des Alpes suisses a donné lieu à une controverse assez vive. La protection du lynx dans de nombreux pays européens, promue par différentes organisations, a entraîné des conséquences inattendues; ces dernières montrent que tout plan de gestion doit impérativement indiquer des pistes quant à la manière de gérer les conflits, tout en trouvant un équilibre entre l'extinction et la surabondance de l'espèce. Les biologistes de la conservation et de la faune sauvage doivent pour cela évaluer les différents risques encourus par les populations de lynx, afin de pouvoir rapidement prendre les meilleuresmdécisions de gestion. Un modèle d'habitat pour le lynx, basé sur des caractéristiques de l'habitat et des données radio télémétriques collectées dans la chaîne du Jura, a été élaboré afin de prédire la distribution potentielle dans cette région, qui n'est que partiellement occupée par l'espèce. Trois des 18 variables testées, décrivant pour chaque kilomètre carré l'utilisation du sol, la végétation ainsi que la topographie, ont été retenues pour déterminer la probabilité de présence du lynx. La carte qui en résulte a été comparée aux données télémétriques de lynx subadultes en phase de dispersion. Les jeunes qui n'ont pas pu établir leur domaine vital dans l'habitat favorable prédit par le modèle n'ont pas survécu leur première année d'indépendance alors que le seul individu qui est mort dans l'habitat favorable a été braconné. Les données radio-télémétriques sont souvent utilisées pour l'étalonnage de modèles d'habitat. C'est un des seuls moyens à disposition qui permette de récolter des données non biaisées et précises sur l'occupation de l'habitat par des mammifères terrestres aux moeurs discrètes. Mais ces méthodes de- mandent un important investissement en moyens financiers et en temps et peuvent, de ce fait, n'être appliquées qu'à des zones limitées. Les modèles d'habitat sont ainsi souvent extrapolés à de grandes surfaces malgré le risque d'imprécision, qui résulte des variations des caractéristiques et de la disponibilité de l'habitat d'une zone à l'autre. Le pouvoir de prédiction de l'Analyse Ecologique de la Niche (AEN) dans les zones où les données de présence n'ont pas été prises en compte dans le calibrage du modèle a été analysée dans le cas du lynx en Suisse. D'après les résultats obtenus, la meilleure mé- thode pour prédire la distribution du lynx dans une zone alpine dépourvue d'indices de présence est de combiner des données provenant de régions contrastées (Alpes, Jura). Par contre, seules les données sur la présence locale de l'espèce doivent être utilisées pour les zones présentant une faible variance écologique tel que le Jura. La dispersion influence la dynamique et la stabilité des populations, la distribution et l'abondance des espèces et détermine les caractéristiques spatiales et temporelles des communautés vivantes et des écosystèmes. Entre 1988 et 2001, le comportement spatio-temporel de lynx eurasiens subadultes de deux populations réintroduites en Suisse a été étudié, basé sur le suivi de 39 individus juvéniles dont 24 étaient munis d'un collier émetteur, afin de déterminer les facteurs qui influencent la dispersion. Les subadultes se sont séparés de leur mère à l'âge de 8 à 11 mois. Le sexe n'a pas eu d'influence sur le nombre d'individus ayant dispersés et la distance parcourue au cours de la dispersion. Comparé à l'ours et au loup, le lynx reste très modéré dans ses mouvements de dispersion. Tous les individus ayant dispersés se sont établis à proximité ou dans des zones déjà occupées par des lynx. Les distances parcourues lors de la dispersion ont été plus courtes pour la population en phase de haute densité que celles relevées par les autres études de dispersion du lynx eurasien. Les zones d'habitat peu favorables et les barrières qui interrompent la connectivité entre les populations sont les principales entraves aux déplacements, lors de la dispersion. Dans un premier temps, nous avons fait l'hypothèse que les phases de haute densité favorisaient l'expansion des populations. Mais cette hypothèse a été infirmée par les résultats issus du suivi des lynx réalisé dans le nord-ouest des Alpes, où la population connaissait une phase de haute densité depuis 1995. Ce constat est important pour la conservation d'une population de carnivores dans un habitat fragmenté. Ainsi, instaurer une forte population source à un seul endroit n'est pas forcément la stratégie la plus judicieuse. Il est préférable d'établir des noyaux de populations dans des régions voisines où l'habitat est favorable. Des échanges entre des populations avoisinantes pourront avoir lieu par la suite car les lynx adultes sont plus enclins à franchir les barrières qui entravent leurs déplacements que les individus subadultes. Afin d'estimer la taille de la population de lynx dans le Jura et de déterminer les corridors potentiels entre cette région et les zones avoisinantes, un modèle d'habitat a été utilisé, basé sur un nouveau jeu de variables environnementales et extrapolé à l'ensemble du Jura. Le modèle prédit une population reproductrice de 74 à 101 individus et de 51 à 79 individus lorsque les surfaces d'habitat d'un seul tenant de moins de 50 km2 sont soustraites. Comme des corridors potentiels existent effectivement entre le Jura et les régions avoisinantes (Alpes, Vosges, et Forêt Noire), le Jura pourrait faire partie à l'avenir d'une métapopulation, lorsque les zones avoisinantes seront colonisées par l'espèce. La surveillance de la taille de la population, de son expansion spatiale et de sa structure génétique doit être maintenue car le statut de cette population est encore critique. L'AEN a également été utilisée pour prédire l'habitat favorable du lynx dans les Alpes. Le modèle qui en résulte divise les Alpes en 37 sous-unités d'habitat favorable dont la surface varie de 50 à 18'711 km2, pour une superficie totale de 93'600 km2. En utilisant le spectre des densités observées dans les études radio-télémétriques effectuées en Suisse, les Alpes pourraient accueillir une population de lynx résidents variant de 961 à 1'827 individus. Les résultats des analyses de connectivité montrent que les sous-unités d'habitat favorable se situent à des distances telles que le coût de la dispersion pour l'espèce est admissible. L'ensemble des Alpes pourrait donc un jour former une métapopulation. Mais l'expérience montre que très peu d'individus traverseront des habitats peu favorables et des barrières au cours de leur dispersion. Ce faible taux de migration rendra difficile toute nouvelle implantation de populations dans des zones inoccupées. Une solution alternative existe cependant : transférer artificiellement des individus d'une zone à l'autre. Les biologistes spécialistes de la faune sauvage peuvent jouer un rôle important et complémentaire pour les gestionnaires de la faune, en les aidant à mener des expériences de gestion par essai. Le cas du lynx en Suisse est un bel exemple d'une collaboration fructueuse entre biologistes de la faune sauvage, gestionnaires, organes décisionnaires et politiciens. Cette coopération a permis l'élaboration du Concept Lynx Suisse qui est entré en vigueur en 2000 et remis à jour en 2004. Ce plan donne des directives aux cantons pour appréhender la problématique du lynx. Il y a déjà eu des applications concrètes sur le terrain, notamment par des translocations d'individus dans des zones encore inoccupées.

Conservation banking and the economization of nature : an institutional analysis

During the last decade, conservation banking mechanisms have emerged in the environmental discourse as new market instruments to promote biodiversity conservation. Compensation was already provided for in environmental law in many countries, as the last step of the mitigation hierarchy. The institutional arrangements developed in this context have been redefined and reshaped as market-based instruments (MBIs). As such, they are discursively disentangled from the complex legal-economic nexus they are part of. Monetary transactions are given prominence and tend to be presented as stand alone agreements, whereas they take place in the context of prescriptive regulations. The pro-market narrative featuring conservation banking systems as market-like arrangements as well as their denunciation as instances of nature commodification tend to obscure their actual characteristics. The purpose of this paper is to describe the latter, adopting an explicitly analytical stance on these complex institutional arrangements and their performative dimensions. Beyond the discourse supporting them and notwithstanding the diversity of national policies and regulatory frameworks for compensation, the constitutive force of these mechanisms probably lies in their ability to redefine control, power and the distribution of costs and in their impacts in terms of land use rather than in their efficiency.

Spatiotemporal Aspects of Environmental Monitoring in the Complex Coastal Region of Southwest Finland

The management and conservation of coastal waters in the Baltic is challenged by a number of complex environmental problems, including eutrophication and habitat degradation. Demands for a more holistic, integrated and adaptive framework of ecosystem-based management emphasize the importance of appropriate information on the status and changes of the aquatic ecosystems. The thesis focuses on the spatiotemporal aspects of environmental monitoring in the extensive and geomorphologically complex coastal region of SW Finland, where the acquisition of spatially and temporally representative monitoring data is inherently challenging. Furthermore, the region is subject to multiple human interests and uses. A holistic geographical approach is emphasized, as it is ultimately the physical conditions that set the frame for any human activity. Characteristics of the coastal environment were examined using water quality data from the database of the Finnish environmental administration and Landsat TM/ETM+ images. A basic feature of the complex aquatic environment in the Archipelago Sea is its high spatial and temporal variability; this foregrounds the importance of geographical information as a basis of environmental assessments. While evidence of a consistent water turbidity pattern was observed, the coastal hydrodynamic realm is also characterized by high spatial and temporal variability. It is therefore also crucial to consider the spatial and temporal representativeness of field monitoring data. Remote sensing may facilitate evaluation of hydrodynamic conditions in the coastal region and the spatial extrapolation of in situ data despite their restrictions. Additionally, remotely sensed images can be used in the mapping of many of those coastal habitats that need to be considered in environmental management. With regard to surface water monitoring, only a small fraction of the currently available data stored in the Hertta-PIVET register can be used effectively in scientific studies and environmental assessments. Long-term consistent data collection from established sampling stations should be emphasized but research-type seasonal assessments producing abundant data should also be encouraged. Thus a more comprehensive coordination of field work efforts is called for. The integration of remote sensing and various field measurement techniques would be especially useful in the complex coastal waters. The integration and development of monitoring system in Finnish coastal areas also requires further scientific assesement of monitoring practices. A holistic approach to the gathering and management of environmental monitoring data could be a cost-effective way of serving a multitude of information needs, and would fit the holistic, ecosystem-based management regimes that are currently being strongly promoted in Europe.

Predicting the future effectiveness of protected areas for bird conservation in Mediterranean ecosystems under climate change and novel fire regime scenarios

AimGlobal environmental changes challenge traditional conservation approaches based on the selection of static protected areas due to their limited ability to deal with the dynamic nature of driving forces relevant to biodiversity. The Natura 2000 network (N2000) constitutes a major milestone in biodiversity conservation in Europe, but the degree to which this static network will be able to reach its long-term conservation objectives raises concern. We assessed the changes in the effectiveness of N2000 in a Mediterranean ecosystem between 2000 and 2050 under different combinations of climate and land cover change scenarios. LocationCatalonia, Spain. MethodsPotential distribution changes of several terrestrial bird species of conservation interest included in the European Union's Birds Directive were predicted within an ensemble-forecasting framework that hierarchically integrated climate change and land cover change scenarios. Land cover changes were simulated using a spatially explicit fire-succession model that integrates fire management strategies and vegetation encroachment after the abandonment of cultivated areas as the main drivers of landscape dynamics in Mediterranean ecosystems. ResultsOur results suggest that the amount of suitable habitats for the target species will strongly decrease both inside and outside N2000. However, the effectiveness of N2000 is expected to increase in the next decades because the amount of suitable habitats is predicted to decrease less inside than outside this network. Main conclusionsSuch predictions shed light on the key role that the current N2000may play in the near future and emphasize the need for an integrative conservation perspective wherein agricultural, forest and fire management policies should be considered to effectively preserve key habitats for threatened birds in fire-prone, highly dynamic Mediterranean ecosystems. Results also show the importance of considering landscape dynamics and the synergies between different driving forces when assessing the long-term effectiveness of protected areas for biodiversity conservation.

Vulnerability of stream biota to climate change in mediterranean climate regions: a synthesis of ecological responses and conservation challenges

Freshwater species worldwide are experiencing dramatic declines partly attributable to ongoing climate change. It is expected that the future effects of climate change could be particularly severe in mediterranean climate (med-) regions, which host many endemic species already under great stress from the high level of human development. In this article, we review the climate and climate-induced changes in streams of med-regions and the responses of stream biota, focusing on both observed and anticipated ecological responses. We also discuss current knowledge gaps and conservation challenges. Expected climate alterations have already been observed in the last decades, and include: increased annual average air temperatures; decreased annual average precipitation; hydrologic alterations; and an increase in frequency, intensity and duration of extreme events, such as floods, droughts and fires. Recent observations, which are concordant with forecasts built, show stream biota of med-regions when facing climate changes tend to be displaced towards higher elevations and upper latitudes, communities tend to change their composition and homogenize, while some life-history traits seem to provide biota with resilience and resistance to adapt to the new conditions (as being short-lived, small, and resistant to low streamflow and desiccation). Nevertheless, such responses may be insufficient to cope with current and future environmental changes. Accurate forecasts of biotic changes and possible adaptations are difficult to obtain in med-regions mainly because of the difficulty of distinguishing disturbances due to natural variability from the effects of climate change, particularly regarding hydrology. Long-term studies are needed to disentangle such variability and improve knowledge regarding the ecological responses and the detection of early warning signals to climate change. Investments should focus on taxa beyond fish and macroinvertebrates, and in covering the less studied regions of Chile and South Africa. Scientists, policy makers and water managers must be involved in the climate change dialogue because the freshwater conservation concerns are huge.

Identification and conservation of remnant genetic resources of brown trout in relict populations from Western Mediterranean streams

Brown trout is a cold-adapted freshwater species with restricted distribution to headwater streams in rivers of the South European peninsulas, where populations are highly vulnerable because Mediterranean regions are highly sensitive to the global climatic warming. Moreover, these populations are endangered due to the introgressive hybridization with cultured stocks. Individuals from six remnant populations in Western Mediterranean rivers were sequenced for the complete mitochondrial DNA control region and genotyped for 11 nuclear markers. Three different brown trout lineages were present in the studied region. Significant genetic divergence was observed among locations and a strong effect of genetic drift was suggested. An important stocking impact (close to 25%) was detected in the zone. Significant correlations between mitochondrial-based rates of hatchery introgression and water flow variation suggested a higher impact of stocked females in unstable habitats. In spite of hatchery introgression, all populations remained highly differentiated, suggesting that native genetic resources are still abundant. However, climatic predictions indicated that suitable habitats for the species in these rivers will be reduced and hence trout populations are highly endangered and vulnerable. Thus, management policies should take into account these predictions to design upstream refuge areas to protect remnant native trout in the region

Analysis of private natural heritage reserves as a conservation strategy for the biodiversity of the cocoa region of the southern State of Bahia, Brazil

Brazil was the first country in Latin America to establish and regulate this type of reserve, and there are currently more than 700 Private Nature Heritage Reserves (RPPN in Portuguese) officially recognized by either federal or state environmental agencies. Together, these RPPN protect more than a half million hectares of land in the country. The coastal forests in the southern part of Bahia State extend 100 to 200 km inland, gradually changing in physiognomy as they occupy the dryer inland areas. The coastal forest has been subjected to intense deforestation, and currently occupies less than 10% of its original area. For this work the creation processes of the RPPN were consulted to obtain the data creation time, size of property, the condition of the remaining forest, succession chain and the last paid tax. After that, interviews with the owners were made to confirm this data. Sixteen RPPN have been established in this region until 2005. Their sizes vary from 4.7 to 800 ha. Ten of these RPPN are located within state or federal conservation areas or their buffer zones. In spite of the numerous national and international conservation strategies and environmental policies focused on the region, the present situation of the cocoa zone is threatening the conservation of the region's natural resources. The establishment of private reserves in the cocoa region could conceivably improve these conservation efforts. This type of reserve can be established under a uniform system supported by federal legislation, and could count on private organizations.

Landscape structure in the northern coast of Paraná state, a hotspot for the brazilian Atlantic Forest conservation

The "Serra do Mar" region comprises the largest remnant of the Brazilian Atlantic Forest. The coast of the Paraná State is part of the core area of the "Serra do Mar" corridor and where actions for biodiversity conservation must be planned. In this study we aimed at characterizing the landscape structure in the APA-Guaraqueçaba, the largest protected area in this region, in order to assist environmental policies of this region. Based on a supervised classification of a mosaic of LANDSAT-5-TM satellite images (from March 2009), we developed a map (1:75,000 scale) with seven classes of land use and land cover and analyzed the relative quantities of forests and modified areas in slopes and lowlands. The APA-Guaraqueçaba is comprised mainly by the Dense Ombrophilous Forest (68.6% of total area) and secondary forests (9.1%), indicating a forested landscape matrix; anthropogenic and bare soil areas (0.8%) and the Pasture/Grasslands class (4.2%) were less representative. Slopes were less fragmented and more preserved (96.3% of Dense Ombrophilous Forest and secondary forest) than lowlands (71.3%), suggesting that restoration initiatives in the lowlands must be stimulated in this region. We concluded that most of the region sustains well-conserved ecosystems, highlighting the importance of Paraná northern coast for the biodiversity maintenance of the Atlantic Forest.

Assessing environmental impacts using a comparative LCA of industrial and artisanal production processes: "Minas Cheese" case

This study uses the Life Cycle Assessment (LCA) methodology to evaluate and compare the environmental impacts caused by both the artisanal and the industrial manufacturing processes of "Minas cheese". This is a traditional cheese produced in the state of Minas Gerais (Brazil), and it is considered a "cultural patrimony" in the country. The high participation of artisanal producers in the market justifies this research, and this analysis can help the identification of opportunities to improve the environmental performance of several stages of the production system. The environmental impacts caused were also assessed and compared. The functional unit adopted was 1 kilogram (Kg) of cheese. The system boundaries considered were the production process, conservation of product (before sale), and transport to consumer market. The milk production process was considered similar in both cases, and therefore it was not included in the assessment. The data were collected through interviews with the producers, observation, and a literature review; they were ordered and processed using the SimaPro 7 LCA software. According to the impact categories analyzed, the artisanal production exerted lower environmental impacts. This can be justified mainly because the industrial process includes the pasteurization stage, which uses dry wood as an energy source and refrigeration.

Toward a Political Theory of Environmental Policy.

This paper makes some steps toward a formal political economy of environmental policy. Economists' quasi-unanimous preferences for sophisticated incentive regulation is reconsidered. First, we recast the question of instrument choice in the general mechanism literature and provide an incomplete contract approach to political economy. Then, in various settings, we show why constitutional constraints on the instruments of environmental policy may be desirable, even though they appear inefficient from a purely standard economic viewpoint.

Rapport à la nature et stratégies intégrées de conservation et développement : le cas de São Tomé et Principe

Depuis les années 90, les Projets Intégrés de Conservation et Développement ont été présentés comme des modèles fonctionnels de développement durable pour un site spécifique dans une perspective de réalisation. Le but est d’intégrer les objectifs biologiques de la conservation aux objectifs sociaux et économiques du développement. Ces projets, qui répondent à de multiples dénominations et stratégies, sont implantés dans des contextes naturellement hétérogènes et dynamiques, où l’aménagement du territoire ne doit pas être un outil de planification étatique, désigné et imposé dans une logique conservationniste. Les aires protégées représentent une certaine vision du rapport entre l’être humain et la nature, apparue dans le contexte nord-américain avec la création des premiers grands parcs nationaux en 1870. Aujourd'hui, la forte volonté d'impliquer la population se heurte avec la difficulté de concilier la gestion de ces espaces avec les pratiques, les nécessités et les intérêts locaux. Le parc naturel Obô, qui occupe 30% du territoire de São Tomé et Principe, doit affronter la difficile intégration entre les représentations de la nature et les usages locaux avec les objectifs globaux des politiques conservationnistes, ainsi qu’avec les intérêts touristiques et économiques des investisseurs locaux et étrangers. Les représentations sociales de la nature, établissant une forme de connaissance pratique, déterminent la vision du monde et la relation qu'un certain groupe social peut avoir avec le territoire. Ainsi, chaque communauté possède ses propres mécanismes d'adaptation au milieu basés sur ce système représentationnel. Dans le cas des communautés sãotoméennes, la nature présente un caractère spirituel (associé à des croyances, des rites et des pratiques médicales traditionnelles) et utilitaire (la nature, à travers l'agriculture, la récolte ou la chasse, répond au besoin de subsistance). L’objectif de ce projet de thèse est donc de mieux comprendre la synergie existante entre savoir endogène et gestion de la biodiversité pour adapter l’aménagement du territoire à la réalité des populations qui y vivent.

A Reading of the conception of man in Hans Jonas’ works: Between Nature and Responsibility. An Environmental Ethics Approach

Hans Jonas is considered one of the principal leaders of the ecological doctrine that fights against the hegemony of technical power upon society. We will study the conception of man in Jonas’ ideology through the lens of nature and of responsibility. He brandishes the specter of disaster (“heuristics of fear”) as a guard against technological excesses. He appeals to a prospective, universal and categorical responsibility to protect nature and to save future generations. Jonas considers responsibility as a method of anticipating the threat to that which is vulnerable, ephemeral, and perishable. Thus, the responsibility that Jonas decrees implies an ethics of conservation. Jonas’ writings aim to procure a new dimension of acting, which necessitates an ethics of foresight and responsibility.