Cogestion des ressources naturelles : une approche structurale pour quantifier la contribution des réseaux d'acteurs à la résilience des systèmes socio-écologiques

Alors que les activités anthropiques font basculer de nombreux écosystèmes vers des régimes fonctionnels différents, la résilience des systèmes socio-écologiques devient un problème pressant. Des acteurs locaux, impliqués dans une grande diversité de groupes — allant d’initiatives locales et indépendantes à de grandes institutions formelles — peuvent agir sur ces questions en collaborant au développement, à la promotion ou à l’implantation de pratiques plus en accord avec ce que l’environnement peut fournir. De ces collaborations répétées émergent des réseaux complexes, et il a été montré que la topologie de ces réseaux peut améliorer la résilience des systèmes socio-écologiques (SSÉ) auxquels ils participent. La topologie des réseaux d’acteurs favorisant la résilience de leur SSÉ est caractérisée par une combinaison de plusieurs facteurs : la structure doit être modulaire afin d’aider les différents groupes à développer et proposer des solutions à la fois plus innovantes (en réduisant l’homogénéisation du réseau), et plus proches de leurs intérêts propres ; elle doit être bien connectée et facilement synchronisable afin de faciliter les consensus, d’augmenter le capital social, ainsi que la capacité d’apprentissage ; enfin, elle doit être robuste, afin d’éviter que les deux premières caractéristiques ne souffrent du retrait volontaire ou de la mise à l’écart de certains acteurs. Ces caractéristiques, qui sont relativement intuitives à la fois conceptuellement et dans leur application mathématique, sont souvent employées séparément pour analyser les qualités structurales de réseaux d’acteurs empiriques. Cependant, certaines sont, par nature, incompatibles entre elles. Par exemple, le degré de modularité d’un réseau ne peut pas augmenter au même rythme que sa connectivité, et cette dernière ne peut pas être améliorée tout en améliorant sa robustesse. Cet obstacle rend difficile la création d’une mesure globale, car le niveau auquel le réseau des acteurs contribue à améliorer la résilience du SSÉ ne peut pas être la simple addition des caractéristiques citées, mais plutôt le résultat d’un compromis subtil entre celles-ci. Le travail présenté ici a pour objectifs (1), d’explorer les compromis entre ces caractéristiques ; (2) de proposer une mesure du degré auquel un réseau empirique d’acteurs contribue à la résilience de son SSÉ ; et (3) d’analyser un réseau empirique à la lumière, entre autres, de ces qualités structurales. Cette thèse s’articule autour d’une introduction et de quatre chapitres numérotés de 2 à 5. Le chapitre 2 est une revue de la littérature sur la résilience des SSÉ. Il identifie une série de caractéristiques structurales (ainsi que les mesures de réseaux qui leur correspondent) liées à l’amélioration de la résilience dans les SSÉ. Le chapitre 3 est une étude de cas sur la péninsule d’Eyre, une région rurale d’Australie-Méridionale où l’occupation du sol, ainsi que les changements climatiques, contribuent à l’érosion de la biodiversité. Pour cette étude de cas, des travaux de terrain ont été effectués en 2010 et 2011 durant lesquels une série d’entrevues a permis de créer une liste des acteurs de la cogestion de la biodiversité sur la péninsule. Les données collectées ont été utilisées pour le développement d’un questionnaire en ligne permettant de documenter les interactions entre ces acteurs. Ces deux étapes ont permis la reconstitution d’un réseau pondéré et dirigé de 129 acteurs individuels et 1180 relations. Le chapitre 4 décrit une méthodologie pour mesurer le degré auquel un réseau d’acteurs participe à la résilience du SSÉ dans lequel il est inclus. La méthode s’articule en deux étapes : premièrement, un algorithme d’optimisation (recuit simulé) est utilisé pour fabriquer un archétype semi-aléatoire correspondant à un compromis entre des niveaux élevés de modularité, de connectivité et de robustesse. Deuxièmement, un réseau empirique (comme celui de la péninsule d’Eyre) est comparé au réseau archétypique par le biais d’une mesure de distance structurelle. Plus la distance est courte, et plus le réseau empirique est proche de sa configuration optimale. La cinquième et dernier chapitre est une amélioration de l’algorithme de recuit simulé utilisé dans le chapitre 4. Comme il est d’usage pour ce genre d’algorithmes, le recuit simulé utilisé projetait les dimensions du problème multiobjectif dans une seule dimension (sous la forme d’une moyenne pondérée). Si cette technique donne de très bons résultats ponctuellement, elle n’autorise la production que d’une seule solution parmi la multitude de compromis possibles entre les différents objectifs. Afin de mieux explorer ces compromis, nous proposons un algorithme de recuit simulé multiobjectifs qui, plutôt que d’optimiser une seule solution, optimise une surface multidimensionnelle de solutions. Cette étude, qui se concentre sur la partie sociale des systèmes socio-écologiques, améliore notre compréhension des structures actorielles qui contribuent à la résilience des SSÉ. Elle montre que si certaines caractéristiques profitables à la résilience sont incompatibles (modularité et connectivité, ou — dans une moindre mesure — connectivité et robustesse), d’autres sont plus facilement conciliables (connectivité et synchronisabilité, ou — dans une moindre mesure — modularité et robustesse). Elle fournit également une méthode intuitive pour mesurer quantitativement des réseaux d’acteurs empiriques, et ouvre ainsi la voie vers, par exemple, des comparaisons d’études de cas, ou des suivis — dans le temps — de réseaux d’acteurs. De plus, cette thèse inclut une étude de cas qui fait la lumière sur l’importance de certains groupes institutionnels pour la coordination des collaborations et des échanges de connaissances entre des acteurs aux intérêts potentiellement divergents.

Alienated Selfhood and Heroism: A Poststructuralist Reading of John le Carré’s Spy Fiction Novels

John le Carré’s novels “The Spy Who Came in From the Cold” (1963), “Tinker, Tailor, Soldier, Spy” (1974), and “The Tailor of Panama” (1997), focus on how the main characters reflect the somber reality of working in the British intelligence service. Through a broad post-structuralist analysis, I will identify the dichotomies - good/evil in “The Spy Who Came in From the Cold,” past/future in “Tinker, Tailor, Soldier, Spy,” and institution/individual in “The Tailor of Panama” - that frame the role of the protagonists. Each character is defined by his ambiguity and swinging moral compass, transforming him into a hybrid creation of morality and adaptability during transitional time periods in history, mainly during the Cold War. Le Carré’s novels reject the notion of spies standing above a group being celebrated. Instead, he portrays spies as characters who trade off individualism and social belonging for a false sense of heroism, loneliness, and even death.

Essays in dynamic optimal taxation: working experience, unemployment scarring and poverty

This thesis investigates the design of optimal tax systems in dynamic environments. The first essay characterizes the optimal tax system where wages depend on stochastic shocks and work experience. In addition to redistributive and efficiency motives, the taxation of inexperienced workers depends on a second-best requirement that encourages work experience, a social insurance motive and incentive effects. Calibrations using U.S. data yield higher expected optimal marginal income tax rates for experienced workers for most of the inexperienced workers. They confirm that the average marginal income tax rate increases (decreases) with age when shocks and work experience are substitutes (complements). Finally, more variability in experienced workers' earnings prospects leads to increasing tax rates since income taxation acts as a social insurance mechanism. In the second essay, the properties of an optimal tax system are investigated in a dynamic private information economy where labor market frictions create unemployment that destroys workers' human capital. A two-skill type model is considered where wages and employment are endogenous. I find that the optimal tax system distorts the first-period wages of all workers below their efficient levels which leads to more employment. The standard no-distortion-at-the-top result no longer holds due to the combination of private information and the destruction of human capital. I show this result analytically under the Maximin social welfare function and confirm it numerically for a general social welfare function. I also investigate the use of a training program and job creation subsidies. The final essay analyzes the optimal linear tax system when there is a population of individuals whose perceptions of savings are linked to their disposable income and their family background through family cultural transmission. Aside from the standard equity/efficiency trade-off, taxes account for the endogeneity of perceptions through two channels. First, taxing labor decreases income, which decreases the perception of savings through time. Second, taxation on savings corrects for the misperceptions of workers and thus savings and labor decisions. Numerical simulations confirm that behavioral issues push labor income taxes upward to finance saving subsidies. Government transfers to individuals are also decreased to finance those same subsidies.

European route choice determinants

Different charging zones are found within European airspace. This allows airlines to select different routes between origin and destination that have different lengths and en-route charges. There is a trade- off between the shortest available route and other routes that might have different charges. This paper analyses the routes submitted by airlines to be operated on a given day and compares the associated costs of operating those routes with the shortest available at the time, in terms of en-route charges and fuel consumption. The flights are characterised by different variables with the idea of identifying a behaviour or pattern based on the airline or flight characteristics. Results show that in some areas of the European airspace there might be an incentive to select a longer route, leading to both a lower charge and a lower total cost. However, more variables need to be considered and other techniques used, such as factor analysis, to be able to identify the behaviour within an airline category.

Essays on optimal fiscal and monetary policies

Cette thèse se compose de trois articles sur les politiques budgétaires et monétaires optimales. Dans le premier article, J'étudie la détermination conjointe de la politique budgétaire et monétaire optimale dans un cadre néo-keynésien avec les marchés du travail frictionnels, de la monnaie et avec distortion des taux d'imposition du revenu du travail. Dans le premier article, je trouve que lorsque le pouvoir de négociation des travailleurs est faible, la politique Ramsey-optimale appelle à un taux optimal d'inflation annuel significativement plus élevé, au-delà de 9.5%, qui est aussi très volatile, au-delà de 7.4%. Le gouvernement Ramsey utilise l'inflation pour induire des fluctuations efficaces dans les marchés du travail, malgré le fait que l'évolution des prix est coûteuse et malgré la présence de la fiscalité du travail variant dans le temps. Les résultats quantitatifs montrent clairement que le planificateur s'appuie plus fortement sur l'inflation, pas sur l'impôts, pour lisser les distorsions dans l'économie au cours du cycle économique. En effet, il ya un compromis tout à fait clair entre le taux optimal de l'inflation et sa volatilité et le taux d'impôt sur le revenu optimal et sa variabilité. Le plus faible est le degré de rigidité des prix, le plus élevé sont le taux d'inflation optimal et la volatilité de l'inflation et le plus faible sont le taux d'impôt optimal sur le revenu et la volatilité de l'impôt sur le revenu. Pour dix fois plus petit degré de rigidité des prix, le taux d'inflation optimal et sa volatilité augmentent remarquablement, plus de 58% et 10%, respectivement, et le taux d'impôt optimal sur le revenu et sa volatilité déclinent de façon spectaculaire. Ces résultats sont d'une grande importance étant donné que dans les modèles frictionnels du marché du travail sans politique budgétaire et monnaie, ou dans les Nouveaux cadres keynésien même avec un riche éventail de rigidités réelles et nominales et un minuscule degré de rigidité des prix, la stabilité des prix semble être l'objectif central de la politique monétaire optimale. En l'absence de politique budgétaire et la demande de monnaie, le taux d'inflation optimal tombe très proche de zéro, avec une volatilité environ 97 pour cent moins, compatible avec la littérature. Dans le deuxième article, je montre comment les résultats quantitatifs impliquent que le pouvoir de négociation des travailleurs et les coûts de l'aide sociale de règles monétaires sont liées négativement. Autrement dit, le plus faible est le pouvoir de négociation des travailleurs, le plus grand sont les coûts sociaux des règles de politique monétaire. Toutefois, dans un contraste saisissant par rapport à la littérature, les règles qui régissent à la production et à l'étroitesse du marché du travail entraînent des coûts de bien-être considérablement plus faible que la règle de ciblage de l'inflation. C'est en particulier le cas pour la règle qui répond à l'étroitesse du marché du travail. Les coûts de l'aide sociale aussi baisse remarquablement en augmentant la taille du coefficient de production dans les règles monétaires. Mes résultats indiquent qu'en augmentant le pouvoir de négociation du travailleur au niveau Hosios ou plus, les coûts de l'aide sociale des trois règles monétaires diminuent significativement et la réponse à la production ou à la étroitesse du marché du travail n'entraîne plus une baisse des coûts de bien-être moindre que la règle de ciblage de l'inflation, qui est en ligne avec la littérature existante. Dans le troisième article, je montre d'abord que la règle Friedman dans un modèle monétaire avec une contrainte de type cash-in-advance pour les entreprises n’est pas optimale lorsque le gouvernement pour financer ses dépenses a accès à des taxes à distorsion sur la consommation. Je soutiens donc que, la règle Friedman en présence de ces taxes à distorsion est optimale si nous supposons un modèle avec travaie raw-efficace où seule le travaie raw est soumis à la contrainte de type cash-in-advance et la fonction d'utilité est homothétique dans deux types de main-d'oeuvre et séparable dans la consommation. Lorsque la fonction de production présente des rendements constants à l'échelle, contrairement au modèle des produits de trésorerie de crédit que les prix de ces deux produits sont les mêmes, la règle Friedman est optimal même lorsque les taux de salaire sont différents. Si la fonction de production des rendements d'échelle croissant ou decroissant, pour avoir l'optimalité de la règle Friedman, les taux de salaire doivent être égales.

Essays on Omnichannel Sale

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Integrating functional connectivity and climate change in the design of protected area networks

Le rapide déclin actuel de la biodiversité est inquiétant et les activités humaines en sont la cause directe. De nombreuses aires protégées ont été mises en place pour contrer cette perte de biodiversité. Afin de maximiser leur efficacité, l’amélioration de la connectivité fonctionnelle entre elles est requise. Les changements climatiques perturbent actuellement les conditions environnementales de façon globale. C’est une menace pour la biodiversité qui n’a pas souvent été intégrée lors de la mise en place des aires protégées, jusqu’à récemment. Le mouvement des espèces, et donc la connectivité fonctionnelle du paysage, est impacté par les changements climatiques et des études ont montré qu’améliorer la connectivité fonctionnelle entre les aires protégées aiderait les espèces à faire face aux impacts des changements climatiques. Ma thèse présente une méthode pour concevoir des réseaux d’aires protégées tout en tenant compte des changements climatiques et de la connectivité fonctionnelle. Mon aire d’étude est la région de la Gaspésie au Québec (Canada). La population en voie de disparition de caribou de la Gaspésie-Atlantique (Rangifer tarandus caribou) a été utilisée comme espèce focale pour définir la connectivité fonctionnelle. Cette petite population subit un déclin continu dû à la prédation et la modification de son habitat, et les changements climatiques pourraient devenir une menace supplémentaire. J’ai d’abord construit un modèle individu-centré spatialement explicite pour expliquer et simuler le mouvement du caribou. J’ai utilisé les données VHF éparses de la population de caribou et une stratégie de modélisation patron-orienté pour paramétrer et sélectionner la meilleure hypothèse de mouvement. Mon meilleur modèle a reproduit la plupart des patrons de mouvement définis avec les données observées. Ce modèle fournit une meilleure compréhension des moteurs du mouvement du caribou de la Gaspésie-Atlantique, ainsi qu’une estimation spatiale de son utilisation du paysage dans la région. J’ai conclu que les données éparses étaient suffisantes pour ajuster un modèle individu-centré lorsqu’utilisé avec une modélisation patron-orienté. Ensuite, j’ai estimé l’impact des changements climatiques et de différentes actions de conservation sur le potentiel de mouvement du caribou. J’ai utilisé le modèle individu-centré pour simuler le mouvement du caribou dans des paysages hypothétiques représentant différents scénarios de changements climatiques et d’actions de conservation. Les actions de conservation représentaient la mise en place de nouvelles aires protégées en Gaspésie, comme définies par le scénario proposé par le gouvernement du Québec, ainsi que la restauration de routes secondaires à l’intérieur des aires protégées. Les impacts des changements climatiques sur la végétation, comme définis dans mes scénarios, ont réduit le potentiel de mouvement du caribou. La restauration des routes était capable d’atténuer ces effets négatifs, contrairement à la mise en place des nouvelles aires protégées. Enfin, j’ai présenté une méthode pour concevoir des réseaux d’aires protégées efficaces et j’ai proposé des nouvelles aires protégées à mettre en place en Gaspésie afin de protéger la biodiversité sur le long terme. J’ai créé de nombreux scénarios de réseaux d’aires protégées en étendant le réseau actuel pour protéger 12% du territoire. J’ai calculé la représentativité écologique et deux mesures de connectivité fonctionnelle sur le long terme pour chaque réseau. Les mesures de connectivité fonctionnelle représentaient l’accès général aux aires protégées pour le caribou de la Gaspésie-Atlantique ainsi que son potentiel de mouvement à l’intérieur. J’ai utilisé les estimations de potentiel de mouvement pour la période de temps actuelle ainsi que pour le futur sous différents scénarios de changements climatiques pour représenter la connectivité fonctionnelle sur le long terme. Le réseau d’aires protégées que j’ai proposé était le scénario qui maximisait le compromis entre les trois caractéristiques de réseau calculées. Dans cette thèse, j’ai expliqué et prédit le mouvement du caribou de la Gaspésie-Atlantique sous différentes conditions environnementales, notamment des paysages impactés par les changements climatiques. Ces résultats m’ont aidée à définir un réseau d’aires protégées à mettre en place en Gaspésie pour protéger le caribou au cours du temps. Je crois que cette thèse apporte de nouvelles connaissances sur le comportement de mouvement du caribou de la Gaspésie-Atlantique, ainsi que sur les actions de conservation qui peuvent être prises en Gaspésie afin d’améliorer la protection du caribou et de celle d’autres espèces. Je crois que la méthode présentée peut être applicable à d’autres écosystèmes aux caractéristiques et besoins similaires.

Discrete-event Simulation and Optimization to Improve the Performance of a Healthcare System

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Effects of age and body mass on development of diving capabilities of gray seal pups: costs and benefits of the postweaning fast

Development of adequate diving capabilities is crucial for survival of seal pups and may depend on age and body size. We tracked the diving behavior of 20 gray seal pups during their first 3 mo at sea using satellite relay data loggers. We employed quantile analysis to track upper limits of dive duration and percentage time spent diving, and lower limits of surface intervals. When pups first left the breeding colony, extreme (ninety-fifth percentile) dive duration and percentage time spent diving were positively correlated with age, but not mass, at departure. Extreme dive durations and percentage time spent diving peaked at [Formula: see text] d of age at values comparable with those of adults, but were not sustained. Greater peaks in extreme percentage time spent diving occurred in pups that had higher initial values, were older at their peak, and were heavier at departure. Pups that were smaller and less capable divers when they left the colony improved extreme dive durations and percentage time spent diving more rapidly, once they were at sea. Minimum survival time correlated positively with departure mass. Pups that were heavier at weaning thus benefitted from being both larger and older at departure, but smaller pups faced a trade-off. While age at departure had a positive effect on early dive performance, departure mass impacted on peak percentage time spent diving and longer-term survival. We speculate that once small pups have attained a minimum degree of physiological development to support diving, they would benefit by leaving the colony when younger but larger to maximize limited fuel reserves, rather than undergoing further maturation on land away from potential food resources, because poor divers may be able to "catch up" once at sea.

A assimetria na volatilidade das rendibilidades do preço do crude

Dissertação de Mestrado em Contabilidade e Análise Financeira

The pre-reproductive period in a tropical bird: parental care, dispersal, survival, and avian life histories

The period between offspring birth and recruitment into the breeding population is considered one of the least understood components of animal life histories. Yet, examining this period is essential for studies of parental care, dispersal, demography, and life histories. Studies of the pre-reproductive period are particularly few in tropical regions, where the organization of life histories are predicted to differ compared to northern hemisphere species. For my dissertation I used radio-telemetry, mark-resighting, and field observations to study the pre-reproductive period in a Neotropical bird, the western slaty-antshrike (Thamnophilus atrinucha), in Panama. First, I found that parental care after offspring left the nest (the post-fledging period) was greater than care during the nestling period. Prolonged care resulted in a clear trade-off for parents as they did not nest again until fledglings from the first brood were independent. Parents fed offspring for a prolonged duration during the post-fledging period and higher post-fledging survival was observed compared to many northern hemisphere species. Second, I observed that offspring that remained with parents for longer periods on the natal territory had higher survival both while on the natal territory and after dispersal compared to those dispersing earlier. Parental aggression towards offspring increased with offspring age and offspring dispersed earlier when parents renested. Contrary to other family living species, only a small proportion of antshrike offspring remained on the natal territory until the following year and all dispersed to float. Floating is when juveniles wander within other breeding pairs’ territories. These results suggest that the benefits of delayed dispersal declined with offspring age and with renesting by parents. Third, I observed that survival during the dependent period and first year was greater in slaty antshrikes compared to that of northern hemisphere species. Pre-reproductive survival relative to adult survival was equal or greater than that observed in northern hemisphere species. The date offspring left the nest, mass, and age at dispersal influenced offspring survival, whereas offspring sex and year did not. Relatively high survival during the pre-reproductive period coupled with comparatively low annual productivity clarifies how many tropical species achieve replacement. High juvenile survival appears to obtain from extended post-fledging parental care, delayed dispersal, low costs of dispersal, and a less seasonal environment. Lastly, I experimentally manipulated begging at the nest to examine changes in parental behavior. Under elevated begging, parents increased provisioning rates and reduced the time between arrival to the nest and feeding of nestlings, potentially to reduce begging sounds. Furthermore, parents switched to preferentially feed the closest offspring during the begging treatment. This suggests parents either allowed sibling competition to influence feeding decisions, or feeding the closer nestling increased the efficiency of provisioning. In summary, I found that slaty antshrikes have delayed age at reproduction, higher post-fledging and first year survival, extended post-fledging parental care, equal or greater pre-reproductive survival relative to adult survival, and delayed dispersal compared to many northern hemisphere passerines. These results suggest that this tropical species has a strategy of high investment into few offspring. Furthermore, reproductive effort is equal or greater at least in slaty antshrikes compared to northern hemisphere species, suggesting that the latitudinal gradient in clutch size is not explained by a gradient in reproductive effort.

Cogestion des ressources naturelles : une approche structurale pour quantifier la contribution des réseaux d'acteurs à la résilience des systèmes socio-écologiques

Alors que les activités anthropiques font basculer de nombreux écosystèmes vers des régimes fonctionnels différents, la résilience des systèmes socio-écologiques devient un problème pressant. Des acteurs locaux, impliqués dans une grande diversité de groupes — allant d’initiatives locales et indépendantes à de grandes institutions formelles — peuvent agir sur ces questions en collaborant au développement, à la promotion ou à l’implantation de pratiques plus en accord avec ce que l’environnement peut fournir. De ces collaborations répétées émergent des réseaux complexes, et il a été montré que la topologie de ces réseaux peut améliorer la résilience des systèmes socio-écologiques (SSÉ) auxquels ils participent. La topologie des réseaux d’acteurs favorisant la résilience de leur SSÉ est caractérisée par une combinaison de plusieurs facteurs : la structure doit être modulaire afin d’aider les différents groupes à développer et proposer des solutions à la fois plus innovantes (en réduisant l’homogénéisation du réseau), et plus proches de leurs intérêts propres ; elle doit être bien connectée et facilement synchronisable afin de faciliter les consensus, d’augmenter le capital social, ainsi que la capacité d’apprentissage ; enfin, elle doit être robuste, afin d’éviter que les deux premières caractéristiques ne souffrent du retrait volontaire ou de la mise à l’écart de certains acteurs. Ces caractéristiques, qui sont relativement intuitives à la fois conceptuellement et dans leur application mathématique, sont souvent employées séparément pour analyser les qualités structurales de réseaux d’acteurs empiriques. Cependant, certaines sont, par nature, incompatibles entre elles. Par exemple, le degré de modularité d’un réseau ne peut pas augmenter au même rythme que sa connectivité, et cette dernière ne peut pas être améliorée tout en améliorant sa robustesse. Cet obstacle rend difficile la création d’une mesure globale, car le niveau auquel le réseau des acteurs contribue à améliorer la résilience du SSÉ ne peut pas être la simple addition des caractéristiques citées, mais plutôt le résultat d’un compromis subtil entre celles-ci. Le travail présenté ici a pour objectifs (1), d’explorer les compromis entre ces caractéristiques ; (2) de proposer une mesure du degré auquel un réseau empirique d’acteurs contribue à la résilience de son SSÉ ; et (3) d’analyser un réseau empirique à la lumière, entre autres, de ces qualités structurales. Cette thèse s’articule autour d’une introduction et de quatre chapitres numérotés de 2 à 5. Le chapitre 2 est une revue de la littérature sur la résilience des SSÉ. Il identifie une série de caractéristiques structurales (ainsi que les mesures de réseaux qui leur correspondent) liées à l’amélioration de la résilience dans les SSÉ. Le chapitre 3 est une étude de cas sur la péninsule d’Eyre, une région rurale d’Australie-Méridionale où l’occupation du sol, ainsi que les changements climatiques, contribuent à l’érosion de la biodiversité. Pour cette étude de cas, des travaux de terrain ont été effectués en 2010 et 2011 durant lesquels une série d’entrevues a permis de créer une liste des acteurs de la cogestion de la biodiversité sur la péninsule. Les données collectées ont été utilisées pour le développement d’un questionnaire en ligne permettant de documenter les interactions entre ces acteurs. Ces deux étapes ont permis la reconstitution d’un réseau pondéré et dirigé de 129 acteurs individuels et 1180 relations. Le chapitre 4 décrit une méthodologie pour mesurer le degré auquel un réseau d’acteurs participe à la résilience du SSÉ dans lequel il est inclus. La méthode s’articule en deux étapes : premièrement, un algorithme d’optimisation (recuit simulé) est utilisé pour fabriquer un archétype semi-aléatoire correspondant à un compromis entre des niveaux élevés de modularité, de connectivité et de robustesse. Deuxièmement, un réseau empirique (comme celui de la péninsule d’Eyre) est comparé au réseau archétypique par le biais d’une mesure de distance structurelle. Plus la distance est courte, et plus le réseau empirique est proche de sa configuration optimale. La cinquième et dernier chapitre est une amélioration de l’algorithme de recuit simulé utilisé dans le chapitre 4. Comme il est d’usage pour ce genre d’algorithmes, le recuit simulé utilisé projetait les dimensions du problème multiobjectif dans une seule dimension (sous la forme d’une moyenne pondérée). Si cette technique donne de très bons résultats ponctuellement, elle n’autorise la production que d’une seule solution parmi la multitude de compromis possibles entre les différents objectifs. Afin de mieux explorer ces compromis, nous proposons un algorithme de recuit simulé multiobjectifs qui, plutôt que d’optimiser une seule solution, optimise une surface multidimensionnelle de solutions. Cette étude, qui se concentre sur la partie sociale des systèmes socio-écologiques, améliore notre compréhension des structures actorielles qui contribuent à la résilience des SSÉ. Elle montre que si certaines caractéristiques profitables à la résilience sont incompatibles (modularité et connectivité, ou — dans une moindre mesure — connectivité et robustesse), d’autres sont plus facilement conciliables (connectivité et synchronisabilité, ou — dans une moindre mesure — modularité et robustesse). Elle fournit également une méthode intuitive pour mesurer quantitativement des réseaux d’acteurs empiriques, et ouvre ainsi la voie vers, par exemple, des comparaisons d’études de cas, ou des suivis — dans le temps — de réseaux d’acteurs. De plus, cette thèse inclut une étude de cas qui fait la lumière sur l’importance de certains groupes institutionnels pour la coordination des collaborations et des échanges de connaissances entre des acteurs aux intérêts potentiellement divergents.

The role of oxidative stress as an underlying mechanism in life-history trade-offs

A key aspect underpinning life-history theory is the existence of trade-offs. Trade-offs occur because resources are limited, meaning that individuals cannot invest in all traits simultaneously, leading to costs for traits such as growth and reproduction. Such costs may be the reason for the sub-maximal growth rates that are often observed in nature, though the fitness consequences of these costs would depend on the effects on lifetime reproductive success. Recently, much attention has been given to the physiological mechanism that might underlie these life-history trade-offs, with oxidative stress (OS) playing a key role. OS is characterised by a build-up of oxidative damage to tissues (e.g. protein, lipids and DNA) from attack by reactive species (RS). RS, the majority of which are by-products of metabolism, are usually neutralised by antioxidants, however OS occurs when there is an imbalance between the two. There are two main theories linking OS with growth and reproduction. The first is that traits like growth and reproduction, being metabolically demanding, lead to an increase in RS production. The second involves the diversion of resources away from self-maintenance processes (e.g. the redox system) when individuals are faced with enhanced growth or reproductive expenditure. Previous research investigating trade-offs involving growth or reproduction and self-maintenance has been equivocal. One reason for this could be that associations among redox biomarkers can vary greatly so that the biomarker selected for analysis can influence the conclusion reached about an individual’s oxidative status. Therefore the first aim of my thesis was to explore the strength and pattern of integration of five biomarkers of OS (three antioxidants, one damage and one general oxidation measure) in wild blue tit (Cyanistes caeruleus) adults and nestlings (Chapter 2). In doing so, I established that all five biomarkers should be included in future analyses, thus using this collection of biomarkers I explored my next aims; whether enhanced growth (Chapters 3 and 4) or reproductive effort (Chapter 5) can lead to increased OS levels, if these traits are traded off against self-maintenance. I accomplished these aims using both a meta-analytic and experimental approach, the latter involving manipulation of brood size in wild blue tits in order to experimentally alter growth rate of nestlings and provisioning rate (a proxy for reproductive expenditure) of adults. I also investigated the potential for redox integration to be used as an index of body condition (Chapter 2), allowing predictions about future fitness consequences of changes to oxidative state to be made. A growth – self-maintenance trade off was supported by my meta-analytic results (Chapter 4) which found OS to be a constraint on growth. However, when faced with experimentally enhanced growth, animals were typically not able to adjust this trade-off so that oxidative damage resulted. This might support the idea that energetically expensive growth causes resources to be diverted away from the redox system; however, antioxidants did not show an overall reduction in response to growth in the meta-analysis suggesting that oxidative costs of growth may result from increased RS production due to the greater metabolism needed for enhanced growth. My experimental data (Chapter 3) showed a similar pattern, with raised protein damage levels (protein carbonyls; PCs) in the fastest growing blue tit chicks in a brood, compared with their slower growing sibs. These within-brood differences in OS levels likely resulted from within-brood hierarchies and might have masked any between-brood differences, which were not observed here. Despite evidence for a growth – self-maintenance trade off, my experimental results on blue tits found no support for the hypothesis that self-maintenance is also traded off against reproduction, another energetically demanding trait. There was no link between experimentally altered reproductive expenditure and OS, nor was there a direct correlation between reproductive effort and OS (Chapter 5). However, there are various factors that likely influence whether oxidative costs are observed, including environmental conditions and whether such costs are transient. This emphasises the need for longitudinal studies following the same individuals over multiple years and across a wide range of habitats that differ in quality. This would allow investigation into how key life events interact; it might be that raised OS levels from rapid early growth have the potential to constrain reproduction or that high parental OS levels constrain offspring growth. Any oxidative costs resulting from these life-history trade-offs have the potential to impact on future fitness. Redox integration of certain biomarkers might prove to be a useful tool in making predictions about fitness, as I found in Chapter 2, as well as establishing how the redox system responds, as a whole, to changes to growth and reproduction. Finally, if the tissues measured can tolerate a given level of OS, then the level of oxidative damage might be irrelevant and not impact on future fitness at all.

Intelligent pipeline control - a simulation study in the automotive sector

Automotive producers are aiming to make their order fulfilment processes more flexible. Opening the pipeline of planned products for dynamic allocation to dealers/ customers is a significant step to be more flexible but the behaviour of such Virtual-Build-To-Order systems are complex to predict and their performance varies significantly as product variety levels change. This study investigates the potential for intelligent control of the pipeline feed, taking into account the current status of inventory (level and mix) and of the volume and mix of unsold products in the planning pipeline, as well as the demand profile. Five ‘intelligent’ methods for selecting the next product to be planned into the production pipeline are analysed using a discrete event simulation model and compared to the unintelligent random feed. The methods are tested under two conditions, firstly when customers must be fulfilled with the exact product they request, and secondly when customers trade-off a shorter waiting time for compromise in specification. The two forms of customer behaviour have a substantial impact on the performance of the methods and there are also significant differences between the methods themselves. When the producer has an accurate model of customer demand, methods that attempt to harmonise the mix in the system to the demand distribution are superior.

SEQUENTIAL DECISIONS AND PREDICTIONS IN NATURAL LANGUAGE PROCESSING

Natural language processing has achieved great success in a wide range of ap- plications, producing both commercial language services and open-source language tools. However, most methods take a static or batch approach, assuming that the model has all information it needs and makes a one-time prediction. In this disser- tation, we study dynamic problems where the input comes in a sequence instead of all at once, and the output must be produced while the input is arriving. In these problems, predictions are often made based only on partial information. We see this dynamic setting in many real-time, interactive applications. These problems usually involve a trade-off between the amount of input received (cost) and the quality of the output prediction (accuracy). Therefore, the evaluation considers both objectives (e.g., plotting a Pareto curve). Our goal is to develop a formal understanding of sequential prediction and decision-making problems in natural language processing and to propose efficient solutions. Toward this end, we present meta-algorithms that take an existent batch model and produce a dynamic model to handle sequential inputs and outputs. Webuild our framework upon theories of Markov Decision Process (MDP), which allows learning to trade off competing objectives in a principled way. The main machine learning techniques we use are from imitation learning and reinforcement learning, and we advance current techniques to tackle problems arising in our settings. We evaluate our algorithm on a variety of applications, including dependency parsing, machine translation, and question answering. We show that our approach achieves a better cost-accuracy trade-off than the batch approach and heuristic-based decision- making approaches. We first propose a general framework for cost-sensitive prediction, where dif- ferent parts of the input come at different costs. We formulate a decision-making process that selects pieces of the input sequentially, and the selection is adaptive to each instance. Our approach is evaluated on both standard classification tasks and a structured prediction task (dependency parsing). We show that it achieves similar prediction quality to methods that use all input, while inducing a much smaller cost. Next, we extend the framework to problems where the input is revealed incremen- tally in a fixed order. We study two applications: simultaneous machine translation and quiz bowl (incremental text classification). We discuss challenges in this set- ting and show that adding domain knowledge eases the decision-making problem. A central theme throughout the chapters is an MDP formulation of a challenging problem with sequential input/output and trade-off decisions, accompanied by a learning algorithm that solves the MDP.