Évaluation de l’effet des vagues de bateau sur les conditions hydrauliques près des berges en milieu fluvial

Les vagues de bateau ajoutent une pression supplémentaire sur les berges de rivières et doivent être considérées dans les modèles de prédiction des taux de recul des berges. L’objectif de cette étude est d’examiner le rôle des vagues de bateau sur l’écoulement et le transport en suspension le long des berges en milieu fluvial. Pour atteindre cet objectif, nous utilisons un transect perpendiculaire à la berge de quatre courantomètres électromagnétiques (ECMs) mesurant deux dimensions de l’écoulement et deux turbidimètres (OBSs) placés dos à dos, orientés vers la berge et le large pour mesurer les conditions moyennes et turbulentes de l’écoulement longitudinal et vertical ainsi que les flux de sédiments en suspension provoqués par les vagues. Une chaloupe à moteur de 16 pieds, équipée d’un moteur 40 hp, a été utilisée afin de générer des vagues. Nous avons mesuré l’effet de trois distances à partir de la berge (5, 10, 15 m) et trois vitesses de bateau (5, 15 et 25 km/h) et cinq répliques de chaque combinaison de distance et de vitesse ont été réalisées, totalisant 45 passages. Nous avons caractérisé la variabilité des conditions d’écoulement, de vagues et de transport de sédiments et nous avons réalisé des analyses spectrales afin de séparer les portions oscillatoire et turbulente de l’écoulement généré par les vagues de bateau. L’effet de la distance et de la vitesse du bateau sur le transport de sédiments est non-linéaire et la réponse sédimentaire induite par les passages de bateau montre une variabilité importante entre les répliques et les deux sondes OBS, ce qui suggère un changement morphologique induit par les vagues de bateau. Les corrélations entre les variables d’écoulement et de transport montrent l’importance des relations entre le cisaillement et la puissance de la portion turbulente de l’écoulement avec le transport de sédiments. Cette étude a permis de quantifier les relations entre la dynamique des vagues et les flux de concentrations de sédiments en suspension, ce qui représente une contribution importante au développement de mesures de mitigation dans les environnements fluviaux où les berges sont fragilisées par le trafic plaisancier.

Modélisation des émotions de l’apprenant et interventions implicites pour les systèmes tutoriels intelligents

La modélisation de l’expérience de l’utilisateur dans les Interactions Homme-Machine est un enjeu important pour la conception et le développement des systèmes adaptatifs intelligents. Dans ce contexte, une attention particulière est portée sur les réactions émotionnelles de l’utilisateur, car elles ont une influence capitale sur ses aptitudes cognitives, comme la perception et la prise de décision. La modélisation des émotions est particulièrement pertinente pour les Systèmes Tutoriels Émotionnellement Intelligents (STEI). Ces systèmes cherchent à identifier les émotions de l’apprenant lors des sessions d’apprentissage, et à optimiser son expérience d’interaction en recourant à diverses stratégies d’interventions. Cette thèse vise à améliorer les méthodes de modélisation des émotions et les stratégies émotionnelles utilisées actuellement par les STEI pour agir sur les émotions de l’apprenant. Plus précisément, notre premier objectif a été de proposer une nouvelle méthode pour détecter l’état émotionnel de l’apprenant, en utilisant différentes sources d’informations qui permettent de mesurer les émotions de façon précise, tout en tenant compte des variables individuelles qui peuvent avoir un impact sur la manifestation des émotions. Pour ce faire, nous avons développé une approche multimodale combinant plusieurs mesures physiologiques (activité cérébrale, réactions galvaniques et rythme cardiaque) avec des variables individuelles, pour détecter une émotion très fréquemment observée lors des sessions d’apprentissage, à savoir l’incertitude. Dans un premier lieu, nous avons identifié les indicateurs physiologiques clés qui sont associés à cet état, ainsi que les caractéristiques individuelles qui contribuent à sa manifestation. Puis, nous avons développé des modèles prédictifs permettant de détecter automatiquement cet état à partir des différentes variables analysées, à travers l’entrainement d’algorithmes d’apprentissage machine. Notre deuxième objectif a été de proposer une approche unifiée pour reconnaître simultanément une combinaison de plusieurs émotions, et évaluer explicitement l’impact de ces émotions sur l’expérience d’interaction de l’apprenant. Pour cela, nous avons développé une plateforme hiérarchique, probabiliste et dynamique permettant de suivre les changements émotionnels de l'apprenant au fil du temps, et d’inférer automatiquement la tendance générale qui caractérise son expérience d’interaction à savoir : l’immersion, le blocage ou le décrochage. L’immersion correspond à une expérience optimale : un état dans lequel l'apprenant est complètement concentré et impliqué dans l’activité d’apprentissage. L’état de blocage correspond à une tendance d’interaction non optimale où l'apprenant a de la difficulté à se concentrer. Finalement, le décrochage correspond à un état extrêmement défavorable où l’apprenant n’est plus du tout impliqué dans l’activité d’apprentissage. La plateforme proposée intègre trois modalités de variables diagnostiques permettant d’évaluer l’expérience de l’apprenant à savoir : des variables physiologiques, des variables comportementales, et des mesures de performance, en combinaison avec des variables prédictives qui représentent le contexte courant de l’interaction et les caractéristiques personnelles de l'apprenant. Une étude a été réalisée pour valider notre approche à travers un protocole expérimental permettant de provoquer délibérément les trois tendances ciblées durant l’interaction des apprenants avec différents environnements d’apprentissage. Enfin, notre troisième objectif a été de proposer de nouvelles stratégies pour influencer positivement l’état émotionnel de l’apprenant, sans interrompre la dynamique de la session d’apprentissage. Nous avons à cette fin introduit le concept de stratégies émotionnelles implicites : une nouvelle approche pour agir subtilement sur les émotions de l’apprenant, dans le but d’améliorer son expérience d’apprentissage. Ces stratégies utilisent la perception subliminale, et plus précisément une technique connue sous le nom d’amorçage affectif. Cette technique permet de solliciter inconsciemment les émotions de l’apprenant, à travers la projection d’amorces comportant certaines connotations affectives. Nous avons mis en œuvre une stratégie émotionnelle implicite utilisant une forme particulière d’amorçage affectif à savoir : le conditionnement évaluatif, qui est destiné à améliorer de façon inconsciente l’estime de soi. Une étude expérimentale a été réalisée afin d’évaluer l’impact de cette stratégie sur les réactions émotionnelles et les performances des apprenants.

Une approche fréquentielle pratique pour l'échantillonnage adaptatif en espace image

En synthèse d'images réalistes, l'intensité finale d'un pixel est calculée en estimant une intégrale de rendu multi-dimensionnelle. Une large portion de la recherche menée dans ce domaine cherche à trouver de nouvelles techniques afin de réduire le coût de calcul du rendu tout en préservant la fidelité et l'exactitude des images résultantes. En tentant de réduire les coûts de calcul afin d'approcher le rendu en temps réel, certains effets réalistes complexes sont souvent laissés de côté ou remplacés par des astuces ingénieuses mais mathématiquement incorrectes. Afin d'accélerer le rendu, plusieurs avenues de travail ont soit adressé directement le calcul de pixels individuels en améliorant les routines d'intégration numérique sous-jacentes; ou ont cherché à amortir le coût par région d'image en utilisant des méthodes adaptatives basées sur des modèles prédictifs du transport de la lumière. L'objectif de ce mémoire, et de l'article résultant, est de se baser sur une méthode de ce dernier type[Durand2005], et de faire progresser la recherche dans le domaine du rendu réaliste adaptatif rapide utilisant une analyse du transport de la lumière basée sur la théorie de Fourier afin de guider et prioriser le lancer de rayons. Nous proposons une approche d'échantillonnage et de reconstruction adaptative pour le rendu de scènes animées illuminées par cartes d'environnement, permettant la reconstruction d'effets tels que les ombres et les réflexions de tous les niveaux fréquentiels, tout en préservant la cohérence temporelle.

Écologie et implications trophiques de la cyanobactérie Lyngbya wollei dans le fleuve Saint-Laurent

Les proliférations nuisibles de la cyanobactérie filamenteuse benthique Lyngbya wollei qui forme des tapis déposés sur les sédiments ont augmenté en fréquence au cours des 30 dernières années dans les rivières, lacs et sources de l'Amérique du Nord. Lyngbya wollei produit des neurotoxines et des composés organiques volatils (géosmin, 2-méthylisobornéol) qui ont des répercussions sur la santé publique de même que des impacts d'ordre socioéconomiques. Cette cyanobactérie est considérée comme un habitat et une source de nourriture de piètre qualité pour les invertébrés en raison de sa gaine robuste et de sa production de toxines. Les proliférations de L. wollei ont été observées pour la première fois en 2005 dans le fleuve Saint-Laurent (SLR; Québec, Canada). Nous avons jugé important de déterminer sa distribution sur un tronçon de 250 km afin d'élaborer des modèles prédictifs de sa présence et biomasse en se basant sur les caractéristiques chimiques et physiques de l'eau. Lyngbya wollei était généralement observé en aval de la confluence de petits tributaires qui irriguent des terres agricoles. L’écoulement d’eaux enrichies à travers la végétation submergée se traduisait par une diminution de la concentration d’azote inorganique dissous (DIN), alors que les concentrations de carbone organique dissous (DOC) et de phosphore total dissous (TDP) demeuraient élevées, produisant un faible rapport DIN :TDP. Selon nos modèles, DOC (effet positif), TP (effet négatif) et DIN :TDP (effet négatif) sont les variables les plus importantes pour expliquer la répartition de cette cyanobactérie. La probabilité que L. wollei soit présent dans le SLR a été prédite avec exactitude dans 72 % à 92 % des cas pour un ensemble de données indépendantes. Nous avons ensuite examiné si les conditions hydrodynamiques, c'est-à-dire le courant généré par les vagues et l'écoulement du fleuve, contrôlent les variations spatiales et temporelles de biomasse de L. wollei dans un grand système fluvial. Nous avons mesuré la biomasse de L. wollei ainsi que les variables chimiques, physiques et météorologiques durant trois ans à 10 sites le long d'un gradient d'exposition au courant et au vent dans un grand (148 km2) lac fluvial du SLR. L'exposition aux vagues et la vitesse du courant contrôlaient les variations de biomasses spatiales et temporelles. La biomasse augmentait de mai à novembre et persistait durant l'hiver. Les variations interannuelles étaient contrôlées par l'écoulement de la rivière (niveau d'eau) avec la crue printanière qui délogeait les tapis de l'année précédente. Les baisses du niveau d'eau et l'augmentation de l'intensité des tempêtes anticipées par les scénarios de changements climatiques pourraient accroître la superficie colonisée par L. wollei de même que son accumulation sur les berges. Par la suite, nous avons évalué l'importance relative de L. wollei par rapport aux macrophytes et aux épiphytes. Nous avons examiné l'influence structurante de l'échelle spatiale sur les variables environnementales et la biomasse de ces producteurs primaires (PP) benthiques. Nous avons testé si leur biomasse reflétait la nature des agrégats d'habitat basées sur l'écogéomorphologie ou plutôt le continuum fluvial. Pour répondre à ces deux questions, nous avons utilisé un design à 3 échelles spatiales dans le SLR: 1) le long d'un tronçon de 250 km, 2) entre les lacs fluviaux localisés dans ce tronçon, 3) à l'intérieur de chaque lac fluvial. Les facteurs environnementaux (conductivité et TP) et la structure spatiale expliquent 59% de la variation de biomasse des trois PP benthiques. Spécifiquement, les variations de biomasses étaient le mieux expliquées par la conductivité (+) pour les macrophytes, par le ratio DIN:TDP (+) et le coefficient d'extinction lumineuse (+) pour les épiphytes et par le DOC (+) et le NH4+ (-) pour L. wollei. La structure spatiale à l'intérieur des lacs fluviaux était la plus importante composante spatiale pour tous les PP benthiques, suggérant que les effets locaux tels que l'enrichissement par les tributaire plutôt que les gradients amont-aval déterminent la biomasse de PP benthiques. Donc, la dynamique des agrégats d'habitat représente un cadre général adéquat pour expliquer les variations spatiales et la grande variété de conditions environnementales supportant des organismes aquatiques dans les grands fleuves. Enfin, nous avons étudié le rôle écologique des tapis de L. wollei dans les écosystèmes aquatiques, en particulier comme source de nourriture et refuge pour l'amphipode Gammarus fasciatus. Nous avons offert aux amphipodes un choix entre des tapis de L. wollei et soit des chlorophytes filamenteuses ou un tapis artificiel de laine acrylique lors d'expériences en laboratoire. Nous avons aussi reconstitué la diète in situ des amphipodes à l'aide du mixing model (d13C et δ15N). Gammarus fasciatus choisissait le substrat offrant le meilleur refuge face à la lumière (Acrylique>Lyngbya=Rhizoclonium>Spirogyra). La présence de saxitoxines, la composition élémentaire des tissus et l'abondance des épiphytes n'ont eu aucun effet sur le choix de substrat. Lyngbya wollei et ses épiphytes constituaient 36 et 24 % de l'alimentation in situ de G. fasciatus alors que les chlorophytes, les macrophytes et les épiphytes associées représentaient une fraction moins importante de son alimentation. Les tapis de cyanobactéries benthiques devraient être considérés comme un bon refuge et une source de nourriture pour les petits invertébrés omnivores tels que les amphipodes.

Comparación de la severidad y extensión de la enfermedad coronaria multivaso por Syntax Score en una poblaciòn de las Antillas Holandesas vs controles nacionales

En la Enfermedad Coronaria (EC) existen factores genéticos, socioculturales, medioambientales y raciales adicionales a los factores de riesgo cardiovascular mayores que podrían influir en su presentación. Se desconoce el impacto de la raza en la severidad de la enfermedad coronaria en los pacientes extranjeros que son enviados a nuestro Servicio. Objetivos: Comparar la severidad de la EC multivaso en una población de pacientes de las Antillas y Nacionales, pareados por la escala Framingham. Metodología: Realizamos un estudio de corte transversal, comparando pacientes colombianos contra pacientes provenientes de las Antillas holandesas con similares factores de riesgo según escala de Framingham, catalogándolos por grupos de riesgo bajo, intermedio, alto y muy alto. Todos con EC severa multivaso documentada por angiografía coronaria desde enero del 2009 hasta Junio de 2011. Se excluyeron pacientes con antecedentes de intervención percutánea o quirúrgica previa. Resultados: Ingresaron 115 pacientes internacionales y 115 pacientes nacionales. La relación hombres/mujeres 3:1. La proporción de grupos de riesgo fue de bajo riesgo 2.5%, intermedio 15%, alto 19.3%, y muy alto 63.4%. El Syntax Score en pacientes nacionales fue 14.3+/-7.4 y en internacionales 22.2+/-10.5 p: 0.002. Conclusiones: En pacientes provenientes de las Antillas Holandesas, valorados en nuestra institución, se observó una mayor severidad de la enfermedad coronaria comparada con una población nacional con factores de riesgo similares. Estos hallazgos sugieren la influencia de la raza y factores genéticos en la severidad y extensión de la EC

Predicting sense of community and participation by applying machine learning to open government data

Community capacity is used to monitor socio-economic development. It is composed of a number of dimensions, which can be measured to understand the possible issues in the implementation of a policy or the outcome of a project targeting a community. Measuring community capacity dimensions is usually expensive and time consuming, requiring locally organised surveys. Therefore, we investigate a technique to estimate them by applying the Random Forests algorithm on secondary open government data. This research focuses on the prediction of measures for two dimensions: sense of community and participation. The most important variables for this prediction were determined. The variables included in the datasets used to train the predictive models complied with two criteria: nationwide availability; sufficiently fine-grained geographic breakdown, i.e. neighbourhood level. The models explained 77% of the sense of community measures and 63% of participation. Due to the low geographic detail of the outcome measures available, further research is required to apply the predictive models to a neighbourhood level. The variables that were found to be more determinant for prediction were only partially in agreement with the factors that, according to the social science literature consulted, are the most influential for sense of community and participation. This finding should be further investigated from a social science perspective, in order to be understood in depth.

Análisis predictivo de los eventos adversos relacionados con los indicadores de eficiencia hospitalaria de una IPS de Bogotá

En este estudio se realizó un análisis predictivo de la aparición de eventos adversos de los pacientes de una IPS de Bogotá, Mederi Hospital Universitario de Barrios Unidos (HUBU) durante el año 2013; relacionados con los indicadores de eficiencia hospitalaria (Porcentaje de ocupación hospitalaria, número de egresos hospitalarios, promedio de estancia hospitalaria, número de egresos de urgencias, promedio de estancia en urgencias). Los datos fueron exportados a una matriz de análisis de las variables cualitativas; fueron presentadas con frecuencias absolutas y relativas, las variables cuantitativas (edad, tiempos de estancia) fueron presentadas con media, desviaciones estándar. Se agruparon los datos de eventos adversos y de eficiencia hospitalaria en una nueva matriz que permitiera el análisis predictivo la nueva matriz fue exportada al software de modelación estadístico Eviews 6.5; se especificaron modelos predictivos multivariados para la variable número de eventos adversos, respecto de los indicadores de eficiencia hospitalaria y se estimaron las probabilidades de ocurrencia, análisis de correlación y multicolinealidad; los resultados se presentaron en tablas de estimación para cada modelo, se restringieron los eventos adversos prevenibles y no prevenibles información obtenida a través de un sistema de información que registra los factores relacionados con la ocurrencia de eventos adversos en salud, a través del sistema de reporte de eventos en salud, reporte en las historias clínicas, reporte individual, reporte por servicio, análisis de datos y estudios de caso, de la misma forma fueron extraídos los datos de eficiencia hospitalaria para el mismo periodo. El análisis y gestión de eventos adversos pretende establecer estrategias de mejoramiento continuo y análisis de resultados frente a los indicadores de eficiencia que permitan intervención de los factores de riesgo operativo de los servicios del Hospital Universitario de Barrios Unidos (HUBU), relacionados con eventos adversos en la atención de los pacientes en especial se debe enfocar en la gestión de los egresos de pacientes de acuerdo a los resultados obtenidos con el fin de alinearse y fortalecer las políticas de seguridad del paciente para brindar una atención integral con calidad y eficiencia, disminuyendo las quejas en la atención, las glosas, los riesgos jurídicos, de acuerdo al modelo predictivo estudiado.

Estudi d'aspectes biològics de la formiga argentina (Linepithema humile, Mayr) encarat al control de la plaga en ecosistemes naturals

La present tesi intenta obtenir noves dades referents a la biologia i ecologia de la formiga argentina que poden arribar a ser cabdals per al disseny o millora de noves metodologies de control de l'expansió de la plaga en ecosistemes naturals. Així doncs, l'estudi de l'activitat de cerca d'aliment i del seu espectre dietari en ecosistemes naturals, juntament amb el de les fluctuacions estacionals de la densitat de reines en nius naturals, obre les portes a la millora de mètodes de control de la plaga mitjançant esquers tòxics d'efecte retardat i a l'aplicació de noves metodologies de control sense l'ús d'agents químics basats en l'eliminació massiva de reines. La tesi també aporta noves dades sobre la fisiologia reproductiva de l'espècie en relació a la temperatura, la qual cosa permet la integració de l'aspecte fisiològic en models de predicció del rang potencial d'establiment de la plaga en ecosistemes naturals, aspecte fins ara pràcticament oblidat en aquest tipus de models predictius.

Improvement of strategies for the management of fire blight (Erwinia amylovora). Evaluation and optimization of physical and chemical control methods, and use of decision support systems

El foc bacterià és una malaltia que afecta a plantes de la família de la rosàcies, causada pel bacteri Erwinia amylovora. El seu rang d'hostes inclou arbres fruiters, com la perera, la pomera o el codonyer, i plantes ornamentals de gran interès comercial i econòmic. Actualment, la malaltia s'ha dispersat i es troba àmpliament distribuïda en totes les zones de clima temperat del món. A Espanya, on la malaltia no és endèmica, el foc bacterià es va detectar per primer cop al 1995 al nord del país (Euskadi) i posteriorment, han aparegut varis focus en altres localitzacions, que han estat convenientment eradicats. El control del foc bacterià, és molt poc efectiu en plantes afectades per la malaltia, de manera que es basa en mesures encaminades a evitar la dispersió del patogen, i la introducció de la malaltia en regions no endèmiques. En aquest treball, la termoteràpia ha estat avaluada com a mètode d'eradicació d'E. amylovora de material vegetal de propagació asimptomàtic. S'ha demostrat que la termoteràpia és un mètode viable d'eradicar E. amylovora de material de propagació. Gairebé totes les espècies i varietats de rosàcies mantingudes en condicions d'humitat sobrevivien 7 hores a 45 ºC i més de 3 hores a 50 ºC, mentre que més d'1 hora d'exposició a 50 ºC amb calor seca produïa danys en el material vegetal i reduïa la brotació. Tractaments de 60 min a 45 ºC o 30 min a 50 ºC van ser suficients per reduir la població epífita d'E. amylovora a nivells no detectables (5 x 102 ufc g-1 p.f.) en branques de perera. Els derivats dels fosfonats i el benzotiadiazol són efectius en el control del foc bacterià en perera i pomera, tant en condicions de laboratori, com d'hivernacle i camp. Els inductors de defensa de les plantes redueixen els nivells de malaltia fins al 40-60%. Els intervals de temps mínims per aconseguir el millor control de la malaltia van ser 5 dies pel fosetil-Al, i 7 dies per l'etefon i el benzotiadiazol, i les dosis òptimes pel fosetil-Al i el benzotiadiazol van ser 3.72 g HPO32- L-1 i 150 mg i.a. L-1, respectivament. Es millora l'eficàcia del fosetil-Al i del benzotiadiazol en el control del foc bacterià, quan es combinen amb els antibiòtics a la meitat de la dosi d'aquests últims. Tot i que l'estratègia de barrejar productes és més pràctica i fàcil de dur a terme a camp, que l'estratègia de combinar productes, el millor nivell de control de la malaltia s'aconsegueix amb l'estratègia de combinar productes. Es va analitzar a nivell histològic i ultrastructural l'efecte del benzotiadiazol i dels fosfonats en la interacció Erwinia amylovora-perera. Ni el benzotiadiazol, ni el fosetil-Al, ni l'etefon van induir canvis estructurals en els teixits de perera 7 dies després de la seva aplicació. No obstant, després de la inoculació d'E. amylovora es va observar en plantes tractades amb fosetil-Al i etefon una desorganització estructural cel·lular, mentre que en les plantes tractades amb benzotiadiazol aquestes alteracions tissulars van ser retardades. S'han avaluat dos models (Maryblyt, Cougarblight) en un camp a Espanya afectat per la malaltia, per determinar la precisió de les prediccions. Es van utilitzar dos models per elaborar el mapa de risc, el BRS-Powell combinat i el BIS95 modificat. Els resultats van mostrar dos zones amb elevat i baix risc de la malaltia. Maryblyt i Cougarblight són dos models de fàcil ús, tot i que la seva implementació en programes de maneig de la malaltia requereix que siguin avaluats i validats per un període de temps més llarg i en àrees on la malaltia hi estigui present.

Prognozowanie stężeń pyłku leszczyny, olszy i brzozy w powietrzu atmosferycznym na obszarze Polski

Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych: Instytut Geoekologii i Geoinformacji

Plant uptake of non-ionic organic chemicals

Plant uptake of organic chemicals is an important process when considering the risks associated with land contamination, the role of vegetation in the global cycling of persistent organic pollutants, and the potential for industrial discharges to contaminate the food chain. There have been some significant advances in our understanding of the processes of plant uptake of organic chemicals in recent years; most notably there is now a better understanding of the air to plant transfer pathway, which may be significant for a number of industrial chemicals. This review identifies the key processes involved in the plant uptake of organic chemicals including those for which there is currently little information, e.g., plant lipid content and plant metabolism. One of the principal findings is that although a number of predictive models exist using established relationships, these require further validation if they are to be considered sufficiently robust for the purposes of contaminated land risk assessment or for prediction of the global cycling of persistent organic pollutants. Finally, a number of processes are identified which should be the focus of future research

The income requirements of marine protected areas

Given the growing impact of human activities on the sea, managers are increasingly turning to marine protected areas (MPAs) to protect marine habitats and species. Many MPAs have been unsuccessful, however, and lack of income has been identified as a primary reason for failure. In this study, data from a global survey of 79 MPAs in 36 countries were analysed and attempts made to construct predictive models to determine the income requirements of any given MPA. Statistical tests were used to uncover possible patterns and relationships in the data, with two basic approaches. In the first of these, an attempt was made to build an explanatory "bottom-up" model of the cost structures that might be required to pursue various management activities. This proved difficult in practice owing to the very broad range of applicable data, spanning many orders of magnitude. In the second approach, a "top-down" regression model was constructed using logarithms of the base data, in order to address the breadth of the data ranges. This approach suggested that MPA size and visitor numbers together explained 46% of the minimum income requirements (P < 0.001), with area being the slightly more influential factor. The significance of area to income requirements was of little surprise, given its profile in the literature. However, the relationship between visitors and income requirements might go some way to explaining why northern hemisphere MPAs with apparently high incomes still claim to be under-funded. The relationship between running costs and visitor numbers has important implications not only in determining a realistic level of funding for MPAs, but also in assessing from where funding might be obtained. Since a substantial proportion of the income of many MPAs appears to be utilized for amenity purposes, a case may be made for funds to be provided from the typically better resourced government social and educational budgets as well as environmental budgets. Similarly visitor fees, already an important source of funding for some MPAs, might have a broader role to play in how MPAs are financed in the future. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Climate change and coastal waterbird populations – past declines and future impacts

Considerable attention has been given to the impact of climate change on avian populations over the last decade. In this paper we examine two issues with respect to coastal bird populations in the UK: (1) is there any evidence that current populations are declining due to climate change, and (2) how might we predict the response of populations in the future? We review the cause of population decline in two species associated with saltmarsh habitats. The abundance of Common Redshank Tringa totanus breeding on saltmarsh declined by about 23% between the mid-1980s and mid-1990s, but the decline appears to have been caused by an increase in grazing pressure. The number of Twite Carduelis flavirostris wintering on the coast of East Anglia has declined dramatically over recent decades; there is evidence linking this decline with habitat loss but a causal role for climate change is unclear. These examples illustrate that climate change could be having population-level impacts now, but also show that it is dangerous to become too narrowly focused on single issues affecting coastal birds. Making predictions about how populations might respond to future climate change depends on an adequate understanding of important ecological processes at an appropriate spatial scale. We illustrate this with recent work conducted on the Icelandic population of Black-tailed Godwits Limosa limosa islandica that shows large-scale regulatory processes. Most predictive models to date have focused on local populations (single estuary or a group of neighbouring estuaries). We discuss the role such models might play in risk assessment, and the need for them to be linked to larger-scale ecological processes. We argue that future work needs to focus on spatial scale issues and on linking physical models of coastal environments with important ecological processes.

The effects of spatial and temporal heterogeneity on the population dynamics of four animal species in a Danish landscape

Background: Variation in carrying capacity and population return rates is generally ignored in traditional studies of population dynamics. Variation is hard to study in the field because of difficulties controlling the environment in order to obtain statistical replicates, and because of the scale and expense of experimenting on populations. There may also be ethical issues. To circumvent these problems we used detailed simulations of the simultaneous behaviours of interacting animals in an accurate facsimile of a real Danish landscape. The models incorporate as much as possible of the behaviour and ecology of skylarks Alauda arvensis, voles Microtus agrestis, a ground beetle Bembidion lampros and a linyphiid spider Erigone atra. This allows us to quantify and evaluate the importance of spatial and temporal heterogeneity on the population dynamics of the four species. Results: Both spatial and temporal heterogeneity affected the relationship between population growth rate and population density in all four species. Spatial heterogeneity accounted for 23–30% of the variance in population growth rate after accounting for the effects of density, reflecting big differences in local carrying capacity associated with the landscape features important to individual species. Temporal heterogeneity accounted for 3–13% of the variance in vole, skylark and spider, but 43% in beetles. The associated temporal variation in carrying capacity would be problematic in traditional analyses of density dependence. Return rates were less than one in all species and essentially invariant in skylarks, spiders and beetles. Return rates varied over the landscape in voles, being slower where there were larger fluctuations in local population sizes. Conclusion: Our analyses estimated the traditional parameters of carrying capacities and return rates, but these are now seen as varying continuously over the landscape depending on habitat quality and the mechanisms of density dependence. The importance of our results lies in our demonstration that the effects of spatial and temporal heterogeneity must be accounted for if we are to have accurate predictive models for use in management and conservation. This is an area which until now has lacked an adequate theoretical framework and methodology.

Climate change and coastal waterbird populations - past declines and future impacts

Considerable attention has been given to the impact of climate change on avian populations over the last decade. In this paper we examine two issues with respect to coastal bird populations in the UK: (1) is there any evidence that current populations are declining due to climate change, and (2) how might we predict the response of populations in the future? We review the cause of population decline in two species associated with saltmarsh habitats. The abundance of Common Redshank Tringa totanus breeding on saltmarsh declined by about 23% between the mid-1980s and mid-1990s, but the decline appears to have been caused by an increase in grazing pressure. The number of Twite Carduelis flavirostris wintering on the coast of East Anglia has declined dramatically over recent decades; there is evidence linking this decline with habitat loss but a causal role for climate change is unclear. These examples illustrate that climate change could be having population-level impacts now, but also show that it is dangerous to become too narrowly focused on single issues affecting coastal birds. Making predictions about how populations might respond to future climate change depends on an adequate understanding of important ecological processes at an appropriate spatial scale. We illustrate this with recent work conducted on the Icelandic population of Black-tailed Godwits Limosa limosa islandica that shows large-scale regulatory processes. Most predictive models to date have focused on local populations (single estuary or a group of neighbouring estuaries). We discuss the role such models might play in risk assessment, and the need for them to be linked to larger-scale ecological processes. We argue that future work needs to focus on spatial scale issues and on linking physical models of coastal environments with important ecological processes.