Impacts of invasive browsers on demographic rates and forest structure in New Zealand

Background/Question/Methods

Assessing the large scale impact of deer populations on forest structure and composition is important because of their increasing abundance in many temperate forests. Deer are invasive animals and sometimes thought to be responsible for immense damage to New Zealand’s forests. We report demographic changes taking place among 40 widespread indigenous tree species over 20 years, following a period of record deer numbers in the 1950s and a period of extensive hunting and depletion of deer populations during the 1960s and 1970s.

Results/Conclusions

Across a network of 578 plots there was an overall 13% reduction in sapling density of our study species with most remaining constant and a few declining dramatically. The effect of suppressed recruitment when deer populations were high was evident in the small tree size class (30 – 80 mm dbh). Stem density decreased by 15% and species with the greatest annual decreases in small tree density were those which have the highest rates of sapling recovery in exclosures indicating that deer were responsible. Densities of large canopy trees have remained relatively stable. There were imbalances between mortality and recruitment rates for 23 of the 40 species, 7 increasing and 16 in decline. These changes were again linked with sapling recovery in exclosures; species which recovered most rapidly following deer exclusion had the greatest net recruitment deficit across the wider landscape, indicating recruitment suppression by deer as opposed to mortality induced by disturbance and other herbivores. Species are not declining uniformly across all populations and no species are in decline across their entire range. Therefore we predict that with continued deer presence some forests will undergo compositional changes but that none of the species tested will become nationally extinct.

Impacts of invasive browsers on demographic rates and forest structure in New Zealand. Available from: http://www.researchgate.net/publication/267285500_Impacts_of_invasive_browsers_on_demographic_rates_and_forest_structure_in_New_Zealand [accessed Oct 9, 2015].

The welfare implications of large litter size in the domestic pig I:Biologica factors

Increasing litter size has long been a goal of pig breeders and producers, and may have implications for pig (Sus scrofa domesticus) welfare. This paper reviews the scientific evidence on biological factors affecting sow and piglet welfare in relation to large litter size. It is concluded that, in a number of ways, large litter size is a risk factor for decreased animal welfare in pig production. Increased litter size is associated with increased piglet mortality, which is likely to be associated with significant negative animal welfare impacts. In surviving piglets, many of the causes of mortality can also occur in non-lethal forms that cause suffering. Intense teat competition may increase the likelihood that some piglets do not gain adequate access to milk, causing starvation in the short term and possibly long-term detriments to health. Also, increased litter size leads to more piglets with low birth weight which is associated with a variety of negative long-term effects. Finally, increased production pressure placed on sows bearing large litters may produce health and welfare concerns for the sow. However, possible biological approaches to mitigating health and welfare issues associated with large litters are being implemented. An important mitigation strategy is genetic selection encompassing traits that promote piglet survival, vitality and growth. Sow nutrition and the minimisation of stress during gestation could also contribute to improving outcomes in terms of piglet welfare. Awareness of the possible negative welfare consequences of large litter size in pigs should lead to further active measures being taken to mitigate the mentioned effects. © 2013 Universities Federation for Animal Welfare.

Wind energy resource modelling in Portugal and its future large-scale alteration due to anthropogenic induced climate changes

The high dependence of Portugal from foreign energy sources (mainly fossil fuels), together with the international commitments assumed by Portugal and the national strategy in terms of energy policy, as well as resources sustainability and climate change issues, inevitably force Portugal to invest in its energetic self-sufficiency. The 20/20/20 Strategy defined by the European Union defines that in 2020 60% of the total electricity consumption must come from renewable energy sources. Wind energy is currently a major source of electricity generation in Portugal, producing about 23% of the national total electricity consumption in 2013. The National Energy Strategy 2020 (ENE2020), which aims to ensure the national compliance of the European Strategy 20/20/20, states that about half of this 60% target will be provided by wind energy. This work aims to implement and optimise a numerical weather prediction model in the simulation and modelling of the wind energy resource in Portugal, both in offshore and onshore areas. The numerical model optimisation consisted in the determination of which initial and boundary conditions and planetary boundary layer physical parameterizations options provide wind power flux (or energy density), wind speed and direction simulations closest to in situ measured wind data. Specifically for offshore areas, it is also intended to evaluate if the numerical model, once optimised, is able to produce power flux, wind speed and direction simulations more consistent with in situ measured data than wind measurements collected by satellites. This work also aims to study and analyse possible impacts that anthropogenic climate changes may have on the future wind energetic resource in Europe. The results show that the ECMWF reanalysis ERA-Interim are those that, among all the forcing databases currently available to drive numerical weather prediction models, allow wind power flux, wind speed and direction simulations more consistent with in situ wind measurements. It was also found that the Pleim-Xiu and ACM2 planetary boundary layer parameterizations are the ones that showed the best performance in terms of wind power flux, wind speed and direction simulations. This model optimisation allowed a significant reduction of the wind power flux, wind speed and direction simulations errors and, specifically for offshore areas, wind power flux, wind speed and direction simulations more consistent with in situ wind measurements than data obtained from satellites, which is a very valuable and interesting achievement. This work also revealed that future anthropogenic climate changes can negatively impact future European wind energy resource, due to tendencies towards a reduction in future wind speeds especially by the end of the current century and under stronger radiative forcing conditions.

Environmental impacts on soil and groundwater at airports: origin, contaminants of concern and environmental risks

Environmental impacts of airports are similar to those of many industries, though their operations expand over a very large area. Most international impact assessment studies and environmental management programmes have been giving less focus on the impacts to soil and groundwater than desirable. This may be the result of the large attention given to air and noise pollution, relegating other environmental descriptors to a second role, even when the first are comparatively less relevant. One reason that contributes to such ‘‘biased’’ evaluation is the lack of systematic information about impacts to soil and groundwater from airport activities, something the present study intends to help correct. Results presented here include the review of over seven hundred documents and online databases, with the objective of obtaining the following information to support environmental studies: (i) which operations are responsible for chemical releases?; (ii) where are these releases located?; (iii) which contaminants of concern are released?; (iv) what are the associated environmental risks? Results showed that the main impacts occur as a result of fuel storage, stormwater runoff and drainage systems, fuel hydrant systems, fuel transport and refuelling, atmospheric deposition, rescue and fire fighting training areas, winter operations, electrical substations, storage of chemical products by airport owners or tenants, and maintenance of green areas. A new method for ranking environmental risks of organic substances, based on chemical properties, is proposed and applied. Results show that the contaminants with the highest risks are the perfluorochemicals, benzene, trichloroethylene and CCl4.

Impacts of climate variability and extremes on carbon uptake by land ecosystems

Tese de doutoramento, Ciências Geofísicas e da Geoinformação (Deteção Remota), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015

Investigating the rates and impacts of near misses and related incidents among UK cyclists

The paper investigates the occurrence of non-injury incidents among cyclists in the UK, seeking to (i) generate a rate that can be compared with injury rates, (ii) analyse factors affecting incident rates, and (iii) analyse factors affecting the impact of incidents on cyclists. We collected data on non-injury cycling ‘incidents’ (near misses and other frightening and/or annoying incidents) from 1692 online diaries of cycle trip stages1 and incidents, participants having signed up in advance for a specific day. Following data cleaning and coding, a dataset was created covering 1532 diary days and 3994 records of incidents occurring within the UK. Incident rates were calculated and compared to injury risks for cyclists. Cross-tabulation and regression were used to identify factors affecting incident rates and the effect an incident has on the cyclist. Frightening or annoying non-injury incidents, unlike slight injuries, are an everyday experience for most people cycling in the UK. For regular cyclists ‘very scary’ incidents (rated as 3 on a 0–3 scale) are on average a weekly experience, with deliberate aggression experienced monthly. Per mile, non-injury incidents were more frequent for people making shorter and slower trips. People aged over 55 were at lower risk, as were those cycling at the weekend and outside the morning peak. Incidents that involved motor vehicles, especially those involving larger vehicles, were more frightening than those that did not. Near miss and other non-injury incidents are widespread in the UK and may have a substantial impact on cycling experience and uptake. Policy and research should initially target the most frightening types of incident, such as very close passes and incidents involving large vehicles. Further attention needs to be paid to the experiences of groups under-represented among cyclists, such as women making shorter trips.

Heuristics for the Critical Node Detection Problem in Large Complex Networks

Complex networks have recently attracted a significant amount of research attention due to their ability to model real world phenomena. One important problem often encountered is to limit diffusive processes spread over the network, for example mitigating pandemic disease or computer virus spread. A number of problem formulations have been proposed that aim to solve such problems based on desired network characteristics, such as maintaining the largest network component after node removal. The recently formulated critical node detection problem aims to remove a small subset of vertices from the network such that the residual network has minimum pairwise connectivity. Unfortunately, the problem is NP-hard and also the number of constraints is cubic in number of vertices, making very large scale problems impossible to solve with traditional mathematical programming techniques. Even many approximation algorithm strategies such as dynamic programming, evolutionary algorithms, etc. all are unusable for networks that contain thousands to millions of vertices. A computationally efficient and simple approach is required in such circumstances, but none currently exist. In this thesis, such an algorithm is proposed. The methodology is based on a depth-first search traversal of the network, and a specially designed ranking function that considers information local to each vertex. Due to the variety of network structures, a number of characteristics must be taken into consideration and combined into a single rank that measures the utility of removing each vertex. Since removing a vertex in sequential fashion impacts the network structure, an efficient post-processing algorithm is also proposed to quickly re-rank vertices. Experiments on a range of common complex network models with varying number of vertices are considered, in addition to real world networks. The proposed algorithm, DFSH, is shown to be highly competitive and often outperforms existing strategies such as Google PageRank for minimizing pairwise connectivity.

Impacts potentiels d’un changement climatique sur le pergélisol dans le nord canadien

Les fichiers video (d'animation) sont dans un format Windows Media (.wmv)

Les impacts de la satisfaction envers les régimes de rémunération variable sur l’engagement organisationnel des travailleurs

Ce mémoire a pour objectif de comprendre l’impact de la satisfaction envers les régimes de rémunération variable sur l’engagement organisationnel des travailleurs. Pour étudier cette question, nous avons utilisé trois hypothèses basées sur la théorie des attentes ainsi que sur la théorie de l’agence. La première hypothèse stipule que la satisfaction envers les régimes de bonis fait augmenter le niveau d’engagement organisationnel des travailleurs. La deuxième hypothèse est que la satisfaction envers les régimes de partage des bénéfices fait augmenter le niveau d’engagement organisationnel des travailleurs. La troisième hypothèse stipule que la satisfaction envers les régimes d’actionnariat fait augmenter le niveau d’engagement organisationnel des travailleurs. Nous avons utilisé une base de données provenant d’une enquête plus large portant sur « les liens entre la rémunération, la formation et le développement des compétences et l’attraction et la rétention d’employés clés ». L’entreprise où les données ont été collectées œuvre dans le secteur des technologies de l’information et des communications (TIC). Les nouveaux employés embauchés dans cette entreprise établie à Montréal ont été interrogés. Nos résultats nous permettent de confirmer deux de nos hypothèses, soit celle qui concerne les régimes de bonis et celle qui concerne les régimes d’actionnariat. Nos résultats indiquent que les individus satisfaits à l’égard des régimes de rémunération variable, plus précisément envers les régimes de bonis et les régimes d’actionnariat, présentent de plus hauts niveaux d’engagement organisationnel. Le soutien organisationnel perçu est également un facteur important dans le développement de l’engagement organisationnel. Finalement, nous concluons ce mémoire avec l’implication de nos résultats pour les différents acteurs en relations industrielles.

Les impacts de la dispersion historique sur la variabilité génétique à différentes échelles spatiales : connaître l'histoire pour mieux comprendre le présent.

La variabilité génétique actuelle est influencée par une combinaison complexe de variables historiques et contemporaines. Dès lors, une interprétation juste de l’impact des processus actuels nécessite une compréhension profonde des processus historiques ayant influencé la variabilité génétique. En se basant sur la prémisse que des populations proches devraient partager une histoire commune récente, nombreuses études, effectuées à petite échelle spatiale, ne prennent pas en considération l’effet potentiel des processus historiques. Cette thèse avait pour but de vérifier la validité de cette prémisse en estimant l’effet de la dispersion historique à grande et à petite échelle spatiale. Le premier volet de cette thèse avait pour but d’évaluer l’impact de la dispersion historique sur la répartition des organismes à grande échelle spatiale. Pour ce faire, les moules d’eau douce du genre flotteurs (Pyganodon spp.) ont servies de modèle biologique. Les moules d'eau douce se dispersent principalement au stade larvaire en tant que parasites des poissons. Une série de modèles nuls ont été développés pour évaluer la co-occurrence entre des parasites et leurs hôtes potenitels. Les associations distinctes du flotteur de Terre-Neuve (P. fragilis) avec des espèces de poissons euryhalins permettent d’expliquer sa répartition. Ces associations distinctes ont également pu favoriser la différenciation entre le flotteur de Terre-Neuve et son taxon soeur : le flotteur de l’Est (P. cataracta). Cette étude a démontré les effets des associations biologiques historiques sur les répartitions à grande échelle spatiale. Le second volet de cette thèse avait pour but d’évaluer l’impact de la dispersion historique sur la variabilité génétique, à petite échelle spatiale. Cette fois, différentes populations de crapet de roche (Ambloplites rupestris) et de crapet soleil (Lepomis gibbosus), dans des drainages adjacents ont servies de modèle biologique. Les différences frappantes observées entre les deux espèces suggèrent des patrons de colonisation opposés. La faible diversité génétique observée en amont des drainages et la forte différenciation observée entre les drainages pour les populations de crapet de roche suggèrent que cette espèce aurait colonisé les drainages à partir d'une source en aval. Au contraire, la faible différenciation et la forte diversité génétique observées en amont des drainages pour les populations de crapet soleil suggèrent une colonisation depuis l’amont, induisant du même coup un faux signal de flux génique entre les drainages. La présente étude a démontré que la dispersion historique peut entraver la capacité d'estimer la connectivité actuelle, à petite échelle spatiale, invalidant ainsi la prémisse testée dans cette thèse. Les impacts des processus historiques sur la variabilité génétique ne sont pas faciles à démontrer. Le troisième volet de cette thèse avait pour but de développer une méthode permettant de les détecter. La méthode proposée est très souple et favorise la comparaison entre la variabilité génétique et plusieurs hypothèses de dispersion. La méthode pourrait donc être utilisée pour comparer des hypothèses de dispersion basées sur le paysage historique et sur le paysage actuel et ainsi permettre l’évaluation des impacts historiques et contemporains sur la variabilité génétique. Les performances de la méthode sont présentées pour plusieurs scénarios de simulations, d’une complexité croissante. Malgré un impact de la différentiation globale, du nombre d’individus ou du nombre de loci échantillonné, la méthode apparaît hautement efficace. Afin d’illustrer le potentiel de la méthode, deux jeux de données empiriques très contrastés, publiés précédemment, ont été ré analysés. Cette thèse a démontré les impacts de la dispersion historique sur la variabilité génétique à différentes échelles spatiales. Les effets historiques potentiels doivent être pris en considération avant d’évaluer les impacts des processus écologiques sur la variabilité génétique. Bref, il faut intégrer l’évolution à l’écologie.

Nature et impacts juridiques de la certification dans le commerce électronique sur Internet

Le sujet sur lequel porte la présente étude est inspiré de la problématique à la base du développement du commerce électronique : la confiance. En effet, l’accroissement exponentiel du nombre d’internautes et des sites Web commerciaux pose un sérieux problème à ce niveau. Ces sites présentent au public une information et des services divers, mais peu vérifiables. Ainsi, le principal obstacle au développement du commerce électronique avec les particuliers est le manque de confiance qu’inspirent les lieux visités. En effet, comment savoir si l’entreprise existe, quelles sont ses politiques concernant la sécurité ou la gestion des renseignements personnels, etc. La vérification et la certification des sites apparaissent comme une solution de plus en plus attrayante et utilisée pour ajouter cet élément de confiance. Déjà, de nombreux sceaux de qualité sont apparus sur les sites commerciaux. Certains sceaux portent sur la confidentialité tandis que d’autres ciblent la protection des consommateurs. La certification peut provenir de la compagnie même, d’un tiers certificateur ou d’un organisme public. Ces éléments constituent des balises et repères importants pour le consommateur sur Internet. Toutefois, les incidences légales sont multiples et certains concepts demeurent flous. Pour apporter une réponse à ces questions, nous définirons le concept de certification des sites Web et ses enjeux dont plus particulièrement la problématique de la confiance des consommateurs. Les différents objets de la certification seront analysés, tant au niveau de l’entité, du contenu du site que de la dimension transactionnelle de celui-ci. Les processus possibles et les impacts de la certification occupent la seconde partie du travail. Il s’agit d’examiner successivement les étapes menant à la certification, soit l’établissement des standards, de l’évaluation de l’entité et de la certification elle-même. L’analyse des impacts de la certification, tant sur le plan de la portée, de la responsabilité légale et des effets sur la concurrence de la certification constitue quant à eux, l’aboutissement de la recherche, soit de savoir quel est l’impact juridique d’un tel mécanisme. Le but de la recherche est de permettre au lecteur de mieux cerner ce phénomène de l’utilisation de la certification sur Internet avec ses avantages et ses limites. Certes, cet outil peut s’avérer très utile pour bâtir la confiance des consommateurs, promouvoir l’essor du commerce électronique et constituer une forme d’autoréglementation. Toutefois, mal utilisé ou mal encadré, il peut engendrer l’effet inverse et détruire cette confiance si fragile à construire dans un environnement dématérialisé.

Dynamique des communautés végétales et impacts des perturbations humaines sur la végétation des tourbières.

Ce mémoire visait à comprendre la dynamique temporelle et les patrons floristiques actuels de deux tourbières du sud-ouest du Québec (Small et Large Tea Field) et à identifier les facteurs anthropiques, environnementaux et spatiaux sous-jacents. Pour répondre aux objectifs, des inventaires floristiques anciens (1985) ont d’abord été comparés à des inventaires récents (2012) puis les patrons actuels et les facteurs sous-jacents ont été identifiés à l’aide d’analyses multi-variables. Mes résultats montrent d’abord qu’un boisement important s’est produit au cours des 30 dernières années dans les tourbières à l’étude, probablement en lien avec le drainage des terres agricoles avoisinantes, diminuant la hauteur de la nappe phréatique. Simultanément, les sphaignes ont proliférées dans le centre des sites s’expliquant par une recolonisation des secteurs ayant brûlés en 1983. D’autre part, mes analyses ont montré que les patrons floristiques actuels étaient surtout liés aux variables environnementales (pH et conductivité de l’eau, épaisseur des dépôts), bien que la variance associée aux activités humaines était aussi significative, notamment dans la tourbière Large (18.6%). Les patrons floristiques ainsi que les variables environnementales et anthropiques explicatives étaient aussi fortement structurés dans l’espace, notamment selon un gradient bordure-centre. Enfin, la diversité béta actuelle était surtout liée à la présence d’espèces non-tourbicoles ou exotiques. Globalement, cette étude a montré que les perturbations humaines passées et actuelles avaient un impact important sur la dynamique et la distribution de la végétation des tourbières Small et Large Tea Field.

Impacts fonctionnels diurnes et corrélats psychopathologiques dans le somnambulisme adulte

Le somnambulisme est un trouble du sommeil fréquent qui affecte jusqu’à 4% de la population adulte et comporte un risque important de blessures. Les mécanismes à la base du somnambulisme demeurent méconnus mais il a été historiquement associé à la présence de psychopathologie. À ce jour, la majorité des efforts de recherche se sont concentrés autour des manifestations nocturnes du somnambulisme, tandis que très peu d’études se sont intéressées aux conséquences diurnes. Le premier objectif de cette thèse était de préciser le lien entre le somnambulisme et la psychopathologie en mesurant la prévalence de symptômes dépressifs et anxieux au sein d’un large échantillon de somnambules. Les résultats ont montré que seule une minorité de patients présentait des symptômes significatifs de psychopathologie et que le profil clinique des patients avec et sans symptômes de psychopathologie était globalement similaire. Les patients qui présentaient les symptômes anxiodépressifs les plus sévères ont néanmoins rapporté dans une plus faible proportion avoir une histoire familiale de somnambulisme comparativement aux autres patients. À l’inverse, ils ont rapporté souffrir de cauchemars dans une plus grande proportion. Le second objectif de cette thèse était de mieux documenter les conséquences diurnes du somnambulisme. La deuxième étude a montré que près de la moitié des somnambules présentaient des niveaux pathologiques de somnolence diurne. Toutefois, la somnolence ne s’est révélée associée à aucun des marqueurs polysomnographiques de fragmentation et de profondeur du sommeil. La troisième étude a quant à elle montré qu’une privation de 25h de sommeil avait chez les somnambules un impact négatif sur les capacités d’inhibition motrice comparativement aux contrôles. Cette diminution de la performance n’était toutefois pas associée à la fragmentation du sommeil chez les somnambules. De plus, la privation de sommeil n’a pas eu d’effet différentiel sur la capacité d’attention soutenue des somnambules. Enfin, aucune différence de performance aux tâches neuropsychologiques n’a été observée entre les groupes à l’état d’éveil normal. Dans l’ensemble, cette thèse suggère que la majorité des somnambules ne présente pas de signe de psychopathologie significative. Les résultats mettent cependant en évidence la présence d’altérations significatives du fonctionnement diurne. Le caractère idiopathique de ces altérations fonctionnelles suggère qu’elles pourraient être liées aux mécanismes physiopathologiques à la base du somnambulisme. L’étude des phénomènes diurnes constitue donc une avenue de recherche prometteuse afin de mieux comprendre les impacts cliniques et les mécanismes à la base du somnambulisme.

Can the dynamical impact of the stratosphere on the troposphere be described by large-scale adjustment to the stratospheric PV distribution?

Recent numerical experiments have demonstrated that the state of the stratosphere has a dynamical impact on the state of the troposphere. To account for such an effect, a number of mechanisms have been proposed in the literature, all of which amount to a large-scale adjustment of the troposphere to potential vorticity (PV) anomalies in the stratosphere. This paper analyses whether a simple PV adjustment suffices to explain the actual dynamical response of the troposphere to the state of the stratosphere, the actual response being determined by ensembles of numerical experiments run with an atmospheric general-circulation model. For this purpose, a new PV inverter is developed. It is shown that the simple PV adjustment hypothesis is inadequate. PV anomalies in the stratosphere induce, by inversion, flow anomalies in the troposphere that do not coincide spatially with the tropospheric changes determined by the numerical experiments. Moreover, the tropospheric anomalies induced by PV inversion are on a larger scale than the changes found in the numerical experiments, which are linked to the Atlantic and Pacific storm-tracks. These findings imply that the impact of the stratospheric state on the troposphere is manifested through the impact on individual synoptic-scale systems and their self-organization in the storm-tracks. Changes in these weather systems in the troposphere are not merely synoptic-scale noise on a larger scale tropospheric response, but an integral part of the mechanism by which the state of the stratosphere impacts that of the troposphere.

Methods and resources for climate impacts research: achieving synergy

The prediction of climate variability and change requires the use of a range of simulation models. Multiple climate model simulations are needed to sample the inherent uncertainties in seasonal to centennial prediction. Because climate models are computationally expensive, there is a tradeoff between complexity, spatial resolution, simulation length, and ensemble size. The methods used to assess climate impacts are examined in the context of this trade-off. An emphasis on complexity allows simulation of coupled mechanisms, such as the carbon cycle and feedbacks between agricultural land management and climate. In addition to improving skill, greater spatial resolution increases relevance to regional planning. Greater ensemble size improves the sampling of probabilities. Research from major international projects is used to show the importance of synergistic research efforts. The primary climate impact examined is crop yield, although many of the issues discussed are relevant to hydrology and health modeling. Methods used to bridge the scale gap between climate and crop models are reviewed. Recent advances include large-area crop modeling, quantification of uncertainty in crop yield, and fully integrated crop–climate modeling. The implications of trends in computer power, including supercomputers, are also discussed.