Étude de la migration potentielle des niches écologiques liée aux changements climatiques dans la région des parcs nationaux de Frontenac et du Mont-Mégantic

Les changements climatiques observés depuis les dernières années semblent avoir un impact sur la distribution et l’abondance des espèces dans plusieurs régions du monde. Cette évolution du climat peut représenter un risque pour la survie de certaines espèces car elle peut impliquer leur migration vers une niche écologique leur étant plus favorable. Ce déplacement est possible si l’espèce possède une forte capacité de dispersion et si le territoire sur lequel elle se déplace n’est pas fragmenté. La modélisation de la distribution d’espèces et de niches écologiques, prenant en compte l’évolution des variables environnementales, permet de connaître la distribution potentielle des espèces à la période actuelle et à des périodes futures selon différents scénarios. Au Québec, ces modélisations de distributions de niches écologiques potentielles constituent une source d’information très utile pour les gestionnaires du territoire, en particulier des aires protégées. Ces données permettent notamment d’anticiper la migration des espèces, influencée par les changements climatiques, afin d’identifier les défis de conservation à venir et de poser une réflexion sur le rôle des aires protégées dans ce contexte. L’objectif général de cet essai vise à étudier la migration potentielle des niches écologiques liée aux changements climatiques sur le territoire des parcs nationaux de Frontenac, du Mont-Mégantic et de leur périphérie. Les changements de répartition et de richesse spécifique de plus de 600 niches écologiques dans ce secteur ont été étudiés ainsi que leur implication en lien avec la fragmentation du territoire. Deux échelles de travail (locale et régionale) ont été considérées et des indices spatiaux de changement de répartition et de diversité des niches écologiques ont été calculés pour ces deux échelles de travail, selon deux modes de dispersion (absence de dispersion et dispersion illimitée) et deux horizons futurs (2050 et 2080). Ces indices ont révélé majoritairement une augmentation des niches écologiques apparaissant sur le territoire et une hausse de la diversité de niches écologiques sur l’ensemble du territoire en cas de dispersion illimitée, phénomène accentué à l’horizon 2080. Par contre, en cas d’absence de dispersion, une disparition importante de niches écologiques ainsi qu’une perte de diversité sont à anticiper sur le territoire, phénomène également accentué à l’horizon 2080. L’étude de la fragmentation révèle un territoire relativement fragmenté par les routes, mais présentant majoritairement une faible résistance au déplacement des espèces, malgré la présence de quelques pôles urbains de moyenne importance. Cette étude se base sur des résultats de modélisation de niches écologiques déjà effectués pour l’ensemble du Québec et pourrait ainsi être appliquée à d’autres territoires. Les résultats montrent d’importants changements à venir et les gestionnaires et scientifiques travaillant sur ce territoire pourront utiliser les résultats obtenus pour réfléchir à la mise en place de mesures adaptées aux déplacements potentiels.

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.

Simulations of pollutant dispersion at toll plazas using three-dimensional CFD models

Toll plazas are particularly susceptible to build-ups of vehicle-emitted pollutants because vehicles pass through in low gear. To look at this, three-dimensional computational fluid dynamics simulations of pollutant dispersion are used on the standard k e turbulence model. The effects of wind speed, wind direction and topography on pollutant dispersion were discussed. The Wuzhuang toll plaza on the Hefei-Nanjing expressway is considered, and the effects of the retaining walls along both sides of the plaza on pollutant dispersion is analysed. There are greater pollutant concentrations near the tollbooths as the angle between the direction of the wind and traffic increases implying that retaining walls impede dispersion. The slope of the walls has little influence on the variations in pollutant concentration.

Difference and dispersion : educational research in a postmodern context

Difference and Dispersion is the fourth in a series of annual research papers produced by doctoral students from The Graduate School of Education, The University of Queensland, following their presentation at the School’s annual Postgraduate Research Conference in Education. The work featured herein celebrates the diversity of cultural and disciplinary backgrounds of education researchers who come from as far afield as Germany, Hong Kong, China, Nigeria, Russia, Singapore, Thailand and of course different parts of Australia. In keeping with a postmodern epistemology, ‘difference’ and ‘dispersion’ are key themes in apprehending the multiplicity of their research topics, methodologies, methods and speaking/writing positions. From widely differing contexts and situations, these writers address the consequences, implications and possibilities for education at the beginning of the third millennium. Their interest ranges from location-specific issues in schools and classrooms, change in learning contexts and processes, educational discourses and relations of power in diverse geographical settings, and the differing articulations of the local and the global in situated policy contexts. Conceived and developed in a spirit of ongoing dialogue with and insight to alternative views and visions of education and society, this edited collection exemplifies the quality in diversity and the high levels of scholarship and supervision at one of Australia’s finest Graduate Schools of Education.

On the nature of over-dispersion in motor vehicle crash prediction models

Statistical modeling of traffic crashes has been of interest to researchers for decades. Over the most recent decade many crash models have accounted for extra-variation in crash counts—variation over and above that accounted for by the Poisson density. The extra-variation – or dispersion – is theorized to capture unaccounted for variation in crashes across sites. The majority of studies have assumed fixed dispersion parameters in over-dispersed crash models—tantamount to assuming that unaccounted for variation is proportional to the expected crash count. Miaou and Lord [Miaou, S.P., Lord, D., 2003. Modeling traffic crash-flow relationships for intersections: dispersion parameter, functional form, and Bayes versus empirical Bayes methods. Transport. Res. Rec. 1840, 31–40] challenged the fixed dispersion parameter assumption, and examined various dispersion parameter relationships when modeling urban signalized intersection accidents in Toronto. They suggested that further work is needed to determine the appropriateness of the findings for rural as well as other intersection types, to corroborate their findings, and to explore alternative dispersion functions. This study builds upon the work of Miaou and Lord, with exploration of additional dispersion functions, the use of an independent data set, and presents an opportunity to corroborate their findings. Data from Georgia are used in this study. A Bayesian modeling approach with non-informative priors is adopted, using sampling-based estimation via Markov Chain Monte Carlo (MCMC) and the Gibbs sampler. A total of eight model specifications were developed; four of them employed traffic flows as explanatory factors in mean structure while the remainder of them included geometric factors in addition to major and minor road traffic flows. The models were compared and contrasted using the significance of coefficients, standard deviance, chi-square goodness-of-fit, and deviance information criteria (DIC) statistics. The findings indicate that the modeling of the dispersion parameter, which essentially explains the extra-variance structure, depends greatly on how the mean structure is modeled. In the presence of a well-defined mean function, the extra-variance structure generally becomes insignificant, i.e. the variance structure is a simple function of the mean. It appears that extra-variation is a function of covariates when the mean structure (expected crash count) is poorly specified and suffers from omitted variables. In contrast, when sufficient explanatory variables are used to model the mean (expected crash count), extra-Poisson variation is not significantly related to these variables. If these results are generalizable, they suggest that model specification may be improved by testing extra-variation functions for significance. They also suggest that known influences of expected crash counts are likely to be different than factors that might help to explain unaccounted for variation in crashes across sites

Ions in motor vehicle exhaust and their dispersion near busy roads

Measurements in the exhaust plume of a petrol-driven motor car showed that molecular cluster ions of both signs were present in approximately equal amounts. The emission rate increased sharply with engine speed while the charge symmetry remained unchanged. Measurements at the kerbside of nine motorways and five city roads showed that the mean total cluster ion concentration near city roads (603 cm-3) was about one-half of that near motorways (1211 cm-3) and about twice as high as that in the urban background (269 cm-3). Both positive and negative ion concentrations near a motorway showed a significant linear increase with traffic density (R2=0.3 at p<0.05) and correlated well with each other in real time (R2=0.87 at p<0.01). Heavy duty diesel vehicles comprised the main source of ions near busy roads. Measurements were conducted as a function of downwind distance from two motorways carrying around 120-150 vehicles per minute. Total traffic-related cluster ion concentrations decreased rapidly with distance, falling by one-half from the closest approach of 2m to 5m of the kerb. Measured concentrations decreased to background at about 15m from the kerb when the wind speed was 1.3 m s-1, this distance being greater at higher wind speed. The number and net charge concentrations of aerosol particles were also measured. Unlike particles that were carried downwind to distances of a few hundred metres, cluster ions emitted by motor vehicles were not present at more than a few tens of metres from the road.