Assessing the relationship between propagule pressure and probability of establishment for the aquatic invader «Bythotrephes longimanus» using two complementary approaches

Estimating the probability of establishment of non-indigenous species is a crucial element in managing their spread. In this thesis, I use two approaches to estimate the probability of establishment of Bythotrephes longimanus, a predatory cladoceran that is invading lakes in Ontario and the surrounding American states. At a watershed level, I develop a vector based model to predict the probability of establishment of B. longimanus over time. I use metrics of propagule pressure from anthropogenic and natural dispersal to estimate spread, and extend the model to incorporate spatial and temporal gaps in knowledge of the invasion status of lakes. I found that recreational boating traffic is the dominant vector of spread and that most risk to lakes is due to static hubs of invasion - the five largest lakes in the watershed. Next, at the scale of a local population introduction, I investigate probability of establishment empirically. I follow B. longimanus populations over their entire life cycle and look for evidence of early invasion dynamics that may affect establishment, including Allee effects, demographic and environmental stochasticity, windows of opportunity and bottlenecks during sexual reproduction. I found that populations introduced at low doses exhibit weak Allee effects during sexual reproduction and that these effects strengthen over the season. Further, probability of establishment is positively related to propagule pressure; however, the relation is highly stochastic. The insights obtained on the characteristics of the relation between propagule pressure and probability of establishment at population and watershed scales can be linked in management plans aimed at slowing the spread of B. longimanus in inland lakes.L'estimation de la probabilité d'établissement d'espèces invasives est un élément important pour la gestion de leur dispersion. Dans cette thèse, je présente deux approches pour estimer la probabilité d'établissement de Bythotrephes longimanus, un cladocère prédateur qui se disperse à travers des lacs en Ontario et des états Américains avoisinants. D'abord, je développe un modèle basé sur les procédés pour évaluer la probabilité d'établissement de B. longimanus au fil du temps dans un bassin versant. J'emploie des métriques de pression de propagules en provenance de disséminations anthropiques et naturelles afin d'estimer leur dispersion, et j'étends le modèle pour incorporer le manque de certaines informations spatiales et temporelles concernant l'état d'invasion des lacs. Mes résultats indiquent que la circulation de bateaux de plaisance est le vecteur dominant de dispersion et que la majorité du risque d'invasion des lacs est dû à plusieurs points statiques d'invasion - les cinq lacs les plus grands du système. J'étudie ensuite la probabilité d'établissement empiriquement. Je mène une expérience contrôlée afin de suivre des populations récemment introduites de B. longimanus au cours de leur cycle de vie et je cherche des facteurs liées a la dynamique du début d'invasion qui pourraient affecter la façon dont laquelle les pressions de propagules et le succès d'établissement sont reliés. Ceci inclut la stochasticité démographique et environnementale, des opportunités saisonnières où l'établissement est possible, ainsi que la diminution des opportunités et les effets Allee pendant la reproduction sexuelle. Mes résultats suggèrent que l'établissement de B. longimanus est limité aux effets Allee ou aux diminutions d'opportunités pendant reproduction sexuelle pour les populations introduites en doses bases et que les effets Allee se renforcent pendant l'automne. De plus, la probabilité d'établissement est r