Abstract This thesis studies through three models and an experiment

Abstract
This thesis studies through three models and an experiment the important effects of the interactions between the
green (based on primary production) and brown (based on decomposition) food webs on ecosystem functioning.
Three interactions between the two food webs are studied : 1) nutrients recycled from all organisms in the food
web couple the green and brown food webs through mutualistic/competitive interaction between primary
producers and decomposers ; 2) generalist consumers feed on prey from both food webs ; and 3) the spatial
connections between the two food webs through mobile generalist consumers at the top and through nutrient and
detritus fluxes at the bottom of the food webs.
The first model couples the green and brown food webs by nutrient cycling and demonstrates that the top-down
trophic cascading effects of one food web can affect the production of the other food web. These cascading effects
are driven by distinct mechanisms based on nutrient cycling. The second model couples the two food webs by
nutrient cycling and generalist consumers and shows that the stabilizing effects of asymmetry between green and
brown energy channels depend on the mutualistic/competitive relationship between autotrophs and decomposers.
The third model couples the two food webs through spatial connections and finds that the relative importance of
the green and brown pathways (i.e. the green- or brown- dominance) are determined by interacting effects
between top and bottom spatial couplings. The experiment results are used to test the predictions of models
through the independent manipulation of the green and brown food webs in aquatic mesocosms.
These results lead to new (1) insights on the way to model food webs, (2) predictions on food web functioning, (3)
interpretation of empirical results, (4) ideas to compare the functioning of different ecosystem types and (5)
predictions on food web responses to global changes.
Résumé
Cette thèse étudie par trois modèles et une expérience les effets des interactions entre le réseau vert (basé sur la
production primaire) et brun (basé sur la décomposition) sur le fonctionnement des écosystèmes. Trois interactions
entre les deux réseaux sont étudiées : 1) les nutriments recyclés par tous les organismes couplent les réseaux verts
et bruns par une relation de mutualisme/compétition entre les producteurs primaires et les décomposeurs ; 2) les
consommateurs généralistes se nourrissent de proies des deux réseaux trophiques et 3) les connexions spatiales
par les consommateurs généralistes mobiles en haut des réseaux trophiques et les flux de nutriments et de détritus
en bas.
Le premier modèle couple les chaînes vertes et brunes par le recyclage des nutriments et démontre que les effets
top-down en cascade d’une chaîne peuvent affecter la production de l’autre chaîne. Ces effets en cascade sont
entraînés par des mécanismes distincts basés sur le recyclage des nutriments. Le deuxième modèle couple les deux
chaines par le recyclage des nutriments et des consommateurs généralistes et montre que les effets stabilisants de
l’asymétrie entre la chaîne verte et brune dépendent de la relation de mutualisme/compétition entre les
autotrophes et les décomposeurs. Le troisième modèle couple les deux chaines par des connexions spatiales et
montre que l’importance relative de la chaîne verte et brune est déterminée par des interactions entre les
couplages spatiaux en haut et en bas des chaines trophiques. Les résultats de l’expérience en mésocosmes
aquatiques sont utilisés pour tester les prédictions des modèles en manipulant indépendamment la chaine verte et
brune.
Ces résultats conduisent à (1) de nouvelles perspectives sur la modélisation du fonctionnement des réseaux
trophiques, (2) des prédictions originales, (3) des nouvelles interprétations de résultats empiriques, (4) des idées
sur des différences fondamentales de fonctionnement entre types d’écosystèmes, (5) des prédictions sur la
réponses des écosystèmes aux changements globaux.