Les compartiments-clés et les compartiments structurants du Golfe de Gascogne. Une approche par modélisation trophique Jérémy Lobry1, François Le Loc’h² et Nathalie Niquil3   1 IFREMER, Département EMH, Rue de l'Ile d'Yeu, BP 21105, 44311 NANTES Cedex 3 2 IRD, UR070 – RAP, Centre de Recherche Halieutique Méditerranéenne et Tropicale, Avenue Jean Monnet, BP 171, 34203 Sète cedex 3 Université de La Rochelle, UMR6217, Avenue Michel Crépeau, 17042 La Rochelle 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Introduction Contexte Vers la mise en œuvre d’une Approche Écosystémique des Pêches (AEP) (FAO 1995) Comment la mettre en œuvre ? Interrogations récentes sur le fonctionnement et l’état de santé des écosystèmes de la planète (conventions internationales : Rio 1992 ; Cancun 1992 ; Jakarta 1995) Qu’est-ce que la biodiversité ? Comment l’évaluer, la mesurer ? Question de recherche Comment la diversité écologique (fonctionnelle) peut-elle être reliée à la stabilité, la résistance et la résilience des écosystèmes sensibles sous contraintes anthropiques diverses ? 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Introduction Contexte La mise en œuvre d’une AEP nécessite de bien comprendre les processus reliant la structure des communautés et le fonctionnement à l’échelle intégrée de l’écosystème maintenir l’intégrité des fonctionnalités et la diversité biologique face aux contraintes liées à l’exploitation halieutique et autres stress Identifier les compartiments et processus clés Ecologically and/or Biologically Significant Species (EBSS) 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Introduction Problématique Gascogne Zone à fort intérêt commercial Nombreux travaux à l’échelle du golfe Influence activités humaines Fluctuations de l’environnement Changements en cours (climat, pêche) Approche intégrée : couplage pélagique/benthique   Questions Influence apports fluviaux sur la structuration du système Type de contrôle (top-down vs bottom-up) Influence de la pêche sur le fonctionnement global 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Méthode Espèces clés vs espèces structurantes Une espèce clé est une espèce dont l’impact sur l’écosystème est important et disproportionné par rapport à son abondance (Power et al., 1996) Impact total Impact total proportionnel à la biomasse Biomasse relative Espèces clés Espèces dominantes Seuil d’impact Espèces clé : Impact total important Biomasse relative faible Espèces dominantes : Biomasse élevée Structurent l’écosystème (processus, flux d’énergie…) d’après Power et al., 1996 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Méthode Impacts, interactions et matrices de communauté Importance Communautaire (Power et al., 1996) Approches dynamiques Expériences in situ (‘press experiments’, ‘pulse experiments’…)  interactions Observations  effets Modélisation dynamique (ex. Lotka-Volterra …)  effets Approches topologiques Boucles de Levin  qualitative IC mesure le changement dans la communauté ou le trait écosystémique par unité de changement dans la biomasse de l’espèce considérée Si x désigne l’abondance d’un espèce j, IC mesure la force de l’interaction entre i et j Matrices de Communauté 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Modélisation trophique du Golfe Grand dauphin Dauphin bleu blanc démersaux ichtyophages Dauphin commun démersaux ichtyo/benthophages démersaux benthophages Oiseaux prof. Céphalopodes Chinchards Maquereaux Oiseaux surface démersaux suprabenthivores Petits pélagiques Niveau Trophique Invertébrés carnivores Sardines (> 19 cm) Macrozoopk Invertébrés déposivores Microzoopk Meiobenthos Inv. suprabenthivores Mesozoopk Bactéries Inv. nécrophages Inv. suspensivores DETRITUS Phytopk > 3µ Phytopk < 3µ Domaine benthique Domaine pélagique 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Ifremer (J-C. Poulard), IRD (F. Le Loc’h) CRMM, Univ. La Rochelle (Grégoire Certain, Vincent Bretagnolle, Claire Pusineri, Vincent Ridoux) Ifremer (J-C. Poulard), IRD (F. Le Loc’h) Ifremer (J. Massé, P. Petitgas, J. Lobry) IRD (F. Le Loc’h), UBO (C. Hily) CNRS (F. Carlotti, D. Bonnet), AZTI (X. Irigoien) Ifremer (D. Delmas, A. Herbland, J-F. Guillaud, C. Labry), Univ. La Rochelle (C. Dupuy) 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007 Grand dauphin Dauphin bleu blanc démersaux ichtyophages Dauphin commun démersaux ichtyo/benthophages démersaux benthophages Oiseaux prof. Céphalopodes Chinchards Maquereaux Oiseaux surface démersaux suprabenthivores Petits pélagiques Niveau Trophique Invertébrés carnivores Sardines (> 19 cm) Macrozoopk Invertébrés déposivores Microzoopk Meiobenthos Inv. suprabenthivores Mesozoopk Bactéries Inv. nécrophages Inv. suspensivores DETRITUS Phytopk > 3µ Phytopk < 3µ Domaine benthique Domaine pélagique 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007 Grand dauphin Dauphin bleu blanc démersaux ichtyophages Dauphin commun démersaux ichtyo/benthophages démersaux benthophages Oiseaux prof. Céphalopodes Chinchards Maquereaux Oiseaux surface démersaux suprabenthivores Petits pélagiques Niveau Trophique Invertébrés carnivores Sardines (> 19 cm) Macrozoopk Invertébrés déposivores Microzoopk Meiobenthos Inv. suprabenthivores Mesozoopk Bactéries Inv. nécrophages Inv. suspensivores DETRITUS Phytopk > 3µ Phytopk < 3µ Domaine benthique Domaine pélagique 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Résultats Impacts trophiques directs et indirects Impacts directs Relation proie-prédateur Matrice régime alimentaires Impacts indirects Tous les chemins trophiques Impact total Permet d’estimer l’impact des compartiments sans passer par des simulations dynamiques (Libralato et al., 2006) 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Résultats Impacts trophiques directs et indirects Impact total Ensemble des compartiments Index of keystoneness (Libralato et al., 2006) 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Résultats Compartiments clés Phy gros Langoustine Merlan bleu, petits merlus 1.0 0.8 Zoo mes Dem sup Zoo mic Ben carn 0.6 Impact total (i) Ben dep Maqu. Ben sus dep 0.4 Petits pel. Chinchard Dem benth Supraben Dem ben ich Sardine Zoo mac Mei Phy pic 0.2 Cephalo Dem Icht Dau grand Det bac Dau comm Ben necro Dau bb Ois prof Ois surf 0.0 0.00 0.05 0.10 0.15 Biomasse relative KSi 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Résultats Compartiments clés et prédation Effet top-down (%) Merlan bleu, petits merlus Langoustine 0.00 0.05 0.10 0.15 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ois prof Ois surf Dau bb Dau grand Dau comm Dem Icht Dem ben ich Dem benth Dem sup Maqu. Chinchard Sardine Petits pel. Cephalo Ben carn Ben necro Ben dep Ben sus dep Mei Supraben Zoo mac Zoo mes Zoo mic Det bac Phy gros Phy pic Biomasse relative Impact total (i) 2 97 70 13 88 98 26 11 79 8 75 6 58 21 47 87 53 95 61 93 Maquereau Anchois, sprat… Chinchard Poissons plats Congre, baudroies, cardine, tacauds Sardine Merlu > 10cm KSi 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Résultats Compartiments clés et prédation Effet top-down (%) Merlan bleu, petits merlus Langoustine 0.00 0.05 0.10 0.15 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ois prof Ois surf Dau bb Dau grand Dau comm Dem Icht Dem ben ich Dem benth Dem sup Maqu. Chinchard Sardine Petits pel. Cephalo Ben carn Ben necro Ben dep Ben sus dep Mei Supraben Zoo mac Zoo mes Zoo mic Det bac Phy gros Phy pic Biomasse relative Impact total (i) 2 97 70 13 88 98 26 11 79 8 75 6 58 21 47 87 53 95 61 93 Maquereau Anchois, sprat… Chinchard Poissons plats Congre, baudroies, cardine, tacauds Sardine Merlu > 10cm KSi 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Résultats Compartiments clés et pêche Merlan bleu, petits merlus Langoustine Phy gros 1.0 Maquereau 0.8 Anchois, sprat… Chinchard Poissons plats Zoo mes Dem sup Zoo mic Ben carn 0.6 Impact total (i) Ben dep Maqu. Ben sus dep 0.4 Petits pel. Chinchard Dem benth Supraben Dem ben ich Sardine Zoo mac Mei Phy pic 0.2 Cephalo Dem Icht Dau grand Det bac Dau comm Dau bb Ben necro Ois prof Ois surf 0.0 0.00 0.05 0.10 0.15 Biomasse relative KSi 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007 Conclusion (1) Pêche De nombreux compartiments importants impactés Utilise plus de 30% de la prod. Primaire totale TL (captures) = 3,42 (3,7 en Cantabrie Sanchez et Olaso, 2004) Impact total (pêche) est le second par ordre d’importance ! Écosystème fortement contraint par l’impact halieutique Fortes répercussions à l’échelle de l’écosystème 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Conclusion (2) Écologie Influence apports fluviaux Blooms phytoplanctoniques Effet majeur : structurant Prédateurs Benthos Détritus (MO) Pelagos Phyto 2 canaux énergétiques couplés Benthique Pélagique Importance contrôle top-down Effet stabilisateur (McCann, 2000 ; Rooney et al., 2006) Mais… mammifères marins peu influents (?!) 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

Conclusion (3) Méthodologie Inconvénients Tous les inconvénients des modèles Ecopath Manque les thons Avantages Permet des comparaisons inter-systèmes Permet de se passer de simulations dynamiques … … dans une certaine mesure Pour aller plus loin Tester sensibilité  mesurer variance des KSi 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007

8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007 Merci !!! Merci à tous ceux qui nous ont fourni des données et des conseils et merci d’avance à ceux qui seront bientôt sollicités… 8e forum halieumétrique - Aquarium de La Rochelle, 19-21 juin 2007