Fish and oil in the Lofoten–Barents Sea system: MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES juin 2007 Fish and oil in the Lofoten–Barents Sea system: synoptic review of the effect of oil spills on fish populations. Dag Ø. Hjermann, Arne Melsom, Gjert E. Dingsør, Joël M. Durant, Anne Maria Eikeset, Lars Petter Røed, Geir Ottersen, Geir Storvik, Nils Chr. Stenseth. Elodie Trolet Célia Pastorelli M1 BEM année 2007-2008

INTRODUCTION Impact Exploitation pétrolière, passage de tankers. - - - zones tempérées + + + zones polaires Exploitation pétrolière, passage de tankers. 3 stocks de poisson: Morue de l’Arctique Nord-Est Capelan de la Mer de Barent Hareng norvégien Analyse des effets : - de l’état physique de l’océan; c - de la distribution spatiale des poissons reproducteurs; c - de la pêche; c - de la mortalité naturelle et des interactions entre espèces; c - subléthaux chroniques dû aux résidus de pétrole persistants.

L’ECOSYSTEME PELAGIQUE Lofoten-Barent : Mer de Barent Etroit plateau continental longeant la Norvège jusqu’au Lofoten Circulation océanique : courant côtier norvégien (NCC) courant atlantique norvégien (NAC) Structures à mesoéchelle (filaments, méandres et tourbillons)

L’ECOSYSTEME PELAGIQUE morue capelan hareng L’ECOSYSTEME PELAGIQUE Ecologie des 3 stocks de poissons : Morue Capelan Hareng - grand - Lofoten (62°-71° N) localisé - dans la colonne d’eau - grand - plus au nord (70° N) - localisé - sur fonds sableux - plus petit - plus au sud (58°-69° N) - éparpillé - sur le fond site de ponte le long de la côte norvégienne période de ponte de l’hiver au printemps de l’hiver au printemps de l’hiver au printemps localisation: advection puis migration larves Mer de Barent adultes Lofoten larves surface g Mer de Barent larves Mer de Barent adultes Mer de Norvège

EFFET DES DEVERSEMENTS DE PETROLE SUR LES POISSONS Quantité de pétrole déversé Estimation des effets Taille des côtes affectées Probabilité régionale d’un impact Accent sur les conséquences de la pollution à long terme sur oeufs larves Adultes et juvéniles Capacité à éviter les hydrocarbures Etudes toxicologiques Effets des HAP augmentent avec la lumière

EFFET DES DEVERSEMENTS DE PETROLE SUR LES POISSONS Plus basse DL50 900 μg.l-1 (Johansen et al. 2003) (Johansen et al. 2003) LBS Concentration en hydrocarbures de 90 μg.l-1 aucun effet Densité du pétrole = 0,8-0,9.103 kg.m-3 Souvent importants mais pas considérés Effets des dommages subléthaux (Scott et Sloman 2004) Ignorent les espèces fonctionnellement éteintes Sensibilité à un déversement plus ou moins forte selon les espèces ex: œufs de hareng dans les sédiments Dispersants chimiques augmentent le niveau de toxicité sur les larves

CE QUI INFLUENCE L’IMPACT D’UN DEVERSEMENT DE PETROLE Facteurs océanographiques écologiques rôle important dans l’ampleur de l’impact 1) L’état physique de l’océan, principalement la circulation à mesoéchelle. Conditions océaniques pétrole advection Œufs activité biologique marine Structures à mesoéchelle larves Exemple: un tourbillon Modèle hydrodynamique de la circulation océanique structures à méso-échelle (Johansen et al. 2003) Néanmoins, utilisation questionnable: - durée trop courte - une seule simulation pour chaque période

2) Distribution des sites de ponte. Période et lieux de ponte changent suivant espèces conditions du milieu (courants, déversements de pétrole…) Densité des œufs détermine leur profondeur Proportion d’œufs pondus en un lieu varie suivant les années ex: Capelan explications possibles de cette variation température taille des stocks moyenne d’âge de ponte prédation des œufs par le hareng

3) Taille de la saison de ponte vue comme une conséquence écologique et évolutionniste de la pêche. Déversements de pétrole Pêche Impact sur les traits d’histoire de vie des populations ex: diminution de la diversité génétique Diminution de la capacité d’adaptation et de réponse au stress Populations plus sensibles aux perturbations environnementales Âge et taille à maturité Pression de la pêche Induit changements Taux de croissance et investissement dans la reproduction

Conditions physiques influencent aussi (D’après le cours de M. Boudouresque) distribution Conditions physiques influencent aussi des oeufs et des larves transport

Mortalité naturelle et interactions entre espèces suite à la mortalité dû aux déversements. importante Mortalité naturelle les années varie beaucoup suivant les aires exemple de la morue: Eau froide protège du cannibalisme survie +++ à l’est (Ciannelli et al. 2007) hypothèse: 20% d’une population touchée par un déversement milieu favorable impact ≈ 0 20% milieu défavorable Impact > 20%

Mortalité naturelle et interactions entre espèces suite à la mortalité dû aux déversements. Effets primaires Réduisent une classe d’âge d’une espèce Effets secondaires Intraspécifiques (proies, prédateurs, compétiteurs) Interspecifiques (survivants de la classe d’âge touchée) Top-down Bottom-up Dépensation ( effets I) Compensation ( effets I)

5) Effets subléthaux chroniques dû aux résidus de pétrole persistants. Pétrole dans les sédiments effet sur espèces se nourrissant d’organismes benthiques espèces dont les embryons se développent dans les habitats intertidaux Adultes: effets subléthaux chroniques, tels: - changements du comportement - diminution de la fécondité (Scott et Sloman, 2004) Sédimentation des résidus persistants de pétrole: - pour pétrole de forte densité faible densité - dans conditions océaniques calmes agitées Certains organismes peu ou pas affectés D’autres organismes sujets à une contamination à long terme

QUANTIFICATION DE L’IMPACT D’UN DEVERSEMENT SUR LES POISSONS Impact d’un déversement dépend de beaucoup de facteurs régient par le hasard Donc incertitudes (du fait des processus stochastiques) dans les prédictions: Instabilité du flux des masses d’eaux État initial de la mer Forçage atmosphérique Johansen et al. considèrent l’estimation de l’impact d’un déversement en un lieu pour une période Simulation Monte Carlo sur plusieurs facteurs simultanément

CONCLUSION Evaluation d’un impact Impact peut s’avérer important Requière beaucoup de facteurs Pas à très long terme Impact peut s’avérer important Perturbation de courte durée

BIBLIOGRAPHIE Ciannelli L, Dingsør GE, Bogstad B, Ottersen G, Chan KS,Gjøsæter H, Stiansen JE, Stenseth NC (2007) Spatial anatomy of species survival: effects of predation and climate-driven environmental variability. Ecology Johansen Ø, Skognes K, Aspholm OØ, Østby C, Moe KA, Fossum P (2003) Uhellsutslipp av olje: konsekvenser i vannsøylen. (SINTEF) Scott GR, Sloman KA (2004) The effects of environmental pollutants on complex fish behaviour : integrating behavioural and physiological indicators of toxicity. Aquat Toxicol Cours de M. Boudouresque UE 39: Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins.