1 Catastrophe, recovery and range limitation in NE Pacific kelp forests : a large-scale perspective Matthew S. Edwards, James A. Estes Lasne Magali et Morezzi Nicola, étudiants en 1 ère année de Master Océanographie, Université de la Méditerranée Aix-Marseille II,

2 Etude échelles spatiales Localisation et description des zones d’études 2 D’après Edwards et Hernández (2005) Au total : 56 sites différents sur une période de 3 ans et sur 1500 km de distance Août 1997 Juin et Octobre 1998 Juin et Octobre 1999 Juin 2000 U.S.A CENTRAL CALIFORNIA BAJA CALIFORNIA SOUTHERN CALIFORNIA

3 Macrocystis pyrifera ● Espèce de Phéophycées (Chromobiontes, Straménopiles) ● Espèce d’eau froide, répartition limitée par les températures: - isotherme hivernale de 3°C - isotherme estivale de 18°C ● Longévité des feuilles courte (6 mois), croissance rapide ● Ecosystème benthique et pélagique fortement soumis à action des houles ● Pas de stockage de nutrients forte mortalité lors évènement perturbateur D’après Ballesta et Descamp (2005) 3

4 ENSO (El Niño Southern Oscillation) ● Remplacement saisonnier des eaux froides du courant Péruvien par des eaux chaudes équatoriales. ● Arrivées au niveau des côtes Californiennes en Août 97 et maintient jusqu’en Avril 98. Conséquences : ● Approfondissement de 90 m de la thermocline dans le Pacifique Est Tropical. ● Réduction l’efficacité des up-welling côtiers. ● Elévation locale du niveau des eaux. 4

5 Les plus importantes : ● Augmentation de la température des eaux. ● Diminution de la concentration en éléments nutritifs. ● Augmentation de la puissance des houles. Résultats : ● Carence alimentaire. ● Arrachage important. 5 des individus de Macrocystis pyrifera.

6 ENSO (El Niño Southern Oscillation) 6 D’après Ugelli et Reverdin (2000)

7 Température (°C) Corrrélée négativement avec concentration en nutrients. Lorsque : T° > 16°C Eaux dépourvues de nutrients (<0,5 µg.NO 3.l -1 ) Conditions nuisibles pour populations de Macrocystis pyrifera qui nécessitent une concentration minimale en nutrients de 1µg.NO 3.l -1 pour la croissance et la survie. 7

8 Pendant ENSO Approfondissement thermocline - Couche surface - Fréquence pulse nutrients Si conditions > 2 semaines populations + stressées et carencées Macrocystis pyrifera devient plus vulnérable à l’action des houles. 8

9 Concentration nutrients Observations :Température surface mer Mortalité populations Macrocystis pyrifera surtout Southern et Baja California Ouragan Linda en Sept 97 + intensification action des houles 18 9

10 Nombre adultes/m 2 Densité des populations - Insignifiant en Central California - Signifiant en Southern et Baja California

11 Tout de suite après passage ENSO La Niña ( ) = remontée massive d’eau froide et riche en nutrients ● taux recolonisation important dans Southern et Central California 11 Nombre adultes/m 2 ● taux recolonisation faible dans Baja California Absence totale juvéniles et adultes pendant 2 ans après El Niño

12 Différences de recolonisation peuvent s’expliquer par : - Mode différent de dispersion des spores (intensité courants) - Survie stades microscopiques aux conditions stressantes état dormant recrutement rapide - Eaux profondes = refuge contre. action houles,. réchauffement des eaux,. pauvreté en nutrients - Proximité à zone up-welling - Gradient intensité houles - Phénomènes compétition et prédation D’après Ladah et al. (1999) 12

ENSO plus une mortalité qu’un changement de répartition. Variabilité à échelle locale des impacts de ENSO Insignifiante comparée à variabilité observée à échelle régionale Populations plus fortement affectées par l’ENSO à l’échelle régionale 13

14 D’après Edwards (2004) Variabilités de densité (en %) Août 97 : - variations à petites échelles importantes - variations à grandes échelles faibles Juin 98 : -augmentation des variations à grandes échelles - changement significatif des populations Interprétation : les impacts du phénomène se sont propagés 14

15 ● Perturbations régionales mieux comprendre réactions écosystèmes Choix échelle spatiale important pour : - Étude des impacts - Corrélation des impacts avec facteurs appropriés Choix peut fausser notre interprétation

Edwards M. S., 2004, Estimating scale-dependency in disturbance impacts:El Niños and giant kelp forests in the northeast Pacific, Oeologie, 138: Edwards M. S., Estes J. A., 2006, Catastrophe, recovery and range limitation in NE Pacific kelp forests: a large-scale perspective, Marine Ecology Progress Series, 320: Edwards M. S., Hernández-Carmona G., 2005, Delayed recovery of giant kelp near its southern range limit in the North Pacific following El Niño, Marine Biology, 147: Ladah L. B. et al., 1999, Giant kelp (Macrocystis pyrifera, Phaeophyceae) recruitement near its southern limit in Baja California after mass disappearance during ENSO , J. Phycol, 35: