Équipe DYFEA > Axe 3 : Effet des perturbations anthropiques et de la variabilité climatique sur les écosystèmes

Aux impacts générés par l’exploitation des ressources, les usages d’espaces multi-convoités, les diverses pollutions d’origine organique ou métallique s’ajoutent des dérives liées aux changements climatiques et/ou aux modifications liées à la gestion des cheptels cultivées ou à l’introduction d’espèces non natives. Dans ce contexte, cerner, décrire puis quantifier l’effet des perturbations sur le fonctionnement de ces écosystèmes, de leurs habitats et de leurs populations doit permettre d’adapter ou de renouveler les concepts et modes opératoires de leur gestion durable.

Action 1 : Effets des perturbations sur le fonctionnement des écosystèmes

Les modifications du fonctionnement des écosystèmes littoraux seront appréhendées dans le contexte du changement climatique global et pour celles liées aux activités anthropiques, seront étudiées en tenant compte de leurs modes d’exploitation ou de gestion ainsi que des types de pollution subie :

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Volet 1 : Contexte du changement climatique global

Le changement climatique global est potentiellement moteur de modifications majeures dans le fonctionnement des écosystèmes et par effet cascade de la dynamique de leurs populations. Elles pourraient, selon certaines hypothèses, être en partie prédites à travers des approches comparatives fonctionnelles ou dynamiques. Dans ce contexte, deux études engagées seront développées ; (1) l’analyse de la relation entre régime hydrique sur les bassins versants et fonctionnement de lagunes côtières. L’hypothèse testée est que les différences d’apports en eau douce entre estuaires alimentés par des bassins versants de forte pluviométrie à arides entraînent des différences de fonctionnements physiques ou biotiques dans les lagunes. Il s’agira alors de discriminer les causes des différences spatiales (locales gradient de salinité ; régionales par gradient de régime hydrique) et temporelles (variabilité saisonnière) pour mettre en évidence l’influence des régimes hydriques continentaux sur la productivité des lagunes ; (2) L’analyse des conséquences du réchauffement constaté des eaux arctiques sur l’écosystème toundra du Spitzberg. La maintenance de ce dernier est fortement conditionnée par les apports d’azote de certaines populations d’oiseaux marins planctonophages dont l’abondance pourrait être affectée par le changement déjà observé de la taille du zooplancton, alors que les oiseaux piscivores nichant plutôt en bord de mer seraient favorisés. La comparaison des niveaux d’enrichissement en azote dans les colonies d’oiseaux sur 3 fjords soumis à des conditions climato-océanographiques différentes sera mise en relation avec les ressources marines utilisées.

Volet 2 : Mode d’exploitation et de gestion

Les approches écosystémiques sont depuis quelques années mises en avant pour mieux cerner, comprendre et décrypter les effets et enjeux à long terme de l’exploitation par la pêche des ressources marines.
Dans le contexte des pêcheries hauturières pélagiques du Golfe de Gascogne, les conséquences écosystémiques d’un changement drastique des espèces ciblées par cette pêcherie hauturière pélagique seront évaluées en particulier en relation avec la conservation des mammifères marins à l’échelle du Golfe de Gascogne (collaboration AMARE).
Dans le contexte d’une gestion intégrée de la zone côtière (GIZC), l’exploitation des ressources littorales de l’île d’Oléron à des fins récréatives est potentiellement porteuse de modifications majeures à la fois pour les espèces cibles de la pêcherie mais aussi pour leurs habitats et biodiversité associée. Les conséquences de l’activité de prospection par retournement de blocs lors de la pêche à pied (déjà débuté dans le précédent quadriennal) sont d’une part indirectes sur la biodiversité marine et seront abordée de façon pluridisciplinaire sous l’angle des indicateurs biotiques et d’estimation de la résilience naturelle et sociétale. Elles sont aussi, d’autre part, directes sur les populations cibles de la pêcherie (étrille, poisson) et seront abordées par des estimations d’effort de pêche, de dynamique de population et de génétique de population (collaboration AGILE, AMARE). Une approche similaire pluridisciplinaire sera proposée concernant les pêcheries de poissons d’ornement pour l’aquariophilie pratique qui présente en elle-même de forts risques de surexploitation des stocks et génère des destructions d’habitats récifaux. L’étude proposée portera sur une analyse des alternatives pour un zonage des pêcheries et de leurs gestions durables à partir d’une approche comparative de plusieurs pêcheries.

Volet 3 : Type de pollution

Fonction de l’échelle d’observation adoptée (écosystèmes, communautés, populations), il est proposé l’analyse de l’origine ou des conséquences de la perturbation anthropique subite : (1) A l’échelle d’écosystèmes, le développement économique de la Chine depuis les années 1980 se traduit par une contamination croissante des fleuves et des côtes, générant des développements d’algues toxiques, des marées vertes, et l’installation progressive de zones anoxiques dont l’origine peut être multiple (fertilisants agricoles, rejets urbains, mauvaises pratiques de cultures de macroalgues ou apports d’aliments pour l’aquaculture de certaines espèces). L’étude a pour objectifs de caractériser ces différents apports par des traceurs (δ13C, δ15N, marqueurs lipidiques, coprostanol), d’en faire la cartographie actuelle et de retracer dans les enregistrements sédimentaires leur évolution temporelle (δ15N, δ13C de la matière organique, δ18O des foraminifères et des coquilles) ; (2) A l’échelle des communautés, les impacts liés à une pollution par hydrocarbure sur la biomasse et la productivité photosynthétique du microphytobenthos ont été appréhendés pour des populations issues des vasières des pertuis charentais et l’analyse actuelle des résultats mènera à leur valorisation ; (3) A l’échelle de populations, les mécanismes de contamination métallique des huîtres de Marennes-Oléron ont été appréhendés dans le précédent quadriennal, par le couplage d’études de processus biologiques, géochimiques et hydrologiques et l’analyse actuelle des résultats mènera à leur valorisation. Cette approche intégrée incluait des travaux de terrain, des expérimentations en laboratoire et de la modélisation hydrodynamique (collaboration DPL) pour accéder à la quantification des différentes sources de contamination métallique (Gironde, Charente), à la redistribution des apports dans la baie de Marennes-Oléron en fonction de la variabilité des cycles hydrologiques, à l’amplitude des changements de spéciation dans les gradients physico-chimiques et à l’évaluation précise du rôle des réseaux trophiques planctoniques et des biofilms dans le transfert des métaux depuis les zones sources estuariennes vers les huîtres des parcs ostréicoles de Marennes-Oléron.

Action 2 : Changement pluri-décennal des communautés/populations dans les écosystèmes côtiers

Sur une perspective à long terme, étudier et caractériser de façon pluriannuelle le fonctionnement des écosystèmes permet d’acquérir les connaissances nécessaires pour en particulier adapter les pressions d’origine anthropique aux capacités de production de leurs différents habitats et in fine proposer des modifications éclairées de leur mode de gestion. L’emprise géographique sera celle d’écosytèmes de l’éco-région golfe de Gascogne.

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Volet 1 : Habitats intertidaux-estuariens

L’analyse des variations interannuelles de la ressource en proies sur l’abondance et la distribution des oiseaux limicoles (relevés des Réserves Naturelles Nationales) a pour but d’estimer l’impact éventuel du changement climatique global ou des pressions anthropiques sur ces habitats intertidaux. Il s’agira ensuite de tester si les variations d’abondance et de distribution des oiseaux limicoles en phase de survie hivernale sont principalement liées aux variations de leurs ressources trophiques. Un protocole de suivi à plus long terme devra être proposé à l’issu de ce premier bilan. L’analyse est projetée sur dix ans (2004-2013) avec en particulier l’étude des variations d’abondance et de diversité de la macrofaune benthique intertidale en baie de Marennes-Oléron et l’anse de l’Aiguillon avec chaque année depuis 2004 des campagnes d’échantillonnage réalisées en hiver sur ces principales aires d’hivernage des oiseaux dans les Pertuis charentais (collaboration AMARE).

Volet 2 : Habitats subtidaux côtiers

A l’échelle des pertuis charentais, la progression depuis les années 1970 d’espèces introduites par les activités conchylicoles comme la crépidule (mollusque gastéropode) a été telle qu’elle est considérée aujourd’hui comme invasive. L’hypothèse selon laquelle elle modifie le fonctionnement des écosystèmes colonisés à travers une double modification des habitats subtidaux et de leurs compositions faunistiques est soulevée mais reste à étayer localement. L’utilisation de relevés acoustiques et sismiques (V/O Haliotis) à l’échelle de la baie de Marennes-Oléron et du pertuis breton a permis d’établir un nouveau bilan de l’extension géographique des populations de crépidules (collaboration DPL). L’analyse des relevés sismiques conjointement à l’analyse bathymétrique doit permettre de cartographier l’ampleur de l’impact de ses populations sur les habitats sédimentaires puis par un couplage avec de nouveaux relevés faunistiques ponctuels de réexaminer en milieu marin le paradigme d’une relation négative entre espèce invasive et biodiversité spécifique.

Volet 3 : Habitats planctoniques côtiers et hauturiers

A l’échelle des pertuis charentais, identifier les variations locales et globales des variables phytoplanctoniques acquises par le réseau de surveillance phytoplanctonique REPHY depuis plus de 25 ans et discriminer l’influence respective de la température et de la salinité doit permettre de mieux caractériser le fonctionnement du compartiment phytoplanctonique des pertuis charentais et d’en apprécier les variations spatio-temporelles en comparaison d’autres sites à vocation conchylicole (baie du Mont St Michel, Arcachon).
De même, la caractérisation de l’environnement des petits pélagiques et des relations plancton/poissons pélagiques dans le Golfe de Gascogne a été entreprise depuis 2003 en période printanière. Réaliser la synthèse sur les différents compartiments planctoniques à l’échelle du Golfe doit permettre de définir des indicateurs de fonctionnement du réseau trophique planctonique puis de relier ceux-ci à la distribution spatiale et au régime alimentaire des petits poissons pélagiques (collaboration AMARE). Cette approche devrait permettre d’obtenir des éléments de réponses sur le déclin de l’anchois.

publie le mercredi 19 février 2014