Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins

Présentation orale de la publication :

Food subsidies from fisheries to continental shelfbenthic scavengers.

Michel J. Kaiser, Jan Geert Hiddink (2007). Mar Ecol Prog Ser 350: 267–276

Présentée par FABBRO Romain et URVOIS Félix

• Depuis les années 2000, 80 à 100 % des fonds marins entre 10 et 100m sont exploités

• En réalité la pêche génère souvent deux type de mortalité : - les organismes rejetés - les organismes tués par le passage du chalut.

Garthe and al (1996): les populations d’oiseaux charognards ont augmenté significativement avec l’essor de la pêche moderne. Link & Almeida (2002):Hypothèse ce phénomène pourrait être

observé pour les populations benthiques

le critère de Polis (Polis, 1996) est-il applicable ?

• Objectif de l’étude = modéliser la réponse des populations benthiques face à la perturbation que représente le chalutage

Greenpeace.org

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

Liocarcinus holsatusCarcinus maenas

Pagurus bernhardusCrangon crangon

Buccinum undatum

Poisson rond (Trisopterus minutus)

Crabe (Liocarcinus depurator)

Oursin (Spartangus purpureus)

Limanda limanda L.Microstomus kitt

Merlangius merlangus

Asterias rubens

Exemples de charognes générées

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

Site d’étude3 secteurs : Central-West, Central et South, divisé en quadras de 9 km² 90 mètres de profondeur en moyenne

50 km

200 km

NCW

S

C

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

Le modèleLes auteurs ont développé un modèle théorique (Hiddink et al., 2006b) permettant d’estimer la production annuelle (en biomasse) d’organismes morts

- naturellement = « normal production »- générés par la pêche de fond = « carrion production »

Ce modèle est basé sur la taille, le poids est utilisé comme proxy.

2 classes de taille : < 0,5g > 0,5g

deux groupes faunistiques

corps mous corps durs corps mous corps durs

compartiments du modèle

Les corps mous et durs d’une même classe de taille sont en compétition.

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

Le modèleLes auteurs utilisent un modèle Lotka-Volterra de compétition modifié permettant d’étudier le flux de biomasse de chaque compartiment.

Interactions : effets du chalutage – croissance – mortalité – paramètres environnementaux

Le type de sédimenttaux de mortalité des organismes

L’érosion du sédiment

L’effet du « raclage » naturel du fond : taux de croissance de la population

Le contenu en chlorophylle a du sédiment : capacité d’accueil du milieu

Cela permet ainsi d’estimer : - la normal production - la carrion production

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

A chaque quadra un degré de sensibilité à été attribué.

La sensibilité S = temps nécessaire à l’écosystème pour recouvrir 90% de sa production (d’après Hiddink, 2007).

Les charognes générées par les rejets des bateaux ont été estimés et corrigés à partir des travaux de Garthe and al (1996)

Les fréquences de chalutages sont établies à partir des données VMS (European Community Satellite Vessel Monitoring) et des carnets de bords des pêcheurs.

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

Résultats

La « carrion production » = faible part de la production benthique totale.

De plus, la production benthique normale est réduite en raison la perturbation occasionnée par le chalutage.

Type de production benthique Masse en tonne.a-1

Carrion production À partir des rejets 117 173

Générée par le passage du chalut

255 783

« Normal » production 5 185 369

Total 5 441 152

Perte de production benthique due au prélèvement de biomasse

1 702 165

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

Résultats

La « carrion production » = faible part de la production benthique totale.

De plus, la production benthique normale est réduite en raison la perturbation occasionnée par le chalutage.

Type de production benthique Masse en tonne.a-1

Carrion production À partir des rejets 117 173

Générée par le passage du chalut

255 783

« Normal » production 5 185 369

Total 5 441 152

Perte de production benthique due au prélèvement de biomasse

1 702 165

15 % de la perte de production

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

Résultats

La « carrion production » = faible part de la production benthique totale.

De plus, la production benthique normale est réduite en raison la perturbation occasionnée par le chalutage.

Type de production benthique Masse en tonne.a-1

Carrion production À partir des rejets 117 173

Générée par le passage du chalut

255 783

« Normal » production 5 185 369

Total 5 441 152

Perte de production benthique due au prélèvement de biomasse

1 702 165

22% de la perte de production benthique

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

Les habitats sensibles ont une production benthique dominée par les individus de grande taille (>0,5g), à l’inverse des zones peu sensiblesDans les habitats sensibles, au dessus d’un chalutage tous les 8 ans les individus de petite taille dominent la production benthique.Les organismes de petite taille (<0,5 g) augmentent leur production à partir des charognes générées par la pêche pour une fréquence de 0,25 à 4 chalutage par an.

0 0.5 1 1.5 2 2.50

5

10

15

20

25

30

35

fréquence de chalutage (chalutage.a-1)

Production (g.m-2.a-1)

Production (g.m-2.a-1)

0 0.5 1 1.5 2 2.50

10

20

30

40

50

60

70

80Normal production ( >0,5g)

Carrion production ( >0,5g)

Forte sensibilité

fréquence de chalutage (chalutage.a-1)

Normal production ( <0,5g)

Carrion production (<0,5 g)

Faible sensibilité

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

• Pas d’augmentation similaire à celle des oiseaux pour les populations benthiques de charognards (Ramsay & al. 2000)

• Les espèces charognards peuvent devenir dominantes dans les habitats où le chalutage est intensif = SHIFT dans la composition structurale des

communautés benthiques

• Les charognes générées par le passage du chalut ne suffisent pas à augmenter les populations de ces taxons

ne représentent que 10 jours de ressources alimentaires

= une augmentation de 2,7% dans l’année

ne remplit pas les conditions du critère de Polis

• Chalutage de fond réduction de 21% de la production des invertébrés benthiques

Fonds & Groenwold (2000)

Hiddink & al. (2006b)

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

• Diminution de 56 % de la biomasse due au chalutage les 44 % restants sont aussi affectés

• Les amphipodes seraient les seuls organismes adaptés à ce type de ressources alimentaires

• Chalutage intensif -> impact négatif sur fond stable, diminution de la production et biomasse benthique

• Impact moins visible sur les fonds meubles

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

Le modèle est basé sur de nombreuses hypothèses pouvant introduire des biais

Ce modèle permet d’étudier le shift du point de vue des compartiments du modèle uniquement

approche théorique

L’impact sur les corps mous et durs n’est pas étudié

Introduction Matériels et Méthodes Résultats Discussion Critique

Bibliographie

•Collie, J.S., Hall, S.J., Kaiser, M.J., and Poiner, I.R. 2000. A quantitative

analysis of fishing impacts on shelf-sea benthos. J. Anim.

Ecol. 69: 785–798.

•Dulvy, N.K., Metcalfe, J.D., Glanville, J., Pawson, M.G., and Reynolds, J.D. 2000. Fishery stability, local extinctions, and shifts in community structure in skates. Conserv. Biol. 14: 283–293.

•Duplisea DE, Jennings S, Warr KJ, Dinmore TA (2002) A sizebased model of the impacts of bottom trawling on benthic community structure. Can J Fish Aquat Sci 59:1785–1795

•Garthe S, Camphuysen CJ, Furness RW (1996) Amounts of discards by commercial fisheries and their significance as food for seabirds in the North Sea. Mar Ecol Prog Ser, 136:1–11

•Hiddink JG, Jennings S, Kaiser MJ (2006a) Recovery status as an indicator of the large scale ecological impact of bottom trawling. Ecosystems 9:1190–1199

•Hiddink JG, Jennings S, Kaiser MJ, Queirós AM, Duplisea DE, Piet GJ (2006b) Cumulative impacts of seabed trawl disturbance on benthic biomass, production and species richness in different habitats. Can J Fish Aquat Sci, 63: 721–736

•Kaiser MJ, Spencer BE (1996) The behavioural response of scavengers to beam-trawl disturbance. In: Greenstreet S, Tasker M (eds) Aquatic predators and their prey. Blackwell Scientific Publications, Oxford

• Link JS, Almeida FP (2002) Opportunistic feeding of longhorn sculpin (Myoxocephalus octodecemspinosus): Are scallop fishery discards an important food subsidy for scavengers on Georges Bank? Fish Bull 100:381–385

• Polis GA, Holt RD, Menge BA, Winemiller KO (1996) Time, space and life history: influences on food webs. In: Polis GA, Winemiller KO (eds) Food webs: integration of pattern and dynamics. Chapman & Hall, New York, p 438–447

• Queirós, A.M., Hiddink, J.G., Hinz, H. and Kaiser, M.J., (2006). The effects of chronic bottom trawling disturbance on biomass, production and size spectra of invertebrate infauna communities from different habitats. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 335: 91-103.

• Ramsay K, Kaiser MJ, Hughes RN (1996) Changes in hermit crab feeding patterns in response to trawling disturbance. Mar Ecol Prog Ser, 144:63–72

• Ramsay K, Kaiser MJ, Rijnsdorp AD, Craeymeersch J, Ellis J (2000) The impact of beam trawling on populations of the benthic scavenger Asterias rubens L. In: Kaiser MJ, de Groot SJ (eds) The effects of trawling on non-target species and habitats: biological, conservation and socioeconomic issues. Blackwell Science, Oxford, p 151–162