Elaboration D'un Diagnostic Robuste De L'état D'un Écosystème Marin Dans
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
RÉSUMÉ ABSTRACT UNIVERSITÉ EUROPÉENNE OE BRETAGNE • 17 mars 2014 Thèse AGROCAMPUS OUEST sous le label de l'Université européenne de Bretagne pour obtenir le grade de DOCTEUR D'AGROCAMPUS OUEST Spécialité Écologie David CAUSEUR Élaboration d'un diagnostic Professeur, AGROCAMPUS OUEST AGROCAMPUS OUEST · Institut supêrieur des sciences agronomiques. prêsident agroalimentaires, horticoles et du paysage robuste de mise en place Oavid MAKOWSKI 65 rue de Saint-Brieuc - CS84215 - F-35042 Rennes Cedex Chargé de recherche. INRA AgroParisTech TeL : 02 23 48 50 00 rapporteur www.agrocampus-ouest.fr d'aires marines protégées, Adriaan RIJN$DORP • Directeur de recherChe. IMARES Pays-Bas dans un contexte rapporteur Nicolas DESROY Chercheur. Ifremer Dinard - examinateur d'incertitudes Xavier HARLAY Ifremer Chercheur. AAMP Boulogne-sur-Mer examinateur Paul MARCHAL Cadre de recherche. Ifremer Boulogne-sur-Mer co-directeur de thèse Stéphanie MAHÉVAS Chargée de recherche. EMH Ifremer Nantes • directrice de thèse - ] @ . ] - 1 1 Table des matières 1 Introduction Générale 1 2 Pêcherie Manche et Aide à la décision 7 2.1 La Manche Est .............................. 8 2.1.1 Principales activités humaines .................. 8 2.1.1.1 Activités actuelles ................... 8 2.1.1.2 Activités futures .................... 11 2.1.2 Conséquences connues de ces activités sur l’écosystème . 11 2.1.3 Gestion actuelle et gestion possible . 16 2.2 Recherche de mesures de gestion efficaces malgré de fortes incertitudes 18 2.2.1 Risque et sources d’incertitude . 19 2.2.2 Info-gap et Théorie de la Décision : quelques repères . 20 2.2.2.1 La théorie des jeux ................... 20 2.2.2.2 La Fonction de Décision Statistique de Wald . 21 2.2.2.3 La théorie du Fossé de l’Information . 23 3 Impacts de l’extraction de granulats marins sur les communautés benthiques de Manche Est - Gros plan sur les espèces consommées par la sole et la plie. 29 3.1 Abstract .................................. 30 3.2 Introduction ................................ 31 3.3 Material .................................. 32 3.4 Methods .................................. 36 3.4.1 Grouping Taxa .......................... 36 3.4.2 Variables ............................. 37 3.4.2.1 Density per benthic group . 37 3.4.2.2 Extraction Intensity . 37 3.4.3 Quantifying the effects of extraction and recovery . 38 3.4.3.1 Effects of extraction . 39 3.4.3.2 Recovery ........................ 40 3.5 Results ................................... 40 3.5.1 Exploratory analysis ....................... 40 3.5.2 Quantifying the effects of extraction . 42 3.5.2.1 Trophic guilds ..................... 42 3.5.2.2 Mobility guilds ..................... 43 3.5.3 Quantifying Recovery ...................... 43 3.6 Conclusion ................................. 44 3.7 Discussion ................................. 45 3.7.1 Sampling procedure and methodology . 45 3.7.2 Perspectives ............................ 47 ii Table des matières 4 Prise en compte des incertitudes dans un modèle complexe d’éco- système marin 57 4.1 Abstract .................................. 58 4.2 Introduction ................................ 59 4.3 Material .................................. 60 4.3.1 ISIS-Fish ............................. 60 4.3.2 The Eastern Channel ....................... 61 4.3.3 The Eastern Channel model ................... 61 4.3.3.1 Exploitation ...................... 62 4.3.3.2 Populations ....................... 63 4.3.3.3 Management ...................... 63 4.4 Methods .................................. 64 4.4.1 Decision Theory ......................... 64 4.4.2 Applying Info-gap to a complex model . 65 4.4.2.1 Perform sensitivity analysis . 66 4.4.2.2 Point out isles of robustness with classification trees 68 4.5 Results ................................... 72 4.5.1 Sensitivity analyses ........................ 72 4.5.2 Conditional Tree analysis .................... 74 4.5.2.1 Sole 7D ......................... 74 4.5.2.2 Plaice 7D ........................ 76 4.6 Discussion ................................. 77 4.6.1 Management Implications .................... 77 4.6.2 Caveats .............................. 78 4.6.3 Management Strategy Evaluation . 80 4.7 Supporting Information S1 : Dealing with conditional trees instability 86 4.8 Supporting Information S2 : Building conditional trees for sole in 7D 88 4.9 Supporting Information S3 : Building conditional trees for plaice in 7D 90 4.10 Autres méthodes de gestion du risque . 92 5 Test de scénarios de gestion spatialisés au moyen d’un modèle com- plexe de la Manche Est. 95 5.1 Introduction ................................ 97 5.2 Material and Methods .......................... 99 5.2.1 Modelling fish populations . 101 5.2.2 Modelling benthic taxa . 102 5.2.3 Modelling human activities and management . 103 5.2.4 Simulations ............................104 5.3 Results ...................................105 5.3.0.1 Fish species . 105 5.3.0.2 Benthic species . 108 5.3.0.3 Sensitivity analyses . 110 5.3.0.4 Classification Trees . 110 5.4 Discussion .................................112 Table des matières iii 5.4.1 Results obtained in relation to model hypotheses and structure 112 5.4.2 Modelling perspectives . 114 5.5 Acknowledgments .............................116 5.6 Supporting Information S1 : Linking benthic populations and aggre- gates extraction in ISIS-Fish . 123 6 Conclusion 127 6.1 Chronologie des travaux réalisés et résultats marquants . 128 6.1.1 Effets de l’extraction de granulats sur le benthos . 129 6.1.2 Sensibilité et Robustesse . 129 6.1.3 Intérêts de la spatialisation du modèle . 130 6.2 Obstacles à la mise en place de l’approche . 131 6.2.1 Hétérogénéités . 131 6.2.2 Représentation du comportement des pêcheurs . 132 6.2.3 Complexité ............................134 6.3 Perspectives ................................135 6.3.1 Evolutions Méhodologiques . 135 6.3.2 Inclusion dans le projet VECTORS . 136 6.3.3 Un modèle pour la gestion ? . 137 Chapitre 1 Introduction Générale La nécessité d’une approche écosystémique des pêches est reconnue au niveau international depuis le début des années 70, avec une très forte augmentation du nombre de déclarations et de conventions depuis le début des années 90 (1). A une échelle plus restreinte ce processus de prise en compte et de gestion des écosystèmes se traduit par des textes tels que la Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Ma- rin (DCSMM, (2)) qui demande l’atteinte du bon état écologique des écosystèmes marins d’ici à 2020. L’atteinte du bon état écologique d’un écosystème passe par l’atteinte de ce bon état pour les différents composants de cet écosystème. Afin de définir si le bon état est atteint ou non, la DCSMM propose plusieurs descripteurs de l’écosystème. Pour chacun de ces descripteurs plusieurs critères sont définis afin d’évaluer son état. Ces descripteurs peuvent aller de l’état du fond marin (3) au niveau d’eutrophisation de l’écosystème (4), en passant par l’état des populations de poissons, mollusques et crustacés (5) ou du réseau trophique dans son ensemble (6). Les critères appliqués à chacun de ces descripteurs peuvent être variés. En ce qui concerne le descripteur sur l’état des populations, qui revêt une grande importance pour la gestion des pêches, ces critères sont par exemple : (i) le niveau de pression de l’activité de pêche, (ii) la capacité de reproduction du stock et (iii) la structure en âge et en taille des populations. Améliorer l’état d’un compartiment d’un écosystème passe par la gestion des activités humaines impactant ce compartiment. Ces activités sont le plus souvent gérées de manière individuelle, sans prendre en compte les interactions qui peuvent subvenir entre elles. La nécessité de tendre vers le bon état écologique devrait pousser la gestion à évoluer vers une approche plus écosystémique (EBM, Ecosystem Based Management) prenant en compte les impacts possibles à tous les niveaux et toutes les échelles de l’écosystème, ainsi que les interactions entre impacts. Ces approches de gestion demeurent très diverses et leur perception varie entre les différents acteurs impliqués dans la gestion (7). Améliorer cette gestion implique de définir ce qu’est un écosystème, puis de comprendre le fonctionnement des écosystèmes que l’on souhaite gérer. Un écosystème peut généralement être défini comme un ensemble d’êtres vivants en interaction entre eux et avec leur environnement. Ce terme est apparu dès 1935 et résulte de l’idée que les organismes, même s’ils sont le principal centre d’intérêt d’une étude, ne peuvent pas être séparés de leur environnement avec lequel ils forment un système particulier (8). Cette définition relativement sibylline a peu évolué jusqu’à aujourd’hui. Par exemple, l’Evaluation des Ecosystèmes pour le Millénaire (9) définit 2 Chapitre 1. Introduction Générale un écosystème comme “un complexe dynamique composé de plantes, d’animaux, de micro-organismes, et de la nature morte environnante agissant en interaction en tant qu’unité fonctionnelle”. Ce texte place l’être humain au coeur des écosystèmes car il est en interaction dynamique avec ces derniers. Cette notion d’interaction est capitale car elle met en avant le fait qu’en modifiant les écosystèmes l’Homme altère également les services qu’il peut en tirer. Cette définition peut s’appliquer au milieu terrestre comme au milieu marin, à des échelles très variées. On voit donc qu’un écosystème est un objet pouvant être extrêmement complexe. Comme le mettait en avant Tansley une étude se focalise en général sur une portion uniquement d’un écosystème.