BOROCCO Silvia BEN GHARBIA Hela FILIPPI BEVILACQUA Vanessa UE 227 "Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins" Ichthyoplankton

BOROCCO Silvia

BEN GHARBIA Hela

FILIPPI BEVILACQUA Vanessa

UE 227 "Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins"

Ichthyoplankton dynamics and biodiversity in the Gulf of Alaska:

Responses to environmental change

By Boeing et Duffy-Anderson, 2008

INTRODUCTION METHODOLOGIE RESULTATS & DISCUSSION CONCLUSION REFERENCES

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Les facteurs environnementaux ont fait l'objet d'une attention croissante en tant qu‘ agents importants responsables de la restructuration des écosystèmes marins.

Transition climatique majeure (1976/77) = PDO

Changements fondamentaux dans

l’écosystème pélagique

Pacific Decanal OscillationPositive Phase Negative Phase

Year

Mon

thly

PD

O I

nd

ex V

alu

es

Océan Pacifique Nord et Mer de Béring

(Hare et Mantua, 2000)

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BOTTOM UP CONTROL

TOP PRÉD.

C 2

C 1

PHYTO

Organismes de niveau trophique inférieur: plus sensibles aux changements climatiques.

Premiers stades de vie: sensibles à l’environnement.

Forçage climatique(Hollowed et col., 2001)

Recrutement des poissons(survie et recrutement despremiers stades de la vie)


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Rutherford, 2002.


• Base de recherche (dynamiques des populations d’ espèces importantes pour la pêche).

Intérêt de l’ ichthyoplancton:

• Informations sur l’écologie de l’ichthyoplancton élément important pour l’évaluation des stocks et les plans de gestion des pêches.

Alaska Costal Current

Alaska Stream Current

Ν

165° E 165° W 140° W 105° W

70° N

60° N

50° N

40° N

1000 km

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Topographie accidentée et forts courants de

marée

Ν165° E 165° W 140° W 105° W

70° N

60° N

50° N

40° N

1000 km

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Eau douce


+

Tourbillons

Temps de rétention du plancton

• Présence de Tourbillons et de Méandres

• Disponibilité saisonnière du Phytoplancton

Abondance, diversité et distribution de l’ichthtyoplacton

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Objectifs

1.Identifier les groupes fonctionnels d'ichthyoplancton dans le Golfe d'Alaska.

2. Relier les indices de regroupement de l'ichthyoplancton à des variables océanographiques.

3. Evaluer l’utilité des données relatives à l'ichthyoplancton en tant qu'indicateurs de changements au niveau de l'écosystème .

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-Données collectées en: 1972,1977-1979, 1981 et 2000 dans le GOA.

-Icthyoplancton collecté : chalutages quantitatifs et obliques avec filet bongo.

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Méthodologie d’échantillonnage

Intérieur de la mer « Shelikof »

Bailey et col., 2002.

JanvierjuilletSeptembrenovembre

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Shelikof Strait

N


Variables "réponse" Abondance, diversité et richesse spécifiques

Zone d’étude: 53,6-60,2°N et 139,4-165,6°W

Variables explicatives

Pression Température Salinité Circulation

North PacificIndex (NPI)

- Indice El Niño (ENIX)

-Pacific decadal oscillation index

(PDO)

-T° (50-75m)

- S°50- 75m

- Ecoulement mensuel d’ eau

douce

- Indice d’upwelling côtier

- Transport total( Détroit de Shelikof)

- Mélange des vents + Vents côtiers

variables réponse reliées aux variables environnementales

Variables choisiesReflètent des variations sur une échelle décennaleEffets significatifs sur l’abondance, la diversité et/ou le recrutement des poissons.

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En fonction des:Régions géographiquesMois + Années des pics d’abondance

22

21

1920

18

17

1514

16

13121110

9876543

1

2

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22 Groupes: similitudes écologiquesMesure de distance Bray-CurtisMéthode de linkage Flexible Beta


Résultats

CCA: Analyses de correspondance canonique

Vent côtier et indice El Niño: effet positif groupes 21 et 6 ★★★

groupe 9 ★

NPI: effet opposé

Mélange des vents et apports rivière: Effet négatif (groupes13, 8 et 20) Influence positive sur la diversité et la richesse spécifique

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Espèces d’eau tempérée

Espèces d’eau froide

Espèces du large

Résultats

Plusieurs groupes fortement reliés aux forçages de l’environnement:

- corrélation

Population 21:

positive avec ENIX + vent côtier

négative avec NPI

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165° W165° E 140° W140° E

60° N

45° N

75° N

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Ν

1000 km


3 mécanismes principaux

1- Transport d’Ekman

2- Accélérations

3- Contraintes bathymétriques

Alaska Costal Current

Bailey et Picquelle (2002) mécanismes similaires abondance des larves de grande taille au niveau de la côte durant les années des anomalies El Niño

Ladd et col. (2002)Mécanisme additionnel: Tourbillons du large empiètent périodiquement sur les marges du plateau continental (déposent les eaux profondes).

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Populations dont la zone de fraie est le plateau continental:

Corrélations positives

Affectées par ces mécanismes

Apports d’eau douce

Mélange des vents

Production

degré de mélange des vents

flux des rivières

+ grande partie de leur vielarvaire

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Tourbillons

(Larves + [ Nutriments])

8 groupes = espèces du large: corrélées

négativement à ENIX et au vent

positivement au NPI

ENIX = mesure de T°: abondance des larves des espèces d’eau froide

ENIX + Vent transport des larves des profondeurs vers le plateau continental

= habitat défavorable

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Diversité • Diversité des espèces d’ichthyoplancton dans le GOA élevée L’écosystème du plateau écossais

Oregon

Mer de Bering

Golfe d’Alaska

Ν

165° E 105° W

70° N

42° N

LarvesLarves

Shackel et Franck, 2000.

• Les indices de richesse et diversité de Shannon-Wiener

positivement influencés par le mélange des vents et par les rivières.

•Point de rupture géographique: espèces d’eau froide du Nord – limite sud espèces d’eau tempérées plus septentrionales – limite nord

800 km


• Les variables de vent et les indices d’apport d’eau douce

Plus d’influence et plus fort potentiel comme indicateur de réponse de

l’ichthyoplancton

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1) Tourbillons: rétention des larves de poissons et les entraine avec leurs proies zooplanctoniques.

2) Salinité dans la surface.

Apport d’eau douce

Variables Environnementales

• Ecoulements fluviaux Apport d’eau douce dans le Golfe d’Alaska

• Précipitations


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Indices plus pertinents: Méso échelle

temporellement: ENIX X PDO.

Les vents soufflant le long de la côteFormation de tourbillons et la rétention de certains larves

Le mélange des vents Empêche la formation de tourbillons et découple les larves de leurs proies planctoniques

Effets opposés sur les larves de poissons

Échelle pluriannuelleBase décennale (basse fréquence)


les indices dérivés de données relatives à l’ichthyoplancton pourraient être utiles à l’évaluation d’un changement biologique en réponse à une pression météorologique de méso échelle;

regroupements d’ichthyoplancton répondant à des pressions environnementales de méso échelle, ce qui peut indiquer leur adéquation en tant qu’indicateurs écologiques;

Les facteurs climatiques sont une force motrice majeure pour les larves de poissons, alors que les poissons adultes sont principalement influencés par la compétition et la pêche ;

La prochaine étape serait d’étudier le délai de réponse depuis les stades larvaires jusqu’aux stades adultes pour faire de l’ichthyoplancton un indicateur significatif des changements de régimes alimentaires.

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Aebisher, N.J., Coulson, J.C., Colebrook, J.M., 1990. Parallel long-term trends across four marine trophic levels and weather. Nature 347, 753-755.

Anderson, P.J., Piatt, J.F., 1999. Community reorganization in the Gulf of Alaska following ocean climate regime shift. Mar. Ecol. Prog. Ser. 198, 117-123.

Bailey, K.M., Picquelle, S.J., 2002. Larval distribution of offshore spawning flatfish in the Gulf of Alaska: potential transport pathways and enhanced onshore transport during ENSO events. Mar. Ecol. Prog. Ser. 236, 205–217.

Beaugrand, G., Reid, P.C., Ibanez, F., Lindley, J.A., Edwards, M., 2002. Reorganization of North Atlantic marine copepod biodiversity and climate. Science 296, 1692-1694.

Boeing, W.J., Martin, M.H., Duffy-Anderson, J.T., 2007. Groundfish. In: Spies, R.B. (Ed.), Long-term Ecological Change in the Northern Gulf of Alaska. Elsevier, pp. 300-311.

Duffy-Anderson, J.T., Bailey, K.M., Ciannelli, L., Cury, P., Belgrano, A., Stenseth, N.C., 2005. Phase transitions in marine fish recruitment processes. Ecol. Complex. 2, 205-218.

Hollowed, A.B., Hare, S.R., Wooster, W.S., 2001. Pacific Basin climate variability and patterns of Northeast Pacific marine fish production. Prog. Oceanogr. 49, 257-282.

Ladd, C., Bond, N.A., 2002. Evaluation of the NCEP-NCAR reanalysis in the northeast Pacific and the Bering Sea. J. Geophys. Res. 107, 3158-3166.

Shackel, N.L., Franck, K.T., 2000. Larval fish diversity in the Scotian Shelf. J. Fish. Aquat. Sci. 57, 1747-1760.

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Southward, A.J., 1980. The western English Channel – an inconstant ecosystem. Nature 285, 361-366.

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