Modèle simplifié d’un écosystème

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Modèle simplifié d’un écosystème. Ecopath / Ecosim / Ecospace. ECOPATH II et Ecopath 3+ for Windows sont périmés ; la dernière version du logiciel est «  Ecopath with Ecosim Version 4.0  » (EwE) ; - PowerPoint PPT Presentation

Text of Modèle simplifié d’un écosystème

  • Modle simplifi dun cosystme

  • Ecopath / Ecosim / EcospaceECOPATH II et Ecopath 3+ for Windows sont prims ;la dernire version du logiciel est Ecopath with Ecosim Version 4.0 (EwE) ;EwE incorpore Ecosim, pour la simulation temporelle, et Ecospace, pour la simulation spatiale ;EwE peut tre utilis pour tudier les pcheries dans leur contexte cosystmique .

  • Ecopath with Ecosim (EwE)Permet lutilisateur dtudier leffet de diffrent choix dutilisation des ressources dun cosystme aquatique ;lintgration complte du logiciel permet son utilisation pour tous les types dcosystmes aquatiques - mme ceux pour lesquels peu de donnes sont disponibles parce que :les fichiers utiliss pour Ecosim et Ecospace proviennent des fichiers Ecopath, eux-mmes bass sur un minimum de donnes ;Ecosim et Ecospace sont bass sur des principes cologiques robustes et bien accepts.

  • Elments principaux dEwEEcopath pour entrer les donnes de base sur un cosystme et ses pcheries, et pour tablir un quilibre entre les composants ;Ecoranger pour tenir compte des incertitudes ;Econet pour dcrire les caractristiques des rseaux trophiques;Ecowrite pour la documentation des valeurs entres, et de leurs hypothses de base ;Ecosim pour la simulation dans le temps des effets dune (ou de plusieurs) pcherie(s) sur un cosystme ;Ecospace pour la simulation dans lespace des effets mutuels des composants dun cosystme, y compris les pcheries.

  • Dfinir les composants dun cosystmeun maximum de 50 composants peuvent tre inclus ;un des composants (au moins) doit reprsenter les dtritus ;les similarits cologiques (mme proies, mme prdateurs) sont prfres aux affinits taxinomiques dans les groupement des espces ;les composants sont aussi dfinis par la disponibilit de donnes ;leffet de ne pas introduire un groupe important cause dun manque de donnes est pire quintroduire des donnes approximatives ;tous les niveaux trophiques doivent tre reprsents un niveau de dtail similaire ;les bactries peuvent tre ignores et considre comme faisant partie du dtritus.

  • Les quations cl dEcopath (1)Consommation = Production biologique + Nourriture non-assimile + Respiration

  • Les quations cl dEcopath (2)Bi P/Bi EEi = Yi + (Bj Q/Bj DCij)Bi= biomasse dun composant proie i ;Bj= biomasse dun composant prdateur j ;P/Bi= rapport production / biomasse du composant i (= mortalit totale; Z = M + F) ;EEi= rendement cotrophique du composant i ;Yi= prises des pcheries du composant i (Yield = Fi Bi) ;Q/Bj= rapport consommation alimentaire / biomasse du composant i (voir dfinitions dans FishBase) ; DCij= fraction du composant i dans la composition alimentaire de j (voir dfinitions dans FishBase).

  • Sommaire des donnes ncessaires pour EcopathComposantDescriptionUnitBibiomasse(t km-2)*P/Bi production/biomasse(1 / an)Q/Biconsommation/biomasse(1 / an)DCijcomposition alimentaire(fraction) (Diet Composition)

    A noter : g m-2 est quivalent t km-2

  • Estimation des paramtres dEcopathBiomasses : utiliser lanalyse des populations virtuelles APV (10.1-10.4), lcho-acoustique, ou B = Prise/F ;P/B : estimer Z par les courbes de capture (7.2-7.4) ;Q/B : estimer la ration et extrapoler Q/B (11.1-11.3; voir aussi EcoEmpire) ;DC : la composition de bol alimentaire (Diet Composition dans FishBase). A noter:les chiffres se rapportent aux chapitres de louvrage: Mthodes pour lvaluation des ressources halieutiques (Pauly 1997)

  • La dfinition de linconnue (1)Pour chaque composant i, il faut entre autres des valeurs de Bi, P/Bi, Q/Bi, DCi et EEi ;Ecopath peut estimer une de ces valeurs si les autres sont disponibles (il sagit dquations linaires une inconnue) ;on a donc les options suivantes (linconnue en caractres gras) :B, P/B, Q/B, DC, EE ;B, P/B, Q/B, DC, EE ;B, P/B, Q/B, DC, EE ;B, P/B, Q/B, DC, EE ;B, P/B, Q/B, DC, EE ;vu les difficults destimation de EE, cest la dernire option qui est la plus utilise.

  • La dfinition de linconnue (2)Il est plus ais dobtenir des valeurs prcises de P/B que de B (P/B > B) ;de plus, P/B & Q/B > B >> DC >> EE ;donc, EE est, en gnral, laiss comme inconnue, et sa valeur est value par Ecopath ;la condition 0
  • Les prdateurs de top sont diffrentsIl faut toujours inclure les prdateurs de top dans un modle, car ils limitent les valeurs que peuvent prendre les paramtres des autres composants ;les simulations Ecosim et Ecospace sont plus ralistes quand le composant prdateur de top est spar en deux groupes (juvniles; adultes), surtout l o la composition alimentaire des juvniles diffre de celle des adultes (par exemple, chez les thons) .

  • P/B - le rapport production/biomasseP/B correspond la mortalit totale (parce que la production biologique doit compenser les pertes dues la mortalit) ;P/B peut tre estim partir dune valeur de Z, elle-mme estime partir dune courbe de capture ;P/B peut tre estim partir de P/B = Z = F+M, o F = Prise/Biomasse ;M L-0,28 K0,65 Temp0,46 chez les poissons, crevettes et cphalopodes, et M K chez les bivalves et autres animaux sessiles (L en cm ; K en an-1 ; T en oC) .

  • Q/B - le rapport consommation/biomasse (1)Modle empirique :log Q/B = 5,847 + 0,28 logZ - 0,152 logW - 1,36T + 0,062A + 0,51h +0,39doZ = M + F (an-1) ;W = poids asymptotique (g) ;T = temprature de leau (1000 / (273 + oC)) ;A = indice dactivit (caudale : h2 / s) ;h = herbivorie (1 chez les poissons herbivores, 0 chez les autres) ;d = dtritivorie (1 chez les p. dtritivores, 0 chez les autres) .

  • Q/B - le rapport consommation/biomasse (2)A = 9.8A = 1.3hUne devinette : Quel poisson a la consommation la plus leve ? le thon, ou le thiof ?hA = h2 / sss

  • La composition alimentaire (DC)Nous utilisons, pour chaque composant, la composition alimentaire de lespce dominante, ou dune espce typique, ou une moyenne entre espces ;les importations sont des items consomms qui ne sont pas inclus comme composant de lcosystme (par ex., les poissons dun systme continental, consommant des insectes tombs dans leau) ;les valeurs de DCij sont souvent celles qui dterminent si un modle est quilibr ou non (quilibrer un modle consiste souvent ajuster des valeurs de DCij) .

  • Les donnes de la pcheUn maximum de 10 mtiers (ou flottilles) peut tre considr ;pour chaque mtier, on peut inclure* :les cots fixes et les cots variables ;les dbarquements et leur valeur marchande ;les rejets et leur destination .

    * ces donnes ne sont ncessaires que pour les analyses bioconomiques

  • Les dbarquements et les rejetsLentre de donnes par mtier (ou flottille) permet danalyser la comptition entre mtiers ;les dbarquements sont entres comme un flux (par exemple, t km-2 an-1) ;les rejets sajoutent aux dbarquements pour dfinir les prises ;si lun des mtiers inclus produit des rejets, il est avis dinclure dans le modle un composant de dtritus quon appellera rejets ;les rejets de chaque mtier sont ensuite relis ce composant, que certains composants vivants peuvent alors consommer .

  • Les cotsles cots fixes dus chaque mtier peuvent tre entrs (par anne) ;les cots variables sont proportionnels leffort inclut dans le modle Ecopath ;les cots peuvent tre exprims en CFA, Euro, Dollar, etc. ;A noter : prsent (avril 1999) , Ecosim et Ecospace ne sont pas optimiss pour les analyses bioconomiques ;des amliorations importantes seront faites dans les mois venir.

  • La destination des dtritus (dtritus fate ou sort des dtritus) Tous les composants dun cosystme (autre que les dtritus mme) produisent des dtritus, en forme de matire fcale, dexcrtions et de carcasses ;donc, un minimum dun composant est ncessaire pour reprsenter les dtritus ;de plus, sil y a plus dun composant reprsentant les dtritus, les flux de dtritus produits par chaque composant doivent tre dirigs vers le composant de dtritus appropri;pour des raisons pratiques, les composants reprsentant les dtritus sont toujours placs aprs les autres composants .

  • Autres valeurs entrer quand on construit un modle EcopathPour chaque composant :taux dassimilation alimentaire (par ex., 20%) ;composition alimentaire (DCij) ;diffrence entre limmigration et lmigration (gnralement zro) ;taux daccumulation de biomasse (gnralement zro);destination des dtritus (detritus fate) .Pour chaque mtier :dbarquements ;rejets en mer ;destination des rejets ;cots fixes ;cots variables, par unit deffort ;valeur marchande des prises, par composant ;valeur intrinsque, par composant .

  • Caractristiques principales dEcosim (1)Ecosim utilise un fichier Ecopath (on ne peut donc jamais dire qu Ecosim est mieux quEcopath) ;la premire tape dutilisation dEcosim est la construction du meilleur modle Ecopath possible ;Ecosim transforme le systme dquations linaires dEcopath en un systme dquations diffrentielles, qui sont ensuite intgres dans le temps .

  • Caractristiques principales dEcosim (2)Ecosim utilise :diffrents pas dintgration pour les groupes rapides (par ex., le plancton) et les groupes lents (par ex., les requins) ;soit une dynamique de biomasse pour les composants simples, ou de biomasse et de nombre pour les espces dont les juvniles sont spars des adultes ;des vulnrabilits variables entre composants .

  • Caractristiques principales dEcosim (3)chaque mois, une fraction de la biomasse adulte est convertie en ufs/larves ;ces oeufs/larves entrent immdiatement dans le composant juvniles et croissent en fonction de labondance de leur proie, jusqu un poids critique (Wk) o il sont recruts dans le composant adulte ;vu la denso-dpendence de la croissance, le temps r