Méta-analyse du fonctionnement trophique des écosystèmes marins à l’échelle mondiale sous la direction de : Didier Gascuel (UMR ESE, Agrocampus Ouest) Daniel Pauly (UBC Fisheries Centre) AMEDEE 09/02/20 11 COLLETER Mathieu
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AMEDEE09/02/2011 COLLETER Mathieu
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Plan 1) Introduction : la problmatique au sein du sujet de thse
2) Outils mis en place 3) Mthodes et premiers rsultats 4)
Perspectives et conclusion
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Introduction Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes et 1
er rsultatsPerspectives et conclusion
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Contexte Dveloppement dapproches comparatives grande chelle et
de modles de fonctionnement trophique : Ecopath with Ecosim (EwE)
et EcoTroph Ecopath principal standard de modlisation : plus de 400
applications portant sur des cosystmes trs divers Mais peu de
mta-analyses de lensemble de ces modles Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Sujet de thse Impact de la pche sur le fonctionnement trophique
des cosystmes marins, approche comparative et cartographie lchelle
mondiale : Mta-analyse du fonctionnement trophique des cosystmes
marins l'chelle mondiale Cartographie dynamique de l'impact de la
pche sur la biomasse marine et sur sa distribution par niveau
trophique Simulation de diffrents scnarios d'volution de
l'exploitation et de lenvironnement Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Problmatique Impact de la pche sur le fonctionnement trophique
des cosystmes marins, approche comparative et cartographie lchelle
mondiale : Mta-analyse du fonctionnement trophique des cosystmes
marins l'chelle mondiale Cartographie dynamique de l'impact de la
pche sur la biomasse marine et sur sa distribution par niveau
trophique Simulation de diffrents scnarios d'volution de
l'exploitation et de lenvironnement Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Objectif Mta-analyse du fonctionnement trophique des cosystmes
lchelle mondiale : Etablir une typologie du fonctionnement des
cosystmes Mettre en relation typologie et environnement sous-jacent
Analyser la variabilit des paramtres du fonctionnement trophique :
efficience de transfert, part de prod benthique Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Connaissances Travaux dj mens sur le sujet : Leclerc, 2009 :
Analyse de 39 cosystmes, classification posteriori Classification
priori pour comparer ce qui est comparable Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Connaissances Travaux dj mens sur le sujet : Leclerc, 2009 :
Tremblay-Boyer et al., 2011 : Cartographie lchelle mondiale Base
sur la PP, efficience de transfert, SST, catch by TL Modle EcoTroph
Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er
rsultatsPerspectives et conclusion
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Divide the world in 0.5 x 0.5 degree grid (thats about 180,000
cells) trophic level Biomass For each cell: Ecotroph model +
transfer efficiency + primary production + sea surface temperature
+ fisheries catch by trophic levels 0 1 B exploited B unfished
METHODS II: GLOBAL APPLICATION
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Outils
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1. Cration dun package R EcoTroph 2. Cration dune base de
donnes des modles Ecopath Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Outils 1. Cration dun package R EcoTroph 2. Cration dune base
de donnes des modles Ecopath Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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EcoTroph : Modlisation de la distribution des biomasses en
fonction du niveau trophique -> modlisation des distributions de
B entre niveaux trophiques + simulation de rponses cosystmiques des
impacts de la pche EcoTroph 1/2 Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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EcoTroph 2/2 A lorigine, EcoTroph sous Excel (macro) Passage
sous R : Rapidit Facilite la dmarche, interrogation de la base et
traitement Rcupration des rsultats Cration dun package R et dun
site internet : http://sirs.agrocampus-ouest.fr/EcoTroph/
Intgration programme des nouveaux modules (Gasche, 2012) et
amlioration du plug-in (Guitton, en cours). Prsentation de la
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conclusion
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Outils 1. Cration dun package R EcoTroph 2. Cration dune base
de donnes des modles Ecopath Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Carte situant 57 modles Ecopath rcemment publis (renvoyant
diffrentes conditions: taille, latitude, profondeur, temprature,
productivit) Leclerc, Gascuel, ICES 2009 Base de donnes
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Base de donnes Ecopath 1/2 Collecte des diffrents modles
Ecopath : Donnes sur lcosystme tudi : taille, T, localisation,
profondeur, pche Et indices calculs par Ecopath (Indices globaux +
TE + Finn) Donnes intra-modle: groupe, biomasse, TL, captures,PB
Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er
rsultatsPerspectives et conclusion
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Base de donnes Ecopath 2/2 A lheure actuelle, 180 modles
Ecopath ds base postgreSQL base_demo.htmbase_demo.htm Collaboration
avec D. Dagorne (IRD, Brest) pour les donnes physiques. Utilisation
donnes climato et satellites : SST, Chlorophylle, Vent, Hauteur,
Profondeur, Nutriments, Oxygne dissous, EKE (turbulence) Besoin de
ces donnes pour les traitements suivants Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Mthodes et 1 er rsultats
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Mthodes et 1 er rsultats 1. Identification de fonctionnement
type et caractristiques 2. Lois sur les paramtres cls du
fonctionnement trophique Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Mthodes et 1 er rsultats 1. Identification de fonctionnement
type et caractristiques 2. Lois sur les paramtres cls du
fonctionnement trophique Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Classification Classification a priori des diffrents modles :
Upwelling Continental shelf Coral reef Coastal lagoon Closed bay
Coastal area Tropical Temperate Tropical Temperate Prsentation de
la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Classification Dcision de baser la classification sur les
paramtres environnementaux Utilisation darbres de rgression
multiples Classification des 180 cosystmes Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Analyse Calcul de spectres trophiques moyens pour chaque
classification (B, P, Q, import) : bootstrap Calcul des paramtres
cls de fonctionnement trophique : efficacit de transfert, cintique,
taux de recyclage Etude de la rsistance de ces spectres moyens :
simulation de pression de pche thorique sur spectres ltat vierge
Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er
rsultatsPerspectives et conclusion
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Mthodes et 1 er rsultats 1. Identification de fonctionnement
type et caractristiques 2. Lois sur les paramtres cls du
fonctionnement trophique Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Mthodes Deuxime tape visant tablir des lois plus gnrales sur
des paramtres cls du fonctionnement trophique : La part de
production benthique : paramtre Ecopath prop flow originating from
detritus Lefficience de transfert : calcule dans Ecopath et
EcoTroph Autres paramtres envisags : connectance, omnivorie
Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er
rsultatsPerspectives et conclusion
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La production benthique Non prise en compte dans Tremblay et
al., 2011 Analyse sur 87 modles : Joue un rle dans le rseau
trophique Mise en place de rgression avec les paramtres
environnementaux : latitude, temprature, profondeur Prsentation de
la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion Moyenne : 0.46%
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Lefficience de transfert Calcule dans Ecopath : le ratio entre
la somme des exports et des prdations, et la consommation totale
(le flux dnergie) pour un niveau trophique donn. Ensuite agrgation
des niveaux trophiques Calcule dans EcoTroph : partir du spectre
trophique de production Suppose gale 10% dans lensemble des travaux
Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er
rsultatsPerspectives et conclusion
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Ecopath Transfer Efficiency (TE) Pourtant variations entre les
cosystmes Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er
rsultatsPerspectives et conclusion Moyenne = 11.9 st. dev. =
4.6
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Ecopath TE Pourtant variations entre les cosystmes Et au sein
des cosystmes (Christensen et Pauly, 1993) Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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EcoTroph TE Test de deux mthodes avec TE(TL)=
exp((ln(TL+)-ln(TL))/ 1. On calcule la TE pour TL=2/3/4 2. On
calcule la TE pour chaque classe trophique de 2 4 Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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EcoTroph TE 1. Premire mthode Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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EcoTroph TE 1. Premire mthode Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion *Moyenne = 0.07 *On enlve quatre modles pour lesquels
TE>1 *On retrouve pattern Ecopath mais TE plus basse
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EcoTroph TE 2. Deuxime mthode Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion On enlve 19 modles
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EcoTroph TE 2. Deuxime mthode Tentative tobtenir une courbe des
TE Valeurs des TE plus hautes avec cette mthode Certaines valeurs
trs fortes (2
Conclusion Identification de fonctionnements types et des
caractristiques associes (en cours) : importance des donnes
physiques Identification de paramtres cl : efficacit de transfert,
part de prod benthique -> variabilit de ces paramtres,
affinement du calcul -> valeurs lies lenvironnement, la
localisation? Etude comparative de limpact de la pche Prsentation
de la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion
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Conclusion Importance de la mta-analyse des modles Ecopath
Beaucoup dinformations et de travaux menes Quelle peut en tre la
plus-value une chelle globale? Informations importantes dans
lamlioration de la cartographie dynamique de limpact de la pche
(Tremblay-Boyer, 2011) Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes
et 1 er rsultatsPerspectives et conclusion
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Perspectives Implmentation de modles ET dans chaque cellule de
locan (Tremblay-Boyer, 2011): Amlioration de la cartographie :
efficacit de transfert, cintique, accessibilit, part prod benthique
Possibilit de simulation de rponse diffrents scnarii de pche
lchelle mondiale Autres facteurs dvolution pouvant tre pris en
compte : rchauffement climatique, pollution Prsentation de la
problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et
conclusion