amedee09/02/2011 colleter mathieu. plan 1) introduction : la problématique au sein du sujet de...

AMEDEE09/02/2011 COLLETER Mathieu

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

Introduction Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et conclusion

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et conclusion

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

Carte situant 57 modles Ecopath rcemment publis (renvoyant diffrentes conditions: taille, latitude, profondeur, temprature, productivit) Leclerc, Gascuel, ICES 2009 Base de donnes

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

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

Mthodes et 1 er rsultats

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

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

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

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

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

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

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%

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

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

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

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

EcoTroph TE 1. Premire mthode Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et conclusion

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

EcoTroph TE 2. Deuxime mthode Prsentation de la problmatiqueOutilsMthodes et 1 er rsultatsPerspectives et conclusion On enlve 19 modles

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

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

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

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