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Impact du réchauffement climatique sur la distribution spatiale des ressources halieutiques le long du littoral français: observations et scénarios

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par Sylvain Lenoir
Université Lille 1 Science - Doctorat 2011
  

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1.2. Impacts du réchauffement climatique sur la distribution spatiale des poissons marins

Les dernières estimations scientifiques font état d'un réchauffement global du système planétaire d'environ 0,8°C depuis le début du 20e siècle. Les observations indiquent que 84% du réchauffement du système planétaire a eu lieu dans les océans (Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007b). Une des premières conséquences attendues du changement climatique sur les organismes vivants est le déplacement latitudinal des espèces vers les pôles (Parmesan & Yohe, 2003). Ce mouvement biogéographique a déjà été observé à la fois dans le milieu terrestre et dans le milieu marin (Thomas & Lennon, 1999; Beaugrand et al., 2002a; Parmesan & Yohe, 2003; Perry et al., 2005). Les scientifiques ont pu estimer et chiffrer la distance parcourue par les espèces au cours de ces mouvements biogéographiques. Une méta-analyse réalisée sur plus de 1700 espèces ou groupes taxonomiques, a montré une migration moyenne de l'ordre de 610 m.an-1 pour 279 de ces espèces au cours du siècle dernier (Parmesan & Yohe, 2003). Thomas & Lennon (1999) ont détecté, chez 59 espèces d'oiseaux terrestres au Royaume-Uni, un déplacement latitudinal de 945 m.an-1 entre la fin des années 1970 et 1990. Au 20e siècle, plus de la moitié des espèces de papillons européens ont effectué un déplacement biogéographique à la vitesse moyenne de 5 km.an-1 (Parmesan et al., 1999).

Les changements biogéographiques, mis en évidence dans le milieu marin, sont plus prononcés notamment en raison de l'absence de barrière physique entre les différentes régions océaniques. En 2009, Beaugrand et al. (2009) ont calculé qu'un groupe d'espèces pseudo-océaniques caractéristiques des eaux tempérées-chaudes s'était déplacé de 1000 km en moyenne vers le Nord, en 48 ans et à raison de plus de 23 km en moyenne pas an. Ces changements ont été clairement détectés le long des côtes européennes. Un assemblage d'espèces de copépodes calanoïdes, jadis présent uniquement dans le golfe de Gascogne, est maintenant identifié jusqu'à l'ouest des côtes norvégiennes, représentant un mouvement biogéographique de près de 1000 km en une vingtaine d'années (Beaugrand et al., 2002a). Certains isothermes ont migré de 19 km par an en moyenne sur la même période. En parallèle, de nombreuses études ont rapporté l'apparition d'espèces de poissons tropicaux, nouvelles dans le golfe de Gascogne, et leur migration progressive le long du talus continental européen jusque dans les eaux britanniques et la mer du Nord (Quéro et al., 1998 ; Brander et al., 2003, Stebbing et al., 2002). Une étude récente a analysé les changements à long-terme de la répartition spatiale de 90 espèces de poissons en mer du Nord (Perry et al., 2005). Durant la période étudiée (1977 à 2001), la mer du Nord s'est réchauffée d'à peine 1,05°C en moyenne. Pourtant sur les espèces de poissons ayant leur limite nord ou sud de répartition dans la mer du Nord (36 espèces), 15 ont migré en réponse au réchauffement des eaux.

Le modèle NPPEN produit des cartes de distributions spatiales actuelles des espèces, comparables et complémentaires à celles obtenues à partir d'autres modèles (RES, FAO, Cheung et al., 2008, 2009), ou à partir des connaissances des scientifiques et professionnels de la pêche (ICES-FishMap ; http://www.ices.dk/marineworld/ices-fishmap.asp ; Louisy, 2002). Durant cette thèse, le NPPEN a également été utilisé pour modéliser la distribution spatiale passée et future des poissons et notamment celle des espèces commercialisées. L'objectif était d'estimer si le NPPEN pouvait retracer et quantifier, en termes de surface d'habitat, les changements biogéographiques observés chez les poissons marins depuis 1960 et d'évaluer ces changements dans le futur.

Les cartes de distribution obtenues montrent, effectivement, une réorganisation de la distribution spatiale de toutes les espèces étudiées entre la décennie 1960-1969 et la période 2000-2005 (Figs. III.V et S11 à S19). Basé sur l'ensemble de l'océan Atlantique Nord, le calcul des pertes et gains d'habitats géographiques montre des bilans contrastés. Les espèces comme le sprat, l'anchois, et la sardine européens, aux préférendums thermiques plus chauds, sont les espèces qui ont gagné le plus d'habitat potentiel, entre 200 000 et 300 000 km², suivies par l'églefin et la sole commune dans une moindre mesure (moins de 100 000 km²). En revanche le turbot n'a pas gagné de nouvelles zones d'habitat et les deux espèces de lieu, aux préférendums thermiques plus froids, en ont perdu.

L'intensité du réchauffement climatique (scénarios A2 ou B2) va définir la valeur des bilans biogéographiques des espèces à affinités tempérées-chaudes (A2 ou B2). Par exemple, la sole commune et le chinchard de l'Atlantique verront leurs distributions se réduire dans le cas d'un scénario A2, le plus pessimiste, alors qu'une évolution des températures de type scénario B2 leur permettront de coloniser de grandes surfaces. Par contre, les espèces dites tempérées ou subarctiques connaîtront, quelque soit le scénario d'évolution, une réduction de leur surface d'habitat. La vitesse de cette perte sera sensible au scénario d'évolution des températures. Ces chiffres font juste le bilan des gains et des pertes, l'étude plus précise des cartes (Fig. III.) situe mieux les endroits où auront lieu ces modifications.

Les poissons marins seront très probablement dans l'incapacité de s'acclimater à l'échelle d'un demi-siècle à de nouvelles contraintes environnementales (Helaouët & Beaugrand, 2009 ; Beaugrand & Kirby, 2010a). Les modifications biogéographiques des poissons modélisées en Atlantique Nord (Figs. II.7 et III.4 et Annexes III.S10-III.S19) constituent leurs réponses face aux modifications de leurs habitats. Les valeurs des paramètres environnementaux de l'habitat disponible ne seront plus en adéquation avec les domaines de tolérance des espèces vis-à-vis de ces paramètres, en d'autres termes, l'habitat ne remplira plus les conditions de la niche écologique des espèces. Un tel mécanisme n'est pas sans conséquences sur la viabilité des populations, amenées à effectuer ces déplacements biogéographiques. Celles-ci ne sont pas assurées de trouver une autre aire de répartition valable, permettant leur pérennisation. Il en résulte un phénomène de contractions de l'aire de répartition pouvant conduire à la disparition d'un organisme. Par exemple, au milieu du Pléistocène (?300 000 ans avant J.C.), un réchauffement climatique naturel a provoqué une réduction et une fragmentation de l'habitat du mammouth laineux (Mammuthus primigenius, B ; Nogués-Bravo et al., 2008). De plus, toutes les espèces n'ont pas les mêmes capacités de déplacements, nécessaires pour rester dans un milieu en adéquation avec leur niche (Pearson, 2006).

La vitesse des changements de répartition des différentes espèces va être réglée par leur capacité « migratrice » mais surtout par la largeur de leur niche. Une espèce au préférendum thermique plus spécialisé sera amenée à répondre plus vite au réchauffement des eaux. L'incertitude, sur la vitesse et l'ampleur des changements modélisés par le NPPEN, est illustrée par l'utilisation des différentes familles de scénarios d'évolution du climat, du plus modéré au plus fort (Fig. II.10) (Beaugrand et al., In Press). De plus, au sein d'une espèce, l'impact du climat sur les poissons, n'est pas le même selon que la population étudiée se trouve géographiquement en limite ou au centre de sa niche. Les populations de morues de l'Atlantique situées en mer du Nord, sont en limite inférieure de leur niche écologique. Elles sont donc plus sensibles au réchauffement des eaux que celles situées géographiquement dans les eaux islandaises où le régime thermique correspond au centre du préférendum thermique de l'espèce (Beaugrand & Kirby, 2010a, b).

Si les scientifiques des pêches ont développé un grand nombre d'outils pour simuler et tenter de prédire la dynamique des stocks de poissons exploités (Hilborn & Walters, 1992 ; Daskalov, 1999 ; Cardinale & Svedäng, 2004 ; Miller, 2007), les modèles prédisant les effets du climat sur les mêmes ressources commencent seulement à être utilisés (Kaschner et al., 2007, Cheung et al., 2008a). Pourtant, l'un des enjeux des plans de gestion durable des stocks de poissons est de pouvoir comprendre et anticiper les effets conjoints, et interactifs, de la pêche et du réchauffement climatique (Jurado-Molina & Livingston, 2002; Rose, 2004 ; Lehodey et al., 2006 ; Mieszkowska et al., 2007 ; Rouyer et al., 2008). Ces effets peuvent être additifs ou multiplicatifs, la surexploitation augmentant la sensibilité des stocks de poissons et de l'écosystème marin à la variabilité climatique (Perry et al., 2010 ; Planque et al., 2010). Agissant en synergie, l'impact conjoint de l'exploitation et du réchauffement climatique peut précipiter l'effondrement de stocks de poissons, comme, par exemple, celui de la morue de l'Atlantique en mer du Nord (Ottersen et al., 2006 ; Beaugrand et al., 2008 ; Kirby et al., 2009).

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