Effets combinés de la pêche et du climat sur les réseaux trophiques marins étudiés via un modèle couplé end-to-end

Travers M.1, Shin Y.-J.1, Field J.G.2, Cury P.M.1, Jennings S.3

1  IRD CRHMT, avenue Jean Monnet, BP 171, 34203 Sète, France
2  John Day Zoology Building, University of Cape Town, 7701 Rondebosch, South Africa
3  CEFAS, Lowestoft Laboratory, Lowestoft, Suffolk NR33 0HT, United Kingdom

Il est désormais reconnu que la surexploitation et le changement climatique ont des effets importants sur le fonctionnement des écosystèmes marins, mais à ce jour peu d’études se sont intéressées aux effets combinés de ces forçages. Pour mieux comprendre comment la pêche et le climat intéragissent, nous avons développé un modèle end-to-end en couplant un modèle physique-biogéochimie représentant le plancton (ROMS-N2P2Z2D2) et un modèle individus-centré représentant la communauté de poissons (OSMOSE). Basé sur un couplage à double sens prenant en compte l’opportunisme de la prédation et sa structure en taille, ce modèle permet la propagation des effets de perturbations externes vers le bas et vers le haut du réseau trophique. Nous avons simulé les dynamiques de l’écosystème du sud-Benguela soumises à trois scénarios de forçage. Le premier scénario consiste à évaluer les effets de la pêche uniquement, en augmentant la mortalité par pêche sur les petits pélagiques. Lors du second scénario, la friction à la surface de l’eau due au vent est augmentée dans le modèle hydrodynamique, induisant un plus fort upwelling. Le troisième scénario consiste à simuler ces deux forçages pour étudier leurs effets conjoints, i.e. à la fois une augmentation de la pression de pêche sur les petits pélagiques et une augmentation de la friction due au vent. Les variations de biomasses spécifiques montrent que les effets combinés de la pêche et du climat sont généralement antagonistes, c’est-à-dire plus faibles que la somme de leurs effets individuels. Ce résultat reflète la forte résistance du système aux perturbations extérieures, induite par les relations trophiques nombreuses et variables entre les organismes. Au niveau du fonctionnement trophique du système les effets combinés reflètent principalement les effets du climat, illustrant ainsi la dominance d’un contrôle trophique de type bottom-up dans l’écosystème du sud-Benguela.

Mots clés : modèle couplé; variabilité climatique; surpêche; effets combinés; réseau trophique.