Thèse dirigée par Olivier Le Pape, UMR Dynamique et durabilité des écosystèmes : de la source à l’océan (DECOD)
Spécialité : Écologie marine

Résumé

Les nourriceries et frayères sont des zones fonctionnelles halieutiques d’importance (ZFHI) qui abritent des phases clés du cycle de vie au cours desquelles les poissons marins se regroupent sur des surfaces restreintes. Ces ZFHI subissent de multiples pressions anthropiques qui impactent les poissons. Cependant l’impact de ces pressions sur la dynamique des populations est rarement quantifié. L’objectif de cette thèse est de combler ces lacunes par une approche de modélisation de dynamique de population structurée en âges et en stades, dans laquelle les phase critiques du cycle de vie sur les ZFHI sont explicitement représentées. Dans une première partie, une approche est développée sur le cas d’étude précis de la métapopulation de la sole comune en Manche Est. Celle-ci se base sur une approche statistique hiérarchique bayésienne permettant d’assimiler l’ensemble des données et de l’expertise disponible sur ce cas d’étude pour estimer des paramètres puis d’évaluer l’impact de la restauration de la surface et de la qualité de l’estuaire de Seine. Dans une deuxième phase, un modèle de population plus générique est développé pour représenter des populations de poissons marins aux histoires de vie très variables. Le modèle intègre notamment une relation stock-recrutement paramétrée en fonction de la qualité et de la quantité des habitats juvéniles. Cette approche est d’abord utilisée pour mettre en évidence l’impact de scénarios de dégradation/restauration de surface et de qualité des nourriceries sur la dynamique des populations, et la sensibilité des réponses à la variation interspécifique des paramètres démographiques. Puis, il est appliqué pour évaluer le bénéfice attendu de la restauration de zones de nourriceries communes à quatre espèces commerciales de Manche Est. Finalement le modèle est étendu pour intégrer l’impact des pressions anthropiques au niveau des frayères. Nous discutons les hypothèses et limites des deux approches et soulignons les perspectives d’utilisation du cadre générique, notamment en appui à la gestion. 

Mots-clés : Modèle de population, Zone fonctionnelle halieutique, Nourriceries, Frayères, Dégradation/Restauration côtière 

Abstract

Spawning grounds and juvenile habitats are critical Essential Fish Habitats (EFH) that support key phases of the life cycle, when fish aggregate on restricted areas. These EFH face numerous anthropogenic pressures that impact fish locally. Yet, these impacts are poorly quantified at population scale. This PhD aims to quantify these impacts on population dynamics, using two modelling approaches to do so. The first one uses a hierarchical Bayesian modelling framework to assess the impact of Seine estuary restoration for the common sole metapopulation in the Eastern English Channel. The second one develops an age- and stage-structured generic and mechanistic model to represent marine fish population with contrasted life histories. It integrates a comprehensive steepness-based parameterization of the stock-recruitment relationship that directly depends upon juvenile habitat quality and surface area. This model is used to explore population response to juvenile habitat modification and its sensitivity to interspecific variability in demographic rates. Then it is applied to assess the potential impact of restoring common nursery grounds of four species of main fisheries interest in the Eastern English Channel. Finally, the model is extended to integrate anthropic pressures affecting spawning grounds. The main hypothesis and limits of the two approaches are discussed; this outlined the large venues of the generic model, including for management purpose.

Keywords: Population model, fish habitat, Nurseries, Spawning grounds, Coastal degradation/restoration.