Evolution à long des peuplements macrobenthiques de la baie de

Evolution à long des peuplements macrobenthiques de la baie de Seine orientale : variabilité de la
diversité spécifique et fonctionnelle à différentes échelles spatiales
Responsable du stage :
Eric Thiébaut, Station Biologique de Roscoff, UMR 7144, Place Georges Teissier, 29680 Roscoff
tél : 02 98 29 25 31
e-mail : [email protected]
Co-responsable du stage :
Jean-Claude Dauvin, Université de Caen, UMR 6143, 24 rue des Tilleuls, 14000 Caen
tél : 02 31 56 57 22
e-mail : [email protected]
Descriptif du stage
Depuis la moitié du 19ième siècle, l’estuaire de la Seine et le secteur oriental de la baie de Seine ont été
complétement façonnés par les activités humaines afin de faciliter la pénétration de l’onde de marée
et la navigation de sorte que son évolution naturelle a été brusquement interrompue. Les
changements géomorphologiques en relation avec les activités industrielles et l’urbanisation
(construction de digues et de jetées, dragages intensifs) ont eu des conséquences sédimentaires
significatives, le changement majeur étant l’expansion des dépôts vaseux depuis l’estuaire vers les
fonds marins subtidaux en aval (Lesourd et al., 2001 ; Garnaud et al., 2002). A titre d’exemple, le long
des côtes sud-est de la baie, entre Deauville et Ouistreham, le taux moyen de pélites dans les
sédiments est passé de 3 à 35 % entre 1995 et 2000 (Garnaud et al., 2002). En parallèle à ces
perturbations, les forts niveaux des contaminants organiques et des métaux lourds font de l’estuaire
de la Seine l’un des estuaires les plus contaminés d’Europe (Dauvin et al., 2007).
Afin d’évaluer l’évolution à long terme de la structure de la communauté macrobenthique des sables
fins plus ou moins envasés du secteur oriental de la baie, la plus exposée à l’envasement et aux
contaminants chimiques, une série de campagnes hivernales d’échantillonnage a été réalisée en
1987, 1988, 1991, 1996, 2001, 2006 et 2011. Chaque année, un réseau de 46 à 76 stations a été
échantillonné. Un tel suivi à long terme à l’échelle d'une communauté constitue une approche
originale d’étude de l’évolution à long terme des milieux côtiers en permettant d’appréhender la
cinétique temporelle de la communauté à différentes échelles spatiales : la station d’échantillonnage,
un faciès ou la communauté dans sa totalité.
Les analyses précédentes des campagnes réalisées jusqu’en 2006 ont mis en évidence (1) une
distribution des espèces dominantes en noyaux d’abondance relativement stables dans le temps sauf
pour quelques espèces sujettes à de fortes variations inter-annuelles et (2) une forte structuration
spatiale du peuplement des sables fins plus ou moins envasés présentant quant à elle une relative
stabilité spatio-temporelle (Thiébaut et al., 1997 ; Ghertsos et al., 2000 ; Barnay, 2003 ; Alizier, 2011).
Le suivi à long terme de la communauté combiné à d’autres campagnes ponctuelles a également
permis de suivre l’installation en 1998 puis l’expansion de la population du couteau américain Ensis
directus, mollusque bivalve exotique originaire d’Amérique du Nord (Dauvin et al. 2007). Par ailleurs,
en réponse à l’envasement progressif du secteur oriental de la baie, plusieurs espèces vasicoles
jamais signalées en baie de Seine se sont installées ; c’est le cas de l’annélide polychète Melinna
palmata depuis 2002 et du crustacé décapode Asthenognathus atlanticus depuis 2008 (Dauvin et al.,
2007 ; Jourde et al., 2012).
Les différentes analyses du jeu de données réalisées jusqu’à présent montrent ainsi que la variabilité
du niveau d’abondance de certaines espèces, l’apparition de nouvelles espèces ou les fortes
contraintes anthropiques ne semblent pas remettre en cause l’organisation générale de l’ensemble du
peuplement à moyen terme. Par ailleurs, cette stabilité de l’organisation en faciès, en dépit de la
variabilité temporelle de l’abondance de certaines espèces, suggère une éventuelle redondance
fonctionnelle des espèces. Comprendre la dynamique temporelle d'une communauté n’implique pas
seulement de comprendre les variations du nombre d’espèces présentes ou de leur identité mais
également de comprendre comment son fonctionnent est affectée. En cas de forte redondance
fonctionnelle, le déclin d’une espèce peut être compensé par l’augmentation d’abondance d’une autre
espèce voisine. Un moyen d’aborder cette question repose sur l’analyse des traits biologiques qui
fournit une mesure de la diversité fonctionnelle (Bremner, 2008). L’analyse des traits biologiques
repose sur le calcul d’indices de diversité fonctionnelle (Mouillot et al., 2007) et sur des techniques
d’ordination multivariées (Bremner et al., 2006) afin de faire le pendant avec les méthodes
traditionnelles d’étude des communautés benthiques.
L’objet du sujet de stage sera d’effectuer une analyse de la variabilité spatio-temporelle de la
communauté macrobenthique sur l’ensemble du suivi, de 1987 à 2011. Il s’articulera autour des
questions suivantes :
(1) quelle est la variabilité spatio-temporelle des espèces dominantes de la communauté ;
(2) quels sont les différents faciès de la communauté définis sur la base des 7 campagnes
d’échantillonnage et quelles sont leurs caractéristiques ;
(3) quel est le degré de variabilité de la communauté à différentes échelles spatiales : la communauté
dans sa globalité, les faciès, les stations ;
(4) quelle a été l’évolution à long terme de la communauté d’un point de vue fonctionnel ?
Cette dernière question sera traitée à partir d’une analyse d’une matrice des traits biologiques qu’il
faudra élaborer au cours du stage.
Quelques références bibliographiques
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NB : Le stage se déroulera pour l’essentiel à la Station Biologique de Roscoff avec un ou deux séjours
d’une semaine à Caen. Les échanges réguliers avec l’Université de Caen se feront prioritairement en
visioconférence.
L’étudiant(e) choisi(e) devra présenter un goût tout à la fois pour l’étude des communautés benthiques
et l’analyse de données.