Ecologie des forêts marines : Impacts humains et Restauration

Université de Nice sophia Antipolis
Master 2 recherche spécialité« Biologie Santé et Environnement »
Parcours « Biologie marine »
Année universitaire 2013/2014
Rapport de stage
LAURENT Mathieu
Stage du 6 janvier au 30 juin 2014
Laboratoire ECOMERS, Université de Nice Sophia-Antipolis
Maitres de stages : Dr. Luisa Mangialajo, Dr. Fabrizio Bartolini
Directeur du laboratoire : Pr. Patrice Francour
Ecologie des forêts marines :
Impacts humains et Restauration écologique

Remerciements :
J’ai été ravi de faire ce stage au sein du laboratoire ECOMERS et je remercie toutes les
personnes qui m’ont assisté, soutenu et aidé durant mon stage. Je tiens à remercier Patrice Francour
et Luisa Mangialajo de m’avoir donné l’opportunité de faire ce stage. Un grand merci à Fabrizio
Bartolini pour ces moments de purs bonheurs à la fois sur le terrain et au laboratoire, au travers des
vagues, du froid et des bonbons. Merci à Fabrizio Gianni et Alexis Pey pour leur aide durant ce stage.
Je remercie toute l’équipe du 3ème étage qui apporte chaque jour des sourires, des rires et de la
bonne humeur, les italiens sont les meilleurs. Encore merci à Alexis Pey et Luisa Mangialajo pour leur
soutien et le temps passé à m’avoir aidé dans l’élaboration de ce rapport. Je remercie mes
compagnons de master 1 et 2, Flavio, Jérôme, Eléonore et Christiane pour les supers moments
passés ensemble.

SOMMAIRE
Résumé : .................................................................................................................................................. 4
Abstract : ................................................................................................................................................. 4
Introduction ............................................................................................................................................. 5
Matériel et méthodes .............................................................................................................................. 7
Modèle d’étude ................................................................................................................................... 7
Les cystoseires ................................................................................................................................. 7
Sites d’étude ........................................................................................................................................ 7
Protocole expérimental ....................................................................................................................... 9
Mesures ............................................................................................................................................. 10
Mesures sur le terrain - longueur des frondes et nombre de morsures ....................................... 10
Mesures en laboratoire – perte de biomasse et potentiel reproducteur ..................................... 10
Analyses statistiques des données ................................................................................................ 11
Résultats ................................................................................................................................................ 11
Longueurs des frondes et nombre de morsures ........................................................................... 11
Perte en biomasse et potentiel reproducteur ............................................................................... 17
Discussion .............................................................................................................................................. 18
Conclusion ............................................................................................................................................. 20
Bibliographie.......................................................................................................................................... 21
Annexe ................................................................................................................................................... 23

Résumé :
Les grandes algues brunes sont parmi les plus importants ingénieurs de l’écosystème marin
formant de grandes canopées comparable aux forets terrestres. Dans la Mer Méditerranée, ces
forêts sont formées par plusieurs espèces du genre Cystoseira, mais leur déclin est enregistré dans
plusieurs zones au cours des dernières décennies en raison d’impacts humains. Les facteurs qui ont
causé ce déclin sont encore partiellement inconnus et notre étude avait pour but de quantifier le rôle
potentiel des poissons herbivores (saupes) dans cette perte d’habitat. Cela est encore plus important
dans un contexte de restauration écologique, dont le succès pourrait être fortement lié à la pression
d’herbivorie présente sur le site d’expérimentation.
Grâce à un nouveau système d’exclusion mis en place lors de mon stage, nous avons prouvé
que les saupes pouvaient avoir un rôle très important dans la régulation des populations de
cystoseires (réduction de biomasse de 62% et de potentiel reproducteur de 87%). Ces résultats nous
permettent d’affirmer que le rôle des saupes pourrait avoir été sous-estimé jusqu’à présent et qu’il
faut tenir compte de ces herbivores lors de la restauration écologique. Le système d’exclusion utilisé
lors de mon stage, relativement facile à mettre en place et qui nécessite peu d’entretien pourrait
être utilisé sur plus grande échelle dans d’éventuelles expériences de reforestation des fonds marins.
Mots clés : Forêt marine, Restauration écologique, Cystoseira amentacea var. stricta, Sarpa salpa,
Herbivorie.
Abstract :
Large brown seaweeds are among of the most important marine ecosystem-engineers,
forming large canopies comparable to the ones of land forest. In the Mediterranean Sea, such firests
are formed by several species of Cystoseira, but their decline is recorded in several areas in the
recent decades due to human impacts. The factors that caused this decline are still partially unknown
and our study was aimed to quantify the potential role of herbivorous fish (Sarpa salpa) in this
habitat loss. This is even more important in the context of ecological restoration, the success of
which may be strongly related to herbivory pressure present on the testing site.
By means of new exclusion system implemented during my internship, we proved that
salemas can have a very important role in regulating Cystoseira populations (reduction of 62% of
biomass and 87% of reproductive potential). These results allow us to affirm that role of Sarpa salpa
may have been underestimated so far and to highlight the need to take into account fish herbivory in
ecological restoration. The exclusion system used during my internship, relatively easy to implement
and requiring little maintenance could be used on a larger scale in reforestation experiments.
Key words : Marine forest, Ecological restoration, Cystoseira amentacea var. stricta, Sarpa salpa,
Herbivory.

Introduction
Dans les mers tempérées, les côtes rocheuses sont dominées, dans les zones les plus
préservées, par des forêts de grandes algues brunes telles que les kelps, les laminaires et les fucales.
La plupart de ces espèces sont considérées comme des espèces ingénieurs de l’écosystème, assurant
de multiples fonctions. De par leur structure physique, elles augmentent la complexité
tridimensionnelle et l’hétérogénéité spatiale des fonds rocheux. Elles offrent également refuge et
nourriture pour de nombreux invertébrés et poissons à différents stades du cycle de vie, ce qui leur
confère une importance écologique considérable (Cheminée et al., 2013). Ces forêts de grandes
algues brunes forment des micro-environnements, avec une canopée exposée à la lumière, soumise
à des conditions environnantes très variables et une sous-strate ombragée et plus protégée (Dayton,
1985). En Méditerranée les grandes algues brunes sont représentée principalement par une
trentaine d’espèces de Cystoseira, pour la plupart endémiques de cette mer (Cormaci et al., 2012).
Les forêts de Cystoseires jouent ainsi un rôle fonctionnel important dans les écosystèmes côtiers
méditerranéens, en soutenant les réseaux alimentaires complexes et en maintenant une grande
biodiversité (Ballesteros et al., 1998 ; Cheminée et al., 2013). L’importance écologique et les menaces
qui pèsent sur les Cystoseira ont permis de lister plusieurs espèces dans la convention de Berne de
1979. Depuis 2010, le nouvel amendement de l’annexe II de la convention de Barcelone (1992)
protège toutes les espèces du genre Cystoseira à l’exception de Cystoseira compressa.
En effet, depuis le début du 19ème siècle, les habitats naturels marins de l’infralittoral rocheux
ont subi d’importantes modifications fonctionnelles et structurelles, causées par une augmentation
des impacts anthropiques, principalement dû aux aménagements du littoral et par des perturbations
naturelles (Airoldi et al., 2007). Des études menées sur les forets marines à cystoseires réparties le
long du littoral Méditerranéen ont constaté une dégradation importante voire une disparition totale
de certaines de ces populations. Le long des côtes d’Albères (sud de la France) seules 5 sur 14
espèces de Fucales (Cystoseira et Sargassum) signalées comme abondantes en 1912, étaient encore
présentes en 2003 (THIBAUT et al., 2005). Des résultats similaires ont été observés au sud de la mer
Adriatique et le long des côtes des mers Tyrrhénienne et Ligure (Benedetti-Cecchi et al., 2001 ;
Mangialajo et al., 2008). Comme le démontrent des études récentes (THIBAUT et al., 2005), les
espèces Cystoseira sont très sensibles à plusieurs perturbations d’origines anthropiques.
L’augmentation des aménagements du littoral semble être un facteur clé puisqu’il provoque la
destruction des habitats côtiers, la modification des caractéristiques environnementales comme
l’hydrodynamisme, les charges de sédiments et nutriments, et conduit à l’augmentation de polluants
chimiques dans le milieu (Sala et al., 2012). La perte de Cystoseira spp. a aussi été attribuée à
d’autres facteurs, tel que leur faible pouvoir de dispersion, le changement climatique et l’action des
herbivores (Guern, 1962). En effet, malgré un potentiel reproductif élevé avec une grosse production
de zygotes, les espèces du genre Cystoseira spp. ont une dissémination très faible, limitée à
quelques dizaines de mètres seulement (Mangialajo et al., 2012). C’est une stratégie reproductive
favorisant la formation de peuplements spécifiques denses mais limitant la dispersion. Cette
dispersion limitée ne permet pas de recoloniser des zones perdues ou dégradées, en particuliers si
les zones concernées sont de grande taille (Soltan et al., 2001). A cela s’ajoute la pression des
herbivores, parfois causée par la surpêche de leurs prédateurs. En Méditerranée, les oursins
communs (Paracentrotus lividus et Arbacia lixula) peuvent également affecter la répartition des
forêts de Cystoseira puisqu’ils sont généralement considérés comme les herbivores les plus efficaces