Modélisation du spectre de biomasse des écosystèmes marins avec

Modélisation du spectre de biomasse des écosystèmes
marins avec considération de la biodiversité
Réunion MACROES (Septembre 2013) Jérôme GUIET
Jérôme GUIET
Superviseurs: O. Maury, J.C. Poggiale, P. Curry

Réunion MACROES (Septembre 2013) Jérôme GUIET 1
Modélisation du spectre de taille des écosystèmes marins avec considération de la biodiversité
Spectre de taille:
- Des petites aux grandes tailles.
- Caractéristique d'un écosystème à un autre. Illustration spectre de taille
Une distribution de biomasse constante
Fig 1. Spectre d'abondance.
Synthétise différentes échelles spatio-
temporelles.
La taille principal trait structurant les écosystèmes marins
La taille principal trait des intéractions trophiques au niveau de la
communauté.
- Détermine la respiration, production, besoins énergétiques, les taux de mortalité.
- Caractérise la structure et les flux d'énergie, notamment les relations proies/prédateurs.
Le spectre de taille et l'analyse des écosystèmes marins:
- Synthétise de nombreux traits en une dimension unique (réduction du nombre de paramètres).
- Outil pour l'analyse des processus, indicateur de la santé d'un écosystème.
Alternative complémentaire à l'analyse spécifique pour l'étude de
processus structurant les communautés marines.

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Biodiversité:
Facteur majeur de la dynamique
Size (log)
Biomass (log)
Crustaceans
Jellies
Squids
Fishes
species spectrum
community spectrum
Primary
prod
- Des gènes aux communautés, à différentes
échelles, avec différents processus principaux.
- Des rôles divers sur le transfert d'énergie a
travers le spectre (vitesse, éfficacité).
Réponses à l'environnement,
stabilité, adaptabilité. Fig 3. De spectre spécifique à écosystème.
Modélisation de la biodiversité dans les modèles de spectre de taille:
Au niveau des espèces au sein de la communauté
Au niveau des communautés au sein d'un écosystème
- Représentation des espèces par une structuration en fonction de la taille.
- Le spectre de la communauté représente la somme des contributions spécifiques.
- Interactions par prédation structurées en taille ou alléatoires
- Différentiation des étapes de développement (reproduction biphasique)
- Représentation des communautés par des “compartiments” séparés interagissant par le
biais de puis et sources.
La modélisation de la biodiversité au sein du spectre de taille doit être
formulée de façon générique.
Modélisation du spectre de taille des écosystèmes marins avec considération de la biodiversité

Au niveau d'un individu d'une espèce k
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Le modèle:
V
N
Equation logistique pour la
production primaire
Représentation des flux d'énergie au niveau individuel en utilisant la théorie DEB
+Pour chaque espèce k
i
i i+1
Growth
Pred
Starv
mortality
Maury et al. 2013
Fig 4. Schéma d'un individu avec le formalisme DEB.
Maturity
Reproduction
Modélisation du spectre spécifique (du nombre N d'individus à V pour k)
Modélisation du spectre de taille des écosystèmes marins avec considération de la biodiversité

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Le modèle:
V
N
Equation logistique pour la
production primaire
Des processus additionnels au niveau de l'espèce
+Pour chaque espèce k
i
i i+1
Growth
Pred
Starv
mortality
Maury et al. 2013
Fig 4. Schéma d'un individu avec le formalisme DEB.
Maturity
Au niveau de l'espèce k
Ageing
mortality
Disease+predation
mortality
Modélisation du spectre de taille des écosystèmes marins avec considération de la biodiversité
Modélisation du spectre spécifique (du nombre N d'individus à V pour k)