Modélisation de la production primaire et secondaire de l'écosystème du Benguela sud : influence des conditions trophiques sur le recrutement des larves d'anchois

Modelling the primary and secondary production of the southern Benguela ecosystem : influence of the trophic conditions on the recruitment of anchy larvae

• Auteur / Autrice : Vamara Koné
• Direction : Valérie Andersen, Pierre Fréon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie et environnement marin
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Modélisation 3-D

Ecosystème pélagique

Benguela sud

Upwelling

Ibm

Advection

Engraulis encrasicolus

Recrutement

Résumé

L'écosystème du Benguela sud constitue un système d'upwelling très productif et très dispersif. Les petits poissons pélagiques, notamment les anchois, ont adapté leur stratégie de reproduction à cet environnement particulier en frayant sur le banc des Aiguilles qui est une zone peu productive mais située en amont du courant dominant. Les oeufs et larves sont par la suite transportés vers la zone de nourricerie sur la côte Ouest où a lieu le recrutement. Afin de mieux appréhender les processus responsables de la dynamique du recrutement des premiers stades de développement des anchois du Benguela Sud, nous avons utilisé un modèle couplé hydrodynamique-biogéochimique à trois dimensions basé sur le modèle régional ROMS (Regional Ocean Modeling Systems). Ce modèle nous a permis de simuler la dynamique des premiers échelons du réseau trophique qui constituent les proies principales des larves d'anchois. La dynamique des champs physiques (courant, température et salinité) et biologiques (biomasses des proies) issus du modèle couplé a servi de base à la représentation d'un environnement virtuel dans lequel évoluent les oeufs et les larves d'anchois. Les résultats du modèle biogéochimique ont mis en évidence un contraste très marqué, d'une part, entre la côte ouest et le banc des Aiguilles, et, d'autre part entre la zone côtière et le large, non seulement en termes de productivité totale mais aussi en termes régénération. Ces résultats ont permis d'avoir une vision globale du fonctionnement de l'écosystème du Benguela à travers l'étude de processus difficilement mesurables in situ en 3-D. Nous avons utilisé deux modèles biogéochimiques de complexité différente et montré qu'il était indispensable de distinguer plusieurs types de phytoplancton et zooplancton pour une meilleure simulation de l'écosystème. Nous avons également testé l'influence de la résolution spatiale du modèle et de la fréquence des forçages par le vent. Les résultats du modèle IBM montrent l'importance de la zone, de la période, de la profondeur de ponte et de la variabilité des champs physiques et biologiques sur le succès du recrutement des larves de l'anchois le long de la côte ouest.

The Benguela ecosystem is a highly productive and dispersive upwelling system. The small pelagic fishes, anchovies particularly, have adapted their reproductive strategies to such environment by spawning over the Agulhas Bank, a few productive area but located upstream the predominant current. Eggs and larvae are then advected toward the west coast, where the recruitment process is taking place. In order to characterize the main processes controling the recruitment dynamics of anchovy early life stages in the southern Benguela, we used a three-dimensional hydrodynamical-biogeochemical coupled model based on the Regional Ocean Modelling Systems (ROMS) model to study the functioning of the first levels of the food-web representing the main preys of anchovy larvae. The dynamics of the physical (current, temperature and salinity) and biological (prey biomasses) fields given by the coupled model provide the virtual environment in which the eggs and larvae of anchovy develop. The biogeochemical model results pointed out, a strong contrast between the west coast and the Agulhas Bank on one hand and between the coastal and offshore areas on the other hand, not only in terms of gross productivity but also in terms of regeneration. These results allow an overview on the functioning of the Benguela ecosystem through the study of processes difficult to sample in 3-D in situ. We have used two trophic web models of different complexity and shown that it was necessary to differentiate several types of phyto- and zooplankton for a better simulation of the ecosystem. Influence of spatial discretisation of the model and wind forcing frequency were also tested. Results of the IBM model show the importance of the spawning area, timing and depth, and of the physical and biological fields variability on recruitment success of the anchovy larvae along the west coast