Effets du stress naturel et anthropique sur les communautés macrobenthiques dans un système upwelling côtier

Assessing impacts of natural and anthropogenic stress on macrobenthic communities in a coastal upwelling system

• Auteur / Autrice : Mélanie Bon
• Direction : François Le Loc'h, Christopher Harrod
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie marine
• Date : Soutenance le 12/07/2022
• Etablissement(s) : Brest en cotutelle avec Universidad de Antofagasta (Chili)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l’environnement marin (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Marcelo Oliva
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Le Loc'h, Christopher Harrod, Marcelo Oliva, François Charles, Julie Bremner, Griselda Valeria Garaffo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Charles, Julie Bremner

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie

Macrofaune benthique

Chili

Upwelling

Mots clés libres

Indices biotiques

Diversité et structure fonctionnelles

Eutrophisation

Analyses de traits biologiques

Hypoxie

Système de courants de Humboldt

Biotic indices

Functional diversity and structure

Eutrophication

Biological trait analyses

Hypoxia

Humboldt current system

Résumé

L'hypoxie produite par l’eutrophisation d’origine anthropique impacte de plus en plus sévèrement les zones côtières. Les upwellings côtiers (remontés d’eau profonde) très productifs peuvent aussi provoquer une sédimentation importante de matière organique ayant des conséquences naturelles difficiles à distinguer des perturbations anthropiques. Ce concept est décrit ici comme “le paradoxe de qualité des écosystèmes d’upwelling”. Les communautés macrobenthiques des fonds meubles sont des indicateurs propres à détecter les impacts des perturbations sur la vie marine. La performance de différents indices biotiques est évaluée pour déterminer les conditions écologiques d’une baie au nord du Chili influencée par les upwellings qui présente de l’hypoxie peu profonde et un pôle industriel important. Les résultats obtenus soulignent les limites d’indices communément utilisés, notamment ceux basés sur une classification préalable des espèces selon leur sensibilité. Un indice comparant les abondances par taxon des stations étudiées avec celles de stations de référence connues s'est avéré peu sensible aux conditions naturelles. Je propose un nouvel indice fonctionnel qui permettrait une détection précoce de la dégradation écologique. Le fonctionnement des communautés benthiques est décrit le long d’un gradient de profondeur naturellement enrichi en matière organique. Remédier aux lacunes existantes sur la connaissance de ces communautés benthiques aide aux prises de décision pour éviter les effets adverses de l’hypoxie sévère et de l’anoxie. Un monitoring pluridisciplinaire continu sur le long terme avec un lien science/société est nécessaire. La gestion et conservation des écosystèmes d’upwelling et la vie exceptionnelle qu’ils hébergent sont essentielles pour continuer à profiter des nombreux bénéfices associés à ces écosystèmes clés.

Human induced eutrophication leading to hypoxia is increasingly impacting coastal areas. Coastal upwelling systems are naturally highly productive, making it difficult to distinguish between organic matter inputs derived from natural processes and anthropogenic disturbances. This concept is newly characterised here as the “Upwelling Ecosystem Quality Paradox”. Soft-bottom macrobenthic communities have been widely used as indicators for the detection of impacts of disturbances on the biota. I evaluated the performance of several biotic indices to assess ecological conditions in a Northern Chile bay subject to natural upwelling that displays naturally shallow hypoxia and hosts an industrial hub. Results highlight limitations of commonly used indices, especially those based on pre-existing sensitivity classifications. An index that compares taxonomic abundances from study sites with selected reference stations permitted a drastic reduction in the influence of natural conditions. A new functional index is proposed that provides early detection of ecological degradation.Benthic community functioning is described along a natural depth gradient of organic matter enrichment. Filling gaps of knowledge for these benthic communities helps to support appropriate management decisions to limit adverse effects of severe hypoxia and anoxia. Long term and continuous monitoring of atmospheric, oceanographic, biogeochemical and biological processes through international collaborations of science and society appears required to reach such an aim. The conservation of upwelling ecosystems and the exceptional life they support is necessary to continue receiving the many benefits associated from these key ecosystems.