Les services écosystémiques des habitats benthiques de la Manche : patrons, modélisation et scénarisation dans un contexte de changement global

Ecosystem services in the Eastern Channel : patterns, modeling and scripting in a global change context

• Auteur / Autrice : Jules Pecquet
• Direction : Frida Ben Rais Lasram, Maud Mouchet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques et écologiques. Sciences de la Mer - Biologie et écologie
• Date : Soutenance le 09/09/2022
• Etablissement(s) : Littoral
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences (LOG) - Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences / LOG
• Jury : Président / Présidente : Rachid Amara
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Éric Thiébaut, Éric Feunteun, Emilie Crouzat, François Le Loc'h
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Thiébaut, Éric Feunteun

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nature -- Effets de l'homme

Écologie benthique

Manche (mer)

Services écosystémiques

Mots clés libres

Indicateurs de services écosystémiques

Modèles de niches écologiques

Risques cumulés

Vulnérabilité

Habitats benthiques

Changement climatique

Ecosystem services indicators

Ecological niche models

Cumulative risk

Vulnerability

Benthic habitats

Climate change

Résumé

Les services écosystémiques (SE) sont définis comme les avantages issus des écosystèmes qui contribuent au bien-être humain. Il s'agit d'un concept en plein essor qui contribue à la réalisation des objectifs de développement durable de l'Agenda 2030 et qui tend de plus en plus à être désigné comme la contribution de la nature aux populations humaines. Les habitats benthiques marins et côtiers font partie des habitats fournissant le plus de SE, mais sont aussi les plus vulnérables et les plus dégradés, notamment en Manche. Ces habitats sont exposés de façon croissante à l'action combinée d'activité anthropiques locales et du changement climatique global, qui viennent éroder la biodiversité et l'état de santé des écosystèmes, ce qui en altère la fourniture en SE. Cependant, de par la complexité des interactions et le manque de données, l'évaluation conjointe des effets de ces pressions anthropiques et climatiques sur la fourniture en SE reste difficile et encore peu étudiée. Après avoir présenté l'état de l'art des SE en milieu marin, cette thèse cherche à combler cette lacune dans la connaissance des effets de l'impact cumulé des pressions anthropiques et du changement climatique sur la fourniture en SE des habitats benthique à travers deux cas d'études en Manche. D'abord, la vulnérabilité de la fourniture en services à l'échelle de la Manche orientale a été estimée en croisant la fourniture des SE par les habitats avec leurs expositions aux risques d'impacts cumulés générés par dix-neuf activités anthropiques. Pour cela, dix SE ont été estimés par le remplissage de matrices de relation à dire d'experts, puis spatialisés, par l'application des scores à la cartographie de seize habitats benthiques. En faisant le lien entre activités anthropiques et habitats benthiques, le dire d'experts couplé à des données géoréférencées d'activités a permis de spatialiser le risque d'impact cumulé de quinze pressions anthropiques exercées sur les habitats. Suivant un gradient côte-large, une relation positive entre le risque d'impact et le potentiel de fourniture en services des habitats est observée, indiquant que les habitats desquels nous sommes les plus dépendants pour leurs SE sont aussi les plus soumis au risque, et donc les plus vulnérables. Ensuite, en se focalisant sur un habitat à fort intérêt écologique et fournissant de nombreux services, les forêts de laminaires (Laminaria digitata), et sur une pression en particulier, le changement climatique, les conséquences de ce dernier sur les services écosystémiques fournis par les laminaires à l'horizon 2050 ont été explorées. Pour cela, la mise en place d'un nouveau cadre méthodologique basé sur une combinaison des sorties de modèles de niches écologiques (ayant permis de projeter les aires de distribution et les biomasses potentielles futures des laminaires avec les deux scénarios climatiques RCP2.6 et RCP8.5) et d'indicateurs de services écosystémiques, a permis de projeter les évolutions potentielles futures des services fournis par cet habitat emblématique. Cela a nécessité un inventaire complet des SE fournis par les laminaires (au nombre de vingt et un) et la mise en place d'indicateurs spatialisés pour six d'entre eux. Les résultats ont révélé une diminution des services fournis associé à une migration des laminaires vers le nord et une baisse de leur biomasse. Cette thèse applique le concept de SE aux habitats benthiques marins et côtiers et permet d'avancer vers une meilleure compréhension des effets du changement global sur les SE qu'ils fournissent et ce, en couplant des méthodes et des outils usuellement employés en écologie (modèles de niches écologiques et études de risques cumulés) avec les indicateurs de services.

Ecosystem services (ES) are defined as the benefits derived from ecosystems that contribute to human well-being. It is a growing concept to the achievement of the Sustainable Development Goals of the 2030 Agenda and is increasingly referred to as Nature's Contribution to People. Marine ans coastal benthic habitats are among the habitats providing the most ES, but are also the most vulnerable and degraded, particularly in the English Channel. These habitats are increasingly exposed to the combined effects of local anthropogenic activities and global climate change, which are eroding the biodiversity and ecosystems health, thus altering their supply of ES. However, due to the complexity of the interactions and the lack of data, the joint assessment of the effects of these anthropogenic and climatic pressures on the supply of ES remains difficult and still little studied. After presenting the state of the art of ES in the marine environment, this thesis aims to fill the gap in knowledge of the cumulative impact of anthropogenic pressures and climate change on the supply of ES by benthic habitats through two case studies in the Eastern English Channel. Firstly, the vulnerability of ES supply at the scle of the Eastern English Channel was estimated by cross-referencing the provision of ES by habitats with their exposure to the risks of cumulative impacts generated by nineteen anthropogenic activities. For this purpose, ten ES were estimated by filling in expert judgement relationship matrices and then spatialised by applying scores to the mapping of sixteen benthic habitats. By linking anthropogenic activities to benthic habitats, expert judgement coupled with geo-referenced activities data made it possible to spatialise the cumulative impact risk of fifteen anthropogenic pressures on habitats. Following a coast-offshore gradient, a positive relationship between the risk of impact and the potential provision of habitat services was observed, indicating that the habitats on which we are most dependent for their ES are also the most at risk, and therefore the most vulnerable. Then, by focusing on a habitat of high ecological interest and providing various services, the kelp forests (Laminaria digitata), and on one pressure in particular, climate change, the consequences of the latter on the ecosystem services provided by kelp by 2050 were explored. For this purpose, the implementation of a new methodological framework based on a combination of the outputs of ecological niche models (which project the future distribution areas and potential biomasses of kelp under the two climate scenarios RCP2.6 and RCP8.5) and ecosystem services indicators, has made it possible to project the potential future evolution of the services provided by this emblematic habitat. This required a complete inventory of the ES provided by kelp (twenty-one ES) and the establishment of spatialized indicators for six of them. The results revealed a decrease in the services provided associated with a northward migration of kelps and a decrease in their biomass. This thesis applies the concept of ES to marine and coastal benthic habitats and advances towards a better understanding of the effects of global change on the ES they provide, by coupling methods and tools commonly used in ecology (ecological niche models and cumulative risk studies) with services indicators