Vers une approche spatialisée de la planification spatiale marine : cas d’étude pour des populations d’invertébrés sessiles dans le Golfe du Lion

Towards a spatialized approach to marine spatial planning : case study for sessile invertebrate populations in the Gulf of Lion

• Auteur / Autrice : Sylvain Blouet
• Direction : Katell Guizien, Anne Chenuil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Instrumentation, télédétection, observation et techniques spatiales pour l'océan, l'atmosphère et le climat
• Date : Soutenance le 06/07/2023
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'écogéochimie des environnements benthiques (Banyuls-sur-Mer, Pyrénées-Orientales ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Éric Thiébaut
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marion Verdoit-Jarraya, Catherine Boemare
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sylvain Pioch, Sergio Rossi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récifs artificiels

Lion, Golfe du (France)

Gorgones (animaux)

Dispersion

Larves

Modélisation prédictive

Niche écologique

Mots clés libres

Connectivité fonctionnelle

Niche écologique

Planification spatiale marine

Dispersion larvaire

Aires marines protégées

Récifs artificiels

Functional connectivity

Ecological niche

Marine spatial planning

Larval dispersal

Marine protected areas

Artificial reefs

Résumé

La planification spatiale marine est un enjeu d’avenir pour la conservation des ressources marines, mais notre compréhension de l’agencement spatial des zones de conservation et des zones d'aménagement pour favoriser la persistance des populations n’est pas si claire. L’étude des échelles spatiales structurant la distribution des espèces et des processus influençant la dynamique et la persistance des populations marines est donc essentielle pour une approche spatialisée de l'organisation des espaces marins. Ce travail de thèse s’est donc organisé autour de deux objectifs : (i) appréhender les échelles locales et régionales structurant la distribution spatiale des invertébrés sessiles dans les habitats naturels et artificiels (partie 2 et partie 3) et (ii) évaluer comment l’intégration de la connectivité fonctionnelle associée à la dispersion larvaire dans un réseau hybride d’habitats naturels et d’habitats artificiels influencent les schémas prospectifs spatialisés d'extension de la conservation dans le golfe du Lion. Les approches choisies combinent des outils de modélisation et des inventaires à haute résolution d'invertébrés sessiles communs sur les habitats naturels et sur les récifs artificiels. La partie 2 examine la distribution spatiale régionale de 5 espèces de gorgones en utilisant un modèle de niche écologique, à partir de prédicteurs hydrologiques et géomorphologiques (courants de fond, température de surface, turbidité, profondeur, pente, rugosité, orientation des parois). La structuration spatiale de 4 des 5 espèces de gorgones peut s’expliquer par ces facteurs. Dans la partie 3, les effets de facteurs locaux (forme, profondeur et durée d'immersion) et régionaux (zone géographique) ont été évalués en examinant les assemblages de cinq espèces aux traits d'histoire de vie contrastés. Le positionnement géographique a été prévalent sur les facteurs locaux dans la colonisation des RA. L'approche multi spécifique réalisée dans les parties 2 et 3 a montré d’importances différentes du rôle de la dispersion et des facteurs abiotiques sur la structuration spatiale (locale et régionale) des espèces. Dans la partie 4, un schéma prospectif d'extension de la conservation a été simulé pour évaluer l'intégration de la connectivité fonctionnelle au sein du réseau de substrats rocheux naturels et avec l’ajout du réseau des récifs artificiels. Le réseau d'aires marines protégées est fortement modifié quand la connectivité fonctionnelle au sein de l’habitat naturel rocheux fragmenté est prise en compte. Le réseau des récifs artificiels, ajoutant des points relais dans le réseau des habitats naturels, modifie le schéma prospectif. Ces résultats soulignent l’importance d’intégrer la connectivité fonctionnelle dans la planification spatiale marine et le potentiel impact de l’installation ou du démantèlement de récifs artificiels.

Marine spatial planning is a future issue for the conservation of marine resources, but our understanding of the spatial arrangement of conservation zones and management zones to promote the persistence of populations is not so clear. The study of spatial scales structuring the distribution of species and processes influencing the dynamics and persistence of marine populations is therefore essential for a spatialized approach to the organization of marine spaces. This thesis work is therefore organized around two objectives: (i) to understand the local and regional scales structuring the spatial distribution of sessile invertebrates in natural and artificial habitats (part 2 and part 3) and (ii) to evaluate how the he integration of functional connectivity associated with larval dispersal in a hybrid network of natural habitats and artificial habitats influences the spatialized prospective schemes of conservation extension in the Gulf of Lion. The chosen approaches combine modelling tools and high-resolution inventories of common sessile invertebrates on natural habitats and on artificial reefs. Part 2 examines the regional spatial distribution of 5 gorgonian species using an ecological niche model, based on hydrological and geomorphological predictors (bottom currents, surface temperature, turbidity, depth, slope, roughness, wall orientation). The spatial structuring of 4 of the 5 species of gorgonians can be explained by these factors. In part 3, the effects of local (shape, depth and duration of immersion) and regional (geographical area) factors were evaluated by examining the assemblages of five species with contrasting life history traits. Geographical positioning prevailed over local factors in AR colonization. The multi-specific approach carried out in parts 2 and 3 showed different importance of the role of dispersal and abiotic factors on the spatial structuring (local and regional) of species. In Part 4, a prospective conservation extension design was simulated to assess the integration of functional connectivity within the natural hard bottom and with the addition of the artificial reef network. The network of marine protected areas is strongly modified when the functional connectivity within the fragmented rocky natural habitat is taken into account. The network of artificial reefs, adding stepping stone in the network of natural habitats, modifies the prospective design. These results highlight the importance of integrating functional connectivity into marine spatial planning and the potential impact of installing or dismantling artificial reefs.