Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes
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1. 54 000 52 000 50 000 48 000 Figure 8 Secteurs strates utilis es pour le calcul des moyennes des variables environnementales 3 2 D saisonnalisation Les saisons exercent une influence certaine sur les ressources halieutiques et ainsi sur l activit de la p che Les populations de crevettes sont caract ris es par des abondances et biomasses qui varient naturellement entre les saisons mais aussi entre les ann es figure 5 autour de valeurs moyennes l chelle de plusieurs d cennies cette valeur moyenne peut changer en regard des cons quences du changement climatique Par cons quent une corr lation significative entre la s rie de recrutement et une variable environnementale non d saisonnalis e peut d couler de la synchronie entre les fluctuations saisonni res de ces deux variables m me s il n existe pas de lien au niveau interannuel qui est l chelle pertinente pour cette tude Donc pour qu un impact environnemental soit significatif il faudrait qu il fasse sortir les abondances de la population de la gamme naturelle de variations saisonni res et inter annuelles tel qu on peut le voir partir de 1999 sur la figure 5 10 Premer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Comme dans notre tude on cherche expliquer les variations interannuelles du recrutement la d saisonalisation permettra de d celer et estimer les effets saisonniers et de calendrier co2. Ifremer Effetdu changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n idesseptembre 2014 Sommaire 1 INTRODUCTION in Cia Goins Hin ile GON ina Ca as MR ee is 2 Zo MATERIEL Sgen is id MR Re A ln rende es diras Centre a von de dre due 8 Pr sentation des donn es coca lic in ie etes 8 2 1 Les donn es sur le vivaneau iii 8 2 2 Donn es environnementales iii 9 2 3 S rie de recrutement par analyse des populations virtuelles VPA 9 3 METHODES ninia A a ieee 10 3 1 Sector ON ici rra ari 10 3 2 D saisonnalisation ii id eiii 10 3 3 D calage tempor l s states a aaa 11 3 4 Projection des vecteurs courant iii 11 3 5 Analyse mu ltivari e ACP iia lle ide nine NE ee tarte es 12 3 6 Corr lation linde tai Aa 13 4 RESULTAS a a 14 4 1 Analyse des composantes principales 14 4 2 T ndanced s s ries nina htm eens d Re nn min tente ete gets 14 4 3 Corr lations lindas xi nn sen nt ie rentrer raies 17 5 DISCUSSION CONCLUSION a 2 5 ce nie nee ca ahseccea eaves snahoedcodducsds chai iedcedigavdestanasicediverdectanoties 22 6 Bibliographies mise see nt A Rewari d ann ins des 24 Ifremer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides 1 INTRODUCTION l activit crevetti re est un secteur conomique de premier plan dans l conomie de la Guyane Vendeville et al 2008 repr sentant le premier poste d exp
3. climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides 6 Bibliographie Allison l Bindoff N L Bindoff R A Bindschadler R A Cox P M de Noblet N England M H 2009 The Copenhagen Diagnosis 2009 Updating the world on the Latest Climate Science The University of New South Wales Climate Change Research Centre CCRC Sydney Australia 60 pp Caverivi re A Chaboud C Rafalimanana T 2008 Les crevettes c ti res de Madagascar Biologie exploitation gestion IRD Edition Marseille Chaboud C Vendeville P 2011 Evaluation of selectivity and bycatch mitigation measures using bioeconomic modelling The cases of Madagascar and French Guiana shrimp fisheries Aquatic Living Resources 24 137 148 Charuau A Ros J Achoun J 2000 valuation du stock de crevettes Pen us subtilis du plateau continental de Guyane Fran aise sous de nouvelles contraintes Influence des fermetures spatiales et saisonni res In Rapport final de convention DG XIV C 2 study project 97 0031 Ifremer Laboratoire Ressources Halieutiques de Guyane 69 pp Fayet H 2007 Mod lisation bio conomique de la p cherie crevetti re de Guyane fran aise Universit de Montpellier IRD 69 pp Froidefond J M Pujos M Andre X 1988 Migration of mud banks and changing coastline in French Guiana Marine Geology 84 1 2 octobre 19 30 Fuentes C Koeller P Sathyendranath S Platt T 2006 Liens entre la florai
4. crevettes toutes familles confondues dans les contenus stomacaux de vivaneaux Cette faible proportion confirme la d cision d carter l hypoth se de la pr dation par le vivaneau rouge pour expliquer la chute du recrutement de la crevette 2 2 Donn es environnementales Les variables environnementales vents houle pr cipitations d bit des fleuves et indices climatiques grande chelle NAO et SOI ont t trait es explor es et mises en relation avec les donn es mensuelles de recrutement de crevettes mais il n y a pas eu de r sultats significatifs qui pourraient expliquer les variations du recrutement de la crevette Les r sultats concernant l analyse de ces variables sont d taill s dans le rapport interm diaire Lampert 2013 Nous avons trait ici les s ries de donn es SST chlorophylle a MES turbidit et Kpar qui sont la base des donn es de couleur de l eau issues de la t l d tection trait es par le bureau d tudes ACRI 2 3 S rie de recrutement par analyse des populations virtuelles VPA L analyse des populations virtuelles est une m thode qui permet d estimer plusieurs param tres li s la dynamique d un stock exploit mortalit par p che par ge recrutement biomasse en mer par ge en suivant l volution de chaque cohorte individuellement partir des donn es de captures structur es en ge La s rie de recrutement l ge de 2 mois utilis e est issue d
5. en suspension et Kpar coefficient d att nuation de la lumi re utilisable pour la photosynth se Les indices synth tiques NAO North Atlantic Oscillation et SOI Southern Oscillation Index Recrutement VPA Vents Pluviom trie D bits SST Chl a Turb MES Kpar NAO SOI T Courants h ay te wo foe a ao Figure7 Couverture temporelle des diff rentes donn es environnementales disponibles 2 1 Les donn es sur le vivaneau En ce qui concerne hypoth se de pr dation par les jeunes vivaneaux avant de proc der l tude du r gime alimentaire de ces derniers il a t d cid de tester le recouvrement entre les captures de crevettes et de vivaneaux au cours de campagnes scientifiques En effet si les observations in situ montrent que les deux populations ne se rencontrent pas alors l hypoth se de pr dation n apparait plus r aliste Les donn es de deux s ries de campagnes de chalutage ont donc t exploit es Resubguy 2 5 mai 1993 octobre 1993 mai 1994 et octobre 1994 et Chaloupe octobre 2006 mai 2007 et novembre 2007 Ces donn es contiennent la position des traits de chalut ainsi que les nombres d individus et la somme des poids de ces individus par esp ce pour chacun des traits de chalut Une premi re partie de l tude a consist en une description de la variabilit spatio temporelle de la co occurrence de F subtilis et L purpureus au cours
6. et de l Aquaculture qui tudie l effet du changement climatique et ou du r seau trophique sur le stock guyanais de crevettes p n ides devra permettre de diagnostiquer s il s agit d une crise passag re cyclique ou d un changement long terme des conditions cosyst miques L tude visera r pondre cette question cruciale pour assurer la gestion des structures et des flottilles Cette tude est bas e sur des hypoth ses qui sont 1 La p che n est pas le facteur principal qui pourrait expliquer le d clin des recrutements de crevettes car il a t d montr dans une tude pr c dente Lampert 2011 que la relation stock recrutement n tait pas significative du moins jusqu la seconde moiti des ann es 2000 ce qui signifie que le niveau du recrutement n est pas li au stock de g niteurs donc la pression de la p che sur ce stock Figure 3 M me si aujourd hui on obtient une relation stock recrutement significative statistiquement avec les donn es les plus r centes le recrutement tait en d clin avant cela semble donc davantage tre d un changement r cent du r gime de recrutement Cependant il existe une forte corr lation positive entre le recrutement et le stock sugg rant que la biomasse f conde et celle du stock en g n ral d pendent du niveau du recrutement Figure 4 Donc plus il y aura de recrues plus le stock de crevettes sera important Et ce qui renforce encore plus cette
7. lin aires entre les variables et ainsi visualiser les corr lations qui peuvent exister entre elles 3 6 Corr lation lin aire Afin d analyser le lien qui peut exister entre le recrutement et les diff rentes variables environnementales nous avons utilis un mod le lin aire comme indiqu ci dessous Recrutement a P Enviro Avec ordonn e l origine p la pente et terme d erreur Par la suite on applique le test du Chi 2 qui permet de mesurer l ind pendance qui existe entre les deux variables et de voir si une relation significative apparait probabilit lt 0 05 py x D 4 Ey Ey O Aij est l effectif r el de la i me ligne et la j me colonne Eij est l effectif th orique dans la i me ligne et la j me colonne 13 Ifremer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides 4 RESULTATS 4 1 Analyse des composantes principales L examen de la repr sentation des variables dans le premier plan factoriel figure 11 nous permet d identifier deux groupes de variables qui s opposent totalement la SST et la concentration en chlorophylle a La premi re a une tendance l augmentation et la seconde une tendance la diminution On observe aussi qu au niveau des secteurs 2 3 et 4 les variables Kpar MES et turbidit sont corr l es Mais le recrutement en bleu est tr s mal repr sent Ce premier plan des variables repr sente moin
8. taux de croissance et ou de mortalit ainsi que sur la maturation des femelles et ainsi la f condit et la viabilit des oeufs Les fluctuations saisonni res des apports d eau de l Amazone influencent les concentrations en chlorophylle la mati re en suspension disponible et ainsi la turbidit de l eau Elles sont conditionn es par le courant du nord du Br sil qui longe la c te guyanaise Ces trois facteurs environnementaux sont tr s reli s et sont corr l s la disponibilit des nutriments la variation de salinit et la productivit du milieu Ainsi ils peuvent impacter la survie et la croissance des post larves Dans ce contexte les objectifs de cette tude sont de a b c Mettre en vidence d ventuelles modifications des facteurs environnementaux Tester la cr dibilit de l hypoth se d une chute du recrutement de la crevette due a une augmentation de la pr dation par les jeunes vivaneaux rouges Lutjanus purpureus R aliser un diagnostic concernant les causes de la chute du stock de crevettes Pour cela il faudra Analyser les s ries temporelles de donn es environnementales disponibles temp rature de surface chlorophylle mati re en suspension turbidit courant concernant le plateau continental guyanais Etudier le recouvrement entre les distributions des crevettes et des jeunes vivaneaux rouges puis ventuellement analyser les contenus stomacaux des vivaneaux pour iden
9. 000 r pS e Ta an gat 2 he z x bs 5000 s D viance expliqu e 16 e a D viance expliqu e 4 2 4 P value 0 000106 Pt A P value 0 0191 ee a w es T T T T o T T T T T 0 2 0 4 0 6 0 8 0 2 0 0 0 2 0 4 0 6 Courant SE NW m s Courant SE NW m s Oiapoque Sud 35000 4 bd H e e e 30000 A CR ta e 2 25000 4 E Ff sy 20000 4 e E 15000 Sd o te e ps 10000 bd eee LA e oe ae D wance expliqu s 13 e we Pvalue 1 150 05 T T T T T T T 05 0 6 0 7 0 8 0 9 10 11 Courant SE NW m s Figure 19 Relation entre la composante SE NW des courants moyens par zone et le recrutement diff rentes zones 20 Recrutement 1000 milliers Ifremer Maraca Nord r Y 30 e o s s gt e 20 7 5 ee gt ee gt s t te 10 4 D viance expliqu e 7 2 e s e 4 LA P value 0 00158 bd 3 a _ a a 0 T T T T T T T T 0 0 0 1 02 0 3 0 4 0 5 06 07 Courant Cote Large m s Recrutement 1000 milliers 30 20 Cal oene Nord Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides ety s lt
10. 007 correspondrait la p riode de diminution des pics de chlorophylle a Les donn es de courant selon la projection zone de ponte au niveau du Br sil vers les zones de nurseries en Guyane sont n gativement corr l es avec la s rie de recrutement au niveau des zones Cal oene Nord et Oiapoque Nord et Sud et au niveau des zones Cal oene Nord et Maraca Nord selon la projection c te large L interpr tation serait que le renforcement des composantes c te large et sud est nord ouest des courants de surface ne permettrait plus aux larves d arriver sur les zones de nurseries temps c est dire au moment du d but de leur alimentation active induisant une mortalit plus forte Toutefois le ph nom ne ne serait pas lin aire la seconde forte chute du recrutement post 2007 correspondrait la p riode d augmentation des courants Une autre approche serait possible pour appuyer cette hypoth se par simulation de la d rive des ufs et larves selon les courants en mod lisant la diffusion de particules selon les vecteurs de courants Le mod le qui met en relation le recrutement avec les variables environnementales est lin aire alors qu il semble que la chute du recrutement et les changements des facteurs environnementaux ne le soient pas Il pourrait s agir de changements de r gimes d existence d effets de seuil n cessitant de tester d autres types de mod les non lin aires Par ailleurs le d terminisme du recrutement 2
11. 1990 1995 2000 2005 2010 Figure 12 Temp rature de surface moyenne au niveau du Secteur 1 a la strate 20 30 en vert moyenne mobile en rouge et la tendance lin aire en tirets entre 1986 et 2012 La s rie de chlorophylle a pr sente une tendance a la diminution mais celle ci est plus marqu e a la c te du Br sil donc au niveau du secteur 5 figure 13 Le encore la tendance ne semble pas vraiment lin aire avec une diminution observable plut t partir de 2007 2008 A Chlorophyllea mg m S rie brute Moyenne mobile N h a 0 e aa mm me _ T 3 a T wW e a 2010 2012 7 T co e a Figure 13 Evolution de la concentration en chlorophylle a au niveau du Secteur 5 la strate 10 50 en vert moyenne mobile en orange et tendance lin aire en tirets entre 2003 et 2012 Les donn es de courant selon la projection c te large au niveau de Maraca Nord figure 14 et selon la projection Sud Est Nord Ouest zone de ponte zone de nourricerie au niveau de Maraca Nord Oiapoque Nord et Oiapoque Sud figure 15 montrent une tendance l augmentation aussi De m me que pour la chlorophylle la tendance ne semble pas vraiment lin aire avec une augmentation observable plut t partir de 2007 2008 15 A fremer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 Vitesse du courant
12. 2 Premer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides semblerait multi factoriel ce qui n est pas rare pour les esp ces courte dur e de vie et recrutement hautement variable Il faudrait ainsi tester des mod les plusieurs variables Enfin en conclusion il est possible de dire que le recrutement a montr une premi re forte chute en 1999 avec un d clin plus marqu partir de 2007 En parall le des facteurs environnementaux montrent des changements augmentation des temp ratures de surface en 1998 baisse de la chlorohphylle partir de 2007 et augmentation des courants de surface partir de 2007 Si des interpr tations cologiques permettent de traduire les relations statistiques en relation de causalit il reste que la variance expliqu e est faible De plus hormis la temp rature de surface les changements des facteurs environnementaux sont intervenus relativement r cemment Il est donc difficile a ce stade d affirmer i que les changements de chlorophylle et courants sont bien li s au contexte du changement climatique et non des cycles et ii que les corr lations expliquent la chute du recrutement Il n est ainsi pas possible de dire si le recrutement risque de rester a de bas niveaux ne permettant ainsi pas au stock de se reconstituer ou au contraire s il existe une probabilit de reprise du recrutement et de reconstitution du stock 23 Premer Effet du changement
13. 4 e t t t Pod a e 7 a gt 5 5 D viance expliqu e 43 gt m gt e ha e P value 0 4038 m PRE te e te tee T T T T T T T 0 0 0 1 02 03 0 4 0 5 0 6 Courant Cote Large m s Figure 20 Relation entre la composante c te large des courants moyens par zone et le recrutement 21 Premer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides 5 DISCUSSION CONCLUSION Dans cette tude nous avons essay de mettre en relation les donn es environnementales dont nous disposions SST MES Kpar turbidit chlorophylle a et courants de surface avec la s rie mensuelle de recrutement de la crevette F subtilis 2 mois La chute du recrutement est bien significative avec une premi re intervenant en 1999 et une seconde apr s 2007 Certaines variables environnementales montrent aussi une volution sur la p riode consid r e La temp rature de surface de l eau SST montre une augmentation moyenne de 0 7 C depuis 1986 mais surtout visible partir de 1998 1999 la chlorophylle a montre une tendance la diminution mais celle ci est plus prononc e vers la c te br silienne et partir de 2008 Enfin on observe aussi une augmentation des vitesses de courant au niveau des diff rentes zones Maraca Nord et Oiapoque Nord et Sud selon la projection zone de ponte zone de nourricerie SE NW et au niveau de Maraca N selo
14. Observed values Prediction Sect 5 gt 50 Prediction Sect 1 lt 20 T 1990 T 1995 T T T 2000 2005 2010 Figure 17 Valeurs observ es et pr dites du recrutement en fonction de la temp rature de surface 19 Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Sect5_10 50 35000 D viance expliqu e 5 4 e e P value 0 0119 le 30000 e pl e 2 25000 e 2 E n ete 20000 ee Poe S a e e 5 15000 ab A gt lt g e a e 3 o 10000 e oo e se e ce e 5000 ef e bl cs ali T T T gt T T 3 4 5 6 7 8 Chlorophylle_a mg l Figure 18 Relation entre la chlorophylle et le recrutement au secteur 5 et a la strate 10 50 m Les statistiques indiqu es en bleu correspondent la r gression lin aire entre le recrutement et la chlorophylle a 35000 30000 20000 15000 Recrutement milliers 10000 5000 Calcoene Nord Oiapoque Nord 25000 s 35000 Pil ee ee 30000 e e e Den e P e wm bal 25000 z o e E gt R gt ba 20000 m Us S a E e 15000 of a a a 5 1 gt 2 Ps oe ae 10
15. RBE Unit BIODIVHAL Amira MAGRAOUI Lo c BAULIER Fabian BLANCHARD Juillet 2014 R INT RBE BIODIVHAL 2014 4 _ Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Rapport final du projet PENECLIM Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Rapport final du projet PENECLIM i Fremer septembre 2014 Fiche documentair Num ro d identification du rapport date de publication 07 2014 Diffusion libre M restreinte O interdite O nombre de pages 25 bibliographie Valid par illustration s Adresse lectronique langue du rapport Titre de l article Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Contrat n Rapport interm diaire O Rapport d finitif M Auteur s principal aux Organisme Direction Service laboratoire Amira Magraoui Lo c Baulier Fabian Ifremer unit Biodiversit Halieutique Guyane Blanchard Cadre de la recherche Programme DPMA po A R sum Le recrutement du stock de crevette farfantepeneus subtilis est en d clin ainsi que le stock La pression de p che n en serait pas la cause En parall le des changements au sein de diverses composantes de V cosyst me sont observ s Ce travail met en vidence l existence possible de relations entre les changements environnementaux observ s et la baisse du recrutement Abstract Mots cl s Words keys
16. de chacune des campagnes Des Premer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides secteurs statistiques tels que d finis par l Ifremer pour l tude des p cheries guyanaises s parent la zone en quatre secteurs d est en ouest A ces secteurs statistiques s ajoutent des strates de bathym trie Cinq strates ont t distingu es ici 0 20m 20 30m 30 40m 40 50m et gt 50m Dans une seconde partie la significativit de l association entre les deux esp ces a t prouv e l aide de tests statistiques Les diff rent tests statistiques employ s pour tudier la distribution relative des deux esp ces convergent pour indiquer soit une ind pendance de distribution soit une exclusion de ces deux esp ces Mais aussi le manque de coh rence entre les r sultats des analyses men es sur les poids moyens des individus de F subtilis et L purpureus sugg re que les quelques liens significatifs obtenus refl tent davantage un effet de la taille r duite des chantillons qu une relation cologique entre les deux esp ces Il a donc t estim que l analyse des contenus stomacaux des jeunes vivaneaux n tait plus n cessaire M me s il existe malheureusement peu de donn es sur le r gime alimentaire de L purpureus toutefois Furtado Ogawa et Ferreira de Menezes 1972 au cours d une tude men e sur cette esp ce dans le nord est du Br sil ont estim seulement 4 l occurrence des
17. ements de la nature des fonds sachant que des bancs de vase se situent pr s de la c te Froidefond et al 1988 et que l nergie de la houle ainsi que sa direction vont conditionner la remise en suspension des vases et la formation des bancs c tiers qui pourrait modifier la capacit des juv niles se nourrir Une m me zone g ographique peut passer par diff rentes p riodes de changement de la nature du fond Le stress provoqu par ces changements pourrait affecter l volution des phases juv niles Les pr cipitations agissent sur le d bit des fleuves et sur la salinit de l eau de mer et des estuaires et par cons quent sur la variation des apports en mati re en suspension Les larves et les juv niles des crevettes sont sensibles aux fluctuations de la salinit et des nutriments disponibles et cela peut modifier leur croissance et jouer sur leur taux de mortalit Les facteurs hydroclimatiques large chelle SOI Southern Oscillation Index indice refl tant le ph nom ne d El Ni o et NAO North Atlantic Oscillation sont des indicateurs synth tiques qui refl tent les changements grande chelle tels que circulation temp rature de l eau vents pr cipitations etc La temp rature de surface de la mer est un bon indicateur du r chauffement d aux gaz effet de serre Allison et al 2009 Un changement des temp ratures pourrait avoir un impact sur le d placement des populations de jeunes crevettes sur leur
18. epuis les stocks d adultes de l Amap vers la Guyane par la d rive littorale Lampert 2011b et B zone d tude des donn es de courant Par la suite on a synth tis l effet des courants en faisant des moyennes mensuelles par secteur Figure 10A qu on a projet es par la suite selon la direction zone de ponte vers la zone de nourricerie puis selon la direction c te large Figure 10B ee FAX a ee E A 4 4 B TELE AN Na ho 3 000 e i i NS 0 000 IN AN an 52 000 50 000 48 000 46 000 4 0 Figure 10 A Secteurs d finis pour l tude des courants B Directions selon lesquelles les vecteurs courants ont t projet s 3 5 Analyse multivari e ACP Dans cette tude nous avons trait un certain nombre de variables Afin d explorer les corr lations qui peuvent exister entre ces diff rentes variables nous avons utilis une Analyse des Composantes Principales ACP Nous avons utilis les valeurs moyennes mensuelles d saisonnalis es des variables environnementales dans la strate bathym trique 20 30 m au niveau de tous les secteurs pour les 12 Premer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides donn es de courant on a choisi les moyennes au niveau des secteurs pr s de la c te donc les secteurs dits sud Figure 10A L ACP va nous permettre de d crire ce jeu de donn es et de le r sumer Mais aussi elle va tudier les liaisons
19. es ainsi que la biomasse f conde alors la relation devient statistiquement significative Toutefois c est la chute du recrutement qui a induit au cours du temps une baisse de la biomasse f conde et non l inverse L ajustement d un mod le unique de type Berveton et Holt par exemple m aurait donc pas de fondement cologique L hypoth se tant donc que les changements environnementaux aurianet fait baisser le recrutement et ensuite la biomasse f conde qui en d pend d o une apparente relation stock recrutement mais sans relation de causalit C est pour a qu on a d cid de ne pas utiliser les r sidus d un tel mod le pour s affranchir de l influence de la taille du stock ce qui n est pas n cessaire 3 4 Projection des vecteurs courant Afin d tudier les donn es de courant entre 2002 et 2012 en premier lieu il a t d cid de restreindre la zone d tude des courants entre 54 ouest et 49 ouest de latitude et 0 5 nord et 6 2 nord de longitude ce qui correspond la zone entre l Amap suppos tre la zone de ponte des crevettes et la fronti re du Surinam puisque le courant am ne les ufs et larves du Nord du Br sil jusqu aux c tes guyanaises Lampert 2011a Figure 9A 11 A fremer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides cuan Data View 52 000 50 000 48 000 46 000 Figure 9 A Hypoth se sur la d rive des ufs et larves d
20. es calculs par VPA Virtual Population Analysis Ces calculs ont t men s sur une s rie de donn es 1989 2012 disponible l Ifremer et afin de les r aliser il faut disposer des valeurs de param tres de croissance de la population vis e Le pas de temps utilis est le mois et les calculs ont t r alis s avec un script d velopp au laboratoire BIODIVHAL de Guyane avec le logiciel R Toutes les proc dures sont d taill es dans le rapport Mode d emploi du script R pour le calcul par VPA du nombre de recrues de crevettes et de leur biomasse Lampert 2011 b A Mremer_ Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides 3 METHODES Afin de tester les corr lations qui peuvent exister entre les donn es de crevettes et les s ries de variables environnementales nous avons construit des s ries de moyennes par secteur g ographique que nous avons ensuite d saisonnalis es pour se concentrer sur les variations long terme des dites variables 3 1 Sectorisation Les variables environnementales collect es sont sectoris es de l est vers l ouest en cinq secteurs et afin d affiner l tude en examinant l influence des variables selon un gradient c te large Ces secteurs ont t subdivis s en diff rentes strates bathym triques Figure 8 Les valeurs moyennes sont calcul es par secteur strate et sont ensuite compar es la s rie mensuelle de recrutement 8 000 6 000 4 000
21. hypoth se c est qu en observant l volution du recrutement et de la biomasse f conde on remarque que c est le recrutement qui chute en premier en 1999 Figure 5 puis il raugmente en 2003 jusqu 2005 et chute tr s rapidement en 2006 Et malgr la baisse de l effort de p che depuis quelques ann es et le cycle de vie court des crevettes 36 mois Vendeville et Lhomme 1997 le recrutement continue de chuter et le stock ne se reconstitue pas Recrutement Stock 1989 2009 1400 o 1200 4 e ee ee mr Le ad 4 ee e ee E 800 o ca 2 e y ere Lo Q 6004 E ARE A D e e 400 e PR ee A e 200 4 2 o r r r r o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o N 152 wo o Recrutement 2 mois milliers d ind Figure 4 Relation recrutement biomasse f conde Lampert 2011 Premer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides E E LU A z ns gt 10000 el gt jt E EZ 10000 A EER amp Figure 5 Evolution du recrutement et de la biomasse f conde de F subtilis entre 1989 et 2012 2 Des changements dans l cosyst me a En premier l hypoth se du changement dans le r seau trophique l augmentation du recrutement observ e chez le vivaneau rouge Lutjanus purpureus a partir de 2002 Figure 6 qui pourrait tre en partie li la baisse de l effort de p che au chalut r duisan
22. lis es avec un d calage de 2 mois de pour les variables suivantes laSST la chlorophylle a les courants Des corr lations n gatives significatives apparaissent entre les donn es mensuelles de recrutement et les s ries de SST d saisonnalis es au niveau de toutes les zones avec des p value inf rieures 0 05 La significativit est a chaque fois plus lev e de la c te vers le large Tableau1 Plus la temp rature augmente et moins il y a de recrues Toutefois la relation entre la temp rature de surface et le recrutement n existe que lorsqu on utilise la s rie de donn es allant de 1989 2012 L effet de la temp rature n est plus significatif quand on consid re seulement les ann es disponibles pour les autres variables De plus l observation visuelle figure 16 confirme bien la faiblesse de la variance expliqu e par cette corr lation Ainsi quand on simule les valeurs du recrutement partir du mod le de relation lin aire obtenue entre le recrutement et les SST la chute du recrutement survenant apr s 2007 n est pas reproduite figure 17 La tendance de la SST ne suffit donc pas pour expliquer a elle seule la chute du recrutement Il est tout de m me int ressant de noter que la premi re chute du recrutement intervient en 1999 figure 5 quelques mois apr s une nette premi re augmentation de la SST Une relation positive appara t entre les donn es mensuelles de recrutement et celles de la chlorophylle a au
23. m s Courant c te large Oiapoque Nord Cal oene Nord Maraca Nord 1 1 Wi Hf i MAL ty ave A NA 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Figure 14 Evolution des courants au niveau des zones du large du Br sil selon la projection c te large entre 2002 et 2013 Les tendances lin aires sont figur es uniquement dans les zones ou elles apparaissent statistiquement significatives test F de Student p lt 0 05 en tirets 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 Vitesse du courant m s 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 Vitesse du courant m s Courant SE NW Oiapoque Nord A Calcoene Nord Maraca Nord 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Oiapoque Sud Cal oene Sud Maraca Sud 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Figure 15 Evolution des courants au niveau des zones du large du Br sil A et pr s des c tes B selon la projection Sud Est Nord Ouest entre 2002 et 2013 Les tendances lin aires sont figur es uniquement dans les zones o elles apparaissent statistiquement significatives test F de Student p lt 0 05 en tirets 16 Premer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides 4 3 Corr lations lin aires Certaines corr lations apparaissent entre la s rie de recrutement d saisonnalis e et les donn es environnementales d saisonna
24. mbin s pour les liminer des diff rentes s ries chronologiques recrutement et variables environnementales La s rie qui en r sulte est alors dite d saisonnalis e et ne comprend plus que la tendance long terme et les variations al atoires La s rie d saisonnalis e nous permet d valuer la direction de la tendance long terme 3 3 D calage temporel Apr s avoir sectoris et d saisonnalis les facteurs environnementaux et avant d analyser les relations lin aires qui peuvent exister entre ces derniers et le recrutement il a t proc d un d calage temporel afin d tudier le lien entre le nombre de recrues 2 mois et les conditions environnementales qui r gnaient au moment de la ponte A partir de l hypoth se que la ponte se fait au large du Nord du Br sil et que et que la d rive des ufs et larves vers les zones de nourricerie en Guyane est d environ 3 semaines Lampert 2011a additionn au temps de d veloppement n cessaire pour qu une larve devienne une jeune recrue dans les estuaires 1 mois ou 1 mois et demi On a donc introduit un d calage de 2 mois entre la variable environnementale et le recrutement La relation stock recrutement tait significative statistiquement mais si on consid re l volution de cette relation au cours du temps on observe deux p riodes figure 3 avant 2006 il n y a pas de relation mais si l on ajoute les observations post 2006 les recrutements sont plus faibl
25. n la projection c te large surtout visible aussi apr s 2007 2008 Des corr lations significatives ont pu tre mises en vidence entre le recrutement mensuel et la temp rature de surface de l eau au niveau de toutes les zones d tude du secteur 1 au secteur 5 On observe une relation n gative entre ces deux variables Les gradients de significativit sont chaque fois croissant de la c te vers le large faut il y voir une influence plus forte des SST sur la mortalit des larves au large et donc au d but de leur migration depuis le large vers la c te En effet l augmentation moyenne de la temp rature de la surface de l eau pourrait influencer la croissance des crevettes et surtout impacter les taux de mortalit de celles ci Caverivi re et al 2008 Toutefois si la premi re chute de recrutement en 1999 2000 intervient apr s une forte augmentation de SST les autres chutes de recrutement post rieures 2007 ne correspondent pas des augmentations de la SST Les donn es de concentration en chlorophylle a pr s de la c te du Br sil secteur 5 strates 0 10 et 10 50 sont positivement corr l es avec la s rie de recrutement de crevettes Plus la concentration en chlorophylle a diminue moins y a de recrues La baisse de la concentration en chlorophylle a qui est corr l e la baisse du recrutement peut avoir une influence sur la croissance des recrues Fuentes et al 2006 La seconde forte chute du recrutement post 2
26. niveau de la c te du Br sil secteur 5 strate 0 10 et 10 50 m On observe que plus la concentration en chlorophylle a baisse moins y aura de recrues en Guyane figure 18 Toutefois la baisse de chlorophylle intervient partir de 2008 correspnant la seconde forte chute de recrutement L observation visuelle de la dispersion des points confirme la faible variance expliqu e par le mod le Il existe une relation significative test Chi 2 avec p value lt 0 05 entre les courants et le recrutement au niveau des zones de Calcoene Nord p value 0 000106 Oiapoque Nord p value 0 0191 et Sud p value 1 15x10 selon la projection SE NW figure 19 Mais aussi au niveau des zones de Maraca Nord p value 0 00158 et Cal oene Nord p value 0 0103 selon la projection des courants de la c te vers le large figure 20 Ces corr lations sont n gatives ce qui veut dire que plus le courant est fort au niveau de ces zones plus le recrutement sera faible Toutefois m me si l observation visuelle indique une relation avec une variance expliqu e par ce mod le lin aire jusqu 13 sup rieure celle expliqu e par les autres mod les ajust s avec les variables SST et chlorophylle moins de 6 la variance expliqu e reste faible De plus l encore la r elle augmentation des courants visible graphiquement intervient partir de 2008 correspondant la seconde forte chute du recrutement 17 Ifremer Effet du changement clima
27. ortation du secteur primaire IEDOM 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 La p cherie crevetti re de Guyane s est d velopp e la fin des ann es 50 avec des flottilles am ricaines et l extension de la p cherie du Golfe du Mexique le long de l Am rique Centrale puis au d but ann es 60 au Nord de l Am rique du Sud jusqu au Br sil Dans les ann es 70 une petite flottille japonaise se joignait la flottille am ricaine Apr s la cr ation de la ZEE en 1978 la gestion de cette p cherie fut confi e la France puis la Communaut Europ enne Les flottilles trang res taient oblig es de prendre des licences communautaires et respecter le TAC d fini par celle ci Ce n est qu en 1981 que se d veloppait un armement fran ais Vendeville et Lhomme 1997 et en 1992 le dernier crevettier am ricain quittait la zone Figure1 80 e American fleet 6 000 Japanese fleet T0 7 o French fleet 5 000 Landings H D H ia 400 2 v o D a 3000 s ET 2000 2 a 1000 wm o 1965 1975 1985 1995 2005 Figure 1 Historiques de la p cherie de Guyane Chaboud et al 2011 La flottille fran aise exploite deux esp ces de crevettes tropicales la crevette brune nomm e Brown shrimp Farfantepenaeus subtilis et la crevette royale rose nomm e Pink spotted Farfantepenaeus brasiliensis qui repr sentaient respectivement de 86 92 et 7 13 des d barquements de crevet
28. plut t rechercher au sein de l cosyst me dans les changements environnementaux En effet des changements environnementaux hydro climatiques ont t observ s vents temp ratures de surface Ces changements peuvent en th orie modifier le succ s de la reproduction des crevettes et contribuer ainsi expliquer la diminution du stock 55 50 4 45 4 40 are ZA S 35 2 ie a E 5 bare o e 5 30 2 ay e see Cres y o e t ete 5 id 5 25 e RA ae e S o MO 20 7 ee ta of Vus SA 3 15 ee N oe Yee 1 AE iS e s ee i oe te se 4 re T e T T T T T T T T T T T T T ogc 0 0 O Ss 5S RE 2 eee eee SSB t S Figure 3 Relation entre la biomasse f conde et le recrutement mensuel 2 mois en bleu avant juin 2007 et en rouge apr s Par ailleurs une diminution de la flotte crevetti re favoriserait le d veloppement des pr dateurs de la crevette En effet les vivaneaux Lutjanid s font partie de la capture accessoire des crevettiers et sont des pr dateurs de crevettes au moins au stade juv nile La modification du r seau trophique interviendrait elle alors aussi pour partie dans la chute du stock Ifremer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Le projet PENECLIM financ par la DPMA Direction des P ches Maritimes
29. s de la moiti de la variance totale Variables factor map PCA o i 1 sstSect4_20 30 sstSect3_20 30 i f Sact2_20 30 SSP IA sstSect1_20 30 sstSects 0 50 ive OiapoqueN CalcoeneN o x 1 1 Md 7 Cal geneS Oiapoques 3 has 10 59 mesSect5_10 50 coteamazones NS 10 58 pum LPS 0 gt R pis o ODT ES SE a a CIE SN RTS a chiSect1_20 30 BE gt kparSect3_20 30 chiSect2_20 30 Lo i Q chiSect3_2 30 y chiSect4_20 30 1 1 1 1 1 1 I Li i o i 1 1 0 0 5 0 0 0 5 1 0 Dim 1 26 53 Figure 11 Cercle des corr lations entre variables dans le plan d fini par les axes factoriels 1 et 2 43 43 de la variance expliqu e 4 2 Tendance des s ries Toutes les s ries de variables environnementales ne montrent pas de tendance significative mais on a pu identifier quelques unes dans certaines variables environnementales La s rie de temp rature moyenne de surface SST montre une tendance la hausse elle a augment d environ 0 7 C depuis 1986 Figure 12 Toutefois l observation visuelle indique que l augmentation des SST n est pas lin aire En effet une augmentation assez nette est observ e apr s 1998 14 29 0 7 28 5 74 28 0 4 27 5 7 Temp rature C 27 0 74 26 5 7 Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides S rie brute Moyenne mobile Tendance lin aire i 1985
30. sit en Guyane In Rapport final de Convention CPER DocUP 2000 2006 Ifremer Laboratoire Ressources Halieutiques de Guyane 318 pp 24 Ifremer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Annexe D composition du signal M data seasonal trend 65 o 1 pp Mb aadu laa dl ri lu hr 2004 2006 2008 2010 2012 remainder a fi time 2004 2006 4 2008 2010 2012 Annexe 1 Exemple de d saisonnalisation turbidit entre 2003 et 2012 par d composition des signaux de variations 25
31. son printani re du phytoplancton et la croissance de la crevette nordique Pandalus borealis une premi re approche par t l d tection spatiale AZMP Bulletin PMZA P ches et Oc ans Canada Sciences No 5 Furtado Ogawa E Ferreira de Menezes M 1972 Alimenta o do pargo Lutjanus purpureus Poey no nordeste brasileiro Arquivos de Ci ncias do Mar 12 2 105 108 Lampert L 2011a Etude de la crise de la p che de la crevette en Guyane Volume 1 Effets de la p cherie hypoth ses des causes Ifremer Laboratoire Ressources Halieutiques de Guyane Lampert L 2011b Mode d emploi du script R pour le calcul par VPA du nombre de recrues de crevettes et de leur biomasse Ifremer Laboratoire Ressources Halieutiques de Guyane Lampert L 2013 Etude de la crise de la p che de la crevette en Guyane Volume 2 Etude portant sur l effet du changement climatique et ou du r seau trophique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Ifremer Laboratoire Ressources Halieutiques de Guyane Moguedet P 1993 Diagnostic sur l tat des ressources de crevettes p n ides exploit es dans la ZEE de la Guyane fran aise In ed Ifremer Ifremer Cayenne France 32 pp Vendeville P Lhomme F 1997 Le cycle vital et le recrutement de la crevette Penaeus subtilis en Guyane In Rapport final de convention ORSTOM 282pp Vendeville P Ros J Viera A 2008 Durabilit des activit s Halieutiques et maintien de la biodiver
32. t ainsi les captures accessoires des vivaneaux pourrait avoir un impact sur le recrutement des crevettes en raison de leur pr dation par les jeunes vivaneaux qui pr sentent une augmentation significative Evolution du nombre de Vivaneaux de 2ans 6 E 06 SE 06 Hombre de juv niles N Le m m m o o o D m es 1 E 06 0 E 00 wo co o N wo oo o N wo co oO ao o o om o o o o o o o D D D tas D D n o a a SS N N N N N Figure 6 Evolution du nombre de juv niles de Vivaneau de 2 ans sur le plateau guyanais selon les calculs par VPA b En second l influence des facteurs environnementaux il faut noter qu un certain nombre de variables environnementales ont d j t trait es dans le rapport pr c dent Lampert 2013 mais sans pouvoir identifier d impact significatif sur le recrutement du moins lorsque les d calages temporels entre les s ries sont jug s compatibles avec les processus biologiques sous jacents Premer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Un changement dans l intensit et direction des vents et ou courants pourrait avoir des cons quences d favorables sur la dispersion et l arriv e des larves de crevettes en provenance du nord du Br sil La houle peut tre un facteur handicapant pour la stabilit et le d veloppement des jeunes crevettes benthiques pr s de la c te car celle ci peut tre l origine des chang
33. tes en Guyane au cours des ann es 90 Charuau et al 2000 A partir de fin 99 les volumes des d barquements diminuent alors que dans le m me temps la pression de p che diminue Figure 2 En 1992 la flottille crevetti re compte 71 navires Moguedet 1993 En 1999 elle compte 63 navires dont 59 en activit en 2004 47 navires en activit en 2010 17 en activit et en 2013 il subsiste 20 navires actifs Le d clin que conna t la p cherie entraine des d p ts de bilan successifs d armements qui taient au nombre de 10 en 1999 4 en 2007 Fayet 2007 3 en 2013 Ifremer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides 6000 400 Interdiction p che Z lt 30m 350 5000 300 TAC 4108 T an 4000 250 3000 200 150 2000 effort jours de mer x 100 rendement kgljour de mer 100 1000 D but francisation Fin francisation 50 968 1970 1972 197 5 amp 8 8 Z B B 58 58 8 8 8 et Japon Bateaux 2000 2002 2004 2006 2008 d barquement de crevettes Effort de p che Rendement kg jour de mer Figure 2 Evolution des d barquements de crevettes de leur effort et rendement en Guyane Lampert 2011 Les diagnostics actuels permettent de dire que la baisse du stock de crevettes exploit n est pas li e un impact de la p che car il n appara t pas de relation claire entre la biomasse f conde SSB et le recrutement Figure 3 Les causes sont
34. tifier la part des crevettes p n ides dans le r gime alimentaire des vivaneaux de diff rentes tailles et partir de ces r sultats et ceux de la s rie temporelle d abondance de biomasse de vivaneaux extrapoler la quantit de Premer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides crevettes p n ides consomm e par les vivaneaux afin de voir si l ordre de grandeur de crevettes consomm es par les vivaneaux est compatible avec l ordre de grandeur de la diminution d abondance observ e des recrues de crevettes Rechercher l existence de corr lations statistiques entre les s ries de donn es environnementales et de recrutement de la crevette Ifremer Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides 2 MATERIEL Pr sentation des donn es Les donn es environnementales dont on dispose Figure 7 ont t trait es puis mises en relation avec le recrutement mensuel des crevettes F subtilis afin d essayer de trouver la ou les variables du milieu qui pourraient expliquer la chute du recrutement de la crevette en Guyane Quatre types de donn es ont t utilis s pour cette tude Les donn es in situ vents pr cipitations d bit des fleuves et abondance des vivaneaux Les sorties de mod les houle et courants Les donn es issues de la t l d tection SST temp rature de la surface de l eau turbidit chlorophylle a MES mati re
35. tique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Tableau 1 R sultats statistiques p value du test Chi 2 des corr lations entre le recrutement mensuel et les diff rentes variables environnementales Secteurs Variables ect1_0 20 0 8956 ect1_20 30 0 7494 ect1 30 40 ect1_40 50 326173 ect1_ 50 E ect2_0 20 ect2_30 40 769380 0 5944 0 6230 ect2_20 30 305651 0 5769 0 6315 ect2_40 50 658393 0 6793 0 7348 ect2_ 50 799451 0 4798 0 4980 ect3_0 20 290742 0 2278 0 2441 ect3_20 30 0 383385 0 0777 0 0882 0 ect3_30 40 10 678035 0 4202 0 4451 0 ect3_40 50 10 515670 0 7581 0 7280 ect3_ 50 7825 ect4_0 20 ect4_20 30 536988 0 1285 0 1247 ect4_30 40 955378 0 3373 0 3437 0 ect4_40 50 442378 0 8213 0 7722 0 7896 ect4_ 50 0 6594 ect5_0 10 ect5_10 50 ect5_ 50 algoene Nord po al oene Sud Oiapoque Nord Oiapoque Sud Maraca Nord Maracas EE EA EA Ls Amazone Sud 18 50000 40000 30000 20000 Recrutement milliers 10000 Effet du changement climatique sur le stock guyanais de crevettes p n ides Sect5_10 50 t 27 0 215 28 0 28 5 29 0 SST C Figure 16 Relation entre la SST et le recrutement dans le secteur 5 et dans la strate 10 50 m Les statistiques indiqu es en bleu correspondent a la r gression lin aire entre le recrutement et la SST 50 40 30 Recruitment 20 10
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