Modélisation

La modélisation trophique est un domaine de recherche prometteur car il permet de fournir des représentations simples des écosystèmes complexes à grande échelle spatiale. Plus précisément, les modèles des interactions prédateur-proie permettent d’établir de façon synthétique les liens trophiques et les flux de carbone entre les groupes fonctionnels de l’écosystème (Pascual & Dunne, 2006). Ainsi, la modélisation peut nous apporter de l’information sur le fonctionnement et la dynamique des communautés biologiques. Cette approche intégrée peut fournir des indicateurs sur la santé des écosystèmes et leur stabilité face aux perturbations naturelles ou anthropiques (p. ex. pêcheries, changements climatiques). Plusieurs modèles existent et sont déjà utilisés pour des objectifs de gestion (p. ex. Ecopath, Osmose, Atlantis). Ils se distinguent dans leurs hypothèses sous-jacentes, leur degré de complexité et leur dynamique.

Estimation des niveaux trophiques

Les modèles Ecopath sont également utilisés pour estimer les niveaux trophiques des espèces constituant un réseau (vers le site Ecopath). Pour cela il est nécessaire de fournir une quantité importante de données propres aux groupes ou espèces (appelés « compartiments ») incluses dans le modèle : d’une part une matrice de régimes alimentaires (proportion de chaque proie dans le régime), d’autre part des variables telles que la biomasse (B), le taux de consommation (Q/B), l’efficacité écotrophique (EE) et l’efficacité brute de conversion des ressources (P/Q ou GE) (Pascual & Dunne, 2006). Inversement, si un seul de ces paramètres manque (la plupart du temps l’EE) pour certaines espèces, le modèle est capable de la calculer à partir des autres. Les modélisateurs tirent ces informations surtout de la bibliographie, en tentant de rester le plus proche possible de l’étude. A quelques exceptions près (p. ex. contenus stomacaux des oiseaux marins pour le golfe de Gascogne), les écosystèmes de l’union européenne sont bien documentés en ce qui concerne ce type de données. Les calculs tirés d’Ecopath pour ces systèmes sont par conséquent relativement fiables. De plus il existe des outils servant à vérifier l’efficacité d’un modèle (p. ex. contrôle des valeurs d’efficacité écotrophique obtenues, proches de 0,95 et inférieures à 1).

Le principal inconvénient lié à l’utilisation de modèles Ecopath pour estimer les niveaux trophiques est sa sensibilité à la conception du réseau trophique. Selon le découpage du réseau en compartiments précis (espèces) ou globaux (grands groupes), les résultats obtenus seront différents. Plus généralement, construire un modèle demande donc une base de données exhaustive et une compréhension à grande échelle du fonctionnement de l’écosystème, afin de produire des prédictions fiables des réactions biologiques et environnementales (Fagan et al., 1999). Mais l’intérêt des modèles de réseaux trophiques est qu’ils peuvent servir d’outil complémentaire pour tester la sensibilité des indicateurs (Samhouri et al., 2009).

Bibliographie

  • Fagan, W. F., R. S. Cantrell & C. Cosner, 1999. How habitat edges change species interactions. American Naturalist 153(2):165-182 doi:10.1086/303162.
  • Pascual, M. and Dunne, J.A. (2006) From small to large ecological networks in a dynamic world. In : Ecological networks : linking structure to dynamics in food webs. M. Pascual & J.A. Dunne (Eds). Oxford University Press, pp. 3-20.
  • Samhouri, J. F., P. S. Levin & C. J. Harvey, 2009. Quantitative Evaluation of Marine Ecosystem Indicator Performance Using Food Web Models. Ecosystems 12:1283-1298 doi:10.1007/s10021-009-9286-9.

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