Relations environnement et évolution spatio-temporelle des petits poissons pélagiques dans le système d'upwelling de la zone NW Africaine

par Mohamed Ahmed Ahmed Jeyid

Thèse de doctorat en Géosciences, Écologie, Paléontologie, Océanographie

Sous la direction de Rachid Amara.

Soutenue le 12-12-2016

à Littoral , dans le cadre de École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq) , en partenariat avec Laboratoire d'océanologie et de géosciences (Wimereux, Pas-de-Calais) (laboratoire) , Institut mauritanien de recherches océanographiques et des pêches (Institut) et de Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences / LOG (laboratoire) .

Le président du jury était Jacques Massé.

Le jury était composé de Rachid Amara, Ad Corten, Mohamed Mahfoudh Ould Taled Ould Sidi, Vincent Vantrepotte.

Les rapporteurs étaient Olivier Le Pape, Luis Tito de Morais.


  • Résumé

    Le système d'upwelling nord-ouest africain au large du Maroc, de la Mauritanie, de la Gambie et du Sénégal est le système le plus productif au monde en termes de productivité primaire. Elle se traduit par une importante biomasse de poissons principalement dominée par les petits poissons pélagiques qui sont les principales ressources vivantes exploitées de la région. Dans un contexte de gestion partagée par plusieurs pays des ressources halieutiques de la région, comprendre les facteurs qui contrôlent la répartition spatiale de ces populations et l'évolution de leurs abondances est un enjeu crucial pour les pêcheries et le développement socio-économique de la région. Le but principal de cette thèse est d'une part de décrire les variations saisonnières et interannuelles de l'environnement marin de l'upwelling des Canaries le long de la Côte nord-ouest de l'Afrique, et d'autre part de relier ces variations avec les dynamiques spatio-temporelles de ces principales espèces d'importance commerciale. Nous avons utilisé différents jeux de données disponibles et développé différentes approches afin d'avoir une vision la plus complète possible du fonctionnement de cet écosystème. Ainsi, nous avons combiné des données satellitaires, des données de campagnes scientifiques acoustiques, des statistiques de pêche et des analyses de formes d'otolithes. Le long des côtes NW africaines (10°-35° N), nos données nous ont permis d'identifier trois régions avec une saisonnalité et une intensité de l'upwelling bien différencié. La région présente une forte variabilité latitudinale et temporelle des conditions environnementales. La partie sud de la zone (~ entre 10° et 24°N) se caractérise par des eaux plus chaudes et plus riche en Chlorophylle-a que la partie nord. La majeure partie de la variabilité des paramètres environnementaux étudiés est due à la saisonnalité (>60%). Au cours de la période d'étude (2002-2012), nous avons noté une tendance significative au réchauffement allant de 0.01°C. à 0.04°C.an-¹ et un renforcement général de l'upwelling, mais une tendance à la baisse de la concentration en Chl a dans l'ensemble de la zone étudiée. Il existe un gradient latitudinal sud-nord de la phénologie du bloom de phytoplancton (période, durée et l'ampleur du bloom). Cependant, il n'y a pas de tendances interannuelles significatives de la phénologie du bloom phytoplanctonique ni de corrélations ou tendances avec les paramètres physiques de l'environnement étudié (SST, indice d'upwelling, vent). L'écosystème du courant des Canaries se caractérise par le couple sardines/sardinelles. L'anchois, bien que présent dans cet écosystème, ne joue pas un rôle aussi important que dans les autres systèmes d'upwelling. Les relations entre les abondances d'anchois, de sardines et de sardinelles avec les paramètres environnementaux ont été étudiées à différentes échelles à l'aide de modèles additifs généralisés (GAM). Les résultats de notre étude indiquent que les variations spatio-temporelles de l'abondance de l'anchois et de la sardinelle sont davantage contrôlées par le gradient thermique que par la productivité biologique. La sardine semble être plus contrôlée par une fenêtre environnementale optimale d'intensité d'upwelling et de température "optimal upwelling and temperature windows". Nous avons pu pour la première fois mettre en évidence l'existence d'une alternance temporelle d'abondance entre l'anchois et la sardine comme cela est connu dans d'autres systèmes d'upwelling. Enfin, pour contribuer à la connaissance sur la structuration des populations de la sardinelle ronde qui préoccupent les scientifiques et les gestionnaires des pêches, nous avons mené une étude sur l'analyse de la forme des otolithes. L'existence possible de plusieurs stocks de sardinelle en lien avec des structures océanographiques ne confortent pas la politique de gestion actuelle qui considère un stock unique au large de la côte NW africaine.

  • Titre traduit

    Relationship between environment and spatio-temporal evolution of small pelagic fish in the canary upwelling system (NW Africa)


  • Résumé

    The North West African upwelling system off Morocco, Mauritania, Gambia and Senegal is the most productive system in the world in terms of primary productivity. This productivity results in a large fish biomass dominated by small pelagic fish which are the main living resources exploited in the region. In a context of shared management of fisheries resources by several countries in the region, understanding the factors that control the spatial distribution of populations of small pelagic fish and the evolution of their abundances is a crucial issue for fisheries and the socio-economic development of the region. The main objective of this thesis is to describe the seasonal and interannual variations of the marine environment of the Canary upwelling along the Northwest coast of Africa and to link these variations with the spatio-temporal dynamics of the main small pelagic species of commercial importance of this zone. We have used different sets of data available and developed different approaches in order to have a complete view of the functioning of this ecosystem. Thus, we have combined satellite data, acoustic scientific survey data, fishing statistics and analysis of otolith shapes. Along th NW African coasts ( 10° - 35° N), our data allowed us to identify three regions with a well-differentiated seasonality and intensity of upwelling. The region has a high latitudinal and temporal variability of environmental conditions. The southern part of the zone (between 10° and 24° N) is characterized by warmer and richer Chlorophyll-a waters than the northern part. The majority of the variability of the environmental parameters studied is due to seasonality (> 60%). During the study period (2002-2012), we noted a significant warming trend ranging from 0.01° C to 0.04°C. yr-¹ and a general reinforcement of ipwelling, but a downward trend in Chl a concentration in the whole study area. There is a south-north latitudinal gradient of the phenology of the phytoplankton bloom (period, duration and magnitude of the bloom). However, there are no significant interannual trends in phytoplankton bloom phenology or correlations or trends with the physical parameters of the environment studied (SST, upwelling index, wind). The Canary current ecosystem is characterized by the sardine/ Sardinella pair, Anchovy, althought present in this ecosystem, plays no more important role than in other upwelling systems. The relationships between the abundances of anchovies, sardines and sardinella with environmental parameters have been studied at different scales using generalized additive models (GAM). The results of our study indicate that the spatial and temporal variations of the abundance of anchovy and sardinella are controlled more by the thermal gradient than by the biological productivity. The sardine seems to be more controlled by an "optimal upwelling and temperature windows". We were able for the first time to demonstrate the existence of a temporal alternation of abundance between anchovy and sardine as is known in other upwelling systems. Finally, in order to contribute to the knowledge of population structure of the round sardinella that concern scientists and fisheries managers, we conducted a study of the shape of otoliths. The possible existence of several stocks of sardinella in connection with oceanographic structures do not support the current management policy which considers a single stock off the African NW coast.


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