Projet de recherche EV/25 (Action de recherche EV)
Contexte
TROPHOS rassemble les forces de cinq institutions belges (RUG-Mariene Biologie, KULeuven-Aquatische Ecologie, Instituut voor Natuurbehoud, UGMM et VLIZ) et d'un institut néerlandais (NIOO-CEMO, Yerseke) en vue d'arriver à une meilleure compréhension des processus structurant les niveaux trophiques supérieurs de la mer du Nord. Ceci permettra de mieux évaluer les réactions de cet écosystème à la pression anthropogène ou aux variations naturelles. Le rapport établi entre les études des processus et la biodiversité de l'écosystème pourra servir d'information de base pour l'élaboration d'une gestion durable de réserves marines potentielles sur le Plateau continental belge (PCB).
Description du projet
Objectifs
Au sein de TROPHOS, la recherche se concentre sur l'étude des processus régissant les niveaux trophiques supérieurs de l'écosystème de la mer du Nord. Une attention particulière sera accordée aux aspects suivants:
- Interactions de la chaîne alimentaire structurant les communautés benthiques de manière à pouvoir contrôler comment la nourriture est transformée en biomasse animale. Les cycles au sein de la chaîne alimentaire benthique seront également étudiés.
- Mécanismes de dispersion des espèces clé sur le PCB. Ceci est fort important pour pouvoir comprendre la distribution des espèces ayant une phase pélagique dans leur cycle de vie. L'on tient compte ici de l'effet de certains profils de comportement (ex. nager, couler...) pour découvrir le mécanisme de distribution des espèces.
- L'importance des communautés benthiques dans le fonctionnement du PCB. Nous vérifierons si l’algue constitue une source alimentaire importante pour l'endobenthos. Des mesures de la consommation d'oxygène du benthos permettront d'évaluer le métabolisme benthique total.
- Au niveau international, l'importance des eaux côtières belges pour les oiseaux de mer et oiseaux côtiers est très grande. Une meilleure compréhension de leur distribution spatiale sera obtenue à l'aide de profils de distribution des sources alimentaires des oiseaux de mer (ex. poisson pélagique). A côté de cela, la dynamique des populations de mouettes et de sternes dans l'avant-port de Zeebrugge sera également étudiée.
Méthodologie
- Interactions des chaînes alimentaires : ces études seront effectuées par RUG-Mariene Biologie et NIOO-CEMO et se concentreront principalement sur le meiobenthos. A l'aide d'un prélèvement mensuel d'échantillons dans deux stations présentant une structure clairement différente au niveau de la chaîne alimentaire, l'on vérifiera de quelle manière évolue la composition et la densité du meiobenthos lorsque la production primaire dans la colonne d'eau se modifie. Cette production primaire coulera sur le sol et constituera ainsi une source alimentaire importante pour le benthos. En comparant les isotopes naturels stables du meiobenthos avec ceux du phytoplancton, l'on peut vérifier si ce phytoplancton est effectivement consommé. Les modifications de la diversité bactérienne seront vérifiées à l'aide de la DGGE. Des expériences avec une nourriture enrichie et marquée (isotope stables 13C et 15N) seront effectuées afin d'imiter la réponse du benthos sur la sédimentation de l'efflorescence du phytoplancton de l'année dernière. A l'aide d'une modélisation inverse, les cycles du C dans le benthos seront cartographiés et l'importance de la partie benthique dans le métabolisme de l'écosystème déterminée.
- Mécanismes de dispersion des espèces clé : ce volet de TROPHOS sera effectué en collaboration par KULeuven, RUG et UGMM. Nous prélèverons des échantillons des larves de poissons, des postlarves de poissons et Mesopodopsis, des soles et des goujons à l'aide de matériel adapté. L'historique spécifique des caractéristiques de chaque population (ex. fertilité, survie, croissance...) sera rassemblé. Un génotypage sera effectué avec au minimum 8 ADN micro satellites par poisson (KULeuven) ou avec un SSCP combiné à un séquençage d'un nombre variable de loci au centre des mitochondries (Mesopodopsis (RUG) et Gyrodactylus (KULeuven)). Le comportement des phases planctoniques des poissons et Mesopodopsis sera modélisé à l'aide d'un modèle hydrodynamique en 3-D et d'un modèle de "particle tracking", qui sera développé par UGMM.
- Oiseaux de mer et oiseaux côtiers: L'étude de la disponibilité de nourriture pour les oiseaux de mer sera effectuée en collaboration par RUG et IN. Les oiseaux pélagiques seront collectés mensuellement sur 7 localisations du BCP avec un filet MIC positionné directement au-dessus de la surface et du sol. La fréquence d'échantillonnage diminuera vers la fin du projet. La composition des espèces, leur répartition en longueur, leur abondance, les densités de zooplancton et une série de variables environnementales seront déterminées à chaque fois. La distribution du Sterne pierregarin, du Sterne cauget, du Petit pingouin, du Guillemot de Trod et du Grèbe huppé sera comparée à la distribution horizontale de leurs différentes proies. Le contenu de l'estomac des cadavres des espèces Guillemot de Trod, Petit pingouin et Grèbe huppé retrouvés le long de la côte ainsi que les oiseaux attrapés par accident dans les filets de pêche sera analysé. De plus, la taille de la population des oiseaux de mer qui couvent dans l'avant-port de Zeebrugge sera déterminée. La date de pondaison, sa taille, la pression prédatrice, le taux d'éclosion réussie, la croissance et la survie seront déterminés. Le temps de nidation et le temps nécessaire pour la becquée sera mesuré. L'absorption de nourriture et la composition du régime alimentaire des oisillons du Sterne pierregarin et du Sterne cauget seront étudiées depuis des abris d'observation. La composition de la nourriture des sternes adultes sera étudiée à partir des otolithes et autres résidus alimentaires dans leurs déjections. La variation dans la composition de cette nourriture sera comparée à la variabilité de la disponibilité de nourriture telle qu'apparue sur la base des échantillonnages mensuels. Les données circulaires du sterne pierregarin, du Sterne cauget, du Goéland argenté et du Goéland brun seront analysées afin d'analyser les migrations entre les colonies.
Interactions entre les différents partenaires
Ce projet prévoit des interactions importantes entre les différents partenaires. Le volet sur l'étude de la relation bentho-pélagique nécessite une intense collaboration entre RUG et CEMO, tandis que VLIZ assurera ici le temps de navigation à bord de leur navire de recherche Zeeleeuw. Les campagnes d'échantillonnage seront effectuées en commun par des chercheurs des deux institutions, de même que l'étude expérimentale. KULeuven et RUG sont tous deux responsables de l'étude des mécanismes de dispersion des espèces avec stade de vie pélagique. Ces mécanismes seront alors modélisés en collaboration avec UGMM. IN et RUG collaboreront au cours de l'étude des aspects causals déterminant la distribution des oiseaux de mer: RUG prendra en charge le traitement des poissons et IN analysera les données sur les oiseaux.
Gestion des données et diffusion des résultats: VLIZ est responsable de la gestion des données ainsi que de la valorisation et de l'exploitation des données. Les données rassemblées au cours du projet seront rendues publiques à l'aide du développement de banques de données et de sites Web. VLIZ élaborera également les modalités et les solutions techniques pour l'échange de données entre les différents partenaires au sein du projet.
Lien avec les programmes internationaux
- DIVERSITAS (ICSU, SCOPE, IUBS, IUMS, UNESCO-MAB).
- IGBP (International Geosphere - Biosphere Programme).
- LOICZ (Land Ocean Interactions in the Coastal Zone, IGBP, ICSU).
Résultats et/ou produits attendus
- Les résultats scientifiques seront publiés dans la littérature scientifique.
- Les données concernant le benthos et les oiseaux de mer sur le PCB seront rendues publiques via le site Web. Un atlas reprenant les cartes de distribution sera également disponible.
- Des programmes de monitoring seront élaborés pour des réserves marines potentielles.
- En ce qui concerne les influences anthropogènes, des bio-indicateurs et des bio-communautés seront présupposées et testées.
- Pour la première fois, les interactions de la chaîne alimentaire entre les niveaux trophiques supérieurs de la mer du Nord seront décrites en détails.
- Le rapport entre les modèles hydrodynamiques et les mécanismes de dispersion des espèces sélectionnées sera expliqué.
- Les données sur la dynamique des populations de mouettes et des sternes permettront l'élaboration de critères pour la protection de zones spéciales, d'habitats et d'espèces.
- Les résultats seront communiqués au public, aux utilisateurs finaux, aux autorités...
Partenaires
Activités
- RUG-Sectie Mariene Biologie : coordination générale, diversité, densité et biomasse du meiobenthos, diversité des communautés bactériennes, isotopes stables.
- NIOO-CEMO: travail expérimental avec les isotopes stables, modélisation des circuits de la chaîne alimentaire.
- KULeuven-Aquatische Ecologie: historique et dispersion des organismes ayant un stade de vie pélagique.
- UGMM: développement d'un modèle de dispersion des organismes avec stade de vie pélagique.
- IN: aspects causals de la distribution des oiseaux de mer.
- VLIZ: gestion des données, valorisation et exploitation des résultats.
Coordonnées
Promoteur
Magda Vincx
Universiteit Gent (RUG)
Vakgroep Biologie - Sectie Mariene Biologie
K.L. Ledeganckstraat 35, B-9000 Gent
Tel: + 32 (0)9 264 52 10; Fax: +32 (0)9 264 53 44
magda.vincx@rug.ac.be
http://allserv.rug.ac.be/~gdsmet/MarBiolwebsite
Partenaires
Carlo Heip
Nederlands Instituut voor Ecologie
Centrum voor Estuariene en Mariene Ecolologie (NIOO-CEMO)
Korringaweg 7, NL-4401 NT Yerseke
Tel: +31 (0)113 577 300; Fax: +31 (0)113 573 616
heip@cemo.nioo.knaw.nl
http://www.nioo.nl
Filip Volckaert
Katholieke Universiteit Leuven (KULeuven)
Laboratorium Aquatische Ecologie
Ch. De Bériotstraat 32, B-3000 Leuven
Tel: +32 (0)16 32 39 66; Fax: +32 (0)16 32 45 75
filip.volckaert@bio.kuleuven.ac.be
http://www.kuleuven.ac.be/bio/eco/index.php
Eckhart Kuijken
Instituut voor Natuurbehoud (IN)
Kliniekstraat 25, B-1070 Bruxelles
Tel: +32 (0)2 558 1811; Fax: +32 (0)2 558 18 05
eckhart.kuijken@instnat.be
http://www.instnat.be
Jan Mees
Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ)
Vismijn, Pakhuizen 45-52, B-8400 Oostende
Tel: +32 (0)59 34 21 33; Fax: +32 (0)59 34 21 31
jan.mees@vliz.be
http://www.vliz.be
Georges Pichot
Institut royal de Sciences Naturelles de Belgique (IRSNB-KBIN)
Unité de gestion du Modèle Mathématique de la Mer du Nord (UGMM-BMM)
Gulledelle 100, B-1200 Bruxelles
Tel: +32 (0)2 773 21 11; Fax: +32 (0)2 770 69 72
g.pichot@mumm.ac.be
http://www.mumm.ac.be
Comité d'utilisateurs
Bernard De Putter - AWZ-WWK
Georges Pichot - BMM
Christiane Lancelot - ULB-ESA
Walter Roggeman - Natuurpunt
Higher trophic levels in the Southern North Sea (TROPHOS) : final report
Vanaverbeke, J. - Franco, M. - Remerie, T.... et al Brussels : Federal Science Policy, 2007 (SP1796)
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Références bibliographiques :
