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Cheng, Lin. Variations of fish composition and diversity related to environmental variables and construction of predictive models in lakes in the Yangtze river basin

Cheng, Lin (2010). Variations of fish composition and diversity related to environmental variables and construction of predictive models in lakes in the Yangtze river basin.

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Résumé en francais

L'objectif de cette thèse est d'analyser des facteurs expliquant le patron des assemblages des communautés de poissons des lacs du bassin du Yangtze, en réponse à des variations des facteurs environnementaux physiques et la pression anthropique qui est considérée à travers des effets de la connectivité lac-rivière et de l'aquaculture. Dans un premier temps, nous étudions des relations entre les variables environnementales et les communautés de poissons dans ces lacs de faibles profondeurs (publications P1 et P2). Six lacs ont été retenus pour une étude comparative de la diversité et composition spécifique en fonction des variables environnementales. L'hétérogénéité des lacs a été décrite via le modèle ACP (analyse de composant principal) sur des variables environnementales. Seize familles et 75 espèces de poissons ont été collectées dans les lacs étudiés. La richesse et la diversité sont significativement supérieures dans des lacs pourvus de macrophytes (e.g. lac Liangzihu vs. lac Biandantang), avec en plus des variations saisonnières plus importantes des communautés de poissons. En accord avec la capture par unité d'effort (CPUE) de chaque espèce à chaque site des 6 lacs étudiés, les communautés de poissons sont classées en 3 classes d'assemblage d'espèces. Ces assemblages de communauté, la CPUE total, la diversité et la richesse spécifique des ces lacs sont ensuite prédits par 15 variables environnementales avec des modèles de forêt aléatoires (RF) et l'arbre décisionnel de classification et de régression (CART). Les variables les plus discriminantes dans les modèles de prédiction des assemblages sont la profondeur, la distance de la berge et le phosphore total. Tandis que la CPUE, la diversité et la richesse spécifique semblent dépendre respectivement de (i) la densité des rotifères et la profondeur de l'eau, (ii) la surface du lac, la profondeur, la densité des rotifères et (iii) la profondeur et la température de l'eau. Ensuite, dans un deuxième temps, 70 lacs ont été sélectionnés pour étudier les facteurs structurant le patron de la richesse spécifique des lacs du bassin du Yangtze (publication n° 3). En utilisant le modèle SOM (Self Organizing Map), on obtient 3 classes de patron de distribution des espèces qui sont essentiellement expliquées par l'altitude, la longitude, la précipitation annuelle et la surface des lacs. Les environnements des lacs des clusters 2 & 3 sont plus similaires que le cluster 1. Les lacs du cluster 1 sont distribués dans la partie haute du Yangtze dont l'altitude est élevée. Les facteurs qui contribuent le plus sont la profondeur, la température de l'air et la longueur du jour. Les lacs des clusters 2 et 3 sont distribués dans la partie médiane et aval du bassin du Yangtze dont le facteur distinctif entre les 2 est la surface du lac qui est plus grande pour le cluster 3. Les variables qui contribuent le plus sont la température de l'air pour le cluster n° 2 et la profondeur du lac pour le cluster 3. La richesse spécifique des lacs étudiés varie de 1 à 117 espèces, avec une différence importante entre les clusters. La valeur de richesse est plus importante pour le cluster 3, tandis que le cluster 1 a une diversité ß avec une faible richesse. La variable la plus importante pour prédire la richesse spécifique est la température de l'air. Enfin, nous avons utilisé les données temporelles (1970-2010) de 8 lacs pour quantifier les conséquences abiotiques et biotiques de la connexion rivière-lacs et de l'aquaculture sur la communauté de poissons, e.g. taxonomie et diversité fonctionnelle (publication n° 4). Il y a eu un changement abiotique significatif après années 1990. En effet, nous avons détecté une tendance (bien que non significative) vers une baisse de la richesse spécifique de poisson pendant la période étudiée. De façon intéressante, nous avons trouvé que la similarité taxonomique de la communauté de poisson (i.e. diversité ß) augmente significativement selon les années, indiquant une forte homogénéisation de la faune pisciaire lacustre. En outre, nous avons trouvé que la diversité fonctionnelle a diminuée dans la majorité des lacs depuis 1970. En particulier, la plupart des espèces migratrices, particulièrement ceux à longue durée de vie et de grande taille, disparaissent du lac qui contribue ainsi substantiellement à une diminution de la diversité fonctionnelle.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Lek, Sovan
Liu, Jiankang
Ecole doctorale:Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (SEVAB)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Evolution et Diversité Biologique, UMR 5174 ; Institut d'Hydrobiologie de Wuhan
Mots-clés libres :Diversité de poisson - Basin inondé - Modélisation - Richesse fonctionnelle - Homogénéisation biotique
Sujets :Sciences de l'environnement
Déposé le :27 Aug 2012 13:54