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Kong, Heng. Variations spatio-temporelles de la structure taxonomique et la compétition alimentaire des poissons du lac Tonlé Sap, Cambodge

Kong, Heng (2018). Variations spatio-temporelles de la structure taxonomique et la compétition alimentaire des poissons du lac Tonlé Sap, Cambodge.

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Résumé en francais

Le lac de Tonlé Sap (TSL), Cambodge, est un écosystème lac-rivière de forêt alluviale au régime d'écoulement alternatif. Le lac est un déversoir lors de l'inondation saisonnière du Mékong et sert de réservoir en période de basses eaux. La superficie du lac pendant la saison sèche (février à mai), est d'environ 2 700 km2 pour une profondeur d'environ 1 mètre. Cette superficie est pratiquement multipliée par six quand arrive la saison des pluies, pour atteindre près de 16 000 km2 et une profondeur de 9 mètres, noyant rizières et forêts. C'est le plus grand lac d'eau douce d'Asie du Sud-Est. C'est aussi l'une des zones de pêche d'eau douce les plus importantes et productives du monde avec près de 75% du volume annuel de pêche en eau douce du Cambodge, ce qui permet la survie de près de 2,5 millions de personnes. Les changements saisonniers du cycle hydrologique ont une influence sur la structuration des communautés de poissons à l'échelle temporelle et spatiale, mais aussi sur les comportements trophiques des principales espèces qui n'exploitent alors pas les mêmes habitats. Toutefois, le bassin versant du Mékong est en changement constant avec un développement important des infrastructures en lien avec l'eau : production d'hydro-électricité, besoins important en irrigation, maitrise des inondations, eau potable, ... Les changements climatiques accélèrent les modifications du cycle hydrologique annuel. Il est alors supposé que ces modifications ont des effets forts sur les habitats et les proies disponibles et finalement sur la biodiversité, notamment de l'ichtyofaune et sur l'abondance des poissons disponibles pour les pêcheries.Dans un premier temps, nous avons caractérisé les variations spatio-temporelles de la composition taxonomique des poissons et mis en lumière quels sont les déterminants de ces variations. À cette fin, nous avons estimé la diversité bêta comme la variance totale de la matrice site par communauté d'espèce et l'avons divisée en contribution locale à la diversité bêta (LCBD) et contribution des espèces à la diversité bêta (SCBD). Nous avons ensuite effectué plusieurs régressions linéaires pour déterminer si la richesse taxonomique, l'abondance des espèces et le niveau de l'eau expliquaient la variation temporelle de la contribution du site et de l'espèce à la diversité bêta. Nos résultats indiquent une forte variation temporelle de la diversité bêta due aux contributions différentielles des sites et des espèces à la variation spatiale de la composition taxonomique des poissons. Nous avons également constaté que la direction, la forme et l'effet relatif de la richesse spécifique, de l'abondance et du niveau de l'eau sur la variation temporelle des valeurs LCBD et SCBD varient grandement selon les sites. Ces résultats suggèrent ainsi une variation spatiale des processus conduisant à une variation temporelle de la composition de la communauté. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que la composition taxonomique des poissons n'est pas distribuée de manière homogène dans l'espace et dans le temps et risque d'être affectée à l'avenir si la dynamique saisonnière d'écoulement du système est altérée par les activités humaines et/ou les changements climatiques. Dans un second temps, nous avons cherché à étudier le modèle d'évolution temporel des principales espèces en terme d'occurrence et d'abondance à travers le cycle saisonnier hydrologique. Nous avons constaté que les profils d'occurrence et d'abondance variaient dans le temps en fonction des niveaux d'eau et du sens d'écoulement. Une forte variation temporelle de l'occurrence des espèces a été observée avec des espèces colonisant le lac alors que le niveau d'eau commence à monter telles que Labiobarbus leptocheilus et Poropuntius deauratus. Nous avons également observé que l'abondance de 17 espèces varient beaucoup alors que les 22 autres espèces étaient plus stables au cours de l'année (principalement les espèces résidentielles de TSL). Les patrons de co-occurrence positive des espèces étaient généralement plus élevé que la co-occurrence négative des espèces quel que soit la saison. Les modèles de co-occurrence les plus positifs ont été observés pendant la période de baisse du niveau de l'eau alors que les poissons migrent des zones inondées, entrent en compétition pour les ressources et les habitats pendant la saison des basses eaux. L'étude de la répartition temporelle de la co-occurrence des espèces et de la façon dont la communauté réagit au changement saisonnier dans le cycle hydrologique fournissent des informations importantes pour la gestion et la conservation des pêcheries du TSL et le maintien de la biodiversité des poissons du bassin versant aval du Mékong. Dans un troisième temps, les implications de la saisonnalité du cycle hydrologique sur la structure du réseau trophique ont été étudié. Cette relation a, jusqu'ici, été notoirement ignorée, en particulier dans le système de TSL. Pour notre étude, nous nous sommes concentré sur les changements saisonniers dans un attribut clé d'un réseau trophique, la position trophique verticale des consommateurs. Nous nous demandons si les poissons des plaines tropicales se comportent comme des omnivores saisonniers, en déplaçant leurs positions trophiques par rapport au pouls annuel, ou s'ils se nourrissent en omnivores statiques, à la même position trophique toute l'année, comme le suppose implicitement les travaux antérieurs. En utilisant des isotopes stables de l'azote (δ15N) pour 28 espèces, nous avons trouvé des preuves pour le TSL que les poissons se déplacent vers des positions trophiques inférieures pendant la saison des pluies et la remonté des niveaux d'eau. Les données disponibles sur l'alimentation provenant du lac et une revue de la littérature suggèrent qu'une exploitation accrue des plantes et/ou des invertébrés pourrait expliquer ces résultats. Cependant, la grande variation des changements de position trophique saisonnière observée entre les espèces (allant de -0,51 à +0,64 du niveau trophique de la saison sèche à la saison humide) indique que diverses réponses comportementales à la saisonnalité pourraient être essentielles pour réorienter le flux énergétique dans ces écosystèmes dynamiques. Sur la base de la littérature existante, l'omnivorie saisonnière semble répandue dans d'autres taxons et écosystèmes, et mérite d'être étudiée davantage étant donné son influence potentielle sur la dynamique du réseau trophique dans des environnements fluctuants. Dans un dernier temps, nous avons cherché à savoir si les changements saisonniers dans cycle hydrologique de TSL affectaient différemment le régime alimentaire et le chevauchement des niches trophiques de trois espèces de poissons communs, au cycle biologique différent (par ex. migration saisonnière) et commercialement importants (Anabas testudineus, Boesemania microplepis et Notopterus notopterus). Pour cela, les trois espèces ont été échantillonnées à quatre endroits répartis sur le lac, et leur contenu stomacal a été prélevé pour analyse. Les différences alimentaires ont été étudiées au cours des saisons en ce qui concerne la composition du régime alimentaire et la largeur de la niche trophique ainsi que la quantité du chevauchement alimentaire entre les espèces. Nous avons constaté que la proportion d'estomacs vides changeait de façon similaire d'une saison à l'autre pour les trois espèces, alors que les changements dans la composition du régime alimentaire étaient spécifiques à l'espèce. La largeur de la niche trophique variait d'une espèce à l'autre en toutes saisons, sauf pendant la saison des pluies, et tendait à être plus élevée pendant la saison sèche lorsque le chevauchement alimentaire était le plus faible. Nos résultats suggèrent une plasticité fort dans le comportement alimentaire des trois espèces, comme le démontrent les variations saisonnières à la fois de la largeur de la niche trophique et du chevauchement alimentaire. Ces variations peuvent s'expliquer par un certain nombre de facteurs et de processus, notamment les changements dans la disponibilité des ressources alimentaires ou les interactions compétitives entre les individus pour les ressources, dont l'influence relative peut varier selon l'ampleur et le moment de l'inondation. L'acquisition de connaissances sur l'évolution saisonnière de l'alimentation des poissons est pertinente pour la gestion et la conservation des pêches et nos résultats pourraient être utilisés pour guider le développement de l'aquaculture au Cambodge.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Laffaille, Pascal
Lek, Sovan
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire écologie fonctionnelle et environnement (EcoLab), UMR 5245 ; Laboratoire Evolution et Diversité Biologique, UMR 5174
Mots-clés libres :Cycle hydrologique - Régime d'écoulement alternatif - Structure de communautés - Variation spatio-temporelle - Interaction entre espèces - Compétition entre espèces - Chevauchement de niche trophique - Diversité bêta - LCBD - SCBD - Omnivorie saisonnière
Sujets :Sciences de l'environnement
Déposé le :04 Dec 2018 12:43