MINISTÈRE DE l'enseignement supérieur ET DE LA RECHERCHE
ÉCOLE PRATIQUE DES
HAUTES ÉTUDES
Sciences de la Vie
et de la Terre
MÉMOIRE
présenté
par
Aline Blanchet - Aurigny
pour l’obtention du diplôme de
l’École Pratique des Hautes Études
ANALYSE COMPAREE DE LA STRUCTURATION DES
COMMUNAUTES BENTHIQUES DES FONDS MEUBLES SUBTIDAUX DE TROIS BAIES DE BRETAGNE
SUD :
AUDIERNE, CONCARNEAU, VILAINE
Soutenu le 8
décembre 2008
devant le jury suivant :
DELESALLE Bruno Président
ADJEROUD Mehdi Examinateur (tuteur pédagogique)
HAMON Dominique Examinateur (tuteur scientifique)
THIEBAUT Eric Examinateur
CLAVIER Jacques Rapporteur
|
Mémoire préparé sous la
direction de :
HAMON Dominique (dhamon@ifremer.fr) Laboratoire de :
Directeur : HAMON Dominique Ecologie Benthique /Département Dynamiques de l’Environnement Côtier Ifremer, Centre de Brest |
|
et de ADJEROUD Mehdi Laboratoire de : Directeur
: GALZIN René Ecosystèmes Aquatiques Tropicaux et Méditerranéens EPHE (Sciences de la Vie et de
la Terre) |
ÉCOLE PRATIQUE DES
HAUTES ÉTUDES
SCIENCES DE LA VIE
ET DE LA TERRE
ANALYSE
COMPAREE DE LA STRUCTURATION DES COMMUNAUTES BENTHIQUES DES FONDS MEUBLES
SUBTIDAUX DE TROIES BAIES DE BRETAGNE SUD : AUDIERNE, CONCARNEAU, VILAINE
Aline BLANCHET -
AURIGNY
RÉSUMÉ
Depuis 2003, dans le
cadre du REBENT (Réseau de Surveillance Benthique), plusieurs secteurs de
références répartis sur le littoral breton font l’objet d’une reconnaissance et
d’une caractérisation des habitats benthiques combinant des moyens de
prospection acoustique, des prélèvements sédimentaires et biologiques et des
observations réalisées en plongée et par vidéo.
La présente étude a pour objectif de comparer la
structure des peuplements de la macrofaune benthique des fonds meubles
subtidaux de trois baies de Bretagne Sud (Audierne, Concarneau, Vilaine)
en associant les données de la macrofaune, acquises dans le cadre du REBENT,
avec des données environnementales. Il s’agit dans un premier temps
d’identifier par des méthodes d’analyses statistiques multivariées, les
facteurs environnementaux qui génèrent significativement des structures
spatiales dans la composition des espèces, de façon à définir les unités de
peuplements et des faciès qui se développent dans chacune des baies. Dans un
deuxième temps, chaque unité fait l’objet d’une analyse de structure par les
descripteurs synthétiques de la diversité communément employés en écologie et
également une analyse de la structure trophique.
Des différences majeures ont pu être mises en évidence
entre les baies, de même qu’au sein de chacune des baies du point de vue des
facteurs environnementaux et également dans la composition et la structure des
peuplements. La baie d’Audierne, très exposée, présente un caractère sédimentaire
très homogène et la bathymétrie constitue la principale variable structurante
de la macrofaune benthique dans cette baie. En revanche, dans les baies de
Concarneau et de Vilaine, peu profondes et plus abritées, les fractions de vase
et de sable fin apparaissent majoritairement structurantes. Alors que la baie
d’Audierne se caractérise par une richesse spécifique constante dans son
ensemble, la baie de Concarneau révèle une diversité élevée mais qui s’explique
entre autres par la distribution spatiale et la diversité de ses entités
sédimentaires, dont le maërl. La baie de Vilaine apparaît beaucoup plus pauvre
en espèces, principalement dans les sédiments très envasés et montre un net
déséquilibre dans la structure des peuplements et des faciès associés. Les
fonds hétérogènes grossiers (Concarneau et Vilaine) et les fonds de maërl (Concarneau)
qui bordent les fonds très envasés font état d’une importante biodiversité et
d’un bon état d’équilibre, révélés par un accroissement des paramètres
structuraux. L’architecture complexe de ce type sédimentaire offre notamment de
nombreuses niches écologiques ainsi qu’un abri relatif face à la prédation. De
même, un accroissement de la diversité fonctionnelle est observé dans ces
entités. En effet, l’analyse comparée de la structure trophique avec un
sédiment vaseux permet d’établir une relation positive entre la diversification
des groupes trophiques et l’hétérogénéité du sédiment.
MOTS-CLÉS : peuplements
benthiques ; substrats meubles ; biodiversité ; paramètres
environnementaux ; analyses multivariées ; Bretagne Sud ;
Audierne ; Concarneau ; Vilaine.
TABLE DES MATIERES
Contexte et problématique ……………………………………………….1
Chapitre 1 – Présentation des sites d’études…………………………3
1.1 Le domaine
maritime de la Bretagne Sud…………………………………………......3
1.2 La baie
d’Audierne……………………………………………………………………...5
1.2.1
Grands traits
géomorphologiques………………………………………………………………5
1.2.2 Environnement
physico-chimique………………………………………………………………6
1.2.3 Activités
anthropiques…………………………………………………………………………..6
1.3 La baie
de Concarneau………………………………………………………………….7
1.3.1 Grands traits géomorphologiques……………………………………………………………….7
1.3.2 Environnement physico-chimique………………………………………………………………7
1.3.3 Activités anthropiques…………………………………………………………………………..8
1.4 La baie
de Vilaine………………………………………………………………………..9
1.4.1 Grands traits géomorphologiques……………………………………………………………….9
1.4.2 Environnement physico-chimique………………………………………………………………9
1.4.3 Activités anthropiques…………………………………………………………………………..9
Chapitre 2 – Matériels et Méthodes…………………………………......11
2.1 Outils et
moyens mis en œuvre…………………………………………………………11
2.1.1 Echantillonnage du sédiment……………………………………………………………………11
2.1.1.1 La benne Shipeck……………………………………………………………………………...11
2.1.1.2 Le carottier interface………………………………………………………………………….11
2.1.2 Echantillonnage et observation de la faune
benthique………………………………………….12
2.1.2.1 La benne Hamon……………………………………………………………………………....12
2.1.2.2 La vidéo sous-marine………………………………………………………………………….12
2.1.2.3 Quadrats en plongée…………………………………………………………………………..13
2.2
Acquisition des données environnementales…………………………………………..13
2.2.1 La bathymétrie…………………………………………………………………………………...14
2.2.2 L’hydrodynamisme………………………………………………………………………………14
2.2.2.1
Le courant maximal……………………………………………………………………………14
2.2.2.2 La vitesse orbitale de la houle sur le fond……………………………………………………..15
2.2.3 Les matières en suspension (MES) et la
Chlorophylle a………………………………………...16
2.2.4 Granulométrie du sédiment………………………………………………………………………17
2.3
Acquisition et analyses des données biologiques………………………………………17
2.3.1 Stratégie d’échantillonnage………………………………………………………………………17
2.3.2 Calendrier et cartes des travaux………………………………………………………………….18
2.3.3 Analyse des échantillons biologiques……………………………………………………………19
2.3.4 Richesse spécifique, abondances et indices de
diversité………………………………………...21
2.3.5 Courbes de K- dominance………………………………………………………………………..23
2.3.6 Analyse par groupe trophique……………………………………………………………………23
2.4 Analyses statistiques…………………………………………………………………….24
2.4.1 Prétraitement des données biologiques…………………………………………………………..24
2.4.2 Analyses multivariées……………………………………………………………………………24
2.4.2.1 Sélection des variables explicatives
significatives……………………………………………..24
2.4.2.2 Construction
des échelles spatiales par la méthode des Coordonnées Principales d’une Matrice
de Voisinage (CPMV)………………………………………………………………..25
2.4.2.3 Analyse Canonique des Redondances (ACR)………………………………………………….26
2.4.2.4 Classification Ascendante Hiérarchique
(CAH)……………………………………………….27
Chapitre 3 – Identification et caractérisation
biologique des peuplements benthiques, comparaisons intra-sites et inter-sites……………………………………………………….28
3.1
Caractérisation générale de la macrofaune benthique (> 2mm)……………………..28
3.1.1 Structure taxonomique…………………………………………………………………………...28
3.1.2 Descripteurs synthétiques de la diversité………………………………………………………...29
3.1.3
Structure trophique………………………………………………………………………………30
3.2
Identification des facteurs structurants les communautés benthiques………………31
3.2.1 Introduction………………………………………………………………………………………31
3.2.2 Les facteurs
abiotiques et biotiques……………………………………………………………...31
3.2.2.1 L’hydrodynamisme :
le courant et la houle……………………………………………………31
3.2.2.2 La
granulométrie du sédiment…………………………………………………………………32
3.2.2.3 La turbidité……………………………………………………………………………………32
3.2.2.4 La
bathymétrie………………………………………………………………………………...32
3.2.2.5 La
ressource trophique………………………………………………………………………...32
3.2.3 Sélection des
variables spatiales et environnementales significatives :
Quelle(s) variable (s) pour quelle échelle
spatiale ?.....................................................................33
3.2.3.1 La baie d’Audierne…………………………………………………………………………….33
3.2.3.2 La baie de Concarneau………………………………………………………………………...35
3.2.3.3 La baie de Vilaine……………………………………………………………………………...39
3.3
Identification et caractérisation biologique des peuplements………………………...42
3.3.1 La baie d’Audierne………………………………………………………………………………42
3.3.1.1 Identification des peuplements…………………………………………………………………42
3.3.1.2
Caractérisation biologique des peuplements…………………………………………………..46
3.3.1.3 Structure trophique des peuplements…………………………………………………………..48
3.3.2 La baie de Concarneau…………………………………………………………………………..49
3.3.2.1 Identification des peuplements…………………………………………………………………49
3.3.2.2 Caractérisation biologique des peuplements…………………………………………………..55
3.3.2.3
Analyse de la structure trophique……………………………………………………………...56
3.3.3
La baie de Vilaine………………………………………………………………………………..58
3.3.3.1
Identification des peuplements…………………………………………………………………58
3.3.3.2 Analyse de
la diversité…………………………………………………………………………64
3.3.3.3 Analyse de
la structure trophique……………………………………………………………...67
3.3.4
Les peuplements communs aux trois baies………………………………………………………68
3.3.4.1
Le peuplement à Amphiura filiformis………………………………………………………….68
3.3.4.2
Le peuplement à Haploops……………………………………………………………………..72
Conclusion générale et perspectives……………………………………77
Références bibliographiques……………………………………………..79
Annexe
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