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Catastrophe, recovery and range limitation in NE Pacific kelp forests : a

large-scale perspectiveMatthew S. Edwards, James A. Estes

Lasne Magali et Morezzi Nicola, étudiants en 1ère année de Master Océanographie, Université de la Méditerranée Aix-Marseille II, 2008-2009

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Etude échelles spatiales

Localisation et description des zones d’études

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D’après Edwards et Hernández (2005)

Au total :

56 sites différents sur une

période de 3 ans et sur

1500 km de distance

Août 1997Juin et Octobre 1998Juin et Octobre 1999Juin 2000

U.S.A

CENTRAL CALIFORNIA

BAJA CALIFORNIA

SOUTHERN CALIFORNIA

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Macrocystis pyrifera

● Espèce de Phéophycées (Chromobiontes, Straménopiles)

● Espèce d’eau froide, répartition limitée par les températures: - isotherme hivernale de 3°C - isotherme estivale de 18°C

● Longévité des feuilles courte (6 mois), croissance rapide

● Ecosystème benthique et pélagique fortement soumis à action des houles

● Pas de stockage de nutrients forte mortalité lors évènement perturbateur

D’après Ballestaet Descamp (2005)

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ENSO (El Niño Southern Oscillation)

● Remplacement saisonnier des eaux froides du courant Péruvien par des eaux

chaudes équatoriales. ● Arrivées au niveau des côtes Californiennes en Août 97 et maintient jusqu’en

Avril 98.

Conséquences :

● Approfondissement de 90 m de la thermocline dans le Pacifique Est Tropical.

● Réduction l’efficacité des up-welling côtiers.

● Elévation locale du niveau des eaux.

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Les plus importantes :

● Augmentation de la température des eaux.

● Diminution de la concentration en éléments nutritifs.

● Augmentation de la puissance des houles.

Résultats :

● Carence alimentaire.

● Arrachage important.

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des individus de

Macrocystis pyrifera.

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ENSO (El Niño Southern Oscillation)

6D’après Ugelli et Reverdin (2000)

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Température (°C) Corrrélée négativement avec

concentration en nutrients.

Lorsque :

T° > 16°C Eaux dépourvues de nutrients (<0,5 µg.NO3.l-1)

Conditions nuisibles pour populations de Macrocystis pyrifera

qui nécessitent une concentration minimale en nutrients de

1µg.NO3.l-1 pour la croissance et la survie.

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Pendant ENSO

Approfondissement thermocline

- Couche surface

- Fréquence pulse nutrients

Si conditions > 2 semaines populations + stressées et carencées

Macrocystis pyrifera devient plus vulnérable

à l’action des houles.

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Concentration nutrients

Observations : Température surface mer

Mortalité populations Macrocystis pyrifera

surtout Southern et Baja California

Ouragan Linda en Sept 97

+ intensification action des houles

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9

10 10

Nombre adultes/m2

Nombre adultes/m2 Nombre adultes/m2

Densité des populations

- Insignifiant en Central California

- Signifiant en Southern et Baja California

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Tout de suite après passage ENSO

La Niña (1998-1999) = remontée massive d’eau froide et riche en nutrients

● taux recolonisation important dans Southern et Central California

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Nombre adultes/m2

● taux recolonisation faible dans

Baja California

Absence totale juvéniles et adultes

pendant 2 ans après El Niño

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Différences de recolonisation peuvent s’expliquer par :

- Mode différent de dispersion des spores (intensité courants)

- Survie stades microscopiques aux conditions stressantes

état dormant recrutement rapide

- Eaux profondes = refuge contre . action houles,

. réchauffement des eaux,

. pauvreté en nutrients

- Proximité à zone up-welling

- Gradient intensité houles

- Phénomènes compétition et prédation

D’après Ladahet al. (1999)

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ENSO 1997-1998 plus une mortalité qu’un changement de répartition.

Variabilité à échelle locale des impacts de ENSO

Insignifiante comparée à variabilité observée à échelle régionale

Populations plus fortement affectées par l’ENSO à l’échelle régionale

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14D’après Edwards (2004)

Variabilités de densité (en %)

Août 97 :- variations à petites échelles importantes - variations à grandes échelles faibles

Juin 98 : -augmentation des variations à grandes échelles- changement significatif des populations

Interprétation : les impacts du phénomène se sont propagés

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● Perturbations régionales mieux comprendre réactions écosystèmes

Choix échelle spatiale important pour :

- Étude des impacts- Corrélation des impacts avec facteurs appropriés

Choix peut fausser notre interprétation

Edwards M. S., 2004, Estimating scale-dependency in disturbance impacts:El Niños and giant kelp forests in the northeast Pacific, Oeologie, 138: 436-447

Edwards M. S., Estes J. A., 2006, Catastrophe, recovery and range limitation in NE Pacific kelp forests: a large-scale perspective, Marine Ecology Progress Series, 320: 79-87

Edwards M. S., Hernández-Carmona G., 2005, Delayed recovery of giant kelp near its southern range limit in the North Pacific following El Niño, Marine Biology, 147: 273-279

Ladah L. B. et al., 1999, Giant kelp (Macrocystis pyrifera, Phaeophyceae) recruitement near its southern limit in Baja California after mass disappearance during ENSO 1997-1998, J. Phycol, 35: 1106-1112

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