Sélectionné pour le Prix Southwood 2023
Andrea Radici nous parle le développement de son équipe d’un cadre complet de métapopulation, qui fournit un outil pour évaluer les mesures de gestion par zone visant à améliorer les résultats de la pêche et à décrire la répartition spatiale des coûts et des avantages. Cela peut aider à orienter une gestion efficace répartie dans l’espace.
Écosystèmes et mathématiques
Au chapitre 151 de Le curieux incident du chien pendant la nuitChristopher, un garçon autiste de haut niveau qui enquête sur la mort de son chien, explique comment de simples formules mathématiques peuvent expliquer un comportement écologique apparemment chaotique.
Dans son exemple, Christopher illustre que l’abondance annuelle des grenouilles dans un étang peut varier selon des schémas très différents en fonction du paramètre définissant le taux de croissance fini. Pour que la population persiste, ce taux doit être supérieur à un. Étonnamment, la dynamique se traduit par des oscillations cycliques pour les valeurs comprises entre 3 et 3,57 et des oscillations complètement chaotiques pour les valeurs supérieures à 3,57.
« Parfois, toute une population de grenouilles, de vers ou d’humains peut mourir sans aucune raison, simplement parce que c’est ainsi que fonctionnent les chiffres ».
J’ai lu ce livre quelques mois avant de suivre mon cours d’écologie au Politecnico di Milano. Je me souviens avoir été enthousiasmé par la réalisation, pour la toute première fois, que mon cours sur les équations différentielles ordinaires – des mathématiques complexes à mes yeux, dont la principale application impliquait la description de l’écoulement de fluides non newtoniens dans des tuyaux de formes différentes – pouvait être utilisé pour décrire la dynamique des populations, des communautés et des réseaux alimentaires, tout comme le prétendait Christopher. Depuis, cet aspect de mes études continue de me fasciner.
Gestion des ressources naturelles
Les théories bioéconomiques suggèrent que le rendement optimal (également appelé « rendement maximal durable ») d’une ressource naturelle gérée est celui qui permet la viabilité à long terme de la ressource exploitée elle-même. Cela conduit à un résultat apparemment paradoxal dans lequel, dans le cas de ressources surexploitées, la diminution de l’effort de récolte produit une augmentation du rendement – une meilleure chance de conservation des espèces ciblées, une sorte de solution gagnant-gagnant. Cela est clairement visible dans le cas de la pêche : une augmentation temporaire du rendement entraîne une forte baisse de la population, causant des dommages à long terme tant à la pêche qu’aux espèces ciblées.
La réduction de la pression peut être réalisée de plusieurs manières, notamment par des quotas de capture, des limitations sur les engins de pêche, etc., dont beaucoup présentent l’inconvénient d’être difficiles à contrôler pour les décideurs politiques. D’où l’idée de fermer des zones spécifiques à la pêche par la création d’aires marines protégées. D’un point de vue théorique, cela a déjà fait ses preuves.
Connecter les populations européennes de merlu
D’un autre côté, l’objectif de mon superviseur, Paco, et moi-même n’était pas d’étudier le simple cas d’une population, mais celui d’une métapopulation – un ensemble de sous-populations de merlus européens dans le nord-ouest de la Méditerranée, composé d’habitats reliés par échanges d’adultes et de flux larvaires, sur lesquels la pression de pêche est répartie de manière hétérogène. Quel est l’impact de la fermeture de la pêche sur un site à l’échelle régionale ? Tous les sites sont-ils égaux en termes d’impacts attendus ? Les sites situés loin de celui fermé sont-ils également concernés ?
Nous avons construit un modèle pour tenter de répondre à ces questions. Heureusement, nous disposions de nombreuses données concernant les traits biologiques et les séries chronologiques d’abondance et de captures par classes d’âge (évaluation européenne CSTEF), la répartition géographique des habitats (projet européen MEDISEH), les courants marins pour simuler la dérive des larves (projet européen Copernicus), des données sur pêche (projet européen Safenet). Notre principal défi était de les assembler pour évaluer des scénarios de protection.
Gagnants et perdants des aires marines protégées
Notre étude suggère que certains sites jouent un rôle plus critique que d’autres dans le maintien de l’ensemble de la métapopulation, compte tenu à la fois de la disponibilité de l’habitat et de la connectivité des larves. Il est crucial de donner la priorité à la protection de ces sites. Nous avons découvert la possibilité de solutions gagnant-gagnant, permettant de reconstituer les stocks – dépassant même les niveaux actuels – tout en réduisant les pertes en termes de rendement manqué qui, dans un scénario de statu quo, devraient diminuer de 8 %.
Les impacts géographiques de la protection locale dépendent de certains paramètres, tels que la mobilité des individus adultes, qui influencent ce que l’on appelle le « débordement » du site protégé vers les zones restantes. L’impact positif des fermetures locales sur le stock semble être localement concentré autour du site protégé, tandis que l’impact sur le rendement de la pêche est plus uniformément réparti sur le domaine.
A propos de l’auteur
La dynamique des métapopulations et la connectivité des écosystèmes sont devenues un objectif central de mes recherches. Dans mon doctorat en sciences agronomiques, que j’ai soutenu en décembre, j’ai abordé un sujet très différent : la protection des plantes contre les ravageurs et pathogènes aéroportés. Le lien principal avec mes études passées était lié au transport (quasi-)passif de matière biologique immergée dans des fluides sur de longues distances : larves et œufs de merlu transportés auparavant par les courants marins, spores et bactéries transportées par le vent aujourd’hui.
Mes intérêts portent sur la modélisation mathématique des écosystèmes, en mettant l’accent sur les interactions entre les activités humaines et naturelles. J’envisage avec optimisme les défis urgents que représente la réconciliation des pressions humaines sur les écosystèmes et je considère l’écologie quantitative comme un outil valable pour étudier cette question.
Lisez entièrement l’article « L’évaluation de la dynamique poisson-pêcherie dans une perspective de métapopulation spatialement explicite révèle les gagnants et les perdants de la gestion des pêcheries.« dans Journal d’écologie appliquée.
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