Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Marin. Programme de surveillance et plan d acquisition de connaissances

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1 Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Marin Programme de surveillance et plan d acquisition de connaissances Propositions scientifiques et techniques (chantier 2) Thématique 4 : «Tous les éléments constituant le réseau trophique marin, dans la mesure où ils sont connus, sont présents en abondance et diversité normales et à des niveaux pouvant garantir l abondance des espèces à long terme et le maintien total de leurs capacités reproductives.» Rapport de synthèse de l exercice 2012 Version 2 du 7 juillet 2013 Pilote thématique 4 : CNRS-INEE Contributions à la rédaction (par ordre alphabétique): Grégory BEAUGRAND, Xavier FIZZALA, Benoit MIALET, Jean-Pierre FERAL, François LE LOC'H, Nathalie NIQUIL, Florent RENAUD, Isabelle ROMBOUTS.

2 Remerciements Nous tenons à remercier l ensemble des participants aux ateliers et relecteurs ayant fortement contribué à l amélioration de ce rapport. Atelier «Benthos» : Sophie BEAUVAIS, Antoine CARLIER, Jacques GRALL, Céline LABRUNE, Sandrine LAURAND, François Le LOC H, Pascal RIERA, Pierre RICHARD, Gauthier SCHAAL, Eric THIEBAUT, Céline VIGNOT. Atelier «Plancton» : Felipe ARTIGAS, Pascal CLAQUIN, Valérie DAVID, Alain LEFEBVRE, Dominique LEFEVRE, Fabien LOMBARD, Behzad MOSTAGIR, Lars STEMMANN, Delphine THIBAULT-BOTHA, Céline VIGNOT. Atelier «Poissons» : Daniela BANARU, Jérôme BAUDRIER, Jean-Louis BIGOT, Philippe CURY, Romain DAVID, Eric FEUNTEUN, Laurent GUERIN, Laurence LE DIREACH, François Le LOC H, Morgane LEJART, Philippe LENFANT, Jérémy PASTOR, Sébastien PERSONNIC, Gabriel REYGONDEAU, Sandrine VAZ, Héloïse YOU. Atelier «Prédateurs supérieurs» : Matthieu AUTHIER, Sylvain BONHOMMEAU, Emmanuel CAILLOT, Léa DAVID, Hélène LABACH, Jean-Paul ROBIN, Jérôme SPITZ, Aurore STERCKEMAN, Olivier VAN CANNEYT, Cécile VINCENT. Visioconférence «systèmes haute-résolution de suivi des masses d eau pélagiques» : Éric MACE, Isabelle GAILHARD-ROCHER, Alain LEFEBVRE, Felipe ARTIGAS, Pascal CLAQUIN, Laurent GUERIN, Gérald GREGORI, Melilotus THYSSEN Autres contributions : Pierrick BOCHER, Tiphaine CHOUVELON, Benoît LEBRETON. Relecture : Bernard CADIOU, Sylvain LAMARE, Pierre-Guy SAURIAU, Cécile VINCENT. Liste des abréviations AAMP : Agence des Aires Marines Protégées BEE : Bon état écologique BDC : Comité Biodiversité (OSPAR) D1 à D11 : Descripteurs, relatifs au bon état écologique de la DCSMM DCE : Directive Cadre Eau DCSMM : Directive Cadre «Stratégie pour le Milieu Marin» EI : Evaluation initiale GIEC : Groupe Intergouvernemental d Etude du Climat

3 OE : Objectifs environnementaux PAC : Programme d acquisition de connaissances (DCSMM) PACOMM : Programme d'acquisition de Connaissances sur les Oiseaux et les Mammifères Marins en France métropolitaine PAMM : Plan d Action pour le Milieu Marin PDS : Programme de surveillance (DCSMM) PVM : Profileur vidéo marin RNE : Réseau National d échouages RNF : Réserves Naturelles de France T1 à T11 : Thématiques (équivalent des descripteurs), relatives au PDS et PAC de la DCSMM SRM : Sous-région marine UVC : Underwater visual census Pour citer ce document : DCSMM - Groupe D4, Programme de surveillance et plan d acquisition de connaissances pour la Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Marin (DCSMM) : Thématique «Réseaux trophiques». (Rapport pour le projet DCSMM).

4 Sommaire I. Introduction... 1 I.1. Éléments de contexte généraux sur le thème... 1 I.1.1. Rappels sur les indicateurs du D I.1.2. Groupes biologiques à considérer... 3 I.2. Structure du document et choix effectués... 5 I.2.1. Stratégie générale de surveillance pour la thématique II. Objet de la surveillance n 1 : Structure des réseaux trophiques... 7 II.1. Paramètres ou groupe de paramètres à suivre... 7 II.2. Objectifs recherchés et enjeux pour la DCSMM... 7 II.2.1. Biomasse, abondance et composition... 7 II.2.2. Répartition des espèces... 9 II.2.3. Traits biologiques II.3. Recommandations sur le dispositif de suivi II.3.1. Méthode recommandée II.3.2. Risques de limites techniques ou opérationnelles à prendre en compte II.3.3. Recommandations pour la gestion et la bancarisation des données II.3.4. Recommandations sur les acteurs, les opérateurs potentiels II.3.5. Informations éventuelles sur les coûts II.3.6. Optimisation intra-thématique II.3.7. Optimisation inter-thématique II.3.8. Optimisation communautaire III. Objet de la surveillance n 2 : Productivité des espèces III.1. Paramètres ou groupes de paramètres à suivre III.2. Objectifs recherchés et enjeux pour la DCSMM III.2.1. Production primaire III.2.2. Paramètres liés à la productivité des autres consommateurs III.3. Recommandations sur le dispositif de suivi III.3.1. Méthode recommandée III.3.2. Risques de limites techniques ou opérationnelles à prendre en compte III.3.3. Recommandations pour la gestion et la bancarisation des données III.3.4. Recommandations sur les acteurs, les opérateurs potentiels III.3.5. Informations éventuelles sur les coûts III.3.6. Optimisation intra-thématique III.3.7. Optimisation inter-thématique III.3.8. Optimisation communautaire IV. Objet de la surveillance n 3 : Étude des régimes alimentaires et évaluation des niveaux trophiques... 49

5 IV.1. Paramètres ou groupes de paramètres IV.2. Objectifs recherchés et enjeux pour la DCSMM IV.2.1. Zones d alimentation des prédateurs supérieurs IV.2.2. Valeur énergétique des proies IV.2.3. Contenus stomacaux, analyse de fèces et signatures isotopiques (détermination des niveaux trophiques des espèces et des régimes alimentaires des prédateurs supérieurs) IV.3. Recommandations sur le dispositif de suivi IV.3.1. Méthode recommandée IV.3.2. Risques de limites techniques ou opérationnelles à prendre en compte IV.3.3. Recommandations pour la gestion et la bancarisation des données IV.3.4. Recommandations sur les acteurs, les opérateurs potentiels IV.3.5. Informations éventuelles sur les coûts IV.3.6. Optimisation intra-thématique IV.3.7. Optimisation inter-thématique IV.3.8. Optimisation communautaire V. Conclusion V.1. Besoins en termes de paramètres pour la thématique T V.2. Besoins en termes de programmes de surveillance pour la thématique T V.3. Besoins en termes d analyse de données et de bancarisation pour la thématique T VI. Références citées Annexe 1 : Ateliers et réunions ayant contribué aux réflexions en vue de l élaboration de ce rapport. 93 Annexe 2 : Classification des espèces de poissons en guildes trophiques (CIEM) Annexe 3 : Fiches techniques des indicateurs communs proposés par le groupe d experts «Réseaux trophiques» d OSPAR/ICG-COBAM (extrait du document BDC 13/4/2 Add.1-E)... 99

6 I. Introduction I.1. Éléments de contexte généraux sur le thème L ensemble des indicateurs liés aux descripteurs d état (D1 : biodiversité, D2 : espèces invasives, D4 : réseaux trophiques, D6 : intégrité des fonds et D7 : conditions hydrographiques), permet d évaluer l'état de santé des écosystèmes marins. Différents paramètres existent afin de quantifier cette biodiversité (Fig. 1), notamment en termes d abondance absolue, d abondance relative, de composition spécifique, de distribution spatiale des espèces, de types fonctionnels de traits d histoire de vie, de diversité «verticale» (à travers les niveaux trophiques), etc. (Díaz et al., 2006). L objectif du D4 est d identifier des paramètres biologiques fonctionnels afin de pouvoir calculer des indicateurs intégratifs de la structure et du fonctionnement des réseaux trophiques (Rombouts et al., 2013b). Afin d identifier les liens trophiques et les flux entre les compartiments, d autres paramètres liés notamment aux régimes alimentaires et la productivité sont aussi à considérer. Figure 1. Les différentes composantes de la diversité et les impacts potentiels des pressions anthropiques (flèches). Les différentes couleurs représentent des génotypes, phénotypes, ou espèces différents. Tiré de Diaz et al.(2006). 1

7 I.1.1. Rappels sur les indicateurs du D4 Dans le cadre de la définition du BEE, la Commission Européenne propose 3 critères et 3 indicateurs pour renseigner le descripteur 4 de la DCSMM (Table 1; Décision 2010/477/UE). Table 1. Critères et indicateurs du descripteur 4 adoptés par la Commission Européenne (2010/477/UE) Critères 4.1 Productivité (production par unité de biomasse) des espèces ou groupes trophiques 4.2. Proportion des espèces sélectionnées au sommet du réseau trophique 4.3. Abondance/répartition des groupes trophiques/espèces clés Indicateurs Les performances des espèces prédatrices clés, sur la base de leur production par unité de biomasse [productivité] Les poissons de grande taille [en poids] Les tendances en matière d abondance des espèces/groupes sélectionnés importants sur le plan fonctionnel Dans son rapport sur le BEE, l'équipe du descripteur 4 a recommandé l'utilisation d'indicateurs supplémentaires pour venir compléter le diagnostic en France : La taille asymptotique de toutes les espèces pêchées lors des campagnes scientifiques (indicateur 3.3.2) Le Niveau Trophique Moyen du réseau trophique dans son entier (MTL) ou d une partie du réseau trophique (MTI) Les Indices d Analyse de Réseaux Ecologiques ou ENA (p. ex. diversité des flux) A l échelle de l Union Européenne, le groupe d experts sur les réseaux trophiques d'ospar/ ICG- COBAM a identifié 9 indicateurs communs entre les États Membres de la région d OSPAR dans son rapport remis au BDC en février 2013 (Annexe 3) : Le succès reproducteur des oiseaux marins en relation avec la disponibilité des proies La distribution des tailles des poissons (p. ex. LFI) Le Marine Trophic Index (MTI) Les changements de biomasse par niveau trophique (BTS) Les Indices Ecological Network Analysis (ENA) La biomasse et l'abondance des poissons classés en groupes fonctionnels La production du phytoplancton Le changement des types fonctionnels du plancton (p. ex. ratios gélatineux/larves de poissons, copépodes/phytoplancton, etc.) La biomasse, composition spécifique et distribution du zooplancton 2

8 Les recommandations pour la mise en œuvre des programmes de surveillance concernant la thématique 4 considéreront tous ces indicateurs ainsi que les paramètres nécessaires à l interprétation de ces indicateurs (ex. informations sur les régimes alimentaires). Par ailleurs il faut envisager que certains paramètres utilisés pour calculer les indicateurs du D4 seront souvent nécessaires pour calculer les indicateurs d autres descripteurs (D1, D2, D3 et D6 essentiellement) et seront basés sur des programmes de suivi ou des bases de données communs, si possible existants et jugés pertinents (à conserver en l état ou à améliorer, mais à prioriser). I.1.2. Groupes biologiques à considérer Tous les groupes biologiques ont un rôle fonctionnel important au sein des réseaux trophiques. Cependant, l état de certains groupes est plus difficile à évaluer que d autres (du fait de leur mobilité, de leur localisation ou de leur taille) et ils suscitent un intérêt commercial ou patrimonial variable. Ces différences expliquent l inégalité de connaissances entre ces groupes, la variabilité dans la quantité de données disponibles et dans les programmes de suivi qui sont mis en place. Un équilibre entre les différents groupes trophiques d un écosystème est garant de son bon fonctionnement. Il existe à l heure actuelle de multiples suivis de la répartition des espèces dans les écosystèmes marins à des fins de surveillance des espèces exploitées, protégées, toxiques, ou d étude de l évolution de la biodiversité en fonction des pressions environnementales. Aucun suivi in situ ne peut s intéresser à la structure des écosystèmes dans leur ensemble, mais se focalise sur un ou plusieurs groupes biologiques. Afin de garantir un bon équilibre entre les différents groupes trophiques, il est nécessaire de combiner les données issues de différents suivis ou d intégrer si possible de nouveaux suivis dans des programmes existants, afin d obtenir une vision «panoramique» de la structure et du fonctionnement des écosystèmes. Cette vision d ensemble ne pourra être efficace que si chacun des compartiments bénéficie d un suivi adapté et que les données des différents suivis puissent être comparées. Plancton (bactérioplancton, phytoplancton, zooplancton) Le compartiment planctonique est à la base de la production et du recyclage de la matière des écosystèmes pélagiques. Sa dynamique est influencée par les conditions physico-chimiques du milieu (température, salinité, turbidité, zone de mélange, stratification, etc.), ce qui se traduit par une très forte hétérogénéité spatiale et temporelle. La difficulté majeure du suivi de ce compartiment est la rapidité d évolution des communautés (successions écologiques) qui rend difficile l évaluation de leur structure et nécessite la mise en œuvre d un programme d acquisition de données à haute fréquence, impliquant un développement technologique important et l utilisation de systèmes d échantillonnage, d analyse et de stockage des données qui soient automatisés. Par ailleurs la compréhension du fonctionnement de ce compartiment à l échelle de la sous-région marine est encore insuffisante pour permettre la mise en place d un programme de surveillance et impose en amont l acquisition de connaissances sur des sites ateliers. Le phytoplancton et le zooplancton sont les deux groupes principaux de ce compartiment pélagique à considérer dans l état actuel des connaissances. 3

9 Benthos (bactéries benthiques, méiofaune, macrofaune, microphytobenthos et macrophytes) Le compartiment benthique présente des caractéristiques structurelles et fonctionnelles propres à l'habitat dans lequel il se trouve. Il doit donc être suivi par type d'habitat (Guérin et al., 2012). La méiofaune (invertébrés mobiles dont la taille est comprise entre 40 et 500 µm ; Giere, 2009) et le microphytobenthos (algues microscopiques se développant sur le sédiment ou en épiphytes sur les organismes fixés lorsque la lumière atteint le fond) jouent plusieurs rôles trophiques majeurs dans les écosystèmes côtiers. Le microphytobenthos présente cependant une variabilité temporelle très importante (cycle des marées, journalière) et est constitué d organismes parfois extrêmement difficiles à isoler de leurs milieux de vie (taille très petite et techniques de séparation complexes à mettre en œuvre à grande échelle). C est pourquoi à l heure actuelle ils ne peuvent raisonnablement pas être retenus comme sujets de suivis dans le cadre de la surveillance DCSMM. Le rôle trophique des bactéries benthiques est depuis longtemps reconnu comme peu important (< 10 %) dans les milieux où d'autres sources primaires sont abondantes. Sur les vasières intertidales du Golfe de Gascogne, la bactérivorie représente environ 6 % seulement des ressources trophiques (Pascal et al., 2009). Ces trois groupes (méiofaune, microphytobenthos et bactéries benthiques) seront donc considérés uniquement dans le cadre des programmes d'acquisition de connaissances. Pour le compartiment benthique, les macroinvertébrés et les macrophytes sont donc les deux composantes prioritaires sur lesquelles baser la surveillance. Poissons pélagiques et démersaux (à l'exception des prédateurs supérieurs) N.B. : Le terme «poissons» n est pas scientifiquement correct. En effet, le groupe des poissons est «paraphylétique», c est à dire qu il ne rassemble pas tous les descendants d'une espèce souche (il comprend plusieurs groupes indépendants tels que les téléostéens, chondrichtyens, etc.). Cependant, dans un souci de facilitation de lecture, le terme «poissons» sera employé par défaut dans ce rapport. Les poissons pélagiques de petite taille (appelés aussi poissons fourrages) et les poissons démersaux suscitent beaucoup d intérêt de la part des scientifiques et des gestionnaires car ils constituent la principale ressource marine exploitée par l'homme. Par ailleurs, ces espèces jouent un rôle trophique majeur en faisant circuler la matière organique depuis le bas du réseau trophique (plancton, benthos) vers le haut du réseau trophique c'est-à-dire vers les top-prédateurs (oiseaux, mammifères, grands pélagiques). Parmi ces poissons, les espèces à intérêt commercial sont les mieux surveillées des écosystèmes, grâce aux campagnes halieutiques annuelles qui sont menées à l échelle de l Europe, et dont les protocoles sont éprouvés et standardisés. Il existe pour ces espèces des jeux de données conséquents bancarisés dans des bases de données nationales (SIH : Système d Informations Halieutiques) pour un ensemble de paramètres qui permettent le calcul d'indicateurs d'état des stocks, cependant parfois controversés. 4

10 Prédateurs supérieurs Les prédateurs supérieurs également appelés top-prédateurs, comme les oiseaux marins, cétacés, pinnipèdes, grands pélagiques et poissons côtiers, sont des intégrateurs du réseau trophique et peuvent donc, en théorie, donner une information sur l état des niveaux trophiques inférieurs. Cependant, ces espèces peuvent balayer au cours de leur cycle saisonnier et à fortiori au cours de leur durée de vie de très larges espaces couvrant plusieurs sous-régions marines. La plupart de ces espèces emblématiques sont directement impactées par les activités humaines, ce qui justifie une surveillance renforcée. Les mammifères et oiseaux marins en Europe sont actuellement protégés par la législation (Directive Habitats 92/43/EEC, Directive Oiseaux 2009/147/CE) et d autres mesures de gestion (p. ex. Aires Marines Protégées). Le suivi de ces espèces est peu pertinent à mettre en œuvre à l échelle d un pays étant donné leur grande mobilité, et justifie une coordination internationale. I.2. Structure du document et choix effectués Le programme d acquisition de connaissances (PAC) ne fait pas partie du sujet à traiter dans la phase d élaboration du programme de surveillance (PDS) auquel est dédié ce document, et sera traité ultérieurement. Cependant, l évaluation de la structure et du fonctionnement des réseaux trophiques requiert un vaste travail de recherche car les connaissances sont inégales selon les groupes biologiques et les habitats considérés, et parfois insuffisantes pour permettre de définir un programme de surveillance. En conséquence, pour une grande partie des paramètres nécessaires à l évaluation de l état écologique, aucun protocole n est actuellement validé pour un suivi à l échelle des SRM. L aspect «acquisition de connaissance» en vue d établir des protocoles de suivi et de construire ou de tester des indicateurs ne peut donc être dissocié des programmes de surveillance concernant cette thématique particulière. Dans ce rapport, ces recommandations de recherche seront donc intégrées aux recommandations du PDS. I.2.1. Stratégie générale de surveillance pour la thématique 4 La surveillance des communautés benthiques et planctoniques est à considérer par habitat alors que celle des espèces mobiles (comme les mammifères, etc.) doit être considérée par population. Il convient de sélectionner les habitats benthiques et pélagiques à suivre pour créer des unités d évaluation et adapter les programmes de suivis. Des habitats pélagiques, par exemple, ont déjà été identifiés, à partir de critères hydrographiques et de la modélisation (Fig. 2; Gailhard-Rocher et al., 2012). Suite à ces travaux, 10 zones géographiques homogènes ont été définies dans les sous-régions marines et peuvent servir de base de découpage pour l évaluation du BEE pour les habitats pélagiques (cf. Livrable 5 thématique 1 «Biodiversité»). A l échelle de la zone OSPAR, une approche similaire va probablement être adoptée (Annexe 3). 5

11 Figure 2. Paysages hydrologiques des sous-régions marines françaises. Tiré de Gailhard-Rocher et al. (2012). Des zones atelier benthiques (Descripteurs 1, 4, 5, 6) et pélagiques (Descripteurs 1, 4, 5, 7) vont être définies pour répondre entre autres aux besoins de développement de méthodes de suivi. Des zones atelier benthiques ont été identifiées par l équipe RESOMAR de la thématique 1 (cf. Livrable 5 de la thématique 1, Chapitre 3) selon une priorisation par les habitats et les pressions anthropiques impactant ces habitats. Ces zones ateliers seront localisées en majorité en zone côtière, où les pressions anthropiques sont les plus intenses et fréquentes. L'objectif de ces zones atelier sera de valider de nouveaux protocoles pour mesurer des paramètres encore mal connus, d évaluer l impact des pressions anthropiques sur l écosystème par un suivi simultané des pressions et de l état biologique des habitats, de développer de nouveaux indicateurs grâce à un échantillonnage plus fréquent, de réaliser des mesures ponctuelles pour combler des lacunes de connaissance particulières et d'encourager les collaborations scientifiques entre instituts. 6

12 II. Objet de la surveillance n 1 : Structure des réseaux trophiques II.1. Paramètres ou groupe de paramètres à suivre Abondance relative (espèces mobiles) ou absolue (espèces fixées ou planctoniques), biomasse et composition de la communauté Répartition des espèces Traits fonctionnels biologiques (taille, forme, traits d histoire de vie) II.2. Objectifs recherchés et enjeux pour la DCSMM II.2.1. Biomasse, abondance et composition Pour la majorité des groupes biologiques, la biomasse est un paramètre plus représentatif que l abondance pour évaluer le rôle ou les rôles sur les écosystèmes. En effet, plus les biomasses d un groupe sont élevées, plus son contrôle sur les autres groupes (bottom-up, top-down) sera fort. L abondance est cependant préférentiellement utilisée pour certains groupes (prédateurs supérieurs) ou par défaut lorsqu il n est pas possible d obtenir des valeurs de biomasse (plancton de petite taille par exemple). La biomasse totale d un niveau trophique est souvent liée à l activité d un écosystème, comme pour la productivité primaire ou secondaire (Naeem et al., 1994; Fox, 2005). Contrairement à l utilisation de la biomasse pour le D1 (indicateurs 1.1 et 1.2), le D4 (indicateur 4.3.1) se focalise sur l importance fonctionnelle de la biomasse. Il sera alors important de considérer une approche intégrative par des ratios de biomasse (ou de production) entre deux niveaux trophiques (proies et prédateurs par exemple) ou entre plusieurs niveaux trophiques (spectres trophiques de biomasse) (Rombouts et al., 2013b). La biomasse et l abondance de tous les organismes est à considérer dans le D4, mais les cas des groupes fonctionnels du zooplancton et des poissons présentent un intérêt particulier pour le développement des indicateurs du critère 4.3. Une connaissance de la composition spécifique des communautés est essentielle afin de mieux comprendre la structure des réseaux trophiques et le fonctionnement de l écosystème (Fig. 1 ; Díaz et al., 2006). Une perte de diversité sur un niveau trophique aura des impacts sur des espèces d autres niveaux trophiques soit par des changements d interactions compétitives ou trophiques, soit de façon indirecte par des processus écosystémiques (Raffaelli, 2005). La diversité peut être quantifiée par des indices de diversité taxonomiques basés sur le nombre d espèces (p. ex. Richesse Spécifique) et/ou des abondances relatives de chaque espèce (p. ex. indice de Shannon). Dans le contexte des réseaux 7

13 trophiques, l intérêt sera de suivre des variations relatives des diversités entre les niveaux trophiques ou diversité verticale (Díaz et al., 2006). De plus, les relations entre la diversité taxonomique et la diversité fonctionnelle (cf. II.2.3. «Traits biologiques») peuvent être établies et donneront une image plus holistique de la composition d une communauté. Les besoins propres aux indices de diversité sont traités dans le livrable 5 de la thématique 1. Biomasses des groupes fonctionnels du plancton Les ratios des groupes fonctionnels du plancton (indicateur 4.3.1) peuvent indiquer des changements dans (1) le transfert d énergie des producteurs primaires vers les producteurs secondaires (phytoplancton/zooplancton), (2) le flux d énergie vers les top-prédateurs (changements du ratio plancton gélatineux/larves de poissons), et (3) couplage benthique/pélagique (changements du ratio holoplancton et méroplancton). Les ratios peuvent être exprimés en termes de biomasse ou d abondance selon les groupes considérés. Dans un contexte de gestion, les ratios zooplancton/phytoplancton, par exemple, sont appliqués comme indicateurs de réseaux trophiques liés aux pressions d eutrophisation et des changements hydrographiques (HELCOM, 2012). Le principe du ratio sera d estimer le taux de broutage et par conséquent les flux d énergie en direction des niveaux trophiques supérieurs, comme les poissons. L avantage est que ce type d indicateurs ne s applique pas sur des espèces mais sur des groupes fonctionnels, ainsi ces indicateurs peuvent être utilisés dans toutes les sous-régions marines (Gowen et al., 2011; Rombouts et al., 2013b). Biomasses des groupes fonctionnels des poissons La pression de pêche engendre un effondrement de l'abondance et de la biomasse des poissons (espèces commerciales et prises accessoires par capture accidentelle), dont les stocks sont surexploités depuis les années 70 (Pauly et al., 1998). En revanche, l abondance et la biomasse de certaines espèces peuvent augmenter suite à l'augmentation de l exploitation de leurs prédateurs et créer également des effets en cascade sur les niveaux supérieurs (Rochet & Trenkel, 2003). L utilisation de ce paramètre sera multiple : (1) en relation avec la production primaire afin d évaluer le couplage producteurs primaires et consommateurs (Moreau & De Silva, 1991; Thurow et al., 1997; Ware & Thomson, 2005; Chassot et al., 2007) et (2) en combinaison avec le Large Fish Indicator (indicateur 4.2.1) afin d'interpréter au mieux des changements dans les communautés de poissons. Les suivis scientifiques existants (campagnes halieutiques) ciblent prioritairement les espèces commerciales. La biomasse des espèces ciblées par ces suivis ou qui sont échantillonnées efficacement par les engins de pêche est plutôt bien renseignée actuellement. Un certain nombre d espèces est par ailleurs beaucoup moins bien voir très mal échantillonné par ces engins. Leur biomasse estimée n est donc pas représentative de leur biomasse réelle. Dans la suite de ce rapport, lorsqu il sera fait référence à la biomasse des poissons, elle désignera celle des espèces efficacement échantillonnées par les engins actuels. Les besoins d amélioration méthodologique associés à ce mauvais échantillonnage sont traités dans le livrable 5 de la thématique 1 (biodiversité). 8

14 Les campagnes de chalutages de fonds (CGFS pour la Manche Est, EVHOE pour le Golfe de Gascogne et MEDITS pour le plateau du golfe du Lion et de l'est de la Corse) permettent le calcul d'indicateurs de populations et de communautés de poissons démersaux basés sur la taille, le nombre et le poids des individus par espèce. Les variations de ces paramètres peuvent être interprétées pour expliquer l'impact de l'extraction sélective d'espèces sur les populations, les communautés et les réseaux trophiques (Trenkel, 2011). Dans un objectif d évaluation de santé des écosystèmes, la considération de la biomasse par groupes fonctionnels est recommandée par le groupe d experts «réseaux trophiques» d ICG-COBAM car (1) la pression de pêche est différente selon les groupes fonctionnels, et (2) il est ainsi possible de mettre en évidence des changements dans l équilibre entre les grands groupes trophiques. Par conséquent, une détermination a priori des guildes trophiques doit être établie sur la base de la connaissance de leur régime alimentaire. Un travail de réflexion a déjà été engagé par le CIEM afin d identifier les guildes trophiques pour la région Atlantique Nord Est (cf. II.2.3 «traits biologiques : taille»). II.2.2. Répartition des espèces Le suivi de la répartition spatiale et temporelle des espèces permet de renseigner des paramètres indispensables pour la thématique 4 : Les zones d alimentation des prédateurs, essentiellement par l observation visuelle de leur comportement et par l'utilisation d'outils télémétriques. La profondeur et la densité des bancs de petits pélagiques, qui caractérisent l accessibilité aux proies par les prédateurs, à partir de l analyse des données issues des campagnes de chalutages pélagiques (PELGAS, PELMED). La possibilité d établir un lien entre l état de santé des prédateurs marins et la distribution/biomasse des proies, en vue de développer des indicateurs DCSMM, n est pas garantie et nécessite un développement important des connaissances. L accessibilité aux proies, permet dans certains cas de mieux mettre en évidence ce lien. Les besoins propres à la thématique 4 concernant la répartition des espèces n ont de rapport qu avec les régimes alimentaires des prédateurs, à travers les paramètres cités ci-dessus. C est pourquoi le paramètre «Zones d alimentation des prédateurs» est traité spécifiquement dans l objet de surveillance n 3 «Étude des régimes alimentaires et évaluation des niveaux trophiques». Cependant, d un point de vue technique, les campagnes de surveillance qui permettent de mesurer la profondeur et la densité des bancs de poissons (accessibilité des proies) sont les mêmes que celles qui permettent de mesurer l abondance et la biomasse de ces espèces. Afin d éviter d inutiles redondances dans le texte, ces paramètres seront traités ensemble dans l objet de surveillance n 1. 9

15 II.2.3. Traits biologiques Les traits biologiques et écologiques (taille, forme, mode de reproduction, etc.) rassemblent l ensemble des informations qualitatives et quantitatives associées à la biologie des organismes et à leur relation avec l environnement (Archaimbault & Dumont, 2010). Les indicateurs basés sur les traits de vie du plancton et des macroinvertébrés benthiques ont déjà été utilisés pour évaluer les impacts de pollution (Charvet et al., 1998; Tett et al., 2008; Archaimbault & Dumont, 2010), d anoxie (Rakocinski, 2012), de la pêche (Bremner, 2008) et des changements climatiques (Beaugrand, 2005). Les diatomées, par exemple, peuvent réagir à des pollutions de type toxique par une diminution de la taille cellulaire moyenne (Archaimbault & Dumont, 2010). Dans les réseaux trophiques marins, la taille est un facteur structurant des relations trophiques (Jennings & Dulvy, 2005). En effet, un changement de structure de taille d une communauté (p. ex. due aux pressions anthropiques) aura des conséquences majeures sur sa disponibilité pour les prédateurs, ce qui affectera le fonctionnement de l écosystème. Un changement de la taille individuelle moyenne du zooplancton peut affecter la disponibilité de cette ressource alimentaire pour les poissons au profit d un autre groupe trophique mieux adapté (Mayzaud et al., 2011). Dans le contexte du changement climatique, la taille individuelle de la communauté des poissons (Hiddink & Ter Hofstede, 2008; Daufresne et al., 2009) et du plancton (Beaugrand et al., 2010) a déjà été modifiée. Chez les poissons, le rôle trophique est directement lié à la taille individuelle. Au sein d une même espèce, les individus voient leur régime alimentaire évoluer au cours de leur vie en fonction de leur taille. Une classification en 4 guildes trophiques (planctonophages, ichtyophages pélagiques, benthivores, prédateurs démersaux) est proposée dans un but de gestion des réseaux trophiques (Annexe 2), suite aux travaux de Greenstreet et al. (1997) et du WGECO (ICES, 2012). Cette approche générique permet d'évaluer l'évolution de la proportion relative des guildes trophiques au sein des communautés. Elle peut être appliquée à toutes les sous-régions marines et tous les pays européens et permet une comparaison des mêmes groupes fonctionnels entre les écosystèmes. Cette approche est également compatible avec celle des autres descripteurs et permettra de mettre en place un programme de surveillance commun. En combinant les données de taxonomie, de biomasse et de taille, la proportion des différents groupes trophiques dans l écosystème pourra être utilisée comme indicateur de stabilité de la communauté. Dans le cas des macroinvertebrés benthiques, d autres traits que la taille seront plus judicieux à suivre car les interactions trophiques ne sont pas toujours liées à celle-ci. Certains traits biologiques comme le mode de reproduction et les cycles de vie ont déjà servi de base à un outil de diagnostic de la qualité du milieu et des impacts potentiels sur le fonctionnement du réseau trophique (Bremner, 2008; Rakocinski, 2012). Le calcul des moyennes de ces traits biologiques, pondérées par les biomasses des espèces dans la communauté, permettra d estimer la diversité fonctionnelle et donc d'évaluer le fonctionnement du système. 10

16 II.3. Recommandations sur le dispositif de suivi II.3.1. Méthode recommandée II.3.1.a. Phytoplancton Les paramètres du phytoplancton pertinents pour l'évaluation des réseaux trophiques compte-tenu des dispositifs existants en France sont : l abondance par classe de taille, la biomasse totale (chlorophylle a) et la biomasse des grands groupes pigmentaires (fluorescence) (cf. livrable 4 et Fig. 8). Dispositifs existants sur lesquels peut se baser la surveillance : Stations du RESOMAR Stations du SOMLIT Stations de la DCE (Soudant & Belin, 2010) Suivis autour des centrales nucléaires (IGA) Stations MOOSE Campagnes halieutiques Modifications de dispositifs : Scénario minimal : Pérenniser les programmes actuels de suivi d abondance et de biomasse du phytoplancton (p. ex. RESOMAR) qui n ont pas de financement à long terme. Pour ces suivis stationnels existants (zone côtière), il est nécessaire de proposer un protocole standard national permettant : o D échantillonner la colonne d eau à une fréquence hebdomadaire ou bi-hebdomadaire (pour comptages). o D identifier chaque groupe pigmentaire (fluorimétrie) ou espèce (microscopie) ce qui nécessite de remobiliser l expertise taxonomique en France en formant de nouveaux spécialistes et en créant des postes fixes. o De mesurer les biomasses par classe de taille en laboratoire sur les échantillons fixés et conservés (cytomètrie en flux, microscopie inversée). Scénario intermédiaire : (demande conjointe avec la Thématique 5) Instrumenter les stations automatisées (bouées) avec des capteurs fluorimétriques pour un suivi à haute fréquence temporelle de la biomasse totale (chlorophylle a). (demande conjointe avec la Thématique 5) Équiper les navires d opportunité (compagnies maritimes) de ferrybox permettant de réaliser des suivis de la biomasse totale du phytoplancton (chlorophylle a) et des prélèvements d échantillons d eau (flacons pré-lugolés) sur des transects réguliers en vue d effectuer des comptages, avec possibilité de regrouper plusieurs échantillons pour réduire le travail requis (cf. Livrable 5 de la Thématique 5). 11

17 Équiper les navires scientifiques de capteurs fluorimétriques pour un suivi à haute fréquence temporelle de la biomasse totale (chlorophylle a). Il est indispensable que: Les suivis hautes fréquences (capteurs automatiques in situ) soient calibrés par des mesures à basses fréquences (méthodes standards de mesures in situ). Les données issues des échantillonnages à haute fréquence soient stockées de manière automatique et disponible au niveau national (sur des bases de données interopérables). Leur traitement doit également être automatisé (p. ex. projet DEWEX, programme MISTRALS/ MERMEX). Compléter les campagnes scientifiques au large (notamment halieutiques) par des prélèvements d eau (pour comptages en laboratoire) pour obtenir au moins un suivi annuel de l abondance et de la biomasse du phytoplancton sur une couverture spatiale large, en respectant le point 2 du scénario minimal. Ces prélèvements d eau peuvent aussi permettre d effectuer des analyses par cytométrie en flux. Scénario optimal : Suivis stationnels du RESOMAR : Réaliser un échantillonnage d eau côtier journalier, avec possibilité de regrouper les échantillons sur une semaine, (pour comptages en laboratoire), afin de mieux intégrer la variabilité temporelle. Equiper des bouées au large ou des dispositifs existants (bouées Météofrance, éoliennes) de capteurs fluorimétriques pour des mesures de chlorophylle ain situ automatiques à haute fréquence (cf. stations côtières du scénario minimal et projet ISIBOP). Il n y a à l heure actuelle aucun protocole national permettant d assurer un cadrage scientifique des suivis d abondance et de biomasse des espèces du phytoplancton sur les suivis stationnels RESOMAR. Ces cadrages existent dans le cadre des suivis du REPHY et du SOMLIT. Les détails relatifs aux recommandations sur le suivi de la diversité phytoplanctonique côtière et du large sont présentés dans le chapitre IV du Livrable 5 de la Thématique 1. Le type d'approche proposé ci-dessus à travers l instauration de dispositifs Ferrybox sur les lignes régulières est conforme à l'esprit de l'initiative SNOCO (Système National d'océanographie Côtière Opérationnelle) (Pilotage Ifremer et CNRS) et à l'approche du projet européen FP7 JERICO (Joint European Research Infrastructure Coastal Oservatories). Les détails relatifs aux scénarios concernant les suivis Ferrybox sont présentés dans le livrable 5 de la Thématique 5. II.3.1.b. Zooplancton Les paramètres du zooplancton pertinents pour l'évaluation des réseaux trophiques compte-tenu des dispositifs existants en France sont : l abondance par classe de taille et la composition taxonomique (cf. livrable 4 et Fig. 8). Dispositifs existants sur lesquels peut se baser la surveillance : Stations du RESOMAR 12

18 Suivis autour des centrales nucléaires (IGA) Stations MOOSE Campagnes halieutiques Modifications de dispositifs : Scénario minimal : Pérenniser les programmes de suivi d abondance du zooplancton actuels (en particulier les stations RESOMAR et les points SOMLIT) qui n ont pas de financement à long terme. Pour ces suivis stationnels existants (zone côtière), il est nécessaire de proposer un protocole standard national permettant : o D échantillonner systématiquement le mesozooplancton au filet WP2 de 200 μm et de l analyser à une fréquence hebdomadaire ou bi-hebdomadaire (Raybaud et al., 2012). o D échantillonner systématiquement l ichtyoplancton et le zooplancton gélatineux au filet WP3 et de l analyser à une fréquence hebdomadaire ou bi-hebdomadaire. o D échantillonner toute la communauté du zooplancton, y compris le microzooplancton. o D identifier systématiquement les individus au niveau de l espèce (microscopie) ce qui nécessite de mobiliser à nouveau l expertise taxonomique en France en formant des spécialistes et en créant des postes fixes. o De mesurer la taille individuelle des copépodes (microscopie) et la biomasse par classe de taille pour les autres groupes du zooplancton en laboratoire (flowcam, cytométrie en flux). Ajouter si ce n est pas encore le cas des points de prélèvement de zooplancton sur le long terme près des zones sensibles (Fig. 4 ; Raybaud et al., 2012). Scénario intermédiaire : Compléter toutes les campagnes scientifiques au large (notamment halieutiques) par des traits de filets avec un comptage en laboratoire, en respectant le point 2 du scénario minimal. Instrumenter les stations (bouées) avec des capteurs in situ (PVM : Profileur Vidéo Marin) pour un suivi automatique à haute fréquence temporelle de l abondance totale par classe de taille. Il est indispensable que : les suivis hautes fréquences (capteurs automatiques in situ) soient calibrés par des suivis basses fréquences (méthodes standards de comptage manuel). les données issues des échantillonnages à haute fréquence soient stockées et analysées de manière automatique et disponible au niveau national (sur des bases de données interopérables). Scénario optimal : Stations stationnels du RESOMAR : Réaliser un échantillonnage d eau côtier journalier, avec possibilité de mélanger les échantillons sur une semaine, (pour comptages en laboratoire), afin de mieux intégrer la variabilité temporelle. Equiper des bouées au large ou des dispositifs existants (bouées Météofrance, éoliennes) de capteurs in situ (PVM : Profileur Vidéo Marin) pour un suivi automatique à haute fréquence 13

19 temporelle de l abondance totale par classe de taille. (cf. stations côtières du scénario intermédiaire). Réaliser des transects / radiales entre les stations côtières et les stations du large en utilisant différentes technologies proposées dans le programme FONCE et VISION (gliders, PVM ). Cette étape nécessite un développement technologique afin de miniaturiser les instruments à fixer sur les gliders. Une stratégie d échantillonnage du zooplancton a été proposée par le groupe d experts d ICG COBAM en zone côtière, sur le plateau et au large (Table 2). Table 2. Fréquence d échantillonnage proposée par le groupe d experts d ICG-COBAM pour le zooplancton Côtier Plateau Large Fréquence d'échantillonnage 2 fois par semaine mensuelle mensuelle Méthode d'échantillonnage In situ In situ In situ moyens automatisés Fréquence d évaluation et de mise à jour des indicateurs Annuelle Annuelle Annuelle Un recensement des données existantes sur le zooplancton en France (Raybaud et al., 2012) montre un manque général de programmes de suivis sur le long terme («long term monitoring», Fig. 3). L acquisition de séries temporelles sur le long terme est indispensable afin de pouvoir séparer les tendances naturelles des pressions anthropiques, ce qui permet de construire et d interpréter les indicateurs d'état des réseaux trophiques (D4) et des habitats pélagiques (D1, D5). De plus, cette étude de synthèse sur les métadonnées du mesozooplancton a montré que le niveau d'échantillonnage est limité dans l espace et que les programmes se focalisent sur des espèces/groupes spécifiques du zooplancton. Les suivis sont généralement stationnels et côtiers, à proximité des stations marines, et des centrales nucléaires (faible emprise spatiale). Dans les recommandations, les auteurs proposent (1) une augmentation spatiale/temporelle de l'échantillonnage, (2) la standardisation des protocoles (utilisation d un filet WP2 de 200 μm), et (3) une description taxonomique exhaustive de la communauté du zooplancton. Enfin, des zones sensibles aux pressions anthropiques (notamment à proximité d estuaires) ont été identifiées pour le zooplancton et nécessiteront donc un effort particulier de suivi en cas d absence de suivi existant (Fig. 4). 14

20 Figure 3. Distribution spatiale des données du zooplancton dans les sous-régions marines françaises. Tiré de Raybaud et al. (2012). Figure 4. Localisation des zones sensibles aux pressions anthropiques concernant le zooplancton, d après Raybaud et al. (2012). 15

21 Une gamme d appareils complémentaires permet de calculer des spectres d abondance ou de biomasse par classe de taille depuis le bactéroplancton jusqu au mesozooplancton (Fig. 5). Ces appareils nécessitent le prélèvement d eau (bouteille niskin, filets à plancton) et l analyse des échantillons en laboratoire. Le FlowCAM et le ZooScan permettent également d identifier un nombre important d espèces à partir de ces échantillons, par reconnaissance de forme (sans toutefois pouvoir remplacer la compétence taxonomiste, indispensable à une identification exhaustive). Figure 5. Complémentarité des appareils pour le calcul des spectres d abondance par classe de taille (jbaptiste.romagnan@obs-vlfr.fr) Les dispositifs automatisés (de type LOPC (Laser Optical Plankton Counter) ou PVM (Profiler Video Marin) permettent d obtenir in situ des mesures à haute fréquence de l abondance et la biomasse des particules. Ces appareils peuvent équiper des stations fixes (bouées) ou être utilisés au cours de campagnes à la mer (profils verticaux). En revanche ce type d appareils n est pas adapté aux plateformes autonomes de type flotteur (autonomie de 3 ans) et planeur (autonomie de 3 mois). Le projet VISION vise à développer un système de caméra sous-marine miniaturisé, à faible consommation, pour équiper des engins autonomes sur des périodes allant jusqu à 3 ans et ainsi mettre en place un suivi haute fréquence des écosystèmes pélagiques (PAC). 16

22 Zooplancton gélatineux Actuellement, il existe peu de campagnes scientifiques au niveau national dédiées à l'échantillonnage du zooplancton gélatineux. Ce groupe n est traité que dans le cadre de programmes ponctuels (GELAMED, MEMO) sauf à l'observatoire d'océanographie de Villefranche-sur-mer (OOV) où un suivi hebdomadaire du plancton gélatineux est effectué depuis de nombreuses années (commencement des suivis en 1966). En revanche, ce groupe bénéfice d un suivi national à travers des programmes de la science participative (ex. JellyWatch ou Opération Méduses). Le suivi du zooplancton gélatineux est difficile à intégrer dans un programme de surveillance pour plusieurs raisons : Proliférations intenses et ponctuelles nécessitant une haute fréquence d échantillonnage Encombrement des filets à plancton conventionnels Conservation des individus délicate (destruction des tissus avec les liquides conservateurs conventionnels) Il nécessite donc un protocole de suivi et d analyse adapté. L'échantillonnage le plus souvent mis en œuvre pour le zooplancton (filet type WP2 puis préservation au formol) n est pas pertinent pour certains groupes (Cténaires) et pour certaines espèces (comme Mnemiopsis leidyi qui se dissout dans le formol par exemple). Ainsi, certaines espèces à intérêt écologique et scientifique doivent être identifiées vivantes à bord, au moment de l échantillonnage. Selon les experts, une pêche au WP3 (selon les standards UNESCO) avec utilisation de collecteurs fermés est recommandée. Il est important de faire des comptages exhaustifs. Ichtyoplancton et méroplancton Le suivi de l ichtyoplancton (œufs et larves de poissons) fait actuellement l objet d un suivi limité aux campagnes de chalutages pélagiques (coordonnées par Ifremer), à quelques stations du SOMLIT (ex. Wimereux) et à des programmes ponctuels. L'échantillonnage de l ichtyoplancton peut se faire avec un filet adapté (de type WP3) aux mêmes stations d échantillonnage que pour les autres groupes du plancton et avec la même fréquence (bimensuelle). Par contre, l analyse et l identification de l ichtyoplancton nécessite des compétences taxonomiques spécifiques. Afin d assurer une identification homogène des espèces par les taxonomistes, il est nécessaire de mettre en place une formation standardisée à l échelle nationale voire internationale. II.3.1.c. Benthos Les paramètres des macroinvertebrés benthiques pertinents pour l'évaluation des réseaux trophiques compte-tenu des dispositifs existants en France sont l abondance et de façon indirecte la biomasse (estimable à partir des abondances) (cf. livrable 4 et Fig. 8). Dispositifs existants sur lesquels peut se baser la surveillance : Suivis Rebent-Bretagne Suivis DCE à l échelle nationale 17

23 Suivis Réseau des Stations et Observatoires Marins RESOMAR (incluant le suivi OBIONE, Observatoire Biodiversité Faune-Flore des Pertuis Charentais) Suivis de l observatoire Patrimoine Naturel Littoral RNF-AAMP (volet habitats benthiques intertidaux) Suivis associés aux sites d extraction de granulats marins et de clappage en mer Suivis IGA (Impact des Grands Aménagements) Suivis des campagnes NourVil (nourriceries de la baie de Vilaine), NourSomme (nourriceries de la baie de Somme) Suivis du Parc Naturel Marin d'iroise (PNMI) Suivis faunistiques dans les aires marines protégées et ZNIEFF Modification de dispositifs : Scénario minimal : Pérenniser les programmes de suivi d abondance actuels non pérennes (stations RESOMAR dont le suivi OBIONE, suivi de l observatoire Patrimoine Naturel Littoral RNF-AAMP). Besoin de création de postes fixes pour renouveler les compétences taxonomiques et dynamiser une activité de formation taxonomique en réseau national. REBENT Bretagne : pérenniser les suivis (financement actuellement assuré uniquement pour l'année 2013). Suivis DCE : réaliser des prélèvements annuels sur certaines stations prioritaires (à définir) au lieu de tous les 3 ans. Suivis DCE : Étendre le suivi côtier aux communautés benthiques de la mer Celtique (aucun point actuellement). Suivis herbiers DCE : intégrer la macrofaune au protocole de suivi comme déjà réalisé sur certaines stations communes entre invertébrés benthiques et herbier de Zostera noltei. Estimer les biomasses spécifiques en utilisant des relations allométriques issues des données d'abondance et des valeurs de poids individuel moyen par espèce lorsque suffisamment de données auront été recueillies sur ces espèces (pas de mesure directe de biomasse). Suivis de l Observatoire Patrimoine Naturel Littoral RNF-AAMP (volet habitats benthiques intertidaux) : étendre les suivis aux principaux ensembles fonctionnels estuariens et littoraux à enjeu pour l accueil des oiseaux limicoles côtiers Scénario intermédiaire : Suivis DCE : pérenniser l'ensemble des suivis supplémentaires actuellement pris en charge par les stations marines. 18

24 Scénario optimal : Suivis DCE : mettre en place un suivi annuel pour un maximum de points DCE et mettre en place de nouveaux points de suivis au niveau de zones à enjeux actuellement non suivies (zones atelier à identifier et stations nouvelles). Suivis DCE : ajouter un suivi de la biomasse spécifique pour les espèces dominantes (95 % de la biomasse) et les espèces de grande taille ; de la biomasse par grands groupes trophiques pour les espèces restantes, ou de la biomasse calculée à partir de la taille individuelle. Création de dispositifs : Scénario minimal : Créer un dispositif de suivi annuel du circalittoral côtier et du large au niveau de certaines zones d'intérêt (p. ex. grande vasière du Golfe de Gascogne, sables moyens et grossiers à Amphioxus). Scénario intermédiaire : Créer un dispositif de suivi des cantonnements à grands crustacés des substrats rocheux. Acquisition de connaissances pour le développement d indicateurs du D4 : Scénario minimal : Créer des «zones atelier DCSMM» visant à développer des indicateurs d'évaluation des réponses des organismes benthiques aux pressions (notamment physiques). version minimale : 2 zones atelier par sous-région marine (1 substrat meuble & 1 substrat dur) adaptées aux besoins du D4. Scénario intermédiaire : Créer des «zones atelier DCSMM» dont une sélection de zones ateliers adaptées aux besoins du D4. Scénario optimal : Créer des «zones atelier DCSMM» qui seront toutes adaptées aux besoins du D4. Appliquer un protocole de tri de la méiofaune basé sur les grands groupes taxonomiques et fonctionnels. Nous proposons un suivi à deux niveaux (deux emboîtements temporels) du compartiment benthique : Un suivi annuel (PDS optimal) ou biennal (PDS intermédiaire) ou triennal (PDS minimal) couvrant l'ensemble des habitats à suivre. Les paramètres les plus utiles et les plus simples à obtenir seraient mesurés systématiquement et les autres paramètres plus coûteux seraient mesurés à une fréquence moindre. Un suivi mensuel à annuel au niveau des zones ateliers où des dispositifs de collecte particuliers permettraient d'effectuer des analyses locales plus fines et de renseigner les besoins de connaissances et de recherche nécessaires pour développer des indicateurs. 19

25 Calculs d abondance et de biomasse du zoobenthos Le principal paramètre à surveiller est l'abondance des espèces (densité surfacique pour les substrats durs, densité volumique pour les substrats meubles) car 1) elle permet de détecter d éventuels changements au sein des communautés et de mettre en évidence via les organismes bioindicateurs des changements en relation avec les pressions anthropiques, et 2) elle permet l estimation des biomasses des espèces à partir des poids moyens connus pour chaque espèce via des relations taille-poids. Pour ces deux raisons, la détermination taxonomique des organismes échantillonnés doit être fine, allant jusqu'au rang de l'espèce lorsque cela est possible. Aucun dispositif de surveillance existant ne prend en charge les mesures directes (par pesées) de biomasses par espèces. Un suivi systématique des biomasses spécifiques n'est pas réaliste à l'échelle des sous-régions marines (moyens humains et financiers trop conséquents) et il est préférable de s orienter vers l utilisation de biomasses calculées par relation taille-poids. Cependant, en fonction des moyens financiers et humains à disposition, il peut être envisageable d effectuer des mesures directes de biomasses par pesée sur certains sites, en même temps que les mesures d'abondance (mesure à partir des mêmes prélèvements que pour les abondances). Un suivi régulier de la biomasse ne pouvant être fait de manière exhaustive sur l ensemble des espèces sur tous les points de prélèvement (plusieurs centaines d espèces à considérer, nécessitant chacune plusieurs individus pour obtenir une valeur de biomasse, en fonction de leur taille), un choix pragmatique a été fait. La biomasse peut être raisonnablement suivie sur les espèces représentant 95 % de l'abondance et sur les espèces de grande taille. Pour élargir l information à l ensemble de la communauté, il y a deux possibilités : 1. La biomasse des nombreuses espèces minoritaires restantes peut être regroupée en grands groupes trophiques (p. ex. carnivores, détritivores, suspensivores, déposivores et herbivores) ou par traits de vie afin de calculer la diversité fonctionnelle. Ces mesures de biomasse par espèce seraient à réaliser en fonction des habitats considérés, lorsque la communauté benthique est caractérisée par quelques espèces structurantes. Ceci représente un travail très important mais se base sur des mesures directes. 2. La biomasse de ces espèces peut être calculée par simple relation taille-poids. Des relations par SRM seraient probablement moins biaisées et des relations saisonnières si nécessaires lorsque l échantillonnage est sur plusieurs saisons. Des données existent déjà dans la DCE Zones à considérer Pour optimiser au maximum l effort de collecte, la surveillance des communautés benthiques doit se baser sur les mêmes points de suivis considérés par les thématiques 1 et 6. Il convient d'organiser la surveillance par type d'habitat en s'appuyant en priorité sur les points de suivis existants. Les échantillonnages seront réalisés par prélèvement de substrat pour les substrats meubles (benne ou carottage) et par comptages directs pour les substrats durs (quadrats). Une attention particulière est à porter sur la zone côtière (ce qui est déjà le cas des dispositifs existants de type REBENT et DCE); zone où les pressions d origine anthropiques sur le milieu sont les plus variées et les plus importantes. 20

26 Le REBENT-Bretagne constitue un réseau de surveillance d'un ensemble d'habitats côtiers qu'il convient de pérenniser et de prendre en considération dans le cadre de la DCSMM. Lancé suite au naufrage de l'erika, ce dispositif assure des suivis plus denses dans le temps et l'espace que le réseau de surveillance DCE ; permettant ainsi un suivi plus détaillée des biocénoses benthiques. Les eaux côtières françaises sont actuellement suivies tous les 3 ans dans le cadre du réseau de surveillance DCE, mais certaines Agences de l Eau ont financé quelques suivis annuels de toutes les stations (Adour garonne en 2007, 2008 et 2009). De même, les Agences de l Eau financent annuellement un suivi sur les «stations d appui». En parallèle, certaines stations marines assurent sur financements propres des suivis annuels de certaines stations DCE. Ces suivis supplémentaires sont fragiles et doivent être pérennisés dans la mesure du possible en raison des informations supplémentaires exploitables pour la DCSMM. La pérennisation d'une sélection de ces points (ceux jugés prioritaires) est préconisée dans le cadre du scénario minimal. Il est également nécessaire d étendre le suivi côtier DCE aux communautés benthiques de la mer Celtique car aucun point n est prévu actuellement dans cette SRM. Le suivi OBIONE réalisé dans les Pertuis Charentais est un des seuls à s intéresser à un site de référence supposé non impacté. En tant que tel, il nécessite un échantillonnage fréquent mais ne dispose d aucun financement. Sa fréquence d échantillonnage a en conséquence été réduite en 2012 de une fois par mois à 2 fois par an. Il est nécessaire de soutenir le suivi des sites de référence pour les enjeux de la DCSMM. Concernant les zones intertidales, un protocole de surveillance des communautés benthiques et des sédiments associés est testé depuis 2007 sur 10 localités Manche-Atlantique dans le cadre du volet «Habitats benthiques intertidaux» de l observatoire Patrimoine Naturel Littoral RNF-AAMP, en lien avec le suivi des effectifs de limicoles et leurs principales zones d alimentation (cf. chapitre IV.3.1.a. au paragraphe sur les limicoles). Cette première démarche s appuie sur un partenariat étroit entre gestionnaires d AMP et scientifiques benthologues des universités et stations locales de biologie marine. Elle pourrait peu à peu se généraliser aux principaux ensembles fonctionnels estuariens et littoraux à enjeu pour les oiseaux limicoles côtiers. Le réseau de suivis des herbiers de Zostera réalisé dans le cadre de la DCE porte actuellement uniquement sur les paramètres de l'herbier (p. ex. taux de recouvrement des zostères). Un suivi en parallèle de la macrofaune est préconisé pour les besoins de la DCSMM comme cela existe déjà pour quelques stations communes de l intertidal avec un suivi des invertébrés benthiques (avril) et de l herbier de Zostera noltei (septembre). La création d'un dispositif de suivi des cantonnements à grands crustacés de substrats rocheux permettrait de mieux prendre en compte le rôle trophique de ces organismes, encore peu connu. Les campagnes de surveillance des zones de nourriceries (NourVil et NourSomme) sont également à considérer. L'engin d'échantillonnage utilisé est spécialement adapté à la capture des juvéniles de poissons bentho-demersaux (p. ex. la sole) mais une fraction de la macrofaune benthique présente sur les fonds est également capturée et identifiée. Ces données, limitées à quelques organismes en raison de la méthode d'échantillonnage (chalut à perche), peuvent toutefois apporter des indications intéressantes sur les changements des communautés benthiques des zones de nourriceries. En complément, des suivis doivent être réalisés au niveau de zones atelier en vue du développement d'indicateurs communautaires de réponse aux pressions anthropiques et en vue de l'acquisition de 21

27 nouvelles connaissances sur le fonctionnement des écosystèmes. Un travail préalable de sélection des sites sera mené en collaboration par les équipes T1, T4 et T6. Le nombre et la localisation des différents sites ateliers seront adaptés en fonction des moyens mis à disposition. Dans ce cadre, concernant les substrats rocheux, un site atelier d'étude des forêts de laminaires pourra être sélectionné afin de combler les lacunes de connaissances sur le fonctionnement de cet écosystème. La méiofaune et le microphytobenthos pourront être étudiés au niveau de certains des sites dans les écosystèmes où ils jouent un rôle trophique reconnu comme significatif. Un protocole de tri de la méiofaune basé sur les grands groupes taxonomiques et fonctionnels, pourra être effectué (p. ex. nématodes, copépodes harpacticoïdes, etc.). Si le suivi en zone côtière des façades maritimes françaises est prioritaire, il n'est pas suffisant pour évaluer l ensemble des SRM et devra être complété par un suivi du circalittoral côtier et du circalittoral du large, focalisé sur certaines zones d'intérêt (p. ex. grande vasière du Golfe de Gascogne ou sables moyens et grossiers à Amphioxus). Ces suivis peuvent être greffés aux campagnes halieutiques actuelles, couvrant ces zones à une fréquence annuelle. Des prélèvements sont déjà effectués dans le cadre des campagnes de chalutages benthiques dans le Golfe de Gascogne (campagnes EVHOE). Les étages bathyal et abyssal ne peuvent pas encore être considérés dans le PDS en raison de lacunes de connaissances beaucoup trop importantes, voire une absence quasi totale de connaissances de ces deux étages. Ils nécessitent premièrement d être explorés sur le plan de la biodiversité (cf. Livrable 5 de la thématique 1 «Habitats benthiques des étages bathyal et abyssal»). Les besoins généraux sont donc de pérenniser les suivis côtiers existants, de couvrir de nouveaux habitats jusque-là non suivis et d'étendre la surveillance plus au large. Une fréquence de suivi annuelle est préconisée dans la mesure du possible. II.3.1.d. Poissons pélagiques et démersaux (exceptés les grands pélagiques) Les paramètres des poissons pertinents pour l'évaluation des réseaux trophiques compte-tenu des dispositifs existants en France sont l abondance relative (par unité d effort), la biomasse et la taille individuelle (cf. livrable 4 et Fig. 8). Dispositifs existants sur lesquels peut se baser la surveillance (principalement des espèces exploitées) : Campagnes halieutiques par chalutages benthiques (EVHOE, IBTS, CGFS, MEDITS Lion, MEDITS Corse), pélagiques (PELMED, PELGAS) et côtières (ORHAGO, NOURSOMME, NURVIL) Suivis OBSMER (Observations à bord des navires de pêche) Suivis faunistiques dans les aires marines protégées et ZNIEFF 22

28 Modification de dispositifs : Scénario minimal : Campagnes halieutiques : Extension des campagnes à la zone du talus (Golfe de Gascogne en particulier) Création de dispositifs : Scénario minimal : Suivi de l abondance et de la biomasse des poissons en milieu proche côtier. Protocole à développer après examen des coûts et bénéfices des deux méthodes proposées : o Méthodes traditionnelles : observations directes en plongée pour les substrats durs et sur les prélèvements par chalut à perche pour les substrats meubles. Méthode à privilégier si besoin de prélèvement d individus associé au suivi. o Méthode validée pour l étage infralittoral : Observation de l abondance des poissons côtiers par vidéo sous-marine (système vidéo in situ). Méthode à privilégier si pas de besoin de prélèvement d individus associé au suivi. Scénario intermédiaire : Suivi de l abondance des céphalopodes dans les canyons (Méditerranée, Golfe de Gascogne). Acquisition de connaissances pour le développement d indicateurs du D4 : Scénario minimal : Traitement des données disponibles relatives à l accessibilité aux proies (profondeur et densité des bancs) issues des campagnes de chalutages pélagiques. Le maintien du suivi annuel de la répartition, de l abondance et de la biomasse des poissons et céphalopodes, principales proies des prédateurs supérieurs et des espèces exploitées, est capital pour l évaluation de la santé des écosystèmes. Or, il y a très peu, voire aucune information sur ces paramètres à partir de la zone du talus et plus au large, ainsi qu en milieu proche côtier. Il y a donc un besoin de prolonger les campagnes halieutiques à ces zones, pour étendre le réseau de surveillance à la couverture DCSMM, à la fois concernant le suivi de la distribution des prédateurs et de celle de leurs proies. Suivi des poissons en milieu proche côtier Les systèmes d'observations vidéo et les comptages visuels en plongée sont deux techniques complémentaires qui pourraient être utilisées sur certains sites pour le suivi des peuplements de poissons en milieu côtier ; notamment sur substrats rocheux où peu de techniques alternatives sont proposées pour les suivis. Ces méthodes sont plus facilement applicables en Méditerranée compte-tenu de la meilleure visibilité dans la colonne d'eau. Le recours aux systèmes d'observations vidéo pour le suivi des ressources halieutiques en zone côtière s'est considérablement développé lors de la dernière décennie, grâce aux avancées technologiques de l imagerie rendant accessible à faible coût l'emploi de systèmes vidéo sous-marins autonomes (Somerton & Glendhill, 2005). Ces méthodes permettent d analyser les habitats (estimation des recouvrements biotiques et abiotiques) et les poissons, voire les autres espèces (tortues, etc.), mais pas les espèces cryptiques. Les individus peuvent être comptés et identifiés dans un périmètre de 5 mètres autour de la caméra. 23

29 Il existe plusieurs avantages à utiliser de telles méthodes : Pouvoir réaliser un grand nombre d observations qui ne nécessitent pas de compétences particulières sur le terrain S affranchir de l effet «plongeur» qui perturbe la macrofaune mobile, et peut biaiser les évaluations des effets de la protection du fait de différences de comportement en fonction du niveau de protection Eviter l utilisation d appât (vidéo appâtée) qui oriente l indice d abondance obtenu vers certains groupes d espèces et doit être laissé en place longtemps Deux systèmes automatisés sont préconisés : le STAVIRO associé à un suivi spatial et le MICADO associé à un suivi temporel. Concernant un suivi spatial, l appareil préconisé est un système de vidéos rotatives (STAVIRO) mis en place depuis un bateau sans intervention de plongeurs. Pour chaque station, le dispositif est déposé au fond une quinzaine de minutes puis remonté en surface. La technique développée peut être mise en œuvre après une formation très rapide. Une semaine de terrain fournit entre 100 et 150 stations. En contrepartie, deux conditions peuvent restreindre son utilisation : une bonne visibilité (méthode non adaptée aux eaux fortement chargées en particules) et la nécessité d'un fond plat. Dans les eaux métropolitaines, depuis 2010, c est avec les gestionnaires des AMP et de l environnement côtier (Agence de l Eau Rhône-Méditerranée et Corse) que la plupart des campagnes sont réalisées (environ 500 stations validées à ce jour). Mais la technique a été largement utilisée depuis 2007 en Nouvelle-Calédonie (plus de 2000 stations validées à ce jour) ; et elle est scientifiquement validée (Pelletier et al., 2012). La méthode doit prochainement être testée en Atlantique. Il s agira de choisir les bonnes fenêtres de conditions (saison, météo et marée) pour maximiser la visibilité. Elle permet de suivre entre 20 et 30 stations par jour avec un seul bateau, deux systèmes vidéo et idéalement trois personnes (deux peuvent suffire si les conditions météo sont bonnes). Les images obtenues doivent être analysées en laboratoire par une personne compétente pour dénombrer les peuplements de poissons au niveau de l espèce et par classe de taille (petit, moyen, gros), et pour caractériser les habitats à partir des recouvrements biotiques et abiotiques. Des données sont donc obtenues simultanément sur les poissons et sur les habitats, dont les herbiers et le coralligène. La technique vidéo doit être vue comme un complément aux comptages visuels en plongée (UVC : Underwater Visual Censuses) et non comme une technique concurrente. L intégration des données vidéo à Quadrige est en cours de mise au point. Pour un suivi temporel des communautés, un second système reste en place et enregistre à intervalles programmés (MICADO), ce qui permet d envisager un suivi à haute fréquence temporelle de certaines stations. Des développements techniques sont en cours pour prolonger son autonomie. Ce type de système est complémentaire du STAVIRO et il répondra à ces problématiques de visibilité. Dans certaines zones, la visibilité sera toujours faible et on ne pourra pas y faire de vidéo. Par contre, sa fixation au fond étant effectuée par un plongeur, il peut aussi bien être posé sur un fond plat que pentu. Il nécessite un entretien tous les 1 à 3 jours en raison de l'encrassement progressif du dispositif. En résumé, cette technique innovante et validée par les scientifiques présente certains avantages : Possibilité de réaliser un grand nombre d observations aboutissant à des évaluations plus exhaustives, aussi bien en substrat dur que meuble. 24

30 Observations simultanées de la macrofaune mobile (poissons et autres) et de l habitat Bancarisation des informations et possibilité d analyser les images pour différents besoins Pas de perturbation des observations par la présence d un plongeur Une technique peu coûteuse en acquisition terrain Pas de différences entre les observations dues aux différences d appréciation entre plongeurs Une technique qui peut être mise en œuvre sur le terrain sans formation poussée préalable bien qu elle nécessite une formation des opérateurs pour l interprétation à terre des espèces et des caractéristiques typologiques des habitats Traçabilité des informations et possibilité de vérification post-terrain Disponibilité d images qui complètent et illustrent les indicateurs quantitatifs Les enregistrements constituent aussi des archives sur lesquelles il est possible de revenir, tout en fournissant des informations sur l'habitat et le comportement des poissons (Harvey et al., 2004). Le suivi de l abondance des poissons côtiers par comptage in situ (vidéo) à l échelle de la sous région marine nécessite la mise en place d un programme de surveillance annuel (en ciblant la meilleure fenêtre d observabilité des peuplements ichtyques, idéalement en saison estivale, pendant laquelle les peuplements sont stables) pour l ensemble des façades françaises (Cf. chapitre II.3.5. «Informations éventuelles sur les coûts»). Pour plus d'informations sur la méthodologie à appliquer pour la mise en oeuvre et l analyse des stations vidéos rotatives, consulter le guide technique disponible à l'adresse suivante (Guilpart et al., 2010 ) : otatives.pdf Besoins propres aux céphalopodes L estimation actuelle de la biomasse et de la distribution des céphalopodes présente plusieurs biais : 1) elle est faite à partir de campagnes ponctuelles qui ont lieu à des saisons qui ne sont pas forcément pertinentes par rapport à la présence des espèces ; 2) la méthode employée (filets) souffre de la capacité d évitement des céphalopodes. Pour preuve, les analyses de contenus stomacaux des cétacés montrent une diversité plus grande que ce qu on peut décrire sur les données de campagnes de chalutages pélagiques. Par ailleurs, il n y a pas de suivi des céphalopodes en méditerranée. De plus, il n y a aucune surveillance de l abondance des céphalopodes dans les canyons (Méditerranée, Golfe de Gascogne), zones d alimentation des cétacés teutophages. Il y a donc un besoin de créer un dispositif de suivi adapté à ces espèces, dans ces zones. Pour exemple, ce type d initiative a été prise dans le golfe du Mexique suite à la plus grande marée noire jamais connue dans cette région générée par l incident technique lié à l exploitation du pétrole sous-marin (Judkins et al., 2012). Les taux de mortalité des céphalopodes actuellement mesurés sont difficilement exploitables dans un but de gestion et de recherche car on ne connaît pas la part prélevée par les prédateurs. Il y a donc besoin d augmenter la connaissance sur les relations proies prédateurs, notamment sur la quantification de proies consommées par les prédateurs (taille des populations de prédateurs, régimes alimentaires, taux d assimilation). Ce besoin intéresse également la thématique 3 concernant l évaluation des stocks et des taux de mortalité des espèces exploitées. 25

31 Exploitation des données des chalutages pélagiques scientifiques L accessibilité aux proies par les prédateurs est renseignée par deux paramètres essentiels : la localisation en profondeur des proies et la densité des bancs. Les données propres à ces paramètres sont existantes à partir des campagnes de chalutages pélagiques (même si des biais sur les compositions spécifiques sont existants) mais il y a un manque de moyens humains pour traiter les données acquises. II.3.1.e. Prédateurs supérieurs Les paramètres des prédateurs supérieurs pour l'évaluation des réseaux trophiques compte-tenu des dispositifs existants en France sont l abondance relative (par unité d effort) pour les suivis en mer, l'abondance pour les colonies à terre (pinnipèdes et oiseaux marins), et de façon indirecte la biomasse (estimable à partir des abondances) (cf. livrable 4 et Fig. 8). Dispositifs existants sur lesquels peut se baser la surveillance : Campagnes aériennes SAMM (Suivi Aérien de la Mégafaune Marine) Observations par bateaux lors des campagnes halieutiques : PELGAS (fin avril début juin), EVHOE (mi-octobre mi-novembre) et IBTS (janvier) Observations depuis la côte des oiseaux marins dans le cadre du projet FAME (Future of the Atlantic Marine Environment) Recensement national des oiseaux marins nicheurs de France (ROMN, recensement décennal) Suivis de l observatoire Patrimoine Naturel Littoral RNF-AAMP (volet limicoles) Projets locaux (non exhaustif) : Suivis OROM en Bretagne, Suivi Laro-limicoles coloniaux de Méditerranée, Suivi Grèbes et Plongeons en Normandie ; Suivi Macreuses noires en Manche, Suivi des hivernants et limicoles du Parc Naturel Marin d Iroise, Suivi des Cormoran huppés dans le Mor Braz, Suivis Marsouins Communs en mer du Nord, Suivi du Grand dauphin en Manche, Suivi du Grand Dauphin - Marsouins Communs dans le Parc Naturel Marin d Iroise, Suivi du Grand dauphin en Méditerranée, etc. Modifications de dispositifs : Scénario minimal : Campagnes aériennes, observations permanentes, suivi des colonies (tous groupes confondus) : pérennisation des programmes de suivi d abondance actuels. Besoin de création de postes pour éviter une perte des compétences. Conserver les recensements de l abondance absolue à grande échelle (campagnes aériennes de type SCANS tous les 10 ans), les recensements de l abondance absolue à échelle moyenne (campagnes aériennes de type SAMM tous les 6 ans) et les recensements de l abondance relative à plus ou moins grande échelle (tous les ans ou permanents suivant les opportunités). Pour les pinnipèdes, prolongement du «SIG phoque» (base spatio-temporelle de suivi de l état des populations de phoques en France à l attention des gestionnaires), qui ne bénéficie actuellement plus de financement ni de coordination. Extension des campagnes d observations en mer à la zone du talus du Golfe de Gascogne (cf. II.3.1.d. «Poissons pélagiques et démersaux»). Uniformisation des protocoles et des périodes de comptage des colonies de phoques et d oiseaux marins. 26

32 Création d une base de données commune pour les suivis de chaque groupe de prédateurs (oiseaux, poissons, pinnipèdes, cétacés). Scénario intermédiaire : Recensement aérien coordonné des populations de prédateurs sur l ensemble du territoire tous les 10 ans. Extension du suivi des colonies de pinnipèdes, limicoles et oiseaux marins aux zones hors des AMP (estuaires, sites de référence pour les AMP). Scénario optimal : Recueil et traitement des données participatives pour les recensements (photographies). Les suivis actuels ne sont malheureusement pas pérennisés. Par exemple, les recensements visuels (cétacés et oiseaux) opérés sur les campagnes halieutiques ou les comptages de colonies à terre, ne bénéficient pour la plupart d aucun financement public. Le personnel des unités de recherche a parfois du mal à les assurer ou les coordonner en collaboration avec les associations, dont la plupart souffrent aussi du manque de moyens. Actuellement les acteurs utilisent leur temps personnel pour y participer. Il en va de même pour les ONG investies dans les différents dispositifs de suivi. Leur action repose aussi en grande partie sur la bonne volonté de bénévoles qui vient très largement compléter les missions de surveillance dédiées à la mer et au littoral des quelques personnels salariés. Cette action en réseau, associant bénévoles et professionnels, est pourtant bien indispensable pour constituer des jeux de données capables d identifier les phénomènes de changement (collecte continue et géographiquement étendue). Des moyens adaptés à la pérennisation de ces dispositifs de collecte à large échelle seraient à prévoir, tant pour renforcer la qualité et la bancarisation de la donnée (formation des personnels pour une mise en œuvre standardisée des protocoles, gestion et interopérabilité des bases de données ) que pour s assurer d un effort de suivi constant d année en année (animation des réseaux d observateurs, prise en charge des frais de déplacement des bénévoles, mise à disposition des matériels requis pour le suivi, etc.), mais aussi pour assurer le travail d analyse des données. Par exemple, le Réseau National d Echouages (RNE) se compose actuellement de plus de 300 bénévoles et de seulement 3 personnes salariées, ce qui traduit ce manque de moyen en personnel. La première priorité des PDS est donc de maintenir durablement les dispositifs actuels par la création de postes, pour renseigner les indicateurs du D4 et du D1 (indicateur et développement d indicateurs impliquant des valeurs de biomasse). Elles ont également l avantage de couvrir l ensemble des sous-régions marines en un temps restreint. La plupart des protocoles actuellement employés (comptages visuels à terre ou par bateau) permettent d obtenir une abondance relative (occurrence par unité d effort) dont les biais sont constants et permettent d estimer les tendances à partir de séries temporelles sur le long terme. L abondance au plus proche de la réalité (absolue) ne s obtient qu à partir d observations aériennes réalisées dans le cadre de campagnes dédiées. Ces campagnes utilisent des protocoles reposant sur la double plateforme d observation permettant de corriger les biais de détection (ex : programmes européens SCANS ou CODA). Ces campagnes demandent un investissement plus lourd, mais n ont pas besoin d être reproduites avec une résolution temporelle fine (exemple SCANS : tous les 10 ans). Cependant, les espèces prédatrices étant très mobiles, les variations interannuelles des effectifs sont très fortes. Un suivi basé uniquement sur des survols aériens, peu fréquents, n est donc pas suffisant. Ainsi, tous les outils d observations permettent de contribuer au suivi des tendances, comme les 27

33 observations sur campagnes halieutiques ou à partir des plateformes dites d opportunité (ex, ferries, navires commerciaux). Ce type de suivi est relativement «léger» à organiser dès lors qu il y a des campagnes, par contre il doit être permanent. De telle sorte, il est possible de savoir si un recensement aérien donné s est fait lors d une année «riche» ou d une année «pauvre» et de tirer des conclusions moins ou peu biaisées. Enfin, les campagnes dédiées de type SAMM (Suivi Aérien de la Mégafaune Marine, dans le cadre de PACOMM) représentent un niveau intermédiaire entre les campagnes dites d «opportunité» et les programmes de type SCANS ou CODA (recensement des cétacés uniquement), notamment au niveau spatial (étendue et résolution à l échelle des SRM) mais aussi au niveau des groupes d espèces concernés (ensemble de la mégafaune marine). Ce type de dispositif, doit être pérénisé à une fréquence intermédiaire, entre annuelle et décennale (tous les 6 ans par exemple, à la même fréquence que le cycle de la DCSMM), pour obtenir des recensements et une cartographie de la présence des prédateurs fiables à l échelle des SRM. Le suivi de la répartition des espèces à partir de photographies issues de la science participative est un bon moyen de compléter les suivis existants à moindre coût. Il doit concerner cependant un public averti et il est nécessaire de valider les données au préalable avant qu elles puissent être utilisées par les scientifiques, ce qui requiert du temps de travail supplémentaire. Les relations taille-poids et les poids moyens des espèces (mammifères marins) sont connues à partir des données des échouages. Des travaux sont en cours pour mettre au point cette conversion au niveau des grands pélagiques. Même si ces données peuvent être biaisées par la condition physique des animaux échoués (pesée effectuée uniquement sur des animaux frais), on peut utiliser les poids moyens pour obtenir des biomasses à l échelle des SRM à partir des données d abondances. Les besoins en termes de données de biomasses renvoient donc aux besoins concernant l abondance des espèces. Spécificités sur les suivis des colonies de Pinnipèdes Pour les colonies situées à terre, le comptage visuel d effectifs est déjà mis en place avec des moyens aériens et prises de photos notamment pour les principales colonies de phoques veau-marins (Baie de Somme, Baie des Veys et Baie du Mont Saint-Michel). Les colonies situées sur les espaces protégés voient leur suivi assuré par un financement public, même si certains suivis au sein des AMP vont être annulés en 2013 faute de moyens financiers. Cependant, certaines colonies situées en sortie d estuaires hors des AMP (ex. du Nord Picardie) ne bénéficient pas de ce financement mais sont assurées par des ONG dans la limite de leurs moyens. Certaines de ces colonies sont de taille importante. D autres présentent moins d effectif mais voient ces derniers augmenter d année en année (jusqu à 20 % par an), ce qui justifie l intérêt d un suivi pérenne. L ensemble des suivis des colonies manque de visibilité de financement à long terme pour une coordination efficace, malgré une volonté commune des ONG, des gestionnaires d AMP, des scientifiques et des naturalistes. De manière générale, le suivi des colonies nécessite une uniformisation des protocoles et des périodes de comptage et la création d une banque de données commune. Spécificités sur les suivis des limicoles Le suivi des stationnements mis en œuvre dans le cadre du volet «Limicoles côtiers» de l observatoire Patrimoine Naturel Littoral RNF-AAMP sur les différents types d AMP (RN, PNM, 28

34 N2000, RCFS, RCM, CEL ) est aujourd hui très représentatif à l échelle du littoral métropolitain en représentant près de 70% des effectifs obtenus lors des campagnes de surveillance conduite en janvier par la section française de Wetlands International, et cela pour chacun des mois (Caillot, 2012). Cette base de données animée par les gestionnaires d AMP est aujourd hui incontournable pour alimenter l ensemble des travaux visant à améliorer la connaissance relative aux limicoles et milieux associés et des partenariats pérennes sont aujourd hui établis avec des laboratoires de recherche comme le laboratoire LIENSs qui a mené en collaboration avec l observatoire patrimoine naturel littoral RNF- AAMP des travaux de recherche visant à préciser les connectivités écologiques entre les sites littoraux. Ce programme devrait s étendre peu à peu aux autres secteurs littoraux présentant les mêmes enjeux. L idée étant de pouvoir comparer les situations, comme par exemple mesurer l effet des AMP et autres mesures de gestion appliquées en proposant la mise en œuvre de ce même protocole sur des territoires du littoral non classé. Des moyens seraient donc à imaginer pour pérenniser cette mise en réseau élargie qui pourraient associées aux personnels des organismes gestionnaires des AMP, ceux des ONG non gestionnaires ou encore ceux des services de l Etat et des collectivités territoriales impliqués sur le littoral. Spécificités sur les suivis des colonies d'oiseaux marins nicheurs Le dernier recensement national des oiseaux marins nicheurs de France (ROMN) a été réalisé sur la période , faisant suite aux précédentes enquêtes programmées sur une base décennale ( , , , ). Ce recensement est coordonné par le GISOM et relayé par d autres structures au niveau régional et départemental. La collecte des données est réalisée par de nombreux observateurs, majoritairement bénévoles mais aussi professionnels, appartenant à diverses associations et autres organismes. Les dénombrements concernent 28 espèces à reproduction régulière en France 1 et quelques espèces occasionnelles. Ce vaste dispositif de collecte permet de dégager les changements majeurs en termes d'effectifs et de répartitions des colonies d'oiseaux marins nicheurs de France ; il doit être pris en compte dans le cadre de la DCSMM. Les périodes optimales pour les opérations de comptage des couples nicheurs varient selon les espèces. Ainsi, les recensements des colonies de cormorans huppés en Corse se font dès février-mars tandis que les colonies d océanites tempête sont principalement prospectées en juin-juillet en Bretagne. C est durant le mois de mai que la majorité des autres espèces sont dénombrées. Les effectifs des espèces rares et menacées peuvent être suivis annuellement (p. ex. macareux : 150 couples environ en Bretagne) mais d'autres espèces à large répartition sont recensées moins fréquemment comme par exemple le cormoran huppé ou la sterne pierregarin par manque de moyens humains et financiers. Il existe également des initiatives plus locales de suivis des oiseaux marins dont les données sont intégrées au recensement décennal sous réserve qu'elles soient transmises. En Bretagne, l'orom assure un suivi annuel de la reproduction des colonies en renseignant chaque année les effectifs et le succès de reproduction d espèces. 1 Liste des 28 espèces d oiseaux marins qui se reproduisent régulièrement en France : fulmar boréal, puffin cendré, puffin des anglais, puffin yelkouan, océanite tempête, fou de Bassan, grand cormoran, cormoran huppé, mouette mélanocéphale, mouette rieuse, goéland railleur, goéland d'audouin, goéland cendré, goéland brun, goéland argenté, goéland leucophée, goéland marin, mouette tridactyle, sterne hansel, sterne caugek, sterne de Dougall, sterne pierregarin, sterne naine, guifette moustac, guifette noire, guillemot de Troïl, petit pingouin, macareux moine. 29

35 Les données issues du ROMN et des programmes locaux de suivi permettront de renseigner l'indicateur en s'intéressant en particulier aux espèces à large répartition spatiale et véritablement inféodées au milieu marin. II.3.2. Risques de limites techniques ou opérationnelles à prendre en compte Le temps de formation du personnel compétent en taxonomie est long, même pour l identification de prédateurs marins. A l heure actuelle, la compétence naturaliste et taxonomiste au niveau français, pourtant indispensable aux besoins de gestion et de recherche, disparaît au niveau de l ensemble des spécialités biologiques. L effort de formation n est pas rentabilisé car il a besoin sans cesse d être renouvelé, étant donné que les emplois sont créés à court terme. Enfin, ce besoin de pérennisation n est pas seulement associé à un besoin en personnel qualifié. Il consiste à mettre en place une formation standardisée à l échelle nationale voire internationale afin d assurer une cohérence dans les analyses. Il concerne aussi un besoin de gestion, c'est-à-dire une coordination efficace et une bancarisation des données centralisée. Dans le cadre de la DCSMM cette organisation doit être mise en place au niveau national. La greffe de nouveaux dispositifs sur les navires de recherche est limitée par les moyens humains à bord. Les interventions humaines sont à limiter dans la mesure du possible. II.3.2.a. Plancton L appareillage des systèmes automatisés de mesure in situ pour le zooplancton nécessitent des développements technologiques afin de miniaturiser les instruments à fixer sur les gliders. Le suivi du zooplancton gélatineux est difficile à intégrer dans un programme de suveillance pour plusieurs raisons : Efflorescences intenses et ponctuelles nécessitant une haute fréquence d échantillonnage Encombrement des filets à plancton conventionnels Conservation des individus délicate (destruction des tissus avec les liquides conservateurs conventionnels) Il nécessite donc un protocole de suivi et d analyse adapté. Certaines espèces de zooplancton gélatineux à intérêt écologique et scientifique doivent être identifiées vivantes à bord (difficultés de conservation). II.3.2.b. Benthos Les prélèvements utilisés pour le calcul des abondances peuvent être utilisés également pour le calcul des biomasses mais cela augmente significativement les coûts de traitement (humains et financiers). 30

36 La pesée des organismes ne peut donc pas être intégrée à tous les points de suivi des communautés benthiques. Un choix de stations devra être réalisé en fonction de la pertinence pour l'évaluation. II.3.3. Recommandations pour la gestion et la bancarisation des données Nous recommandons de bancariser les données issues des programmes de suivis dans des bases de données ou systèmes d'informations interopérables au niveau national. Lorsque des bases de données sont déjà opérationnelles pour le renseignement de certains dispositifs, une analyse des possibilités d interopérabilité devra être réalisée pour déterminer si le mode de stockage peut être maintenu ou doit être amélioré. Concernant les données issues des sciences participatives (Cf. II.3.4) et dans l objectif de servir des politiques publiques (DCSMM, INPN, ONB, IOBIS), il apparaît nécessaire de proposer des interfaces de saisies des données acquises sur le milieu marin aux associations et organismes volontaires. Le projet proposé par Romain David, sous l égide du SINP, consiste à construire des outils informatiques opérationnels, utilisables notamment par le public des sciences participatives et inter-opérables suivant les standards retenus par le SINP et profitables à l ensemble des organismes institutionnels travaillant sur ces questions (MNHN). II.3.4. Recommandations sur les acteurs, les opérateurs potentiels Les opérateurs en charge historiquement des suivis et ayant acquis le savoir-faire nécessaire seront sollicités. Concernant les suivis non institutionnels réalisés sur fonds propres (p. ex. suivis à l initiative des stations marines), il conviendra d interroger au préalable les acteurs de ces suivis pour savoir si une mise à disposition de la donnée pour les besoins de la DCSMM est envisageable ; une charte d utilisation pourra être définie. Suivi des poissons côtiers par système vidéo Maitres d œuvre potentiels : terrain : services techniques AMP, appui scientifique, bureaux d étude analyse d image : dépend du niveau d analyse : les gens qui sont sur le terrain connaissent les espèces en général et sont motivés pour l analyse, bureaux d étude analyse de données : couplage avec la plateforme PAMPA (avec quelques utilitaires de saisie et mise au format en cours d élaboration). L analyse peut être réalisée par les responsables scientifiques des AMP (cf projet PAMPA), les bureaux d étude et les experts scientifiques si besoin. 31

37 Intégration de la science participative Au-delà de l intérêt partagé de travailler en réseau tout en réclamant une évidente légitimité à développer les particularités de chaque programme, il devient évident qu une des solutions est de définir un ou des besoins communs à tous afin d aboutir à une mutualisation des moyens. L enjeu est surtout de construire des plateformes qui répondent à des objectifs communs (analyse, bancarisation des données). Ces différentes plateformes amélioreront de fait l interopérabilité nécessaire à la mise en place de monitorings homogènes à plus large échelle. L Antenne Méditerranée de l AAMP a identifié plusieurs réseaux thématiques qui pourraient servir à construire cette démarche. Les thèmes retenus correspondent à deux habitats d intérêt communautaire et à des espèces à fort intérêt patrimonial : l herbier de Posidonie, le coralligène, les oiseaux marins, les cétacés et les tortues marines. Il est proposé de développer un réseau «poissons» (suivi du mérou, GEM, ). Dans le cadre de ce dernier réseau une réflexion autour des suivis réalisés sur les récifs artificiels permettrait de répondre aux sollicitations de la DIRM Méditerranée auprès de l AAMP quant à la mise en œuvre d une base de données et l animation d un réseau d acteurs. II.3.5. Informations éventuelles sur les coûts A l heure actuelle, les coûts de revient propres aux demandes de modifications et de créations de dispositifs pour l objet de surveillance 1 ne sont pas établis. Ce travail demande une étude approfondie car pour chaque paramètre, ces coûts (personnels et matériels) dépendront du nombre de stations à échantillonner, du nombre de réplicats à effectuer, ce qui n est pas encore déterminé. De plus, le coût de chaque analyse dépendra de l opérateur choisi. Le coût de certains projets proposés à l ANR (FONCE, ISIBOP, VISION, etc.) et des programmes de suivis actuels (campagnes halieutiques, etc.) est déjà connu. Le suivi de l abondance des poissons côtiers par comptage in situ (vidéo) à l échelle de la sous région marine nécessite la mise en place d un programme de surveillance annuel (en ciblant la meilleure fenêtre d observabilité des peuplements ichtyologiques) pour l ensemble des façades françaises. Les moyens requis en mer et à terre sont les suivants : En mer : - un bateau d'au moins 5 mètres avec un espace pour disposer les deux systèmes, mais pas trop grand pour être bien maniable en largage et récupération - un pilote et deux personnes (technique facile à déployer et qui ne requiert pas d'expertise scientifique), en conditions calmes et peu profondes, il est possible de le faire avec une seule personne. - frais de fonctionnement : carburant, disque dur de stockage des vidéos - un GPS - un ordinateur pour dérusher les vidéos chaque soir et valider ou pas les observations en fonction de la visibilité - un chargeur de piles et de batteries Post-traitements à terre (analyse des images) : 32

38 - une séquence correspondant à une station est analysée en 15 min. à 1h15 en fonction de la quantité de poissons - on analyse l'habitat (estimation des recouvrements biotiques et abiotiques), les poissons, voire les autres espèces (tortues, etc...), pas les espèces cryptiques. - les données sont analysées à l'aide de l'outil de calcul du projet PAMPA (wwz.ifremer.fr/pampa) qui produit directement les indicateurs à différents niveaux spatial et taxonomique et en fonction de différents facteurs comme l'habitat, l'année, etc... L'analyse d'un jeu de données en vue de calculer un panel d'indicateurs prend une à deux semaines, rapport compris. A titre d exemple, une campagne de suivi sur la réserve naturelle marine de Cerbère-Banyuls (650 Ha) implique 5 jours de mer (3 personnes à bord d une embarcation de 5 m, de type zodiac) pour 100 vidéos terrain sur une gamme de profondeurs idéales de 1 à 10 m (pouvant aller jusqu à 25 m) + 3 semaines de traitement des images (1 personne qualifiée ; le temps d analyse dépend du niveau d analyse et de la liste d espèces à identifier, soit un temps moyen de 45 min. pour une analyse de la faune mobile - tous les individus sont identifiés au niveau spécifique si possible - et 10 min. pour une analyse de la faune fixée). Le coût pour cette campagne est estimé entre et euros TTC. Le coût d un système est de l ordre de euros et le matériel est réutilisable dans la durée. II.3.6. Optimisation intra-thématique Les suivis du plancton (phytoplancton, zooplancton) peuvent être réalisés de manière conjointe car la fréquence d échantillonnage et l emprise géographique seront similaires. II.3.7. Optimisation inter-thématique Les protocoles et fréquences d'échantillonnages temporelles et spatiales nécessaires seront très similaires à ceux des Descripteurs 1 et 3 et permettront de réaliser des suivis d abondance et de biomasse. Contrairement à la thématique 3, la biomasse de tous les poissons (regroupés par guildes trophiques) sera calculée, pas seulement celle des espèces commerciales et/ou menacées. Les paramètres suivants seront aussi utilisés par le D1 et le D3 : Biomasses du plancton : État des espèces et communautés typiques (1.6.1); Composition et proportions relatives des composants des écosystèmes [habitats et espèces] (1.7.1) Biomasses/taille de poissons et traits biologiques des invertébrés: Abondance et/ou biomasse des populations, selon le cas (1.2.1), Rapport entre capture et indice de biomasse (3.1.2), Biomasse du stock reproducteur (3.2.1), indices de biomasse (3.2.2). Actuellement, au sein du réseau des planctonologues, les connaissances et expertises restent relativement compartimentées. Afin d analyser les échantillons de plancton de manière exhaustive, une articulation entre les taxonomistes de différentes spécialités sont nécessaires afin de pouvoir identifier la communauté planctonique dans son ensemble. Par exemple, des spécialistes benthologues 33

39 pourraient être impliqués pour l identification du méroplancton et des spécialistes halieutiques pour l ichtyoplancton. II.3.8. Optimisation communautaire Lors du travail du groupe d experts OSPAR/ICG-COBAM, des paramètres et leurs besoins de suivis ont été proposés pour le D4 (Annexe 3). Biomasse et composition du plancton Les ratios de traits de vie du plancton sont proposés comme indicateur commun dans la zone d OSPAR. La fiche technique (Annexe 3) montre que la mise en œuvre de cet indicateur à l échelle de l Union Européenne nécessitera : Une standardisation des suivis et méthodes d'évaluation Un suivi coordonné entre les États Membres des groupes sous-échantillonnés comme le microphytoplancton, bactéries, pico, nano microzooplancton. Biomasse et taille des poissons Pour la mer du Nord, des données de biomasse des poissons démersaux sont déjà disponibles à partir des suivis scientifiques, par exemple l ICES International bottom trawl survey (IBTS), ainsi que la bancarisation, par exemple la base de données DATRAS. Afin de pouvoir calculer un indicateur robuste à l échelle européenne, il est recommandé d effectuer un échantillonnage régulier (annuel) couvrant la même zone en utilisant les mêmes protocoles. Autres paramètres et groupes biologiques Afin de pouvoir calculer l indicateur basé sur les spectres de biomasses, la biomasse de prédateurs supérieurs devrait aussi être renseigné. Par contre, la pertinence de ce paramètre n a pas été discutée en détail au sein du groupe d experts d ICG-COBAM. Aucun indicateur benthique pour le D4 n a été proposé par les autres Etats Membres. Par ailleurs, l'appel d'offre de la DG ENV «PP/ENV/SEA SIMISSE 2 "» qui a pour objectif de renforcer les coopérations Inter-Etats devrait permettre d'aboutir à la proposition de programmes intégrés de surveillance et de programmes multidisciplinaires en recherchant autant que possible la mutualisation des moyens, en particulier par des campagnes rassemblant plusieurs états d une même sous-région, et l intégration des paramètres observés et des méthodes élaborées de façon à réduire les coûts des programmes de surveillance. 2 Developing integrated Strategies for the Implementation of Multidisciplinary and Inter-States monitoring programmes in marine subregions of Southern Europe (SIMISSE) 34

40 III. Objet de la surveillance n 2 : Productivité des espèces La productivité d un groupe biologique est sa production exprimée par unité de biomasse (P/B). Il faut bien distinguer plusieurs paramètres : La production brute (PB) : quantité de carbone assimilée par le groupe biologique, par unité de surface et de temps. La production nette (PN) au sens théorique : PB - Respiration La production nette (PN) utilisée en modélisation (modèles Ecopath) : quantité de carbone disponible pour les niveaux trophiques supérieurs, soit PB - Respiration - Excrétion (Nourriture non assimilée) La Croissance de Biomasse : quantité de carbone assimilée par le groupe biologique, une fois la mortalité déduite, soit PB - Respiration - Excrétion Mortalité (sénescence, prédation, pêche). Le paramètre qui intéresse la problématique du D4, notamment pour la construction d indicateurs, est la quantité de carbone disponible pour les niveaux trophiques supérieurs (PN au sens Ecopath). La productivité des espèces est un paramètre pertinent pour évaluer les flux de matière dans les réseaux trophiques, mais très peu de méthodes et/ou de données sont disponibles à ce jour. Il n existe pas de moyen technique pour évaluer directement in situ la production nette de tous les compartiments du réseau trophique. Elle peut être estimée par la modélisation (modèles trophiques) ou à partir d équations allométriques spécifiques à chaque grand groupe (poissons téléostéens, oiseaux, etc.), à partir de données de biomasses, de mortalité, etc. La productivité est estimable directement, ou par le biais de paramètres proxies, pour le bactérioplancton, le phytoplancton et de manière plus indirecte pour les top-prédateurs, mais très complexe pour les niveaux trophiques intermédiaires (zooplancton, invertébrés benthiques, poissons). La variation annuelle de biomasse seule ne permet pas de connaître la productivité d une espèce si la mortalité (naturelle, extraction, prédation, etc.) n est pas connue. Cela met en évidence le besoin important de développer des connaissances et des protocoles techniques à ce sujet. La productivité des poissons peut être estimée à partir de leur croissance et/ou de leur taux de reproduction (Dutil & Brander, 2003; Morgan, 2008). En revanche, le degré d applicabilité de ces deux variables dans la gestion des pêches est discutable, car la croissance et le taux de reproduction peuvent varier de manière importante sous l influence de plusieurs facteurs, difficiles à isoler. Ces facteurs incluent la température, la période de croissance, disponibilité de nourriture, etc. (Dutil & Brander, 2003). Le mode de reproduction des poissons est souvent mal connu et le devenir de leurs œufs est largement influencé par les conditions environnementales (Laprise & Pepin, 1995). En tant qu indicateur du D4, ce paramètre semble donc peu utilisable. Par exemple, Borja et al. (2011) ont récemment évalué la productivité (recrutement/biomasse des stocks) des aiglefins de la Mer Cantabrique, afin de calculer et tester l indicateur de la DCSMM. En utilisant des données sur le long terme ( ), les auteurs ont observé une augmentation de la productivité mais cette tendance semblait plutôt liée à la pression de compétition et/ou le changement physique de l environnement. De ce fait, cet indicateur ne semble pas pertinent pour le D4 (Borja et al., 2011; Rombouts et al., 2013b). En revanche, les indices basés sur le taux des croissances des communautés halieutiques, en utilisant les données d abondance-taille, peuvent être plus prometteurs (Greenstreet et 35

41 al., 2012) mais nécessitent actuellement des études plus approfondies. C'est pourquoi, dans l'état actuel des connaissances, nous ne proposerons pas encore de dispositif de suivi de la productivité des poissons démersaux et pélagiques dans le cadre du PDS. III.1. Paramètres ou groupes de paramètres à suivre Plancton: Production primaire Production secondaire Compartiment benthique : Biomasse moyenne annuelle des invertébrés benthiques Taux de croissance des macrophytes (herbiers, macroalgues) Production primaire (phanérogames marines, macroalgues, épibiontes, microphytobenthos et coralligène) Prédateurs supérieurs : Nombre de jeunes par rapport à la population totale (pinnipèdes, cétacés et grands pélagiques) Embonpoint (mammifères marins échoués) Épaisseur du gras (mammifères marins échoués) Statut reproducteur des femelles (mammifères marins échoués) Nombre de femelles gestantes (mammifères marins échoués) Nombre de jeunes à l envol par couple reproducteur (colonies d'oiseaux) Nombre d œufs par nid (colonies d'oiseaux)taux de reproduction ou taux de sevrage (colonies de pinnipèdes) III.2. Objectifs recherchés et enjeux pour la DCSMM III.2.1. Production primaire Les écosystèmes côtiers sont fortement productifs mais cette productivité est mal estimée. Aujourd hui, la production primaire est déterminée à partir de la biomasse, ce qui introduit des erreurs considérables. L enjeu est ici donc, de mettre l estimation de la production primaire en amont et en complément de la mesure de biomasse. En effet, l activité des producteurs primaires est souvent réduite à la teneur en chlorophylle du milieu ou à sa biomasse. Or, l estimation de la biomasse chlorophyllienne ne donne qu une image figée de l activité des producteurs primaires, les concentrations mesurées étant la résultante de la production nette, la dilution par les courants, la mortalité par broutage ou sénescence, la photoacclimatation, ainsi que d autres facteurs biotiques ou abiotiques. L estimation de la production primaire doit permettre d appréhender la dynamique de la 36

42 production du système étudié en amont de la biomasse chlorophyllienne, c est-à-dire, calculer le flux d énergie et de carbone vers les compartiments du réseau trophique supérieur. Les niveaux trophiques (même intermédiaires, comme le zooplancton), pris en compte dans les études halieutiques et écologiques, reposent sur la production primaire. Ce paramètre est donc nécessaire pour calculer tout indicateur basé sur la productivité des groupes clés. Il paraît de plus incontournable de considérer la production primaire et sa dynamique pour accéder à une vision fonctionnelle de l écosystème et permettre de fournir des données aux modèles écosystémiques. III.2.2. Paramètres liés à la productivité des autres consommateurs La productivité des espèces prédatrices clés (indicateur 4.1.1) est l un des indicateurs du D4 qui demande le plus de développement à l heure actuelle. Pour être validé, il y a deux besoins principaux auxquels le PDS doit participer : 1) être en mesure d estimer la productivité des prédateurs et 2) valider le lien entre cette productivité et la disponibilité en proies (état du réseau trophique). Ce lien n est établi que pour quelques espèces à l échelle locale et est très difficile à mettre en évidence pour les espèces mobiles. De plus, en termes de suivi des espèces prédatrices, il faudra s assurer que la population des prédateurs est limitée par sa ressource alimentaire, sinon leur performance ne reflétera pas le fonctionnement des réseaux trophiques (Rombouts et al., 2013b). Un travail de validation de l indicateur a besoin d être fait avant qu il puisse être utilisé dans la ZEE française, notamment sur les cétacés (présents sur toute la ZEE). Ce lien sera éventuellement possible à établir en priorité sur des espèces présentant certaines caractéristiques : Espèces ayant une zone d alimentation connue (condition obligatoire), comme le dauphin de Risso (sur le talus en Méditerranée), (pour la forme résidente côtière) ou le dauphin commun (sur le plateau continental du golfe de Gascogne et de la Mer Celtique). Ce n est pas le cas pour les autres espèces, ce qui nécessite un effort de recherche particulier. Certaines espèces comme le cachalot ou certains delphinidés opportunistes se déplacent et se nourrissent sur une trop grande zone pour pouvoir relier leur état à l état de santé de l écosystème. Espèces sténophages (peu de proies dans le régime alimentaire), sensible aux changements survenant au niveau de leur(s) proie(s). Au contraire, une espèce opportuniste s adaptera à ces changements en changeant de proie. Espèces dont l estimation de la productivité est envisageable (p. ex. dauphin bleu et blanc, grand dauphin). Les oiseaux marins peuvent répondre de façon lente et non-linéaire à la disponibilité de leurs proies (Furness & Tasker, 2000; Asseburg et al., 2006; Piatt et al., 2007). De plus, de nombreuses espèces sont opportunistes ce qui permet à leur succès reproducteur de se stabiliser plus rapidement. Il a été proposé de sélectionner des prédateurs fortement liés à un seul type de proie (sténophages). Comme cela correspond peu à la réalité, il sera plus judicieux de considérer la performance reproductrice par groupes trophiques plutôt que par espèce. A l heure actuelle, les données nécessaires sur les régimes alimentaires afin de pouvoir catégoriser tous les prédateurs par groupe trophiques ne sont pas toujours disponibles. La variabilité de consommation par les oiseaux marins peut être estimée à partir de l observation des apports de proies, des contenus stomacaux (régurgitats) et des analyses des isotopes 37

43 stables (Chiaradia et al., 2010). Cependant, ce type de données n est pas encore collecté de façon régulière. III.3. Recommandations sur le dispositif de suivi III.3.1. Méthode recommandée III.3.1.a. Production primaire planctonique Création de dispositif : Scénario minimal Ajout de systèmes de fluoromètre modulé associé à des mesures de l absorption fonctionnelle du PSII (photosystème II) automatisés, permettant le suivi de la productivité primaire, sur les dispositifs Ferrybox proposés par la Thématique 5 (Cf. Livrable 5 de la Thématique 5, scénarios minimal, intermédiaire et optimal confondus). Scénario intermédiaire Ajout de fluoromètre modulé associé à des mesures de l absorption fonctionnelle du PSII automatisés sur le réseau des bouées des stations marines. Programme d acquisition de connaissances (en vue de développer une méthode de mesure de la production primaire mieux adaptée aux besoins du D4) Développement de l outil de fluoromètre modulé à multilongueur d onde associé à des mesures de l absorption fonctionnelle du PSII aux différentes longueur d onde pour pouvoir calculer des productions par groupes pigmentaires. Les écosystèmes côtiers sont fortement productifs mais cette productivité est mal estimée. En effet, la caractérisation du compartiment phytoplanctonique est souvent réduite à la concentration en chlorophylle a du milieu. Or, l estimation de la biomasse chlorophyllienne ne donne qu une image figée du compartiment phytoplanctonique, les concentrations mesurées étant la résultante de la production nette phytoplanctonique, la dilution par les courants, la mortalité par broutage ou sénescence, la photoacclimatation, ainsi que d autres facteurs biotiques ou abiotiques. Les données de production primaire disponibles sur les côtes françaises sont rares et ponctuelles. Le manque de données à haute résolution temporelle s explique par l inexistence sur nos côtes d outils capables d estimer les paramètres de production à haute fréquence et de manière automatique. La méthode standard pour mesurer la production brute phytoplanctonique est l incubation des échantillons en présence d isotopes radioactifs ( 14 C) ou stable ( 13 C) et le suivi de son assimilation. Cependant, la lourdeur des mesures de production primaire traditionnelles n est plus envisageable car trop contraignante vis-à-vis de la législation actuelle (liée au traitement des déchets radioactifs). La 38

44 production bactérienne se mesure de manière similaire en utilisant de la 3 H-leucine, ce qui entraine le même problème de gestion des déchets vis à vis de la législation. Les nouveaux outils de mesure, basés sur la fluorimétrie modulée peuvent nous apporter les éléments nécessaires (paramètres photosynthétiques) afin d obtenir une estimation réaliste de la variabilité de la capacité de production des écosystèmes côtiers (Napoléon & Claquin, 2012; Napoléon et al., 2012). La méthode consiste à estimer la capacité de production du phytoplancton, en mesurant la variation de fluorescence de la chlorophylle a au niveau du photosystème II. Différentes variantes de cette méthode existent (Kromkamp & Forster, 2003), nous avons retenu la méthode dite Pulse Amplitude Modulated (PAM). Cette approche permet d obtenir une estimation de l état physiologique et la capacité de production d une population phytoplanctonique naturelle en quelques minutes sur un petit échantillon d eau de mer (Napoléon et al., 2012). Cette méthode est rapide et non invasive. Elle peut donc permettre de réaliser des mesures à haute fréquence. Dans le cadre du programme Interreg IVa CHARM3 (CHannel integrated Approach for marine Resource ), un système automatique permettant de réaliser des mesures des paramètres photosynthétiques à haute fréquence a été développé sur la base d un Water PAM FT (flow-through). En calibrant ces mesures à hautes fréquences avec des mesures d incorporation de 13 C à basse fréquence, il a été montré qu il était possible d accéder à des mesures de production primaire fiabilisées à haute résolution spatiale et temporelle (Napoléon & Claquin, 2012; Napoléon et al., 2012). Tout système de mesure automatisée nécessite une intervention humaine régulière (maintenance, calibrations) environ mensuelle ou bimensuelle. Concernant le suivi de la production primaire, des calibrations sont réalisables sur de tels navires. Ces systèmes PAM sont à l heure actuelle les seuls qui permettent d obtenir des mesures absolues automatisées et fiables et ils sont déjà opérationnels et commercialisés. Ils peuvent être aisément placés sur les navires des lignes régulières de ferry ou sur des bouées afin d intégrer le programme de surveillance de la DCSMM. A l heure actuelle, leur utilisation n est pas harmonisée à l échelle de la façade française, afin de mieux caractériser le fonctionnement des masses d eau. En Manche orientale, la ligne de ferry Roscoff-Plymouth a déjà fait l objet d une application avec succès. Ces systèmes ont aussi été utilisés sur des lignes de ferry aux Pays-Bas, dans le cadre du projet européen PROTOOL ( Le livrable 5 de la Thématique 5 détaille une proposition de création de dispositif par l utilisation de Ferrybox greffés sur les lignes de ferry. Les dispositifs PAM sont conçus pour être directement adaptable sur ces Ferrybox. Dans le cadre du programme de surveillance à partir des lignes de ferry, il est recommandé de coupler deux approches : Une évaluation permanente ; installation de dispositifs permanents sur 2 lignes (Manche/Mer du Nord et Golfe de Gascogne) Une évaluation «mobile» : Installation de plusieurs (p. ex. 3) dispositifs sur d autres lignes (durée de un an par ligne), afin de rassembler un maximum d information sur le fonctionnement des masses d eau et d optimiser la surveillance (meilleur choix des lignes). Le réseau de bouées scientifiques des stations marines peut également être un support de greffe pour ces dispositifs dans un but de surveillance stationnelle à haute fréquence. 39

45 Des outils en développement ou en début de commercialisation par différents fabriquants permettront d évaluer directement la part de l activité photosynthétique de chaque groupe phytoplanctonique (différenciation par les pigments). Le MC de PAM Walz se présente comme un candidat idéal pour la recherche en laboratoire. Cet appareil n est pas encore opérationnel en milieu marin et nécessite encore un développement méthodologique. III.3.1.b. Production secondaire planctonique Il existe plusieurs méthodes d estimation de la production secondaire planctonique, utilisées dans le cadre de la recherche fondamentale. Toutes nécessitent de prélever des échantillons d eau in situ, de les faire incuber plusieurs jours en laboratoire, et de faire plusieurs comptages microscopiques sur ces échantillons (individus, œufs ou pelottes fécales). Ces méthodes sont donc coûteuses en temps de travail et surtout très contraignantes en termes de manipulations sur le terrain (pas de conservation possible des échantillons, nécessité d une disponibilité immédiate des appareils en laboratoires, manipulations longues). De plus, un suivi de la production secondaire planctonique n aurait d intérêt que s il était effectué avec une fréquence élevée (ordre de la semaine/mois) compte tenu de la forte variabilité temporelle du paramètre, ce qui multiplierait le travail requis. Ces méthodes ne semblent donc pas recommandables dans le cadre d un programme de surveillance en routine à l échelle des sous-régions marines. III.3.1.c. Productions primaire et secondaire benthiques Création de dispositif Scénario intermédiaire : Suivi de la production primaire benthique sur des zones prioritaires restant à définir, soit par suivi de la croissance des feuilles/thalles, soit par mesures directes (Fluoromètre modulé) Concernant la production microphytobenthique (zones côtières), des protocoles de mesure directe existent mais sont lourds à mettre en œuvre (nécessité de ramener les échantillons au laboratoire dans l heure qui suit le prélèvement, utilisation d'éléments radioactifs qui requiert une autorisation réglementaire et un aménagement spécifique des laboratoires). La mise en place d'un dispositif de surveillance n'aurait d'intérêt que si les mesures étaient réalisées à haute-fréquence en raison de la variabilité à court terme extrêmement importante de cette production, en fonction des facteurs environnementaux (marée, courants, ensoleillement, etc.). Une surveillance de la production microphytobenthique n'est donc pas envisageable à l'échelle des SRM mais des mesures ponctuelles pourraient toutefois s'avérer utiles pour certains sites atelier pour développer la connaissance. Cela pourrait s appuyer sur le suivi mis en œuvre par le LEMAR (Aude Leynaert) sur la pointe bretonne. S'agissant des herbiers de posidonies de méditerranée, une méthode basée sur la lepidochronologie permet de reconstituer la production, année par année, au cours des 20 à 50 dernières années (Pergent et Pergent-Martini, 1990). Cette méthode a déjà été appliquée sur plusieurs sites et a l'avantage de nécessiter un prélèvement unique. 40

46 Il existe une méthode de calcul de la production des phanérogames (posidonies, zostères) à partir du suivi de la croissance des feuilles, qui est pour l instant appliquée dans le cadre d études ponctuelles (p. ex. Ribaudo; Alcoverro et al., 1995). De même, une méthode de calcul de la production des macroalgues existe (Manaud et al., 1994). Malgré l intérêt que représente ce paramètre pour la Thématique 4, ces méthodes requièrent une quantité de travail importante (plongées régulières) et sont donc difficilement applicables sur une grande quantité de sites, à l échelle des SRM. Elles peuvent en revanche être appliquées sur un nombre réduit de sites, présentant un caractère prioritaires : zones sensibles aux pressions et/ou à intérêt patrimonial. Concernant les phanérogames, les macroalgues et le coralligène, des réseaux de surveillance existent mais la production ne fait pas partie des paramètres mesurés en routine, alors que la technique PAM a été testée et validée (Lassauque, 2009). Aucun dispositif de surveillance de la production des invertébrés benthiques n'a été identifié. Certains auteurs proposent d'estimer la production des invertébrés benthiques à partir de paramètres simples à obtenir (p. ex. biomasse moyenne annuelle) en appliquant pour chaque espèce une relation allométrique déduite de modèles empiriques (Brey, 2001). Cependant, il est possible que pour certaines espèces ces relations ne soient pas adaptées. Dans l'état actuel des connaissances, cette approche qui aurait l'avantage d'être peu onéreuse semble la meilleure piste pour évaluer la production des invertébrés benthiques mais elle nécessite des recherches complémentaires avant d'être vraiment opérationnelle. III.3.1.d. Prédateurs supérieurs Modification de dispositif : Scénario minimal : Inclure les paramètres «nombre de jeunes à l envol par sites apparemment occupés (SAO)» et «nombre d œufs par nid» à tous les suivis des colonies d oiseaux (en fonction de la configuration des colonies et des moyens financiers et humains disponibles). Acquisition de connaissances pour le développement de l indicateur : Scénario optimal : Analyse des données d échouages (démographie) afin de valider la méthode d estimation de la productivité. Mammifères marins et grands pélagiques : L estimation de la productivité devra être estimée avec des paramètres différents selon les espèces : Comptage direct du nombre de jeunes : Cette méthode est possible sur des espèces sédentaires (zones de fréquentation accessible pour assurer un suivi), à forte abondance (jeunes suffisamment représentés dans la population) à condition que les classes d âges soient identifiables. Parmi ces espèces : les pinnipèdes, le grand dauphin (plutôt côtier et par photo-identification), le dauphin de Risso (assez fidèle à sa zone d alimentation sur le talus) et éventuellement (à confirmer) le dauphin 41

47 bleu et blanc (nombreux petits et effectif abondant). Les besoins concernant ce paramètre renvoient donc aux besoins du paramètre «abondance». L inconvénient de cette méthode est qu elle ne tient pas compte de la mortalité (obtention d une valeur de production nette). Exploitation des données d échouages : Pour certaines espèces, évaluer le nombre de jeunes est compliqué car elles donnent de rares naissances par rapport à l abondance totale de la population (p.ex. le marsouin, le cachalot, le rorqual, le dauphin bleu et blanc, le dauphin commun ). Pour ces espèces, ce sont surtout les données démographiques (âge, statut reproducteur), issues des échouages et indépendantes de l état de conservation, qui permettent d informer sur la dynamique de la fécondité des populations, de leur taux de survie et qui finalement permettent de déterminer si les populations sont en phase de croissance ou de déclin. L embonpoint, la composition et l épaisseur du gras d individus frais (captures accidentelles) peuvent potentiellement être utilisés, mais cette méthode n est pas encore opérationnelle. Oiseaux Marins : La productivité des oiseaux marins peut être estimée en réalisant un bilan de la saison de reproduction des colonies comme celui réalisé par l'orom 3 sur le littoral breton (Cadiou et al., 2012). La reproduction à terre facilite les suivis mais demande toutefois des moyens humains plus importants que pour des dénombrements classiques de colonies. Les paramètres habituellement renseignés sont le nombre de jeunes à l envol par couple reproducteur (en priorité) et le nombre d œufs par nid (en second lieu, notamment car certaines espèces ne pondent qu un oeuf) mais les paramètres pertinents sont à considérer pour chaque espèce, en fonction de l'accessibilité des sites, de l'étendue temporelle des périodes de ponte et des caractéristiques intrinsèques à chaque espèce. Le comptage du nombre de jeunes à l'envol est réalisé par différentes méthodes selon les espèces et les conditions d observation, à l échelle de colonies entières ou d échantillons au sein d une colonie (en minimisant le dérangement) et nécessite de dénombrer au préalable les couples reproducteurs. Le comptage du nombre d'œuf par nid nécessite 1) le repérage des nids et 2) de définir le nombre de passages, avec prospection au sein de la colonie ou observation à distance (1 seul passage étant souvent insuffisant pour estimer le nombre d'œufs par nid de la colonie, en particulier pour les espèces dont la période de ponte est étendue dans le temps). Pour d'autres espèces, aucun des deux paramètres précédent ne peut être obtenu (pour des raisons techniques) et il n existe pour l instant pas d autres alternatives. Un ensemble de fiches méthodologiques ont été préparées par le Groupement d Intérêt Scientifique Oiseaux Marins (GISOM) dans le cadre de l'enquête «oiseaux marins nicheurs de France » et pourraient être exploitées pour contribuer à la mise en place du programme de surveillance. III.3.2. Risques de limites techniques ou opérationnelles à prendre en compte La greffe de nouveaux dispositifs sur les navires de recherche est limitée par les moyens humains à bord. Les interventions humaines sont à limiter dans la mesure du possible. 3 Observatoire Régional des Oiseaux Marins en Bretagne 42

48 Production secondaire planctonique Il n existe actuellement pas de système d'imagerie in situ (type PVM) adapté aux plateformes autonomes de type flotteur (autonomie de 3 ans) et planeur (autonomie de 3 mois). Sans données acquises in situ, les modèles biogéochimiques ou d habitat ne pourront ni estimer correctement les flux des éléments, ni prévoir l'évolution des ressources halieutiques. Un capteur d'imagerie véhiculé par des plateformes donnera une vision tomographique unique des écosystèmes pélagiques, propre à valider les modèles biogéochimiques. Prédateurs supérieurs L'expertise nationale englobe des ornithologues issus de structures et d'horizons très variés. Il conviendra donc de réfléchir à une cellule de coordination adaptée pour le programme de surveillance DCSMM. En effet, un des freins majeurs à l'extension des suivis de la reproduction est le manque de moyens humains ; il sera donc nécessaire d impliquer un maximum de structures et de personnes tout en pérennisant les suivis actuels afin de pouvoir estimer le succès de reproduction (suivis en Bretagne coordonnés par l'orom, suivis des colonies méditerranéennes de laro-limicoles, etc.). III.3.3. Recommandations pour la gestion et la bancarisation des données (Cf. II.3.3). III.3.4. Recommandations sur les acteurs, les opérateurs potentiels Contrairement à l objet 1 du PDS, le suivi des valeurs de production peut difficilement faire appel à la science participative, étant donné la complexité des méthodes requises. III.3.5. Informations éventuelles sur les coûts La table 3 présente une estimation des budgets annuels des recommandations (en matière de création de suivis et de modification des suivis existants) pour l objet 2 du PDS de la thématique 4. A l heure actuelle, les coûts de revient propres aux demandes de modifications et de créations de dispositifs ne sont pas tous établis. Ce travail demande une étude approfondie car pour chaque paramètre, ces coûts (personnels et matériels) dépendront du nombre de stations à échantillonner, du nombre de réplicats à effectuer, ce qui n est pas encore déterminé. De plus, le coût de chaque analyse dépendra de l opérateur choisi. 43

49 Concernant les oiseaux marins, les coûts du suivi des colonies dépendront (1) du nombre et de la localisation géographique des colonies à observer et (2) de la nature des moyens humains mobilisés, c est-à-dire des observateurs professionnels ou bénévoles. Le coût du matériel optique nécessaire pour la réalisation des suivis est également à prendre en compte. Table 3. Budgétisation des propositions spécifiques à la thématique 4 (objet 2). N Propositions spécifiques au D4 PAC/PDS Scénario Référents, contacts potentiels 1 Ajout de systèmes de fluoromètre modulé associé à des mesures de PDS Minimal Felipe Artigas, Pascal l'absorption fonctionnelle du PSII automatisés, permettant le suivi de la Claquin, Alain Lefebvre productivité primaire, sur les dispositifs Ferrybox proposés par la Thématique 5 2 Ajout de de fluoromètre modulé associé à des mesures de l absorption fonctionnelle du PSII systèmes PAM (p. ex. Water PAM FT) automatisés sur le réseau des bouées des stations marines. 3 Développement de l outil de fluoromètre modulé à multilongueur d onde associé à des mesures de l absorption fonctionnelle du PSII aux différentes longueur d onde pour pouvoir calculer des productions par groupes pigmentaires. 4 Suivi de la production primaire benthique sur des zones prioritaires restant à définir, soit par suivi de la croissance des feuilles/thalles, soit par mesures directes (PAM) PDS PAC Intermédiaire Felipe Artigas, Pascal Claquin, Alain Lefebvre Intermédiaire Felipe Artigas, Pascal Claquin, Alain Lefebvre PDS Minimal Isabelle Auby, C.F. Boudouresque, Christian Hily Statut au 13/05/2013 Budgété Budgété Non budgété Non budgété 5 petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes binoculaires, etc. PDS Minimal Bernard Cadiou / Non budgété Nicolas Sadoul 6 Analyse des données d échouages (démographie) afin de valider la méthode d estimation de la productivité PDS Optimal PELAGIS (Willy Dabin) Non budgété 44

50 1. Systèmes PAM sur Ferrybox Plan d'échantillonnage (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes 6 Nombre de radiales par évaluation 5 Nombre d'évaluations par an 1 Nombre total d'analyses (pour calibrations) 30 Equipement (national) Quantité prix unitaire Total Système PAM (Water PAM FT ) Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Consommables (par calibration au 13C) : contenants, tuyauterie, solvants, etc Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail individuel annuel (mois) Grade Quantité Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Ingénieur Chercheur (Encadrement scient.) "Ingénieur" comprend : Maintenance du matériel, calibrations, traitement des données. Un ingénieur par sous-région marine. "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

51 2. Systèmes PAM sur Bouées Plan d'échantillonnage (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes 6 Nombre de bouées par évaluation 5 Nombre d'évaluations par an 1 Nombre total d'analyses (pour calibrations) 30 Equipement (national) Quantité prix unitaire Total Système PAM (Water PAM FT ) Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Consommables (par calibration au 13C) : contenants, tuyauterie, Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Ingénieur Chercheur (Encadrement scient.) "Ingénieur" comprend : Maintenance du matériel, calibrations, traitement des données. Un ingénieur par sous-région marine. "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

52 III.3.6. Optimisation intra-thématique Les échantillonnages et suivis requis dans le cadre de l objet 1 (phytoplancton, zooplancton, colonies d oiseaux et de pinnipèdes, cétacés) peuvent également permettre d estimer des valeurs de production (primaire, secondaire, prédateurs supérieurs). III.3.7. Optimisation inter-thématique Les paramètres suivants seront aussi utilisés par le D1: Succes de reproduction: Caractéristiques démographiques des populations (1.3.1). Production primaire : État des espèces et communautés typiques (1.6.1); Composition et proportions relatives des composantes des écosystèmes [habitats et espèces] (1.7.1). Les protocoles et fréquences d'échantillonnages temporelle et spatiale nécessaires seront très similaires à ceux préconisés dans le livrable 5 de la thématique 1. III.3.8. Optimisation communautaire Production du phytoplancton Cet indicateur est également proposé par le groupe de travail réseaux trophiques d OSPAR/ ICG- COBAM (Annexe 3). Afin d'évaluer cet indicateur à l'échelle régionale, il sera important de standardiser les protocoles et les analyses entre les Etats Membres. L'échantillonnage pourrait se faire à partir des programmes existants avec des coûts supplémentaires faibles. Les experts proposent une fréquence bimensuelle, près des côtes et moins fréquent au large. Succès de reproduction des oiseaux marins L indicateur «Succès de reproduction des oiseaux marins en relation avec la disponibilité de leur proies» est également proposé par le groupe de travail réseaux trophiques et oiseaux marins comme indicateur commun à l'échelle régionale. Plusieurs suivis existent à l échelle Nord-Est Atlantique qui permettront de calculer cet indicateur (ICES, 2007). Par contre, il n est pas clairement défini si l échantillonnage est actuellement suffisant ou non à l échelle des sous-régions d OSPAR. Cet indicateur est actuellement en développement au sein du groupe de travail du CIEM WG on Seabird Ecology et sera opérationnel fin

53 48

54 IV. Objet de la surveillance n 3 : Étude des régimes alimentaires et évaluation des niveaux trophiques IV.1. Paramètres ou groupes de paramètres Zones d alimentation des prédateurs supérieurs (inclut : comportement de chasse des cétacés et oiseaux marins) Valeur énergétique des proies Régime alimentaire (contenus stomacaux, analyse de fèces et signatures isotopiques) IV.2. Objectifs recherchés et enjeux pour la DCSMM Les interactions trophiques sont variables dans l espace et dans le temps et par conséquent, l'évaluation des réseaux trophiques nécessitera des données exhaustives (Jennings et al., 2002). Actuellement, les données sur les régimes alimentaires sur l ensemble des réseaux trophiques sont insuffisantes pour de nombreuses espèces, en particulier pour les bas niveaux trophiques (Rombouts et al., 2013b). Par conséquent, une collecte de données exhaustive sera indispensable afin de compléter les connaissances avant de pouvoir évaluer l état des réseaux trophiques et leurs connectivités (Carafa et al., 2007; Moloney et al., 2011; Rossberg & Farnsworth, 2011). IV.2.1. Zones d alimentation des prédateurs supérieurs Les zones d alimentations des prédateurs supérieurs, référencées géographiquement, sont un paramètre essentiel pour la conservation des espèces et pour le développement de l indicateur De plus, une fois les zones d alimentation connues, il est possible de définir des zones sensibles aux pressions anthropiques (notamment de pêche) concernant ces espèces. Même si ce paramètre est proche de la répartition des espèces, il sera traité dans ce chapitre car il est fortement lié aux régimes alimentaires des espèces. IV.2.2. Valeur énergétique des proies Pour évaluer le bon état écologique du descripteur 4, raisonner en termes de biomasse peut s avérer peu pertinent, car pour certains prédateurs la qualité de leur alimentation peut s'avérer aussi importante que la quantité brute consommée (Spitz et al., 2012). Ainsi, plusieurs études permettant d estimer les tendances de l indicateur ont mis en évidence un lien entre le déclin de la productivité de plusieurs espèces de prédateurs et une diminution de la valeur énergétique de leurs proies (Österblom 49

55 et al., 2008). A titre d exemple dans les eaux françaises, la biomasse de l anchois et de la sardine (proies de très haute qualité) chute dans le Golfe du Lion, alors que celle du sprat (proie à valeur énergétique plus faible) augmente très fortement. L augmentation totale de la biomasse des petits poissons pélagiques se verra attribuer un signe de bon état écologique (indicateur 4.3.1), alors qu en fait la valeur énergétique totale des proies, disponibles pour les prédateurs est en déclin. IV.2.3. Contenus stomacaux, analyse de fèces et signatures isotopiques (détermination des niveaux trophiques des espèces et des régimes alimentaires des prédateurs supérieurs) L étude des interactions trophiques et des flux d énergie à travers les écosystèmes peut être accomplie par la combinaison de plusieurs techniques : l analyse des signatures isotopiques des organismes, de leurs contenus stomacaux, de leurs profils en acides gras biomarqueurs et/ou la modélisation. Cette combinaison intègre l information sur plusieurs niveaux trophiques, donnant une vision holistique de la structure et du fonctionnement du système (Rombouts et al., 2013a). L analyse des profils en acides gras biomarqueurs est une méthode récente et en pleine effervescence. Étant actuellement plutôt réservée à la recherche fondamentale, avec des méthodes hétérogènes et assez lourdes, elle ne sera pas encore proposée dans le cadre des programmes de surveillance. L analyse des contenus stomacaux ou des fèces des espèces et la mesure de leurs signatures isotopiques sont deux méthodes complémentaires (pour les prédateurs supérieurs) indissociables permettant à la fois d étudier le régime alimentaire des espèces et d évaluer leur niveau trophique. Ces deux méthodes sont effectuées in situ. Concernant les signatures isotopiques, les valeurs de δ 15 N sont utilisées comme indice de la position trophique des espèces dans le réseau trophique, et comme base pour le calcul des niveaux trophiques tandis que les valeurs de δ 13 C renseignent d'avantage sur l'origine des ressources alimentaires (Fry, 2006). Au même titre que la taille individuelle moyenne pour une grande partie des composantes pélagiques (zooplancton, poissons), le niveau trophique est le seul paramètre permettant d estimer la position trophique des espèces à l échelle de l ensemble de l écosystème, d où l intérêt de son suivi. IV.2.3.a. Sensibilité des signatures isotopiques aux pressions anthropiques Les connaissances sur l origine et la qualité des sources de nourriture pélagiques et benthiques (matière organique détritique, phytoplancton, microphytobenthos) utilisée dans les réseaux trophiques restent encore limitées actuellement et leur détermination peut se faire par le biais d analyses isotopiques. La qualité des sources peut être évaluée par exemple par des rapports carbone/azote, carbone/chlorophylle a, ou par le δ 15 N. Cette information permet entre autres de caractériser la sensibilité des habitats aux pressions anthropiques. Par exemple, elle permettra de savoir si leur origine est faiblement ou fortement liée aux apports terrestres d un estuaire et d en déduire l impact de celui-ci sur ces habitats en termes de qualité de la ressource alimentaire (Kostecki et al., 2010). 50

56 Un suivi des signatures isotopiques des consommateurs ainsi que de leur régime alimentaire (des prédateurs en particulier) permettrait de mettre en évidence l évolution de la structure du réseau trophique sur le long terme et de tenter de la relier à des perturbations ou des changements survenus dans les écosystèmes (Cucherousset et al., 2012). Par exemple, Vander Zanden et al. (1999) ont mis en évidence des changements importants dans la position trophique et dans le régime alimentaire de la truite suite à l introduction du brochet dans des lacs canadiens, en se basant sur leurs signatures isotopiques respectives. IV.2.3.b. Besoins pour la modélisation, outil de gestion A l heure actuelle, les niveaux trophiques des espèces ne sont pas évalués dans le cadre des campagnes halieutiques annuelles mais sont estimés indirectement à partir de sorties de modèles trophiques (ECOPATH, ECOTROPH, OSMOSE, etc.). Cette méthode nécessite une grande quantité de données qui n est pas disponible aujourd hui et semble donc peu adaptée aux besoins de gestion. En conséquence, les niveaux trophiques sont rarement évalués à une échelle régionale et sont souvent issus par défaut de la littérature scientifique. Or, pour être plus proche de la réalité, il est nécessaire de les évaluer régulièrement avec les méthodes de mesures in situ (signatures isotopiques, contenus stomacaux, fèces). D autre part, cette évaluation régulière permettrait de corriger les calculs des modèles trophiques actuels en fournissant un set de données de contrôle. Ces modèles sont notamment utilisés pour évaluer l impact de mesures de gestion sur les communautés pélagiques (Lassalle et al.,, en révision). IV.2.3.c. Recueil de données nécessaires à la construction d indicateurs Le recours au suivi des signatures isotopiques est également justifié par le besoin de développer et de tester des indicateurs de structure des systèmes (et éventuellement de fonctionnement) en vue de mieux caractériser et donc de mieux suivre l état écologique des écosystèmes pour la thématique 4 (réseaux trophiques) de la DCSMM. Un jeu de données à suffisamment long terme pourrait également permettre de distinguer l impact du changement climatique de celui des autres pressions anthropiques sur ces indicateurs, car il s agit là d une étape essentielle dans leur validation. Parmi les indicateurs pouvant potentiellement être développés pour le D4, certains sont basés sur des métriques dont la quantification in situ nécessite le recours à l outil isotopique. Ces indicateurs font pour la plupart référence à la notion de niveau trophique ou de structure du réseau trophique : Spectres trophiques de biomasses (BTS)* 4 Niveau trophique moyen du réseau entier (MTL), d une partie du réseau (MTI)* ou de certaines espèces cibles (comme les prédateurs supérieurs ou les consommateurs primaires) Longueur de la chaîne trophique (FCL) Indicateurs de Layman (Layman et al., 2007; Layman & Post, 2008) Qualité de la source de nourriture (matière organique particulaire en suspension et/ou déposée) * Ces indicateurs ont été retenus par le groupe de réflexion ICG-COBAM (convention OSPAR) en

57 IV.3. Recommandations sur le dispositif de suivi IV.3.1. Méthode recommandée IV.3.1.a. Zones d alimentation des prédateurs supérieurs Modification de dispositifs : Scénario intermédiaire : Extension des suivis télémétriques de phoques aux colonies importantes encore non traitées. Augmenter le nombre de phoques équipés de balises sur les colonies les plus importantes. Programme d acquisition de connaissances pour le développement d indicateurs du D4 (4.1.1) : Scénario minimal : Amélioration de la connaissance sur les zones d alimentation des cétacés (en particulier des cétacés teutophages) et des oiseaux marins Localisation des principales zones d alimentation des oiseaux limicoles. Scénario intermédiaire : Mise en place d un dispositif de surveillance continue des principales zones d alimentation des oiseaux limicoles en lien avec les interactions humaines Amélioration de la connaissance des zones d alimentation des grands pélagiques par satellite. Oiseaux marins : Au niveau national, les données sont très fragmentaires sur les zones d alimentation exploitées par les oiseaux marins en période de nidification, très peu d espèce ayant fait l objet d études sur ce sujet. L utilisation d outils de télémétrie (GPS, Argos, TDR, GLS) en vue de comprendre l utilisation de l habitat des espèces à vaste mobilité est pour l instant faite pour le fou de Bassan en Manche ainsi que pour les deux espèces de puffins communes en Méditerranée (le puffin cendré et le puffin yelkouan). Ces données ne donnent qu une image restreinte du comportement de quelques individus mais elles pourront être exploitées plus tard par la modélisation pour mieux comprendre les occupations d espaces à l échelle des populations (Wakefield et al., 2009). D autres études actuellement en cours portent aussi sur le cormoran huppé et sur les sternes, en Manche et en Bretagne sud. Limicoles : Au niveau national, il n y a pour l instant pas de protocole commun d identification et de suivi des principales zones d alimentation d oiseaux limicoles. Une réflexion est en cours dans le cadre de l observatoire Patrimoine Naturel Littoral RNF-AAMP. L idée étant d intégrer à ce suivi, celui des principales interactions avec les activités humaines présentes en zone intertidale. La localisation des principales zones d alimentation permet ensuite de localiser des stations d échantillonnage visant à caractériser les communautés de macrofaune benthique et les sédiments associés. Il manque aussi des 52

58 moyens financiers pour cartographier les zones de fréquentation afin de les superposer avec la cartographie des habitats benthiques, pas toujours existantes non plus ou à actualiser. Grands pélagiques : L observation par satellite est un outil essentiel et précis dans la définition des zones d alimentation (du thon rouge par exemple) et représentant un investissement très faible, mais il n est pas encore utilisé pour ces espèces à l heure actuelle. Pinnipèdes : La seule méthode reconnue pour renseigner ce paramètre est le suivi télémétrique. Il y a eu plusieurs suivis télémétriques de phoques en France depuis 10 ans : en Iroise, où la pression est la plus importante (14 phoques gris suivis entre 1999 et 2003 puis 16 phoques gris suivis entre 2010 et 2012), en baie du Mont Saint-Michel (8 phoques veaux marins entre 2006 et 2007), en baie des Veys (12 phoques veaux marins entre 2007 et2008), en baie de Somme (10 phoques veaux marins en 2008, 12 phoques gris en 2012). Aucun de ces suivis télémétriques ne constitue un programme pluriannuel. Le coût et la lourdeur de ces protocoles (captures, législation, etc.) fait qu il est difficile d envisager ces programmes comme étant reconduits chaque année de façon pérenne. En revanche il semble raisonnable d essayer de couvrir les principaux sites (par exemple la colonie de phoques gris des Sept Iles) et de compléter le suivi des grosses colonies (comme les veaux marins en baie de Somme, 10 phoques équipés seulement alors qu on compte près de 300 phoques en été). Cétacés : Les zones d alimentation sont suivies au travers des recensements visuels (le comportement de chasse étant un des paramètres relevés) ou des suivis d individus par balises. Ces méthodes sont complémentaires et aucune ne peut être exclusive. Certaines espèces ont des zones d alimentation très vastes, comme le rorqual commun pour qui quasiment l ensemble du Sanctuaire PELAGOS est une zone d alimentation. Un premier suivi par balise Argos (équipe française, Chizé-CNRS en 2001) ainsi qu un suivi Argos actuel (équipe italienne) montrent l importance des déplacements de ces animaux sur l ensemble de la mer Méditerranée nord-occidentale. Les zones d alimentation des cétacés teutophages sont plus localisées, sur le talus, certains canyons pouvant être plus fréquentés que d autres. Il y a un besoin de connaissance sur ces zones d alimentation car elles sont actuellement inconnues. Il n y que très peu de connaissance sur les zones d alimentation en milieu côtier (estuaires) également. 53

59 IV.3.1.b. Valeur énergétique des proies Modification de dispositifs : Scénario minimal : Évaluer chaque année les valeurs énergétiques des principales espèces récoltées (représentant 95 % de la biomasse totale des captures) lors des campagnes de chalutages pélagiques OU démersaux sur chaque façade. Scénario intermédiaire : Évaluer chaque année les valeurs énergétiques des principales espèces récoltées (représentant 95% de la biomasse totale des captures) lors des campagnes de chalutages pélagiques ET démersaux sur chaque façade. Traiter les données relatives à la profondeur et à la structure des bancs, issues des campagnes pélagiques sur chaque façade. La valeur énergétique d une proie se mesure par calorimétrie. L avantage de ce type d approche, excepté le fait qu elle réponde entièrement aux besoins du D4, est qu elle requiert un faible coût analytique et aucun échantillonnage supplémentaire n est nécessaire, étant donné que les campagnes halieutiques le fournissent. La valeur énergétique d un individu varie en fonction de sa taille, de la saison, et de sa source de nourriture. Il y a par contre peu de variation spatiale de cette valeur à l échelle d une SRM et à une saison donnée, mais plutôt des variations interannuelles. C est pourquoi un suivi annuel ou biannuel de cette valeur sur les proies principales (représentant 95 % de la biomasse des espèces) est tout à fait nécessaire et réalisable à faible coût (seul un besoin en personnel, les stations marines étant déjà équipées du matériel de mesure). A l heure actuelle, des mesures de valeur énergétique ne sont effectuées que sur les principales espèces de poissons et de céphalopodes du Golfe de Gascogne, à partir des campagnes de chalutages pélagiques (PELGAS) et démersaux (EVHOE), dans le cadre d études ponctuelles (Spitz et al., 2010). Il y a donc un besoin de créer un suivi régulier à l échelle de l ensemble des SRM. Les campagnes de chalutages pélagiques scientifiques, qui ont lieu chaque année depuis plusieurs décennies, constituent un set de données très important, qui n est pour l instant pas exploité dans sa totalité. Parmi ces données, certaines intéressent le thème 4 comme la profondeur et la structure des bancs de petits poissons pélagiques. Ces paramètres traduisent un degré d accessibilité aux proies par les grands prédateurs pélagiques, et donc un stress alimentaire. L exploitation de ces données, déjà disponibles, renseigneraient directement l indicateur

60 IV.3.1.c. Régimes alimentaires des prédateurs supérieurs Modification de dispositifs : Scénario minimal : Pérenniser le suivi des échouages (RNE) qui ne bénéficie pas de financement à long terme. Assurer un cadrage scientifique et une augmentation de l effort d analyse des échantillons récoltés et stockés (contenus stomacaux, fèces de pinnipèdes frigorifiés) Faire évoluer la réglementation des pêches pour que les oiseaux marins issus de captures accidentelles soient conservés en vue d'une analyse de leur régime alimentaire Création de dispositifs : Scénario intermédiaire : Création d un réseau d étude et de suivi des régimes alimentaires des prédateurs supérieurs. Il y a un fort besoin de connaissance sur les régimes alimentaires des prédateurs marins. Plusieurs méthodes permettent de suivre les régimes alimentaires : l analyse des contenus stomacaux (à partir des animaux échoués), l analyse des fèces (pinnipèdes, oiseaux) ou pelotes de réjection ou régurgitats (oiseaux), observations visuelles (oiseaux). Les signatures isotopiques permettent aussi d obtenir des informations par l intermédiaire de modèles de mélange (cf. IV.3.1.d. «Signatures isotopiques»). Cétacés Le Réseau National des Echouages (RNE) est la source principale d information sur les régimes alimentaires des cétacés. C est pourquoi, la demande prioritaire du thème 4 pour le PDS DCSMM sera de maintenir ce réseau d observation. Etant basé sur la science participative (environ 300 bénévoles impliqués à ce jour), il n implique pas de frais lourds en personnels. Ce maintien passe donc par l animation du réseau, c est-à-dire la formation des acteurs pour assurer la qualité des observations et des prélèvements, l organisation de séminaires, la rédaction de documents de synthèse. Pinnipèdes : L identification de proies ingérées jusqu au genre ou à l espèce se fait efficacement grâce à des clés de détermination (otolithes de poissons, becs de céphalopodes). Concernant les contenus stomacaux et l analyse de fèces, une grande quantité d échantillons sont ponctuellement prélevés et conservés mais ne sont actuellement pas analysés par manque de moyens en personnels. Il y a donc besoin d un cadre (scientifique et financier), pour que les données soient exploitées de manière pérenne. Limicoles : Les études de régime alimentaires restent ponctuelles pour l instant. Il n y a pas de réseau organisé. Il est donc assez difficile d obtenir une série de donnée. Le suivi de la distribution des communautés de limicoles et des communautés de macrofaune benthique engagé dans le cadre de l observatoire Patrimoine Naturel Littoral RNF-AAMP pourrait permettre de rechercher des correspondances qui ensuite seraient à confirmer localement par des études ponctuelles du régime alimentaire des espèces 55

61 les plus représentées. Ces travaux ont déjà en partie étaient engagés par le laboratoire LIENSs de l Université de La Rochelle. Ils devront se poursuivre et être renforcés via des moyens adaptés. Oiseaux marins : Il y a peu de connaissance sur les régimes alimentaires des oiseaux marins car il y a peu d échouages et aucun réseau de collecte coordonné n existe. La concentration en microplastiques dans les contenus stomacaux du fulmar boréal fait l objet d un EcoQO d OSPAR, mais les analyses n apportent pas d information fiable sur le régime alimentaire (frâcheur variable des cadavres, oiseaux s alimentant peu ou pas avant de mourir, etc.). Le besoin en connaissances sur les régimes alimentaires peut être comblé par le biais du plan d action pour les captures accidentelles, mais de manière très partielle car il ne concerne pas toutes les espèces. En concertation avec les professionnels de la pêche, au même titre pour les mammifères marins, les individus capturés accidentellement et appartenant à des espèces protégées peuvent être récupérés afin que leurs contenus stomacaux soient analysés. Autrement, il y a également des possibilités, qui varient selon les espèces, de réaliser des analyses de contenus stomacaux à partir des régurgitations lors de la phase de nourrissage au nid, des analyses des pelotes de réjection ou des analyses des apports de proies (Barrett et al., 2007) IV.3.1.d. Signatures isotopiques Le niveau trophique des espèces peut être calculé à partir de leur δ 15 N et correspond grossièrement à l écart de ce δ 15 N avec celui de leur source de nourriture. Les valeurs brutes de δ 15 N des consommateurs dépendent directement donc du δ 15 N de leurs proies, et donc du δ 15 N de la source de nourriture. Le calcul du niveau trophique d une espèce ne peut donc se faire uniquement si les sources de nourriture qu elle consomme sont connues. Cette information est apportée en grande partie par la mesure du δ 13 C des espèces, car il change peu entre un consommateur et sa proie, ce qui permet de retracer d'où proviennent les sources originelle(s) de nourriture. Si les signatures isotopiques des sources sont relativement peu variables sur le plan spatial et temporel au large (Le Loc'h et al., 2008), elles varient beaucoup en milieu côtier, où l influence des apports en matière organique des fleuves sur ces signatures est importante (Riera & Richard, 1996). Ceci compromet la comparaison de valeurs brutes de δ 15 N pour une même espèce de consommateur entre les sous-régions marines sans considérer le δ 15 N de ses sources de nourriture. De même, il n est pas possible d évaluer correctement une longueur d une chaîne trophique ou le niveau trophique d un organisme en se basant seulement sur le δ 15 N de cette espèce. La nécessité de suivre le δ 15 N des sources de nourriture pour chaque écosystème est donc évidente. Cependant, la signature isotopique des consommateurs primaires (bivalves suspensivores par exemple), intégrateurs de ces variations à plus long terme, peut être utilisée comme repère pour le calcul des niveaux trophiques des consommateurs supérieurs. Ces signatures sont communément appelées «ligne de base» de l ensemble du réseau (Vander Zanden et al., 1999). Cette solution pragmatique est fréquemment utilisée pour étudier la structure des réseaux trophiques avec l outil isotopique (Post, 2002; Jennings & Warr, 2003; Barnes & Jennings, 2009). Il n existe actuellement qu un seul suivi régulier mais non pérennisé des signatures isotopiques sur la façade française : le suivi de la matière organique particulaire (source de nourriture pélagique) sur les stations du SOMLIT. Face à la demande des scientifiques et au besoin d évaluation de la santé des écosystèmes, la création d un suivi organisé de compositions isotopiques des organismes à l échelle 56

62 des SRM de l ensemble des écosystèmes paraît pertinent. Dans ce chapitre, une proposition de création de suivi se basant sur les dispositifs existants est présentée. Quel que soit le cadre budgétaire qui sera attribué aux analyses isotopiques, l opération la plus importante, et la moins onéreuse, consiste à prélever et à conserver des échantillons à -20 C, ce qui permet de les analyser ultérieurement. De plus, les échantillons destinés aux analyses isotopiques sont également très peu encombrants. L absence de prélèvement compromet la mise en évidence de changement et retarde tout progrès scientifique de la thématique 4 sur l évaluation de la santé des écosystèmes. IV.3.1.d.1. Sources de nourriture Modification de suivis : Scénario minimal : Suivis SOMLIT : pérenniser le suivi des signatures de la matière organique particulaire (suivi temporel pélagique côtier). Scénario intermédiaire : Suivis SOMLIT : prélever régulièrement des échantillons de sédiment pour effectuer des mesures isotopiques (suivi temporel benthique côtier). Scénario optimal : Suivis REBENT et DCE : prélever des échantillons de sédiment pour effectuer des mesures isotopiques (suivi spatial benthique côtier). Campagnes halieutiques : prélever régulièrement des échantillons de sédiment pour effectuer des mesures isotopiques (suivi temporel benthique du large). En milieu côtier, compte tenu de sa variabilité temporelle importante, le suivi des sources doit avoir une fréquence temporelle la plus haute possible. Pour les habitats pélagiques, un suivi des signatures du δ 15 N et du δ 13 C de la matière organique particulaire est actuellement mis en place sur l'ensemble des points de prélèvement du SOMLIT (tous les 15 jours). En revanche, ce suivi n est pas pérenne (financement annuel partiel par l INSU avec compléments d autofinancement par les stations marines et leurs universités) et ne concerne que des points côtiers. Dans un premier temps, il est nécessaire de maintenir ces suivis pour connaître la sensibilité des habitats pélagiques côtiers et la qualité de la source de nourriture. Ce suivi permettra également de déterminer à moyen terme la signature isotopique du phytoplancton (modèle statistique envisagé). Ce travail est actuellement en cours dans le bassin d'arcachon et en rade de Brest. Il pourra éventuellement être étendu à l'ensemble des sites SOMLIT sur le financement prochain d une thèse dédiée à ce sujet. Pour les substrats benthiques meubles côtiers, aucun suivi n existe actuellement, alors que les besoins sont les mêmes que pour les habitats pélagiques. Un couplage avec prélèvements successifs d eau (bouteille Niskin) et de sédiment (carrotier) peut être envisagé comme cela s effectue déjà dans le cadre des suivis OBIONE (couplés au suivi SOMLIT) effectués par l UMR LIENSs à La Rochelle. Si ce suivi s avère trop onéreux, une première mesure ponctuelle des signatures isotopiques de la matière 57

63 organique sédimentaire des habitats côtiers peut être faite lors des prélèvements annuels du REBENT et de la DCE. Si les financements le permettent, le suivi temporel sur les points SOMLIT peut être couplé à un suivi spatial annuel, basé sur les points des suivis REBENT et DCE. Dans les habitats pélagiques du large, la signature des sources a une variabilité temporelle très supérieure à sa variabilité spatiale. Il est donc pour l instant difficilement envisageable de mettre en place un suivi adapté à l échelle des SRM françaises. Au contraire, dans les habitats benthiques du large, les signatures isotopiques du sédiment sont plus variables dans l'espace que dans le temps. Une mesure espacée dans le temps (annuelle) mais à une échelle spatiale fine serait adéquate pour un suivi représentatif. Les campagnes halieutiques actuelles, couvrant le plus largement possible l étendue des SRM françaises, constituent un bon support pour effectuer ces suivis. IV.3.1.d.2. Consommateurs primaires benthiques («ligne de base») Modification de suivis : Scénario minimal (obligatoire pour le suivi des poissons et prédateurs supérieurs) : Suivi temporel côtier : (= Axe 2 du Projet OBIBENT) suivi annuel simultané des signatures isotopiques des consommateurs primaires benthiques (choix de 5 espèces par SRM), prélevés par les stations marines du RESOMAR. Suivi temporel au large : (inspiré de l axe 2 du Projet OBIBENT) suivi annuel des signatures isotopiques des consommateurs primaires benthiques (choix de 5 espèces par SRM), prélevés lors des campagnes de chalutages benthiques, sur une quinzaine de points de prélèvement répartis entre la côte et le large. Scénario intermédiaire : Suivi temporel côtier en Bretagne : (= Axe 3 du Projet OBIBENT) suivi annuel simultané des signatures isotopiques sur des consommateurs primaires benthiques (choix de 5 espèces), prélevés lors des suivis REBENT Bretagne. Suivi spatial fin au large : suivi tous les 6 ans des signatures isotopiques des consommateurs primaires benthiques (choix de 5 espèces par SRM), prélevés lors des campagnes de chalutages benthiques, sur environ 150 points de prélèvement répartis entre la côte et le large. Programme d acquisition de connaissances : Scénario intermédiaire : (= Axe 1 du Projet OBIBENT) Création d une base de données commune pour les données isotopiques des stations marines. Scénario optimal : Suivi temporel fin côtier : (= Axe 4 du Projet OBIBENT) suivi annuel fin des signatures isotopiques des consommateurs primaires benthiques (communauté entière), prélevés sur 4 points du suivi REBENT Bretagne. 58

64 Le suivi des signatures des lignes de bases est actuellement inexistant (études ponctuelles, à échelles spatiales variables). Or, il constitue une étape obligatoire pour étudier les signatures des consommateurs supérieurs. De nombreuses études isotopiques portées sur les prédateurs marins ont par ailleurs souffert de ce manque. Selon le même principe que pour les sources de nourriture, ii est nécessaire de connaître la variation spatiale (gradient côte large, Chouvelon et al., 2012a) de la signature des lignes de base pour calibrer celle de tout le réseau de consommateurs secondaires et supérieurs (poissons, oiseaux, mammifères) qui suivent cette même variation spatiale. Une méthode de calibration est déjà mise au point pour le Golfe de Gascogne (Chouvelon et al., 2012b). Le suivi des signatures isotopiques des lignes de bases doit donc couvrir la totalité des SRM à une fréquence annuelle pour être utilisable. Dans l idéal, cela se matérialise par l obtention de cartes «isoscape», présentant des contours de signatures isotopiques des lignes de base (Fig. 6). Figure 6. Exemples de cartes isoscapes pour le δ 13 C (à gauche, Barnes & Jennings, 2009) et le δ 15 N (à droite, Jennings & Warr, 2003) à partir de mesures effectuées sur le Pétoncle blanc (Aequipecten opercularis) en Manche et Mer du Nord. Il est nécessaire de distinguer un suivi côtier (réseaux pélagique et benthique fortement influencés par les apports continentaux et par le microphytobenthos), d un suivi au large (plateau continental et audelà), dont le réseau benthique est essentiellement détritique et le réseau pélagique phytophage. Le suivi d une ligne de base pélagique n est pas encore d actualité, étant donné l énorme travail de tri qu il requiert et la plasticité du régime alimentaire des espèces zooplanctoniques (Chouvelon, 2011). Une ligne de base obtenue grâce à des organismes filtreurs de l'ensemble de la matière en suspension dans l'eau (souvent des espèces sessiles et benthiques) représente donc une alternative généralement utilisée pour étudier l ensemble des réseaux pélagique et benthique. 59

65 Figure 7. Schéma illustrant la variabilité spatiale des sources de nourriture identifiées dans les tissus des consommateurs primaires benthiques (en noir) dans les trois zones du plateau continental du Golfe de gascogne, d après Nérot (2011) (MPB : Microphytobenthos). La répartition des espèces de consommateurs primaires benthiques est fortement liée aux habitats. En Manche, ces habitats étant relativement homogènes, un petit nombre d espèces peut être utilisé comme ligne de base à grande échelle. Au contraire, dans le Golfe de Gascogne, du fait d un gradient côtelarge des signatures et de la présence d une mosaïque d habitats hétérogènes (Fig. 7), un choix pragmatique d espèces à large répartition couvrant le plus d habitats possible doit être fait en conséquence. Une première réflexion a été menée avec les experts au sujet du choix de ces espèces. Pour à la fois trouver des espèces communes à plusieurs habitats et intégrer les variations interspécifiques, une moyenne des signatures de plusieurs consommateurs primaires peut servir d isoscape. Pour couvrir l ensemble des modes d alimentation, 2 ou 3 espèces de filtreurs suspensivores et 2 espèces de déposivores (de surface et de subsurface) peuvent être sélectionnés. En milieu côtier, le dispositif de suivi proposé dans ce rapport présente les mêmes objectifs et méthodes que ceux proposés par le projet en attente de financement «OBservatoire Isotopique du Benthos Côtier» (OBIBENT) dans le cadre de l'initiative structurante «Écosphère Continentale et Côtière» (EC2CO). En ce sens, nous recommandons le financement de ce projet, ou mieux : l intégration des suivis qu il préconise dans le programme de surveillance DCSMM. Ce projet propose principalement deux axes de recherche, tous deux répondants aux besoins prioritaires de la T4 pour la DCSMM. Le premier porte sur le regroupement dans une base unique de l'ensemble des données isotopiques des stations marines. Le second vise à mettre en œuvre une stratégie de suivi pragmatique (en particulier concernant le rapport effort d'échantillonnage/qualité de l'information) des signatures isotopiques des consommateurs primaires benthiques. Ce suivi serait basé sur 5 espèces cibles par station marine du réseau RESOMAR. L'objectif final de ce projet serait de proposer une stratégie de suivi des signatures isotopiques des communautés benthiques côtières à l'échelle nationale. Le financement de ce projet doit être évidemment encouragé pour répondre aux besoins de la DCSMM, détaillés précédemment. A titre d exemple, dans le Golfe de Gascogne, les espèces cibles seraient parmi les suivantes : l hydrobie Hydrobia ulvae, la littorine Littorina spp., l huître Crasostrea gigas (herboivores), la moule Mytilus spp., la palourde (suspensivores), l arénicole Arenicola marina (déposivore strict), et le scrobiculaire Scrobicularia plana (suspensivore/déposivore). 60

66 Pour les habitats du large (plateau continental et au-delà), un prélèvement annuel d espèces benthiques peut se faire à partir des chalutages des campagnes halieutiques, comme cela a déjà été le cas lors d études ponctuelles (p. ex. Le Loc'h et al., 2008; Chouvelon, 2011). A titre d exemple, des combinaisons d espèces ont déjà été utilisées pour le plateau du Golfe de Gascogne (Nérot, 2011; Chouvelon et al., 2012b) : Aequipecten opercularis, Pecten maximus, Venus casina (suspensivores) et Scaphander lignarius (déposivore). Le même choix peut être fait pour les autres SRM. IV.3.1.d.3. Consommateurs secondaires (poissons) Modification de suivis : Scénario minimal : A partir des campagnes halieutiques: Dans chaque SRM, suivre les signatures isotopiques des 4 espèces principales tous les ans, et des autres (qui une fois cumulées avec les 4 précédentes, représentent 95 % de la biomasse des poissons) tous les 6 ans (roulement possible de 17 % de ces espèces tous les ans). Scénario intermédiaire : A partir des campagnes halieutiques: Dans chaque SRM, suivre les signatures isotopiques des 10 espèces principales tous les ans, et des autres (qui une fois cumulées avec les 10 précédentes, représentent 95 % de la biomasse des poissons) tous les 6 ans (roulement possible de 17 % de ces espèces tous les ans). Scénario optimal : A partir des campagnes halieutiques: Dans chaque SRM, suivre les signatures isotopiques des principales espèces (qui représentent 95 % de la biomasse des poissons), tous les ans. Réaliser des analyses isotopiques sur les becs de céphalopodes et des otolithes de poissons conservés. Choix des tailles d individus à échantillonner Le régime alimentaire d un individu évolue au cours de son développement (ontogénèse). Le niveau trophique des poissons et leur signature isotopique évoluent donc en fonction de leur taille, ce qui se vérifie beaucoup moins pour les invertébrés, sauf dans leurs premiers stades de vie. Pour obtenir des échantillons représentatifs des espèces et comparables sur le long terme, un cadrage méthodologique est donc nécessaire dans le choix des tailles des individus à échantillonner puis analyser. Plusieurs possibilités existent, la dernière étant celle recommandée dans le cadre du PDS : Se baser sur la taille maximale (déterminée pour chaque espèce) ou 70% de la taille maximale : en théorie il s agit d une solution optimale car elle permet d apprécier le niveau trophique d individus adultes. En pratique, elle est trop rarement prélevée sur le terrain pour pouvoir constituer obtenir des échantillons complets. Se baser sur la taille de passage à l âge adulte (déterminée pour chaque espèce) : en théorie il s agit également d une solution optimale pour les mêmes raisons que la précédente. En pratique, les tailles de passage au stade adulte sont encore mal connues pour beaucoup d espèces. 61

67 Se baser sur la taille médiane des adultes (déterminée pour chaque espèce, sur les données des 10 dernières années) : la médiane permet de fixer la taille la plus répandue dans chaque population et donc de faciliter l échantillonnage. Cependant, là aussi il est difficile d effectuer ce calcul tant que le passage du stade juvénile à adulte n est pas connu pour toutes les espèces. Effectuer des échantillonnages et mesures sur plusieurs classes de tailles (en moyenne 3) pour chaque espèce : cette méthode apporte une solution à tous les problèmes cités ci-dessus. En contrepartie, elle demande plus d effort d échantillonnage. Il est préférable de l adopter quitte à réduire si nécessaire le nombre d espèces à suivre. Choix des espèces à échantillonner Suivre l évolution des compositions isotopiques et des niveaux trophiques de toutes les espèces demanderait un investissement colossal sans garantie de résultats en termes de constructions d indicateurs pour le D4. Dans cet objectif, il est préférable de cibler un nombre réduit d espèces et d effectuer leur suivi complet. La méthode proposée ici est de suivre cette évolution sur un nombre réduit d espèces, représentant 95% de la biomasse totale des poissons pêchés lors des campagnes scientifiques, ce qui représente approximativement entre 20 et 30 espèces par sous région marine. Pour le scénario minimal, afin de réduire l investissement au minimum, une évaluation du niveau trophique peut être réalisée chaque année sur une partie de ces espèces (différentes espèces chaque année), de manière à arriver par roulement au bout de 6 ans (cycle DCSMM) à évaluer le niveau trophique du total des espèces représentant 95% de la biomasse totale. Cette méthode permettrait d obtenir des tendances sur le long terme (20 à 30 ans). En revanche, plus ces espèces seront fréquemment suivies, plus les tendances évolutives seront détectables à court terme (cf. scénarios minimal, intermédiaire et optimal). Dans tous les cas, il faut choisir en priorité les espèces à haut niveau trophique, car tout changement survenant au sein d un réseau trophique aura des répercussions avant tout sur ces groupes, alors que le régime alimentaire des consommateurs primaires tels que la sardine ne va à priori pas beaucoup varier. Pour les mêmes raisons, le nombre de réplicats (nombre d individus) à échantillonner dépend du niveau trophique de l espèce. La faible variation du régime alimentaire des consommateurs primaires implique peu de variabilité dans leur niveau trophique et donc peu de réplicats. En contrepartie, une population de prédateurs aura une hétérogénéité dans leurs histoires de vie et régimes alimentaires. Ils nécessiteront donc plus de réplicats. Pour chaque sous-région marine, le suivi des signatures isotopiques peut être effectué sur cette base : Faibles niveaux trophiques : 5 échantillons (individus adultes). Prédateurs : 5 à 10 échantillons (individus) par classe de taille (3 classes de taille en moyenne). Choix des sites et habitats Compte tenu de la mobilité relativement forte des poissons, il n est pas nécessaire de diviser ce suivi en mozaïque d habitats par sous-région marine. En revanche, dans le Golfe de Gascogne, au sein d une même espèce, il existe des disparités entre les signatures isotopiques des populations échantillonnées au nord et au sud de l estuaire de la Gironde, à cause de l influence des eux 62

68 continentales (Chouvelon et al., 2012a). Cette disparité se retrouve très probablement sur les autres SRM sous l influence des apports continentaux. En revanche, Au sein d une même espèce, il y a peu de différénces dans les signatures isotopiques sur un gradient côte-large, à l exception de certaines espèces très côtières. Le suivi proposé ici étant principalement ciblé sur les espèces du plateau continental, il n est pas nécessaire de fragmenter le suivi en plusieurs habitats selon ce gradient. En conclusion, il est recommandé de simplement diviser le suivi des signatures isotopiques des espèces poissons de chaque SRM en deux ensembles (est-ouest pour la Manche/Mer du Nord et Méditerranée, nord-sud pour le Golfe de Gascogne). Echantillons historiques De longues séries de collecte d otolithes de poissons et de becs de céphalopodes sont disponibles. Des analyses de signatures isotopiques pourraient être effectuées sur ces échantillons afin de retracer le niveau trophique de ces groupes sur le long terme. Ces données favoriseraient la recherche de points de référence et le développement d indicateurs du D4. Cela dit, les liens entre otolithes et régimes alimentaires ne sont pas encore bien établis. IV.3.1.d.4. Consommateurs supérieurs Modification de suivis : Scénario minimal : Suivre les signatures isotopiques tous les ans des principales espèces de prédateurs supérieurs : échouages, captures occasionnelles (télémétrie, bagages, captures accidentelles). De même que pour les consommateurs secondaires, aucun suivi des signatures isotopiques des prédateurs supérieurs n existe à ce jour. Pour détecter des changements rapides, un pas de temps court (1 an) doit être respecté. Cétacés et grands pélagiques : L analyse des signatures isotopiques des cétacés et des grands pélagiques peut se faire sur deux sources d échantillons essentielles, présentant chacune leurs avantages et inconvénients : les biopsies sur des individus vivants et les tissus prélevés sur les individus échoués ou capturés accidentellement (récupérés et conservés par le RNE). Les biopsies permettent d avoir une information au plus proche de la réalité (individus vivants) et sur la localisation spatiale des individus échantillonnés (notée lors de la campagne). Cette méthode est cependant lourde car elle nécessite une campagne dédiée et une autorisation légale. Quelques espèces seulement (comme le rorqual, le globicéphale, le cachalot, les grands pélagiques en méditerranée ; le grand dauphin dans le golfe Normand-Breton) font déjà l objet de campagnes annuelles dans lesquelles des biopsies sont faites, mais ces suivis restent marginaux. 63

69 Les analyses faites sur des individus échoués ou accidentellement capturés sont peu coûteuses car elles ne requièrent pas de capture d individus ni de sortie en mer. De plus, il y a déjà une banque de prélèvements de tissus conservés qui peuvent être analysés pour reconstituer une série à long terme (nécessaire pour la construction d indicateurs et la recherche de points de référence). Peu d individus sont collectés chaque année (représentant approximativement moins de 300 échantillons). Un suivi annuel basé sur la totalité de ces individus représente un investissement relativement faible en vue de la potentielle importance de l information reçue. L échantillonnage et les mesures des signatures des grands pélagiques sont soumis aux mêmes contraintes que les poissons en ce qui concerne l effet de leur taille (CF. IV.3.1.d.3. Consommateurs secondaires «Choix des individus à échantillonner»). Pinnipèdes : Plusieurs types d échantillons peuvent être utilisés pour un suivi isotopique. Les prélèvements sur des animaux vivants non échoués restent compliqués, rares et l exploitation de ces prélèvements ne peut pas raisonnablement faire l objet d un programme au long cours (projets télémétriques au coup par coup, exploitation des échantillons lorsqu un nombre suffisant est obtenu). Les prélèvements sur des individus échoués restent donc la cible prioritaire pour un suivi des signatures isotopiques des pinnipèdes. Ces prélèvements concernent principalement le muscle (suivis temporels) et les vibrisses (permettent de retracer la vie de l animal et d effectuer des comparaisons entre individus de différentes colonies). Oiseaux : Il n existe pas de suivi régulier des signatures isotopiques chez les oiseaux. Ce suivi peut être envisagé à partir d individus morts issus des programmes de marquage, des captures accidentelles (cf. ci-dessus, «régimes alimentaires») ou de l utilisation des plumes collectées sur des colonies. Dans un premier temps, ce suivi peut être réalisé sur des individus vivants issus de colonies bien connues pendant la période de reproduction, ce qui ne nécessite pas d effort de collecte particulier. Ces prélèvements doivent être effectués sur des poussins (lors du bagae par exemple), car si les plumes sont échantillonnées sur des individus adultes, elles pourraient renseigner sur l état d un écosystème différent (lieu de croissance). La connaissance du cycle de mue des espèces permet de pallier à ce problème, en sélectionnant les plumes dont la croissance se fait localement. Dans ce contexte, la collecte de plumes sur des poussins avant leur envol est également à privilégier. IV.3.2. Risques de limites techniques ou opérationnelles à prendre en compte Les protocoles des campagnes halieutiques sont déjà chargés en leur état actuel, et la place disponible sur les bateaux est limitée. Effectuer les prélèvements de tissus nécessaires aux analyses isotopiques demandera une organisation en amont qui considérera cette difficulté. Si les échantillonnages de tissus ou d organismes sont complexes sur les campagnes scientifiques, ces derniers peuvent être obtenus à 64

70 moindre coût via les campagnes OBSMER (observateurs embarqués sur les bateaux de pêche), mais là aussi une organisation particulière en amont devra être faite pour évaluer la faisabilité du protocole. Comme spécifié dans le texte, la conservation des échantillons est une étape primordiale dans l acquisition de données isotopiques. Il existe deux possibilités : la conservation de tissus au congélateur, ou la conservation d échantillons lyophilisés (ne nécessitant plus de congélation). Il est judicieux de préconiser le stockage d échantillons lyophilisés car il permet de s affranchir des pertes d échantillons liées aux aléas électriques. IV.3.3. Recommandations pour la gestion et la bancarisation des données (Cf. II.3.3) Les données nationales sur l'isotopie sont à l'heure actuelle dispercées entre les stations marines. Il est nécessaire dans un premier temps de bancariser ces données dans des bases de données structurées et interopérables avec les bases nationales et internationales, comme cela a été proposé dans le cadre du projet OBIBENT. IV.3.4. Recommandations sur les acteurs, les opérateurs potentiels Contrairement à l objet 1 du PDS, le suivi des signatures isotopiques peut difficilement faire appel à la science participative, étant donné la complexité des méthodes requises. Les programmes de suivi actuels peuvent fournir en quasi-totalité les échantillons nécessaires aux méthodes proposées dans ce chapitre. A titre d exemple, les laboratoires tels que le LIENSs à La Rochelle, la station biologique de Roscoff, ou l ISEM de Montpellier, ont les dispositifs et la capacité d accueil adéquats pour effectuer les analyses requises. IV.3.5. Informations éventuelles sur les coûts La table 4 présente une estimation des budgets annuels des recommandations (en matière de création de suivis et de modification des suivis existants) pour l objet 3 du PDS de la thématique 4. A l heure actuelle, les coûts de revient propres aux demandes de modifications et de créations de dispositifs ne sont pas établis. Ce travail demande une étude approfondie car pour chaque paramètre, ces coûts (personnels et matériels) dépendront du nombre de stations à échantillonner, du nombre de réplicats à effectuer, ce qui n est pas encore déterminé. De plus, le coût de chaque analyse dépendra de l opérateur choisi. 65

71 Table 4. Budgétisation des propositions spécifiques à la thématique 4 (objet 3). N Propositions spécifiques au D4 PAC/PDS Scénario Référents, contacts potentiels 7 Extension des suivis télémétriques de phoques aux colonies importantes PDS Intermédiaire PELAGIS (Cécile encore non traitées. Augmenter le nombre de phoques équipés de balises sur Vincent) les colonies les plus importantes. 8 Amélioration de la connaissance sur les zones d alimentation des cétacés PAC Minimal PELAGIS (Jérôme teutophages Spitz) / GIS3M 9 Localisation des principales zones d alimentation des oiseaux limicoles. PAC Minimal Pierrick Bocher, Emmanuel Caillot 10 Mise en place d un dispositif de surveillance continue des principales zones PAC Intermédiaire Pierrick Bocher, d alimentation des oiseaux limicoles en lien avec les interactions humaines Emmanuel Caillot 11 Amélioration de la connaissance des zones d alimentation des grands pélagiques par satellite. 12a Évaluer de façon annuelle les valeurs énergétiques des principales espèces récoltées (représentant 95 % de la biomasse totale) lors des campagnes de chalutages pélagiques OU démersaux sur chaque façade. 12b Évaluer de façon annuelle les valeurs énergétiques des principales espèces récoltées (représentant 95% de la biomasse totale) lors des campagnes de chalutages pélagiques ET démersaux sur chaque façade. 13 Traiter les données relatives à la profondeur et à la structure des bancs, issues des campagnes pélagiques sur chaque façade. 14 Pérenniser le suivi des échouages (RNE) qui ne bénéficie pas de financement à long terme. 15 Assurer un cadrage scientifique et une augmentation de l effort d analyse des échantillons récoltés et stockés (contenus stomacaux, fèces de pinnipèdes frigorifiés) 16 Faire évoluer la réglementation des pêches pour que les oiseaux marins issus de captures accidentelles soient conservés en vue d'une analyse de leur régime alimentaire 17 Création d un réseau d étude et de suivi des régimes alimentaires des limicoles 18 Suivis SOMLIT : pérenniser le suivi des signatures de la matière organique particulaire (suivi temporel pélagique côtier). 19 Suivis SOMLIT : prélever régulièrement des échantillons de sédiment pour effectuer des mesures isotopiques (suivi temporel benthique côtier). 20 Suivis REBENT et DCE : prélever des échantillons de sédiment pour effectuer des mesures isotopiques (suivi spatial benthique côtier). 66 Statut au 13/05/2013 Budgété Non budgété Non budgété Non budgété PAC Intermédiaire Sylvain Bonhommeau Non budgété PDS Minimal PELAGIS (Jérôme Sptiz) PDS Intermédiaire PELAGIS (Jérôme Sptiz) Budgété Budgété PDS Intermédiaire PELAGIS, Jacques Massé Non budgété PDS Minimal PELAGIS (Willy Dabin) Non budgété PDS Minimal PELAGIS (Jérôme Sptiz, Cécile Vincent) Budgété PDS Minimal - Non budgété PDS Intermédiaire Pierrick Bocher, Emmanuel Caillot Non budgété PDS Minimal Nicolas Savoye En cours PDS Intermédiaire Nicolas Savoye En cours PDS Optimal Nicolas Savoye En cours 21 Campagnes halieutiques : prélever régulièrement des échantillons de PDS Optimal Nicolas Savoye En cours sédiment pour effectuer des mesures isotopiques (suivi temporel benthique du large). 22 Suivi temporel côtier : (= Axe 2 du Projet OBIBENT) suivi annuel simultané des signatures isotopiques des consommateurs primaires benthiques (choix de 5 espèces par SRM), prélevés par les stations marines du RESOMAR. PDS Minimal Gauthier Schaal Budgété 23 Suivi temporel au large : (inspiré de l axe 2 du Projet OBIBENT) suivi annuel des signatures isotopiques des consommateurs primaires benthiques (choix de 5 espèces par SRM), prélevés lors des campagnes de chalutages benthiques, sur une quinzaine de points de prélèvement répartis entre la côte et le large. 24 Suivi temporel côtier en Bretagne : (= Axe 3 du Projet OBIBENT) suivi annuel simultané des signatures isotopiques sur des consommateurs primaires benthiques (choix de 5 espèces), prélevés lors des suivis REBENT Bretagne. 25 Suivi spatial fin au large : suivi tous les 6 ans des signatures isotopiques des consommateurs primaires benthiques (choix de 5 espèces par SRM), prélevés lors des campagnes de chalutages benthiques, sur environ 150 points de prélèvement répartis entre la côte et le large. 26 (= Axe 1 du Projet OBIBENT) Création d une base de données commune pour les données isotopiques des stations marines. 27 Suivi temporel fin côtier : (= Axe 4 du Projet OBIBENT) suivi annuel fin des signatures isotopiques des consommateurs primaires benthiques (communauté entière), prélevés sur 4 points du suivi REBENT Bretagne. 28a A partir des campagnes halieutiques : Dans chaque SRM, suivi des signatures isotopiques des principales espèces (qui représentent 95 % de la biomasse des poissons), tous les 6 ans (roulement possible de 17 % des espèces tous les ans). 28b A partir des campagnes halieutiques : Dans chaque SRM, suivre les signatures isotopiques des 10 espèces principales tous les ans, et des autres (qui une fois cumulées avec les 10 précédentes, représentent 95 % de la biomasse des poissons) tous les 6 ans (roulement possible de 17 % de ces espèces tous les ans). 28c A partir des campagnes halieutiques : Dans chaque SRM, suivre les signatures isotopiques des principales espèces (qui représentent 95 % de la biomasse des poissons), tous les ans. 29 Suivre les signatures isotopiques tous les ans des principales espèces de prédateurs supérieurs : échouages, captures occasionnelles (télémétrie, bagages de poussins, captures accidentelles). PDS Minimal Gauthier Schaal Budgété PDS Intermédiaire Gauthier Schaal Budgété PDS Intermédiaire Gauthier Schaal Budgété PAC Intermédiaire Gauthier Schaal Budgété PAC Optimal Gauthier Schaal Budgété PDS Minimal François Le Loc'h, Tiphaine Chouvelon PDS Intermédiaire François Le Loc'h, Tiphaine Chouvelon PDS Optimal François Le Loc'h, Tiphaine Chouvelon PDS Minimal PELAGIS / GIS3M (Willy Dabin) Budgété Budgété Budgété Budgété

72 7. Extension des suivis télémétriques de phoques aux colonies importantes encore non traitées. Plan d'échantillonnage (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes Nombre de sites supplémentaires à suivre 1 2 NB: une seule SRM est concernée (Manche / Mer du Nord) Equipement (national) Quantité Prix unitaire pose de balises Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité Sc. mini Sc. inter Sc. opti Prix unitaire Manipulations sur le terrain, petit matériel, frais de missions, frais de transmission satellite Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Chercheur (Encadrement scient.) "Chercheur" comprend : conception, travail sur site, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique 0 0 Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

73 12. Suivi de la valeur énergétique des proies Plan d'échantillonnage (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes Nombre d'habitats par SRM 2 2 Nombre de SRM par évaluation 3 3 Nombre d'évaluations par an 1 1 Frais de fonctionnement (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Utilisation du calorimètre + consommables (Pour stations marines déjà équipées d'un calorimètre) Déplacement, hebergement, transport d'échantillon, plus collecte d'une ou 2 espèces très côtière non couverte par les campagnes halieutiques Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Ingénieur Chercheur (Encadrement scient.) "Ingénieur" comprend : préparation des campagnes, 1 mois de mer, traitement échantillons, analyse échantillons, traitement des données. Un ingénieur par sous-région marine. "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation. Un chercheur par sous-région marine. Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) 0 1 Encadrement scientifique par an ( )

74 15. Analyse des contenus stomacaux par le RNE + fécès de pinnipèdes sur colonies Frais de fonctionnement (national, par an) Total petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scientifique) "Technicien" comprend : échantillonnage, traitement échantillons "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) 0 Encadrement scientifique par an ( )

75 18. Signatures isotopiques de la MOP (côtier) sur suivis SOMLIT Plan d'échantillonnage (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Nombre de filtres par station 1 Nombre de stations par échantillonnage 12 Nombre d'échantillonnages par an* 24 Nombre total de sorties en bateau (= nombre d'analyses) 288 * 2 échantillonnages par mois Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) : Filtre Pilulier Coût total par analyse 12 Consommables (national, par an) : 1L HCl fumant (en moyenne) Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement échant. Le temps de travail est compté comme suit : 2 techniciens par sortie en bateau. Préparation + sortie + analyses = 2 j de travail par sortie "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) 0 Encadrement scientifique par an ( )

76 19. Signatures isotopiques du sédiment (côtier) sur suivis SOMLIT Plan d'échantillonnage (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes 1 Nombre de stations par échantillonnage 12 Nombre d'échantillonnages par an* 24 Nombre total de sorties en bateau (= nombre d'analyses) 288 * 2 échantillonnages par mois Investisement matériel (national, au départ) Matériel pour échantillonnage sédiment Quantité prix unitaire Total env. 10 (selon navires) Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) : Pilulier Coût total par analyse 21 Consommables (national, par an) : 1L HCl fumant (en moyenne) Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement échant. Le temps de travail est compté comme suit : 2 techniciens par sortie en bateau. Préparation + sortie + analyses = 2 j de travail par sortie "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

77 20. Signatures isotopiques du sédiment (côtier) sur suivis REBENT et DCE Plan d'échantillonnage (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes 1 Nombre de stations par échantillonnage 100 Nombre d'échantillonnages par an 1 Nombre total d'analyses 100 Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) : Pilulier Coût total par analyse 21 Consommables (national, par an) : 1L HCl fumant (en moyenne) Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement échant. =2 j de travail par sortie "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) 0 Encadrement scientifique par an ( )

78 21. Signatures isotopiques du sédiment (au large) sur campagnes halieutiques Plan d'échantillonnage (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes 1 Nombre de stations par échantillonnage 150 Nombre d'échantillonnages par an 1 Nombre total d'analyses 150 Equipement (national, au départ) Quantité prix unitaire Total Matériel pour échantillonnage sédiment Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) : Pilulier Coût total par analyse 21 Consommables (national, par an) : 1L HCl fumant (en moyenne) Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien 2 0, Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement échant. =2 j de travail par sortie "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique 420 Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

79 22. Signatures isotopiques du zoobenthos (côtier) par les stations marines du RESOMAR Source : Projet OBIBENT Axe 2 Plan d'échantillonnage (national, par an) petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes Sc. mini Sc. inter Sc. opti Nombre d'individus adultes par espèce 5 Nombre d'espèces par station* 7 Nombre de stations par évaluation 10 Nombre d'évaluations par an 1 Nombre total d'analyses 350 *N espèces = 5 zoo +1 source de nourriture benthique (2 analyses) ; x 5 réplicats Equipement (national, au départ) Quantité prix unitaire Total Drague Rallier du Baty Mortiers ultra-lisses et pilons Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) (capsules en étain, filtres, réactifs) Conditionnement des échant. lors des prélèvements Coût total par analyse 12 Frais de carburant et utilisation des navires (national, par an) bateaux (stations marines) Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement des échant. "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

80 23. Signatures isotopiques du zoobenthos (au large) sur campagnes halieutiques (suivi temporel tous les ans) Source : Projet OBIBENT Axe 2 Plan d'échantillonnage (national, par an) petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes Sc. mini Sc. inter Sc. opti Nombre d'individus adultes par espèce 5 Nombre d'espèces par station 8 Nombre de stations par évaluation 15 Nombre d'évaluations par an 1 Nombre total d'analyses 600 *N espèces = 5 zoo + 2 sources de nourriture (POM, 2 analyses sédiment) = 8 ; x5 réplicats Equipement (national, au départ) Quantité prix unitaire Total Drague à pétoncle ou à coquille Mortiers ultra-lisses et pilons Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) (capsules en étain, filtres, réactifs) Conditionnement des échant. lors des prélèvements Coût total par analyse 12 Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement des échant. "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

81 24. Signatures isotopiques du zoobenthos (côtier) sur suivi REBENT Bretagne Source : Projet OBIBENT Axe 3 Plan d'échantillonnage (national, par an) petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes Sc. mini Sc. inter Sc. opti Nombre d'individus adultes par espèce 5 Nombre d'espèces par station 8 Nombre de stations par évaluation 12 Nombre d'évaluations par an 1 Nombre total d'analyses 480 *N espèces = 5 zoo + 2 sources de nourriture (POM, 2 analyses sédiment) = 8 ; x5 réplicats Equipement (national, au départ) Quantité prix unitaire Total Drague à pétoncle ou à coquille Mortiers ultra-lisses et pilons Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) (capsules en étain, filtres, réactifs) Conditionnement des échant. lors des prélèvements Coût total par analyse 12 Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement des échant. "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

82 25. Signatures isotopiques du zoobenthos (au large) sur campagnes halieutiques (suivi spatial tous les 6 ans) Source : Projet OBIBENT Axe 2 Plan d'échantillonnage (national, par an) petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes Sc. mini Sc. inter Sc. opti Nombre d'individus adultes par espèce 5 Nombre d'espèces par station 8 Nombre de stations par évaluation 150 Nombre d'évaluations par an 0 Nombre total d'analyses *N espèces = 5 zoo + 2 sources de nourriture (POM, 2 analyses sédiment) = 8 ; x5 réplicats Equipement (national, au départ) Quantité prix unitaire Total Drague à pétoncle ou à coquille Mortiers ultra-lisses et pilons Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) (capsules en étain, filtres, réactifs) Conditionnement des échant. lors des prélèvements Coût total par analyse 12 Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement des échant. "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

83 26. Création base de données isotopie commune aux stations marines Source : Projet OBIBENT Axe 1 Frais de fonctionnement (national, par an) Total petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes binoculaires, etc Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Ingénieur Chercheur (Encadrement scient.) "Ingénieur" comprend : création, gestion de la base de données "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) 0 Encadrement scientifique par an ( )

84 27. Signatures isotopiques du zoobenthos (côtier, suivi fin) sur suivi REBENT Bretagne Source : Projet OBIBENT Axe 4 Plan d'échantillonnage (national, par an) petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes Sc. mini Sc. inter Sc. opti Nombre d'individus adultes par espèce 5 Nombre d'espèces par station 100 Nombre de stations par évaluation 4 Nombre d'évaluations par an 1 Nombre total d'analyses *N espèces = toute la communauté zoo +1 source de nourriture benthique (2 analyses) ; x 5 réplicats Equipement (national, au départ) Quantité prix unitaire Total Drague Rallier du Baty Mortiers ultra-lisses et pilons Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité prix unitaire Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) (capsules en étain, filtres, réactifs) Conditionnement des échant. lors des prélèvements Coût total par analyse 12 Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement des échant. "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

85 28. Signatures isotopiques des poissons, sur campagnes halieutiques Sources : thèse Le Loc'h, Thèse Chouvelon, Table A5-1 (p240), Chouvelon et al., 2012 Plan d'échantillonnage (national, par an) petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes Sc. mini Sc. inter Sc. opti Nombre d'individus par classes de taille Nombre de classes de taille par espèce Nombre d'espèces par habitat Nombre d'habitats par SRM Nombre de SRM par évaluation Nombre d'évaluations par an Nombre total d'analyses *Espèces considérées (env. 95% de la biomasse) : 8 téléostéens benthopélagiques, 8 téléostéens pélagiques, 6 céphalopodes Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité Quantité prix Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) piluliers, sachets, etc Coût total par analyse 11 Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement des échant. "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) Encadrement scientifique par an ( )

86 29. Signatures isotopiques des prédateurs supérieurs Sources : Thèse Chouvelon, Table A5-1 (p240), Chouvelon et al., 2012 Plan d'échantillonnage (national, par an) petit matériel et renouvellement des congélateurs, loupes Sc. mini Sc. inter Sc. opti Nombre d'individus par espèce 10 Nombre d'espèces par habitat 10 Nombre d'habitats par SRM 1 Nombre de SRM par évaluation 3 Nombre d'évaluations par an 1 Nombre total d'analyses 300 *Espèces considérées (env. 95% de la biomasse) : Frais de fonctionnement (national, par an) Quantité Quantité prix Total Prestations : coût par analyse (réplicat) Consommables (par analyse) piluliers, sachets, etc Coût total par analyse 11 Autres frais (national, par an) Missions Frais de personnels (national, par an) temps de travail annuel (mois) Grade Qté Sc. mini Sc. inter Sc. opti Charge mensuelle Technicien Chercheur (Encadrement scient.) "Technicien" comprend : préparation des missions, échant. sur bateau, conditionnement des échant. "Chercheur" comprend : conception, supervision, valorisation Coûts totaux (national, par an) Sc. mini Sc. inter Sc. opti Frais de fonctionnement Frais de personnel technique Investissement total par an, supplémentaire à l'existant ( ) Equipement, au départ ( ) 0 Encadrement scientifique par an ( )

87 IV.3.6. Optimisation intra-thématique L'amélioration des connaissances sur les régimes alimentaires est indispensable non seulement pour identifier les liens et niveaux trophiques (ex. productivité des prédateurs supérieurs en relation de leur proies, le MTI, etc.) mais aussi afin de pouvoir interpréter tous les autres indicateurs du D4. Les paramètres de cet objet doivent donc être intégrés impérativement dans les programmes de suivis existants, si possible. IV.3.7. Optimisation inter-thématique L intérêt général du prélèvement de tissus intégré aux dispositifs de suivi dépasse largement celui de l étude des régimes alimentaires. Il concerne également les thématiques de la biodiversité, au travers des analyses génétiques, et des contaminants dans les organismes. IV.3.8. Optimisation communautaire Cet objet ne fait actuellement pas partie des suivis internationaux. 82

88 V. Conclusion V.1. Besoins en termes de paramètres pour la thématique T4 Une synthèse sur le niveau de renseignement des différents paramètres actuellement suivis, en fonction des groupes biologiques considérés, est présentée sur la Fig. 8. Dans l ensemble, les paramètres de l objet 2 et 3 sont les moins bien renseignés. Ce tableau montre aussi une forte hétérogénéité du niveau de renseignement des paramètres entre les grands groupes biologiques. La biomasse, par exemple, n est actuellement pas considérée pour les macroinvertébrés. Aussi, aucun suivi actuel de phytoplancton ne mesure la production. Les consultations scientifiques ont souligné la nécessité de répondre aux besoins de recherche et d acquisition de connaissances sur les réseaux trophiques, en particulier concernant les aspects fonctionnels très peu pris en compte jusqu'à présent. Un effort particulier devra être porté sur la connaissance des régimes alimentaires et des liens trophiques entre les organismes afin de mieux identifier les mécanismes de régulation et de perturbation des réseaux trophiques. Il sera également nécessaire de «décloisonner» les thématiques de recherche et d'encourager les approches transversales et les réseaux d experts afin de faciliter le développement de nouveaux indicateurs de réseaux trophiques. Un deuxième livrable traitera plus en détail de ces besoins de recherche et d acquisition de connaissances. V.2. Besoins en termes de programmes de surveillance pour la thématique T4 Un effort particulier doit être porté sur l'harmonisation des protocoles entre les programmes de suivis et sur la structuration des plans d'échantillonnage à l'échelle des SRM. Afin d obtenir des indicateurs écosystémiques, des données issues des suivis intégratifs à travers plusieurs niveaux trophiques seront préconisés. Etant donné qu il s'agit du premier cycle DCSMM, une phase de tests et d'optimisation est nécessaire avant que les nouveaux dispositifs de collecte, et dans une moindre mesure les extensions de dispositifs existants, soient opérationnels. Certains programmes de suivi déjà opérationnels nécessiteront peu d aménagements et pourront rapidement être mis en place. En revanche, l optimisation de la stratégie d échantillonnage dépendra des connaissances à acquérir pour le prochain cycle du PAMM. Par exemple, la variabilité intra-annuelle de certains paramètres n est pas connue et peut être supérieure à la variabilité interannuelle. Pour savoir si un suivi annuel est suffisant, il faudra mettre en place un suivi saisonnier (programme de connaissance qui peut être limité dans l espace et le temps). Cette étape de développement de connaissances est indispensable avant la mise en place d un programme de surveillance, qui lui doit être pérenne. 83

89 Biomasse Abondance Traits biologiques (Aspects T4) Composition taxonomique Répartition (Aspect T4 : Zones d'alimentation des prédateurs, profondeur + densité des bancs de petits pélagiques) Production (primaire, et proxys) Succès de reproduction Valeur energetique des proies Contenus stomacaux / Fèces Signatures isotopiques Groupe Dispositifs Nano,pico et microplancton Phytoplancton Phytoplancton Phytoplancton Mesozooplancton Mesozooplancton Macrozooplancton Macrozooplancton Ichtyoplancton Ichtyoplancton SOMLIT RESOMAR REPHY Bouées SOMLIT RESOMAR RESOMAR Jellywatch, Opération Méduse (Science participative) Campagnes halieutiques SOMLIT Macrofaune benthique Macrofaune benthique Macrofaune benthique Macrofaune benthique Macrofaune benthique Macrofaune benthique Macrofaune benthique Macrofaune benthique Megafaune benthique Macroflore benthique Macroflore benthique REBENT-Bretagne DCE RESOMAR OBIONE Observatoire «Littoral, limicoles et macrofaune benthique» Suivis Granulats marins Suivis IGA Suivis PNMI Campagnes halieutiques REBENT-Bretagne DCE Poissons démersaux (espèces ciblées uniquement) Campagnes halieutiques (IBTS, EVHOE, CGFS, MEDITS, ORHAGO) Poissons pelagiques (espèces ciblées uniquement) Campagnes halieutiques (IBTS, PELGAS, MEDITS) Oiseaux marins Oiseaux marins Oiseaux marins Mammiferes marins Mammiferes marins Mammiferes marins Mammiferes marins Suivis colonies Observations campagnes halieutiques Observations aériennes Réseau National d'echouages Suivis colonies Observations campagnes halieutiques Observations aériennes Non ou très peu renseigné Partiellement renseigné Renseigné Non applicable Figure 8. Niveau de renseignement des paramètres utiles à la thématique 4 pour les principaux dispositifs existants, d après la méthode employée (sans tenir compte de la couverture spatiale et temporelle). 84

90 Tous les paramètres et les compartiments ne pourront pas être suivis au cours des campagnes institutionnelles. Les espèces mobiles présentent une partie de l année ne seront prises en compte que si des campagnes dédiées sont organisées au cours de la période de présence de ces espèces (ex : suivi aérien du thon rouge). Cela pose le problème d évaluer différentes composantes d un écosystème à partir de protocoles et de méthodes différentes. La combinaison de jeux de données issues de campagnes différentes utilisant des méthodes de prélèvement différentes (fiabilités variables) et réalisées à des dates différentes peut rendre l interprétation des résultats difficile. Certains paramètres considérés par les indicateurs du D4 sont déjà considérés dans des suivis existants au niveau communautaire suite aux demandes des directives européennes (Table 5). Par contre, la fréquence temporelle et spatiale nécessitera une adaptation pour répondre aux demandes de la DCSMM (Zampoukas et al., 2012). Par exemple, l échantillonnage au large est actuellement insuffisant. Aussi, pour certains groupes seulement les espèces menacées sont suivi (ex. oiseaux). Cette synthèse montre aussi le manque général de suivis de zooplancton au niveau communautaire. Table 5. Disponibilité et nécessité des paramètres de suivi pour les indicateurs D4 dans le cadre des autres législations communautaires (Directive Cadre sur l'eau (DCE), Directive Habitats-Faune Flore (DHFF), Directive Oiseaux (DO), Politique Commune de la Pêche (PCP) et les conventions de mer régionales (CMRs) : OSPAR pour l Atlantique Nord Est et la convention de Barcelone pour la Méditerranée. Informations reprises de Zampoukas et al. (2012). Indicateurs D4 Paramètres D4 WFD 1 BD 2 CFP CMRs Performance des prédateurs clés sur la base de leur production par unité de biomasse (Productivité)) Succès de reproduction des oiseaux marins X X Production du phytoplancton X X Poissons de grande taille (en poids) Taille des poissons X X Tendance en matière d abondance des espèces/groupes sélectionnés importants sur le plan fonctionnel Abondance des macroinvertébrés benthiques X Abondance et biomasse de phytoplancton X X Abondances relatives des guildes trophiques des poissons X 1 seulement en milieu côtier 2 seulement pour un nombre limité d espèces 85

91 V.3. Besoins en termes d analyse de données et de bancarisation pour la thématique T4 La priorité absolue dans le cadre de l'élaboration du programme de surveillance (PDS) est de péréniser les suivis existants mais également de mettre en place les moyens nécessaires pour l analyse des données nouvellement collectées. Par exemple, le renouvellement et la formation annuelle continue de l'expertise taxonomique des différentes composantes des écosystèmes (phytoplancton, zooplancton, invertébrés benthiques, grands prédateurs, etc.) semble dès à présent être un point crucial. Une compétence de taxonomiste peut seulement être obtenue grâce à une formation uniforme à l'échelle de la France. Dans cet objectif, un consortium national doit être mis en place pour former des nouveaux taxonomistes à travers les différentes spécialités (plancton, benthos, etc.). Ainsi un transfert de compétences en identification taxonomique correcte peut être assuré. 86

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98 Annexe 1 : Ateliers et réunions ayant contribué aux réflexions en vue de l élaboration de ce rapport Ateliers scientifiques 18 oct : visioconférence sur les systèmes «haute-résolution» de suivi des masses d eau pélagiques 25 oct : Atelier «Resomar Benthos», Brest 25 oct : Atelier «Resomar Pelagos», Brest 5-6 nov : Atelier «Poissons et Céphalopodes du Plateau Continental», Concarneau 13 nov : Atelier «Oiseaux marins, Mammifères marins et tortues marines», Paris 17 déc : atelier réseaux trophiques, groupe «poissons et céphalopodes», Sète 6 fév : atelier réseaux trophiques, groupe «benthos», Gif-sur-Yvette 7 fév : atelier réseaux trophiques, groupe «plancton», Gif-sur-Yvette 8 fév : atelier réseaux trophiques, groupe «prédateurs supérieurs», Gif-sur-Yvette Réunions Nationales DCSMM 20 avril 2012 : Première réunion du Comité de coordination technique pour l'élaboration du programme de surveillance DCSMM, Paris 31 mai 2012 : Groupe de Travail «Programme de surveillance» DCSMM, Paris 6 juin 2012 : réunion de travail inter-descripteurs (T1, T2, T4, T6, T7), Paris 11 juillet 2012 : Deuxième réunion Comité de coordination technique pour l'élaboration du programme de surveillance DCSMM, Paris 19 octobre 2012 : Comité de coordination technique élaboration du programme de surveillance DCSMM, Paris 19 octobre 2012 : Groupe de Travail «Programme de surveillance» DCSMM, Paris 12 décembre 2012 : Comité de coordination technique d élaboration du programme de surveillance DCSMM, Paris 30 janvier 2013 : Comité de coordination technique d élaboration du programme de surveillance DCSMM, Paris 31 janvier 2013 : Groupe de Travail «Programme de surveillance» DCSMM, Paris 1 février 2013 : réunion de travail inter-descripteurs (T1, T2, T4, T6, T7), Paris Réunions Internationales Depuis Juillet 2012, Nathalie Niquil (responsable D4 Golfe de Gascogne) et Isabelle Rombouts (chargée de mission D4 Manche Mer du Nord) ont animé le groupe d experts réseaux trophiques d OSPAR/ ICG-COBAM. Grâce à cette responsabilité de coordination, une articulation étroite entre les réflexions nationales et internationales s est effectuée. L objectif principal de ce groupe d experts était de proposer un set d indicateurs communs à l échelle de la région d OSPAR et de préparer des fiches techniques associées. Dans le cadre de ce travail, les coordinatrices ont organisé une vidéoconférence le 13 Octobre 2012 afin de rassembler les experts réseaux trophiques des différents Etat Membres. De plus, les coordinatrices ont participé régulièrement aux réunions d ICG-COBAM en Septembre 2012 (Aberdeen, Ecosse), Décembre 2012 (Bruxelles, Belgique) et Mars 2013 (Madrid, Espagne). 93

99 94

100 Annexe 2 : Classification des espèces de poissons en guildes trophiques (CIEM) Trophic guilds to which Northeast Atlantic fish species were assigned based on their ontogenetic switches in diet. (Note that a Demersal piscivore is a demersal fish that feeds on fish, not any predator feeding on demersal fish.) Length (cm) Common name Scientific name below Trophic guild Angler fish Lophius piscatorius 0-29 Demersal benthivore Demersal piscivore Atlantic wolffish Anarhichas lupus 0-4 Pelagic planktivore Demersal benthivore Ballan wrasse Labrus bergylta 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore Bib Trisopterus luscus 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Black anglerfish Lophius budegassa 0-19 Demersal benthivore Demersal piscivore Black goby Gobius niger 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore Black-mouthed dogfish Galeus melastomus 0-90 Demersal benthivore Blonde ray Raja brachyura Demersal piscivore Blue ling Molva dypterygia 0-3 Pelagic planktivore 4 Demersal benthivore Demersal piscivore Blue whiting Micromesistius poutassou 0-50 Pelagic planktivore Bluemouth rockfish Helicolenus dactylopterus 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Bluntnose Sixgill Shark Hexanchus griseus 0-65 Demersal piscivore Boar fish Capros aper 0-15 Pelagic planktivore Bull-rout Myoxocephalus scorpius 0-4 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Butterfish Pholis gunnellus 0-4 Pelagic planktivore Demersal benthivore Cod Gadus morhua 0-3 Pelagic planktivore Demersal piscivore Common goby Pomatoschistus microps 0-9 Demersal benthivore Conger eel Conger conger 0-14 Pelagic planktivore Demersal benthivore Cuckoo ray Raja naevus 0-50 Demersal benthivore Demersal piscivore Dab Limanda limanda 0-3 Pelagic planktivore Demersal benthivore Dragonet Callionymus lyra 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore

101 European pilchard Sardina pilchardus 0-28 Pelagic planktivore Five-bearded rockling Ciliata mustela 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Flounder Platichthys flesus 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Four-bearded rockling Enchelyopus cimbrius 0-5 Pelagic planktivore Demersal benthivore Four-spot megrim Lepidorhombus boscii 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Garfish Belone belone 0-93 Demersal benthivore Goldsiny wrasse Ctenolabrus rupestris 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore Greater argentine Argentina silus Pelagic planktivore Greater forkbeard Phycis blennoides 0-3 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Greater sandeel Hyperoplus lanceolatus 0-3 Pelagic planktivore Demersal piscivore Grey gurnard Eutrigla gurnardus 0-3 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Haddock Melanogrammus aeglefinus 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Hake Merluccius merluccius 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Halibut Reinhardtius hippoglossoides 0-3 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Herring Clupea harengus 0-45 Pelagic planktivore Hollow snout grenadier Caelorinchus caelorinchus 0-5 Pelagic planktivore Demersal piscivore Hooknose Agonus cataphractus 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Horse mackerel Trachurus trachurus 0-25 Pelagic planktivore Pelagic piscivore Imperial scaldfish Arnoglossus imperialis 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore John Dory Zeus faber 0-8 Pelagic planktivore Demersal piscivore Lantern fish Myctophum punctatum 0-11 Pelagic planktivore Lemon sole Microstomus kitt 0-4 Pelagic planktivore Demersal benthivore Lesser sandeel Ammodytes tobianus 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore Lesser spotted dogfish Scyliorhinus canicula Demersal benthivore Ling Molva molva 0-30 Pelagic planktivore Demersal piscivore 96

102 Long rough dab Hippoglossoides platessoides 0-3 Pelagic planktivore Demersal benthivore Lumpsucker Cyclopterus lumpus 0-5 Pelagic planktivore Demersal benthivore Mackerel Scomber scombrus 0-25 Pelagic planktivore Pelagic piscivore Megrim Lepidorhombus whiffiagonis 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Moustache sculpin Triglops murrayi 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Norway pout Trisopterus esmarki 0-6 Pelagic planktivore Demersal benthivore Pearlside Maurolicus muelleri 0-8 Pelagic planktivore Plaice Pleuronectes platessa 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Pollack Pollachius pollachius 0-24 Pelagic planktivore Demersal benthivore Poor -cod Trisopterus minutus 0-3 Pelagic planktivore Demersal benthivore Rabbit/ratfish Chimaera monstrosa Demersal benthivore Red band fish Cepola rubescens 0-3 Pelagic planktivore Demersal benthivore Redfish Sebastes marinus 0-24 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Rock gurnard Trigloporus lastoviza 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore Round skate Rajella fyllae 0-60 Demersal benthivore Roundnose grenadier Coryphaenoides rupestris 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore Saithe Pollachius virens 0-45 Pelagic planktivore Demersal piscivore Salmon Salmo salar 0-25 Pelagic planktivore Pelagic piscivore Sand goby Pomatoschistus minutus 0-11 Demersal benthivore Sand sole Pegusa lascaris 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Scaldfish Arnoglossus laterna 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore Sea scorpion Taurulus bubalis 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore Sea snail Liparis montagui 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Sea trout Salmo trutta 0-15 Pelagic planktivore Pelagic piscivore Small-eyed ray Raja microocellata 0-64 Demersal benthivore Pelagic piscivore Smooth hound Mustelus mustelus Demersal benthivore Sole Solea solea 0-2 Pelagic planktivore 97

103 .0-70 Demersal benthivore Solenette Buglossidium luteum 0-1 Pelagic planktivore Demersal benthivore Spotted Dragonet Callionymus maculatus 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Spotted ray Raja montagui 0-50 Demersal benthivore Spotted wolfish Anarhichas minor 0-4 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Sprat Sprattus sprattus 0-16 Pelagic piscivore Spurdog Squalus acanthias 0-60 Demersal benthivore Demersal piscivore Starry ray Raja radiata 0-41 Demersal benthivore Demersal piscivore Starry smooth hound Mustelus asterias Demersal benthivore Sting ray Dasyatis pastinaca Demersal benthivore Striped red mullet Mullus surmuletus 0-5 Pelagic planktivore Demersal benthivore Thickback sole Microchirus variegatus 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Thornback ray Raja clavata 0-50 Demersal benthivore Demersal piscivore Thorny skate Amblyraja radiata Demersal benthivore Three-bearded rockling Gaidroparus vulgaris 0-5 Pelagic planktivore Demersal benthivore Three-bearded rockling Gaidropsarus vulgaris 0-2 Pelagic planktivore Demersal benthivore Tope Galeorhinus galeus Demersal piscivore Turbot Psetta maxima 0-3 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Tusk Brosme brosme 0-5 Pelagic planktivore Demersal piscivore Velvet belly latern shark Etmopterus spinax 0-20 Pelagic planktivore Demersal piscivore Whiting Merlangius merlangus 0-5 Pelagic planktivore Demersal benthivore Demersal piscivore Witch Glyptocephalus cynoglossus 0-6 Pelagic planktivore Demersal benthivore 98

104 Annexe 3 : Fiches techniques des indicateurs communs proposés par le groupe d experts «Réseaux trophiques» d OSPAR/ICG-COBAM (extrait du document BDC 13/4/2 Add.1-E) Agenda Item 4 BDC 13/4/2 Add.1-E English only OSPAR Convention for the Protection of the Marine Environment of the North-East Atlantic Meeting of the Biodiversity Committee (BDC) Hell: February 2013 Report by ICG-COBAM on the development of an OSPAR common set of biodiversity indicators Part C: Technical Specifications Prepared by the OSPAR Intersessional Correspondence Group on the Coordination of Biodiversity Assessment and Monitoring (ICG-COBAM) This is the third part to the document presented as BDC 13/4/2. It contains detailed information on each of the proposed common indicators. 99

105 Food webs Number Previous code* Indicator FW-1 NA Reproductive success of marine birds in relation to food availability Core FW-2 NA Production of phytoplankton Core FW-3 NA Size composition in fish communities (LFI) Core FW-4 NA Changes in average trophic level of marine predators (cf MTI) Core Category FW-5 NA Change of plankton functional types (life form) index Ratio between: Gelatinous zooplankton & Fish larvae, Copepods & Phytoplankton; Holoplankton & Meroplankton Core FW-6 NA Biomass, species composition and spatial distribution of zooplankton Candidate FW-7 NA Fish biomass and abundance of dietary functional groups Candidate FW-8 NA Changes in average faunal biomass per trophic level (Biomass Trophic Spectrum) Candidate FW-9 NA Ecological Network Analysis indicator (p. ex. trophic efficiency, flow diversity) Candidate Reproductive success of marine birds in relation to food availability 1. Indicator Name: Reproductive success of marine birds in relation to food availability Code: FW-1 (NA) Proposed to BDC 2013 as: Core indicator State of methodological development: Development step Indicator metrics Ecosystem components attributed (species/habitat types) Applicability to sub-regions Assessment scales Monitoring parameter Monitoring frequency Defined Yes Partially Yes Yes Yes Yes 2. Appropriateness of the indicator Biodiversity component: Marine Birds MSFD criterion: 4.1 Productivity (production per unit biomass) of key species or trophic groups 100

106 MSFD indicator: Performance of key predator species (mammals, seabirds) using their production per unit biomass (productivity) Sensitivity to Relevance to Practicable Applicable Number of CPs Consensus specific management measures across reporting/using among CPs on pressures region the indicator usefulness as (n=9) part of a region wide set (n=8) High - Sensitive to changes in prey availability, human disturbance, contaminants and predation. High Depends on cause of changes to prey availability (if fishing - high; if climate-low). High for human disturbance, contaminants* and predation (*in combination with TMAP-monitoring of contaminants in bird eggs) Data on breeding success for some species widely available; for other species only available for parts of subregions (e.g. Wadden Sea). Yes 8 8 Marine birds can be highly sensitive to changes in the abundance and diversity of their primary prey, whether driven by climate, exploitation, or both (Ainley and Blight 2009, Cury et al. 2011, Montevecchi 2007, Frederiksen et al. 2007). The indicator is intended to complement another proposed indicator on annual breeding success of kittiwakes in relation to sandeel availability (under 1.3.1), in order to keep a watching-brief on the population condition of other species. Abrupt declines in prey abundance may result in reduced marine bird breeding performance. A key point that underlines the limits of this indicator is that unless predators are actually food limited, then variation in predator performance will infer little about food web processes in lower trophic levels, and as such would not be appropriate for use as a food web indicator (Rombouts et al., in press). The responses to declining prey may be slow and non-linear (Asseburg et al., 2006; Croxall et al., 1999; Furness and Tasker, 2000; Piatt et al., 2007). Many marine bird species are able to switch to alternative prey, and breeding success can recover after a few years (Asseburg et al., 2006; Chiaradia, 2010). So, ideally, if a bird species were to be selected as a food web indicator, the predator should have little alternative prey available in the environment so that the indicator can be linked more easily to the actual declining prey (Danhärdt et al., 2011; Furness and Tasker, 2000). Since only few species will correspond to these criteria, the selection of dietary groups (p. ex. benthic intertidal feeders, surface fish eaters, deep divers, etc.) is likely to be more robust than the use of indicator species as a food web indicator. 3. Parameter/metric Annual colony failure rate i.e. the percentage of colonies failing per year, per species (from Cook et al. 2012). 101

107 Cook et al. (2012) considered a colony to have failed if the annual mean breeding success was 0.1 chicks fledged per nest or less. The appropriateness of their definition of colony failure needs further assessment. Although it flags up extreme breeding failure, it is not clear if this would exclude relatively poor breeding years for some areas and for some species. The indicator is to be derived from data on annual mean breeding success (no. chicks fledged per pair) of marine bird species at colonies and in survey plots throughout the NE Atlantic. A separate indicator should be constructed for each species in each sub-region. Depending in species and area, the parameter may be derived from data hatching success (i.e. number of eggs hatched per pair). In this context, marine birds include the following taxonomic groups that are commonly aggregated as waterbirds and seabirds : Waterbirds: shorebirds (order Charadriiformes); ducks, geese and swans (Anseriformes); divers (Gaviiformes); and grebes (Podicipediformes); Seabirds: petrels and shearwaters (Procellariiformes); gannets and cormorants (Pelecaniformes); skuas, gulls, terns and auks (Charadriiformes). Species selected for this indicator should be sensitive to changes in pressures such as anthropogenic impacts on their food supply, predation by non-indigenous species, disturbance and contaminants - see Furness & Tasker (2000) who applied criteria to identify the most sensitive seabird species (Table 1, in Tech Spec Birds) and Koffijberg et al. (2011) who identified species for the Wadden Sea (Table 2, in Tech Spec Birds). The indicators for each species are constructed from a time-series of annual estimates of breeding success at a sample of colonies. Not all the colonies in the sample will have been observed every year in the times-series. Missing annual observations can be predicted by models: Cook et al. (2012) used a Generalised Linear Model (GLM) framework with a binomial error structure. Breeding success for each colony in each year was calculated, and where this value was below 0.1 chicks per nest, the colony was assessed as having failed in that year. Breeding success or failure was modelled in relation to year and site, to account for the fact that. The coefficient for each year was then taken to represent the probability of breeding failure occurring at any given site within that calendar year. Year was fitted as a fixed effect factor, rather than a random effect so that the coefficients would not be constrained to follow a normal distribution. These models were used to estimate the annual colony failure rate (i.e. proportion of colonies in a sample that had annual breeding success of 0.1 or less chicks fledged per pair ) for each of 17 species during (data from UK Seabird Monitoring Programme). Of these 17 species, five were selected for the indicator for the Greater North Sea (Kittiwake, Little Tern, Sandwich Tern, Common Tern and Arctic Tern) and eight for the Celtic seas indicator (Kittiwake, Common and Arctic Terns [both subject to improved monitoring], Lesser Black-backed Gull and Herring Gull), on the basis of a) sufficient data to construct a robust failure rate model that accurately predicted observed failure rates; and of b) high or moderate sensitivity to reductions in sandeel abundance, as quantified marine bird by Furness & Tasker (2000) (Table 1, in Tech Spec Birds). Arctic skua was omitted from the Greater North Sea indicator because of its limited distribution in this sub-region. 4. Baseline and Reference level Complex baseline data for species, colonies and divisions of sub-regions are available. 5. Setting of GES boundaries / targets The target proposed by the UK for the indicator is: 102

108 Criterion level target (1.3): Widespread seabird colony breeding failures should occur rarely in other species that are sensitive to changes in food availability. The criterion target will be assessed on the basis of the number of species achieving species specific supporting targets: The annual percentage of colonies experiencing breeding failure does not exceed the mean percentage of colonies failing over the preceding 15 years, or 5%, whichever value is greater, in more than three years out of six. The aim of the target is to ensure that only a small proportion of colonies fail per year, probably due to local problems, rather than any large scale anthropogenic impact. The aim of the target of 3 years out of six is to ensure that the cumulative effect of successive failures does not have a significant impact on recruitment into the regional population. Cook et al. (2012) tested various target thresholds on each species indicator of annual colony failure rate. They found that some species e.g. terns, experience breeding failure on a regular basis, others e.g. auks, rarely fail to breed. The threshold of the 15-year mean breeding failure rate was appropriate for species that regularly failed to breed, while a fixed threshold of 5% was appropriate for highlighting failures in species that rarely fail. Further work is required to investigate how applicable these targets are to other species and other areas in the NE Atlantic Targets for other species and possibly for other ecological units or divisions of sub-regions would need to be developed. 6. Spatial scope Breeding success of marine birds is monitored at colonies of a number of species throughout the NE Atlantic (see ICES 2007). Further work is needed to determine if the development of this indicator at the sub-regional scale will be restricted by lack of monitoring or data availability. Hatching and fledging success is monitored for a selection of species breeding on soft coasts and islands e.g. in the Wadden Sea region. Monitoring is carried out on survey plots in colonies and for non-colony breeding shorebirds. Further work is needed to develop this indicator at the sub-regional scale. 7. Monitoring requirements The frequency at which data should be collected, annually The monitoring method, Walsh et. Al. 1995; for Wadden Sea Koffijberg et. Al Who is responsible for the monitoring, Minimal required amount of monitoring locations. Does the required monitoring already exist? National Monitoring Schemes in the Wadden Sea within the Trilateral Monitoring and Assessment Programme (TMAP) number required could be provided following further analysis of existing data Most countries in the region collect breeding productivity data on marine bird species. Further work required to determine if sufficient data are collected by each country to construct indicators for relevant species in each sub-region. 8. Reporting 103

109 Targets can be updated on an annual basis. Cook et al. (2012) suggested a colour-coded alerts system, which enables an early warning that targets may not be met in subsequent years and may enable pre-emptive measures to be applied. Breeding failure Alerts coding (see Table 2, in Tech Spec Birds, from Cook et al. 2012): red alert when target is exceeded in four or more of the preceding six years; amber alert when target is exceeded in three of the preceding six years; "green alert" when target is exceeded in less than three years of the preceding six. Because of uncertainties with the definition of breeding failure (see above) green would not necessarily mean that breeding success is sustainable for the given species. Further work is necessary to make this system more robust. Data needs to be collated centrally from CPs (at least at a sub-regional scale) and then analysed to produce indices, which can then be assessed against targets. In comparison to B-3 indicator, the food-web indicator should be reported per trophic group instead of per species. 9. Resources needed Most countries in the region collect breeding productivity data on marine bird species. Several countries have nationally co-ordinated monitoring schemes and national databases. Further work required to determine if sufficient data are collected by each country to construct indicators for relevant species in each sub-region. Monitoring in some countries may need to be expanded to construct a robust indicator. Monitoring breeding success is more straightforward in some species than others, so species-specific methods have been designed and are widely used (see e.g. Walsh et al. 1995). Generally monitoring is conducted by observing a sample of nests within a colony and recording progress from laying, hatching and fledging. This requires one or two observers visiting a colony several times during the breeding season (i.e. usually May-Aug, but varies with species). Resources required for these visits are dependent on how remote the colony is i.e. colonies on uninhabited remote offshore islands are more expensive to monitor than colonies on mainland coasts. Monitoring costs in most countries are minimised by using volunteer observers, but professional observers are sometimes used to monitor some colonies usually those on remote offshore islands. Hence, monitoring costs will vary between countries depending on the number of colonies to be monitored, the accessibility of these colonies and on how much of the monitoring can be done by volunteers. A centrally funded annual analysis and collation is required: There is a need to nominate data custodians and analysts. This could be one CP per sub-region or a coordinating group for an ecological unit such as the Wadden Sea. 10. Further work In order to apply this indicator to evaluate food web functioning, the predator-prey relationships involved need to be adequately understood (Rombouts et al., in press). As a result, dietary groups of birds could be selected, e.g. benthivores, piscivores, etc. to calculate the indicator for food webs. Further development of this indicator is currently underway in the ICES Working Group on Seabird Ecology. 104

110 To calibrate the predator performance-prey intake relationship, it is important to understand the way that prey consumption is affected by changes in the abundances of all potential prey species and therefore, some information on prey abundance will be required (Asseburg et al. 2006). These could be obtained from prey abundance estimates from fish species indicators. In turn, the variability in prey consumption can be assessed from stomach flushing and stable isotope analyses to provide indirect information on the trophic structure of the food web (Chiaradia et al. 2010). However, currently, this type of data is not collected routinely. References: Ainley, D.G., Blight, L.K Ecological repercussions of historical fish extraction from the Southern Ocean. Fish and Fisheries 10, Asseburg, C., Harwood, J., Matthiopoulos, J., Smout, S The functional response of generalist predators and its implications for the monitoring of marine ecosystems. In: Top predators in marine ecosystems (eds. Boyd, I.L., Wanless, S., Camphuysen, C.J.), pp Cambridge University Press, Cambridge. Chiaradia, A., Forero, M.G., Hobson, K.A., Cullen, J.M Changes in diet and trophic position of a top predator 10 years after a mass mortality of a key prey. ICES J. Mar. Sci. 67, Croxall, J.P., Reid, D.G., Prince P Diet, provisioning and productivity responses of marine predators to differences in availability of Antarctic krill. Mar. Ecol. Prog. Ser. 177, Cook A.S.C.P., Ross-Smith V.H. & Robinson R.A Development of MSFD Indicators, Baselines and Target for Seabird Breeding Failure Occurrence in the UK. BTO Research Report No The British Trust for Ornithology, UK. Cury, P.M., Boyd, I.L., Bonhommeau, S., Anker-Nilssen, T., Crawford, R.J.M., Furness, R.W., et al Global Seabird Response to Forage Fish Depletion - One-Third for the Birds. Science 334, Danhärdt, A., Fresemann, T., Becker, P.H To eat or to feed? Prey utilization of Common Terns Sterna hirundo in the Wadden Sea. J. Ornithol. 152, Frederiksen, M., Edwards, M., Mavor, R.A., Wanless, S Regional and annual variation in blacklegged kittiwake breeding productivity is related to sea surface temperature. Mar. Ecol. Prog. Ser. 350, Furness RW and ML Tasker Seabird-fishery interactions: quantifying the sensitivity of seabirds to reductions in sandeel abundance, and identification of key areas for sensitive seabirds in the North Sea. Marine Ecology Progress Series 202: ICES Report of the Working Group on Seabird Ecology (WGSE), March 2007, Barcelona, Spain. ICES CM 2007/LRC: pp. Koffijberg, K., Stefan Schrader & Veit Hennig 2011: Monitoring Breeding Success of Coastal Breeding Birds in the Wadden Sea Methodological Guidelines and Field Manual. Joint Monitoring Group for Breeding Birds Common Wadden Sea Secretariat April 2011.Thyen, S., P.H. Becker, K.-M. Exo, B. Hälterlein, H. Hötker & P. Südbeck, 1998: Monitoring breeding success of coastal birds. Final report of the pilot studies Wadden Sea Ecosystem Ecosystem No. 8. Common Wadden Sea Secretariat, Wilhelmshaven, Germany. Montevecchi, W.A Binary dietary responses of northern gannets Sula bassana indicate changing food web and oceanographic conditions. Mar. Ecol. Prog. Ser. 352, Piatt, J.F., Sydeman, W.J., Wiese F A modern role for seabirds as indicators. Mar. Ecol. Prog. Ser. 352, Rombouts, I., Beaugrand, G., Fizzala, X., Gaill, F., Greenstreet, S.P.R., Lamare, S., Le Loc h, F., McQuatters-Gollop, A., Mialet, B., Niquil, N., Percelay, J., Renaud, F., Rossberg, A.G., Féral, J.P. (in press) Food web indicators under the Marine Strategy Framework Directive: from complexity to simplicity? Ecological Indicators. 105

111 Willems, F., R. Oosterhuis, L. Dijksen, R.K.H. Kats & B.J. Ens, 2005: Broedsucces van kustbroedvogels in de Waddenzee Sovon-onderzoeksrapport 2005/07. SOVON, Beek- Ubbergen. Walsh, P.M., Halley, D.J., Harris, M.P., del Nevo, A., Sim, I.M.W., & Tasker, M.L Seabird monitoring handbook for Britain and Ireland. Published by JNCC / RSPB / ITE / Seabird Group, Peterborough. Production of phytoplankton 1. Indicator Name: Production of phytoplankton Code: FW-2 (NA) Proposed to BDC 2013 as: Core indicator State of methodological development: Development step Indicator metrics Ecosystem components attributed (species/habitat types) Applicability to sub-regions Assessment scales Monitoring parameter Monitoring frequency Defined Yes Yes Yes Yes Yes Yes 2. Appropriateness of the indicator Biodiversity component: Phytoplankton MSFD criterion: 4.1 Productivity of key species or trophic groups MSFD indicator: NA Sensitivity to Relevance to Practicable Applicable Number of CPs Consensus specific management across region reporting/using among CPs on pressures measures the indicator (n=9) usefulness as part of a region wide set (n=8) Highly sensitive but medium specific responds to multiple pressures high High high 7 7 Phytoplankton metrics are currently being applied in the Water Framework Directive as indicators of habitat quality, however, whilst promising, further development is needed for their application as food web indicators. The proposed indicator Production of phytoplankton is not operational. 106

112 The phytoplankton production indicator is not very specific since it can respond to multiple pressures (hydrological changes, contaminants, nutrient inputs and climate change). However, phytoplankton groups have fast turnover rates and therefore respond rapidly to anthropogenic pressures. The indicator is highly sensitive and can be useful as an early warning indicator of direct pressures on the food web from e.g. waste water discharge, agricultural practices, etc. Moreover, the indicator can be used to interpret changes in higher trophic levels that are not related to top-down pressures (e.g. selective extraction). The indicator is practicable since the metrics could be collected during existing monitoring programmes and therefore, additional costs for monitoring will be minimal. 3. Parameter/metric Several phytoplankton biomass indicators exist (e.g. biovolume, species composition, etc.), however, in a food web context, primary production is likely to be the most appropriate measure since it is a flux indicator of the potential for higher trophic levels to produce biomass. Moreover, considering primary production at different size ranges could provide information on the trophic efficiency between different parts of the food web. Other parameters, such as chlorophyll biomass and oxygen concentration could be used in addition to primary production so that the impacts of pressures could be more easily interpreted. 4. Baseline and Reference level Baselines have not been defined yet. The collection of long-term time series of primary production and oxygen concentrations will help establish a seasonal pattern of reference (as an example see Boalch et al., 1978; Boalch, 1987). Upper limits of primary production will be set on an annual basis and on the basis of seasonal events (type spring bloom). 5. Setting of GES boundaries / targets Targets have not been clearly defined yet. The setting of targets should be done separately for coastal and offshore systems. Coastal systems are indeed more vulnerable because of a generally lower water turnover rate than that of offshore systems. Biomass and production thresholds should not be set too low because these parameters also measure the capacity of ecosystems to generate and sustain resources, either through fishing or through shellfish aquaculture. As an indicator of habitat quality, the annual primary production should probably not exceed 300 g C m 2 yr 1 for coastal systems and daily values should probably be less than 2 or 3 g C m 2 day 1 at the time of phytoplankton blooms (these values should be lower for offshore regions that are generally much less naturally fertilized). In terms of biomass, chlorophyll thresholds should probably be set at > 30 g L 1 for coastal ecosystems (much less for offshore regions) but this value could be significantly different between different locations and need to be adjusted. 6. Spatial scope The metric should be adjusted according to the type of ecosystem and probably locally given the diverse capabilities of the respective environments. 7. Monitoring requirements Currently, monitoring is focused on chlorophyll biomass and very few long-term time-series of primary production and sites that track the seasonal evolution of primary production exist. A good example, however, are the coastal and the open shelf stations, L4 and E1, in the western English Channel that has been monitored more or less regularly on a monthly basis using the research vessels of the Plymouth Marine Laboratory and the Marine Biological Association, UK ( Similar monitoring systems, such as the SOMLIT network of marine stations along the French coast, could be established to 107

113 incorporate the measurement of primary production in parallel to the existing collection of other parameters of phytoplankton. In any case, it will be essential to establish a standardized protocol for data collection and analysis between Member States to facilitate a regional evaluation of GES. 8. Reporting Annual reports will establish the first reference seasonal patterns in different observation points selected by the Member States. In a second time, probably with maturity longer than 5 years, management actions should be undertaken if a drift of a given ecosystem is observed. 9. Resources needed The metrics could be collected during existing monitoring programmes and therefore, costs for additional monitoring will be minimal. Costs of analyses should be refined but are about 20 euros maximum per sample in terms of material needed (for the 13 C methodology). Based on a bi-monthly monitoring of surface water, the cost per station should not exceed 500 euros (excl. personnel and travel costs). 10. Further work Throughout the OSPAR region, many monitoring sites collect data on chlorophyll biomass but very few sites track the seasonal evolution of primary production. This parameter can now be measured under safe experimental conditions using the stable isotope 13 C. The latter is an essential parameter to assess food web functioning and to evaluate the potential impacts of bottom-up pressures on higher trophic levels of the food web. In order to advance the development of food web indicators, there is a general need to coordinate data collection across trophic levels over a large spatial and temporal extent. Further work is needed to establish appropriate targets for the phytoplankton production indicator in a food web context. In setting those targets, the resilience capacity of the impacted systems should also be taken into account. Firstly, however, a comprehensive study of primary production rates across different ecosystems of the OSPAR region and the link with higher trophic levels will be needed. Many investigators have examined ratios between fishery yield/landings from an ecosystem and the underlying primary production across ecosystems (Rogers et al., 2010) and some consistency in this ratio certainly exists (Nixon 1988; Iverson, 1990; Chassot et al., 2007; Gaichas et al., 2009). A similar promising indicator for food web efficiency at the base of the food web measures the relative flow of biomass in the food web through the microbial heterotrophic component (Turley et al. 2000). The measure is based on bacterial community biomass production (e.g. 3 H-thymidine uptake) relative to autotrophic planktonic primary production (e.g. 14 HCO 3 - uptake method) (Turley et al. 2000). Since this indicator has relevance for fish yield, sediment flux and thereby also benthic production, further development and evaluation is highly recommended (Rogers et al., 2010). Methods can be used in routine monitoring programs at reasonable cost and with good spatio-temporal coverage. References Boalch G.T., Harbour D.S., Butler E.I. (1978). Seasonal phytoplankton production in the western English Channel Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom 58, Boalch, G.T. (1987). Changes in the phytoplankton of the Western English Channel in recent years. British Phycological Journal 22 (3), Chassot E, Mélin F, Le Pape O, Gascuel D (2007) Bottom-up control regulates fisheries production at the scale of eco-regions in European seas. Mar Ecol Prog Ser 343:

114 Gaichas, S., Skaret, G., Falk-Petersen, J., Link, J.S., Overholtz, W., Megrey, B.A., Gjøster, H., Stockhausen, W.T., Dommasnes, A., Friedland, K.D., Aydin, K.Y. (2009) A comparison of community and trophic structure in five marine ecosystems based on energy budgets and system metrics. Progress in Oceanography 81 (2009) Iverson, R.L. (1990) Control of marine fish production. Limnol. Oceanogr. 35: Nixon, S.W., (1988) Physical energy inputs and the comparative ecology of lake and marine ecosystems. Limnol. Oceanogr. 33: Rogers, S., Casini, M., Cury, P., Heath, M., Irigoien, X., Kuosa, H., Scheidat, M., Skov, H., Stergiou, K., Trenkel, V., Wikner, J., Yunev, O., Piha H Marine Strategy Framework Directive Task Group 4 Report, Food Webs. In. European Commission Joint Research Centre, ICES. Turley, C. M., Bianchi M., Christaki U., Conan P., Harris J. R. W., Psarra S., Ruddy G., et al (2000) Relationship between primary producers and bacteria in an oligotrophic sea - the Mediterranean and biogeochemical implications. Mar. Ecol.-Prog. Ser. 193: Size composition of fish communities (cfr. Large Fish Indicator) 1. Indicator Name: Size composition of fish communities (cfr. Large Fish Indicator) Code: FW-3 (NA) Proposed to BDC 2013 as: Core indicator State of methodological development: Development step Indicator metrics Ecosystem components attributed (species/habitat types) Applicability to sub-regions Assessment scales Monitoring parameter Monitoring frequency Defined Yes Yes Yes Yes Yes Yes 2. Appropriateness of the indicator Biodiversity component: Fish MSFD criterion: 4.2 Proportion of selected species at the top of food webs MSFD indicator: Large fish (by weight) Sensitivity to Relevance to Practicable Applicable Number of CPs Consensus among specific pressures management across region reporting/using CPs on usefulness as measures the indicator (n=9) part of a region wide set (n=8) High High High High

115 The LFI as an OSPAR EcoQO for the North Sea is fully operational. It is part of the indicator suite that member states have to report on under the Data Collection Framework to evaluate the effects of fishing on the ecosystem (2010/93/EU). There is a medium degree of consensus amongst Contracting Parties for inclusion of the indicator as a common indicator for food webs (see Further work ). The Large Fish Indicator takes no account of species identity but rather of individual sizes. However, it was shown to reflect mostly the proportion (by weight) of large-bodied species in communities (Shephard et al. 2011). Large-bodied species tend to be more vulnerable to fishing, which is why the LFI is sensitive (Greenstreet et al. 2011, ICES 2011) and specific (Houle et al. 2012) to fishing pressure. Models (ICES 2011, Shephard et al. 2013) and data (Fung et al. 2012) suggest that recovery of the indicator from pressures can be slow (lasting several decades), implying good responsiveness to unsustainable exploitation. Because the distribution of biomass over body sizes (size spectra; Kerr and Dickie 2001) is an emergent property of food webs, size-based metrics that are sensitive and specific to pressures can be used as indicators of food web structure. The indicator s definition is simple and easily communicated. 3. Parameter/metric According to SEC (2008), the LFI is calculated as: W 40cm P 40cm WTotal where W >40cm is the weight of fish longer than 40 cm and W Total is the total weight of all sampled fish. Weights are estimated from numbers at length for each species using the formula W=a*(length) b, where the parameters a and b have to be determined for each species empirically, from the literature, or using databases (e.g. The indicator is survey specific. The large fish threshold may need to be adjusted depending on survey and indicator purpose, i.e. as a diversity or food web indicator. Optimal threshold values balance low fluctuations due to recruitment variability and sampling errors with sensitivity to pressures. The OSPAR EcoQO is based on the North Sea IBTS data and defines the size threshold of 40 cm. Up- and downscaling is simplified when the same size threshold is used throughout regions. 4. Baseline and Reference level The baseline has been defined in some areas (e.g. North Sea, Celtic Sea).The baseline should reflect historical conditions where overall exploitation was considered to be sustainable. A reference level of 0.3 has been specified for the LFI for the North Sea IBTS surveys, and this has been adopted as the OSPAR EcoQO for the North Sea fish community. A reference level has been proposed for the West Coast Ground Fish Survey (WCGFS), which is for 0.4 of the fish community by weight to be larger than 50cm (Shepherd et al. 2011), however the WCGFS was discontinued in Setting of GES boundaries / targets The targets have been defined in some areas (e.g. North Sea). For each region the proportion (by weight) of fish greater than a specific size caught during routine demersal fish surveys (e.g. the ICES International Bottom Trawl Survey) should reach or exceed the reference level. 6. Spatial scope This indicator should be applied at the sub regional level or at the survey level. Appropriate aggregation methods across surveys within subregions still need to be developed 110

116 7. Monitoring requirements Data for this metric come from scientific fisheries surveys which ideally sample the entire fish community. Current implementations, however, focus on demersal habitats. The metric requires that surveys are conducted at regular intervals (e.g. annually) in the same area with a standard gear. Sufficiency of available sample sizes can be judged using re-sampling techniques (Shephard et al. 2012). Currently, the most important data source for the LFI is fisheries groundfish surveys which are conducted as part of the ICES and IGFS international bottom trawl survey programme in the North Sea, the Celtic Seas, Bay of Biscay and Iberia (see figure 1). 8. Reporting The LFI is part of the indicators that member states have to collect for the data collection framework. The raw data from the IBTS surveys are uploaded into the ICES DATRAS data base and can be used for indicator calculation. Several ICES working groups and STECF have evaluated this indicator based on contributions from member states, but there is currently no formal reporting structure where every member states supplies the results of this indictor on a regular basis. There is potential for developing a more formal reporting structure through ICES or the regional databases which will form part of the new Data Collection framework (ref). 9. Resources needed The resources needed for this indicator are estimated to be high, but costs primarily met under the national programmes and the Data collection framework. Current monitoring requirements are covered under the DCF and a gap analysis would be necessary to identify any subregions or ecosystems that are not adequately covered. Reporting, data analysis and development as well as assessment could be carried out within the ICES framework under WGBIODIV, WGECO or regional ecosystem assessment working groups. It is assumed that management measures would relate to fisheries and come under the CFP. 10. Further work The trans-regional applicability of the LFI still needs to be demonstrated. Whereas the LFI has been validated in the North Sea, adaptation and interpretation of the metric for other region, e.g. the southern part of the Bay of Biscay, has so far remained inconclusive. Calculations of the LFI in other parts of European waters, e.g. Northern part of Bay of Biscay, West Scotland and the Baltic, are currently being carried out by the European Scientific Technical and Economic Committee for Fisheries (STECF). Development of the indicator is also ongoing within ICES working groups (WGECO). As currently defined, the LFI acts as an indicator of the health of the demersal fish community in response to variation in fishing pressure and might therefore exclude important parts of the marine food web. To close this gap, the LFI needs further development, examination, and validation (see case study; ICES, 2012; Rombouts et al., in press). Further work will be needed in terms of: a. Species selection: Careful consideration will need to be given on the selection of species to include in the analysis. Selection criteria should include coverage by the surveys used and ecological significance. For the purpose of characterizing food-web structure, inclusion of pelagic species 111

117 is desirable and inclusion of non-fish species, as conventionally done for the MTI, should be considered. b. Metric development: The metric of the indicator needs to be further refined and agreed among CPs who share MSFD subregions. In order to ensure transparency and repeatability of the indicator, step by step calculation methods (e.g. Fung et al. 2012) should be specified as pseudo-code or flow diagrams, including defined data clearing routines applied to central datasets (such as ICES DATRAS database), and a defined list of biological parameters used in the calculations (such as a and b parameters). c. Target setting: Targets to be established for each marine region relative to a region-specific reference period, and dependent on the species included in the indicator calculation. The indicator Fish biomass of dietary groups (4.7; ICES 2012) could provide complementary information to the Large Fish Indicator on the composition of the fish community. References EU, COMMISSION DECISION of 18 December 2009 adopting a multiannual Community programme for the collection, management and use of data in the fisheries sector for the period (2010/93/EU). Fung, T., Farnsworth, K. D., Reid, D. G., Rossberg, A. G., Recent data suggest no further recovery in North Sea Large Fish Indicator. ICES Journal of Marine Science 69 (2), Greenstreet, S. P. R., Rogers, S. I., Rice, J. C., Piet, G. J., Guirey, E. J., Fraser, H. M. & Fryer, R. J., Development of the EcoQO for the North Sea fish community. ICES Journal of Marine Science 68, Houle, J. E., Farnsworth, K. D., Rossberg, A. G., Reid, D. G., Assessing the sensitivity and specificity of fish community indicators to management action. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 69 (6), ICES, Report of the Working Group on the Ecosystem Effects of Fishing Activities (WGECO). ICES Document CM 2011/ACOM: 24, Copenhagen. Kerr, S. R. & Dickie, L. M., The biomass spectrum: a predator prey theory of aquatic production. New York: Columbia University Press. Rombouts, I., Beaugrand, G., Fizzala, X., Gaill, F., Greenstreet, S.P.R., Lamare, S., Le Loc h, F., McQuatters-Gollop, A., Mialet, B., Niquil, N., Percelay, J., Renaud, F., Rossberg, A.G., Féral, J.P. (in review) Food web indicators under the Marine Strategy Framework Directive: from complexity to simplicity? Ecological Indicators SEC 2008: Commission staff working document. Accompanying the document Communication from the Commission to the Council and the European Parliament. The role of the CFP in implementing an ecosystem approach to marine management [COM(2008)187 final]. Shephard, S., Reid, D. G. & Greenstreet, S. P. R., Interpreting the large fish indicator for the Celtic Sea. ICES Journal of Marine Science 68,

118 Shephard, S., Fung, T., Houle, J. E., Farnsworth, K. D., Reid, D. G., Rossberg, A. G., Sizeselective fishing drives species composition in the Celtic Sea. ICES Journal of Marine Science 69 (2), Shephard, S., Fung, T., Rossberg, A. G., Farnsworth, K. D., Reid, D. G., Greenstreet, S. P. R., and Warnes, S. (2013), Modelling recovery of Celtic Sea demersal fish community size-structure. Fish. Res., in press, Fig. 1) Distribution of the national groundfish surveys that are part of the ICES International bottom trawl survey (from ICES IBTSWG 2012). Case study FW-3 Potential application Intensive exploitation of the target species usually at the highest trophic level can result in significant changes in the abundance and composition of the lower trophic levels, and thus the ecosystem as a whole. Currently, the calculation of the LFI only includes a single component of the food web and it does not take into account, for example, pelagic fish species which constitute a high proportion of the diet of demersal piscivores. Therefore, additional information on trophic structure is needed to interpret the LFI in a food web context. Information on the trophic structure of the fish community can be obtained by assigning fish species within a food web to their respective feeding or trophic guilds and monitor their relative changes in biomass. Currently, a Trophic Guild Indicator is being developed (Paula Haynes, pers. comm.) and the preliminary results were presented at the ICES WGECO Trophic guild time series were calculated for three fisheries surveys operating in the MSFD Celtic Seas sub region, in order to describe changes in the broad trophic structure of the fish community as expressed in these survey data. The surveys included the UK West Coast Ground Fish Survey, the Irish Groundfish Survey (Celtic Sea), and the Irish Sea Survey. A previous study on the Celtic Sea computed the Large Fish Indicator (LFI), which characterizes the size composition of the fish community, and found an overall reduction in the proportion of large fish in 113