DYNAMIQUE DES POPULATIONS

GESTION DES RESSOURCES AQUATIQUES

EN DOMAINE CONTINENTAL

Groupe 6Sandrine, Marion, Delphine, Antinéa, Amélie

BIOMETRIE

GERER LES RESSOURCES AQUATIQUES

POURQUOI?

Rentabiliser la pêche à long terme sans affecter la population.

COMMENT?

Utiliser la modélisation mathématique :

• modélisation analytique

• modélisation globale

DEFINITIONS- Biomasse B (en tonnes) : masse d’une populationsur laquelle s’exerce l’exploitation

- Recrue (= capture) : poisson qui a atteint l’âgeou la taille de recrutement

- Mortalité Z : diminution de l’effectif d’une population attribuable à la mort naturelle ET aux captures par pêche

- Effort de pêche : regroupe l’ensemble des moyens mis en œuvre pour une exploitation optimale (puissance et nombre de bateaux, matériel de pêche, techniques, durée des opérations…)

- Recrutement R : nombre d’individus d’âge tc entrant dans la phase d’exploitation potentielle

- Croissance G : variations de la taille moyenne d’un individu(longueur, poids) en fonction de l’âge

PRODUCTION (en kg/ha.an)

Pour l’écologisteBiomasse totale produite par les individus d’une population pendantun intervalle de temps => Production totale

Pour l’exploitant

Partie de la production totale qui peut être exploitée par les pêcheurs sans affecter la régénération de chaque classe d’âge d’une population => Rendement

BASES DES MODELES utilisables en général seulement pour des pêches d’une seule espèce

stock = regroupement d’individus d’une même espèce ayant même comportement alimentaire, même probabilité de croissance, de mortalité et même potentialité de recrutement

l’exploitation doit capturer la biomasse produite qui n’est pas nécessaire pour l’entretien des organismes

la biomasse exploitable dépend de phénomènes biologiques (âge de recrutement, zone de ponte, période de reproduction…)

avis sur l’âge, la taille et/ou les quotas à exploiter pourgarantir une capture maximale à long terme => intérêt économique

AUGMENTATION DE BIOMASSE D’ UNE POPULATION

DB/Dt R + G - (M + F)modélisation globale modélisation analytique

DB/Dt = variation de la biomasse

R = recrutement

G = croissance

M = mortalité naturelle

F = pêchePrincipe commun : Y = F * BY : biomasse capturée

MODELISATION ANALYTIQUE• examine en détail les paramètres R, G, M, F

• utilise des connaissances biologiques fondamentales

• fonctionne par cohorte (groupe de poissons nés la même année) sur une échelle de temps courte

• 2 modèles existent :

- Beverton et Holt

- Ricker

Objectifs, définir:

- l’âge de la première cohorte à exploiter

- l’effort de pêche à produire

tr tc Temps

Taille critique Poids d’une classe d’âge

W

Poids individuel Nombre d’individus

Fonction exponentielle de survie Fonction de croissance de Von Bertalanffy

Le modèle de Beverton-Holt-Gulland

F et M sont constants.

Poissons d’une cohorte exploités au même moment.

R est constant.

Formule de l’effectif à la biomasse capturée:

Y=F*B

Le modèle de Beverton-Holt-Gulland

Tracé du rendement par recrue : Y/R = f (tc,F)

tc taille de la maille.

F effort de pêche.

nkZttZnkttnkUFWRY c

cnexp1exp/ 0

Le modèle de Ricker Plus souple que le modèle de Beverton-Holt (aucune

hypothèse concernant la forme de l’équation de croissance).

Permet de prendre en compte les paramètres de mortalité et de croissance.

Méthode bien adaptée: - Lorsque la pêcherie est saisonnière. - Lorsqu’une partie seulement de la population est

exploitée.

EXPLOITATION DES CICHLIDAE DANS L’ ETAT DE TABASCO, MEXIQUE

en région tropicale le long du Golfe du Mexique

Relief assez plat, pluviosités abondantes

cours d’eau, lacs et zones inondables

activités de pêche favorisées

Nombreuses coopératives de pêcheurs et autres organisations (sociétés, pêcheurs libres)

Loi fédérale mexicaine pour cadrer l’activité de pêche et déterminer :

• les méthodes et outils de pêche

• les secteurs autorisés

• la taille minimale de capture

POURQUOI GERER LES RESSOURCES DE CICHLIDAE AU MEXIQUE ?

HISTORIQUE Avant 1970 : pêche artisanale destinée à l’autoconsommation (lignes, harpons).

Après 1970 : pêche commerciale au filet (marché local).

Vers 1975 : une pêche professionnelle se développe : - captures importantes au début

mais absence de gestion des ressources.

- baisse rapide des résultats.

En 1982 : la coopérative se lance dans une pêche collective:- premiers résultats excellents

- diminution des captures

- arrêt de l’activité en 1986

EVOLUTION DES CAPTURES DE POISSONS

A SAN PEDRO

DETERMINATION DES PARAMETRES R, G, M, F

• méthodes individuelles : scalimétrie, squelettochronologie...

• méthodes statistiques et informatiques avec mesures globales (taille…)

• mesure directe sur certains individus et extrapolation à la population

G (croissance)

On transforme les longueurs Lt en poids total Pt :

17.3610.24.5 LtPt

Puis on détermine le taux instantané de croissance pondérale G :

tt PPG lnln 1

LA SCALIMETRIE

Lecture des marques annuelles de croissance des écailles

>Relation entre croissance en longueur des poissons et croissance des écailles

• Point de départ : L = a + b S(L et S : longueur du poisson et rayon de l’écaille à la capture, a et b : constantes)

• différentes méthodes de calcul, modèles mathématiques de croissance

M (mortalité)

- Utile dans la détermination des stocks exploitables

- Basée sur l’estimation de la densité de population

On utilise le modèle de décroissance exponentiel de la population.

Vitesse de décroissance:

NZdtdN

Z : taux de mortalité totale

N : effectif de la population

On peut connaître le nombre de poissons vivants à un moment donné :

e Ztt NN 0

VALEURS FINALES DES PARAMETRES

G : taux instantané de croissance pondérale, Z : mortalité totale, N : densité, B : biomasse, Pm : poids individuel moyen, P : production.

Détermination de la production

Sélectivité des filets, âge de 1ère capture, recrutement

Déterminer la taille et l’âge de 1ère capture, le recrutement

+ connaissance des tailles de reproduction

Proposition d’une maille de filet pour l’exploitation des Cichlidae

PRODUCTION ET EXPLOITATION

• PRODUCTION EXPLOITABLE (rendement optimal)

•PRODUCTION ECOLOGIQUE (production totale des poissons)

RICKER

BEVERTON & HOLT(limite de la méthode)

• PRODUCTION EXPLOITEE

Evolution cyclique des taux de croissance de la population en fonction des saisons

2 PARAMETRES PRINCIPAUX:

• CROISSANCE:

• MORTALITE: Déterminée ici empiriquement à cause des facteurs perturbateurs comme les migrations et les pollutions

ESTIMATIONS CLASSE DE POISSONS

PRODUCTIONt/an

Production écologique

Cichlidae Petspl Cicsyn

307.56.6

Production optimale

exploitable

PetsplCicsyn

14.8 50g/r 3.7 8g/r

Production exploitée

PetsplCicsyn

9.9 33.57g/r0.3 0.7g/r

PRODUCTIONS

BEVERTON & HOLT n’est pas applicable aux milieux inondables…

Recommandations de gestion: comment optimiser la pêche tout en protégeant

les ressources?

• Revoir le type de filet maillant à utiliser

• Période de fermeture de 4 mois pendant les crues afin de protéger les petits poissons

• Etablir un programme de conscientisation, d’information et de formation

• décrit les variations globales d’une population au cours du temps (DB/Dt) et la manière dont cette biomasse atteint son équilibre

• approche toute cohorte confondue sur une échelle de temps longue (une dizaine d’années)

• exige moins de données

MODELISATION GLOBALE

NOTION DE POPULATION EN EQUILIBRE :• Population définie, dans un espace limité, avec des conditions écologiques stables, et qui a atteint sa biomasse maximale, compatible avec la capacité biogénique du milieu et stable au cours du temps• Population stable du point de vue démographique

RESISTANCE DU MILIEU :Contraintes les plus fréquentes telles que : compétition, prédation, accumulation des déchets, rythme saisonnier d’apport de nourriture

population en équilibre = vitesse de croissance nulle population en cours de croissance = vitesse de croissance augmente

RAPPELS

MODELISATION DE LA PRODUCTION

• on travaille avec une population qui atteint sa biomasse stable

• la production est maximale pour B=B∞/2

• la vitesse tend vers une valeur nulle atteinte par la biomasse stable

)( BBBKdtdB

)1( e tBKbBB

APPLICATION ECOLOGIQUE DU MODELE: STRATEGIE DEMOGRAPHIQUE

MODELISATION DE LA PRODUCTION DE LA SARDINELLA AURITA

Introduction Thèse de Pierre FREON.

But: Réponses et adaptation des stocks de cupleides d’Afrique de l’ouest à la variabilité du milieu et de l’exploitation.

Modélisation de la production d’une des 2 espèces de sardinelles (ronde) en fonction de l’intensité de l’upwelling.

Système d’étude Lieu : Petite Côte du Sénégal.

Exploitation semi-industrielle et artisanale.

Problème : Capture de jeunes reproducteurs avant qu’ils ne puissent alimenter le stock.

Hypothèses : - variabilité recrutement << variabilité résiduelle. - exploitation extérieure n’influence pas la nurserie. - l’upwelling favorise la croissance et la reproduction.

Choix du modèle

Modèle de type exponentiel additif : Y=f(V,f)

Paramètres : vitesse du vent (V), effort de pêche (f), rendement (p.u.e) ou prise totale (C).

C=p.u.e*f

On obtient le modèle suivant :

Comparaison de l’évolution des p.u.e avec l’évolution du rapport R/F

Analyse des résultats

Vérification des hypothèses :

- Indépendance sous-stocks/exploitations extérieures : par la recherche d’impacts de l’évolution des pêcheries voisines sur les rendements relevés de 1966 à 1983.

- Effet de l’upwelling sur l’abondance: la baisse de rendement est dû à l’upwelling faible.

Conséquences en matière d’aménagement

Prise maximale dépend de la vitesse du vent :

pour v=4,5 à 5,55 m/s C max=31000 à 49000 f=7000 à 10000 h de pêche

Probablement depuis 1982 il y a une surexploitation des sardinelles due à une diminution de l’intensité de l’upwelling.

Conséquences en matière d’aménagement

Définition du taux d’exploitation E :

Rapport entre la mortalité par pêche et la mortalité totaleE = F / Z

Evolution de la pêcherie : - Si la force des Alizés ne varie pas, l’accroissement de f

n’augmente pas C mais diminue R.

- Si l’intensité du vent augmente, C + p.u.e augmentent E diminue développement de nouvelles techniques de pêche.

- Si l’intensité du vent diminue, C + p.u.e diminuent E augmente risque de surexploitation

Conséquences en matière d’aménagement

Mesures d’aménagement :

- diminution des subventions pour équipements et carburant.

- extension de la zone de pêche. - prévoir le climat quelques mois à l’avance. - disposer de moyens d’exploitation peu

onéreux et flexibles (maintien des 2 types de pêche). La politique de pêche du Sénégal doit donc être en concertation avec les pays limitrophes

CONCLUSION

AVANTAGE : Prolongation par simulations : variation de f et maille des

engins rendement max

INCONVENIENTS :- Modification des paramètres durée d’équilibre plus

longue.- Fluctuations du recrutement ne sont pas toujours prises

en compte.- Impossible quand l’exploitation porte sur de nombreuses

espèces de caractéristiques très différentes.

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