Une éco-régionalisation de la mer Méditerranée basée sur la connectivité
Publié par Isabelle le 16/01/2015 à 00:00
Source: CNRS-INSU
Des chercheurs de l'Institut méditerranéen d'océanographie (MIO/PYTHÉAS, CNRS / Université du Sud - Toulon - Var / IRD / Université Aix-Marseille) ont mis au point une nouvelle méthode d'éco-régionalisation du milieu océanique, applicable à toute région océanique quelle que soit sa dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou...). Cette méthode fournit une base pour expliquer la distribution de certaines espèces planctoniques et identifier les différents types d'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le...) marins.

L'éco-régionalisation du milieu marin est une étape nécessaire à sa gestion et à son étude. Les études existantes de régionalisation sont basées soit sur la distribution des espèces, soit sur la distribution des propriétés physiques et biogéochimiques des eaux. Cependant, ces approches ignorent la dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les différentes fréquences constituant l'onde ne se propagent pas à la...) des espèces par la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) océanique qui connecte certaines régions et en isole d'autres.

Cet effet de dispersion est quantifié par la connectivité hydrodynamique, qui peut être mesurée soit par la probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un évènement. En mathématiques, l'étude des probabilités est un sujet de grande importance donnant lieu...) de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par...) des espèces entre régions distinctes, soit par leur temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de transport d'une région à une autre.

Des chercheurs du MIO viennent de développer une nouvelle méthode de régionalisation qu'ils ont mis au point (Graphie) dans le cadre de la mer Méditerranée (Méditerranée signifie entre les terres. La mer Méditerranée est une mer intracontinentale presque fermée située entre l'Europe, l'Afrique et l'Asie et qui s'étend sur une superficie d'environ 2,5 millions de...). Cette méthode est basée sur une estimation de la connectivité par le temps de transport qui permet de s'affranchir d'une hypothèse sur la durée maximum du transport, laquelle dépend des espèces.

La méthode consiste à réaliser des simulations d'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme l'énonçait...) de trajectoires Lagrangiennes de particules numériques, en utilisant les courants simulés par le modèle numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une...) de circulation NEMO-OPA de Mercator Océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume,...) au 1/12° de résolution (~ 8 km) et en divisant le domaine de calcul, qui couvre toute la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) Méditerranée, en mailles de 50 km de coté. Ces trajectoires sont ensuite utilisées pour quantifier le temps de transport entre chaque paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) de maille. Enfin, ce temps de transport est utilisé comme une mesure de distance mathématique pour agréger les mailles entre elles et définir ainsi une partition du domaine en régions connectées, séparées par des frontières plus ou moins perméables.

Les régions ainsi identifiées en mer Méditerranée par les chercheurs sont cohérentes avec la circulation générale des eaux de ce bassin, les frontières entre les différentes régions étant situées le long de courants pérennes ou autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5...) de gyres.


Dendrogramme illustrant l'agrégation des mailles du domaine de calcul selon la connectivité. Du bas vers le haut du dendrogramme, les régions les plus connectées sont agrégées de proche en proche et donc de plus en plus grandes. Les pointillés horizontaux montrent deux niveaux de coupure correspondant à une régionalisation en 3 et 22 régions.


Régionalisation de la Méditerranée superposée aux courants moyens dans la couche 0-100 m issus du modèle PSY2V3 de Mercator Océan. La variation du bleu au vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est axée sur cette...) des couleurs des frontières correspond à une régionalisation à une échelle de plus en plus fine (de plus en plus bas niveau de coupure du dendrogramme), c'est-à dire à des temps de transport de plus en plus faibles et une connectivité de plus en plus forte.

Par rapport aux régionalisations existantes, cette nouvelle régionalisation apporte de nouvelles informations sur la distribution de certaines espèces planctoniques et sur les différents types d'environnement marins et leur variabilité. De plus, elle peut aider à suivre la dispersion des espèces entrant en mer Méditerranée par le canal de Suez ou à identifier les zones de dispersion de polluants.

Cette méthode systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour objet de dénombrer et de classer les taxons dans un certain ordre, basé sur des principes divers....) et rigoureuse de régionalisation est complémentaire des méthodes basées sur la niche environnementale des espèces et généralisable à d'autres régions océaniques et d'autres échelles spatiales.

Ce travail a été réalisé dans le cadre du programme européen COCONET (Towards coast to coast networks of marine protected areas).
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