Analyse des déterminants environnementaux de la variabilité du recrutement - approche macroécologique appliquée aux populations exploitées du Nord-Est Atlantique

Recruitment - the number of young fishes that integrate each year the exploitable stock¿ has a central importance for stock dynamics. The high temporal variability in recruitment is a result of the environmental influence on survival during early life stages. Understanding the determinism of the influence of environment on recruitment remains one of the most important question in fisheries ecology. The present work aimed at answering some general questions about the influence of environment on fish recruitment using a macroecological approach. The study focused on the exploited fish populations of the Northeastern Atlantic. The first chapter of the thesis makes a review of the different methods used to estimate recruitment, compares recruitment estimates from these different methods, and discusses their reliability. Recruitment estimates from cohort analysis models, concerning more than 60 populations of 18 species, are finally retained to study recruitment variability. The second chapter presents the main concepts and the different approaches to the study of recruitment variability. A review of the major hypotheses concerning recruitment determinism is first made in order to detail the respective influence of environmental factors and of other factors on recruitment variability. The link between stock size and recruitment is then presented, based on the analysis of the data concerning the populations considered in this work. The chapter ends with a presentation of the different approaches used to study recruitment variability, and the justification of the choice of a macroecological approach. The third chapter analyses correlations in recruitment variations among Northeast Atlantic fish stocks, and shows the existence of groups of populations with synchronous recruitment variations. Such synchronies in recruitment correspond to similar responses of recruitment to environmental factors and hence indicate an environmental control of recruitment variations. The fourth chapter analyses the differences in recruitment variability among populations. Recruitment variability for populations living near the borders of species distribution ranges is higher than for populations living at the centre of these ranges. According to macroecological theories this pattern of recruitment variability within species geographical ranges suggests that populations on the border of species range are more strongly influenced by environmental variability than populations at the centre of the range. The fifth chapter investigates coherence between long term trends in recruitment and the changes in the North Atlantic climate during the last three decades. The dominant trend of recruitment variations for 40 populations, extracted by a principal component analysis, is strongly negatively correlated with the dominant signal in sea surface temperature in the North-East Atlantic, which is highly correlated to the global increase in temperature related to global warming. The chapter also suggests that the impact of the global warming on fish recruitment may depend on population position in species range.

Le recrutement - nombre de jeunes individus issus de la reproduction qui contribuent annuellement au renouvellement des stocks de poissons exploités - est un facteur clé de la dynamique de ces stocks. La forte variabilité du recrutement de la plupart des populations est liée en grande partie à l'influence des facteurs de l'environnement sur la survie lors des premiers stades de développement. La compréhension du déterminisme de cette variabilité est primordiale pour une gestion efficace des stocks. Cette thèse avait pour objectif de généraliser un certain nombre de points concernant l'influence de l'environnement sur le recrutement, par l'utilisation d'une approche macroécologique portant sur l'ensemble des populations exploitées de l'Atlantique Nord-Est. Le premier chapitre de la thèse répertorie les différentes sources de données de recrutement disponibles, évalue leur cohérence et leur fiabilité. Les estimations du recrutement issues des modèles d'analyse de cohortes, concernant plus de 60 populations de 18 espèces, sont finalement retenues pour l'analyse de la variabilité du recrutement. Le second chapitre présente les concepts et les méthodes d'analyse de la variabilité du recrutement. La synthèse des grandes hypothèses du déterminisme du recrutement permet de préciser les influences respectives des facteurs environnementaux et des autres facteurs sur la variabilité du recrutement. Les relations stock/recrutement sont ensuite présentées, en partant du cas concret des populations considérées dans cette étude. Le chapitre se termine par la présentation des différentes voies d'étude de la variabilité du recrutement et la justification du choix d'une approche macroécologique. Le troisième chapitre analyse les corrélations des variations du recrutement entre les populations et met en évidence des ensembles de populations dont les variations du recrutement ont été synchrones. Ces synchronismes représentent des communautés de réponse du recrutement des populations à l'influence des facteurs environnementaux et témoignent donc du contrôle environnemental des variations du recrutement. Le quatrième chapitre analyse les différences de variabilité du recrutement entre les populations. Il est notamment montré que les populations situées près des limites Nord et Sud des aires de répartition géographique des espèces présentent une variabilité du recrutement plus forte que celles situées au centre de ces aires. Cette relation est cohérente avec les théories de la macroécologie, selon lesquelles les populations en limite de distribution seraient affectées de façon plus marquée par les fluctuations des conditions environnementales qu'elles rencontrent. Le cinquième chapitre examine la correspondance entre les variations à long terme du recrutement et les changements récents du climat dans l'Atlantique Nord. La tendance dominante du recrutement de 40 populations durant les trente dernières années est fortement corrélée au signal dominant des variations de la température de surface du Nord-Est Atlantique, lui-même corrélé à la cinétique globale du réchauffement climatique. Ce chapitre suggère également que la réponse des populations à ce réchauffement pourrait dépendre de leur position dans les aires de répartition des espèces.