Relative importance of different mecanisms underlying fish response to climate change

Climate change affects marine systems stability, in particular temperature increase induces a shift of the  fish  spatial  distribution  polewards.  Phenology  of  ecological  processes,  such  as  reproduction,  migration  seasons,  and  species  physiology  subject  to  temperature  increase  are  also  expected  to change. The ecosystem response to climate change implying all these processes remains unknown and difficult to estimate due to the numerous interactions between species. To better understand the relative  importance  of  the  different  processes  affected  by  climate  change,  we  use  the  multispecies model OSMOSE applied to the eastern English Channel and we simulated  two climate scenarios for 2040-2049  from    IPCC  (B1  and  A2).  For  this  study,  climate  change  is  assumed  to  affect  4  main processes:  the  primary  production,  reproduction  seasonality,  growth  and  spatial  distribution. Simulations followed a full factorial design in order to explore separate effects of each process as well as  their  combinations.  The  projections  of  IPCC  scenarios  on  the  system  showed  that  reproduction seasonality is the process affecting the most total and species biomasses, while spatial distribution has  a  moderate  effect  of  the  different  indicators  studied.  The  interactions  between  species  lead  to antagonistic  or  synergistic  combined  effects  of  the  different  processes.  When  considering  all processes simultaneously, the simulated state of the ecosystem in the 2040’s is characterized  by a decrease  of  predators’  biomass  weakening  the  system  and  leading  to  the  prevalence  of  some intermediate-level  predators.

Les  effets  du  changement  climatique  sur  la  stabilité  des  systèmes  marins  sont  connus. L’augmentation de température entraine une redistribution spatiale des espèces vers les pôles de la planète. Il a également été démontré que la température pouvait influer les processus phénologique comme  la  migration  ou  la  reproduction.  Pour  comprendre  de  manière  précise  comment  le changement  climatique  affecte  les  divers  processus  qui  régissent  au  sein  des  espèces,  il  est nécessaire de tenir compte des interactions entre les espèces du système en plus des effets directs du changement climatique. Ainsi, il est proposé dans cette étude d’utiliser un modèle multispécifique forcé par 2 scenarios de changement climatique provenant des prévisions du GIEC pour les années 2040 à 2049. Les effets directs du changement climatique sont supposés, dans cette étude, affecter 4 processus, la production primaire, la saison de reproduction, la croissance et la distribution spatiale. Les 2 scenarios de changement ont été régionalisés au site d’étude, correspondant à la Manche-Est. La projection de ces scenarios nous montre que la saison de reproduction est le paramètre qui influe le plus sur la biomasse du système mais également pour chaque espèce. Les interactions entre les espèces  entrainent  des  interactions  entre  les  4  processus  de  type  synergique  ou  antagoniste.  Les projections du système pour les années 2040 corroborent les précédents résultats. Il est attendu de voir une diminution de l’abondance des ‘top-prédateurs’ et une augmentation de l’abondance de leur proies dû à la fragilisation que la perte prédateurs secondaire entraine.