Dissertations / Theses on the topic 'Macrofaune'

Soixante-deux taxons benthiques ont ete recoltes en periode estivale dans dix marais maritimes littoraux de l'atlantique francais destines a l'aquaculture semi-extensive de penaeus japonicus. Deux especes, alkmaria romijni et streblospio benedicti sont, en france, de signalisation nouvelle pour ces biotopes; un individu a ete rapporte au genre heteromastides (augener, 1914), non repertorie en europe, mais sa diagnose demande a etre confirmee. La distribution faunistique s'est averee etre geographiquement et temporellement fluctuante et liee, en particulier, aux activites anthropiques, a la predation des elevages, au confinement et a la qualite du sediment, ces deux dernieres caracteristiques permettant de mettre en evidence des affinites biocenotiques entre bassins d'une meme zone de marais. Les biomasses de macrofaune benthique ont varie de 4. 9 a 44. 8 g. M##2 de matiere organique seche. La production secondaire macrobenthique estimee par espece selon la methode de hynes et une separation simplifiee des classes de taille a ete comprise entre 49. 2 et 547. 4 mg. M##2. Jour##1 de matiere organique seche selon les sites, soit de 0. 4 a 3. 8% de la biomasse. Jour##1. L'etude de l'alimentation de penaeus japonicus a montre que dans ces milieux, les animaux n'acquierent pas leur rythme d'activite alimentaire nocturne avant le second mois. Les proies ingerees ont essentiellement ete des hapacticoides pendant le premier mois d'elevage, presque exclusivement des larves de chironomides pendant le second mois, des chironomides et de la macrofaune s. S. Pendant le troisieme. L'aliment distribue pendant l'etude a des rations proches de celles des elevages intensifs n'a pas represente plus de 4% du volume stomacal, l'essentiel de la nutrition etant lie aux proies naturelles. A partir de ces mesures de production de macrofaune benthique et de la quantification des rations ingerees par p. Japonicus en elevage (estimation de c et n organiques) la dynamique des flux trophiques dans l'ecosysteme aquacole de carnivores est en cours de modelisation

A l’échelle de l’Atlantique Nord-Est, la Manche se situe à un carrefour biogéographique entre les provinces boréale et lusitanienne. Ainsi, de nombreuses espèces y sont en limite d’aire de distribution. L’objectif de cette thèse est d’évaluer les effets du changement climatique récent sur la distribution de la macrofaune benthique subtidale, peu étudiée à ce jour, en se basant sur la comparaison de données collectées à l’échelle de la Manche lors une période froide (i.e. années 1960-70) et lors d’une période chaude (i.e. 2012 et 2014) dans les sédiments grossiers circalittoraux. L’étude de la structure des assemblages inféodés à cet habitat a mis en évidence deux grandes communautés benthiques : la communauté des sédiments grossiers sablo-graveleux et celle des cailloutis et graviers. L’analyse de l’évolution des températures de fond au cours des 30 dernières années a montré l’hétérogénéité spatiale du réchauffement, variant de 0,1 à 0,5°C par décennie d’ouest en est. Ce réchauffement ne se s’est pas traduit par d’importants déplacements de l’aire de distribution des espèces mais par une forte diminution du nombre d’occurrences des espèces d’eaux froides et une forte augmentation de celui des espèces d’eaux chaudes. Le développement de modèles de distribution d’espèces a permis de déterminer l’importance relative des facteurs climatiques et édaphiques dans la distribution des invertébrés benthiques en Manche et d’apprécier l’aptitude des espèces à ajuster leur distribution à la hausse de températures. L’ensemble de ces résultats suggère que le changement climatique en cours pourrait entraîner une diminution de la biodiversité benthique aux limites d’aires de distribution, en particulier si la connectivité entre populations limite l’arrivée de nouveaux individus<br>In the North-East Atlantic, the English Channel constitutes a biogeographical transition zone between the Boreal and Lusitanian provinces. Thus, many species reach there their distribution range limits. The aim of this thesis is to assess the effects of recent climate change on the distribution of the subtidal benthic macrofauna, poorly studied to date, basing on the comparison of data collected during a cool period (i.e. 1960s-70s) and during a warm period (i.e. 2012 and 2014) in the circalittoral coarse sediments. Two large communities were highlighted in the study of the structure of the assemblages found in this habitat: the gravelly coarse sand community and the pebbles and gravels community. The analysis of the evolution of seabed temperature for the last 30 years showed the spatial heterogeneity of the warming, varying from 0.1 to 0.5°C per decade from West to East. This warming did not translate into large species distribution shifts but into a sharp decrease in the number of occurrences of cold-water species and a sharp increase in the number of occurrences of warm-water species. Development of species distribution models allowed to identify the relative importance of climatic and edaphic factors in the distribution of benthic invertebrates in the Channel and to assess the species’ ability to adjust their distribution to the rise in temperature. The whole results suggest that ongoing climate change could lead to a decrease in benthic biodiversity at range limits, especially where connection routes are lacking for new migrants

Les vasières intertidales sont des environnements complexes et changeants, qui abritent des invertébrés enfouis dans le sédiment (la macrofaune benthique) et sont visités de manière saisonnière par de grands migrateurs : les oiseaux limicoles. Ce travail de recherche s’intéresse aux relations proie-prédateur entre les oiseaux limicoles et leur ressource alimentaire : la macrofaune benthique. La thèse est articulée en 8 chapitres qui présentent des études à différentes échelles spatio-temporelles : des saisons à la décennie, et de la baie à la route migratoire. Ces études sont basées sur un échantillonnage régulier des vasières intertidales du Golfe de Gascogne (France) ainsi que d’échantillonnages en mer des Wadden (Pays-Bas) et au Banc d’Arguin (Mauritanie). Les données de macrofaune (qualité, taille, densité, biomasse) sont couplées aux données de comptages de leurs prédateurs ainsi qu’à leur comportement alimentaire (reconstruction du régime alimentaire d’après les isotopes, les fécès, la modélisation ou l’observation de vidéos). Ces huit études apportent un éclairage sur l’écologie de leurs interactions (en intégrant des variables environnementales telles que le temps d’inondation, la granulométrie, la température, la production primaire, ou encore la latitude). Une attention particulière est portée à la variabilité des proies et du comportement alimentaire de leurs prédateurs, dans l’espace et le temps. Des encarts viennent illustrer pour l’un les techniques de reconstruction du régime alimentaire, pour l’autre les défenses développées par les mollusques marins, ou encore la relation entre énergie à disposition et sélection du site pour les limicoles<br>Intertidal mudflats are complex ecosystems undergoing constant changes, home to infaunal invertebrates (benthic macrofauna), and migratory sites for particular birds : shorebirds. This research focuses on predator-prey interactions between shorebirds and their macrobenthic prey. The present thesis is composed of 8 chapters which illustrate different spatio-temporal scales : from seasons to the decade, and from the bay to the migratory flyway. These studies are based on regular benthic sampling of intertidal flats along the Bay of Biscay (France), as well as sampling data from the Dutch Wadden Sea and the Mauritanian Banc d’Arguin. Macrobenthic data (quality, sizes, densities, biomass) are linked with shorebird counts and data about their feeding behaviour (diet reconstruction from isotopes, faeces, modeling and video observations). These eight studies shed light on particular relationships between some prey and their predators, and the ecology of these interactions (including environmental variables such as inundation time, grain size, temperature, primary production, or even latitude). Particular attention is given to the variability of prey and predator behaviour in time and space. Inserts are included in between chapters to illustrate for instance different diet reconstruction techniques, anti-predation traits in marine molluscs, or relation between energy available and site selection in shorebirds

L’objectif général était d’évaluer la réponse du macrobenthos à la dynamique d’un herbier marin à Zostera noltii (colonisation, maturation, destruction, restauration), dans le Bassin d’Arcachon, une lagune du sud-ouest de la France. Quand l’herbier commence à se développer, la structure de la macrofaune diverge immédiatement entre habitats d’herbier et de sables nus, sans cependant que les indice biotiques testés (BENTIX, BOPA, AMBI) varient. De même, la population du bivalve dominant, la coque (Cerastoderma edule), souffre du développement de l’herbier. Sa communauté parasitaire (trématodes) est modifiée, sans que cela n’influe sur la dynamique des coques. A l’échelle du Bassin, le développement de l’herbier (considéré comme un signe de “bonne santé”) a été comparé à la santé de deux bivalves endogés dominants, la palourde japonaise (Ruditapes philippinarum) et la coque (C. edule), évaluée en termes de prévalence de maladie. Aucune corrélation n’existe entre le taux de recouvrement d’herbier et la prévalence de trois maladies (trématodiase, perkinsose, maladie du muscle marron). Entre 2002 et 2010, la surface d’herbier a diminué de 1/3. En termes de structure de communautés et d’espèces dominantes, peu de différences sont notées au sein de chaque année (entre les 12 stations) et entre années, indépendamment du déclin de l’herbier. Parmi les indicateurs biotiques, l’indice multivarié MISS est en adéquation avec la relative similarité de la structure de la macrofaune benthique entre les groupes discriminés par l’analyse MDS. En 2005, des activités de dragage dans le Bassin d’Arcachon ont abouti à l’enfouissement de 0,32 km2 d’herbier à Z. noltii. La structure du macrobenthos a été immédiatement modifiée sans retour à l’état initial sur les zones couvertes de sable. En revanche, le macrobenthos (endofaune) s’est rapidement rétabli dans les zones couvertes de vase alors que l’herbier n’a commencé à se développer qu’au bout de 5 ans après les travaux. Le dernier chapitre de cette thèse donne un bref aperçu des connaissances actuelles sur les herbiers vietnamiens et des possibles travaux scientifiques à mener<br>The overall objective was to assess macrobenthos response to marine Zostera noltii seagrass dynamics (colonization, maturation, destruction, restoration), in Arcachon Bay, a French Southwestern lagoon.When seagrass starts to develop, the structure of macrofauna community immediately diverges between sand and seagrass habitats, without however modifying tested biotic indices (BENTIX, BOPA, AMBI). As well, population of the dominant bivalve, the cockle (Cerastoderma edule), suffers from seagrass development. Their parasite (trematode) community are impacted, but not sufficiently to explain cockle deficit in seagrass.At the scale of the Bay, seagrass development (considered as a sign of “good health”) is compared to the fitness of the two dominant infaunal bivalves, the Manila clam (Ruditapes philippinarum) and the cockle (Cerastoderma edule), measured in terms of disease prevalence. There was no correlation among seagrass cover rate and the prevalence of three diseases: trematodiosis, perkinsosis and Brown Muscle Disease.Between 2002 and 2010, seagrass cover decreased by 1/3. When looking at community structure and dominant species, there were moderate differences within (among 12 stations) and among years, independently of seagrass decline. Among biotic indicators, multivariate index MISS was in adequation with the relative similarity of macrofauna structure among groups discriminated by MISS analysis.In 2005, dredging activities in Arcachon Bay led in burying 0.32 km2 of Z. noltii. Macrobenthos structure was immediately modified and did not recover in places buried by sand. Conversely, macrobenthos (infauna) recovered rapidly in areas cover by mud, while seagrass began to develop again five years after work. The last chapter of the thesis provides a brief insight of the seagrass in Vietnam, the actual knowledge and what could be investigated

Discriminer l'influence des activités humaines de celle des processus naturels sur les changements environnementaux récents est un enjeu scientifique important. Dans ce but, les mollusques et les foraminifères fossiles des Pertuis Charentais (ouest de la France) ainsi que les sédiments déposés pendant l'Holocène dont ils sont issus ont été étudiés. L'objet d'étude central est un drapage vaseux qui constitue une grande partie du comblement sédimentaire terminal des Pertuis. Les résultats obtenus montrent qu'il est composé de sédiments fins d'origine continentale déposés à partir de 1400 AD. Il est la conséquence d'une augmentation de l'érosion des sols, favorisée par la déforestation entreprise au Moyen-Age. Le taux de sédimentation de cette vase a augmenté brutalement, suite à une période d'augmentation des précipitations hivernales à la fin du Petit Age Glaciaire qui a accéléré l'érosion des sols sur ces territoires fragilisés car déforestés. Le dépôt brutal de sédiments fins dans les Pertuis Charentais a eu peu de répercussions sur les communautés de mollusques benthiques, excepté l'extinction locale du bivalve \textit{Lepton squamosum} de la baie de Marennes-Oléron. En revanche, l'augmentation des apports sédimentaires a été à l'origine d'une succession écologique au sein des communautés de foraminifères (résistance - perturbation - adaptation). Les résultats obtenus démontrent comment des milieux perturbés par les activités humaines deviennent plus sensibles aux changements climatiques. Ils soulignent aussi le potentiel de la paléoécologie dans la compréhension des changements environnementaux récents dans les zones côtières à une échelle millénaire à séculaire.

Ce travail de recherche s'inscrit dans le contexte de contamination des sols par les pesticides utilisés en agriculture. Cette problématique est un enjeu majeur et actuel puisque l'étendue spatio-temporelle de la contamination est méconnue. Il s'agit donc ici de mieux comprendre la dynamique des herbicides dans les écosystèmes pour mieux en évaluer les risques a priori et plus précisément de savoir dans quelle mesure et par quels mécanismes les organismes édaphiques régulent leurs dynamiques physiques et chimiques. Deux hypothèses alternatives ont été testées avec la molécule herbicide modèle, l'atrazine : i) la macrofaune lombricienne contribue à la dégradation partielle ou totale de l'atrazine en stimulant l'activité de la microflore dégradante et ii) la macrofaune lombricienne favorise la liaison de l'atrazine avec les complexes argilo-humiques du sol, au sein de microsites favorisant la rétention et la rémanence de l'herbicide. Des expérimentations en présence et en absence de Lumbricus terrestris et Aporrectodea caliginosa ont été effectuées à différentes échelles spatiales et temporelles, avec de l'atrazine-14C. S'agissant du rôle de la macrofaune lombricienne, les résultats expérimentaux obtenus ont montré que : • l'ingestion du sol par la macrofaune lombricienne favorise l'adsorption de l'atrazine et conduit à un redistribution des quantités d'atrazine et de ses résidus liés dans les biostructures (avec dans l'ordre : parois de galeries - déjections excrétées dans les galeries – déjections en surface ou turricules – contenus intestinaux ou endentères) par rapport au sol non ingéré et due à un enrichissement en carbone organique conjugué à une plus forte microporosité. • inversement, la minéralisation de l'atrazine n'est pas stimulée voire ralentie en présence de vers. C'est le passage du sol dans le tractus digestif, au cours duquel la structuration des communautés bactériennes initiales du sol est modifiée, qui limite la dégradation totale de l'atrazine par voie microbienne. • une diminution significative du potentiel génétique dégradant (gènes atz) consécutive à l'ingestion a été mise en évidence, suggérant une forte déplétion de la population bactérienne dégradante Pseudomonas sp. ADP. De ces résultats originaux, il est conclu que l'activité de la macrofaune lombricienne dans les sols tendrait à augmenter le temps de résidence du polluant et donc sa rémanence mais s'opposerait à son élimination par biodégradation naturelle par les bactéries.

Mes objectifs consistaient à : (1) fournir une description de l'état actuel des communautés de la macrofaune benthique du golfe du Lion et à étudier leur variations temporelles entre 1998 et 2010 à partir de 91 stations, (2) tester le contrôle de la macrofaune par les variables climatiques à partir du suivi de 4 stations pendant 10 ans en baie de Banyuls-sur-Mer, (3) évaluer l’impact des apports du Rhône sur la macrofaune à partir de 5 stations échantillonnées dans le panache de dilution à 4 périodes hydrologiques différentes, et (4) actualiser le statut de qualité écologique des habitats benthiques du golfe. Mes résultats ont montré la conservation des communautés entre 1998 et 2010,confirmé l’influence de la NAO et du Rhône sur la composition des communautés benthiques de l’ensemble du golfe. Ils ont aussi confirmé le contrôle des descripteurs de la macrofaune par les oscillations climatiques, en particulier par la WeMO qui semble influencer le plus la macrofaune surtout en hiver. Les stations les plus impactées par les variations de débit du Rhône se situent à proximité immédiate de son embouchure. Les communautés benthiques y sont négativement affectées en périodes de crues et positivement affectées en période d’étiage estival. J'ai enfin mis à jour les niveaux de sensibilité/tolérances des espèces méditerranéennes, confirmer l’existence de disparités importantes entre les résultats dérivés de l’utilisation d’indices biotiques différents et montrer que les indices testés indiquent tous une tendance générale à la stabilité<br>My main aims consisted in: (1) assessing the present state and recent (1998-2010)changes in benthic macrofauna composition of the Gulf of Lions soft-bottom communities through the long term comparison of 91 stations; (2) testing the current paradigm regarding the control of those communities by climatic parameters through a 10-year monitoring of 4 stations located in the Bay of Banyuls-sur-Mer; (3) assessing the influence of Rhône River inputs on the composition of benthic macrofauna through the sampling, of 5 stations , under 4 hydrological regimes; and (4) updating the ecological quality status of Gulf of Lions benthic habitats. My results have shown the persistence ofthe same 3 communities between 1998 and 2010, the strong influence of both the NAO and the Rhône River on benthic macrofauna composition in the whole Gulf. They also showed a control of benthic macrofauna by climatic oscillations with the WeMO contributing most especially during wintert ime. Moreover, the stations most impacted by Rhône River inputs were located close to its mouth. They are negatively affected during floods and positively affected during dry periods. Lastly, Ihave updated the sensitivity/tolerance levels of Mediterranean species and confirmed the existence of major discrepancies in the results derived from different biotic indices used, although all tested indices indicated an overall stability in the ecological quality status of benthic habitats between 1998 and 2010

Le réseau trophique des vasières intertidales de l’anse de l’Aiguillon a été étudié par trois approches. La première, quantitative et corrélative, a mis en évidence la dynamique spatiale des paramètres biosédimentaires, des peuplements de mollusques (dominance de Hydrobia ulvae en abondance et de Scrobicularia plana en biomasse) et de leurs prédateurs limicoles (importance internationale du site pour les Bécasseaux variables, Barges à queue noire, Bécasseaux maubèches et Avocettes élégantes) et les corrélations entre ces différents compartiments. Sur les 37,45 km² de l’anse, les stocks de mollusques ont été estimés entre 331 et 367 tonnes de masse sèche sans cendre, la consommation des oiseaux entre 150 et 799 tonnes. An-1 et la production secondaire des bivalves entre 165 et 1026 tonnes. An-1. La capacité d’accueil du site pour les limicoles n’est donc pas limitée par la ressource trophique. La seconde approche, qualitative, a permis de caractériser des flux trophiques possibles par analyse des isotopes stables du carbone et de l’azote et confirmé le régime principalement benthivore des limicoles sur leur aire d’hivernage, comme sur leur site de mue. En troisième approche, de modélisation, l’analyse inverse a été utilisée pour estimer les flux de carbone au sein du système bentho-pélagique. Le modèle est sensible aux variations de la remise en suspension du microphytobenthos ou des détritus et de la productivité des bivalves. Enfin, les indices d’analyse de réseau ont montré un système dominé par l’activité détritique, peu complexe, peu mâture, très productif et exportateur net de qualité via la migration des limicoles dont l’activité est cependant très faible<br>We have studied the food-web of the Aiguillon cove with three approaches. The first quantitative one underlines the spatial dynamics of the sediment’s characteristics, the molluscs’ communities (dominance of Hydrobia ulvae in number and Scrobicularia plana in biomass) and the waders’ communities (international importance of the Aiguillon cove for Dunlins, Knots, Black tailed godwits and Avocets populations). On the 37. 45 km², we have estimated the molluscs’ stocks from 331 to 367 tons of ash free dry mass, the birds’ consumption from 150 to 799 tons. Y-1 and the secondary production of the bivalves’ populations from 165 et 1026 tons. Y-1. The carrying capacity of the wintering site for waterbirds is not limited by the molluscs’ resources. The second qualitative approach allows trophic fluxes to be characterized by carbon and nitrogen stable isotope analyses. We confirmed that waders are mainly benthivorous both on wintering grounds and moult sites. In the third modelling approach, we used the inverse analyses to estimate the carbon fluxes in the bentho-pelagic system. The model is sensitive to variations of the resuspension of microphytobenthos or detritus and for bivalves’ productivity. Network analysis indices highlight a low complexity and maturity of the system, dominated by detritic activity, but with a high production and a net high quality exportation via waders’ migration. However waders’ activity is very low

Dans les zones ostréicoles, les flux de matière organique vers les sédiments sont accrus, l'huître Crasssotrea gigas rejetant sous forme de pseudo-feces et de feces de grandes quantités de matière organique. De ce fait, bien que cette matière organique puisse être consommée par la faune benthique, sa surabondance peut provoquer une réduction de leur richesse spécifique, abondance et biomasse et provoquer sur le plan des processus biogéochimiques une réduction de la couche benthique oxygénée et l'apparition de substances comme l'ammonium et les sulfures dont les concentrations peuvent devenir toxiques. L'objectif principal de cette étude est donc de déterminer l'effet de l'ostréiculture, grâce à plusieurs indicateurs, sur le compartiment benthique d'un écosystème littoral comme les pertuis charentais. Pour évaluer ces effets, la macrofaune benthique et les foraminifères vivants benthiques ont été utilisés en association avec des mesures des paramètres physicochimiques de la colonne d'eau et du sédiment. Une approche pluridisciplinaire a été menée dans les pertuis charentais à trois échelles spatiales différentes : à l'échelle d'une table ostréicole (micro-échelle), à l'échelle d'un site ostréicole (méso-échelle) et à l'échelle des pertuis charentais (macro-échelle). Dans les trois cas, un suivi dans le temps a été associé à une étude de distribution spatiale, quelques mois à micro-échelle, tous les quinze jours pendant deux années à méso-échelle et une fois par saison pendant une année à macro-échelle. Ces différentes approches ont permis d'avoir une vision hiérarchisée de la dynamique et de la réponse fonctionnelle de la faune benthique aux changements induits par la présence de l'ostréiculture. La présence des cultures ostréicoles dans les pertuis charentais enrichit les sédiments en particules fines, en matière organique (12 %), en carbone organique particulaire (15-20 µg mg-1) et favorise une production microphytobenthique élevée. Pendant la période chaude de l'année printemps-été, la reminéralisation de la matière organique accumulée associée à des hypoxies temporaires peut favoriser la production de sulfures et d'ammonium. En réponse, la diversité des assemblages benthiques diminue et la dynamique de populations des espèces est perturbée. Elle se caractérise par des augmentations rapides des abondances suivies d'épisodes de mortalité. Les espèces tolérantes de la macrofaune benthique (Cirratulidae, Spionidae et Capitellidae) et des foraminifères vivants benthiques (Ammonia tepida et Cribroelphidium gunteri) sont favorisées. L'indice AMBI confirme la qualité écologique moyenne des sites ostréicoles. Au contraire, dans les stations témoins, les espèces sensibles persistent (Amphipodes, Rosalina cf. vilardeboana). La comparaison entre pratiques de culture sur table et à plat montre que la culture des huîtres à plat est moins perturbante pour le milieu benthique. L'utilisation innovante de la tomodensitométrie axiale par scanner médical pour la description tridimensionnelle de la colonne sédimentaire suggère une relation étroite entre le mode de bioturbation des différents groupes de la macrofaune et la réponse des foraminifères vivants dans la colonne sédimentaire en terme de distribution verticale. La diminution de la diversité des assemblages de la macrofaune dans les zones soumises à l'ostréiculture modifie la diversité fonctionnelle de ces assemblages et affectent le fonctionnement de la colonne sédimentaire, limitant la répartition verticale des foraminifères dans ces zones.

Dans les zones ostréicoles, les flux de matière organique vers les sédiments sont accrus, l'huître Crasssotrea gigas rejetant sous forme de pseudo-feces et de feces de grandes quantités de matière organique. De ce fait, bien que cette matière organique puisse être consommée par la faune benthique, sa surabondance peut provoquer une réduction de leur richesse spécifique, abondance et biomasse et provoquer sur le plan des processus biogéochimiques une réduction de la couche benthique oxygénée et l'apparition de substances comme l'ammonium et les sulfures dont les concentrations peuvent devenir toxiques. L'objectif principal de cette étude est donc de déterminer l'effet de l'ostréiculture, grâce à plusieurs indicateurs, sur le compartiment benthique d'un écosystème littoral comme les pertuis charentais. Pour évaluer ces effets, la macrofaune benthique et les foraminifères vivants benthiques ont été utilisés en association avec des mesures des paramètres physicochimiques de la colonne d'eau et du sédiment. Une approche pluridisciplinaire a été menée dans les pertuis charentais à trois échelles spatiales différentes : à l'échelle d'une table ostréicole (micro-échelle), à l'échelle d'un site ostréicole (méso-échelle) et à l'échelle des pertuis charentais (macro-échelle). Dans les trois cas, un suivi dans le temps a été associé à une étude de distribution spatiale, quelques mois à micro-échelle, tous les quinze jours pendant deux années à méso-échelle et une fois par saison pendant une année à macro-échelle. Ces différentes approches ont permis d'avoir une vision hiérarchisée de la dynamique et de la réponse fonctionnelle de la faune benthique aux changements induits par la présence de l'ostréiculture. La présence des cultures ostréicoles dans les pertuis charentais enrichit les sédiments en particules fines, en matière organique (12 %), en carbone organique particulaire (15-20 µg mg-1) et favorise une production microphytobenthique élevée. Pendant la période chaude de l'année printemps-été, la reminéralisation de la matière organique accumulée associée à des hypoxies temporaires peut favoriser la production de sulfures et d'ammonium. En réponse, la diversité des assemblages benthiques diminue et la dynamique de populations des espèces est perturbée. Elle se caractérise par des augmentations rapides des abondances suivies d'épisodes de mortalité. Les espèces tolérantes de la macrofaune benthique (Cirratulidae, Spionidae et Capitellidae) et des foraminifères vivants benthiques (Ammonia tepida et Cribroelphidium gunteri) sont favorisées. L'indice AMBI confirme la qualité écologique moyenne des sites ostréicoles. Au contraire, dans les stations témoins, les espèces sensibles persistent (Amphipodes, Rosalina cf. Vilardeboana). La comparaison entre pratiques de culture sur table et à plat montre que la culture des huîtres à plat est moins perturbante pour le milieu benthique. L'utilisation innovante de la tomodensitométrie axiale par scanner médical pour la description tridimensionnelle de la colonne sédimentaire suggère une relation étroite entre le mode de bioturbation des différents groupes de la macrofaune et la réponse des foraminifères vivants dans la colonne sédimentaire en terme de distribution verticale. La diminution de la diversité des assemblages de la macrofaune dans les zones soumises à l'ostréiculture modifie la diversité fonctionnelle de ces assemblages et affectent le fonctionnement de la colonne sédimentaire, limitant la répartition verticale des foraminifères dans ces zones<br>In oyster farming areas, organic matter fluxes toward sediment is increased. Pacific oysters (Crassostrea gigas) reject organic-rich faeces and pseudofaeces as a result of filtration process. Organic matter can be consumed by benthic fauna, but in excess it can entails the reduction of benthic faunal species richness, abundance and biomass. Organic matter degradation also induces hypoxic (or anoxic) conditions in the sediment, and production of ammonia and sulfides in toxic concentrations. The main objective of this study is to assess the effects of oyster farming on benthic intertidal ecosystems in the Pertuis Charentais. Benthic macrofauna, living (stained) foraminifera, and physicochemical characteristics of the water column and sediment were used as indicators to evaluate these effects. A multidisciplinary approach was conducted across the Pertuis Charentais at 3 different spatial scales: an oyster trestle (micro-scale), an oyster culture area (meso-scale) and various sites across the Pertuis Charentais (macro-scale). The study was also realised at 4 different temporal scales: some months for the spatial micro-scale, every two weeks for 2 years at meso-scale and once per season during one year at macro-scale. In this study, I found that oyster farming enriches sediment in fine particles, organic matter (up to 12 %), particulate organic carbon (15-20 μg mg-1) and leads to high microphytobenthic biomass. Moreover, the association of seasonnal warming (during spring and summer), remineralisation of accumulated organic matter and short-term hypoxic conditions leads to sulfides and ammonium production. Consequently, the benthic biodiversity decreases and the population dynamic is disturbed. The population dynamic disturbance is characterised by fast abundance rises followed by high mortality rates. In these conditions, tolerant benthic macrofaunal (Cirratulidae, Spionidae and Capitellidae) and foraminiferal (Ammonia tepida and Cribroelphidium gunteri) species are promoted. AMBI index confirms “medium” ecological quality of oyster farming areas. On the contrary, across the control sites, sensible species are maintained (Amphipods, Rosalina cf. Vilardeboana). Comparison of oyster farming techniques shows that on-bottom culture is less disturbing for benthic ecosystem than off-bottom culture. Axial tomodensitometry, an innovative method, was used to describe in 3D the sedimentary column organisation. I show that oyster farming modifies the sedimentary column functioning. Indeed, the macrofaunal diversity decrease leads to the modification of the functional diversity of assemblages. Thus, the vertical distribution of living foraminifera is limited in oyster farming areas, because their distribution is tightly related to macrofaunal bioturbating modes

En Amazonie brésilienne, la surface déforestée était, en 1998, supérieure à 50 millions d'hectares pour l'essentiel remplacée par des paturages. Après quelques années d'utilisation ces paturages se sont dégradés et plus de la moitie des zones mises en valeur ont été abandonnées. Cette évolution ne semble pas directement dépendante d'un appauvrissement chimique du sol, car les réserves organiques se maintiennent relativement constantes après l'installation des pâturages. Nous avons testé l'hypothèse que la baisse de la diversité de la macrofaune, en interaction avec les mécanismes physiques du sol, entraine une dégradation de la structure du sol responsable d'une perte de fertilité. Le nombre de morphotypes de macroinvertébrés diminue de 156 dans la forêt à 48 dans un päturage abandonné hydromorphe. Dans ce dernier, une seule espèce de vers de terre pontoscolex corethrurus devient largement dominante (400 ind. M - 2. L'activité de cette population provoque la formation d'une couche compacte, continue et imperméable, constituée de turricules, atteignant 20 cm d'épaisseur. Dans cette situation l'effet compactant de p. Corethrurus apparait au moins aussi intense que celui des engins lourds utilisés dans certaines pratiques de défrichement. Pour mettre en evidence la nature des mécanismes, la caractérisation physique des sols dans differents systèmes a d'abord été réalisée. On a ensuite mis en place une expérimentation basée sur l'échange de blocs de sol entre la forêt et le pâturage dégradé. L'étude de ces blocs, par analyse d'image, montre que, après un an, la porosité moyenne entre 0 et 15 cm a diminué en un an de 37% sous forêt à 19% dans les blocs de la forêt transplantés dans le pâturage. Dans le sens contraire, la porosité moyenne sous paturage, qui était de 15%, a augmenté jusqu'a 33% dans les blocs de pâturage transplantés dans la forêt. On constate ainsi que les processus de dégradation et de regénération de la structure du sol engendrés par la macrofaune sont reversibles et se réalisent à une échelle de temps voisine de l'année.

Dans un premier temps ce travail décrit la variabilité spatiale des assemblages de macrofaune dans les champs de blocs intertidaux. La distribution des organismes à petite échelle (dm) a tout d'abord été étudiée. Les résultats ont révélé une structure hiérarchique du peuplement, en trois communautés et huit sous-communautés. La variabilité verticale du peuplement le long du gradient hypsométrique a ensuite été abordée. L'étagement de la faune se montre nuancé, tributaire de l'agencement des blocs, qui détermine la présence de refuges élargissant la distribution intertidale des espèces. Ensuite, la variabilité spatiale à l'échelle régionale (100 km) est forte au regard des abondances et des biomasses. Les structures trophiques en termes d'abondance montrent une variabilité hypsométrique et inter-sites. Elles sont directement liées aux variations environnementales. Les structures trophiques en termes de richesse spécifique sont en revanche stables pour un même niveau hypsométrique. Elles révèlent la présence d'un pool d'espèces régional commun, qui se distribue en meta-communauté dans les différents sites. La dynamique du peuplement a été examinée en un site, sur deux ans. La structure des assemblages montre une variabilité temporelle stochastique, sans saisonnalité. Par ailleurs, l'arrivée de débris de macroalgues dans le site dynamise tous les niveaux trophiques mais sans modifier la structure fonctionnelle globale. Ce dernier semble donc être adapté à l'utilisation et au recyclage des détritus algaux. Des études expérimentales ont enfin été réalisées, pour observer les conséquences de la perturbation de l'habitat par retournement des blocs. La fraction mobile de l'assemblage faunistique se montre résistante aux perturbations expérimentées. En revanche, la fraction sessile est fortement atteinte en abondance et, très probablement, en composition<br>The spatial variability of macrofaunal community in boulder fields was described. The distribution of organisms at a small scale (dmø) was first analysed. Results revealed a hierarchical structure in the community, which was organised in three sub-communities and eight microcommunities. Vertical variability of the community was then observed along the hypsometric gradient. The well-known intertidal zonation of the fauna was blurred, depending on the boulder arrangements, which determined quantity and quality of shelter for organisms. Spatial variability was studied at regional scale (100 km). Three sites were compared. Results showed a great variability of the abundance and biomass values. Trophic structures expressed in terms of abundance showed a vertical (hypsometric) and horizontal (inter-sites) variability. They directly depended on environmental variations. Trophic structures expressed in terms of species richness showed a vertical variability, but were stable between sites at the same hypsometric level. They revealed the existence of a common regional pool of species, structured as a regional metacommunity. Secondly, community dynamics were studied for two years at one site. Results show a stochastic variability of the abundance, biomass and species richness. Moreover, arrivals of macroalgal debris on the shore enhanced the ecological parameters of each trophic level, but the global trophic structure was not changed. Intertidal macrofaunal communities are adapted to use algal debris as a trophic resource, and then may have a major role in recycling this important primary production in temperate waters. Finally, experimental studies were carried out to assess the impact of habitat disturbance on the macrofaunal community. The mobile part of the community seemed resistant to the experimental disturbance. However the sessile part, which encompassed ascidians, bryozoans and sponges, was impacted

Cette thèse vise à quantifier et à expliciter les effets de l’hydrodynamisme sur les biocénoses des estrans rocheux du Nord-Est Atlantique. Dans cette optique, plusieurs études ont été menées sur 14 sites de la pointe bretonne, à différentes échelles spatiales, de quelques mètres à une centaine de kilomètres. Pour étudier les variations de la structure des communautés de macroalgues et des assemblages à dominance macroalgale, deux méthodes d’échantillonnage biologique ont été utilisées pour la macroflore et la macrofaune. Un nouveau proxy de l’hydrodynamisme à petite échelle a été développé, la hauteur de vague in situ. La hauteur de vague in situ apparaît comme le facteur physique le plus important dans la structure interne des communautés macroalgales. En étudiant la différentiation de six communautés de macroalgues étagées sur l’estran, le rôle de l’hydrodynamisme semble mineur par rapport à l’élévation et à la durée moyenne d’émersion. Le passage des assemblages intertidaux d’une dominance macroflore à une dominance macrofaune est essentiellement expliqué par la hauteur de vague in situ. Les organismes sessiles répondent de façon différente à l’hydrodynamisme. De plus, l’existence de seuils de tolérance à l’hydrodynamisme a été mis en évidence. Au sein des assemblages dominés par les macroalgues, la hauteur de vague in situ module de façon significative les interactions faune-flore, fortes en haut et au milieu d’estran, et flore-flore, plus importantes en bas de la zone intertidale. L’étude de l’effet de l’hydrodynamisme sur une communauté macroalgale de milieu d’estran à l’aide de sept estimateurs (proxys) a révélé des réponses de la communauté différant selon l’estimateur. Les hauteurs de vague mesurées in situ et calculées selon le modèle SWAN semblent complémentaires pour évaluer le rôle de l’hydrodynamisme dans la structure des écosystèmes intertidaux rocheux à dominance macroalgale<br>This thesis aims at quantifying and explaining the effects of hydrodynamics on the communities of the North-East Atlantic rocky shores. In that prospect, several studies were carried out in 14 sites at the western head of Brittany, at different spatial scales, from a few metres to a hundred kilometres. Two biological sampling methods were used for macroflora and macrofauna to study variations in the structure of macroalgal communities and seaweed dominated assemblages. A new proxy for small-scale hydrodynamics has been developed, in situ wave height.In situ wave height appears to be the most important physical factor in the internal structuring of macroalgal communities. By studying the differentiation of six macroalgal communities vertically distributed on the shore, the role of hydrodynamics seems to be minor compared to the elevation and the average duration of emersion.The shift in intertidal dominance from macroflora to macrofauna is mainly explained by in situ wave height. Sessile organisms respond differently to hydrodynamics. Interestingly, the existence of tolerance thresholds for hydrodynamics was highlighted. Within the communities dominated by macroalgae, the in situ wave height significantly modulates both the fauna-flora interactions, strong at the top and middle of the shore, and the flora-flora interactions, more important at the bottom of the intertidal zone.Studying the effect of hydrodynamics on a midintertidal macroalgal community using seven proxies revealed different community responses. The wave heights measured in situ and calculated using theSWAN model appear to be complementary in assessing the role of hydrodynamics in the structuring of macroalgal-dominated rocky intertidal ecosystems

Cette étude avait pour but de caractériser l'écologie des herbiers de Zostera Noltii dans le Bassin d'Arcachon. Ces phanérogames marines, qui appartiennent à la famille des Potamogétonacées, occupent dans la baie environ les 3/4 de la superficie des zones intertidales. Malgré leur étendue et l'importance écologique qui en résulte, ces herbiers n'avaient jusque là fait l'objet d'aucune étude quantitative. Différents volets sont abordés dans cette thèse : traitement des populations de zostères (répartition, croissance, production et recyclage) ainsi que la macrofaune qui leur est associée (variations spatiales et temporelles de la nature et de la structure des peuplements animaux). Outre cette approche descriptive, ces travaux ont également permis de quantifier la participation de ces herbiers au bilan de la matière organique dans le Bassin d'Arcachon.

L’Amazonie est soumise à des taux de déforestation importants, ayant un impact sur la macrofaune du sol et les services écosystémiques produits. Cette thèse propose une approche à différents niveaux, des communautés de macrofaune aux caractéristiques de l’espèce invasive Pontoscolex corethrurus (Glossoscolecidae, Oligochaeta), en relation avec les filtres environnementaux, du paysage aux caractéristiques du sol. Six sites d’études, trois en Colombie (Etat de Caqueta) et trois au Brésil (Etat du Pará), aux paysages contrastés, ont été échantillonnés. Nous avons montré que la macrofaune du sol et les proportions de traits biologiques de vers de terre sont fortement liées aux services écosystémiques. Nous avons aussi montré que l’invasion de P. Corethrurus dans les paysages Amazoniens résulte non pas d’une exclusion compétitive des espèces natives mais de l’exploitation d’une nouvelle niche écologique créée par les perturbations : dans les sites colombiens, la densité de cette espèce est corrélée au taux d’azote et au pH du sol, caractéristiques des zones déforestées. Les expériences sur des individus de P. Corethrurus récemment éclos ont montré des différences d’ingestion du sol et de croissance entre les sols testés. La croissance et la survie sont supérieures dans les sols provenant de sites où P. Corethrurus est présent. Les propriétés de certains sols, peu favorables à P. Corethrurus, expliquent probablement son absence aux sites dont proviennent ces sols. Les différents filtres environnementaux étudiés ont donc un impact sur les communautés de macrofaune étudiées avec des conséquences sur les services écosystémiques qu’elles produisent

Les zones côtières sont des milieux privilégiés pour l’ostréiculture. L’espèce la plus cultivée au monde est l’huître creuse Crassostrea gigas, qui a été introduite dans de nombreux pays à des fins d’exploitation et qui, lorsqu’elle trouve des conditions climatiques favorables dans son nouveau milieu, se développe naturellement, en constituant des récifs. Dans le Bassin d’Arcachon, l’huître existe ainsi sous deux formes, cultivée et sauvage. La forme récifale est une structure tridimensionnelle complexe (huîtres agglomérées, au contact du sédiment, plusieurs classes d’âge présentes), alors que les huîtres cultivées sont placées en sur-élévation dans des poches ostréicoles (spécimens isolés, classe d’âge unique). L’effet respectif de ces deux configurations a été étudié selon trois approches : (1) comparaison de la dynamique des deux types de population d’huîtres (croissance, reproduction, composition biochimique), (2) effet de l’activité alimentaire sur les proies accessibles dans le milieu et les flux particulaires associés, et (3) effets des huîtres sur le sédiment et les communautés benthiques. Les deux années d’échantillonnage ont été marquées par un retard de la ponte (année 1) et un défaut de croissance (année 2) des huîtres, qui ont été rapprochées d’un déficit thermique en période estivale (année 1) et d’une disponibilité alimentaire plus faible au printemps (année 2) ; les cycles de reproduction sont apparus en léger décalage entre huîtres cultivées et sauvages. Une expérimentation in situ en tunnels benthiques à trois périodes de l’année a permis de quantifier les flux de matière et la consommation de nutriments et d’espèces planctoniques par les deux populations d’huître durant un cycle de marée. Le sédiment à proximité des huîtres est enrichi en particules fines et en matière organique, par suite de modifications locales de l’hydrodynamisme et de la production de fèces par les huîtres. Il en résulte une modification de la structure des peuplements de l’endofaune benthique. Les récifs d’huîtres sauvages constituent un nouvel habitat de substrat dur dans le Bassin d’Arcachon où n’existent naturellement que des habitats sédimentaires ; ils supportent une épifaune à fortes biomasse et diversité, qui accroît la biodiversité locale<br>Coastal areas are favourable environments for oyster farming. The most commonly farmed species in the world is the cupped oyster Crassostrea gigas, which was introduced in many countries for aquaculture purposes. When it finds suitable climatic conditions in its new environment, the species develops naturally, thereby creating oyster reefs. In Arcachon Bay (SW France), the cupped oyster develops as both farmed and feral populations. Oyster reefs are complex tridimensional structures (agglomerated oysters, in contact with the sediment, populations with many any classes), while farmed oysters are cultivated off-bottom in plastic bags (isolated oysters, populations with a single age class). The respective effects of these two oyster configurations were studied according to three research axes: (1) a comparison of the dynamics of farmed and wild oyster populations, in terms of growth, reproduction, and biochemical composition; (2) the effect of oyster feeding on accessible preys and the associated particulate fluxes; and (3) the effects of oysters on the sediment and benthic communities. The two years of study were characterized by a delay in the spawning periods (year 1) and an unusually low growth rate (year 2) in oysters, which were related to low summer water temperatures (year 1) and a low food availability in spring (year 2); reproduction cycles also appeared slightly shifted between farmed and wild oysters. An in situ experiment with benthic tunnels at three periods of the year was designed to quantify the flux of matter and the consumption of nutrients and planktonic species by the two oyster populations during a tidal cycle. Sediment in the vicinity of oysters contained more fine particles and organic matter, due to changes in local hydrodynamism and oyster production of faeces. These sedimentary changes modified the structure of benthic infaunal assemblages. Oyster reefs form a new habitat of hard substrate in Arcachon Bay, where only sedimentary habitats naturally occur; they have an epifauna with high biomass and diversity, that increases the local biodiversity

Face au changement global, le maintien de la biodiversité et du bon fonctionnement des écosystèmes nécessite la mise en place d’outils de surveillance et de gestion adaptés. L’objectif de ce travail de thèse est d’analyser la variabilité spatio-temporelle des différentes facettes de la biodiversité (diversité spécifique, diversité fonctionnelle et diversité isotopique) et d’étudier leur complémentarité afin de décrire de manière la plus exhaustive l’évolution à long terme des communautés benthiques côtières en réponse à différentes pressions anthropiques. Pour cela, deux jeux de données de suivis à long terme de communautés benthiques de sables fins de la Manche ont été exploités: en Baie de Seine orientale et en Baie de Morlaix. L’étude de l’évolution temporelle de ces communautés a montré des dynamiques temporelles très contrastées. A la relative stabilité de la communauté de la Baie de Seine orientale s’oppose la forte variabilité de la communauté de la Baie de Morlaix marquée par deux changements abrupts. Des résultats partiellement congruents ont été observés entre les mesures de diversité spécifique et de diversité fonctionnelle ; si l’approche par les traits décrit explicitement les conséquences des changements de structure sur le fonctionnement global de l’écosystème, elle est sensible aux propriétés des indices. Par ailleurs, leur variabilité est sensible à la pondération des espèces par leurs densités ou leurs biomasses et donc à leur distribution au sein des communautés. L’utilisation d’indices de diversité isotopique a été testée afin d’offrir une autre approche de la variabilité fonctionnelle des communautés benthiques centrée sur les réseaux trophiques<br>Faced with global change, maintaining biodiversity and the proper functioning of ecosystems requires the implementation of appropriate monitoring and management tools. The aim of this thesis work is to analyse the spatio-temporal variability of the different facets of biodiversity (species diversity, functional diversity and isotopic diversity) and to study their complementarity in order to describe more exhaustively the long-term evolution of coastal benthic communities in response to different anthropogenic pressures. To this end, two datasets of long-term monitoring programs on fine sands benthic communities in the English Channel were used: one in the eastern Bay of Seine and one in the Bay of Morlaix. The study of the temporal changes of these communities showed very contrasted temporal dynamics. A relative stability of the community in the eastern Bay of Seine opposes the high variability of the community of the Bay of Morlaix marked by two abrupt changes. Partially congruent results between species diversity and functional diversity were reported; if the traits approach describes explicitly the consequences of structural changes on the global functioning of the ecosystem, it is sensitive to the properties of the indices. Furthermore, their values vary according to whether the species are weighted by densities or biomass, and then to their distribution within communities. The use of isotopic diversity indices has been tested to offer another approach to assess the functional variability on benthic communities centred on food webs

Cette etude presente la premiere analyse de l'ecologie de la macrofaune benthique des lagunes d'obidos et d'albufeira, situees sur la cote ouest du portugal. De l'approche synecologique ressort la similitude de l'organisation biosedimentaire des deux systemes, notamment a travers la variation spatiale comparable des gradients hydrosedimentaires, de la composition et de la structure des communautes (richesse specifique, densite numerique et biomasse, diversite specifique et regularite, rapports hierarchiques interspecifiques). Les gradients s'etablissent le long de l'axe longitudinal des lagunes et dependent d'une part de l'incursion de l'eau oceanique a travers les passes, et d'autre part de l'action des tributaires d'eau douce ou du temps de sejour des masses d'eau (en rapport, dans l'ensemble, avec l'eloignement de l'ocean). De l'approche cinetique ressortent pourtant des differences importantes entre les deux systemes, concernant la variabilite spatio-temporelle des communautes benthiques. Celle-ci se rapporte aux fluctuations edapho-climatiques observees dans les deux lagunes, en fonction soit des cycles saisonniers (obidos), soit du regime d'alternance entre isolement et communication du bassin avec l'ocean (albufeira)

Le littoral du pays basque sur sa partie française n’a fait l’objet que de très peu d’études des communautés benthiques qu’il renferme. A l’exception des suivis mis en œuvre dans le cadre de la surveillance DCE des masses d’eau et de quelques études d’impact ponctuelles, les systèmes benthiques apparaissent peu investigués. Par ailleurs, du fait de sa sédentarité, ce compartiment biologique s’avère être un bon indicateur de suivi environnemental, intégrant les variations de l’environnement. L’étude de la macrofaune benthique permet en effet d’obtenir un signal relativement clair, susceptible de détecter une perturbation du système. Néanmoins, afin d’évaluer l’impact écologique d’une perturbation, il est nécessaire de distinguer la variabilité naturelle (intrinsèque au milieu) de celle liées à la perturbation elle-même (activités anthropiques).L’objectif majeur de ce travail de thèse a été l’étude de l’influence des conditions hydrodynamiques sur la structure, la répartition et la dynamique des communautés benthiques de substrat meuble du littoral basque français. Derrière cet objectif académique, cette étude, menée en entreprise, supportait également un profond besoin d’opérationnalité en répondant au déficit de connaissances locales.L’étude s’est appuyée sur un important effort d’échantillonnage. Quatre campagnes de prélèvements (une par saison) ont ainsi été répliquées pendant 2 ans au débouché de 3 estuaires du pays basque français, complétées par une année supplémentaire d’investigations sur l’Adour. Afin d’appréhender l’influence des facteurs abiotiques, les conditions hydrodynamiques ont été simulées à l’aide des modèles opérationnels développés dans le cadre du projet Européen LOREA.Les résultats indiquent une incidence prédominante des conditions hydrodynamiques (vagues et apports des fleuves), contrôlant la dynamique sédimentaire locale, sur la structure et la répartition des communautés benthiques côtières de substrat meuble. D’un point de vue temporel, une relative stabilité a été observée suggérant ainsi une certaine résilience de ces communautés face à une perturbation naturelle de leur milieu.L’exploitation des données biosédimentaires acquises au large de l’Adour, mises au regard du régime hydrologique du fleuve, des vagues et des opérations de clapage du port de Bayonne, confirme ces observations. En effet, bien qu’un effet des immersions puisse être observé, dans ce milieu à fort hydrodynamisme, les matériaux sont rapidement dispersés et la macrofaune récupère vite.Enfin, l’étude a permis de signaler pour la première fois au Sud du Golfe de Gascogne, dans le Pays Basque français, Grandidierella japonica (Stephensen, 1938), espèce d’amphipode de la famille des Aoridae native de la mer du Japon. L’étude préliminaire de son installation locale et des niches écologiques estuariennes impactées proposée dans la cadre ce travail nécessite encore d’être approfondie. Des données complémentaires, biologiques et environnementales, sont en effet nécessaires pour affiner et confirmer les résultats obtenus<br>Along the French Basque coast, soft-bottom communities are poorly described. Indeed, except for the monitoring program of water bodies carried out through the WFD and some isolated impact studies, benthic systems appear weakly investigated. However, macrobenthos are known to be an effective indicator to establish the ecological quality of coastal and estuarine waters. Due to their sedentary nature, benthic macrofauna integrates effects of environmental variations and provides a relatively clear signal, susceptible to detect a disturbance on the ecosystem. Nonetheless, to assess disturbance ecological impact, it is necessary to discriminate natural variability (intrinsic to the environment) from that related to anthropogenic activities.The main issue of this PhD is to investigate the hydrodynamic conditions effects on the structure, the distribution and the dynamic of the soft-bottom communities of the French Basque coast. Behind this academic objective, this study conducted in a private company also supported a deep operationality need in improving local knowledges.A substantial sampling effort was carried out during this study. Four biosedimentary field campaigns (one per season) were replicated for two years in the vicinity of the three main French Basque country estuaries, supplemented by another year of investigations at the Adour river mouth. In order to assess the influence of abiotic factors, the hydrodynamic conditions were simulated using the operational models developed in the framework of the European project LOREA.The results show a predominant influence of hydrodynamic conditions (wave and river inputs) controlling local sediment dynamics and thus the structure and distribution of benthic soft-bottom nearshore communities. In terms of temporal variation, a relative stability has been observed suggesting an ecological resilience from natural disturbances.The analysis of the biosedimentary data from the area located in the vicinity of the Adour river mouth in relation to river flow, wave climate and dredge spoil disposal activities of the Bayonne harbour corroborate these observations. Indeed, despite the fact that a dumping impact can be noticed within this high naturally exposed environment, dredged materials are rapidly dispersed and the macrofauna recovers quickly.Finally, through the study of the macrobenthic communities, the non-native amphipod Grandidierella japonica Stephensen, 1938 of the family Aoridae has been reported for the first time in the southern part of the Bay of Biscay, along the French Basque Country. The preliminary study of this species local installation and the estuarine impacted ecological niches still requires improvement. Complementary biological and environmental data are needed to improve and confirm the obtained results

Les données quantitatives concernant la macrofaune benthique des substrats meubles du littoral de la région Languedoc-Roussillon ont été centralisées et homogénéisées au sein d'une base de données relationnelle. Son utilisation a permis 1. D'étudier la distribution spatiale et la diversité des assemblages de polychètes et des communautés de la macrofaune benthique, 2. D'étudier les changements à long terme des communautés benthiques de la Baie de Banyuls-sur-Mer, et 3. De caractériser l'état écologique actuel de la zone échantillonnée. Les patrons de distribution spatiale des polychètes et de la macrofaune benthique totale sont semblables. Ils reflètent tous 2 nettement la carte sédimentologique du Golfe du Lion, montrant ainsi l'importance de la granulométrie dans la distribution de la macrofaune benthique. Différentes facettes de la diversité de ces assemblages est appréhendée à plusieurs échelles spatiales. La comparaison à long terme des communautés de la baie de Banyuls-sur-Mer montre que la fréquence des évènements de resuspension ayant lieu pendant la période de recrutement pourrait jouer un rôle important dans la détermination de la composition faunistique des communautés peu profondes, notamment dans la dynamique de population de l'annélide polychète Ditrupa arietina. La dominance de ces communautés par cette espèce complique la caractérisation du statut écologique du Golfe du Lion. En effet, selon que l'indice biotique utilisé considère Ditrupa arietina comme sensible ou tolérante aux perturbations, les résultats diffèrent grandement<br>Quantitative benthic macrofauna data from the coastal soft-bottom of the Languedoc-Roussillon region were centralised and homogenised within a relational database. This database currently contains 22 studies corresponding to 375 samples located between the French-Spanish border and the mouth of the Rhône River, and sampled between 1967 and 2003. The database was used to 1. Study the spatial distribution and diversity of polychaete assemblages and macrofauna communities, 2. Study the long-term temporal changes of benthic communities in the Bay of Banyuls-sur Mer, and 3. Characterize the current ecological status of the Gulf of Lions. Spatial distribution patterns of polychaete fauna and macrofauna were similar and clearly reflected the sedimentologic map of the Gulf of Lions, thereby highlighting the importance of granulometry in controlling macrofauna distribution. Different components of the diversity of these assemblages were studied at different spatial scales. The long-term comparison of benthic communities in the Bay of Banyuls-sur-Mer showed that the frequency of re-suspension events occurring during the period of recruitment may have an important role in determining fauna composition of shallow communities and particularly in controlling the population dynamic of the polychaetous annelid Ditrupa arietina. The dominance of shallow communities by this species complicates the characterization of the ecological status of the Gulf of Lions. Results indeed differed greatly between indices depending on whether these indices used consider Ditrupa arietina as sensitive or tolerant to disturbance

Les savanes tropicales sont très importantes pour la production agricole et de nombreux services écosystémiques. En Colombie, ces savanes ont été traditionnellement gérées par l'élevage extensif et l'agriculture à faible intrants. La conversion actuelle de ces systèmes naturels en agriculture intensive peut avoir des effets dévastateurs sur la biodiversité du sol et au-dessus du sol. La macrofaune du sol représente une part importante de la biodiversité des agroécosystèmes et certains groupes ont reçu une attention considérable en tant qu'ingénieurs des écosystèmes. L'objectif général de la thèse est d'évaluer et d'analyser les impacts des paysages agricoles sur les communautés d'ingénieurs des sols et les services écosystémiques fournis par le sol dans les Llanos colombiens. Trois questions principales ont été abordées: (1) Quel est l'impact de la gestion agricole sur les communautés de fourmis et est-il possible d'identifier des espèces de fourmis qui pourraient servir d'indicateurs des services écosystémiques basés sur le sol? (2) Quel est l'impact de l’usage des sols sur les communautés de fourmis et de termites et cet impact est-il lié aux modifications des propriétés physiques et chimiques des sols? (3) Les traits écologiques et morphologiques des fourmis répondent-ils aux usages du sol et aux propriétés du sol?Les résultats de cette thèse confirment que les communautés de fourmis sont très sensibles aux changements d'usage de sols et constituent de bons indicateurs précoces des services écosystémiques basés sur les sols. Plus précisément, les cultures annuelles se sont révélées le plus préjudiciables aux communautés de fourmis et de termites, et cela est probablement dû à l'application d'intrants chimiques, ainsi qu'au travail du sol et aux pesticides. Tous les usages du sol (savanes, plantation de caoutchouc ou palmiers à huile, pâturages améliorés et cultures annuelles) ont une faune particulière, mais certaines espèces ont des besoins particuliers en termes d’habitat pour leurs nids, leur nourriture, ou des refuges. Certaines espèces sont plus généralistes et particulièrement adaptées aux environnements perturbés. En ce sens, la présence de toutes les utilisations du sol dans un paysage contribue dans une certaine mesure à la diversité totale. On a constaté que les usages des sols avec une couverture arborée permettent le maintien d’espèces rares, discrètes et souvent avec exigences de habitat particulaires<br>Tropical savannas are highly important for agricultural production and many other ecosystems services. In Colombia, these savannas have been traditionally managed through extensive livestock production and low-input agriculture. The current conversion of these natural systems to intensified agriculture can have devastating impacts on belowground and aboveground biodiversity. Soil macrofauna represents an important part of agroecosystem biodiversity and some groups have received considerable attention as ecosystem engineers. The general goal of the thesis is to evaluate and analyze the impacts of agricultural landscapes on soil engineer communities and soil ecosystem services in the Colombian Llanos. Three main questions were addressed: (1) What is the impact of agricultural management on ant communities and is it possible to identify ant species that could be used as indicators of soil-based ecosystem services? (2) What is the impact of land uses on ant and termite communities and is this impact associated with modifications of soil physical and chemical properties? (3) Do the ecological and morphological traits of ants respond to land uses and soil properties?The results of this thesis confirm that ant communities are highly sensitive to land use changes and constitute good early indicators of soil-based ecosystem services. More accurately, annual crops have shown to be detrimental to ant and termites communities and this is probably due to the application of chemical inputs, as well as to tillage and pesticides. All land uses (Savannas, rubber or oil palm plantations, improved pastures and annual crops) have a particular soil fauna, but some species have particular habitat requirements for nest sites, food, refugees, etc. Some species are more generalist and are particularly adapted to disturbed environment. The presence of all land uses within a landscape contributes to a certain extent to the total diversity. It was found that sites with a tree cover protect rare, sometimes inconspicuous and perhaps fragile species

Les besoins en terre végétale pour l’aménagement d’espaces verts urbains induisent un prélèvement de sols agricoles ou naturels. D’autre part, des volumes considérables d’horizons profonds excavés lors de la construction de bâtiments sont mis en décharge en périphérie des villes, avec un impact sur l’environnement. Le recyclage de ces déchets inertes pour la construction de sols des espaces verts apparaît comme une solution prometteuse. Il est toutefois nécessaire de s’assurer que ces Technosols construits peuvent accueillir une diversité végétale et animale pour délivrer des services écosystémiques, comme propose de le faire ce travail de thèse. La composition des mélanges de matériaux (horizons profonds, compost de déchets verts, béton concassé) a été manipulée dans une expérimentation de 4000 m² en collaboration avec l’entreprise ECT et le CD 93. Un suivi de quatre ans a montré que le compost utilisé était responsable de la mort de certains arbres, mais qu’associé au béton, il augmentait fortement leur vitesse de croissance et de colonisation par la macrofaune. En usage prairial, l’ajout de compost a augmenté la production de biomasse et modifié l’assemblage de la communauté végétale, en favorisant les espèces compétitives, mais pas de la macrofaune. Dans une expérience en mésocosmes visant à étudier le lien entre diversité végétale et productivité, une complémentarité entre espèces a été observée pour une des trois communautés, à un niveau de fertilité intermédiaire. Il est donc possible d’améliorer la productivité primaire de nouveaux écosystèmes en manipulant la composition des mélanges de matériaux tout en évitant la dominance de certaines espèces, afin de conserver des communautés diversifiées<br>Topsoil requirements for the development of urban green spaces induce a harvest of agricultural or natural soils. On the other hand, huge volumes of deep horizons excavated during the construction of buildings are dumped on the outskirts of cities, with an impact on the environment. The recycling of these inert wastes for the construction of soils for green spaces appears as a promising solution. However, it is necessary to ensure that these constructed Technosols are suitable for plant and animal diversity, and can deliver ecosystem services, as proposed by this thesis. The composition of the material mixes (deep horizons, urban green waste compost, crushed concrete) was manipulated in a 4000 m² experiment in collaboration with the company ECT and CD 93. A four-year monitoring showed that the compost used was responsible for the death of some trees, but associated with concrete, it greatly increased their growth rate and macrofaunal colonization. In the meadow land use, the addition of compost increased biomass production and altered the assemblage of the plant community, favoring competitive species, but no effect on macrofauna assemblage was observed. In a mesocosm experiment aiming at studying the link between plant diversity and productivity, complementarity between species was observed for one of the three communities, at an intermediate level of fertility. It is therefore possible to improve the primary productivity of new ecosystems by manipulating the composition of the mixtures of materials while avoiding the dominance of certain species, in order to preserve diversified communities

Ce travail de thèse a pour objectif, en s’appuyant sur le cas de la baie de Concarneau, de comprendre l’impact du développement de denses populations de l’amphipode tubicole Haploops nirae sur la diversité structurelle et fonctionnelle des peuplements sablo-vaseux de Bretagne Sud. L’étude des peuplements à Haploops dans ce projet de thèse se décline selon plusieurs niveaux d’organisation du vivant, du rôle spécifique d’Haploops nirae jusqu’au rôle fonctionnel du peuplement au sein de l’écosystème en passant par la description de la composition spécifique du peuplement et de son rôle sur la biodiversité en général. Nos résultats suggèrent dans un premier temps que le rôle fonctionnel de l’espèce seule (pression de filtration, production secondaire) est potentiellement important. De plus, les modifications physiques de l’habitat par les Haploops se sont révélées avoir des conséquences très importantes sur la composition des peuplements et la diversité spécifique. A contrario, l’étude de la diversité fonctionnelle abordée par l’analyse des traits biologiques (BTA) et la production secondaire des peuplements révèle que les conséquences fonctionnelles de la présence des Haploops dans un écosystème sont dans l’ensemble faibles. De la même façon, l’étude du fonctionnement trophique des peuplements benthiques de la baie de Concarneau (grâce à l’utilisation des isotopes stables) révèle une faible incidence fonctionnelle du développement des Haploops sur la structure du réseau trophique benthique. Bien que les peuplements à Haploops ne soient pas caractérisés par de profonds changements fonctionnels, les flux trophiques vers les niveaux trophiques supérieurs sont cependant vraisemblablement affectés par la présence des Haploops<br>This thesis aims here, based on the case of the Bay of Concarneau, to understand the impact of the development of dense populations of the tubiculous amphipod Haploops nirae on the structural and functional diversity of sandy-mud communities of South Brittany. The study of Haploops communities was developed on various levels of organization of life, from the specific role of Haploops nirae to functional role of Haploops community in the ecosystem passing through the description of the community composition and its role on the biodiversity. Our results suggest firstly that the functional role of Haploops nirae alone (filtration pressure, secondary production) is potentially important. Moreover, the physical changes induced by Haploops were found to have important consequences on the composition of species assemblages and species diversity. In contrast, the study of the functional diversity addressed by biological traits analysis (BTA) and secondary production at the community scale reveals that the functional consequences of Haploops occupation in an ecosystem are generally low. In addition, the analysis of the trophic functioning of benthic communities from the Bay of Concarneau (through the use of stable isotopes) showed low incidence of Haploops occupation on the functioning of the benthic food web. Although Haploops communities are not characterized by profound functional changes, trophic flows to higher trophic levels, however, are likely to be affected by the presence of Haploops

Cette these a permis de preciser l'impact de plusieurs techniques experimentales de nettoyage des plages sur les peuplements de copepodes harpacticoides et de macrofaune. La mesure de l'impact ecologique des techniques de lutte contre les pollutions petrolieres s'avere en effet necessaire pour etablir des recommandations et des limites pour leur utilisation. Dans le cas present, l'impact des techniques utilisees, qu'elles soient mecaniques ou chimiques, a ete modere mais non negligeable. Des modifications quantitatives et qualitatives ont ete constatees au sein des communautes meio- et macrobenthiques, et les temps de restauration de ces communautes sont dans tous les cas de l'ordre de quelques mois. Les resultats des suivis ont confirme la sensibilite des copepodes harpacticoides, dont les reponses aux perturbations ont une amplitude plus forte que celles du macrobenthos

La Réunion est une île volcanique jeune des Mascareignes. Son plateau continental est étroit et les habitats souvent constitués par des fonds sédimentaires répartis sur une grande partie du littoral abritent des communautés diversifiées de macrofaune. L anthropisation croissante ces 20 dernières années est source de différentes pollutions. Les zones côtières non-récifales et le benthos des substrats meubles sont peu connus. La structure de ces communautés est décrite essentiellement pour le nord, et l est de l île et détermine les modalités de leur fonctionnement, notamment en réponse aux perturbations. Un premier inventaire des espèces benthiques trouvées entre 20 et plus de 140 m de profondeur a été réalisé. L étude de la macrofaune et des principales variables environnementales a mis en évidence le rôle déterminant de la bathymétrie. La granulométrie des sédiments et l hydrodynamisme sont importants, notamment en zone littorale, où le macrobenthos est soumis aux perturbations naturelles (cyclones et dépressions) et anthropiques. La réponse du macrobenthos à des perturbations dues à des activités industrielles a été suivie pendant plusieurs années sur deux secteurs de l est de l ile où les rejets en mer se font différemment. Elle s est traduite par un impact croissant des rejets sur le milieu, et une réponse de la macrofaune selon un schéma-type de succession secondaire de communautés, impliquant des espèces originales bio-indicatrices de perturbation, les polychètes Eunicidae Diopatra cuprea, des Spionidae et des Capitellidae. Un outil de diagnostic de la santé de ces écosystèmes côtiers tropicaux a été adapté au contexte local ; il est basé sur le calcul d un indice biotique intégrateur de la qualité de milieu prenant en considération toute la communauté benthique. Il répond aux exigences de la Directive Européenne Cadre sur l Eau. La macrofaune sédimentaire constitue donc un outil pertinent et complémentaire pour ces analyses, tant en terme de biodiversité, que de suivi des pollutions, et s intègre dans les stratégies de gestion intégrée des littoraux tropicaux insulaires.

Les récifs coralliens sont des écosystèmes très productifs. Lieu de stockage, transformation, et production de matière, les sédiments pourraient également jouer un rôle dans le fonctionnement du récif. L'objectif était d'évaluer ce rôle dans le transfert de matière et d'énergie du récif de La Saline (île de la Réunion). Trois axes de recherches ont été développés : la caractérisation de la zone via des analyses physicochimiques, l'étude du métabolisme des sédiments (production et statut trophique), et, de la composante biologique, macrofaune et mégafaune (holothuries). Les mesures physicochimiques ont montré un état de perturbation limité, même si localement, des enrichissements par les eaux douces en éléments nutritifs sont bien réels (arrière-récifs de Planch'Alizé et Grand Trou d'Eau). Á l'échelle du récif (9 stations, 2 saisons), les sédiments sont hétérotrophes (production nette = 31.6, respiration R = 109.6, production brute Pg = 77.9 mmolC m-2 j-1 et Pg/R = 0.7). La macrofaune ne constitue pas un groupe important dans le réseau trophique (134 taxons, avec en moyenne, 32.86 individus 0.2 m-2 et 0.059 gPS 0.2m-2). Par comparaison, les biomasses des populations de Holothuria atra et H. leucospilota, atteignent 7.92 gPS m-2. L'hétérogénéité spatiale du métabolisme des stations est en accord avec des caractéristiques physicochimiques du milieu reflétant la double influence océan - terre (enrichissement par eaux douces). Les stations les plus productives et hétérotrophes se situent dans l'arrière-récif où l'influence océanique est minime. La macrofaune est sous l'influence du facteur hydrodynamisme alors que les holothuries se développent dans les zones très productives. Le compartiment sédimentaire joue donc un rôle essentiel de filtre pour la matière organique importée. Ce fonctionnement est influencé par l'hydrodynamisme qui conditionne les pertes de matière et d'énergie. Ces pertes sont limitées par l'action des holothuries (forte densité 3 ind m-2) qui stockent la matière organique sous forme de biomasse, et stimulent probablement la production locale (excrétion et bioturbation). En conclusion, à l'échelle de l'écosystème, les sédiments assurent un recyclage essentiel, fonction renforcée par les holothuries qui limitent les pertes de matière et d'énergie dues à l'hydrodynamisme.

Entre les fleuves Amazone et Orénoque, la frange côtière atlantique de l’Amérique du Sud (1500 km) est considérée comme la plus vaseuse au monde, conséquence des apports de sédiments en suspension de l’Amazone. Malgré la forte variabilité et l’instabilité de ces vasières uniques au monde, elles apparaissent comme des écosystèmes très productifs et sont des habitats clés dans l’accomplissement du cycle de vie des espèces de poissons et d’oiseaux qui les exploitent. Cependant, les connaissances sur les communautés biologiques qui y sont associées restent au niveau exploratoire. Ce travail de thèse vise donc à décrire la structure de l’endofaune benthique intertidale des vasières guyanaises et à définir son fonctionnement dans des environnements vaseux tropicaux très instables. Comme prévu, la forte instabilité des sédiments a entraîné une très faible diversité des assemblages de la macrofaune et de la méiofaune. Néanmoins, les communautés benthiques des vasières guyanaises ont montré une abondance remarquablement élevée avec la dominance d'espèces opportunistes de petites tailles. 39 taxons de la macrofaune ont été trouvés tandis que la méiofaune était moins diversifiée avec la présence de 34 taxons. Le tanaidacée Halmyrapseudes spaansi et le polychète Sigambra grubii sont les deux espèces de macrofaune les plus abondantes, largement réparties le long de la côte guyanaise. De même, le nématode Pseudochromadora spp., suceur d’épistrate, et Halomonhystera sp. 1 (non deposit feeders) étaient les deux espèces de méiofaune les plus abondantes sur chacune des stations. La distribution des communautés benthiques sont spécifiques aux sites d’étude et varie saisonnièrement. Les assemblages en zone estuarienne (Sinnamary) étaient plus diversifiées que dans la zone de vasière nue (Awala), alors que les abondances des communautés benthiques étaient toujours plus élevées en saison humide qu’en saison sèche. Les facteurs abiotiques et biotiques ont influencé significativement les communautés benthiques. Néanmoins, les changements dans la structure de la communauté benthique induits par la disponibilité des sources alimentaires (chl a) et la pression de prédation étaient tout aussi importantes que les variations des assemblages imposées par les paramètres abiotiques (teneur en eau, salinité ...). En particulier, une forte corrélation a été trouvée entre la méiofaune et le microphytobenthos. Les mesures isotopiques de différents compartiments des vasières ont non seulement révélé le rôle central du microphytobenthos dans la composition du régime alimentaire de la méiofaune, mais ont également montré l'importance écologique de la méiofaune comme principale source de nourriture pour les petits oiseaux limicoles et les poissons côtiers. La méiofaune et le microphytobenthos rentrent dans le régime alimentaire de trois poissons côtiers en grande proportion, alors que les oiseaux limicoles migrateurs présentaient une plus grande diversité de proies. Cependant, la contribution relative des tanaidacées dans le régime alimentaire des oiseaux limicoles était étonnamment faible. Le travail de thèse a permis d'améliorer notre compréhension de la structure de l’endofaune benthique intertidale des vasières guyanaises et de définir son fonctionnement dans des environnements vaseux tropicaux très instables. Ce travail a permis de construire, pour la première fois, un modèle conceptuel de réseau trophique des vasières intertidales mobiles guyanaises<br>Locating between the Amazon and Orinoco Rivers, the 1500 km-long Atlantic coastline of South America are considered as the muddiest areas in the world due to the large discharge of suspended sediment from the Amazon. Despite the extreme morphodynamics of these ecosystems, the Guianas mudflats are important feeding zones for many shorebirds and fish. However, the state of knowledge on benthic organisms associated with these highly unstable environments is still at an exploratory stage. This study, therefore, aims to describe the structure and dynamics of the intertidal benthic infauna in the Guianas mudflats and to define its functioning in such highly unstable tropical muddy environments. As expected, the high instability of the sediment resulted in very low diversity of both macrofauna and meiofauna assemblages. Nonetheless, the infauna communities of the Guianas mudflats showed remarkably high abundance with the predominance of small-sized opportunistic species. A total of 39 operational taxonomic units of macrofauna was recorded while meiofauna was less diverse with the occurrence of 34 taxa. The tanaid Halmyrapseudes spaansi and the polychaeta Sigambra grubii are the two most abundant macrofauna species, which widely distributed along the Guianas coast. Likewise, the nematodes epistrate feeder Pseudochromadora spp. and non-deposit feeders Halomonhystera sp. 1 were the principal components of meiofauna communities in every station. The distribution patterns of the infauna were both site-specific and seasonal variation. The assemblages in estuarine habitat were more diverse than in the bare mudflat habitat, while infauna abundances in the WS were always higher than in the DS. Both abiotic and biotic factors significantly influenced the benthic communities. Nevertheless, the changes in benthic community structure induced by food source availability (chl a) and predation pressure were more prominent than the assemblage variations imposed by abiotic parameters (mud content, salinity…). Particularly, the tight coupling between meiofauna and MPB was observed in both distribution patterns and trophic structures. The isotopic measurements of different intertidal compartments not only revealed the pivotal role of MPB on structuring meiofaunal coummunities, but also indicated the ecological importance of meiofauna as the main food source for the small shorebirds and coastal fish. Meiofauna and MPB entered the diet of three coastal fish in great proportion, whereas the migrating shorebirds showed a wider diet breadth. The isotopic ratios were perfectly matched with the feeding guilds assigned by morphological features. However, the relative contribution of tanaids to the top epibenthic predators were surprisingly lower than expected. The thesis has increased our understanding of the Guianas infauna communities, and revealed for the first time a conceptual food web model of these unique intertidal mudflats

Un système d'indicateurs de la qualité des sols a été mis au point pour comparer l'effet des types de gestion des sols dans une région du Sud de la Chine. Ce système synthétise en 5 sous indicateurs et un indicateur général la nature complexe du système sol qui exige la prise en compte simultanée des aspects physique, chimique et biologique. Les méthodes statistiques multivariées sont utilisées ici pour traiter des tableaux de données comportant des dizaines de variables différentes. On a évalué la qualité du sol dans la région de YingDe, (Province de Canton dans le sud de Chine), sur 20 parcelles avec différents type d'utilisation du sol: plantations de thé à différents degrés d'intensification (labour et fertilisation), plantation d'orangers, de canne à sucre, de bambou et de pin. Un ensemble de paramètres mesure l'état physique, chimique, la qualité et quantité de matière organique, l'aggrégation et la morphologie du sol superficiel (0 à 5 cm), ainsi que la diversité et la composition de la communauté de macroinvertébrés du sol. Ces 5 sous-indicateurs (physique, chimique, matière organique, morphologique, biodiversité) sont ensuite regroupés pour former un indicateur général de la qualité du sol (IGQS). Le diagnostic ainsi effectué montre des différences significatives entre la nature des plantations, entre les méthodes de gestion et l'ancienneté des diverses plantations de thé. Les plantations de thé recevant les plus grands apports de résidus organique et de fumier ont des valeurs d' IGQS plus élevées que celles qui reçoivent de l'urée comme apport azoté, La plantation d'orangers fertilisée avec du fumier, de la chaux et et du N, P, K comme fertilisants a la valeur d'IGQS la plus élevée des 20 sites. Comparé aux pratiques recourant à la fertilisation chimiques et à l'utilisation de pesticides chimiques, l'apport de fumiers ou résidus organiques, combiné à la lutte naturelle contre des insects nuisibles améliore beaucoup la qualité du sol ainsi que le recyclage du carbone. Le sous-indicateur de morphologie du sol semble être affecté par le type d'engrais. La matière organique est le facteur le plus important dans la détermination de la qualité du sol. Des apports importants favorisent la diversité, l'abondance et l'activité des invertébrés ; ceux ci produisent plus d'agrégats biogéniques qui peuvent exercer leurs effets à long terme sur les divers services écosystémiques du sol. Le sous indicateur chimique est apparu très sensible aux applications de fumier, d'engrais chimique ou de chaux. A l'inverse, l'indicateur physique est moins fluctuant, la teneur en argile étant la principale variable qui discrimine les sites sur des critères physiques.

Les plantations d'Eucalyptus, au Congo (région de Pointe-Noire) comme au Maroc (forêt de la Maâmora), soulèvent des controverses quant à leurs effets sur des sols sableux pauvres en matière organique. Dans un enjeu de développement durable de tels écosystèmes anthropiques, les recherches sur le sujet se sont multipliées. Toutefois, les connaissances relatives au fonctionnement biologique des sols sous ces plantations méritent encore d'être approfondies. Principaux acteurs de ce fonctionnement biologique, les organismes vivant dans ces sols et leurs activités ne sont que trop peu décrites, et nécessitent en ce sens de se trouver au cœur des études sur le sujet. Notre travail de thèse s'inscrit dans ces problématiques. Ainsi, nous évaluons les conséquences du reboisement sur les communautés de la macrofaune et des microorganismes de ces sols, et également l'activité des enzymes clés liées aux principaux cycles biogéochimiques (C, N et P).Cette recherche présente la particularité de la prise en compte simultanée de deux facteurs peu souvent évoqués, que sont, l'« âge des plantations » et la « profondeur du sol ». Nous avons abordé ces questions par une étude multi-échelle.Ainsi, nous avons étudié les macroinvertébrés quant à leur diversité taxonomique et à leur composition verticale, selon une approche combinée (TSPF + carré anglais). Par la suite, les premières caractérisations de structure et de diversité des communautés microbiennes ont été réalisées. Ceci, par mesure de densité et par déterminations morphotypiques (cultures in vitro) et génétiques (DGGE), au niveau des communautés totales. Par mesure du potentiel métabolique pour ce qui est des communautés fonctionnelles (plaques Biolog). Enfin, l'activité biologique des sols a été évaluée en mesurant l'activité de huit enzymes et l'activité microbienne globale (hydrolyse FDA).Ainsi, par comparaison à la forêt naturelle adjacente, cette étude nous a permis de mettre en évidence que l'introduction d'eucalyptus sur savane (Congo) ou sur chêne-liège dégradé (Maroc), modifie la structure et la diversité des communautés de la macrofaune et des microorganismes du sol ainsi que le profil des activités enzymatiques. Aussi bien en fonction de l'âge des plantations que de la profondeur du sol, ceci est valable. C'est le fonctionnement biologique qui se trouve donc impacté.Les proportions et les conséquences de cet impact restent toutefois particulières à chaque cas. Il faut cependant noter exception pour les activités enzymatiques liées au cycle de l'azote, qui apparaissent influencées de façon comparable dans les deux cas à l'étude. Ces activités diminuent significativement avec l'âge du peuplement, confirmant le statut déficitaire en azote de ce type de plantation<br>Eucalyptus plantations in Congo (Pointe-Noire region) and in Morocco (Mamora forest) raised certain controversies regarding their effects on the sandy poor soils. In such anthropogenic ecosystems, researches on the subject have multiplied in order to ensure their sustainable management. However, knowledge on the biological functioning of soils in these plantations still needs to be explored. Main actors of this biological functioning are soil organisms and their activities which have been described very little, and need to be more studied. Our thesis encompasses this problematic. Therefore, we evaluated the impact of reforestation on the communities of macrofauna and microorganisms of soil, and the activity of different key enzymes, as well, related to main biogeochemical cycles (C, N and P). This research presents, particularly, a simultaneous consideration of two factors rarely mentioned before: the "age of the plantations" and "soil depth". We addressed these issues by a multi-scale study. We studied macroinvertebrates by their taxonomic diversity and vertically composition by a combined approach (TSPF + English square). Subsequently, the characterization of structure and diversity of microbial communities was done by density measurements, morphotype-specific (in-vitro culture) and the genetic determinations (DGGE) and by measuring the metabolic potential in terms of functional communities (Biolog plates). Finally, soil biological activity was evaluated by determining the activity of eight different enzymes and the total microbial activity (FDA hydrolysis).Therefore, as compared to the adjacent natural forest soils, this study allowed us to demonstrate that the introduction of eucalyptus plantations, in savanna (Congo) or in degraded cork oak ecosystem (Morocco), alters the structure and diversity of macrofauna communities, soil microorganisms and the enzymatic activity profiles. Consequently, the biological functioning of the soils is impacted both in terms of the age of plantations and soil depth. However, the proportions and the consequences of this impact were very specific in each case, with the exception of enzymatic activities related to the nitrogen cycle, which influenced comparatively in both studies. These activities decreased significantly along with the stand age of eucalyptus plantations, confirming the deficient status of nitrogen in such plantations

La décomposition des litières de feuilles mortes et le recyclage des nutriments sont des processus complexes essentiels au fonctionnement des écosystèmes. L'objectif principal de cette thèse est de mieux comprendre les déterminants de la décomposition dans une forêt tropicale humide de Guyane Française. Je me suis plus particulièrement intéressé au rôle de la diversité chimique des litières et aux interactions entre les plantes vivantes et les litières. Grâce à une caractérisation précise des tannins présents dans les litières de 16 espèces communes d'arbres tropicaux, j'ai pu montrer que la variation interspécifique des concentrations en tannins constitue le principal déterminant de la décomposition des litières dans l'écosystème étudié. Cet effet des tannins semble principalement résulter d'une consommation préférentielle des litières pauvres en tannins par la macrofaune détritivore. Parmi ces 16 espèces de litières, certaines ont été mélangées dans une expérience en serre incluant également des plantules de ces espèces. J'ai ainsi mis en évidence expérimentalement un effet de la diversité des litières sur le processus de décomposition et sur la dynamique des nutriments. Les effets non-additifs observés sont principalement négatifs, c'est-à-dire que la décomposition a été moins rapide par rapport aux valeurs attendues à partir de la décomposition des espèces prises individuellement. L'identité des espèces de litière a fortement contribué à ces effets négatifs, et la présence de plantules a modulé ces effets de la diversité. J'ai aussi montré que la décomposition des mélanges de litières a également un impact sur la croissance, l'allocation de la biomasse et les traits foliaires des plantules. Ces rétroactions étaient à nouveau liées à la présence de quelques espèces particulières dans les litières. Mes résultats suggèrent que la diversité des litières ayant des compositions chimiques contrastées joue un rôle central dans le fonctionnement des forêts tropicales. La décomposition des mélanges de litières est au cœur de rétroactions entre les compartiments aériens et souterrains de ces écosystèmes<br>Litter decomposition and nutrient recycling are key processes for ecosystem functioning. The objectives of this thesis were to improve our understanding of the determinants of decomposition in a tropical rainforest in French Guiana, with a particular focus on the role of litter chemical diversity and live plant – litter interactions. With a detailed characterization of condensed tannins in leaf litter of 16 common tropical tree species, I showed that inter-specific variation in litter tannins are the main driver of decomposition in the studied nutrient-poor Amazonian rainforest. Experimental evidence suggests that the most important mechanism of tannin control is selective feeding on tannin-poor litter by soil macrofauna. The mixing of leaf litter of a subset of the 16 tree species in a green house experiment including seedlings of the different tree species showed litter diversity effects on decomposition and nutrient release. These non-additive effects were predominantly negative, resulting in decreased decomposition rates compared to expected rates based on individual litter species decomposition. The identity of litter species contributed strongly to these negative effects, and the presence of tree seedlings modified the observed litter diversity effects. Decomposing litter mixtures showed also a feedback effect on tree seedling growth, biomass allocation and leaf traits, which again was mainly related to the identity of a few litter species within mixtures. My results suggests that the diversity of chemically contrasted litter plays a major role in the functioning of tropical forets. The decomposition of these mixtures results in functional feedbacks between the aboveground and belowground compartments of these ecosystems

Une large part de la production des forêts de laminaires à Laminaria hyperborea est exportée sous forme de macro-détritus. Ces détritus de laminaires transitent vers les environnements côtiers adjacents et peuvent s’accumuler sur différents systèmes benthiques subtidaux ou intertidaux. L’objectif de ce travail de thèse est de caractériser la dynamique des accumulations et de décrire la cinétique de dégradation ainsi que la communauté de macrofaune associée. Un ensemble de prospections et de suivis, réalisés en plongée, a été mené au niveau du secteur Île de Batz-Baie de Morlaix et montre la présence saisonnière d’importantes accumulations de fragments de laminaires pouvant perdurer pendant plusieurs mois. Plusieurs expérimentations ont été menées in situ, et montrent que les fragments de laminaires possèdent une dégradation particulièrement lente comparée aux autres macroalgues brunes. Au cours de la dégradation, les fragments ont la capacité de maintenir plusieurs mois leur photosynthèse et potentiellement leur reproduction. Une communauté abondante de macrofaune (170 espèces identifiées) colonise les tissus et une succession écologique s’opère. L’étude du réseau trophique par l’analyse des isotopes stables (13C et 15N, naturels et enrichis artificiellement) révèle que les fragments de L. hyperborea contribuent significativement au régime alimentaire de l’ensemble des espèces (herbivores, détritivores, omnivores, filtreurs et prédateurs). Les forêts à L. hyperborea jouent ainsi un rôle écologique important pour un grand nombre d’écosystèmes côtiers où les fragments sont exportés et leur aire d’influence sur les milieux côtiers est très probablement sous-estimée<br>A high proportion of the kelp Laminaria hyperborea production is not directly consumed by grazers but is exported forests as macro-detritus. These detritus drift across adjacent coastal ecosystems and can accumulate over intertidal and subtidal benthic habitats. The aim of this PhD thesis is to characterize the dynamics of these accumulations and to describe the degradation kinetics and the associated macrofauna community. A combination of scuba diving surveys was carried in the Île de Batz-Baie de Morlaix marine sector and revealed the seasonal presence of large accumulations of kelp fragments that can persist during several months. A set of in situ experimentations showed that kelp fragments degrade slowly compared to other Phaeophyceae species but display a similar kinetics as Posidonia oceanica leaves in the subtidal litters in the Mediterranean Sea. During the degradation process, kelp fragments maintain photosynthesis and respiration functions and are possibly able to maintain their reproduction capacity. Kelp tissues are rapidly colonized by an abundant macrofauna community (170 species reported) and a classical ecological succession occurs. The food-web study, by the stable isotopes analysis (13C and 15N; in natural conditions and with a labelling experiment) reveals that kelps fragments from L. hyperborea significantly contribute to the diet of the whole community, including grazers, detritus feeders, omnivores, filter feeders and predators. Laminaria hyperborea kelp forests play a central ecological role for a wide range of coastal ecosystems where fragments are exported and their area of influence is certainly under-estimated

Ce travail concerne d'une part l'etude de la contamination metallique et organique du canal a grand gabarit du nord de la france et de ses effets sur la macrofaune benthique. Par ailleurs, la caracterisation de la metallothioneine hepatique du gardon a ete effectuee afin d'elaborer un test immunologique d'evaluation de la qualite du milieu aquatique. Plusieurs parametres (al, cd, cr, cu, fe, pb, zn, cot, p, ntk) ont ete doses dans les sediments recoltes, de decembre 1991 a avril 1995, dans le canal a grand gabarit et l'aa. Les resultats, compares aux normes en vigueur, et traites par des methodes statistiques (comparaison de moyennes, acp. . . ) Ont montre la forte contamination des canaux du bassin minier. Divers traitements (indices, afc, drf,. . . ) Et analyses des inventaires de macroinvertebres benthiques pieges dans des substrats artificiels ont permis de caracteriser les communautes qui refletent parfaitement la qualite du biotope (indices faibles et structures perturbees au niveau du bassin minier). Des acp ont montre que des indices biocoenotiques sont correles negativement avec les charges en cd, zn, pb et cu des sediments. Des analyses de co-inertie ont revele une co-structure spatiale entre la position des sites expliquee par les donnees faunistiques et celle expliquee par les donnees multiparametriques des sediments. Deux proteines (mtg1, mtg2) ont ete isolees d'extraits hepatiques de gardons intoxiques par des injections intraperitoneales de zn et de cd. Les caracteristiques de mtg1 (5975,5 da, 60 acides amines dont 20 cysteines) et son importante homologie (61%) avec la metallothioneine renale de cheval et des metallothioneines de poissons permettent de la classer parmi les metallothioneines de classe i. Les anticorps monoclonaux produits reconnaissent mtg1 et mtg2 ainsi que des metallothioneines de mammiferes. Une approche immunologique de l'estimation de la contamination hepatique de gardons a revele une difference significative entre des animaux temoins et intoxiques experimentalement.

Depuis 2008, la mortalité des naissains d'huîtres Pacifique Crassostrea gigas est principalement liée au virus de l’ostreid herpesvirus 1 µvariant (OsHV-1 µVar). Les paramètres environnementaux favorisant la persistance et la diffusion du virus pourraient jouer sur sa dynamique de propagation. Les objectifs de cette thèse étaient d’étudier in situ les interactions entre les naissains d’huîtres et leur environnement benthique lors d’un épisode de surmortalité. La photobiologie du microphytobenthos sous les tables semblait en meilleur état comparé à celle observée dans les allées pouvant favoriser la résilience virale. Les tables à huîtres atténuaient la lumière, la température et la dessication évitant ainsi une thermo et photoinhibition du microphytobenthos. Les indices de la qualité environnementale de l’habitat benthique basés sur la communauté macrozoobenthique ont traduit une dégradation du milieu suite aux apports de matière organique induits par les mortalités de naissains d’huîtres puis des échouages des macroalgues. Une quantité importante d’OsHV-1 était retrouvée à la surface du biofilm avant les mortalités. Sa remise en suspension était préférentiellement associée aux particules microphytobenthiques avec de faibles courants<br>Since 2008, the mortality of Pacific oyster spat Crassostrea gigas has mainly been linked to the Ostreid herpesvirus 1 μvariant (OsHV-1 μVar). Environmental parameters favoring the persistence and spread of the virus could affect its propagation dynamics. The objectives of this thesis were to study in situ the interactions between oyster spat and their benthic environment during an episode of mortality. The photobiology of the microphytobenthos beneath the tables seemed to be in a better state compared to that observed in aisles that could promote viral resilience. The oyster tables attenuated light, temperature and desiccation, thus avoiding thermo and photoinhibition of the microphytobenthos. The benthic habitat environmental quality indices based on the macrozoobenthic community showed a degradation of the environment following the influx of organic matter induced by oyster spat mortalities and strandings of the macroalgae. A significant amount of OsHV-1 was found on the surface of the biofilm before the mortalities. Resuspension was preferentially associated with microphytobenthic particles with small currents

Cette thèse est une contribution à l’étude de la dynamique sédimentaire dans l’écosystème de la rade de Brest. Elle a pour objectif de décrire, par la simulation numérique et l’observation in situ, le mouvement des masses d’eau et de sédiments sous l’influence de la marée à l’échelle de la rade, et l’impact de la distribution spatiale actuelle des populations de crépidules sur le transport de sédiments en suspension et l’évolution des fonds. Un modèle bidimensionnel horizontal (2DH) est mis en œuvre à partir du code TELEMAC. Il intègre la variabilité spatiale du substrat, et rend compte de la présence physique (macro-rugosité, partition de la contrainte de cisaillement) et de l’activité biologique (filtration de l’eau chargée de particules en suspension, production de biodépôts) des crépidules. Les mesures de hauteur d’eau, de vitesse du courant, et de vitesse de frottement valident de façon satisfaisante les choix de paramétrisation du modèle hydrodynamique. Les mesures de concentration de matière en suspension en rade de Brest sont sporadiques, et leur analyse est compliquée. Le modèle sédimentaire constitue un outil de compréhension. Il informe de l’évolution temporelle de la contribution de différents types de sédiments et de leur origine aux concentrations locales de sédiments en suspension et déposés. Il permet de suivre le cheminement des sédiments principalement en suspension, de quantifier les échanges entre les sous-bassins de la rade et avec le fond. L’introduction sur le fond des colonies de crépidules, sous forme de chaînes assimilées à des cylindres, induit une diminution de la vitesse du courant à l’aplomb et dans leur sillage, compensée par une augmentation en périphérie, entraînant une modification globale des zones d’érosion et de dépôt de sédiments. Localement, les macro-rugosités ont un effet antagoniste selon leur répartition: des densités moyennes augmentent le frottement de peau et les remises en suspension, tandis que des densités élevées induisent un masquage des sédiments sur le fond duquel résulte une accrétion. Par comparaison à leur impact hydrodynamique, l’activité biologique des crépidules joue un rôle secondaire sur la dynamique sédimentaire<br>This thesis is a contribution to the study of sediment dynamic in the ecosystem of the bay of Brest. It aims at describing, by numerical simulations and field observations, the movement of water and sediments in the bay under tidal forcing, and the impact of the present spatial distribution of slipper limpets on suspended sediment transport and bed evolution. A two-dimensional horizontal (2DH) model is implemented based on the TELEMAC numerical system. It integrates the spatial variability of bed sediments, accounts for the physical presence (macro-roughness, form drag - skin friction partitioning) and biological activity (filtration of water carrying suspended particles, production of biodeposit) of slipper limpets. Measurements of water level, mean flow velocity, and friction velocity satisfactorily validate the choice of parameters in the hydrodynamic model. Measurements of suspended matter concentration in the bay of Brest are sporadic, and their analysis complicated. The sediment model stands as a tool for better understanding sedimentary processes. It informs the temporal evolution of the contribution of different types of sediment, and their origin, to local suspended and deposited sediment concentrations. It allows to follow the paths of sediment transport predominantly in suspension, and to quantify the exchanges of sediments between the sub-basins of the bay and with the bed. The introduction of slipper limpet colonies on the bed, in the form of chains assimilated as cylinders, induces decreasing flow velocity above and in their wake, compensated by increasing flow velocity on the outskirts, which globally modify the patterns of sediment erosion and deposition in the bay. Locally, the macro-roughness elements have an antagonist effect depending on their distribution: medium densities increase skin friction and erosion flux, whereas high densities shelter bed sediments from which results accretion. By comparison to their hydrodynamic impact, the biological activity plays a secondary role on sediment dynamic

La nécrose de l'écorce (Trunk Phloem Necrosis : TPN) est la maladie de l'hévéa économiquement la plus importante or, à l'heure actuelle, son origine et les causes de son apparition sont mal connues. Cette étude vise à préciser les relations entre les activités biologiques du sol et la présence de TPN. Une première étude a été menée sur une parcelle d'hévéa très infestée par la TPN. L'analyse de la faune du sol montre que la présence de termites est fortement liée aux arbres malades. A l'inverse, les polysaccharidases sont moins actives sous les arbres affectés par la TPN alors que les activités liées au cycle de l'azote y sont plus élevées. La structure des communautés fongiques est différente dans les sols sous les arbres sains de sous les arbres malades. Une seconde étude s'est intéressée à l'influence de deux amendements, apport de matière organique seule et couverture de Pueraria + M.O., sur le fonctionnement biologique du sol. L'apport de M.O. entraîne une augmentation de la croissance des arbres et de la production de latex et préviennent aussi l'apparition de TPN. Dans ces sols, la densité de macrofaune est significativement plus faible dans les parcelles sans amendement mais la diversité y est comparable. L'ACP réalisée à partir des activités enzymatiques montre que la plupart des enzymes présentent des activités plus faibles dans les sols non amendés. Les sols des parcelles avec Pueraria ont les plus fortes xylanases alors que l'activité FDase est plus élevée dans les sols des parcelles n'ayant reçu que l'apport organique.

A travers le monde, les zones côtières abritent une grande diversité d’ingénieurs de l’écosystème accomplissant des fonctions clés comme le recyclage de la matière organique et des nutriments. Les habitats résultants de l’activité biologique de ces espèces sont exposés à de nombreuses perturbations comme la surpêche, le piétinement ou via l’aménagement des côtes. Dans ce contexte, il est urgent de comprendre le fonctionnement de ces habitats ingénieurés et comment ils sont affectés par des perturbations croissantes. Pendant ma thèse, j’ai utilisé l’habitat récifal construit par le polychète grégaire tubicole Sabellaria alveolata comme cas d’étude. Tout d’abord, les changements environnementaux et biotiques associés à la mise en place d’un récif à S. alveolata et à sa perturbation croissante ont été évalué, se concentrant sur les paramètres du sédiment (e.g. granulométrie, contenu en matière organique) ainsi que la diversité taxonomique et les assemblages d’espèces. De manière similaire, le troisième article se penche sur le fonctionnement trophique de la communauté récifale et d’une communauté contrôle afin de comprendre les effets de la mise en place de l’espèce ingénieur sur les transferts de carbone, s’intéressant successivement à l’ensemble de la communauté des consommateurs, aux consommateurs primaires et à l’importance des sources de nourriture autochtones (microphytobenthos et Ulva sp.) vs allochtone (phytoplancton). Dans cette partie, j’ai utilisé les isotopes stables du carbone et de l’azote ainsi que différentes approches analytiques telles que des mesures de la niche isotopique et des modèles de mélange. L’article 2 a pour but de comprendre les interactions entre complexité de l’habitat récifal, hétérogénéité des sources de nourriture autochtones et échelles spatiales dans l’explication des variations du rapport isotopique du carbone de S. alveolata et d’un suspensivore associée. Dans les deux derniers chapitres, j’ai traité la question du fonctionnement de l’habitat ingénieuré de manière directe, en utilisant des incubations de carottes benthiques pour mesurer des flux biogéochimiques (e.g. demande en oxygène), ou indirecte, en utilisant des indices de diversité fonctionnelle et isotopique intégratifs. Cette dernière partie révèle l’existence d’un optimum de densité de S. alveolata, utilisée comme proxy des perturbations, où la niche trophique et le fonctionnement biogéochimique du récif sont tous les deux maximaux<br>Coastal zones worldwide are home to a large diversity of ecosystem engineers that perform key functions such as the recycling of organic matter and nutrients. The habitats resulting from the biological activity of these species are exposed to numerous disturbances such as over harvesting and trampling or via coastal modification. In this context, it is becoming key to understand the functioning of these engineered habitats and how they are affected by increasing disturbances. During my PhD, I used the reef habitat built by the gregarious tubiculous polychaete Sabellaria alveolata as a study case. First, the environmental and biotic changes associated with the establishment of a S. alveolata reef and its increasing disturbance were assessed, focusing on sediment characteristics (e.g. grain-size distribution, organic matter content) along with taxonomic diversity and species assemblage. In the same vain, the third article looks into the trophic functioning of the reef community and a control community to understand the effects of the establishment of the engineer species on carbon transfers, successively looking at the whole consumer community, the primary consumers and the importance of autochthonous (microphytobenthos and Ulva sp.) vs allochthone (phytoplankton) food sources. In this part, I used carbon and nitrogen stable isotopes and different analytical approaches such as isotopic niche metrics and mixing models. Article 2 aims towards understanding the interactions between reef habitat complexity, autochthonous food source heterogeneity and spatial scales in explaining the carbon isotopic ratio variations of S. alveolata and an associated suspension-feeder. In the last two chapters, I address the functioning of the engineered habitat either directly, using benthic core incubations to measure biogeochemical fluxes (e.g. oxygen demand) or indirectly, through the use of integrative functional and isotopic diversity indices. This last part reveals the existence of an optimum value of S. alveolata density, used as a disturbance proxy, where the trophic niche and the biogeochemical functioning of the reef are both maximal

Les macroinvertébrés benthiques entretiennent un ensemble complexe d’interactions. Les échelles spatiales et temporelles des processus formant la base de ces interactions ont traditionnellement limité leur étude empirique. Le premier chapitre du manuscrit tente une revue des outils de modélisation utilisés dans l’étude du benthos marin.Même si l’implémentation d’un modèle mécaniste semble s’ajuster aux communautés benthiques, son utilisation nécessite la création d’un nombre limité d’entités avec un rôle fonctionnel clair. Le second chapitre du manuscrit utilise l’hypothèse des groupes émergents, afin de faire cela via une procédure objective et testable. Le groupement est testé face aux postulats théoriques et les résultats supportent sa capacité à reproduire la diversité fonctionnelle dans l’estuaire de la Rance.Le manque de connaissances dans l’attribution des relations entre les composantes fonctionnelles reste important. Le troisième chapitre du manuscrit s’inscrit dans ce besoin, basé sur des théories écologiques qui prévoient l’existence de trade-offs fonctionnels opérant à grande et petite échelle. Dans un premier temps, ces éléments sont incorporés dans des modèles qualitatifs des groupes fonctionnels.Malgré l’intérêt du développement et de l’analyse de modèles qualitatifs, le but d’étudier la dynamique et le comportement spatialement explicite de la biodiversité ne peut être atteint que par un modèle avec ces mêmes caractéristiques. Le quatrième chapitre du manuscrit présente l’architecture d’un modèle individu-centré, en mettant l’accent sur le transfert des règles d’interactions des modèles qualitatifs vers un cadre dynamique et spatialement explicite<br>Benthic macroinvertebrates are part of a complex network of interactions. The spatial and temporal scales of the processes that form the basis for these interactions have traditionally restricted their empirical investigation. The first chapter of the manuscript attempts a review of the modelling tools that have been employed for the study of the marine benthos.The implementation of a mechanistic modelling framework seems fitting, but it requires the derivation of a few model entities with a clear functional role. The second chapter of the manuscript employs the emergent group hypothesis to do that in a way that is objective and testable. The resulting grouping is tested against theoretical expectations and the results support its ability to represent functional diversity in the Rance estuary.The lack of knowledge for the attribution of relationships among functional components is still important. The third chapter of the manuscript addresses this issue based on ecological theories that predict the existence of functional trade-offs operating at both large and small spatial scales. In a first inception of the system, these elements are incorporated in the form of general rules of interaction into qualitative models of the functional groups.In spite of the interest in developing and analysing qualitative models, the goal of studying the dynamic and spatially explicit behaviour of benthic biodiversity can only be reached by a model with the same characteristics. The fourth chapter of the manuscript presents the architecture of an individual-based model, primarily transferring the rules of interaction from the qualitative models to a dynamic and spatially explicit framework

Mestrado em Biologia Aplicada<br>A implementação da Directiva Quadro da Água tem levantado importantes questões relativas aos aspectos metodológicos da amostragem das comunidades bentónicas, tendo sido feitas várias tentativas no sentido de estandardizar as estratégias de amostragem, especialmente em águas de transição. Este estudo pretende abordar esta questão através da comparação das comunidades de macrofauna amostradas com dois métodos distintos, corer e sacos de folhas. O trabalho foi realizado no Mediterrâneo e no Mar Negro, em 10 ecossistemas de transição, distintos, sobretudo, ao nível da salinidade e tipologia de habitat. No conjunto, foram amostrados 172 taxa dos quais, 49 apenas com corers e 52 apenas com sacos de folhas. Setenta e um taxa foram comuns a ambos os amostradores. Os artrópodes são comuns aos dois amostradores, sendo dominantes nos sacos de folhas, enquanto os anelídeos caracterizam os corers. A riqueza taxonómica média por amostra foi de 4,5 nos corers e 5,2 nos sacos de folhas. Quer os corers quer os sacos de folhas apresentaram padrões semelhantes no que diz respeito às principais características estruturais da comunidade. Dos sistemas oligohalinos (<5 ‰) para os sistemas euhalinos (>30 ‰), a diversidade taxonómica (H') e a similitude de Bray-Curtis mostraram o mesmo padrão de variação. Apesar destas semelhanças, as comunidades de macrofauna bentónica amostradas com os dois dispositivos mostraram diferenças significativas que não foram relacionadas, ao nível da escala eco-regional, com o gradiente salino ou a tipologia do habitat. As diferenças entre os amostradores mantiveram-se significativas quando a análise foi realizada com base em índices bióticos, entre os quais alguns índices de qualidade ecológica. Os resultados obtidos no presente trabalho têm implicações na avaliação e monitorização do estado ecológico dos sistemas de transição, pondo em evidência o facto dos corers e dos sacos de folhas recolherem amostras caracterizadas por diferentes espécies. No entanto, a diferenças entre as lagoas mostrou-se mais importante do que a diferença entre ecótipos, isto é, grupos de salinidade.<br>One of the important questions in the implementation of the Water Framework Directive regards the methodological aspects about the sampling of benthic communities and many attempts are made in order to standardize sampling strategies, especially in transitional waters. The present study aims to compare the macrofauna communities colonizing leaf bags and those obtained from box-corer samples. The study was carried out in 10 transitional aquatic ecosystems located in the Mediterranean ,the Black Sea and differing mainly in water salinity and habitat typology. Overall, a total of 172 taxa were sampled; 49 taxa were found only in the sediment samples and 52 only in the bags; 71 were common to both samplers. Arthropods were a common component to both samplers, dominant in leaf bags, while annelids characterized mainly the corers. Mean taxonomic richness per sample was 4,5 in the corers and 5,2 in leafbags. Both corer and leaf-bag samples showed similar patterns of the main community structural characteristics. From the oligohaline (<5‰) to the euhaline (>30‰) systems, taxonomic diversity (H’) and Bray-Curtis similarity showed consistent patterns of variation. Despite these similarities, The benthic macrofauna sampled with the two devices showed significant differences that were not related, on ecoregional scale, to the salinity gradient or the habitat typology. The differences between samplers remained significant also when the analysis was performed on biotic indices, namely some ecosystem quality indices. The results obtained in the present work have major implication for the assessment and monitoring of ecological status in transitional waters. They evidence that the benthic invertebrates upon which the taxonomic indices are calculated and those that contribute to the functional aspects based on the study of decomposition rates, are essentially distinct. However, on the studied spatial scale, the lagoon heterogeneity (differences among lagoons) were more important than the ecotopes (i.e., salinity groups).

Mestrado em Biologia Aplicada - Biologia Marinha<br>O presente trabalho foi desenvolvido numa cultura intertidal de ostras, explorada na Ria de Aveiro (Noroeste de Portugal). O objectivo principal deste estudo consistiu em verificar se a referida actividade induz efeitos, na comunidade de macrofauna bentónica, devidos ao enriquecimento orgânico. A cultura de ostras na Ria de Aveiro é efectuada sobre mesas elevadas e o desenho experimental incluiu áreas de cultura sem ostras (com e sem mesas), áreas com ostras juvenis e áreas com espécimes de maiores dimensões. Os resultados obtidos mostraram que nas áreas com ostras, o sedimento superficial localizado sob as mesas apresentou teor em finos e em matéria orgânica mais elevado, com os valores mais altos de ambos os descritores verificados nas áreas com ostras de maiores dimensões. Nas áreas com ostras de menores dimensões foi também demonstrado que o sedimento superficial localizado sob as mesas de cultura apresentou teor em finos e teor em matéria orgânica mais elevados do que nos corredores entre as mesas. Estes resultados mostraram alterações associadas ao enriquecimento orgânico, sob as mesas de cultura. Os descritores da comunidade bentónica foram testados considerando como hipótese nula a não existência de diferenças significativas entre áreas com diferente enriquecimento orgânico. Os resultados obtidos mostraram que as comunidades bentónicas presentes sob as mesas apresentaram menor diversidade, verificada a partir do decréscimo da riqueza específica e abundância, comparativamente às restantes áreas amostradas. Os resultados obtidos revelaram que a comunidade de macrofauna bentónica e os índices riqueza específica (S) e abundância (A) apresentaram diferenças muito significativas entre áreas com e sem cultura de ostras. No entanto, aquando da utilização dos índices bióticos H’ (diversidade de Shannon), d (riqueza específica de Margalef), 1-λ’ (Simpson), AMBI e M-AMBI, mostrou-se não ser possível evidenciar o empobrecimento da comunidade bentónica, nomeadamente na riqueza específica e abundância, associado ao enriquecimento orgânico resultante da cultura de ostras. Deste modo, a aplicação de índices bióticos deve ser efectuada com precaução em áreas cujo enriquecimento orgânico determina um empobrecimento da macrofauna existente em detrimento de uma alteração ou substituição de espécies.<br>The present work was developed in an intertidal mudflat oyster farm located in Ria de Aveiro, Northwestern Portugal. The aim of this study was to assess if this practice causes organic enrichment upon the benthic community. The oyster culture in Ria de Aveiro is developed off-bottom, with oysters placed above trestles. The experimental design included farm areas where no oysters were introduced (with or without trestles), areas populated with juvenile oysters and other with larger specimens. The results showed that the superficial sediment located under the trestles in areas with oysters presented both higher fines content and organic matter, with the higher values found in areas with the culture of larger oysters. In the areas with smaller oysters, it was also shown that the superficial sediment under the trestles with oysters had a higher fines content and organic matter, in comparison with the corridors between trestles. These results showed effects associated to organic enrichment, under culture trestles. The benthic community descriptors were tested under the null hypothesis of no significant differences between areas with distinct organic enrichment. The results showed that the benthic community living under the trestles with oysters, presented less diversity, which was verified by the decreasing of both species richness and abundance, comparing with the remaining areas. The results obtained revealed that the benthic macrofauna community and the indices species richness (S) and abundance (N) showed very significant differences between areas with and without oyster culture. However, the biotic indices H’ (Shannon diversity), d (Margalef richness), 1-λ’ (Simpson), AMBI and M-AMBI failed to reject the null hypothesis revealing that these indices were not able to show the benthic community impoverishment, namely in species richness and abundance, associated to organic enrichment due to oyster culture. Therefore, special attention must be paid when using biotic indices in areas where the organic enrichment results into a macrofauna impoverishment and not into a species replacement.

Doutoramento em Biologia<br>Na colonização de um novo substrato por macroinvertebrados bentónicos, os colonizadores iniciais, maioritariamente provenientes de habitats adjacentes, podem estabelecer-se quer por meio de assentamento e recrutamento larvar, quer por dispersão de organismos adultos. Estes colonizadores respondem não só a propriedades físicas do substrato, reflectindo a sua capacidade e/ou necessidade de explorar novos recursos, mas também à presença de outros indivíduos, iniciando a cadeia de interacções bióticas que caracterizam a sucessão ecológica. O padrão temporal dos colonizadores iniciais pode determinar o decorrer da sucessão da comunidade não só pela ocorrência de fenómenos de inibição e facilitação, mas também pelo efeito da contínua chegada de novos colonizadores. Por conseguinte, a dinâmica inicial de sucessão é fortemente condicionada por flutuações das variáveis ambientais. No entanto, à medida que a sucessão avança, a instabilidade inicial vai paulatinamente dando lugar a uma situação de quasi-equilíbrio, na qual a dinâmica da comunidade passa a ser determinada por características dos ciclos de vida e por mecanismos de dominância das espécies que a compõem. A natureza dinâmica dos ecossistemas costeiros, como a Ria de Aveiro, dita a necessidade de estudar os processos de colonização e sucessão em condições ambientais muito específicas, de modo a poder determinar as tendências gerais de recuperação do ecossistema depois de uma perturbação, tanto ao nível das populações como ao nível das comunidades. Neste sentido, e com o objectivo de aprofundar o conhecimento dos mecanismos que regem ditos processos em comunidades macrobentónicas de substratos duro, o presente trabalho baseou-se numa série de experiências de campo com substratos artificiais (AS), levadas a cabo em dois pontos da Ria de Aveiro com condições hidrodinâmicas contrastantes. Num estudo preliminar de curta duração, réplicas de quatro tipos distintos de AS foram submergidas nos pontos experimentais e posteriormente recolhidos em três ocasiões durante um período de 6 semanas. Num estudo posterior de longa duração (14 meses), levou-se a cabo uma experiência de colonização em relva artificial, nos mesmo pontos experimentais. Obtiveram-se duas séries de amostras: 1) ‘Monthly’ em que réplicas submergidas num determinado mês, foram colhidas no mês seguinte, durante 14 meses; 2) ‘Start’ em que réplicas submergidas no início do período experimental, foram colhidas cada mês ao longo de 13 meses. Durante todo o período experimental, as principais variáveis ambientais foram monitorizadas mensalmente, através de medições efectuadas nos mesmos dias das amostragens, e sazonalmente através de medições efectuadas durante ciclos de 24 horas. A amostragem com substratos artificiais, revelou ser um método bastante efectivo na avaliação da diversidade de macrofauna bentónica infralitoral na Ria de Aveiro. Ao longo deste trabalho, foram colhidos um total de 440710 indivíduos pertencentes a 143 taxa. Observou-se uma grande assimetria na composição faunística dos dois pontos experimentais: a densidade máxima registada no ponto confinado foi de quase dois milhões de ind.m-2 , para um número máximo de taxa identificados de 31; no ponto exposto a densidade máxima não chegou a meio milhão de ind.m-2, mas foram identificados 110 taxa. De um modo geral, a estrutura das comunidades colonizadoras foi determinada pela acção negativa da complexidade dos AS, pelo efeito conjunto e a pequena-escala da heterogeneidade e variáveis ambientais, e pelo grau de confinamento dos pontos de amostragem. No ponto experimental mais exposto, os diferentes tipos de AS usados desenvolveram comunidades bentónicas muito diferentes e com dinâmicas de sucessão distintas, mas em todo o caso pouco abundantes, com elevada diversidade e altas taxas de renovação. No ponto mais confinado, todos os tipos de AS desenvolveram comunidades dominadas por populações extremamente densas de Corophium acherusicum, apresentando tendências semelhantes de sucessão e baixas taxas de renovação. Os mecanismos iniciais de sucessão mais relevantes, parecem ter sido conduzidos por fenómenos de inibição no ponto mais confinado e de tolerância no ponto mais exposto. O substrato que melhor desempenho mostrou durante o estudo preliminar foi a relva artificial. No estudo de longa-duração, as comunidades com um mês de idade mostraram uma componente sazonal muito marcada em ambos pontos experimentais, em resposta a flutuações sazonais da temperatura e salinidade da água, reflectindo por um lado a flutuação temporal da disponibilidade de indivíduos colonizadores e por outro, a ocorrência de relações interespecíficas pós-colonização. No entanto, as principais diferenças espaciais detectadas no estudo preliminar mantiveram-se nesta segunda fase. No ponto mais exposto as comunidades desenvolveram-se em dois passos: um period inicial de colonização nos primeiros 2-3 meses, seguido do período de sucessão conducente a uma estabilização da estrutura da comunidade. A dinâmica de colonização inicial foi determinada pela flutuação sazonal e competição interespecífica de cinco espécies de mobilidade reduzida e perfil essencialmente oportunista: C. acherusicum, C. acutum, Aora gracilis, Pomatoceros triqueter and Mytilus galloprovincialis. A actividade destes recrutas iniciais promoveu o posterior estabelecimento de espécies com preferências tróficas mais amplas. Este aumento da complexidade trófica foi acompanhado por uma estabilização do quociente colonização/emigração entre os três e os seis meses de colonização. As comunidades no equilíbrio foram condicionadas fundamentalmente por processos autogénicos, como a competição não-exclusiva. No ponto mais confinado, o padrão temporal das comunidades foi sobretudo determinado por alternâncias na dominância de três espécie altamente abundantes (C. acherusicum, Leptocheirus pilosus e Polydora sp.) provocadas por mecanismos de exclusão competitiva, despoletados por variações sazonais na disponibilidade de colonizadores e de fontes de alimento e protecção.<br>In the colonization of an open space by benthic invertebrates, early colonists, which are likely to be produced from the adjacent established community, may come either from larval settlement and recruitment or from adult dispersal. During settlement they respond not only to physical properties of the substrate, reflecting their ability and/or need to explore newly available resources, but also to the presence of concurrent establishers, triggering the complex net of biotic interactions of ecological succession. The temporal pattern of early colonization may dictate the progress of assemblage succession not only through intraassemblage post-colonization processes such as inhibition and facilitation, but also through the effect of the continuous arrival of colonists. Hence, in subtidal benthic assemblages, early successional dynamics is strongly dependent on patterns of environmental variability. Initial highly variable assemblages may though be gradually replaced by more stable ones, where life-history traits and dominance will be the major determinants of assemblage dynamics. The dynamic nature of coastal ecosystems, such as Ria de Aveiro, dictates the need to develop studies of colonization and succession under specific habitat conditions, in order to determine the general patterns of recovery following disturbance at community and population levels. As so, in order to understand the mechanisms behind those processes in hard-bottom macrofaunal communities of Ria de Aveiro, a set of experiments using artificial substrates (AS) were carried out at two sites with contrasting hydrodynamics. A short-term pilot experiment was conducted, where replicates of four types of AS were deployed at the experimental sites and sampled in three occasions over a period of six weeks. Afterwards, a long-term colonization experiment using artificial grass as AS was carried out at the experimental sites. Two series of samples were obtained: 1)’Monthly’ series –replicates deployed each month were collected in the following month, over a period of 14 months; 2)’Start’ series –replicates deployed at the beginning of the experiment were sampled each month over a period of 13 months. During the experimental period, the main environmental parameters were monitored through monthly records and seasonal 24 hour-cycles. The use of artificial substrates proved to be a very effective way to evaluate the diversity of hard-bottom assemblages in Ria de Aveiro. A total of 440710 individuals ascribed to 143 taxa were collected. There was an important site asymmetry in assemblage composition: the maximum density recorded in the confined site was about two million ind.m-2, while in the exposed site it did not reach the half-million ind.m-2; moreover, a maximum of 31 taxa were recorded in the confined site while 110 were recorded in the exposed site. Overall, the structure of the colonist assemblages was determined by the negative effect of AS complexity, the environment-dependent effect of smallscale substrate heterogeneity and by the general degree of confinement. of the sampling sites. In the exposed site, each AS type yielded distinct high diversity and low abundance assemblages, each of them with its particular successional dynamics, but always with high turnover rates. In the confined site, all AS yielded assemblages dominated by extremely dense populations of Corophium acherusicum and showed similar trends of successional dynamics marked by low turnover rates. The relevant early successional mechanisms identified seemed to be majorly driven by inhibition and tolerance in the confined and exposed site, respectively. During the pilot experiments, artificial grass showed the best performance as experimental AS. The long term-study allowed to develop a first approach in the explanation of the mechanisms behind colonization and succession of subtidal hardsubstrates, in Ria de Aveiro. At both sites the development of 1-month assemblages showed a strong seasonal component, associated with seasonal fluctuations in water temperature and salinity, which reflected the temporal fluctuation of colonist availability and short-term post-colonization interactions. However, the main site differences identified in the pilot experiments were confirmed to occur in the long-term experiment. In the exposed site the development of macrofaunal assemblages, occurred in two steps: an initial colonization and early succession period during the first 2-3 colonization months followed by the successional period of assemblage structure stabilization. Early colonists were majorly mobile amphipods, although shortterm post-colonization dynamics was determined by seasonal fluctuations and inter-specific competition of five low mobility species with an opportunistic profile: C. acherusicum, C. acutum, Aora gracilis, Pomatoceros triqueter and Mytilus galloprovincialis. The activity of these early settlers facilitated the further recruitment of species with a wider trophic preferences. The increase in the trophic complexity of the assemblages was accompanied by a stabilization of the ratio colonization/emigration, somewhere between the three to six months of colonization. The quasi-equilibrium assemblages were mainly ruled by autogenic processes, such as non-exclusive competition. In the confined site, the temporal pattern of the assemblages was primarily dictated by shifts in the dominance of three highly abundant taxa: C. acherusicum, Polydora spp. and Leptocheirus pilosus. These shifts were mostly the result of competitive exclusion, triggered by seasonal variations in the availability of both colonists and food/shelter resources. Hence, assemblages at this confined site seem to maintain a permanent “late colonization” or “early succession” stage, characterized by low trophic complexity.

This study investigated the effects of physical disturbance on intertidal benthic habitats and communities. The aim of the work was to examine the use of physical habitat characteristics as a surrogate for biological recovery as an aid to the management of shallow water marine habitats. The first field experiment investigated the effects of two intensities of a disturbance treatment on a sandflat habitat and community. Community recovery from the lower intensity treatment was complete after 63 days whereas recovery following from the higher intensity disturbance took at least twice as long. There were no effects of the disturbance detected for any of the measured sediment parameters. Depth of disturbed pits gradually decreased over time and was correlated to benthic community structure. A comparison of macrofaunal and meiofaunal recovery as part of the same experiment revealed that significant differences existed in disturbed meiofaunal communities 32 days following the disturbance event. A second field experiment investigated the recovery rates of benthic communities from a range of soft sediment habitats following the application of a uniform disturbance treatment. Communities from clean sand sediments were less negatively impacted and recovered more rapidly following disturbance than muddy sediment communities. No effects of the disturbance treatment were detected for any of the measured sediment parameters. However, the rate of infilling of the disturbed plots could be used to predict the recovery rate of the associated community. An in situ device for the measurement of sediment properties used in this study is described and it's potential for use in ecological studies is discussed. Measuring the rate of habitat restoration could be an rapid and amenable method for predicting the recovery of intertidal benthic communities from a range of anthropogenic activities that impact upon intertidal areas.