Les dernières Publications du CARRTEL (tirées de HAL INRAE)

In aquatic ecosystems, young of the year (YOY) fish often exhibit strong interannual fluctuations. Because these fish prey on zooplankton and are preyed upon by piscivorous fish, strong fluctuations in their abundance may have important impacts on food web functioning. The static Ecopath model was used to assess potential impacts of strong fluctuations in YOY perch in the deep peri-alpine Lake Annecy. We modeled two contrasting years in terms of YOY perch biomass: a situation with a high biomass of YOY perch and a situation with a low biomass of YOY perch. Additionally, five models were derived from the two initial models to better explore the effects of YOY perch biomass fluctuations on food web functioning. Disparities were revealed in terms of the activity of the system (volume of flows) and the trophic transfer efficiency. When the YOY perch biomass was high, the volume of flows within the system was less important, but the trophic transfers were more efficient than when the biomass was low. The high biomass of YOY perch appeared to facilitate transfers from low to high trophic levels. The results indicated that strong variabilities in the abundance of YOY fish had little impact on the main food web flows and pathways because of the capacity of predators to feed on various prey (omnivory) but could induce significant differences in food web properties (e.g. ascendancy, robustness) and organization (e.g. cycling, mean trophic level).

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Les lacs rendent d’innombrables services à la société. Ils représentent l’une des plus importantes sources d’eau potable, constituent des lieux de production de ressources alimentaires, d'implantation des sociétés, de bien-être, spiritualité et de récréation. Plus ces écosystèmes sont étendus, volumineux et riches en biodiversité, plus les bénéfices qu’en tire la société sont diversifiés et importants. Les grands lacs sont, de ce fait, tout particulièrement investis par les populations humaines. Cependant, ces services dépendent très largement de l’état des milieux aquatiques. La problématique des différentes formes de pollution affectant les grands lacs est dès lors centrale, dans la mesure où elle est intrinsèquement liée à la qualité et la quantité des services rendus par ces derniers. Les grands lacs alpins français fournissent des exemples pertinents d’écosystèmes dont l’évolution est intimement liée à une succession de problématiques de pollutions – essais de restauration. L'évolution de notre société et nos modes de vie ont entraîné un accroissement de l'attrait général pour ces lacs, dû en partie à la qualité des eaux et des milieux lacustres retrouvée (le Léman, lac du Bourget) ou maintenue (lac d’Annecy), fruit des investissements passés. Au cours du XXème siècle, les lacs Léman, d’Annecy et du Bourget ont connu plusieurs crises de pollutions qui ont fortement dégradé la qualité de leurs écosystèmes et usages associés, au point de nécessiter la mise en place d’actions de gestion visant à restaurer un état satisfaisant pour les activités humaines. Néanmoins, le succès de la restauration des grands lacs alpins reste fragile et de nouvelles menaces se profilent : changement climatique, espèces invasives, polluants émergeants, micropolluants plastiques, intensification des loisirs nautiques, périurbanisation galopante, perte et manque de ressources en eau, etc. Ces problématiques affectent la plupart des grands lacs dans le monde et font partie des principaux enjeux globaux des écosystèmes aquatiques. Elles surviennent dans un contexte d'écosystèmes probablement affaiblis par les effets cumulés des perturbations passées, un contexte historique et culturel spécifique mais aussi d’évolutions des usages des lacs dont les impacts et les besoins en matière de qualité et quantité d’eau sont difficiles à prévoir mais néanmoins toujours en croissance. Gérer un grand lac suppose d’intégrer une diversité de facteurs et composantes associés au lac et relevant autant des fonctionnements biophysiques et des flux qui en résultent, que du fonctionnement de structures sociales, économiques et institutionnelles. Une analyse en termes de trajectoire d'évolution et de modélisation de ce système doit être menée, avec l’ambition d'aider à la prise de décision et à l'action des gestionnaires des milieux lacustres. L’enjeu de cette recherche est de réaliser une synthèse des connaissances sur l’évolution des relations sociétés - grands lacs depuis le début du XXème siècle, en partant de l’hypothèse que les concepts de service écosystémiques et de socio-écosystèmes peuvent aider au dialogue pour la gestion durable et intégrée des écosystèmes lacustres. Notre réflexion est une contribution à créer une nouvelle approche d’étude géographique des territoires limniques, mobilisant ces concepts en tant qu’outils d’analyse des relations entre la nature et la société et dans une démarche opérationnelle.

Large lakes of the world are habitats for diverse species, including endemic taxa, and are valuable resources that provide humanity with many ecosystem services. They are also sentinels of global and local change, and recent studies in limnology and paleolimnology have demonstrated disturbing evidence of their collective degradation in terms of depletion of resources (water and food), rapid warming and loss of ice, destruction of habitats and ecosystems, loss of species, and accelerating pollution. Large lakes are particularly exposed to anthropogenic and climatic stressors. The Second Warning to Humanity provides a framework to assess the dangers now threatening the world’s large lake ecosystems and to evaluate pathways of sustainable development that are more respectful of their ongoing provision of services. Here we review current and emerging threats to the large lakes of the world, including iconic examples of lake management failures and successes, from which we identify priorities and approaches for future conservation efforts. The review underscores the extent of lake resource degradation, which is a result of cumulative perturbation through time by long-term human impacts combined with other emerging stressors. Decades of degradation of large lakes have resulted in major challenges for restoration and management and a legacy of ecological and economic costs for future generations. Large lakes will require more intense conservation efforts in a warmer, increasingly populated world to achieve sustainable, high-quality waters. This Warning to Humanity is also an opportunity to highlight the value of a long-term lake observatory network to monitor and report on environmental changes in large lake ecosystems.

The development of anthropic activities during the 20th century increased the nutrient fluxes in freshwater ecosystems, leading to the eutrophication phenomenon that most often promotes harmful algal blooms (HABs). Recent years have witnessed the regular and massive development of some filamentous algae or cyanobacteria in Lake Geneva. Consequently, important blooms could result in detrimental impacts on economic issues and human health. In this study, we tried to lay the foundation of an HAB forecast model to help scientists and local stakeholders with the present and future management of this peri-alpine lake. Our forecast strategy was based on pairing two machine learning models with a long-term database built over the past 34 years. We created HAB groups via a K-means model. Then, we introduced different lag times in the input of a random forest (RF) model, using a sliding window. Finally, we used a high-frequency dataset to compare the natural mechanisms with numerical interaction using individual conditional expectation plots. We demonstrate that some HAB events can be forecasted over a year scale. The information contained in the concentration data of the cyanobacteria was synthesized in the form of four intensity groups that directly depend on the P. rubescens concentration. The categorical transformation of these data allowed us to obtain a forecast with correlation coefficients that stayed above a threshold of 0.5 until one year for the counting cells and two years for the biovolume data. Moreover, we found that the RF model predicted the best P. rubescens abundance for water temperatures around 14°C. This result is consistent with the biological processes of the toxic cyanobacterium. In this study, we found that the coupling between K-means and RF models could help in forecasting the development of the bloom-forming P. rubescens in Lake Geneva. This methodology could create a numerical decision support tool, which should be a significant advantage for lake managers.

La ville de Cannes est connue du monde entier pour son fameux festival du film. Même si tout n’est pas encore parfait, la commune star des Alpes Maritimes s’est aussi fortement engagée pour protéger son environnement depuis quelques années, au premier rang duquel vient naturellement la mer

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L’hydro-acoustique est devenue une méthode incontournable de l’évaluation des populations de poissons dans les écosystèmes lacustres et de la description de leurs relations avec l’écosystème. Cette méthode, non intrusive, fait désormais partie intégrante des procédures d’échantillonnage des peuplements de poissons recommandés par la DCE et a fait l’objet d’une normalisation par le Comité Européen de Normalisation (CEN EN 1590). À l’heure où l’utilisation de ces méthodes s’intensifie, le nouveau défi est leur utilisation de façon autonome afin de pouvoir acquérir plus de données aussi bien spatialement que temporellement. De plus, la nouvelle génération de sondeur type large bande récemment commercialisée permettra de mieux prendre en compte les réponses fréquentielles des cibles pour aborder la discrimination spécifique ou mieux décrire les écosystèmes en limitant par exemple les confusions possibles entre bancs de poissons et arbres immergés. Un engin autonome, le HARLE (Hydroacoustic Autonomous boat for Remote fish detections in LakE) équipé d’un sondeur EK80 (120 kHz) émettant en position verticale, a été développé par l’INRAE en partenariat avec CT2MC. La première version a été validée en lac naturel et la version 2.0 adaptée aux réservoirs nécessite d’être validée.

Initialement, l’étude des courbes de croissance en fonction de facteurs biotiques et abiotiques devait être réalisée sur des espèces piscicoles et zooplanctoniques. Les données concernant les poissons permettaient d’ajuster ces courbes de croissance soit à différentes conditions d’élevage (medaka en expérimental) soit à différentes cohortes (corégone in situ). En revanche, les données disponibles concernant les espèces zooplanctoniques ne permettaient pas d’obtenir une taille à un stade donné de l’ontogenèse, empêchant alors l’ajustement des courbes de croissance à différentes cohortes. En effet, l’échantillonnage réalisé en amont était trop diffus, mélangeant plusieurs générations de daphnies par date de prélèvement. Ainsi, dans cette étude, seul le modèle poisson a été utilisé. Par ailleurs, ce projet a été réalisé dans un contexte exceptionnel en raison de la présence du coronavirus, provoquant un confinement total du 17 mars 2020 au 11 mai 2020. Le télétravail était ensuite privilégié pour limiter au maximum les contacts physiques et la circulation du virus. Ainsi, la totalité de ce projet (analyses des données, interprétations des résultats et rédaction du rapport) a été réalisée à distance, impliquant quelques difficultés de communication entre collaborateurs