| Resumo: |
In a context of climate change, understanding the response of species to changes in the environment and the implications for their geographic distribution is paramount. Species distribution models (SDM), through the formulation of relationships between the organism and its environment, provide a tool to explore species response to different types of environmental stresses. This study presents the development and a first application of a mechanistic and generic SDM, using a multi-agent modelling platform: NetLogo. The model allows to simulate the spatialized population dynamic of a bentho-pelagic species, in response to environmental variations. The model developed is an individual-based (IBM) mechanistic model, which incorporates a DEB (Dynamic Energy Budget) model simulating individual life history traits and a population dynamics model that takes into account the process of larval dispersal (connectivity) and competition for space at recruitment. An application of the model is carried out on the mussel Mytilus edulis along the coast of Brittany. 4 environmental scenarios, including a seawater warming scenario based on the results of a climate model (Representative Concentration Pathway RCP8.5 scenario, model CNRM-CM5) are used and compared. The results show little effect of interannual environmental variability on colonization rates. However, an effect of spatial heterogeneity is noticed and highlights a "biological barriers" blocking the colonization from North to South of Brittany. An effect of seawater warming on the demographic structure of M. edulis is evidenced and shows an overall decrease in the number of cohorts and biomass, and a very small increase in the average size of individuals. Concurrently, a significant change in the phenology of the reproduction is. The model developed is now a tool of primary interest which allows exploring the effect of various environmental stresses on the spatial dynamics of bentho-pelagic species populations.
Dans un contexte de changement climatique, comprendre la réponse des espèces aux variations de l’environnement et les conséquences sur leur distribution géographique est primordial. Les modèles de distribution d’espèces (SDM), par la formulation des relations entre l’organisme et son environnement, offrent un moyen d’explorer cette réponse à différents types de stress environnementaux. Cette étude présente le développement et une première application d’un SDM mécaniste, générique utilisant une plate-forme de modélisation multi-agent : NetLogo. Le modèle permet de simuler la dynamique de population spatialisée d’une espèce bentho-pélagique, en réponse à des variations de l’environnement. Le modèle développé est de type mécaniste et suit une stratégie de modélisation individu-centré (IBM). Le modèle intègre un modèle bioénergétique DEB (Dynamic Energy Budget) permettant de simuler les traits d’histoire de vie à l’échelle de l’individu et un modèle de dynamique de population qui prend en compte le processus de dispersion larvaire (connectivité) et la compétition pour l’espace au moment du recrutement. Une application du modèle est effectuée sur la moule Mytilus edulis le long des côtes de la Bretagne. 4 scénarios environnementaux dont un scénario de changement climatique basé sur les résultats d’un modèle climatique pour le scénario RCP8.5 (Representative Concentration Pathway, modèle CNRM-CM5) sont utilisés et comparés. Les résultats montrent peu d’effets de la variabilité environnementale interannuelle sur les vitesses de colonisation. En revanche, un effet d’hétérogénéité spatiale est noté et met en évidence une « frontière biologique » bloquant la colonisation du Nord vers le Sud. Un effet du réchauffement sur la structure démographique de M. edulis est noté et met en évidence une diminution globale du nombre de cohortes et de biomasse, et une augmentation très faible de la taille moyenne des individus. En parallèle, une modification importante de la phénologie de la reproduction est mise en évidence sous l’effet du réchauffement des eaux. Le modèle développé constitue à présent un outil de premier intérêt pour explorer l’effet de différent stress environnementaux sur la dynamique spatialisée des populations d’espèces bentho-pélagiques.
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