Les réseaux trophiques lacustres: structure, fonctionnement, interactions et variations spatio-temporelles

Abstract

L'analyse comparative des réseaux trophiques lacustres est d'un grand intérêt pour le développement de la limnologie contemporaine et l'aménagement des lacs. L'analyse des mécanismes écologiques déterminant la structure et le fonctionnement des réseaux trophiques dans les lacs tempérés a permis l'émergence de plusieurs modèles, souvent contradictoires, et suscité d'intenses débats sur le rôle respectif des ressources et des prédateurs. Par contre, dans les lacs tropicaux, les études sont en majorité descriptives et la recherche de principes généraux et de concepts unificateurs y est rare. Cette synthèse présente l'état des connaissances, les approches méthodologiques, les modèles de régulation concernant la structure et le fonctionnement des réseaux trophiques lacustres. Les réseaux trophiques semblent varier selon un gradient de situations intermédiaires entre deux modèles extrêmes : (a) les milieux à cascades trophiques intenses et à effet atténué des ressources (lacs tempérés oligo-mésotrophes) caractérisés par la présence de poissons piscivores et de zooplancton herbivore de grande taille (tels Daphnia spp.) et (b) les milieux à régulation intermédiaire (lacs tempérés méso-eutrophes et la plupart des lacs tropicaux), caractérisés par la présence de poissons filtreurs microphages omnivores et de zooplancton herbivore de petite taille. Notre synthèse souligne aussi l'importance d'allier les approches expérimentales en enceintes ou par biomanipulation à des suivis à long terme et des modélisations pour avoir une bonne compréhension et des prédictions précises du fonctionnement des écosystèmes lacustres à différentes échelles spatiales et temporelles et pour différentes conditions climatiques, géographiques ou trophiques.

Des réseaux trophiques au fonctionnement des écosystèmes lacustres : vers une intégration de l’hétérogénéité et de la complexité

“…Au cours des deux dernières décennies, des progrès très importants ont été réalisés du fait de l'intégration de ces effets ascendants et descendants dans une seule vision holistique (voir BRETT et GOLDMAN, 1997;CARPENTER et KITCHELL, 1993;GLIWICZ, 2003;LACROIX et al, 1996;PINEL-ALLOUL et al, 1998;SCHEFFER, 1998). Les modèles simplifiés qui ont été développés ont permis de mieux comprendre la réponse globale des niveaux trophiques, notamment du phytoplancton et du zooplancton, aux variations de ressources et de structure des réseaux.…”

“…Les expériences en enceintes expérimentales ou les biomanipulations de milieux lacustres ont permis de préciser les processus fonctionnels en jeu et le degré de généralité des modèles proposés. Les résultats contradictoires parfois obtenus, déjà soulignés par PINEL-ALLOUL et al (1998), tendent à démontrer l'existence d'une large gamme de situations. À une extrémité du gradient, il existe des systèmes lacustres dont les réseaux trophiques pélagiques sont caractérisés par d'importantes cascades trophiques poissons -zooplancton -phytoplancton.…”

“…La taille et la morphométrie des lacs influencent fortement leur régime thermique, les caractéristiques de mélange des eaux, la dynamique des nutriments, la structure des réseaux trophiques et l'importance relative des différents habitats au sein des écosystèmes (HAKANSON, 2005;LACROIX et al, 1999;PINEL-ALLOUL et al, 1998;REYNOLDS, 1997;VADEBONCOEUR et al, 2002). Elles constituent donc des critères essentiels de différenciation des plans d'eau.…”

“…La préservation des ressources en eau et la conservation des écosystèmes aquatiques constituent de ce fait une priorité pour les décennies à venir. Dans cette perspective, la mise en oeuvre d'opérations de manipulation des écosystèmes ou de leur environnement extérieur pour le maintien ou la restauration de leur qualité, au travers notamment de techniques d'ingénierie écologique, constitue une voie intéressante (JEPPESEN et al, 2007a;PINEL-ALLOUL et al, 1998). Pour valider ces démarches et tenter de les optimiser, il est indispensable d'acquérir au préalable des connaissances précises sur la réponse des écosystèmes aquatiques aux perturbations, notamment à celles d'origine anthropique.…”

“…Au cours des décennies 1980 et 1990, ils ont souvent servi de modèles pour l'analyse des liens entre diversité biologique, organisation des réseaux trophiques et processus fonctionnels (voir par exemple les synthèses de LACROIX et al, 1996 ;PINEL-ALLOUL et al, 1998). Au cours de la dernière décennie, les recherches ont été poursuivies pour mieux cerner le rôle de l'hétérogénéité des organismes au sein des réseaux (PERSSON, 1999).…”