Importance of low trophic levels’ characteristics for simulation of fish community dynamics with OSMOSE model applied to the Bay of Biscay

Depuis plus de trente ans, les modèles écosystémiques sont largement développés et utilisés pour estimer l’état des écosystèmes, des producteurs primaires aux grands prédateurs. La modélisation du plancton dans ces modèles est souvent limitée, alors que le plancton est un élément clé des réseaux trophiques et représente une source importante d’incertitudes dans le contexte du changement climatique. Ici, nous évaluons les différences dans les dynamiques spatiales et temporelles, ainsi que dans la structure de la communauté zooplanctonique du golfe de Gascogne, simulées par plusieurs modèles de bas niveaux trophiques (LTL) pour divers scénarios climatiques entre 2000 et 2049. Les sorties sont homogénéisées pour servir de forçages au modèle de poissons OSMOSE. Nous nous intéressons aux variations des simulations des pélagiques en fonction des champs de proies des modèles. Les résultats montrent peu de différences entre les scénarios climatiques d’un même modèle, mais les différences sont importantes entre les différents modèles LTL, tant sur le plan spatial que temporel. Les simulations d’OSMOSE selon les différents modèles LTL montrent  des  différences  importantes  selon  les  modèles  et  les  scénarios.  Les  résultats  soulignent également  l’importance  de  la  compartimentation  en  taille  du  compartiment  planctonique  dans  le fonctionnement du modèle OSMOSE. Le choix du modèle LTL utilisé pour forcer un modèle de poissons est donc déterminant dans l’estimation de l’état des écosystèmes. 

Mot-clé(s)

modèles écosystémiques, zooplancton, niveaux trophiques, taille, dynamiques

For  more  than  thirty  years,  ecosystem  models  have  been extensively developed and used to estimate the state of ecosystems, from primary producers to top predators. The modelling of plankton in these models is often limited, despite plankton being a key component of trophic networks and a significant source of uncertainty in the context of climate change. Here, we evaluate the differences in spatial and temporal dynamics, as well as in the structure of the zooplankton community in the Bay of Biscay, simulated by several lower trophic level (LTL) models for various climate scenarios between 2000 and 2049. The outputs are standardised to serve as forcings for the OSMOSE fish model. We focus on variations in pelagic simulations according to the prey fields of the models. The results show few differences between climate scenarios within the same model, but significant  differences  between  the  different  LTL  models,  both  spatially  and  temporally.  OSMOSE simulations based on the different LTL models exhibit significant differences depending on the models and  scenarios.  The  results  also  highlight  the  importance  of  size  compartmentalisation  within  the planktonic compartment in the functioning of the OSMOSE model. The choice of LTL model used to force a fish model is therefore crucial in estimating the state of ecosystems. 

Keyword(s)

ecosystems models, zooplankton, trophic levels, size, dynamics

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How to cite
Dottin Lucia (2024). Importance of low trophic levels’ characteristics for simulation of fish community dynamics with OSMOSE model applied to the Bay of Biscay. Ref. Mémoire de fin d’études d'Ingénieur en Agronomie. Spécialité : Sciences Halieutiques et Aquacoles. Option : Modélisation des Ecosystèmes Aquatiques. Institut Agro Rennes Angers. https://archimer.ifremer.fr/doc/00920/103236/

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