Paramètres de la diversité communautaire et de la biomasse du poisson démersal (de fond) dans les biorégions des plateaux Nord et Sud

Paramètres de la diversité communautaire et de la biomasse du poisson démersal (de fond) dans les biorégions des plateaux Nord et Sud Description Pour préserver la biodiversité marine, il faut comprendre l’influence conjointe des changements environnementaux constants et des pressions exercées par la pêche. Pour relever ce défi, il faut mener des analyses et une surveillance rigoureuses de la biodiversité qui tiennent compte des facteurs de changement potentiels. Ici, nous nous demandons comment la biodiversité des poissons démersaux dans les eaux canadiennes du Pacifique a changé depuis 2003 et évaluons dans quelle mesure ces changements peuvent être expliqués par les changements environnementaux et la pêche commerciale. À l’aide d’un modèle spatiotemporel multispécifique fondé sur les données indépendantes des pêches, nous constatons que la densité des espèces (nombre d’espèces par zone) et la biomasse communautaire ont augmenté durant cette période. Les changements environnementaux survenus durant cette période ont été associés aux fluctuations temporelles de la biomasse des espèces et de la communauté en général. Toutefois, les changements environnementaux étaient moins associés aux changements dans la présence des espèces. Par conséquent, les augmentations estimées de la densité des espèces ne seront probablement pas attribuables aux changements environnementaux. Nos résultats correspondent plutôt au rétablissement continu de la communauté des poissons démersaux attribuable à une réduction de l’intensité de la pêche commerciale par rapport aux niveaux historiques. Ces résultats donnent des renseignements clés sur les facteurs du changement de la biodiversité qui peuvent éclairer la gestion axée sur les écosystèmes. Les couches montrées représentent trois paramètres communautaires : 1) la densité des espèces (c.-à-d. richesse spécifique), 2) la diversité de Hill-Shannon et 3) la biomasse communautaire. Toutes les couches sont fournies à une résolution de 3 km dans le domaine d’étude pour la période s’échelonnant de 2003 à 2019. Pour chaque paramètre, nous présentons des couches pour trois statistiques sommaires, soit 1) la valeur moyenne de chaque cellule de grille sur la plage temporelle, 2) la probabilité que la cellule de grille soit un point chaud pour ce paramètre et 3) le coefficient de variation temporel (c.-à-d. écart-type/moyenne) pour toutes les années. Méthodes : L’analyse qui a produit ces couches est présentée dans Thompson et al., 2022. L’analyse s’appuie sur les données des relevés synoptiques au chalut de fond des poissons démersaux dans le bassin Reine-Charlotte, le détroit d’Hécate, la côte ouest de l’île de Vancouver et la côte ouest d’Haida Gwaii. Ces relevés ont été effectués de 2003 à 2019. Les espèces de poissons cartilagineux et osseux capturées indiquées dans les relevés des poissons de fond du MPO qui étaient présentes dans au moins 15 % de tous les chaluts de la plage de profondeurs dans laquelle elles étaient capturées ont été incluses. Cette plage de profondeurs était définie comme comprenant 95 % de tous les chaluts dans lesquels ces espèces étaient présentes. L’ensemble de données final utilisé dans notre analyse comprenait 57 espèces (tableau S1 du rapport). La dynamique spatiotemporelle de la communauté des poissons démersaux a été modélisée à l’aide du cadre et du progiciel de modélisation hiérarchique des communautés d’espèces (HMSC) (Tikhonov et al., 2021) dans R. Ce cadre utilise l’inférence bayésienne pour rajuster un modèle mixte hiérarchique généralisé multivariable. Nous avons modélisé la dynamique communautaire au moyen d’un modèle à obstacles qui comprend deux sous-modèles : un modèle présence-absence et un modèle de biomasse conditionnel à la présence. Notre liste de covariables environnementales comprenait la profondeur du fond, l’indice de position bathymétrique (BPI), la vitesse moyenne des marées estivales, la turbidité du substrat, la roccosité du substrat, la question à savoir si le chalut se trouvait à l’intérieur ou à l’extérieur de l’empreinte de chalutage fondée sur l’écosystème, et la région du relevé, l’écart de température moyen près du fond en été, l’écart de l’oxygène dissous moyen près du fond en été, les vitesses moyennes du courant entre les rives et le long de la rive près du fond océanique en été, la production primaire intégrée moyenne à la profondeur en été et l’effort de pêche commerciale à l’échelle locale. Des couches sont présentées pour trois paramètres relatifs aux communautés. Tous les paramètres doivent être interprétés comme représentant la valeur à laquelle on s’attendrait dans la prise d’un trait moyen dans les relevés synoptiques au chalut de fond des poissons démersaux effectués dans une cellule de grille de 3 km donnée. La densité des espèces (parfois appelée richesse spécifique) doit être interprétée étant comme le nombre des 57 espèces qui seraient prises dans un chalut. La diversité de Hill-Shannon est une mesure de la diversité qui accorde une plus grande importance aux communautés où la biomasse est répartie également entre les espèces. La biomasse communautaire est la biomasse totale des 57 espèces qui devrait être capturée par kilomètre carré dans un trait moyen. Sources de données : Les données de recherche ont été fournies par l’Unité des données sur le poisson de fond de la direction des sciences du Pacifique pour les relevés de recherche de la base de données GFBio entre 2003 et 2019 qui ont été effectués dans quatre régions: le bassin Reine-Charlotte, le détroit d'Hécate, la côte ouest de l’île de Vancouver et la côte ouest d’Haida Gwaii. Notre analyse exclut les espèces qui sont rarement prises dans les chaluts de recherche; nos estimations n’incluraient donc pas l’occurrence ou la biomasse de ces espèces rares. Les données sur la pêche commerciale ont été consultées au moyen d’un script R du MPO détaillé à https://github.com/pbs-assess/gfdata. L’effort local de pêche commerciale a été calculé à partir de ces données. Les couches de substrat ont été obtenues à partir d’un modèle de substrat (Gregr et al., 2021). Les couches océanographiques (température au fond, oxygène dissous, vitesses de marée et de circulation, production primaire) ont été obtenues à partir d’une simulation rétrospective du modèle de la marge continentale de la Colombie-Britannique (Peña et al., 2019). Incertitudes : Il est possible que les espèces qui ne sont pas bien échantillonnées par les relevés au chalut ne soient pas estimées avec exactitude par notre modèle. Le modèle ne comprenait pas d’effets aléatoires spatiotemporels, ce qui sous-estime probablement la variabilité spatiotemporelle dans la région. Il importe également de souligner l’incertitude des covariables et du modèle. Les estimations des points chauds donnent une mesure de l’incertitude/la certitude du modèle. 2025-02-17 Pêches et Océans Canada Patrick.Thompson@dfo-mpo.gc.ca Nature et environnementSciences et technologierichesse spécifiquebiomasse communautaireplanification spatiale marinechangement de la biodiversitéchangement environnementalpoissons de fondgestion axée sur les écosystèmesmodèles de répartition des espècesPêcheriesBiologie marineRessources halieutiquesÉcosystèmeTempérature Paramètres de la diversité communautaire et de la biomasse du poisson démersal (de fond) dans les biorégions des plateaux Nord et Sud TIFFTIFF https://api-proxy.edh-cde.dfo-mpo.gc.ca/catalogue/records/3f4e85af-cc34-4aab-8e25-b956a792739f/attachments/gf_biodiversity_tiff.zip Dictionnaire de données AnglaisCSV https://api-proxy.edh-cde.dfo-mpo.gc.ca/catalogue/records/3f4e85af-cc34-4aab-8e25-b956a792739f/attachments/Data_dictionary_EN_GF_biodiversity.csv RéférencesPDF https://api-proxy.edh-cde.dfo-mpo.gc.ca/catalogue/records/3f4e85af-cc34-4aab-8e25-b956a792739f/attachments/References_EN_FR_GF_biodiversity.pdf Dictionnaire de données FrançaisCSV https://api-proxy.edh-cde.dfo-mpo.gc.ca/catalogue/records/3f4e85af-cc34-4aab-8e25-b956a792739f/attachments/Data_dictionary_FR_GF_biodiversity.csv Paramètres de la diversité communautaire et de la biomasse du poisson démersal (de fond) dans les biorégions des plateaux Nord et SudPDF https://api-proxy.edh-cde.dfo-mpo.gc.ca/catalogue/records/3f4e85af-cc34-4aab-8e25-b956a792739f/attachments/GF_Biodiversity_metadata_FR.pdf Paramètres de la diversité communautaire et de la biomasse du poisson démersal (de fond) dans les biorégions des plateaux Nord et SudPDF https://api-proxy.edh-cde.dfo-mpo.gc.ca/catalogue/records/3f4e85af-cc34-4aab-8e25-b956a792739f/attachments/GF_Biodiversity_metadata_EN.pdf Paramètres de la diversité communautaire et de la biomasse du poisson démersal (de fond) dans les biorégions des plateaux Nord et SudESRI REST https://egisp.dfo-mpo.gc.ca/arcgis/rest/services/open_data_donnees_ouvertes/demersal_community_diversity_biomass_metrics_northern_southern_shelf_bioregions/MapServer Paramètres de la diversité communautaire et de la biomasse du poisson démersal (de fond) dans les biorégions des plateaux Nord et SudESRI REST https://egisp.dfo-mpo.gc.ca/arcgis/rest/services/open_data_donnees_ouvertes/demersal_community_diversity_biomass_metrics_northern_southern_shelf_bioregions/MapServer Dictionnaire de donnéesPDF https://api-proxy.edh-cde.dfo-mpo.gc.ca/catalogue/records/3f4e85af-cc34-4aab-8e25-b956a792739f/attachments/Data_Dictionary_GF_Biodiversity_EN_FR.pdf

Description

Pour préserver la biodiversité marine, il faut comprendre l’influence conjointe des changements environnementaux constants et des pressions exercées par la pêche. Pour relever ce défi, il faut mener des analyses et une surveillance rigoureuses de la biodiversité qui tiennent compte des facteurs de changement potentiels. Ici, nous nous demandons comment la biodiversité des poissons démersaux dans les eaux canadiennes du Pacifique a changé depuis 2003 et évaluons dans quelle mesure ces changements peuvent être expliqués par les changements environnementaux et la pêche commerciale. À l’aide d’un modèle spatiotemporel multispécifique fondé sur les données indépendantes des pêches, nous constatons que la densité des espèces (nombre d’espèces par zone) et la biomasse communautaire ont augmenté durant cette période. Les changements environnementaux survenus durant cette période ont été associés aux fluctuations temporelles de la biomasse des espèces et de la communauté en général. Toutefois, les changements environnementaux étaient moins associés aux changements dans la présence des espèces. Par conséquent, les augmentations estimées de la densité des espèces ne seront probablement pas attribuables aux changements environnementaux. Nos résultats correspondent plutôt au rétablissement continu de la communauté des poissons démersaux attribuable à une réduction de l’intensité de la pêche commerciale par rapport aux niveaux historiques. Ces résultats donnent des renseignements clés sur les facteurs du changement de la biodiversité qui peuvent éclairer la gestion axée sur les écosystèmes.

Les couches montrées représentent trois paramètres communautaires : 1) la densité des espèces (c.-à-d. richesse spécifique), 2) la diversité de Hill-Shannon et 3) la biomasse communautaire. Toutes les couches sont fournies à une résolution de 3 km dans le domaine d’étude pour la période s’échelonnant de 2003 à 2019. Pour chaque paramètre, nous présentons des couches pour trois statistiques sommaires, soit 1) la valeur moyenne de chaque cellule de grille sur la plage temporelle, 2) la probabilité que la cellule de grille soit un point chaud pour ce paramètre et 3) le coefficient de variation temporel (c.-à-d. écart-type/moyenne) pour toutes les années.

Méthodes :

L’analyse qui a produit ces couches est présentée dans Thompson et al., 2022. L’analyse s’appuie sur les données des relevés synoptiques au chalut de fond des poissons démersaux dans le bassin Reine-Charlotte, le détroit d’Hécate, la côte ouest de l’île de Vancouver et la côte ouest d’Haida Gwaii. Ces relevés ont été effectués de 2003 à 2019. Les espèces de poissons cartilagineux et osseux capturées indiquées dans les relevés des poissons de fond du MPO qui étaient présentes dans au moins 15 % de tous les chaluts de la plage de profondeurs dans laquelle elles étaient capturées ont été incluses. Cette plage de profondeurs était définie comme comprenant 95 % de tous les chaluts dans lesquels ces espèces étaient présentes. L’ensemble de données final utilisé dans notre analyse comprenait 57 espèces (tableau S1 du rapport).

La dynamique spatiotemporelle de la communauté des poissons démersaux a été modélisée à l’aide du cadre et du progiciel de modélisation hiérarchique des communautés d’espèces (HMSC) (Tikhonov et al., 2021) dans R. Ce cadre utilise l’inférence bayésienne pour rajuster un modèle mixte hiérarchique généralisé multivariable. Nous avons modélisé la dynamique communautaire au moyen d’un modèle à obstacles qui comprend deux sous-modèles : un modèle présence-absence et un modèle de biomasse conditionnel à la présence. Notre liste de covariables environnementales comprenait la profondeur du fond, l’indice de position bathymétrique (BPI), la vitesse moyenne des marées estivales, la turbidité du substrat, la roccosité du substrat, la question à savoir si le chalut se trouvait à l’intérieur ou à l’extérieur de l’empreinte de chalutage fondée sur l’écosystème, et la région du relevé, l’écart de température moyen près du fond en été, l’écart de l’oxygène dissous moyen près du fond en été, les vitesses moyennes du courant entre les rives et le long de la rive près du fond océanique en été, la production primaire intégrée moyenne à la profondeur en été et l’effort de pêche commerciale à l’échelle locale.

Des couches sont présentées pour trois paramètres relatifs aux communautés. Tous les paramètres doivent être interprétés comme représentant la valeur à laquelle on s’attendrait dans la prise d’un trait moyen dans les relevés synoptiques au chalut de fond des poissons démersaux effectués dans une cellule de grille de 3 km donnée. La densité des espèces (parfois appelée richesse spécifique) doit être interprétée étant comme le nombre des 57 espèces qui seraient prises dans un chalut. La diversité de Hill-Shannon est une mesure de la diversité qui accorde une plus grande importance aux communautés où la biomasse est répartie également entre les espèces. La biomasse communautaire est la biomasse totale des 57 espèces qui devrait être capturée par kilomètre carré dans un trait moyen.

Sources de données :

Les données de recherche ont été fournies par l’Unité des données sur le poisson de fond de la direction des sciences du Pacifique pour les relevés de recherche de la base de données GFBio entre 2003 et 2019 qui ont été effectués dans quatre régions: le bassin Reine-Charlotte, le détroit d'Hécate, la côte ouest de l’île de Vancouver et la côte ouest d’Haida Gwaii. Notre analyse exclut les espèces qui sont rarement prises dans les chaluts de recherche; nos estimations n’incluraient donc pas l’occurrence ou la biomasse de ces espèces rares.

Les données sur la pêche commerciale ont été consultées au moyen d’un script R du MPO détaillé à https://github.com/pbs-assess/gfdata. L’effort local de pêche commerciale a été calculé à partir de ces données.

Les couches de substrat ont été obtenues à partir d’un modèle de substrat (Gregr et al., 2021).

Les couches océanographiques (température au fond, oxygène dissous, vitesses de marée et de circulation, production primaire) ont été obtenues à partir d’une simulation rétrospective du modèle de la marge continentale de la Colombie-Britannique (Peña et al., 2019).

Incertitudes :

Il est possible que les espèces qui ne sont pas bien échantillonnées par les relevés au chalut ne soient pas estimées avec exactitude par notre modèle. Le modèle ne comprenait pas d’effets aléatoires spatiotemporels, ce qui sous-estime probablement la variabilité spatiotemporelle dans la région. Il importe également de souligner l’incertitude des covariables et du modèle. Les estimations des points chauds donnent une mesure de l’incertitude/la certitude du modèle.

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