Evolution trajectories of phytoplankton communities and coastal lagoons from Corsica and applications
Trajectoires d’évolution des communautés phytoplanctoniques et des lagunes côtières du littoral corse et applications
Résumé
Coastal lagoons are of high ecological, economic and social importance. Nevertheless, they are particularly vulnerable to anthropogenic pressure and climate change, especially in the Mediterranean region. Lagoons’ conservation is hence fundamental for the protection of littoral systems and the well-being of human populations. This thesis aims to provide support for public policies for the restoration and conservation of coastal lagoons, but also to look for potential resources’ valorisation. The works aim to deepen knowledge on the evolution trajectories of phytoplankton communities and coastal lagoons of the Corsican coast, (i) by questioning the evolutions of seasonal variations linked to abiotic factors, but also the impact of salinity variations, particularly in the context of climate change, on large and/or small lagoons, and (ii) by testing different integrated approaches taking into account the human impact, from the watershed to the sea.Phytoplankton communities of six Corsican lagoons (Diana, Urbino, Biguglia, Arasu, Santa Giulia, Balistra) are studied in this framework. Analysis of long term historical datasets available, in situ monitoring and experimental essays performed allowed the identification of marked seasonal dynamics of phytoplankton communities and central elements for coastal lagoons’ management. The trend towards the dominance of dinoflagellates, the emergence of stress-tolerant (e.g. extreme salinities), sometimes potentially toxic, the increase in phytoplankton blooms as well as changes in the seasonal cycles have been highlighted in large and small sized lagoons. These phenomena are mainly linked to anthropogenic impacts (pollution, urban wastewater, water use, tourism…), hydrogeological alterations caused by human interventions, and climate change.The study of other biotic and abiotic compartments of the ecosystem, like biological invasion, fish production or hydrogeological functioning, has confirmed the need to apply an ecosystem-based approach, from the watershed to the sea, in order to understand the overall functioning of the system. The consideration of Humans in the study of ecological trajectories has also been highlighted, emphasizing that lagoons should be considered as social-ecological systems. This holistic vision is fundamental to consider an optimal integrated management of the complexity of the system.Moreover, this thesis provides a new perspective on small surfaced lagoons on the Mediterranean coast scale, which are very reactive to change and can thus be considered as sentinels of climate change.At the same time, the study of a diatom strain from the Diana lagoon has demonstrated promising ecophysiological and chemical characteristics for potential biotechnological applications in the aquaculture domain, due to its lagoon origin.The overall results on the past and future evolution trajectories have highlighted the complexity and vulnerability of coastal lagoons (and those of small surface areas in particular) in the face of growing threats and some questions about their future. This work provides hence some supporting elements for the lagoon management and the valorisation of resources linked to these environments, by proposing an integrated and interdisciplinary management for the sustainable conservation of these ecosystems and of the services provided, particularly in the climate change context.
Les lagunes côtières présentent une forte importance écologique, économique et sociale. Toutefois, elles sont particulièrement vulnérables face aux pressions anthropiques et aux changements climatiques, notamment en région méditerranéenne. La conservation des lagunes est donc fondamentale pour la protection des systèmes littoraux et le bien-être des populations humaines. Cette thèse vise à apporter un soutien aux politiques publiques pour la restauration et la conservation des lagunes côtières, mais également à rechercher de potentielles valorisations des ressources. Les travaux ambitionnent d’approfondir les connaissances sur les trajectoires d’évolution des communautés phytoplanctoniques et des lagunes côtières du littoral corse, (i) en questionnant l’évolution des variations saisonnières face aux paramètres abiotiques, mais également l’impact des variations de salinité, notamment dans le cadre du changement climatique, sur de grandes et/ou de petites lagunes et (ii) en testant différentes approches intégrées avec la prise en compte de l’impact de l’homme, du bassin versant jusqu’à la mer.Les communautés phytoplanctoniques de six lagunes du littoral corse (Diana, Urbino, Biguglia, Arasu, Santa Giulia, Balistra) sont étudiées dans ce cadre. Les analyses sur le long terme grâce aux données historiques disponibles, les suivis in situ et les expérimentations réalisées ont permis d’identifier des dynamiques saisonnières marquées des communautés phytoplanctoniques et des éléments centraux pour la gestion des milieux lagunaires. La tendance vers une dominance des dinoflagellés, l’émergence d’espèces tolérant le stress (e.g. salinités extrêmes), parfois potentiellement toxiques, l’augmentation des blooms phytoplanctoniques ainsi que des modifications des cycles saisonniers ont été mis en évidence sur des lagunes de grandes et de petites tailles. Ces phénomènes sont liés principalement à des impacts d’origine anthropique (pollution, rejets urbains, usage de l’eau, tourisme…), des altérations hydrologiques engendrées par des interventions humaines, et le changement climatique.L’étude d’autres compartiments biotiques et abiotiques de l’écosystème, comme l’invasion biologique, la production halieutique ou le fonctionnement hydrogéologique, a confirmé la nécessité d’appliquer une approche écosystémique, du bassin versant jusqu’à la mer, pour comprendre le fonctionnement global du système. La prise en compte de l’Homme dans l’étude des trajectoires écologiques a été aussi mise en évidence, soulignant que les lagunes doivent être considérées comme des socio-écosystèmes. Cette vision holistique est fondamentale pour envisager une gestion optimale intégrée de la complexité du système.Cette thèse apporte de plus un regard nouveau sur les lagunes de petites surfaces à l’échelle du littoral méditerranéen qui sont très réactives aux changements et qui peuvent être considérées comme des sentinelles de l’évolution climatique.Parallèlement, l‘étude d’une souche de diatomée issue de l’étang de Diana a démontré des caractéristiques écophysiologiques et chimiques prometteuse pour de potentielles applications biotechnologiques dans le domaine de l’aquaculture, en raison de son origine lagunaire.L’ensemble de ces résultats sur les trajectoires d’évolution passées et futures a permis de marquer la complexité et la vulnérabilité des lagunes côtières (et celles de petites surfaces en particulier) face aux menaces croissantes et des interrogations sur leur avenir. Ce travail fournit donc des éléments d’appui pour la gestion des lagunes et de valorisation des ressources liées à ces milieux, en proposant une gestion intégrée et interdisciplinaire pour une conservation durable de ces écosystèmes et des services fournis, notamment dans le cadre du changement climatique.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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