Modelling fish spatial dynamics and local density-dependence relationships : detection of patterns at a global scale
Modélisation de dynamiques spatiales et de relations locales de densité-dépendance chez des populations de poissons: détections de caractéristiques à l'échelle globale
Résumé
A model is used to explore whether local density-dependent recruitment relationships can be observed when considering a larger scale. A virtual population of spawners is tracked within an artificial environment composed of cells. Spawners can move from one cell to another on a spatial grid defined as a square lattice (lattice scale) made of 20 x 20 jointed hexagonal cells (local scale). Five spawner's behaviours are experimented successively: i) spawners stay in the same cell to spawn; ii) they move randomly towards one of the neighbouring cells; iii) they move towards the least populated neighbouring cell; iv) they move towards the most populated neighbouring cell; and v) they move randomly towards a neighbouring cell and then move towards the most populated neighbouring cell. When the migration of spawners is achieved, spawners reproduce only once, recruitment takes place and then they disappear. The recruitment is an event which occurs at a local scale: at the scale of the cell. Using Ricker's stock-recruitment relationship, in each cell the number of recruits is a function of the spawners. Random migrations and migrations towards the less populated cell allow a homogeneous distribution of the spawners throughout the lattice. Whereas in the three other cases, this distribution is not homogenised. The homogenisation of the lattice allows synchrony between local populations and then a stock-recruitment relationship is observable at the lattice scale. Simulations show that local density-dependence is not always detectable when considering large spatial scale. This result strengthens the idea that the choice of spatial scale is essential when studying stockrecruitment relationship.
Le modèle élaboré pour cette étude a pour objectif de mettre en évidence l'importance de l'échelle spatiale dans la détection de relations de densité-dépendance chez des populations de poissons à savoir si des relations stock-recrutement existant à un niveau local peuvent également être observées à une plus grande échelle. Pour cela, une population de poissons géniteurs a été simulée dans un environnement artificiel composé de 20 x 20 cellules hexagonales, la cellule représente l'échelle locale et l'environnement l'échelle globale. Cinq comportements migratoires ont été modélisés au cours de simulations successives: i) les géniteurs ne changent pas de cellule et se reproduisent dans la cellule où ils sont apparus ; ii) ils se déplacent vers une des huit cellules voisines ; leur choix étant aléatoire ; iii) ils se déplacent vers la cellule voisine la moins peuplée ; iv) ils se déplacent vers la cellule voisine la plus peuplée ; et v) ils se déplacent d'abord vers une des cellules voisines, puis vers la cellule voisine la plus peuplée. Quand tous les géniteurs ont migré, ils se reproduisent et meurent. Le recrutement a lieu à l'échelle locale. Dans chaque cellule, le nombre de recrues est déterminé par la même fonction stock-recrutement de Ricker qui prend en considération le nombre de géniteurs présents dans la cellule au moment de la reproduction. Les migrations aléatoires et les migrations vers la cellule voisine la moins peuplée permettent d'avoir une distribution homogène de géniteurs dans l'environnement. Cette homogénéisation entre les cellules induit une synchronisation entre les différentes populations locales et la possibilité d'observer une relation stock-recrutement à l'échelle de l'environnement entier. En revanche, pour les trois autres modes de migration, les géniteurs ne sont pas répartis de façon homogène. Les simulations montrent que les relations de densité-dépendance définies à un niveau local ne sont pas toujours détectables à un niveau global. Ces résultats prouvent que l'étude d'un système passe en premier lieu par une bonne définition de l'échelle spatiale d'étude.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
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