La taille du corps est une caractéristique importante pour décrire la façon dont les organismes interagissent avec leur environnement biotique et abiotique. La distribution en taille dans les réseaux trophiques peut être synthétisée par une relation linéaire négative entre la taille des organismes et leur abondance. Cette relation, communément appelée "spectre de taille", est largement utilisée dans les écosystèmes marins pour évaluer les impacts des pêcheries commerciales sur les propriétés des réseaux trophiques. Dans ce travail, notre objectif était de développer cette approche basée sur la taille des organismes dans le but de quantifier les effets des changements globaux sur le fonctionnement des écosystèmes lacustres. Dans un premier chapitre, nous avons étudié la variation spatiale du spectre de taille des poissons dans les lacs naturels et de barrages à l'échelle nationale en utilisant de nombreuses campagnes de biosurveillance. Alors que les bioindicateurs étaient significativement affectés par l'eutrophisation et les invasions biologiques, nos résultats ont souligné la valeur ajoutée de l'utilisation du spectre de taille pour déceler les impacts des altérations physiques de l'habitat sur les communautés. Dans un deuxième chapitre, nous avons quantifié la stabilité temporelle de ces communautés de poissons en réponse aux changements d'intensité des facteurs du changement global. L'invasion biologique n'a pas eu d'influence sur la dynamique temporelle du spectre de taille, mais nous avons observé que l'augmentation de la température de l'eau, ainsi que l'augmentation de la charge en nutriments, pouvaient être liés à des changements à court terme dans les spectres de taille. Dans un troisième chapitre, nous avons évalué la relation entre le spectre de taille et la structure trophique réelle des communautés de poissons. En utilisant l'analyse des isotopes stables, nous avons montré qu'un faible rapport de masse prédateur-proie, suggérant une efficacité de transfert trophique plus élevée, induisait des pentes du spectre de taille plus plates (abondances plus élevées des poissons de large taille corporelle). Cependant, la présence d'espèces non-natives altère cette relation et réduit la pertinence d'utiliser le spectre de taille pour refléter les flux d’énergies dans les réseaux trophiques. Dans le quatrième chapitre, notre objectif était d'identifier expérimentalement comment les changements dans le spectre de taille reflètent les changements dans le fonctionnement de l'écosystème. Les résultats ont démontré que le spectre de taille peut être lié à productivité primaire et secondaire par des processus ascendants, ainsi qu’aux changements dans l'intensité des cascades trophiques. Dans l'ensemble, ces résultats démontrent la pertinence de l'utilisation de la structure en taille des communautés pour quantifier les impacts anthropiques sur les communautés lacustres et les conséquences potentielles sur le fonctionnement des écosystèmes, avec des applications possibles dans les programmes de gestion au niveau de l'écosystème. |
Body size is a powerful trait to describe how organisms interact with their biotic and abiotic environments. Size distribution in food webs can be formalized by a negative linear relationship between organism size and abundance. This relationship, usually referred as the "size spectrum", is commonly used in marine ecosystems to assess the impacts of commercial fisheries on food webs properties. In this work, our aim was to develop this size-based approach on communities to quantify the effects of global changes on the functioning of lacustrine ecosystems. In a first chapter, we investigated the spatial variation of the fish size spectrum in natural and reservoir lakes on a national scale using various biomonitoring surveys. While bioindicators were significatively affected by eutrophication and biological invasions, our findings highlighted the added value of using the size spectrum to highlight the impacts of habitat alterations. In a second chapter, we quantified the temporal stability of these communities in response to changes in the intensity of global change drivers. Biological invasion had no influence on the fish size spectrum dynamic, but we observed that increased water temperature, as well as increased nutrient loading could be linked to short-term changes in size spectra. In the third chapter, we assessed the relationship between size spectrum slope and the trophic structure of fish communities. Using stable isotope analysis, we showed that a low predator-prey mass ratio, suggesting to higher trophic transfer efficiency, induced flatter size spectrum slopes (higher abundance of large fishes). However, the presence of non-native species disrupted this relationship and reduced the potential for using the size spectrum to reflect energy flux in food webs. In the fourth chapter, our goal was to experimentally identify how changes in the size spectrum reflect changes in ecosystem functioning (e.g. productivity or metabolism). Results demonstrated that size spectrum can be linked to primary and secondary production through bottom-up processes, and changes in the intensity of trophic cascades through top-down processes. Taken together, these results demonstrate the relevance of using size structure to quantify anthropogenic impacts on lacustrine communities and the potential consequences on ecosystem functioning, with possible applications in biomonitoring programs at ecosystem level. |