Aménagement des pêches artisanales
 
Chapitre 1. Démographie 
1.1 Sommaire 
  1.1.1 Eléments d’anatomie et de biologie 
  1.1.2 Taxinomie et systématique 
  1.1.3 Théories sur la croissance des populations 
  1.1.4 Concept de base de la dynamique des systèmes exploités 
1.2 Objectif 
1.3 Pré-requis 
Chapitre 2. Eléments de Statistiques Appliquées pour Ecologues et Aménagistes
Chapitre 3. Méthodes d’estimation de la taille des populations.
Chapitre 4. Age, Croissance et Mortalité
Chapitre 5. Stock, Production, recrutement
Chapitre 6. SELECTIVITE DES FILETS
Chapitre 7. Transformation et conservation des produits de pêche
Chapitre 8. Exercices d’application
Chapitre 9. Ressources du cours
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1.1.3. Théories sur la croissance des populations

1.1.3.1. Définitions de quelques termes

Une population : un groupe d’organismes, généralement de la même espèces, occupant une aire définie suffisamment close pour permettre des croisements génétiques selon la loi du hasard. Exemple la population de tilapias (Oreochromis niloticus) de la du barrage de Bagré (Burkina Faso). Les populations ont des caractéristiques qu’un individu n’a pas ; parmi ces caractéristiques on peut citer :

  • la densité, c’est à dire un certain nombre d’individus par unité de surface (135 tilapias / ha) ;
  • le taux de mortalité, c’est à dire le nombre d’individus morts sur 100 individus par an ;
  • le taux de natalité, c’est à dire le nombre de naissance sur 1000 individus de femelles par an ; les émigrants sont considérés comme morts ;
  • taux de croissance, c’est à dire la proportion de nombre d’individus issus des naissances et des immigrations ;
  • le sexe ratio, c’est à dire le nombre de femelles qui seront saillies par un mâle ; le sexe ratio influence les potentialités de reproduction ;
  • la structure d’âge, c’est à dire la répartition de la population en nombre par classe d’âge. Très naturellement l’importance du nombre d’individus de la classe d’âge de reproducteur va influencer les taux de natalité et de croissance.

La fécondité et fertilité : la fertilité est le nombre est le nombre d’œufs produits par femelle ; la fécondité étant le nombre d’œufs fertiles.

La production : c’est le nombre de jeunes nés pendant une période définie. Pour l’aménagiste la notion de production est plus spécialisée et signifie le nombre d’individus qui ont atteint l’âge ou la taille exploitable.

La dynamique des populations : c’est l’étude des fluctuations en nombre des populations d’animaux ou de plantes ; la dynamique des populations est d’une importance fondamentale en écologie car toutes les populations subissent, même à des degrés divers, des variations (accroissement ou diminution) en nombre sur une courte ou longue période.

1.1.3.2.Croissance des populations

Théorie sur la croissance exponentielle

Thomas Malthus (1766-1834) énonça que théoriquement toute espèce a une capacité de croissance pouvant excéder une valeur moyenne observée. Cette capacité de croissance est dite croissance exponentielle ou géométrique ou Malthusienne (figure 4).

Figure 4

Figure 4 : Courbe de croissance malthusienne avec N t le nombre d’individus dans la population au temps (t), N 0 le nombre initial au temps t 0 et r m le taux d’accroissement intrinsèque ou inné au paramètre de Malthus.

L’équation de la courbe d’accroissement de la population est Nt= N 0 e rt

ou ( dN/dt)= rN qui est, comme son nom l’indique, une fonction exponentielle. Le taux d’accroissement intrinsèque (r ou rm) est calculé comme le logarithme naturel de la pente de la courbe. L’allure de la courbe traduit les qualités d’un milieu ou d’une aire aux ressources illimitées où chaque individus de la population a accès à un surplus de nourriture abondante, d’eau, d’abris, de territoire, etc et vit à l’absence totale de prédateur. C’est un milieu qui ne pose donc aucune restriction à l’accroissement de la population.

La fonction exponentielle de croissance de la population peut être obtenue de la façon suivante :

Supposons qu’à chaque unité de temps une population augmente d’un multiplicateur l (ie la population est multipliée par l ) ; considérons N 0, N 1, N 2, N 3, …….N t la taille de la population aux périodes respectives t 0, t 1, t 2, t 3, ………..t n

On aura,

N1= l N 0

N2= l N1= l ( l N 0)= l 2 N 0

N3= l N2= l ( l 2 N 0)= l 3 N 0

En procédant de la même manière pour les différents Nt on obtient une série géométrique du genre N 0, N 0 l , N 0 l 2, N 0 l 3, ……. N 0 l t. Une telle population est assimilable à un capital placé dans une banque et qui procure des intérêts composés annuellement. Donc la population N t après t années peut être décrite par la formule suivante : N t= N 0(1+r) t avec r étant ici le taux d’intérêt annuel. Supposons que la croissance de la population est continuelle et non annuelle (ie les intérêts sont composés n fois par an), alors la formule devient N t = N 0 (1+r/n) nt . On démontre que si n tend vers l’infini ( ¥ ) alors N t tend vers N t= N 0 e rt

Pour la population r est appelé taux d’accroissement intrinsèque.

Théorie sur la croissance logistique

Selon la théorie de Malthus l’accroissement de la population est conventionnellement D N/ D t= rN avec D N la variation en nombre, D t la variation en temps, r le taux d’accroissement et N le nombre d’individu dans la population.

Par exemple N t+1= N t+ D N/ D t,

C’est-à-dire si pour une population initiale de 70 hippotragues et un taux d’accroissement intrinsèque de 0,25 on aura D N/ D t=rN= 0,25*70= 17,5 hippotragues. Donc N t+1= 70 + 17,5= 87,5 hippotragues. Dans un milieu où les ressources sont disponibles et illimitées pour chaque individu une telle croissance infinie est possible. Cette situation ne peut pas s’appliquer au cas des grands mammifères de la faune sauvage qui vivent dans une aire naturelle où les ressources sont très limitées. En outre la population de faune des grands mammifères a des périodes ou saisons de reproduction si bien que la croissance se fait par étape jusqu’à atteindre un nombre maximal (K) d’individus que le milieu peut supporter. Dans ce cas l’accroissement de la population est contrôlé par des facteurs dits de densité dépendance telle que la nourriture, l’espace, etc. Dans ce cas la formule proposée par Malthus devient :

D N/d t = rN(N-K)/K ou encore N t= N 0e r((k-n/)k )t

avec K = nombre maximal d’individus que le milieu peut supporter. On remarque que si N tend vers K alors K-N tend vers 0 ; autrement dit quand la population s’agrandit par rapport à K son taux accroissement diminue ou devient nul. Cette nouvelle fonction dont la croissance est limitée par des facteurs de densités dépendance est appelée fonction de croissance logistique décrite par l’allure de la courbe (figure 5 A). Cette fonction de croissance logistique est très utile pour l’aménagiste de la faune car elle traduit le phénomène de l’accroissement réel la population faunique. Les facteurs de densité- dépendance sont ceux qui causent plus de mortalité dans la population quand la densité de celle-ci s’accroît : la nourriture, la prédation et les maladies sont des facteurs de densité-dépendance. Les facteurs de densité non-dépendance sont peu nombreux et sont liés au climat : mauvais temps, pluies, inondation etc.

Figure 5 : Courbe de croissance logistique (A en haut) ; le signe (*) est le point d’inflexion et le début de baisse de r m le taux d’accroissement intrinsèque ou inné au paramètre de Malthus. La deuxième courbe (B en bas) est la démonstration de la production maximale soutenue (MSY) dans un système exploité où la biomasse maximale (B max) évolue pour atteindre sa valeur minimale (B 0). Source : cours d’aménagement des pêches, 1984, Auburn Universtiy, Alabama, USA.

Neave (1953) introduit une nouvelle terminologie sur les facteurs ou mécanismes qui influencent l’accroissement des populations :

  • un mécanisme est dit compensatoire si la mortalité varie dans le même sens que la densité ; il est le résultat de l’interaction des facteurs de densité-dépendance ;
  • un mécanisme est dit dépensatoire si la mortalité varie en sens inverse de la densité ; c’est l’inverse de la densité dépendance. Ceci peut être les cas de mesure exceptionnelle d’aménagement pour une production intensive ;
  • un mécanisme est dit extrapensatoire si la mortalité est indépendante de la densité ; il est le résultat des facteurs de densité non dépendance.

On remarquera qu’au point d’inflexion de la courbe (figure 7 A) le taux d’accroissement (r m) décroît dans la partie supérieure de la même courbe ; au point d’inflexion r m est maximal. A ce point d’inflexion correspond aussi la production maximale soutenue (MSY= maximum sustainable yield, figure 7 B) . Cette MSY correspond à la quantité de biomasse exploitable dans le système chaque année sans toucher ou perturber son équilibre : cette biomasse qui sera prélevée sera remplacée par le système. MSY dépend donc de la capacité biogénique du système. On remarque sur la figure 7 B que le maximum de production se trouve à mi-chemin de la production de biomasse maximale.

Fluctuation des populations

Les théories sur la croissance des populations nous éclairent sur le fait que les populations dans le temps sont instables et sont sujettes à des fluctuations liées aux effets des facteurs de régulations ou de densité-dépendance et même de densité non-dépendancee. Cependant les différentes variations en nombre ou fluctuation ou amplitude qu’une population peut avoir dans le temps tournent autour d’une valeur moyenne (N) qui est la valeur d’équilibre dynamique de la population (figure 8). On peut donc affirmer que la relative stabilité ou l’équilibre des populations est plus le résultat d’une autorégulation que d’une simple chance. Les grandes amplitudes traduisent une explosion de la population ou une diminution brusque et catastrophique suite à des évènements liés aux facteurs de régulations. C’est le cas de la diminution brusque du rhinocéros d’Afrique du sud économiquement recherche pour sa corne (Kabré 1997). L’apparition d’une maladie épidémique peut cause de grande amplitude. La théorie sur la fluctuation en nombre des populations a engendré des débats sur l’existence d’une évolution cyclique de la population faunique.

Figure 8 : Courbe de fluctuation des populations (Nt) autour d’une valeur moyenne (N) dans le temps (t).

Pielou (1983) indique que d’une manière générale pour beaucoup d’auteurs le cycle de la faune se traduit par la relation prédateur-proie ; relation qui est fondamentale dans les fluctuations des populations. En outre selon la théorie de la croissance logistique le taux d’accroissement dépend de la taille de la population à une période t donnée :

(1/N t)*( D Nt/ D t)= r-sN t pour n Nt>0, avec s la proportion des survivants ; ce qui signifie que plus petite est la population plus grande est le taux d’accroissement. Ceci se traduit dans les situations réelles par une augmentation de la population des systèmes neufs (un nouveau ranch de gibier par exemple) due à la disponibilité des ressources de nourriture, d’espace, etc.  pour combler le « vide » ; c’est ce qu’on peut appeler une réponse ou une augmentation compensatoire densité-dépendance de la population des systèmes exploités (Tyler and Gallucci, 1980).

 

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