A quantile regression approach to define optimal ecological niche (habitat suitability) of cockle populations (Cerastoderma edule) - Normandie Université Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2024

A quantile regression approach to define optimal ecological niche (habitat suitability) of cockle populations (Cerastoderma edule)

Une approche de régression quantile pour définir la niche écologique optimale (habitabilité) des populations de coques (Cerastoderma edule)

Résumé

For several decades now, species distribution models (SDMs) have been a promising area of ecological research. The aim of the present study is to define optimal ecological niches and habitat suitability for the population of the bivalve Cerastoderma edule in the Seine estuary. The method involved applying quantile regression to a 20-year biological dataset at the scale of the estuary, coupled with a hydro-morpho-sedimentary model data set validated over a longer period (25 years) also at the scale of the estuary, using 100-m mesh cells. This study was carried out to describe biological responses to environmental factors involved in defining an optimal ecological niche, using the bifactorial Gaussian equation using physical forcings (tidal currents, bed shear stress, etc.) as explanatory factors. On the basis of a preliminary multivariate analysis of the physical descriptors, a comparison was made between three different types of equation (linear, B-spline and Gaussian) in four sets of paired environmental factors: daily maximum current speed & inundation time, daily salinity range & temperature, daily salinity range & bathymetry, daily maximum bed shear stress & mud content. The non-linear quantile regression with a bifactorial Gaussian equation produced the best description of habitat suitability and optimal niches, at the 95th centile and using the biomass (gAFDW/m² - Ash Free Dry weight). Daily maximum current speed & inundation time and daily salinity range & temperature were the most pertinent SDMs. The optimal ecological niche for C. edule appeared to be lower intertidal marine areas, with temperate and low dynamic waters, settled in muddy sand sediment of the tidal flats of Seine estuary. Using this technique, the calculation of optimal niches in this ecosystem was explored over a period of 25 years and analysed in isolated sectors and can now be applied in different scenarios related to the global warming. We propose several reliable models, so that different kinds of prediction can now be applied according to the context of future scenarios.
Les modèles de distribution des espèces (SDM) constituent un domaine de recherche prometteur depuis quelques décennies. L'objectif de la présente étude est de définir les niches écologiques optimales et l'adéquation de l'habitat pour la population du bivalve Cerastoderma edule dans l'estuaire de la Seine. La méthode consiste à appliquer la régression quantile à un jeu de données biologiques sur 20 ans à l'échelle de l'estuaire, couplé à un modèle hydro-morpho-sédimentaire validé sur une plus longue période (25 ans) également à l'échelle de l'estuaire, en utilisant des mailles de 100 mètres. Cette étude a été réalisée pour décrire les réponses biologiques aux facteurs environnementaux impliqués dans la définition d'une niche écologique optimale, en utilisant l'équation gaussienne bifactorielle impliquant des forçages physiques (courants de marée, contrainte de cisaillement du lit, etc.). Une comparaison a été faite entre trois types différents d'équation (linéaire, B-spline et gaussienne) pour quatre ensembles de facteurs environnementaux appariés : vitesse maximale quotidienne du courant et temps d'inondation, plage quotidienne de salinité et température, plage quotidienne de salinité et bathymétrie, teneur en vase et contrainte de cisaillement du lit. La régression quantile non linéaire avec une équation gaussienne bifactorielle a produit la meilleure description de l'adéquation de l'habitat et des niches optimales, au 95e centile et en utilisant la biomasse (gAFDW/m²). La vitesse maximale quotidienne du courant et le temps d'inondation, ainsi que la plage quotidienne de salinité et la température ont été les SDM les plus pertinents. La niche écologique optimale pour C. edule semble être les zones marines intertidales inférieures, avec des eaux tempérées et peu dynamiques, installées dans des sédiments de sable vaseux. Grâce à cette technique, le calcul des niches optimales dans l'estuaire de la Seine a été exploré sur une période de 25 ans et analysé dans des secteurs isolés des écosystèmes de l'estuaire de la Seine et peut maintenant être appliqué dans différents scénarios liés au réchauffement climatique. Nous proposons plusieurs modèles fiables, de sorte que différents types de prédiction peuvent maintenant être choisis en fonction du contexte.
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Dates et versions

hal-04438267 , version 1 (05-02-2024)

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Identifiants

Citer

Amélie Lehuen, Chloé Dancie, Florent Grasso, Francis Orvain. A quantile regression approach to define optimal ecological niche (habitat suitability) of cockle populations (Cerastoderma edule). 2024. ⟨hal-04438267⟩
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