Marine ecosystems’ responses to climatic and anthropogenic forcings in the Mediterranean - Laboratoire de Microbiologie, de Géochimie et d'Ecologie Marines
Journal Articles Progress in Oceanography Year : 2011

Marine ecosystems’ responses to climatic and anthropogenic forcings in the Mediterranean

Cecile Guieu (1) , Xavier Durrieu de Madron (2) , Pascal Conan (3) , Frédéric Gazeau (4) , Claude Estournel (5) , R. Sempéré (6) , D. Cossa (7) , Fabrizio d'Ortenzio (1) , Christophe Rabouille (8) , L. Stemmann (4) , S. Bonnet (9) , F. Diaz (9) , P. Koubbi (4) , O. Radakovitch (10) , Marcel Babin (4) , Melika Baklouti (6) , C. Bancon-Montigny (11) , Sauveur Belviso (8) , N. Bensoussan (12) , B. Bonsang (8) , Ioanna Bouloubassi (13) , Christian Brunet (8) , J.-F. Cadiou (14) , F. Carlotti (9) , M. Chami (4) , S. Charmasson (15) , B. Charrière (2) , J. Dachs (16) , David Doxaran (1) , J.-C. Dutay (8, 17) , F. Elbaz-Poulichet (18) , M. Eléaume (2, 9) , F. Eyrolles (15) , C. Fernandez (19) , S. Fowler (20) , P. Francour (21) , J.C. Gaertner (22) , R. Galzin (23) , S. Gasparini (4) , J.-F. Ghiglione (24) , J.-L. Gonzalez , Catherine Goyet (25) , L. Guidi (4) , K. Guizien (2) , L.-E. Heimbürger (4) , S.H.M. Jacquet (9) , W.H. Jeffrey (26) , F. Joux (24) , P. Le Hir (27) , K. Leblanc (9) , D. Lefèvre (22) , C. Lejeusne (28) , R. Lemé (4) , M.-D. Loÿe-Pilot (2) , M. Mallet , Laurence Méjanelle (2) , F. Mélin (29) , C. Mellon , B. Mérigot , P.-L. Merle , C. Migon , W.L. Miller , Laurent Mortier (13) , B. Mostajir , L. Mousseau , T. Moutin , J. Para , T. Pérez , Anne Petrenko , J.-C. Poggiale , L. Prieur , M. Pujo-Pay , P. Raimbault , A.P. Rees , Céline Ridame (13) , J.-F. Rontani , Diana Ruiz-Pino (13) , Marie-Alexandrine Sicre (13) , Vincent Taillandier (4) , C. Tamburini , T. Tanaka , Isabelle Taupier-Letage (6) , Marc Tedetti (6) , Pierre Testor (13) , H. Thébault , B. Thouvenin , F. Touratier , Jacek Tronczynski (27) , Caroline Ulses (30) , France van Wambeke , Vincent Vantrepotte (31) , Sandrine Vaz (32) , Romaric Verney (7, 8)
1 LOV - Laboratoire d'océanographie de Villefranche
2 CEFREM - Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens
3 LOMIC - Laboratoire d'Océanographie Microbienne
4 LOV - Laboratoire d'océanographie de Villefranche
5 Océanographie côtière
6 MIO - Institut méditerranéen d'océanologie
7 IFREMER - Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer
8 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
9 LOPB - Laboratoire d'Océanographie Physique et Biogéochimique
10 CEREGE - Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement
11 HSM - Hydrosciences Montpellier
12 IPSO FACTO [Marseille]
13 LOCEAN - Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques
14 LRV - Laboratoire de Robotique de Versailles
15 IRSN/DEI/SESURE/LERCM - Laboratoire d'étude radioécologique du milieu continental et marin
16 IDAEA - Institute of Environmental Assessment and Water Research
17 CLIM - Modélisation du climat
18 HSM - Hydrosciences Montpellier
19 LCS - Laboratoire catalyse et spectrochimie
20 IAEA-MEL - Marine Environment Laboratories [Monaco]
21 ECOMERS - Ecosystèmes Côtiers Marins et Réponses aux Stress
22 LMGEM - Laboratoire de MicrobiologiE de Géochimie et d'Ecologie Marines
23 LIVE - Laboratoire Insulaire du Vivant et de l'Environnement
24 LOMIC - Laboratoire d'Océanographie Microbienne
25 IMAGES-Espace DEV - Institut de Modélisation et d'Analyses en géo-environnement et santé - Espace Développement
26 UWF | CEDB - Center for Environmental Diagnostics and Bioremediation [Pensacola]
27 BE - Unité Biogéochimie et Ecotoxicologie
28 DIMAR - Diversité, évolution et écologie fonctionnelle marine
29 IES - JRC Institute for Environment and Sustainability
30 LAERO - Laboratoire d'aérologie
31 LOG - Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187
32 LRHBL - Laboratoire Ressources Halieutiques de Boulogne
Cecile Guieu
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
Xavier Durrieu de Madron
Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens
CV
Pascal Conan
Laboratoire d'Océanographie Microbienne
CV
Frédéric Gazeau
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
CV
Claude Estournel
Océanographie côtière
R. Sempéré
Institut méditerranéen d'océanologie
CV
D. Cossa
  • Function : Author
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer
Fabrizio d'Ortenzio
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
CV
Christophe Rabouille
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
L. Stemmann
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
CV
S. Bonnet
Laboratoire d'Océanographie Physique et Biogéochimique
F. Diaz
  • Function : Author
Laboratoire d'Océanographie Physique et Biogéochimique
P. Koubbi
  • Function : Author
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
O. Radakovitch
Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement
Marcel Babin
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
Melika Baklouti
Institut méditerranéen d'océanologie
CV
C. Bancon-Montigny
Hydrosciences Montpellier
CV
Sauveur Belviso
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
N. Bensoussan
  • Function : Author
IPSO FACTO [Marseille]
B. Bonsang
  • Function : Author
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
Ioanna Bouloubassi
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques
Christian Brunet
  • Function : Author
  • PersonId : 948511
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
J.-F. Cadiou
  • Function : Author
Laboratoire de Robotique de Versailles
F. Carlotti
Laboratoire d'Océanographie Physique et Biogéochimique
M. Chami
  • Function : Author
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
S. Charmasson
Laboratoire d'étude radioécologique du milieu continental et marin
B. Charrière
Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens
J. Dachs
  • Function : Author
Institute of Environmental Assessment and Water Research
David Doxaran
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
J.-C. Dutay
  • Function : Author
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
Modélisation du climat
F. Elbaz-Poulichet
  • Function : Author
Hydrosciences Montpellier
M. Eléaume
  • Function : Author
Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens
Laboratoire d'Océanographie Physique et Biogéochimique
F. Eyrolles
  • Function : Author
Laboratoire d'étude radioécologique du milieu continental et marin
C. Fernandez
  • Function : Author
Laboratoire catalyse et spectrochimie
S. Fowler
  • Function : Author
Marine Environment Laboratories [Monaco]
P. Francour
Ecosystèmes Côtiers Marins et Réponses aux Stress
J.C. Gaertner
  • Function : Author
Laboratoire de MicrobiologiE de Géochimie et d'Ecologie Marines
R. Galzin
  • Function : Author
Laboratoire Insulaire du Vivant et de l'Environnement
S. Gasparini
  • Function : Author
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
J.-F. Ghiglione
  • Function : Author
Laboratoire d'Océanographie Microbienne
J.-L. Gonzalez
  • Function : Author
Catherine Goyet
Institut de Modélisation et d'Analyses en géo-environnement et santé - Espace Développement
L. Guidi
  • Function : Author
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
K. Guizien
  • Function : Author
Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens
L.-E. Heimbürger
  • Function : Author
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
S.H.M. Jacquet
  • Function : Author
Laboratoire d'Océanographie Physique et Biogéochimique
W.H. Jeffrey
  • Function : Author
Center for Environmental Diagnostics and Bioremediation [Pensacola]
F. Joux
Laboratoire d'Océanographie Microbienne
P. Le Hir
  • Function : Author
Unité Biogéochimie et Ecotoxicologie
K. Leblanc
  • Function : Author
Laboratoire d'Océanographie Physique et Biogéochimique
D. Lefèvre
  • Function : Author
Laboratoire de MicrobiologiE de Géochimie et d'Ecologie Marines
C. Lejeusne
  • Function : Author
Diversité, évolution et écologie fonctionnelle marine
R. Lemé
  • Function : Author
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
M.-D. Loÿe-Pilot
  • Function : Author
Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens
M. Mallet
Laurence Méjanelle
Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens
F. Mélin
  • Function : Author
JRC Institute for Environment and Sustainability
C. Mellon
  • Function : Author
B. Mérigot
  • Function : Author
P.-L. Merle
  • Function : Author
C. Migon
  • Function : Author
W.L. Miller
  • Function : Author
Laurent Mortier
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques
CV
B. Mostajir
  • Function : Author
L. Mousseau
  • Function : Author
T. Moutin
CV
J. Para
  • Function : Author
T. Pérez
  • Function : Author
Anne Petrenko
CV
J.-C. Poggiale
CV
L. Prieur
  • Function : Author
M. Pujo-Pay
P. Raimbault
  • Function : Author
A.P. Rees
  • Function : Author
Céline Ridame
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques
J.-F. Rontani
  • Function : Author
Diana Ruiz-Pino
  • Function : Author
  • PersonId : 1391377
  • IdRef : 154059668
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques
Marie-Alexandrine Sicre
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques
Vincent Taillandier
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
C. Tamburini
  • Function : Author
T. Tanaka
Isabelle Taupier-Letage
Institut méditerranéen d'océanologie
Marc Tedetti
Institut méditerranéen d'océanologie
Pierre Testor
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques
CV
H. Thébault
  • Function : Author
B. Thouvenin
  • Function : Author
F. Touratier
  • Function : Author
Jacek Tronczynski
  • Function : Author
  • PersonId : 1121363
Unité Biogéochimie et Ecotoxicologie
Caroline Ulses
Laboratoire d'aérologie
France van Wambeke
CV
Vincent Vantrepotte
Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187
Sandrine Vaz
  • Function : Author
  • PersonId : 902382
Laboratoire Ressources Halieutiques de Boulogne
Romaric Verney
  • Function : Author
  • PersonId : 965214
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]

Abstract

The semi-enclosed nature of the Mediterranean Sea, together with its smaller inertia due to the relative short residence time of its water masses, make it highly reactive to external forcings, in particular variations of water, energy and matter fluxes at the interfaces. This region, which has been identified as a “hotspot” for climate change, is therefore expected to experience environmental impacts that are considerably greater than those in many other places around the world. These natural pressures interact with the increasing demographic and economic developments occurring heterogeneously in the coastal zone, making the Mediterranean even more sensitive. This review paper aims to provide a review of the state of current functioning and responses of Mediterranean marine biogeochemical cycles and ecosystems with respect to key natural and anthropogenic drivers and to consider the ecosystems’ responses to likely changes in physical, chemical and socio-economical forcings induced by global change and by growing anthropogenic pressure at the regional scale. The current knowledge on and expected changes due to single forcing (hydrodynamics, solar radiation, temperature and acidification, chemical contaminants) and combined forcing (nutrient sources and stoichiometry, extreme events) affecting the biogeochemical fluxes and ecosystem functioning are explored. Expected changes in biodiversity resulting from the combined action of the different forcings are proposed. Finally, modeling capabilities and necessity for modeling are presented. A synthesis of our current knowledge of expected changes is proposed, highlighting relevant questions for the future of the Mediterranean ecosystems that are current research priorities for the scientific community. Finally, we discuss how these priorities can be approached by national and international multi-disciplinary research, which should be implemented on several levels, including observational studies and modeling at different temporal and spatial scales.

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Ocean, Atmosphere
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Submitted on : Thursday, March 2, 2023-4:29:42 PM

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Cecile Guieu, Xavier Durrieu de Madron, Pascal Conan, Frédéric Gazeau, Claude Estournel, et al.. Marine ecosystems’ responses to climatic and anthropogenic forcings in the Mediterranean. Progress in Oceanography, 2011, 91 (2), pp.97-166. ⟨10.1016/j.pocean.2011.02.003⟩. ⟨hal-03452771⟩

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