Réduire les impacts que l’Homme a sur terre et en mer pourrait aider les récifs coralliens en temps de canicule ?

La densité de population sur la côte n’est pas un bon indicateur de l’état des récifs coralliens adjacents. Cela vous surprend ? Et pourtant c’est vrai. En revanche, le ruissellement urbain, le rejet des eaux usées et l’apport en sédiments ont eux un impact sur la croissance des récifs coralliens et leur récupération après un épisode de blanchissement. C’est ce que l’équipe menée par le Dr. Jamison Gove et le Dr. Gareth Williams a montré en suivant des récifs hawaïens pendant 20 ans.

 

Contexte

Des chercheurs hawaïens, menés par le Dr. Jamison Gove et le Dr. Gareth Williams, ont suivi plusieurs paramètres biologiques des récifs coralliens hawaïens entre 2000 et 2019. En parallèle de ce suivi, ils ont mesuré des facteurs terrestres reconnus pour avoir des impacts sur les récifs coralliens, comme les rejets d’eaux usées, l’apport en sédiments, le ruissellement, entre autres. En 2015, une forte canicule marine a entraîné le blanchissement puis la mort de nombreux coraux. Les chercheurs ont ainsi pu comparer la croissance et l’état de santé de différents récifs avant, pendant et après cette forte canicule marine, et le lien entre état des récifs et différents niveaux de pressions humaines depuis la terre. Ils ont publié leurs résultats dans un article scientifique publié dans Nature.

 

Avant la canicule marine de 2015

Les récifs coralliens d’Hawaii étudiés sont soumis à des conditions météorologiques assez proches, que ce soit au niveau des conditions météorologiques ou des vagues (Figure 1). Par contre, les influences humaines sont variables. La densité de population est inégale (Figure 1), mais a augmenté de façon homogène au fur et à mesure des années. Le ruissellement, le rejet d’eaux usées, l’apport de sédiments ou de nutriments sont également très variables le long de la côte, et non liés à la densité de population (Figure 1).

Concernant l’état des récifs, entre 2003 et 2014, 44% des récifs de l’île ont vu leur couverture corallienne augmenter, tandis que 35% ont au contraire perdu en surface, les autres récifs demeurant stables. Les conditions météorologiques, similaires entre les récifs, n’expliquent pas ces différences (Gove et al., 2023).

La densité de poissons était plus importante sur les récifs en croissance, par rapport aux récifs où la couverture corallienne a diminué. En effet, les récifs créent des abris pour les poissons, et les poissons herbivores, en consommant des algues (féroces compétiteurs des coraux), diminuent la compétition avec les coraux et libèrent de la place pour que les coraux grandissent.  A l’inverse, les sites avec des récifs en déclin subissaient des rejets d’eaux usées, du ruissellement et des apports en nutriments plus importants. Les coraux ont besoin d’une eau claire et pauvre en nutriments pour être en bonne santé (Fabricius, 2005). Et pourtant, la densité humaine était plus importante au niveau des récifs en croissance. Cela prouve que la densité humaine seule n’est pas un bon indicateur de l’impact des activités terrestres sur les récifs.

 

 

Figure 1 : a- Situation géographique des îles hawaïennes. b- Région d’étude avec les relevés de récifs indiqués pour les éléments suivants : trajectoires des récifs avant la perturbation (n = 23), réponse des coraux à la canicule marine de 2015 (n = 80) et les récifs coralliens quatre ans après la perturbation (n = 55). c- Distribution spatiale des données annuelles à haute résolution (100 m) sur les impacts humains locaux et les facteurs environnementaux de 2000 à 2019 (lignes colorées). L’axe vertical représente la distance le long du littoral en kilomètres, du nord au sud de la région d’étude en b. La barre verticale coloré représente le changement au fil du temps (Δ) pour chaque section de 100 m le long de la côte. Un changement dans le temps est élevé (“H”, Δ ≥ 50 %), modéré (M, 0 > Δ < 50 %) ou aucun changement (gris, NC). Les couleurs bleues indiquent les diminutions et les couleurs rouges les augmentations. Le changement est sur la base de la différence moyenne entre les 5 premières années (2000-2004) et les 5 années les plus récentes (2015-2019) de la série du temps. Figure et texte traduits librement de l’anglais et adaptés de l’original Gove et al. (2023).

Durant la canicule marine de 2015

La canicule marine de 2015 a été la plus importante à Hawaii en 120 ans, augmentant la température de l’eau de plus de 2°C. Un quart des récifs de l’île ont perdu entre 20 et 49% de leur couverture corallienne lors de la canicule, mais, de façon surprenante, 18% des récifs n’ont pas été impactés par cette canicule marine (Figure 2). Pour rappel, les coraux vivent en symbiose avec des micro algues, les zooxanthelles. Celles-ci effectuent la photosynthèse et soutiennent majoritairement la nutrition de leur corail hôte (LaJeunesse, 2020). Lors d’un épisode de canicule marine, les zooxanthelles sont expulsées, les coraux deviennent alors blancs, et si le stress dure longtemps, les coraux peuvent mourir de faim. Les récifs ayant le mieux survécu à la canicule marine étaient entourés d’une importante concentration en phytoplancton, qui pourrait avoir permis aux coraux de se nourrir plus facilement et donc de ne pas mourir de faim. De plus, ils étaient également moins exposés à l’apport de sédiments et au ruissellement.

Quel est l’effet des sédiments et du ruissellement sur les coraux ? L’apport de sédiments augmente la turbidité (matériels en suspension dans l’eau) de l’eau et réduit donc la capacité des micro algues symbiotiques à réaliser leur photosynthèse, ce qui diminue l’apport nutritionnel aux coraux, les rendant plus faibles (Fabricius, 2005). Le ruissellement quant à lui apporte des polluants : nombreux métaux et produits pétrochimiques qui augmentent la mort des tissus coralliens (Nalley et al., 2021). Les plastiques et microplastiques apportés par le ruissellement stressent le corail en limitant la quantité de lumière, en relarguant des polluants, ou en transportant des pathogènes (Lamb et al., 2018). Un corail peut consommer la même quantité de plancton que de microplastiques, ceux-ci enchâssant dans leurs tissus stomacaux et impactant potentiellement leur santé (Hall et al., 2015). Les récifs exposés au ruissellement et à l’apport de sédiments étaient déjà soumis à ces pressions anthropiques, ce qui les a rendus plus vulnérables face à la canicule, contrairement aux récifs à l’abri de ces facteurs (Gove et al., 2023).

Figure 2 : Couverture corallienne avant (2014-2015) et un an après (2016) la canicule marine sur les récifs étudiés (n = 80). L’encadré représente la distribution de la variation absolue de la couverture corallienne. Figure et textes traduits librement de l’anglais et adaptés de l’original Gove et al. (2023).

 

Après la canicule marine de 2015

En 2019, 4 ans après la canicule marine, 2⁄3 des récifs avaient diminué de leur couverture corallienne par rapport à 2014, avant la canicule. En regardant de plus près les donnés, les récifs coralliens ayant la plus forte croissance/récupération de coraux bâtisseurs de récifs sont ceux qui hébergeaient de nombreux poissons herbivores de type racleurs (comme les poissons perroquets), mais également ceux avec le moins de rejets d’eaux usées. Les eaux usées non traitées, comme celles des fosses septiques, semblent les plus dangereuses pour les récifs coralliens, car elles transportent également des pathogènes et des toxines. Cette pollution augmente le risque pour les coraux de tomber malades, diminue leur taux de croissance et leur reproduction et les rend plus susceptibles de blanchir (Nalley et al., 2021). 

 

Conclusion

Les pressions anthropiques locales augmentent la vulnérabilité et diminuent la capacité de récupération des récifs face aux épisodes de réchauffement de l’eau, comme en témoignent les récifs hawaïens. Le rejet des eaux usées, en plus d’avoir un impact sur les récifs coralliens en dehors de toute canicule marine, impacte également leur récupération dans le temps après un épisode de blanchissement. Diminuer le rejet des eaux usées, et la pollution atteignant l’océan d’une manière générale, permettrait une meilleure croissance des récifs coralliens et une augmentation de leur résistance au réchauffement climatique (Gove et al., 2023). Si cette gestion terrestre est doublée d’une gestion maritime, en préservant la biodiversité récifale, et notamment l’abondance de poissons, les récifs ont d’autant plus de chances de survivre au prochain épisode de blanchissement. Pour aider les récifs coralliens dans un monde qui se réchauffe, il faut donc gérer les activités humaines sur terre et dans l’eau en parallèle. Pour protéger au mieux les récifs coralliens, améliorer les conditions locales n’est qu’un des trois piliers listés par des experts (Knowlton et al., 2021) : en parallèle, il est nécessaire d’investir dans la restauration active des récifs et de lutter contre le changement climatique en diminuant l’émission de gaz à effet de serre.

 

Bibliographie 

Fabricius, K.E., 2005. Effects of terrestrial runoff on the ecology of corals and coral reefs: review and synthesis. Marine Pollution Bulletin 50, 125–146. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2004.11.028

Gove, J.M., Williams, G.J., Lecky, J., Brown, E., Conklin, E., Counsell, C., Davis, G., Donovan, M.K., Falinski, K., Kramer, L., Kozar, K., Li, N., Maynard, J.A., McCutcheon, A., McKenna, S.A., Neilson, B.J., Safaie, A., Teague, C., Whittier, R., Asner, G.P., 2023. Coral reefs benefit from reduced land–sea impacts under ocean warming. Nature 621, 536–542. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06394-w

Hall, N.M., Berry, K.L.E., Rintoul, L., Hoogenboom, M.O., 2015. Microplastic ingestion by scleractinian corals. Mar Biol 162, 725–732. https://doi.org/10.1007/s00227-015-2619-7

Knowlton, N., Grottoli, A.G., Kleypas, J., Obura, D., Corcoran, E., de Goeij, J.M., Felis, T., Harding, S., Mayfield, A., Miller, M., Osuka, K., Peixoto, R., Randall, C.J., Voolstra, C.R., Wells, S., Wild, C., Ferse, S.C.A., 2021. Rebuilding Coral Reefs: A Decadal Grand Challenge. International Coral Reef Society and Future Earth Coasts.

LaJeunesse, T.C., 2020. Zooxanthellae. Current Biology 30, R1110–R1113. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.03.058

Lamb, J.B., Willis, B.L., Fiorenza, E.A., Couch, C.S., Howard, R., Rader, D.N., True, J.D., Kelly, L.A., Ahmad, A., Jompa, J., Harvell, C.D., 2018. Plastic waste associated with disease on coral reefs. Science 359, 460–462. https://doi.org/10.1126/science.aar3320

Nalley, E.M., Tuttle, L.J., Barkman, A.L., Conklin, E.E., Wulstein, D.M., Richmond, R.H., Donahue, M.J., 2021. Water quality thresholds for coastal contaminant impacts on corals: A systematic review and meta-analysis. Science of The Total Environment 794, 148632. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148632