Diversité de la macrofaune benthique et paramètres physiques des sédiments dans les mangroves naturelles et dans les mangroves boisées trois décennies après plantation compensatoire

Numéro d'étude :

112

Auteur:

Jassim A. Al‑Khayat, Maryam A. Abdulla, Juha M. Alatalo

Abstrait:

Les mangroves du golfe Persique subissent la pression du changement d’affectation des terres, ce qui conduit à des plantations compensatoires sur des sites dépourvus de mangroves naturelles. Dans cette étude, nous examinons le succès potentiel à long terme de cette forme de boisement des mangroves en tant que mesure de conservation soutenant la biodiversité. Nous avons comparé la communauté de macrofaune benthique (au total 13 522 individus de 75 espèces) et les paramètres physiques à 15 points d'échantillonnage dans cinq communautés de mangroves boisées et 19 stations dans quatre communautés de mangroves naturelles au Qatar. Trois décennies après le reboisement, il n'y avait pas de différences significatives entre la macrofaune benthique des mangroves naturelles et reboisées en ce qui concerne l'abondance totale, la richesse en espèces, la diversité de Shannon, le nombre effectif d'espèces ou l'uniformité. Seule la richesse spécifique des crustacés était significativement plus élevée dans les mangroves naturelles. La teneur en carbone organique total (COT), en sable et en argile ne différait pas. Cela contredit les résultats obtenus aux mêmes endroits 10 ans après le boisement, lorsque la diversité de la macrofaune benthique, le COT et la teneur en argile étaient plus faibles dans les sites reboisés que dans les sites naturels de mangrove. Nos résultats suggèrent que la plantation compensatoire de mangroves dans des zones sans occurrence naturelle antérieure peut potentiellement compenser la perte de biodiversité due au développement côtier et que les paramètres physiques peuvent devenir plus similaires dans les mangroves boisées et les mangroves naturelles au fil du temps. En outre, l’augmentation du COT dans les sédiments des mangroves reboisées au fil du temps peut contribuer à l’atténuation du changement climatique. Il est important de noter que les résultats soulignent la nécessité d’études et de perspectives à long terme lors de l’évaluation des pratiques de conservation.

Principaux résultats et conclusions :

• Après le reboisement, l’écosystème de mangrove créé ressemblait beaucoup à une forêt de mangrove naturelle.
  • "Trois décennies après le reboisement, il n'y avait aucune différence significative entre la macrofaune benthique des mangroves naturelles et reboisées en ce qui concerne l'abondance totale, la richesse en espèces, la diversité de Shannon, le nombre effectif d'espèces ou l'uniformité." (1)                
  •  "De plus, il n'y avait aucune différence en termes de carbone total dans les sédiments entre les mangroves boisées et naturelles, ce qui conforte notre deuxième hypothèse." (5)    
  • « Ainsi, nos résultats sont conformes aux conclusions d’une étude précédente au Vietnam, où la richesse en espèces benthiques dans les mangroves a augmenté avec le temps depuis le reboisement initial sur la période de 2004 à 2013 (Zvonareva et al. 2015). » (6)    
  • "Bien que l'effet de la zone de marée sur la biodiversité n'ait pas été au centre de notre étude, nous avons constaté qu'à l'exception des crustacés, qui présentaient une abondance plus élevée au niveau de marée supérieur, il n'y avait pas de différences significatives en termes de biodiversité ou d'abondance entre les niveaux de marée supérieurs et moyens. » (6)   
• Le changement climatique, en particulier l’élévation du niveau de la mer, constitue une menace considérable pour les communautés de mangroves existantes et pour tous ceux qui y vivent.
  • « Le Moyen-Orient contient environ 3 377 km2 de mangroves, dont jusqu'à 961 TP3T risquent de disparaître en raison de l'élévation du niveau de la mer (Blankespoor et al. 2014 ; Ward et al. 2016). » (1)                    
  • « La restauration et l'augmentation de la végétation côtière ont également le potentiel d'atténuer le changement climatique (Duarte et al. 2013). La réhabilitation des mangroves existantes a été menée dans le monde entier (Feng et al. 2014 ; Li et al. 2015 ; Nusantara et al. 2015 ; Zvonareva et al. 2015 ; Liu et al. 2016 ; Zabbey et Tanee 2016). (1)    
  • « …le reboisement des mangroves pourrait contribuer dans une certaine mesure à atténuer le changement climatique, car les sédiments peuvent fonctionner comme un puits de carbone pendant une longue période. En revanche, le défrichement des mangroves entraîne d’importantes pertes de carbone dans l’atmosphère (Grellier et al. 2017). » (7) 
• La biodiversité benthique joue un rôle majeur dans le succès du boisement des mangroves.
  • « La fonctionnalité et le succès des mangroves restaurées varient (Kairo et al. 2001 ; Bosire et al. 2008 ; Primavera et Esteban 2008), mais il a été démontré que les plantations ont des effets positifs sur les fonctions écologiques, même sur des sites pollués (Leung et Cheung 2017). .» (2)            
  • « Une grande partie de la diversité des forêts de mangrove est constituée de faune benthique qui vit sur ou dans les sédiments du fond (Saravanakumar et al. 2007 ; George et al. 2010 ; Zhou et al. 2015 ; Chen et al. 2017). Cette macrofaune benthique assure de nombreuses fonctions écologiques et joue un rôle important dans la connexion des producteurs primaires et des principaux carnivores ou prédateurs, en contribuant à la décomposition de la matière organique et au cycle des nutriments par le biais d'activités trophiques, en améliorant la porosité des sédiments et en créant des voies pour l'oxygène, les nutriments, l'eau, et d'autres éléments pour passer dans les sédiments (Kon et al. 2011 ; Pravinkumar et al. 2013). (2) 
• La seule différence observée entre les communautés de mangroves naturelles et boisées est l’abondance des crustacés.
  • «Pour les crustacés, il y avait un effet significatif du type de mangrove sur la richesse en espèces (p = 0,001), qui était plus faible dans les mangroves boisées que dans les mangroves naturelles (Fig. 4, 5, Tableau S2). La position a eu un effet significatif sur l’abondance des crustacés, qui était significativement plus faible au niveau de marée moyen… »     
  • « Il a été démontré qu’une inondation prolongée des mangroves au Brunei diminue l’abondance des crabes, les populations de crabes étant alors capables de se rétablir après le retour de l’inondation à un moment plus normal (Choy et Booth 1994). Cela peut aider à expliquer la répartition des crustacés dans notre étude, qui ont été trouvés en plus grande abondance dans les mangroves de niveau supérieur, c'est-à-dire celles avec la période d'inondation quotidienne la plus courte. (6) 
• La plantation de mangroves dans des zones où il n’y en avait pas auparavant (boisement) a été une réussite.
  • « Les mangroves reboisées avaient une salinité significativement plus élevée (p = 0,016) et un pH plus faible (0,032) que les mangroves naturelles (Tableau 3). Cependant, aucune différence significative n’a été trouvée dans le COT (p = 0,543), la teneur en sable (p = 0,274) ou la teneur en argile (p = 0,274) entre les mangroves naturelles et boisées (Tableaux 3, 4, Tableau S3). (4).    
  • "Cependant, notre analyse des mangroves naturelles et boisées dans la présente étude a révélé qu'avec suffisamment de temps, la plantation compensatoire de mangroves suite à un changement d'utilisation des terres sur des sites sans mangroves naturelles préalables pourrait être couronnée de succès en termes de conservation de la biodiversité dans les environnements extrêmes de l'Arabie. Golfe." (6)                 
  • « Ainsi, nos résultats sont conformes aux conclusions d’une étude précédente au Vietnam, où la richesse en espèces benthiques dans les mangroves a augmenté avec le temps depuis le reboisement initial sur la période de 2004 à 2013 (Zvonareva et al. 2015). » (6)
  • «…nos données suggèrent que la plantation compensatoire de mangroves dans des zones sans précédent naturel pourrait réussir à long terme à soutenir la biodiversité benthique et à contribuer à l'atténuation du changement climatique en augmentant le stockage du carbone total dans les sédiments sur une longue période.» (8)  
• Certains aspects inconnus du boisement émergent à mesure que ces projets se poursuivent.
  • "Cela contredit les résultats d'une étude précédente dans le Gujarat selon laquelle les sites situés les plus éloignés et les plus proches du bord de mer présentaient une densité de macrofaune plus élevée que les sites situés à moyenne distance (Saravanakumar et al. 2007)." (6)  
  • « Ces études soulignent le danger de tirer des conclusions sur les effets des mesures de conservation basées sur des réponses à court terme. Un manque de cohérence entre les réponses à court et à long terme a également été signalé pour d'autres communautés végétales (Alatalo et al. 2014). Les mangroves restaurées et reboisées ont besoin de temps pour mûrir (Alongi 2009 ; Salmo et al. 2017), et il est peu probable que les communautés benthiques atteignent les mêmes niveaux de biodiversité avant que cela ne se produise (Nagelkerken et al. 2008). (7)

Ouvrages cités:

Alatalo, JM, Little, CJ, Jagerbrand, AK, Molau, U. 2014. Hiérarchies de dominance,
 diversité et richesse spécifique des plantes vasculaires dans une prairie alpine : contraste court
 et les réponses à moyen terme au changement global simulé. Pair J 2 : e406.

Alongi, D. 2009. L'énergétique des forêts de mangrove. Springer Science & Affaires Médias,
 Berlin.

Al-Khayat, JA, Abdulla, MA, Alatalo, J., M. 2019. Diversité de la macrofaune benthique et
 paramètres physiques des sédiments dans les mangroves naturelles et dans les mangroves boisées
 trois décennies après les plantations compensatoires. Sciences aquatiques 81 : 1-11.

Blankespoor, B., Dasgupta, S., Laplante, B. 2014. Élévation du niveau de la mer et zones humides côtières. Ambiance
 43: 996-1005.

Bosire, JO, Dahdouh-Guebas, F., Walton, M. 2008. Fonctionnalité des mangroves restaurées : une
 revoir. Botanique aquatique 89 : 251-259.

Chen, X., Cai, L., Zhou, X. et Rao, Y.. 2017. Variation géographique de la densité et de la biomasse des oligochètes dans les zones humides de mangroves subtropicales de Chine. Journal de l'Université océanique de Chine 16 : 925-931.

Duarte, C., M., Losada, IJ, Hendriks, I., E. 2013. Le rôle des communautés végétales côtières pour
 l’atténuation et l’adaptation au changement climatique. Nature Changement climatique 3 : 961.

Feng, J., Guo, J., Huang, G. 2014. Changements dans la structure communautaire et le régime alimentaire des espèces benthiques.
 macrofaune dans les zones humides envahissantes de Spartina alterniflora après restauration avec des espèces indigènes
 mangroves. Zones humides 34 : 673-683.

George, AD, Abowei, JF, Alfred-Ockiya, JF 2010. La répartition, l'abondance et
saisonnalité des macro-invertébrés benthiques dans les sédiments du ruisseau Okpoka, delta du Niger,
 Nigeria. Journal de recherche en sciences appliquées, ingénierie et technologie 2 : 11-18.

Grellier, S., Janeau, JL., Hoai, N., D. 2017. Modifications des caractéristiques du sol et de la dynamique du C après
 défrichement des mangroves (Vietnam). Science de l'environnement total 593 : 654-663.

Kairo, JG, Dahdouh-Guebas, F., Bosire, J., Koedam, N. 2001. Restauration et gestion des systèmes de mangroves – une leçon pour et de la région de l'Afrique de l'Est. Journal sud-africain de botanique 67 : 383-389.

Kon, K., Kurokura, H., Tongnunui, P. 2011. Influence d'un microhabitat sur la structuration du
 communauté de macrofaune benthique dans une forêt de mangrove. Hydrobiologie 671 : 205.

Leung, JY et KN Hceung. 2017. La plantation de mangroves peut-elle améliorer la diversité fonctionnelle de la communauté macrobenthique dans les mangroves polluées ? Bulletin sur la pollution marine 116 : 454-461.

Li, W., Cu, L., Zhang, M. 2015. Effet de la restauration des mangroves sur la densité des terriers de crabes dans
 Estuaire du Luoyangjiang, Chine. Écosystèmes forestiers 2 : 1-9.

Liu, Z., Cui, B., He, G. 2016. Changements de paradigmes dans la restauration côtière : les leçons de six décennies
 de Chine. Science de l'environnement total 566 : 205-214.

Nagelkerken, I., Blaber, SJ, Bouillon, S. 2008. La fonction habitat des mangroves pour
faune terrestre et marine : une revue. Botanique aquatique 89 : 155-185.

Nusantara, MA, M. Hutomo et H. Purnama. 2015. Évaluation et planification des programmes de restauration des mangroves dans le village de Sedari du district de Kerawang, Java Ouest : contribution des programmes de développement côtier PHE-ONWJ. Procedia Sciences de l'environnement 23 : 207-214.

Pravinkumar, M., Murugesan, P. et RK Prakash. 2013. Biodiversité benthique dans les mangroves de Pichavaram, côte sud-est de l'Inde. Journal d'océanographie et des sciences marines 4 : 1-11.

Primavera, JH et JM Esteban. 2008. Une revue de la réhabilitation des mangroves aux Philippines : succès, échecs et perspectives d'avenir. Écologie et gestion des zones humides 16 : 345-358.

Salmo, SG, Tibbetts, I., Duke, N., C. 2017. Colonisation et déplacement des assemblages de mollusques comme indicateur de restauration dans les mangroves plantées aux Philippines. Conservation de la biodiversité 26 : 865-881.

Saravanakumar, A., Serebiah, JS, Thivakaran, GA, Rajkumar, M. 2007. Assemblage de macrofaune benthique dans les mangroves de la zone aride du golfe de Kachchh-Gujarat. Journal de l'Université océanique de Chine 6 : 303-309.

Ward, RD, Friess, DA, Day, RH, MacKenzie, RA 2016. Impacts du changement climatique sur les écosystèmes de mangrove : un aperçu région par région. Santé et durabilité des écosystèmes 2.

Zabbey, N. et FB Tanee. 2016. Évaluation des essais de restauration asymétrique des mangroves dans le pays Ogonil, delta du Niger, Nigéria : leçons pour les inventions futures. Restauration écologique 34 : 245-257.

Zhou, X., Cai, L., Fu, S. 2015. Comparaison de l'abondance de la méiofaune dans deux zones humides de mangrove
 dans la baie de Tong'an, Xiamen, Chine. Journal de l'Université océanique de Chine 14 : 816-822.

Zvonareva, S., Kantor, Y. Li X., Britayev, T. 2015. Surveillance à long terme des gastropodes
 (Mollusques) dans les mangroves plantées du centre du Vietnam. Études zoologiques 54 : 1.