Le pouvoir des trois : les récifs coralliens, les herbiers marins et les mangroves protègent les régions côtières et augmentent leur résilience

Numéro d'étude

102

Auteur

Greg Guannell, Katie Arkema, Peter Ruggiero, Gregory Verutes

Abstrait

Les habitats naturels ont la capacité de protéger les communautés côtières contre les impacts des
vagues et tempêtes, mais on ne sait pas exactement comment les différents habitats se complètent pour réduire
ces impacts. Ici, nous étudions les services de protection côtière individuels et combinés
fourni par les coraux vivants des récifs, des herbiers marins et des forêts de mangroves, en dehors des tempêtes et dans des conditions de tempête, ainsi que dans les conditions actuelles et futures du niveau de la mer. À l’aide de profils idéalisés de récifs frangeants et de récifs-barrières, nous quantifions les services fournis par ces habitats à l’aide de diverses mesures d’inondation et d’érosion. Nous constatons que, ensemble, les coraux vivants, les herbiers marins et les mangroves fournissent plus de services de protection que n’importe quel habitat individuel ou que n’importe quelle combinaison de deux habitats. Plus précisément, nous constatons que, même si les mangroves sont les plus efficaces pour protéger la côte en dehors des tempêtes et des tempêtes, les coraux vivants et les herbiers marins atténuent également l'impact des vagues et des tempêtes, réduisant ainsi davantage la vulnérabilité des régions côtières. De plus, outre les différences structurelles, la quantité de services fournis par les habitats dans notre analyse dépend fortement du contexte géomorphique, de l'emplacement de l'habitat et des conditions de forçage : les coraux vivants dans le profil du récif frangeant fournissent plus de services de protection que les herbiers marins ; les herbiers marins du profil de la barrière de corail fournissent plus de services de protection que les coraux vivants ; et les herbiers marins, dans nos simulations, peuvent même compenser la dégradation à long terme de la barrière de corail. Les résultats de cette étude démontrent l'importance d'adopter des approches intégrées et adaptées au lieu lors de la quantification et de la gestion des services de protection côtière fournis par les écosystèmes.

Principaux résultats et conclusions

• Il est plus efficace d’utiliser plus d’un type d’habitat côtier comme protection contre les conditions autres que les tempêtes et les tempêtes plutôt qu’un seul type d’habitat.
  • « …une approche de la protection côtière axée sur un seul habitat néglige la possibilité que des systèmes naturels structurellement différents sur un paysage marin puissent fournir ensemble des niveaux plus élevés de services de protection en modérant progressivement les impacts des processus hydrodynamiques… » (2)
• Les récifs coralliens assurent indépendamment une protection contre les vagues en dehors des tempêtes.
  • « … les récifs vivants fournissent le même degré d’atténuation des vagues dans les scénarios actuels et futurs (Fig. 4, Tableau 3). En revanche, les récifs morts dans les conditions actuelles deviennent nus et lisses à l’avenir, et la hauteur des vagues maximales et moyennes transmises au large est multipliée par cinq pour atteindre respectivement 0,90 et 0,81 m. (9)
  • « Dans les conditions actuelles du niveau de la mer, si les coraux de la barrière de corail sont morts, les vagues près du rivage sont de 0,19 m en moyenne, soit 351 TP3T de plus que les valeurs de hauteur des vagues près du rivage obtenues si les coraux sur le récif étaient vivants. » (dix)
  • « Et à mesure que le niveau de la mer s’élève, les impacts à distance de la dégradation des récifs coralliens sont encore plus prononcés [83] : les vagues proches du littoral et les contraintes de cisaillement du fond dans un futur profil de récif-barrière mort et nu sont, en moyenne, respectivement 3,5 et 13 fois plus élevées que celles des récifs coralliens. ce qui aurait été observé si le récif était encore vivant. (dix)
• Les récifs coralliens et les herbiers marins offrent ensemble une meilleure protection en dehors des tempêtes.
  • « Dans les profils de barrière et de récif frangeant, une fois que les vagues traversent le récif, elles se rencontrent et se propagent à travers les herbiers marins qui atténuent davantage les vagues entrantes, ce qui entraîne des hauteurs de vagues et des contraintes de fond plus faibles près du rivage que les scénarios sans habitat vivant et avec uniquement des coraux. » (11)
  • « Dans le lagon de la barrière de corail, les herbiers marins réduisent les vagues moyennes non-tempêtes dans le littoral à 0,07 m, soit la moitié de la hauteur moyenne des vagues du scénario de corail uniquement… » (11)
  • « Même sans coraux vivants sur les deux récifs, les herbiers marins réduisent toujours les vagues et les contraintes de cisaillement du fond près du rivage de plus de 601 TP3T à 0,07 m et 0,06 N/m2, contre 0,19 m et 0,48 N/m2 avec un récif mort et sans herbiers… » ( 11)
  • "Ces résultats indiquent qu'ensemble, les coraux vivants et les herbiers marins offrent plus d'avantages en matière de protection dans le profil de la barrière de corail que n'importe lequel de ces habitats seul." (11)
  • « Lorsqu'ils fonctionnent ensemble, ils réduisent la hauteur des vagues près du littoral de près de 401 TP3T (0,13 m contre 0,22 m, Fig 6A) et la contrainte de cisaillement du fond de plus de 601 TP3T (0,26 N/m2 contre 0,7 N/m2… » (12)
• Les récifs coralliens, les herbiers marins et les mangroves offrent ensemble une protection en dehors des tempêtes.
  • « Dans les deux profils de récifs, les mangroves atténuent toutes les vagues non tempêtes d'environ 701 TP3T de la hauteur des vagues près du littoral, à seulement 2 à 3 cm, quelle que soit la présence de coraux ou d'herbiers marins au large… » (13)
  • « Dans le profil de la barrière de corail, en l'absence de tout habitat vivant, les vagues proches du rivage à la lisière de la forêt submergée ont en moyenne 0,1 m de haut (Fig. 7B, « Aucun habitat vivant »), ce qui donne environ 0,6 m3. /m de boue extraite de la forêt submergée (Fig. 7D, « Aucun habitat vivant »). En présence de coraux vivants et d'herbiers marins, la hauteur moyenne des vagues à la lisière de la forêt submergée et les volumes d'affouillement de boue dans la forêt diminuent à 0,05 m et 0,0 m3/m.
• Les mangroves fournissent à elles seules la plus grande protection contre les tempêtes.
  • « En examinant le rôle des différents habitats, nous constatons que dans les deux profils, les mangroves à elles seules réduisent systématiquement les niveaux d'inondation et les volumes d'affouillement des lits de boue, tandis que les coraux vivants et les herbiers marins jouent un rôle relativement mineur… » (14)
  • « ... les mangroves à elles seules diminuent le niveau d'inondation à la limite terrestre du lit de boue de plus de 351 TP3T (2,22 m jusqu'à 1,48 m dans la barrière de corail et 0,86 m à 0,48 m dans le récif frangeant). » (14)