Vulnérabilité des communautés de poissons coralliens aux pressions humaines et importance des sites références pour l'évaluation des outils de conservation

Coral reef communities vulnerability to human pressures and significance of baselines for

• Auteur / Autrice : Stéphanie D'agata
• Direction : David Mouillot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecosystèmes et sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 26/01/2015
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecosystèmes lagunaires (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Mouillot, Isabelle M. Cöté, Paolo Guidetti, Laurent Vigliola, Vincent Devictor, Gaël Grenouillet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle M. Cöté, Paolo Guidetti

Mots clés

Mots clés contrôlés

Poissons des récifs

Modèles écologiques

Biodiversité -- Conservation des ressources

Parcs marins

Environnement -- Études d'impact

Écologie des récifs coralliens

Mots clés libres

Récifs coralliens

Pêche artisanale

Conservation

Biogéographie

Modélisation

État pristine

Coral reef

Artisanal fishery

Conservation

Biogeography

Modelling

Pristine state

Résumé

Au-delà de la perte de richesse spécifique, les activités humaines entraînent probablement la diminution de la diversité phylogénétique et fonctionnelle portée par les espèces dans les communautés. Comprendre les effets des activités humaines sur l'ensemble des facettes de la biodiversité liées au fonctionnement des écosystèmes et évaluer les outils de conservation de ces facettes restent des enjeux majeurs de l'écologie notamment en milieu marin. Les objectifs de la thèse sont donc i) d'évaluer les impacts humains sur la diversité des lignées phylogénétiques et des fonctions au sein des communautés de poissons coralliens indépendamment des facteurs environnementaux naturels, ii) d'évaluer la capacité des aires marines protégées à conserver efficacement ces facettes et à produire des valeurs de références pour la gestion des écosystèmes et iii) de mesurer la vulnérabilité fonctionnelle intrinsèque, sans pression humaine, des communautés de poissons. Pour cela nous avons dû échantillonner des sites très isolés des populations humaines à travers l'Indo-pacifique et nous avons utilisé des modèles permettant de prendre en compte les effets de seuil et les interactions pour extraire les effets ‘purs' liés à l'homme. Dans un premier temps, nous montrons, à l'échelle du Pacifique sud-ouest, que le nombre d'espèces des poissons perroquets diminue linéairement mais uniquement de 12% le long d'un gradient d'impact humain alors que les diversités phylogénétiques et fonctionnelles diminuent de 36% et de 47%, respectivement, avec de forts effets de seuil. Dans un deuxième temps, en considérant un gradient d'impact humain et une large gamme d'aires marines protégées (AMPs) en Nouvelle-Calédonie, nous démontrons que les sites très isolés des activités humaines (>20 heures de temps de trajet depuis Nouméa la capitale régionale) possèdent des communautés de poissons avec une plus forte diversité fonctionnelle et biomasses de prédateurs apicaux que la plus grande et plus ancienne AMP intégrale. Finalement, en considérant quatre sites isolés des activités humaines à travers l'Indo-Pacifique, nous avons révélé que la diversité des fonctions portées par les poissons est très vulnérable, 60% n'étant portées que par une espèce, même sans impact humain. Nos travaux montrent la très forte vulnérabilité aux activités humaines des facettes fonctionnelles et phylogénétiques de la biodiversité, avec un manque de capacité des AMPs à restaurer l'ensemble des rôles fonctionnels des poissons et une redondance très limitée pour ces fonctions même dans les sites les plus isolés.

Beyond species loss, human activity may cause the decrease of phylogenetic and functional diversity carried by species. One of the major issue, particularly in marine ecology, is to understand the effects of human activities on all aspects biodiversity related to ecosystem functioning and assess conservation tools.The objectives of the thesis are i) to assess human impacts on the diversity of phylogenetic lineages and functions within the coral reef fish communities regardless of natural environmental factors, ii) to evaluate the ability of marine protected areas to conserve these facets efficiently and produce baselines values for ecosystem management and iii) to measure the intrinsic functional vulnerability, without human pressure, of fish communities. For this we had sampled very remote sites across the Indo-Pacific and we used statistical tools that take into account thresholds effects and interactions to extract the marginal effect of human activities.First, we show that across the South West Pacific, parrotfish species richness decreases linearly but only of 12% along a gradient of human impact while the phylogenetic and functional diversity decrease of 36% and 47%, respectively, with strong threshold effects. Secondly, considering the human impact gradient and a wide range of marine protected areas (MPAs) in New Caledonia, we demonstrate that very remote sites from human activities (> 20 hours of travel time from Noumea, the regional capital) have greater fish functional diversity and biomass of apex predators than the largest and oldest MPA.Finally, considering four remote sites across the Indo-Pacific, we have found that the diversity of functions carried by fish communities is very vulnerable, showing that 60% of functions were only worn by one species, even without human impact. Our work shows that the functional and phylogenetic aspects of biodiversity are highly vulnerable to human activities, with a lack of ability of MPAs to restore all of the functional roles of fish and a very limited redundancy for these functions even in the most isolated locations