Dynamique spatiale des mangroves de Guyane entre 1950 et 2014 : forçage atmosphérique et conséquence pour le stock de carbone côtier

Spatial dynamic of french guianese mangroves between 1950 and 2014 : atmospheric forcing and consequences for coastal carbon store

• Auteur / Autrice : Romain Walcker
• Direction : François Fromard, Edward Anthony
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie fonctionnelle
• Date : Soutenance le 14/12/2015
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’univers, de l’environnement et de l’espace (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Écologie fonctionnelle et environnement (Toulouse ; 2007-2023)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Climat maritime

Carbone

Guyane

Écologie des mangroves

Mots clés libres

Mangrove

Carbone

Oscillation Nord Atlantique

Vagues

Bancs de vase

Guyane

Mangrove

Carbon

North Atlantic Oscillation

Ocean waves

Mud banks

French Guiana

Résumé

La mangrove de Guyane est caractérisée par un dynamisme spatial exceptionnel. Ce caractère découle de processus hydro-sédimentaires côtiers très intenses. Les objectifs de la thèse ont été de : (1) quantifier la dynamique spatiale de l'écosystème mangrove à l'échelle régionale et multi-décennale par l'analyse de données d'archives issues de la télédétection ; (2) tester l'hypothèse selon laquelle le climat océanique serait à l'origine de cette dynamique en évaluant les corrélations avec des séries temporelles de données atmosphériques et d'états de surface de l'océan ; (3) quantifier les conséquences de cette dynamique spatiale sur le stockage du carbone en mangrove. Les résultats ont montré qu'environ 15 000 ha de mangrove fluctuent à l'échelle multi-décennale en opposition avec les phases de l'Oscillation Nord Atlantique (NAO), principal mode de variabilité atmosphérique en Atlantique Nord. Le lien est opéré par l'intermédiaire des vagues océaniques dont l'énergie est modulée par les phases de la NAO. L'étude suggère que la diminution des surfaces de mangrove est la conséquence de périodes où les vagues sont puissantes (phase NAO+), ce qui favorise l'érosion côtière, la remise en suspension des sédiments et leur transport le long de la côte. Au contraire, les périodes où les vagues sont faibles (phase NAO-) favorisent le dépôt des sédiments, ce qui est à l'origine de l'expansion des surfaces de mangrove. Les résultats montrent que l'alternance entre des périodes d'expansion et de retrait génère une mosaïque d'âges de mangrove qui détermine la capacité de stockage du carbone par l'écosystème. A partir de ce dernier résultat, l'étude suggère qu'au cours du temps la mangrove puisse alternativement passer d'une fonction de puis à celle de source de carbone pour l'océan côtier et l'atmosphère.

Mangroves in French Guiana are characterized by their spatial dynamism. This specificity is the result of intense coastal sedimentary processes. The goals of this study are to: (1) quantify mangrove spatial dynamics on a regional level and a multi-decadal timescale using archives of remote sensing images; (2) test the hypothesis of the role played by the atmosphere using correlations with time series of atmospheric and ocean surface reanalysis datasets; (3) quantify consequence of this spatial dynamism on coastal carbon storage. Results showed that approximatively 15 000 ha of mangroves fluctuate on a multi-decadal timescale in opposition to the North Atlantic Oscillation (NAO) phases, the main mode of atmospheric multi-decadal variability in the North Atlantic. This relation is operated by ocean waves whose energy is modulated by NAO phases. The study suggests that, on the one hand, decrease of mangrove surface areas is due to periods of high wave energy (NAO+) which favour coastal erosion and mangrove retreat, sediment resuspension and transport. On the other hand, the study suggests that periods of low wave energy (NAO-) favour sediment deposition on the coast and is at the origin of mangrove surface area expansion. Results also showed that alternation between phases of retreat and expansion generates the demographic structure of mangrove ages, which determines the mangrove carbon storage capacity. The study finally suggests that through time mangrove can switch from a source to a sink of carbon, and vice and versa, for the ocean and the atmosphere.