Effets des Aires Marines Protégées sur la structure, la régulation et le potentiel de récupération des assemblages coralliens de Madagascar

Effects of Marine Protected Areas on the structure, regulation and recovery potential of coral assemblages in Madagascar

• Auteur / Autrice : Mahery Randrianarivo
• Direction : Mehdi Adjeroud, Gildas Todinanahary
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine - Océanologie appliquée
• Date : Soutenance le 10/03/2023
• Etablissement(s) : La Réunion en cotutelle avec Institut halieutique et des sciences marines (Tuléar, Madagascar)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion ; 2010-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie marine tropicale des océans Pacifique et Indien (Saint Denis, La Réunion)
• Jury : Président / Présidente : Pascale Chabanet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Karine Pothin, Thierry Lavitra, Lucie Penin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Tarik Meziane, David O. Obura

Mots clés

Mots clés contrôlés

Conservation des ressources halieutiques

Assemblage des communautés (écologie)

Parcs marins

Distribution géographique

Scléractiniaires

Madagascar

Récifs coralliens

Mots clés libres

Récifs coralliens

Coraux scléractiniaires

Structure des communautés

Régulation des populations

Potentiel de récupération

AMP - Madagascar

Coral reefs

Scleractinian corals

Community structure

Population regulation

Recovery potential

MPA - Madagascar

Résumé

Les récifs coralliens de Madagascar ont été impactés par de nombreuses perturbations, et des Aires Marines Protégées (AMPs) ont été mises en place pour limiter ce déclin. L’étude de ces récifs a débuté dans les années 1960, mais la plupart des travaux ont concerné l’échelle locale et ont été réalisées avec des méthodologies différentes. Par ailleurs, les capacités de résilience restent peu documentées à Madagascar. Si l’effet positif des AMPs sur les pêcheries côtières a pu être mis en évidence, celui sur les coraux n’a pas été abordé. Dans ce contexte, cette thèse a eu pour objectif d’examiner l’effet des AMPs sur la structure spatiale, les processus de régulation et le potentiel de récupération des assemblages coralliens de Madagascar. Au total, 18 stations d’étude ont été réparties dans 3 régions : Masoala au nord-est, Nosy-Be au nord-ouest et Salary Nord au sud-ouest. À chaque région, 3 stations ont été mises en place dans des zones pêchées et 3 dans des zones non pêchées. Trois transect-couloirs de 10 m2 ont été prospectés à chaque station entre mars et octobre 2020, pour déterminer la composition taxonomique, la richesse générique, l’indice de diversité de Shannon, et l’abondance des colonies adultes et juvéniles. Le recouvrement en corail, en macroalgues, turf et algues calcaires encroûtantes, a été estimé à l’aide de 3 transects de 10 m de long. Le recouvrement en algues, la biomasse des poissons herbivores (quantifiée dans des transect-couloirs de 250 m²), la rugosité du substrat (estimée visuellement en 5 catégories), le niveau de protection (zones pêchées vs. AMPs), et la localisation géographique ont été retenus comme variables explicatives de la structure des assemblages coralliens. Un Indice de Récupération (RI) a été calculé avec la méthode TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution), avec les données sur les coraux, algues et herbivores, et les stress thermiques. Une forte hétérogénéité des descripteurs coralliens a été mise en évidence aux échelles locale et/ou régionale. À Masoala, des abondances élevées, notamment des taxa tolérants aux stress et compétitifs, comme Acropora et Pocillopora, ont été enregistrées. Salary Nord est caractérisée par des abondances plus faibles, notamment des taxa compétitifs. À Nosy-Be, une forte diversité, abondance et couverture corallienne a été enregistrée. Des modèles linéaires généralisés ont montré que la structure spatiale était influencée par les herbivores, la rugosité, et la couverture en algues calcaires encroûtantes. Les résultats montrent un effet positif des AMPs sur tous les descripteurs à l’exception de la composition taxonomique. Pour la plupart des genres dominants, la variation spatiale de la densité des juvéniles et adultes est positivement corrélée, ce qui suggère la prépondérance d’un modèle de type « limitation par le recrutement ». À l’exception de Porites, la variation spatiale des juvéniles n’est pas influencée par les AMPs, alors qu’un tel effet a été mis en évidence pour les adultes d’Acropora, Montipora, Seriatopora et Porites. Une forte variation du RI a été observée, avec un potentiel de récupération plus élevé à Masoala, probablement en lien avec des anomalies de températures moins fréquentes dans cette région. L’effet positif des AMPs sur le RI n’a été observé qu’à Nosy-Be, où la mise en réserve est la plus ancienne (1966) et les mesures de contrôle plus efficaces qu’aux autres AMPs. Ces résultats plaident pour un renforcement des mesures de conservation, avec des actions focalisées sur le recrutement et les capacités de récupération des assemblages coralliens. Le contrôle de l’application des mesures est un aspect important, et la mise en place d’Aires Marines Gérées Localement paraît être une solution bien adaptée. Ce travail représente une base de référence solide pour suivre l’évolution des récifs de Madagascar, et pour aider les gestionnaires dans leur prise de décision pour leur conservation.

Coral reefs of Madagascar have been impacted by numerous disturbances, and Marine Protected Areas (MPAs) have been established to limit this decline. Studies of Madagascar's reefs began in the 1960s, but most of the work has been done at the local scale and with different methodologies. Furthermore, resilience capacities remain largely undocumented in Madagascar. While the positive effect of MPAs on coastal fisheries has been demonstrated, the effect on corals has not been rigorously addressed. In this context, the main objective of this Thesis was to examine the effect of MPAs on the spatial structure, regulation processes and recovery potential of coral assemblages in Madagascar. A total of 18 study stations were distributed in 3 regions: Masoala in the northeast, Nosy-Be in the northwest and Salary Nord in the southwest. In each region, 3 stations were established in fished areas and three in unfished areas of MPAs. Three 10 m2 belt-transects were surveyed at each station between March and October 2020, to determine taxonomic composition, generic richness, Shannon diversity index, and abundance of adult and juvenile corals. The percent cover of corals, macroalgae, turf and crustose coralline algae (CCA) was estimated using three 10 m line transects. Cover of algae, herbivorous fish biomass (quantified using 250 m² belt-transects), substrate rugosity (visual assessment with 5 categories), fishing protection level, and geographic location were selected as explanatory variables of the structure of coral assemblages. Data on corals, algae and herbivorous fishes, coupled with those on thermal stress, allowed the calculation of a Recovery Index (RI) using the TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution) method. The results showed a strong heterogeneity of all coral descriptors, at local and/or regional scales. At Masoala, high abundances, especially of stress-tolerant and competitive taxa, such as Acropora and Pocillopora, were recorded. Salary Nord was characterized by lower abundances, especially of competitive taxa. At Nosy-Be, a high diversity, abundance and coral cover was recorded. Generalized linear mixed effects models showed that this spatial structure was mainly influenced by herbivorous fishes, rugosity, and CCA cover. A positive effect of MPAs was also recorded for all descriptors except taxonomic composition. For most dominant genera, spatial variation of juveniles and adults was positively correlated, suggesting a "recruitment-limitation" model, though other taxa seem to be regulated by post-settlement events instead. Except for Porites, variation in juvenile density was not influenced by MPAs, whereas such an effect was found for adults of Acropora, Montipora, Seriatopora and Porites. A strong variation in RI was observed at local and regional scales, with a higher recovery potential in Masoala, probably related to less frequent temperature anomalies in this region. A positive effect of MPAs on RI was recorded in Nosy-Be, which harbors the oldest unfished areas of Madagascar (since 1966), and where control measures are more effective compared to other regions. Our results plead for a reinforcement of conservation measures, with actions focused on the protection during coral recruitment processes and on the recovery capacities. Important aspects include enforcement and the establishment of locally managed marine areas (LMMAs), which have proven effective in managing fisheries resources and appear to be a well-suited conservation action in Madagascar. This work represents a solid baseline to assist researchers and managers in monitoring the evolution of coral assemblages and making effective conservation decisions for Madagascar's coral reefs.