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K. K. Hammerstrom, W. J. Kenworthy, P. E. Whitfield, M. F. Merello

Camilo AriasMorgane Didry

Centre d’Océanologie de Marseille Université de la Méditerranee Aix-Marseille II

Dynamiques de réponse et de rétablissement des herbiers à Thalassia testudinum et Syringodium filiforme et des “macroalgues” dans une expérience de perturbations occasionnées par un bateau à moteur

“Response and recovery dynamics of seagrasses Thalassia testudinum and

Syringodium filiforme and macroalgae in experimental motor vessel

disturbances”

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Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

• Banc de corail Porites sp.• Thalassia testudinum• Syringodium filiforme • “Macroalgues”• Substrat : sable, roches dénudées• Espèces de faible profondeur : 10-15 cm en marée basse 1-1,5 m en marée haute• Température de l‘eau : 9-23 C° en hiver 28-34 C° en été

L‘ écosystème

“Macroalgues” Rhodobiontes, Chlorobiontes ou Chromobiontes ?

Magnoliophytes

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Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

Thalassia testudinium Syringodium filiforme

http://www.junglekey.frhttp://ian.umces.edu

4

Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

• Une influence anthropogénique bateaux à moteur et voiliers • Les endommagements créés par les ancres, les hélices et la coque

des bateaux cicatrices

Disturbance

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Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

• Détérioration de la matrice des rhizomes• Ablation du sédiment• Milieu stérile et sans végetation Destruction mécanique de l‘habitat

Les conséquences

Effets secondaires :

Erosion induite par le vent, les ondes et les courants Plus sensible aux ouragans

6

www.seagrasswatch.org

Florida Keys National Marine Sanctuary

7

Zone d’étude

Florida Keys National Marine Sanctuary

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Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

Evaluer l‘impact (destructif) induit par des helices de bateau à travers deux expériences de simulation :

1. Expérience d‘excavation

2. Expérience de remplissage

Le but

1) La profondeur d’excavation affecte-t-elle le taux de rétablissement de la macrophyte ?

2) Le remplissage affecte-t-il le taux de rétablissement de la macrophyte ?

Questions

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Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

Méthodologie

• 20 parcelles de terrain :

• 4 traitements : - contrôle (pas de perturbation du sédiment) - 10 cm - 20 cm - 40 cm

• 8 dates de surveillance :

(Excavation des sédiments et de la biomasse présente sur et sous le sol)

2000 2001 2002 2003 2005

Septembre(Démarrage)

Janvier JanvierMai AvrilMai

MaiSeptembre

10

A : 1200 m2

Parcelles

50x150 cmSeries de 4x5Distance entre parcelles : 2-10 m

Les 4 traitements ont été assignés aléatoirement dans chaque rangée.

Contrôle

10 cm

20 cm

40 cm

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Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

Collecte et analyse des données

• Nombre de rhizomes• Couverture de macroalgues • Profondeur de la cicatrice Mai 01 Août 02

Tests statistiques : - ANOVA - Kruskall-Wallis - Tukey

Mai 01 Août 02 Mai 03 Avril 05

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Jun-00 Jun-01 Jun-02 Jun-03 Jun-04 Jun-0505

1015202530354045Thalassia testudinum

Contrôle

10 cm

20 cm

40 cm

Nom

bre

de p

ouss

es

(0,0

625

m2)

Jun-00 Jun-01 Jun-02 Jun-03 Jun-04 Jun-050

20

40

60

80

100

120

Syringodium filiforme

Contrôle10 cm20 cm40 cm

Nom

bre

de p

ouss

es

(0,0

625

m2)

Résultats Modèles de rétablissement différents

Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

Excavations > 10 cm : effets significatifs sur le nombre de rhizomes des deux macrophytes : -Inférieur pour Thalassia- supérieur pour Syringodium

La réduction du nombre de rhizomes dure au maximum 2 ans. Pour Thalassia testudinum, alors qu’elle dure 5 ans pour Syringodium filiforme.

13

Jun-00

Sep-00

Dec-00

Mar-0

1

Jun-01

Sep-01

Dec-01

Mar-0

2

Jun-02

Sep-02

Dec-02

Mar-0

3

Jun-03

Sep-03

Dec-03

Mar-0

4

Jun-04

Sep-04

Dec-04

Mar-0

5

Jun-050

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4Macroalgues totales

Contrôle10 cm20 cm40 cm

Vale

ur B

raun

-Bla

nque

t

Comme pour les rhizomes, la couverture de macroalgues est réduite dans les excavations les plus profondes.Mais les impacts persistent ici pendant 5 ans.Recouvrement au même taux que Thalassia testudinum. Modèle saisonnier ?

Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

Pic du à de nombreuses macrophytes en dérive qui se sont accrochées aux parcelles.

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Jun-00 Nov-00 Apr-01 Sep-01 Feb-02 Jul-02 Dec-02 May-03

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Profondeur d’excavation

Contrôle10 cm20 cm40 cm

Prof

onde

ur (c

m)

Mai 01 : Profondeurs significativement différentes entre « contrôle/10cm/20cm » et 40cm

Aout 02 : Aucune différence entre chaque parcelle

Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

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Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

Discussion

• Thalassia testudinum : - caractéristiques morphologiques - croissance végétative (Olesen, 2004) - architecture du rhizome - profondeur critique entre 10 et 20cm

• Syringodium filiforme : - avantage compétitif à court terme - réponse de surcompensation (Williams, 1987) - exposition à la lumière - moins de compétition pour l’espace

• « Macroalgues » : facilitent la recolonisation d’herbiers à Thalassia testudinum sur substrats dénudés et stabilisent le substrat (Whitfield, 2002) corrélation entre les lents recouvrements dans les excavations les plus profondes.

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Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

2000 2001 2002 2003 2005

Septembre(Démarrage)

Janvier JanvierMai AvrilMai Mai

Septembre Août

1. Contrôle (Pas de perturbation du sediment) 2. Remplissage Roche calcaire (~0.6 cm de diamètre)3. Sans remplissage

6 Replicats par traitement (n=18)

À 25 m de l’expérience d’excavation.

Méthodologie

Cicatrices de propulseur simulées (Profondeur : 30 cm)

Roche nativeStablilise la surface du sédiment

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A : 300 m2

Parcelles

50x150 cmSeries de 3x6Distance entre parcelles : 2-3 m

Distribution AléatoireRemplissageSans remplissageContrôle

Mesures

Densité de Rhizomes (short-shoot) de chaque espèce d’herbier Couverture des “macroalgues” Profondeur d’excavation

18

Résultats

Thalassia testudinum

Syringodium filiforme

2005 Densités les plus elevées Remplie : 319.0 shoots m2

Pas remplie : 318.1 shoots m2

Contrôle : 295 shoots m2

Dominance de pas remplie par rapport à remplie

Expérience d’excavation à 20 et 40 cm

Remplie ~ Pas remplie

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MacroalguesCouverture: pas de forte variation

Expérience d’excavation

Le materiau de remplissage semble avoir un effet inhibiteur pendant les premières années.

Pas remplie

Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

Dominance de remplie depuis la troisième année

Expériences d’excavation les plus profondes (40 cm)

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Profondeur

Sans remplissage : diminution de 27.6 cm à 12.2 cm (2000)

L’expérience de remplissage n’a jamais montré de différence significative avec le contrôle.

Pas d’érosion par flux d’eau ou compression par poids.

Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

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Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

Analyse

Influence sur la réponse de rétablissement des herbiers

Effet (-) sur S. filirome

Effet (+) sur T.testudinum Une meilleure réponse en réalité

Substrat pas très triche en nutrimentsInhibition mécanique par la grosseur de la roche

Haut degré d’intégration clonale et moins de dépendance des nutriments du substrat.

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Thalassia testudinum est plus sensible à la perturbation de profondeur que Syringodium filiforme.

L’utilisation de roche calcaire n’inhibe pas la récupération de l’espèce climax Thalassia testudinum dans les perturbations expérimentales.

Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

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Introduction Expérience d’excavation Expérience de remplissage Conclusions

• L‘architecture des herbiers et leurs stratégies d‘accroissement ne leur permet pas de pousser assez profond dans le sédiment fauché.

• Les disturbances plus profondes abiment les rhizomes.• Les effets de la disturbance persistent et la structure des communautés ne

retourne pas à un état non perturbé, ce qui affecte le fonctionnement de l‘écosystème.

• Encore des études à réaliser :

La restauration

MacroalguesPas de données en 2004Utilisation de l’abréviation “Yr” pour year (année)

Critiques

Retour à court terme du fonctionnement de l’écosystème

Résilience à long terme du système pour résister aux futures perturbations

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Bibliographie

• Clinton J. Dawes, John Andorfer (1997) Regrowth of the seagrass Thalassia testudinum propeller Aquatic Botany 59 139-155

• Williams SL (1987) Competition between the seagrasses Thalassia testudinum and Syringodium filiforme in a Caribbean lagoon. Mar Ecol Prog Ser 35 : 91–98

• www.albamar.net

• Seagrass-Watch monitoring program www.seagrasswatch.org

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MERCI DE VOTRE ATTENTION

Musée sous-marin de Cancún (absolutcaribe.com)