Les récifs coralliens offrent à de nombreux poissons tropicaux un lieu de refuge incrusté de couleurs vives - un répit contre les pressions intenses de la mer - offrant une opportunité de protection, la nutrition et même la reproduction. À la merci d'un océan qui se réchauffe en raison du changement climatique, les récifs connaissent des épisodes de blanchissement des coraux plus fréquents et plus dommageables, laissant les poissons (et autres habitants de l'océan) avec des logements stériles dans des zones autrefois mûres avec la vie.

Recherche publiée cette semaine dans La télédétection en écologie et conservation utilise une nouvelle approche consistant à combiner des modèles de paysages marins de télédétection bidimensionnels et tridimensionnels pour identifier plus précisément la structure complexe du récif, et les populations de poissons qui y vivent. La création de méthodes spatiales rentables et précises pour identifier les « points chauds » côtiers est une étape essentielle dans la création de plans de gestion efficaces pour la protection et la conservation marines.

« La cartographie et la valorisation des zones de récifs qui représentent d'importants points chauds de la biodiversité sont importantes pour les communautés côtières qui dépendent de populations de poissons de récif en bonne santé pour se nourrir, tourisme et culturel. Ces informations peuvent aider à éclairer les actions de gestion nécessaires de toute urgence pour maintenir des récifs sains et des communautés côtières saines, " a déclaré Lisa Wedding, responsable de la recherche, Associé de recherche au Stanford Center for Ocean Solutions et récemment nommé professeur associé à l'Université d'Oxford, École de géographie et de l'environnement.

Pour une description plus précise de ces habitats sous-marins, l'équipe a adopté une approche multidimensionnelle. Pour renseigner leurs modèles, les plongeurs ont mené des relevés visuels sous-marins standard des poissons sur 625 sites d'étude de transects le long des principales îles hawaïennes, en comptabilisant le type et la longueur de chaque espèce de poisson observée. Ces emplacements côtiers variaient en types d'habitats (tels que les récifs coralliens et les herbiers marins), efforts de conservation marine (zones d'étude à l'intérieur et à l'extérieur des aires marines protégées) ainsi que des impacts humains mixtes et des expositions du littoral.

Ils ont ensuite exploité les données satellitaires pour créer des cartes d'habitat en 2D sur chaque site. Bien que largement utilisé dans le passé, l'utilisation de données satellitaires 2D pour la cartographie des récifs coralliens a des limites, car seules les zones planimétriques (ou horizontales) des habitats sont prises en compte plutôt que la structure 3-D complexe totale. Dans le cas des récifs coralliens, des configurations d'habitat élaborées indiquent un potentiel plus élevé pour la biodiversité, un indicateur principal d'un écosystème sain.

L'équipe s'est tournée vers une technologie appelée détection et télémétrie par la lumière (LiDAR), un outil de télédétection qui utilise la lumière sous la forme d'un laser pulsé pour mesurer des distances variables. Cela leur a permis de créer des modèles 3D, donnant vie à la véritable complexité du fond marin des récifs coralliens. Munis de ces informations, les chercheurs ont pu créer des modèles prédictifs de la communauté des poissons récifaux, sur la base des données recueillies sur l'habitat. Étonnamment, le modèle le plus efficace était une combinaison des données satellites LiDAR 2D et 3D, qui a prédit le plus précisément la diversité des poissons de récifs coralliens, biomasse et densité.

"Nous avons constaté que la caractérisation 2-D du fond marin ne capture pas les relations complexes entre les récifs et les communautés de poissons, et l'application de LiDAR dans ce travail aide à faire avancer la théorie et l'application de l'écologie du paysage marin dans la troisième dimension, " dit Mariage.

L'écologie des paysages marins est une science appliquée émergente qui se concentre sur la compréhension des conséquences des modèles spatiaux dans l'océan et fait l'objet d'un nouveau livre, Écologie du paysage marin , édité par Simon J. Pittman, co-écrit par Lisa M. Wedding, et publié par Wiley.

Les chercheurs ont également noté que les aires marines protégées connaissaient systématiquement une diversité et une biomasse de poissons plus élevées. Cela signifie que la gestion des pêches joue un rôle fondamental dans la conservation marine et ne doit pas être négligée. Cela suggère également que la création d'aires marines protégées où existent des structures récifales 3-D complexes peut être la clé pour établir des écosystèmes océaniques plus résilients, capable de récupérer plus rapidement après de futurs événements de blanchissement ou d'autres forces dommageables.

« Comprendre le paysage marin d'un point de vue 3D offre un grand potentiel pour faire progresser notre connaissance des récifs coralliens, " Wedding a déclaré. " La télédétection LiDAR nous permet de capturer la structure verticale complexe en 3D des récifs coralliens et de comprendre où les habitats ont une grande valeur de conservation pour éclairer les futurs efforts de planification des océans. Notre recherche soutient la conception d'aires marines protégées dans ces endroits, qui devrait être une priorité de gestion, car la complexité de l'habitat peut améliorer la résilience et la récupération des récifs."

Avoir hâte de, le Stanford Center for Ocean Solutions prévoit de collaborer avec l'Université d'Oxford et l'Université d'État de l'Arizona pour étendre cette nouvelle approche de télédétection afin de cartographier les risques et la résilience des récifs coralliens à Palau. La technique soutient la gestion d'espèces plus résilientes et fournit une approche plus rapide pour surveiller la santé des récifs coralliens, permettant aux gestionnaires de mieux allouer les ressources aux événements de blanchissement et à la récupération des coraux.