Structure and Functioning of Benthic Ecosystems in Lagoons Under Anthropogenic disturbances - Tahiti lagoon, French Polynesia
Structure et fonctionnement des écosystèmes benthiques dans les lagons soumis aux perturbations anthropiques— Le lagon de Tahiti, Polynésie française —
Résumé
Tahiti island is amongst tropical ecosystems subject to increasing anthropisation. Although of cultural and economical importance to human populations, the reef complex is quite poorly known, especially when dealing with soft bottom substrata. This study aims, on the one hand to identify taxa of benthic communities in lagoon sediments and to describe the community structure, on the other hand, to highlight functioning patterns, including effects due to anthropic disturbances. Comparison with either environmental variables of sediments (essentially organic matter rates, grain size and pelitic fraction, chlorophyll a and phaeopigments rates) or variables related to the macrobenthos (taxonomic richness S, abundance A, biomass B and trophic type) leads to identification of the nature and the intensity of disturbances.Channels in lagoon ecosystems appear to be settling areas where disturbance impacts are pronounced : deposit feeder populations exhibit a clear dominance. Fringing reef areas bring further information. At least, areas related to the barrier reef do not fit to assess disturbances such as they arise over Tahitian lagoons.S, A, B variables and trophic structure are influenced by increasing anthropic disturbances, which affect the system as organic and inorganic (pelitic fraction) particles. The defined variables reveal succession of opposite effects at the community level. First, with food limitation release — as food disponibility has proved to be restricted in non disturbed areas — the values for S, A, and B similarly increase, the trophic structure becomes complex. Steady anthropic stress induces particulate overload that reduces S, A, B values and simplify trophic structure with facilitation for deposit feeding organisms. Conclusions about the ecosystem dynamics give more influence to the intermediate disturbance hypothesis. These results for tropical area show some similarities with those given by the functioning models for disturbed temperate areas (Pearson & Rosenberg, 1978). Polychaetes and, to a lesser extent, molluscs are good indicators for disturbances in coastal systems. The Dasybranchus sp.1 (Polychaeta: Capitellidae) should be used as indicator species for anthropic perturbations. A diagnosis tool used for assessment of the state of health in lagoon ecosystems is derived from understanding of functioning patterns. The assessment is principally based on indices relating Chaetopterid and Capitellid presence in channels and fringing reefs.In conclusion, lagoons of Tahiti island appear to be disturbed, either by natural impacts due to terrigenous inputs or by anthropic effects mainly as various particulate inputs. In the harbour of Papeete, disturbance is strong but bioturbation by decapods activity prevents setting up of extreme stages of eutrophication.
L’île de Tahiti fait partie de ces écosystèmes tropicaux soumis à une anthropisation croissante. Le complexe récifal, qui représente un élément culturel et économique d’envergure pour les populations humaines, est cependant l’objet d’une connaissance restreinte, notamment au niveau du compartiment benthique de substrat meuble. Cette étude tente donc, d’une part, d’identifier les taxons des communautés benthiques des sédiments lagonaires et de décrire la structure de ces ensembles, d’autre part de mettre en évidence les modalités du fonctionnement de ces peuplements, en prenant en compte les effets d’éventuelles perturbations anthropiques. La confrontation d’un ensemble de variables environnementales des sédiments — représentées essentiellement par les taux de matière organique, granulométrie générale et taux de particules fines, taux de chlorophylle a et phaeopigments — et d’un ensemble de variables relatives au macrobenthos — qui sont la richesse taxonomique (S), l’abondance (A), la biomasse (B) et le type trophique — et au microbenthos permet d’identifier la nature des perturbations et leur intensité.Les chenaux de l’écosystème lagonaire s’avèrent des zones de décantation où les effets des perturbations sont fortement marqués : les populations de déposivores dominent nettement. Les zones de récif frangeant apportent une information complémentaire moins riche. Enfin, les aires inféodées au récif barrière ne sont pas adaptées à la mise en évidence des perturbations anthropiques telles qu’elles apparaissent sur l’île de Tahiti.Sous l’influence de perturbations anthropiques croissantes, affectant les systèmes benthiques sous la forme d’apports particulaires organiques et inorganiques (particules fines), les variables S, A et B ainsi que la structure trophique, reflètent une succession d’effets contraires, au niveau des communautés. Dans un premier temps, une levée de la limitation nutritive affectant l’écosystème non perturbé permet un accroissement parallèle des valeurs des trois variables et une complexité de la structure trophique. L’effet anthropique continu provoque ensuite une surcharge particulaire qui réduit les valeurs des variables S, A, B et simplifie la structure trophique en favorisant les organismes déposivores. La réflexion finale sur la dynamique des écosystèmes favorise l’hypothèse « intermediate disturbance ». Ces résultats en milieu tropical possèdent une forte affinité avec ceux traduits par les schémas de fonctionnement des milieux perturbés établis pour la zone tempérée (Pearson et Rosenberg, 1978). Les polychètes et, dans une moindre mesure, les mollusques sont de bons indicateurs des perturbations des milieux côtiers. L’espèce Dasybranchus sp.1 (Polychaeta : Capitellidae) peut être définie comme espèce indicatrice de perturbations anthropiques. Le schéma de fonctionnement établi permet aussi la mise au point d’un outil de diagnostic de l’état de santé des écosystèmes lagonaires, surtout basé sur des indices liés à la présence de polychètes Chaetopteridae et Capitellidae dans les chenaux et récifs frangeants. Finalement les lagons de l’île de Tahiti apparaissent perturbés, soit par action naturelle sous forme d’apports terrigènes, soit par action anthropique, sous forme d’apports particulaires variés. Dans la station du port, fortement perturbée, le stade extrême de l’eutrophisation n’est pas atteint, repoussé essentiellement par l’activité de bioturbation de décapodes.
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