Un outil de cartographie pour la plantation de coraux

De nombreuses questions de gestion des récifs coralliens sont centrées sur la santé des récifs, telles que « quelle zone de récif a une meilleure couverture de corail vivant ? » ou "quelle zone de récif répond à certains critères pour améliorer le succès de la restauration des coraux ?". L'imagerie satellitaire multispectrale est encore trop grossière pour pouvoir différencier la couverture corallienne des algues, qui ont une signature spectrale similaire. Une solution consiste à utiliser les données du spectromètre imageur (également appelées données hyperspectrales). Avec des centaines de bandes spectrales, ces données sont capables de capturer les subtiles variations de signature spectrale entre les coraux et les algues, permettant de les différencier. Les spectromètres d'imagerie peuvent être montés sur des avions pour collecter des données sur de vastes zones (voir l'image ci-dessous). L'échelle des projets adaptés à cette approche cartographique s'étend généralement sur quelques dizaines de kilomètres, couvrant de petites nations insulaires ou des sections de récifs. En raison de leur petite taille et de leur faible surface récifale, les îles des Caraïbes sont des candidats idéaux pour cette technologie.

Vue de Sainte-Croix depuis l'avion du Global Airborne Observatory. Photo © Marjo Aho

Le Global Airborne Observatory (GAO) de l'Arizona State University, en partenariat avec The Nature Conservancy, a collecté des données de spectromètre d'imagerie pour dériver des données qualitatives sur les récifs coralliens, y compris la couverture corallienne vivante, la rugosité (l'agencement tridimensionnel de la structure du récif) et la bathymétrie. Ce processus produit également des ensembles de données auxiliaires, y compris le pourcentage de couverture algale, la couverture d'herbes marines et la couverture de sable. Consultez et utilisez les cartes sur le site Web Caribbean Marine Maps : Cartes d'imagerie aérienne.

Spectromètre imageur monté sur un avion collectant des données hyperspectrales. Source : Knaeps et al. 2006

Les cartes GAO sont utilisées pour sélectionner les sites de repiquage dans le sud-est de la République dominicaine en fournissant des informations sur les critères logistiques et écologiques pour augmenter les taux de survie des repiquages, comme décrit dans l'étude de cas ci-dessous.

Étude de cas : Utilisation de la technologie de télédétection pour éclairer la sélection des implantations à Bavaro, en République dominicaine

Les efforts de restauration en République dominicaine ont été menés par Fondation Grupo Puntacana (FGPC) et Fundación de Estudios Dominicana Marinos (FUNDEMAR), en étroite collaboration avec TNC. En tant que praticiens de la restauration des coraux, leurs programmes se concentrent sur l'amélioration des services écosystémiques pour l'avenir, l'optimisation et l'intensification de la restauration, la promotion de l'intendance de la conservation des récifs coralliens et la fourniture de moyens de subsistance alternatifs et durables. Leurs objectifs généraux sont de réduire le déclin de la population de coraux et la dégradation des écosystèmes et de rétablir un écosystème récifal autonome et fonctionnel. La plupart de ces objectifs ont été atteints grâce à la propagation asexuée de Acropora cervicorne, corail staghorn.

Carte des Caraïbes insulaires mettant en évidence la République Dominicaine. Image © The Nature Conservancy

FGPC et FUNDEMAR ont organisé des plantations massives appelées « Coral Manias » dans lesquelles les parties prenantes et les bénévoles, y compris les ONG locales et internationales, les opérateurs de plongée, le secteur du tourisme et le gouvernement dominicain, sont engagés dans trois jours d'efforts de restauration des coraux. Bien que les Coral Manias aient été couronnées de succès, la sélection des emplacements de plantation manquait de critères normalisés pour la sélection des sites. Au lieu de cela, les critères de sélection reposent sur l'expertise locale, ce qui limite l'effort de plantation à de petites sections du récif. Pour élaborer une approche rentable de la sélection des sites de plantation et pour augmenter le succès de la restauration, la télédétection est utilisée pour identifier les sites optimaux pour la restauration des coraux.

Vue aérienne de la République dominicaine. Photo © Jeff Yonover

En 2019, TNC et le Global Airborne Observatory (GAO), en collaboration avec la FGPC, FUNDEMAR et le Arrecifal Dominicana rouge (RAD), a créé une série de cartes à haute résolution pour les récifs du sud-est de la République dominicaine, couvrant le sanctuaire marin du sud-est. Le GAO utilise un capteur spectromètre imageur qui collecte des images haute résolution (1 m) des récifs coralliens. Des cartes à haute résolution sont dérivées de ces données représentant la bathymétrie, la couverture corallienne vivante, la complexité de l'habitat et le pourcentage de couverture d'algues, d'herbes marines et de sable.

Les cartes du GAO sont utilisées pour sélectionner des sites de plantation dans le sud-est de la République dominicaine. Des critères logistiques et écologiques ont été utilisés en étroite consultation avec des experts locaux en coraux, pour maximiser le budget et augmenter les taux de survie des repiquages. Deux critères logistiques visant à faciliter le processus de repiquage et à réduire le temps, et donc les coûts sur le terrain :

1. Distance entre la pépinière et le site de plantation (>1000 m)
2. Exposition aux vagues (les habitats de récifs arrière protégés ont été priorisés)

Cinq critères écologiques ont été considérés pour améliorer la probabilité de survie des plants :

1. Habitats à fond dur
2. Un minimum de 5-10% de couverture de corail vivant
3. Un maximum de 20-30% de couverture algale
4. Rugosité plus élevée basée sur la complexité de l'habitat modélisé (éviter les habitats plats)
5. Profondeur entre 5-8 m

Une fois les critères et leurs intervalles décidés, les cartes du GAO ont été utilisées pour trouver un ensemble de sites correspondant le mieux aux critères. En utilisant le Explantation de l'application GEE, chacune des couches d'entrée peut être visualisée et des seuils de critères définis. De cette façon, les utilisateurs peuvent éliminer les zones qui ne répondent pas aux critères et les sites de plantation optimaux peuvent être sélectionnés. Une série de coordonnées GPS a été générée quelques jours avant l'événement Coral Mania et l'exactitude des critères de chaque site a été vérifiée à l'aide de SCUBA et de plongée en apnée.

Outil en ligne de cartes dérivées du GAO pour les récifs du sud-est de la République dominicaine où des critères écologiques peuvent être sélectionnés pour maximiser le succès des plantations de coraux. Image © The Nature Conservancy

Equipe de Coral Mania à Bavaro en 2019. Photo © The Nature Conservancy

L'événement Coral Mania de novembre 2019 a réuni des dizaines de bénévoles, notamment des ONG, des autorités environnementales dominicaines, des opérateurs de plongée et d'autres acteurs locaux. Ensemble 1,711 Acropora cervicornis des fragments ont été replantés sur des sites à Bavaro (Cabeza de Toro). Les inspections visuelles ont confirmé que les sites sélectionnés pour la plantation remplissaient les critères logistiques et écologiques, montrant en outre que les cartes GAO sont des outils utiles pour cibler les sites de restauration.

Cette étude de cas montre que les données de télédétection sont un outil utile pour éclairer les meilleures pratiques de restauration. Les cartes du GAO étaient suffisamment précises pour sélectionner des sites qui augmenteront probablement la survie des explants de corail. En janvier et octobre 2020, TNC a surveillé les plantations sur trois sites sélectionnés au hasard et a confirmé la survie de 85 % des fragments de corail. L'équipe d'enquête n'a pas trouvé de traces de fragments détachés du substrat, ce qui indiquait en outre que les sites sélectionnés étaient adaptés à la plantation. Cependant, un suivi à long terme de ces plantations est nécessaire pour mieux traiter et affiner les critères et le succès de la restauration.

Le coût de la restauration des coraux a été estimé entre 1,717 2,879,773 $ et XNUMX XNUMX XNUMX $ US par hectare ref et la recherche suggère que les coûts actuels l'emportent sur les avantages. ref L'utilisation de données de télédétection peut être incorporée économiquement dans les activités de restauration car des données haute résolution peuvent être collectées à partir de la cartographie aérienne de vastes zones (des milliers à des millions d'hectares) avec des coûts de 0.01 USD par hectare à des taux sans but lucratif. ref Le défi majeur pour reproduire cette étude de cas est d'avoir les cartes en main, mais une fois qu'elles sont développées, l'utilisation de l'outil de sélection de site est simple.