Une faible accrétion nette de carbonate caractérise le récif corallien de Floride

Oct 21, 2023

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 19582 (2022) Citer cet article

1333 accès

3 Citations

108 Altmétrique

Détails des métriques

L'habitat des récifs coralliens est créé lorsque la production de carbonate de calcium par les calcificateurs dépasse l'élimination par l'érosion physique et biologique. Les enquêtes sur le bilan carbonaté fournissent un moyen de quantifier les actions de modification du cadre de divers assemblages d'espèces marines pour déterminer la production nette de carbonate, une seule métrique qui résume la persistance de l'habitat récifal. Dans cette étude, les bilans de carbonate ont été calculés pour 723 sites du Florida Reef Tract (FRT) à l'aide des données démographiques sur la couverture benthique et les poissons perroquets du programme national de surveillance des récifs coralliens de la NOAA, ainsi que de la topobathymétrie LiDAR haute résolution. Les résultats mettent en évidence l'état d'érosion de la majorité des sites d'étude, avec une tendance vers un habitat plus vulnérable dans le nord de la FRT, en particulier dans la région du sud-est de la Floride (− 0,51 kg CaCO3 m−2 an−1), qui est à proximité de centres urbains. Une comparaison détaillée des types de récifs révèle que les récifs du milieu du chenal dans les Florida Keys ont la production nette de carbonate la plus élevée (0,84 kg CaCO3 m−2 an−1) et indique que ces récifs peuvent être des obstacles au développement des récifs dans toute la région. Cette étude rapporte que les récifs de Floride, en particulier leur structure physique, sont dans un état d'érosion nette. Au fur et à mesure que ces récifs perdent leur structure, les services écosystémiques qu'ils fournissent seront diminués, ce qui signifie l'importance d'une protection accrue et d'efforts de gestion pour compenser ces tendances.

Les récifs coralliens sont l'un des écosystèmes les plus diversifiés sur le plan biologique1,2; ils soutiennent une multitude de services écosystémiques (par exemple, la protection des brise-lames côtiers, la pêche commerciale, le tourisme) et sont des sources de revenus essentielles pour les économies locales3. Le Florida Reef Tract (FRT) est l'un des environnements récifaux les plus importants au monde sur le plan économique, avec une valeur estimée à plus de 8,5 milliards de dollars US4. Une grande partie de la fonctionnalité et des écoservices des récifs coralliens dépend de la structure tridimensionnelle complexe du cadre récifal5.

La croissance de la charpente récifale et sa persistance dans le temps est fonction de l'équilibre entre la calcification (précipitation biologique du carbonate de calcium [CaCO3]) et la dégradation, la redistribution et la dissolution du CaCO3 par l'érosion physique et biologique. Les coraux scléractiniens sont souvent les principaux moteurs de la croissance et de l'accrétion des récifs6. Pour les systèmes récifaux sains, l'équilibre entre ces forces de calcification et de bioérosion tend à favoriser l'accumulation nette de récifs et, avec elle, une croissance positive des récifs7.

Malgré une croissance limitée des récifs au cours des 3000 dernières années, le FRT a maintenu la majorité des fonctions de l'écosystème jusqu'à la fin du XXe siècle en raison de la forte couverture corallienne régionale8. Au cours des dernières décennies, de nombreux facteurs de stress locaux et mondiaux ont contribué à la dégradation du FRT, mais les maladies et la mortalité due au blanchissement ont été le principal moteur des pertes de coraux vivants9,10,11,12. La couverture corallienne est faible sur les récifs du plateau externe (généralement < 5 %) dans la région, mais certains récifs plus proches du rivage ont maintenu une couverture corallienne plus élevée et ont fait preuve de résilience face aux épisodes récurrents de blanchissement13,14,15,16.

Ces tendances récentes ont conduit à deux questions clés. Premièrement, comment la perte de coraux vivants dans l'ensemble du FRT a-t-elle eu un impact sur la croissance/la perte du cadre récifal ? Deuxièmement, quelles sont les implications de la perte de coraux vivants à l'échelle de la région pour la production nette de carbonate à l'avenir ?

Nous présentons ici les taux contemporains d'accrétion de carbonate de récif et de bioérosion mesurés à partir de 723 sites de récifs coralliens à travers le FRT en utilisant une approche ReefBudget17 modifiée (Fig. 1). Cela représente la plus grande évaluation des tendances spatiales de la production de carbonate de récif dans plusieurs régions biogéographiques (n = 3), sous-régions (n ​​= 4) et types de récifs sur le FRT, ainsi que la plus grande évaluation de l'état des récifs jamais réalisée pour le FRT. Cette étude a des ramifications majeures pour la fourniture continue des services écosystémiques clés fournis par les récifs coralliens, tels que la protection contre les tempêtes et l'élévation du niveau de la mer, ainsi que la pêche commerciale et récréative dans les Florida Keys et la côte sud de la Floride.

Parmi les trois régions biogéographiques de la FRT (c.-à-d. Dry Tortugas, Florida Keys, sud-est de la Floride), la couverture corallienne moyenne la plus élevée se trouvait dans les Dry Tortugas (DRTO = 7,81 % ± 7,83, moyenne ± SD) et les Florida Keys (FLK = 8,57 % ± 10,05) (tableau 1). La couverture corallienne dans le sud-est de la Floride était très faible (SEFL = 1,46 % ± 2,27). Le FLK présentait la plus grande variabilité régionale de la couverture corallienne, avec une couverture allant de 0 à 52 % entre les sites. DRTO et SEFL avaient une couverture corallienne maximale de 36% et 12%, respectivement.

Il y avait une relation positive significative entre la couverture de corail vivant et la production nette de carbonate (régression linéaire, R2 = 0,40, P < 0,0001, F = 479,1) (Fig. 2). Les récifs les plus érodés ont été trouvés dans le FLK et le SEFL (production nette minimale de carbonate de − 7,6 kg CaCO3 m−2 an−1 et − 8,5 kg CaCO3 m−2 an−1 respectivement). Malgré une couverture corallienne moyenne inférieure à celle du FLK, la production nette minimale de carbonate enregistrée dans le DRTO était de − 3,9 kg CaCO3 m−2 an−1. L'analyse de régression linéaire a décrit un seuil de couverture corallienne de 8,2 % et 10,5 % pour le DRTO et le FLK, respectivement, pour maintenir une croissance positive du récif (Fig. 2). Pour SEFL, il n'y avait pas de relation entre la couverture corallienne et la production nette de carbonate puisque les récifs de cette région étaient presque exclusivement érodés.

Il y avait une relation négative significative entre la biomasse des poissons perroquets et la production nette de carbonate (R2 = 0,28, P < 0,0001, F = 285,1) (Fig. 2). La biomasse des poissons perroquets était significativement différente entre les régions (Modèle linéaire généralisé [GLM], F = 28,3, P < 0,0001) et était la plus élevée pour les sites récifaux FLK, avec une biomasse moyenne de 118,7 ± 160,9 kg ha−1 (moyenne ± ET ; maximum 1251,3 kg ha−1) (tableau S1). Ceci est comparé à 57,1 ± 93,2 kg ha-1 en SEFL (maximum 851,4 kg ha-1) et 48,4 ± 40,2 kg ha-1 en DRTO (maximum 324,4 kg ha-1).

Nos résultats montrent que les récifs de SEFL étaient presque exclusivement érodés et avaient la plus grande ampleur d'érosion de − 0,513 ± 0,063 kg CaCO3 m−2 an−1 (moyenne ± sem) (Fig. 1, Tableau 2). La région de Biscayne (BISC = − 0,225 ± 0,082 kg CaCO3 m−2 an−1) et les sous-régions supérieures des Keys de Floride (Royaume-Uni = − 0,395 ± 0,122 kg CaCO3 m−2 an−1) ont subi une érosion nette similaire (tableau 2) . La production nette de carbonate la plus élevée dans le FRT a été mesurée dans le MK (0,099 ± 0,095 kg CaCO3 m−2 an−1) et LK (0,042 ± 0,128 kg CaCO3 m−2 an−1). En comparaison avec le reste de la FRT, les récifs DRTO se sont avérés persister dans un état de stase d'accrétion, avec une production nette moyenne de carbonate de − 0,023 ± 0,050 kg CaCO3 m−2 an−1.

Tendances spatiales du développement des récifs du sud de la Floride. Emplacement des sites d'étude à travers le FRT avec la production nette de carbonate (kg CaCO3 m−2 an−1) représentée par le schéma de couleurs indiqué. Les trois régions biogéographiques (c.-à-d. DRTO, Dry Tortugas ; FLK, Florida Keys ; et SEFL, sud-est de la Floride) sont séparées en panneaux individuels avec les types de récifs spécifiques à cette région. Aucune donnée sur le type de récif n'était disponible pour SEFL. Les diagrammes à barres décrivent la production nette moyenne de carbonate (noir), la production brute de carbonate (blanc) et l'érosion brute du carbonate (gris) pour chaque type de récif et sous-région, avec n = nombre de sites. Les barres d'erreur représentent Std. erreur.

Les récifs du milieu du chenal dans les Florida Keys ont présenté une production nette positive de carbonate (tableau 2). Les récifs offshore des LK et MK, ainsi que les récifs des bancs du DRTO, ont également présenté une production nette positive de carbonate. Tous les autres types de récifs étaient érosifs nets (tableau 2). La production nette et brute de carbonate variait significativement entre les types de récifs (GLM, F = 22,1, P <0,001 et F = 29,7, P <0,001, respectivement), mais pas l'érosion brute de carbonate (Fig. 1, Tableau 2). Dans le LK, les récifs du milieu du chenal avaient une plus grande production nette et brute de carbonate que les sites côtiers (F = 19,6, P < 0,0001 et F = 21,3, P < 0,0001, respectivement). Le MK a montré une tendance claire à l'augmentation de la production nette de carbonate plus loin du rivage (Fig. 2). Les tendances liées au type de récif et à la croissance des récifs étaient moins claires dans le BISC, car tous les types d'habitats étaient en érosion nette (Fig. 1, Tableau 2).

Principaux moteurs biologiques du développement des récifs dans le sud de la Floride. Graphiques de régression linéaire de la production nette de carbonate (kg CaCO3 m−2 an−1) par rapport à (a) % de couverture corallienne vivante et (b) biomasse de poisson perroquet (kg ha−1) pour DRTO, Dry Tortugas (bleu clair) ; FLK, Florida Keys (bleu); et SEFL, sud-est de la Floride (bleu foncé). Les données des trois régions biogéographiques ont été regroupées pour l'analyse statistique. La zone grise entourant les lignes de régression représente un intervalle de confiance à 95 %.

Sur les 723 sites de récifs analysés dans cette étude, 70 % présentaient une érosion nette, ce qui indique que la charpente du récif est probablement en train d'être perdue dans une grande partie de la FRT. Ces résultats concordent avec les études antérieures sur le bilan carbonaté des récifs dans les Florida Keys qui ont révélé que 89 %18 et 77 %11 des récifs de la région connaissaient une érosion nette. Environ un tiers (37 %) des récifs étudiés sur plusieurs sites des Caraïbes et de l'Atlantique Ouest (c.-à-d. Bahamas, Grand Cayman, Bonaire, Belize) présentaient une érosion nette19. Cela montre que le FRT est dans un état particulièrement vulnérable et dégradé par rapport à l'ensemble des Caraïbes.

Ces données indiquent que l'habitat des récifs coralliens dans l'ensemble de la FRT perd probablement en complexité structurelle et subit un déclin des fonctions essentielles de l'écosystème11,18,20,21,22. Ces systèmes de récifs ont été négativement modifiés au cours des 50 dernières années, l'un des changements les plus importants étant le passage des espèces dominantes de coraux créateurs d'habitats (c'est-à-dire Acropora spp. et Orbicella spp.) , Porites astreoides et Siderastrea siderea) avec une capacité limitée de production de carbonate et de création d'habitats10,14. L'émergence de ces nouvelles communautés benthiques formant un habitat minimal est peu susceptible d'inverser la trajectoire actuelle de la perte d'habitat et signale qu'un point de basculement vers la dégradation des récifs a peut-être déjà été dépassé pour une grande partie de la FRT. Associé à ces changements communautaires, il y a une plus grande susceptibilité aux futures perturbations environnementales, une détérioration supplémentaire de la structure des récifs23,24 et une dépréciation pouvant atteindre 823 millions de dollars en valeur de protection économique annuelle fournie par les systèmes de récifs du sud de la Floride22.

SEFL, la région biogéographique la plus septentrionale du sud de la Floride, est la région la plus dégradée du FRT. SEFL avait le pourcentage le plus élevé de récifs érodés nets (98 % des récifs), ainsi que les taux de couverture corallienne et de production brute de carbonate les plus faibles de la FRT (tableau 2). Les récifs SEFL sont dominés par des organismes constructeurs non-cadres, tels que les macroalgues, les algues de gazon, les coraux mous et les éponges, qui concurrencent directement les coraux pour l'espace et sont des sources d'habitat plus éphémères que les cadres de récifs de carbonate de calcium6. L'absence d'une communauté calcifiante suffisante a entraîné un développement minimal des récifs dans toute la région, corroborant les évaluations géologiques passées dans la région qui ont estimé une cessation de la croissance active des récifs vers le haut il y a 3 700 à 8 000 ans8,25,26.

Par rapport à l'état d'érosion nette de la plupart des récifs SEFL, les récifs médians du FLK semblent être des obstacles potentiels à des bilans de carbonate nets positifs (tableau 2). Les récifs à mi-chenal du Royaume-Uni et du Royaume-Uni peuvent en fait offrir un refuge pour le développement futur des récifs en raison de la production brute élevée de carbonate et de la diminution de l'érosion brute du carbonate, ce qui indique que ces récifs ont actuellement le plus de potentiel pour maintenir les écoservices. Au cours de l'Holocène, le développement récifal le plus faible du FLK a été documenté pour les récifs MK27, mais nos données montrent que les sites médians et offshore du MK ont certains des taux de production nette de carbonate mesurés les plus élevés. Les travaux futurs devraient déterminer si une exposition régulière aux eaux sous-optimales de la baie de Floride dans cette région a renforcé le stress de ces communautés coralliennes et leur a permis de persister. Il est important de noter que les plus grands taux régionaux de production brute de carbonate documentés ici (~ 5 kg CaCO3 m−2 an−1) sont encore bien inférieurs aux taux moyens signalés dans les Caraïbes au cours de l'Holocène19 (≥ 10 kg CaCO3 m−2 an− 1).

Les principaux moteurs biologiques du développement des récifs dans le sud de la Floride étaient la couverture corallienne et la biomasse des poissons perroquets (Fig. 2). Alors que des études antérieures ont mesuré une baisse de la couverture corallienne dans le FLK de 12 % en 1996 à 4,9 % en 201524, cette évaluation des systèmes de récifs du sud de la Floride était légèrement plus optimiste, avec une couverture corallienne moyenne de 8,2 %. Cependant, il est important de noter que cette valeur reste inférieure au seuil estimé de couverture corallienne de 10 % requis pour le développement durable des récifs19, ce qui indique que les récifs du sud de la Floride restent dans un état dégradé.

Les récifs SEFL avaient la plus faible densité de perroquets et la deuxième plus faible biomasse de perroquets mesurée le long du FRT. Associé à cela, le plus petit pourcentage de contribution des poissons perroquets à l'érosion carbonatée brute, SEFL étant la seule région / sous-région à avoir des taux de poissons perroquets et de microbioérosion pratiquement égaux (tableau S1). Ces populations réduites de poissons perroquets semblent être uniquement motivées par la couverture benthique régionale, les systèmes de récifs SEFL étant en grande partie constitués d'habitats à fond dur à faible relief28 marqués par seulement de petites colonies coralliennes25,29. L'absence de cadre 3D complexe limite non seulement l'habitat disponible nécessaire pour maintenir des populations de poissons perroquets robustes, mais constitue également un substrat sous-optimal pour l'alimentation des poissons perroquets en raison de leur préférence pour les substrats convexes et rugueux30.

Spécifiques au FLK, les données sur les poissons perroquets appuient les évaluations antérieures dans la région18, les taux de biomasse et d'érosion des poissons perroquets les plus élevés étant mesurés au Royaume-Uni et au LK. Pour ces sous-régions, les types de récifs côtiers et hauturiers avaient une biomasse de poissons perroquets considérablement plus élevée par rapport aux systèmes à mi-chenal. Il s'agissait d'un facteur principal favorisant le développement positif des récifs dans les récifs du milieu du chenal par rapport aux homologues côtiers et hauturiers à érosion nette. Alors que des études antérieures sur le bilan des carbonates ont révélé une érosion significativement plus élevée des poissons-perroquets sur les types de récifs offshore31, le FLK semble être unique en ce qu'il possède d'importantes populations de poissons-perroquets côtiers et hauturiers, avec un répit potentiel à mi-chenal de l'érosion des poissons-perroquets. Étant donné que les poissons perroquets se nourrissent préférentiellement de substrat mort32, la faible couverture corallienne et la grande disponibilité de substrat nu sur les récifs côtiers et hauturiers peuvent favoriser l'érosion des poissons perroquets par rapport à la couverture corallienne élevée des récifs à mi-chenal.

Cette étude représente l'évaluation la plus complète à ce jour des états de production de carbonate pour le FRT. Une érosion nette a été observée pour 70 % des sites enquêtés ; 98% des récifs adjacents aux centres urbains du sud de la Floride s'érodent. Les tendances spatiales ont identifié les récifs d'érosion nette les plus importants dans la partie la plus septentrionale de la FRT, un résultat qui est cohérent avec les études antérieures sur le bilan des carbonates menées le long du Mesoamerican Reef Tract33. Une comparaison des types de récifs suggère que les récifs du milieu du chenal seront des obstacles potentiels à la persistance des récifs par rapport aux types de récifs côtiers et hauturiers sensibles, ces tendances étant principalement motivées par les différences de couverture corallienne et de biomasse de poissons perroquets. Ces résultats impliquent que dans les conditions actuelles, la persistance de l'habitude FRT est menacée à moins que des stratégies de gestion n'interviennent pour augmenter considérablement la production de carbonate et la couverture corallienne dans toute la région.

Des études benthiques et piscicoles ont été menées sur des sites stratifiés au hasard dans l'ensemble de la FRT par le programme national de surveillance des récifs coralliens (NCRMP) de la NOAA. Les sites ont été classés en trois régions biogéographiques, y compris Dry Tortugas (DRTO, n = 228), Florida Keys (FLKs, n = 322) et Southeast Florida (SEFL, n = 173) (Fig. 1). Les Florida Keys ont ensuite été classées dans les quatre sous-régions suivantes : Lower Keys (LK, n = 103), Middle Keys (MK, n = 46), Upper Keys (UK, n = 140), Biscayne (BISC, n = 33). Dans chaque région/sous-région (à l'exception de SEFL), les récifs ont été classés en fonction des types de récifs. Pour le DRTO, cela comprenait les sites de banc, d'avant-récif et de récif lagonaire. Pour le LK, le MK, le Royaume-Uni et le BISC, les types de récifs ont été classés comme côtiers, intermédiaires et hauturiers. Des données ont été recueillies dans toute la région en 2014, 2016 et 2018.

Des relevés ichtyologiques et benthiques ont été menés conformément aux méthodologies du PNSRC34 (tableau S2). Le protocole utilisé pour les enquêtes sur les poissons a été développé à partir d'une méthode modifiée de Reef Visual Census (RVC)35 et a été réalisé à l'aide d'un plan d'échantillonnage aléatoire stratifié. Des plongeurs ont relevé deux cylindres de 15 m de diamètre, espacés de 15 m. Les espèces de poissons ont été identifiées au niveau taxonomique le plus bas pendant une période de cinq minutes. Cela a été suivi de cinq minutes supplémentaires consacrées à l'enregistrement de l'abondance et de la taille des espèces (bacs de 10 cm).

Des relevés ont été utilisés pour quantifier la couverture benthique à chaque site. Le protocole de ces relevés suivait un plan d'échantillonnage standard à points d'intersection linéaires. Sur chaque site, un transect pondéré de 15 m a été drapé le long de la surface du récif. Les enquêteurs ont enregistré la composition benthique à des intervalles de 15 cm le long du transect (c.-à-d. 100 points équidistants). La composition benthique de ces 100 points a ensuite été transformée en pourcentage de couverture de groupes fonctionnels écologiquement importants (coraux scléractiniens [spécifiques à l'espèce], gorgones, hydrocoraux, CCA, macroalgues, algues de gazon, éponges, substrat nu/mort, sable/sédiment).

Les relevés benthiques planaires ont été ajustés pour tenir compte de la complexité tridimensionnelle (c'est-à-dire la rugosité) de chaque site à l'aide de données de détection et de télémétrie lumineuse (LiDAR) (résolution horizontale de 1 m; résolution verticale de 15 cm) provenant de relevés topobathymétriques de l'est de la Floride du Sud. littoral menée par le National Geodetic Survey de la NOAA. Une région d'intérêt (ROI) de 15 mx 15 m a été placée autour des coordonnées GPS de chaque site à l'aide d'ArcGIS Pro avec les extensions 3D et Spatial Analyst (ESRI). La ROI a ensuite été superposée aux données existantes de sondeur multifaisceaux (MBES) et de bathymétrie LiDAR. Dans le retour sur investissement, le LiDAR a été extrait à l'aide de la fonction Clip Raster d'ArcPy (l'interface de codage Python d'ArcGIS), et l'outil Surface Volume a été utilisé pour calculer la surface 3D. La rugosité a été calculée en divisant la surface 3D par la surface 2D de la ROI.

La méthodologie de normalisation des budgets de carbonate des récifs en fonction de la complexité topographique (c'est-à-dire la rugosité) a divergé de celle de l'approche ReefBudget en utilisant la rugosité spécifique au site plutôt que la rugosité spécifique à l'espèce17. Il s'agissait d'une limitation nécessaire de cette analyse, car la rugosité des transects à des incréments de 1 m n'a pas été mesurée à l'aide du protocole de relevé benthique du PNSRC. Cependant, pour s'assurer que la complexité topographique du récif était toujours prise en compte, la rugosité de l'ensemble du site récifal, calculée à partir des données bathymétriques LiDAR, a été utilisée dans cette analyse. Bien que la rugosité du site plutôt que celle de chaque composant benthique, en particulier pour les coraux, puisse conduire à une sous-estimation ou à une surestimation des taux de production de carbonate, nous notons que la rugosité du site et des espèces (c'est-à-dire les morphologies coralliennes encroûtantes et massives) était faible pour la grande majorité. des sites et des espèces étudiées, réduisant ainsi la probabilité d'une sous-estimation ou d'une surestimation.

L'analyse du bilan carbonaté des récifs a été réalisée selon une version modifiée de l'approche ReefBudget17. La production de carbonate de corail a été dérivée des taux d'extension linéaire spécifiques à l'espèce (cm an-1), de la densité squelettique (g cm-3), de la morphologie du corail (ramifié, massif, sous-massif, encroûtant/plaqué) et du pourcentage de couverture. La production de carbonate par le CCA et d'autres incrustants calcaires a été calculée de manière similaire en fonction de la surface, la littérature a rapporté des taux d'extension linéaire et la densité du squelette17. La production brute de carbonate sur chaque site d'étude a été mesurée comme la somme totale de la production de carbonate par tous les organismes calcaires trouvés sur chaque site et a été normalisée en fonction de la rugosité du récif spécifique au site.

L'érosion carbonatée brute pour chaque site d'étude a été calculée comme la somme totale de l'érosion par quatre groupes de bioérosion : perroquets, microforeurs, macroforeurs et oursins. Les calculs ont suivi à peu près les méthodologies ReefBudget17 (tableau 1). Les distributions de fréquences de taille des poissons-perroquets issues des enquêtes du NCRMP ont été multipliées par la taille et les taux de morsure spécifiques à l'espèce (morsures min-1), le volume retiré par morsure (cm3) et la proportion de piqûres laissant des cicatrices pour calculer l'érosion totale des poissons-perroquets17. La densité de substrat (1,72 g cm−3) utilisée dans ces calculs suivait celle du protocole ReefBudget17. La microbioérosion a été calculée à partir du pourcentage de couverture de substrat de corail mort, qui a été multiplié par un taux dérivé de la littérature17 de − 0,240 kg CaCO3 m−2 an−1. Le macroforage a été calculé comme le pourcentage de couverture des éponges clionidés multiplié par le taux d'érosion moyen de toutes les éponges clionidées des Caraïbes/Atlantique17 (-6,05 kg CaCO3 m−2 an−1). La bioérosion externe par les oursins a été calculée à l'aide de l'abondance des oursins Diadema recueillie lors des relevés benthiques. En raison du manque de données sur la taille des tests provenant des relevés benthiques du PNSRC, l'abondance des oursins a été multipliée par le taux de bioérosion d'un oursin Diadema des Caraïbes/Atlantique de taille test moyenne36 (66 mm) (-0,003 kg CaCO3 m-2 an−1). Bien que l'utilisation d'un oursin Diadema de taille moyenne pour cette analyse ait pu entraîner une sous-estimation ou une surestimation de l'érosion des oursins, l'abondance des oursins Diadema mesurée dans les relevés était minime, car ils semblaient être fonctionnellement non pertinents dans la FRT.

Comme les méthodologies d'enquête et les sources de données utilisées dans cette analyse ont été modifiées par rapport à celles de l'approche standard ReefBudget17, nous avons choisi de valider notre modèle par une comparaison temporelle à échelle fine des enquêtes annuelles ReefBudget menées par la NOAA à Cheeca Rocks (Royaume-Uni) à trois NCRMP à proximité. sites utilisés dans notre analyse. Étant donné que les enquêtes du NCRMP ont été réalisées en 2014, 2016 et 2018, cette étude s'est concentrée exclusivement sur ces trois années d'enquête à partir de l'ensemble de données NOAA Cheeca Rocks. Les tendances temporelles liées à la croissance/érosion des récifs ont été comparées visuellement pour voir si les types d'enquêtes fournissaient des résultats comparables (SI Figure S6).

Tous les calculs du modèle et les analyses statistiques ont été effectués à l'aide de R37 avec l'extension R Studio38. Des modèles linéaires généralisés (GLM) ont été exécutés sur des variables de réponse impliquées dans la production d'habitat (c'est-à-dire la production nette de carbonate, la production brute de carbonate et l'érosion brute de carbonate) pour évaluer les tendances spatiales liées au développement des récifs dans les sous-régions et les types de récifs. Chaque GLM a été réalisé avec le type de récif imbriqué dans la sous-région. La meilleure distribution d'ajustement pour chaque variable a été déterminée à l'aide du package fitdistrplus R39. Une analyse de régression linéaire a été utilisée pour évaluer la relation entre la production nette de carbonate et la couverture corallienne vivante et la biomasse de perroquets. Tous les tracés ont été créés à l'aide du package ggplot2 R40 et modifiés pour le style avec Adobe Illustrator41.

Les ensembles de données générés pendant et/ou utilisés pour l'analyse de l'étude actuelle sont accessibles au public auprès du NCEI et de l'ERDDAP : https://coastalscience.noaa.gov/project/national-coral-reef-monitoring-program-biological-socioeconomic/.

Reake-Kudla, ML Biodiversité globale des récifs coralliens : Une comparaison avec les forêts tropicales. Biodiversité II : Comprendre et protéger nos ressources biologiques, 83-108 (1997).

Knowlton, N. et al. Biodiversité des récifs coralliens. La vie dans les océans du monde, 65–78 (2010).

Spalding, M. et al. Cartographier la valeur et la distribution mondiales du tourisme des récifs coralliens. Politique de mars 82, 104–113 (2017).

Article Google Scholar

Donovan, C. et al. Rapport de situation NOAA CRCP 2020. Silver Spring, MD, Programme de conservation des récifs coralliens de la NOAA (2020).

Graham, N. & Nash, K. L'importance de la complexité structurelle dans les écosystèmes des récifs coralliens. Récifs coralliens 32, 315–326 (2013).

Annonces d'article Google Scholar

Perry, C. & Hepburn, L. Altération syn-dépositionnelle du cadre des récifs coralliens par bioérosion, incrustation et cimentation: signatures taphonomiques de l'accrétion des récifs et des événements de dépôt des récifs. Terre Sci. Rév. 86, 106–144 (2008).

Annonces d'article Google Scholar

Glynn, P. & Manzello, D. Bioérosion et croissance des récifs coralliens : un équilibre dynamique. Récifs coralliens dans l'Anthropocène 67–97 (Springer, 2015).

Google Scholar

Toth, L., Kuffner, I., Stathakopoulos, A. & Shinn, E. Un décalage de 3 000 ans entre la fermeture géologique et écologique des récifs coralliens de Floride. Glob. Changer Biol. 24, 5471–5483 (2018).

Annonces d'article Google Scholar

Precht, WF, & Miller, SL Changements écologiques le long du Florida Reef Tract : Le passé comme clé de l'avenir. Dans RB Aronson (Ed.), Approches géologiques de l'écologie des récifs coralliens. New York, NY : Springer ; https://doi.org/10.1007/978-0-387-33537-7 (2007).

Kuffner, I. et al. Améliorer les estimations de la construction et de l'érosion des récifs coralliens avec des mesures in situ. Limnol. Océanogr. 64, 2283-2294 (2019).

Article ADS CAS Google Scholar

Yates, K., Zawada, D., Smiley, N. & Tiling-Range, G. Divergence de l'élévation du fond marin et de l'élévation du niveau de la mer dans les écosystèmes des récifs coralliens. Biogéosciences 14, 1739–1772 (2017).

Annonces d'article Google Scholar

Manzello, D. Réchauffement récent et rapide des récifs coralliens dans les Florida Keys. Sci. Rep. 5, 16762 (2015).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lirman, D. & Fong, P. La proximité de sources terrestres de facteurs de stress coralliens est-elle une mesure appropriée du risque pour les récifs coralliens ? Un exemple du Florida Reef Tract. Mar. Pollut. Taureau. 54, 779–791 (2007).

Article CAS PubMed Google Scholar

Ruzicka, R. et al. Changements temporels des assemblages benthiques sur les récifs des Florida Keys 11 ans après l'El Niño de 1997/1998. Mar. Écol. Programme. Ser. 489, 125-141 (2013).

Annonces d'article Google Scholar

Gintert, B. et al. Résilience annuelle marquée au blanchissement corallien d'un récif côtier dans les Florida Keys: une pépite d'espoir, une aberration ou le dernier homme debout?. Récifs coralliens 37, 533–547 (2018).

Annonces d'article Google Scholar

Manzello, D. et al. Rôle de la génétique de l'hôte et des symbiotes algaux tolérants à la chaleur dans le maintien des populations du corail en voie de disparition Orbicella faveolata dans les Florida Keys avec le réchauffement de l'océan. Glob. Changer Biol. 25, 1016-1031 (2019).

Annonces d'article Google Scholar

Perry, C. & Lange, I. ReefBudget Caribbean v2 : ressource et méthodologie en ligne. Extrait de https://geography.exeter.ac.uk/reefbudget (2019).

Enochs, I. et al. L'acidification des océans améliore la bioérosion d'une éponge commune des récifs coralliens : implications pour la persistance du Florida Reef Tract. Taureau. Mars Sci. 91, 271-290 (2015).

Article Google Scholar

Perry, C. et al. Le déclin de la production de carbonate à l'échelle des Caraïbes menace la croissance des récifs coralliens. Nat. Commun. 4, 1402 (2013).

Article ADS PubMed Google Scholar

Alvarez-Filip, L., Dulvy, N., Gill, J., Cote, I. & Watkinson, A. Aplatissement des récifs coralliens des Caraïbes : déclin de la complexité architecturale à l'échelle de la région. Proc. R. Soc. B 276, 3019-3025 (2009).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Ferrario, F. et al. L'efficacité des récifs coralliens pour la réduction des risques côtiers et l'adaptation. Nat. Commun. 5, 1–9 (2014).

Article Google Scholar

Storlazzi, C. et al. Valoriser rigoureusement l'impact des ouragans Irma et Maria sur le risque d'aléa côtier en Floride et à Porto Rico. US Geological Survey Open-File Report 2021–1056, 29 (2021).

Perry, C. et al. Dynamique changeante des budgets de carbonate des récifs des Caraïbes : émergence des bioérodeurs des récifs en tant que contrôles critiques du potentiel de croissance présent et futur des récifs. Proc. R. Soc. B 281, 20142018 (2014).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Toth, L. et al. La perte sans précédent des coraux constructeurs de récifs de Floride et l'émergence d'un nouvel assemblage de récifs coralliens. Écol. Soc. Suis. 100, e02781 (2019).

CAS Google Scholar

Banks, K. et al. La zone récifale du sud-est continental de la Floride (comtés de Miami-Dade, Broward et Palm Beach, États-Unis). Récifs coralliens des États-Unis, 175–220 (2008).

Toth, L. et al. Climat et limites latitudinales du développement des récifs subtropicaux. Sci. Rep. 11, 13044 (2021).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ginsburg, R. Sédiments carbonatés du sud de la Floride. Géol. Soc. Suis. Taureau. 1, 72 (1964).

Google Scholar

Jones, N., Figueiredo, J. & Gilliam, D. Variations spatio-temporelles liées au stress thermique dans les communautés benthiques des récifs coralliens de haute latitude. Récifs coralliens 39, 1661–1673 (2020).

Article Google Scholar

Walker, B. & Gilliam, D. Détermination de l'étendue et caractérisation des habitats des récifs coralliens des latitudes nord du Florida Reef Tract (comté de Martine). PLoS ONE 8, e80439 (2013).

Article ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bellwood, D. & Choat, J. Une analyse fonctionnelle du broutage chez les perroquets (famille des Scaridae) : les implications écologiques. Environ. Biol. Poissons 28, 189-214 (1990).

Article Google Scholar

Tribollet, A. & Golubic, S. Différences entre les plateaux dans le schéma et le rythme de la bioérosion des substrats carbonatés expérimentaux exposés pendant 3 ans au nord de la Grande Barrière de Corail, en Australie. Récifs coralliens 24, 422–434 (2005).

Annonces d'article Google Scholar

Bruggemann, H., Kuijper, M. & Breeman, A. Analyse comparative de l'alimentation et de l'utilisation de l'habitat par le perroquet sympatrique des Caraïbes Scarus vetula et Sparisoma viride (Scaridae). Mar. Écol. Programme. Ser. 112, 51–66 (1994).

Annonces d'article Google Scholar

H. Molina-Hernandez, J. Gonzalez-Barrios, C. Perry et A. Alvarez-Filip. Proc. R. Soc. B 287, (2020).

Programme de corail NOAA. Plan national de surveillance des récifs coralliens. Silver Spring, MD, Programme de conservation des récifs coralliens de la NOAA (2021).

Bohnsack, J. & Bannerot, S. Une technique de recensement visuel stationnaire pour évaluer quantitativement la structure communautaire des poissons des récifs coralliens. Assistance technique NOAA NMFS 41, 1–15 (1986).

Google Scholar

Feehan, CJ, Brown, MS, Sharp, WC, Lauzon-Guay, JS & Adams, DK Limitation de la fertilisation de Diadema antillarum sur les récifs coralliens des Florida Keys. Écologie 97, 1897-1904 (2016).

Article PubMed Google Scholar

Équipe de base R. R : un langage et un environnement pour le calcul statistique. R Foundation for Statistical Computing, Vienne, Autriche (2020).

L'équipe RStudio. RStudio : Développement intégré pour R. (2015).

Delignette-Muller, ML & Dutang, C. fitdistrplus : un package R pour ajuster les distributions. J. Stat. Logiciel 64, 1–34 (2015).

Article Google Scholar

Wickham, H. ggplot2 : graphiques élégants pour l'analyse des données. Springer Verlag New York. ISBN 978-3-319-24277-2 (2016).

Adobe Incorporé. Adobe Illustrator, disponible sur : https://adobe.com/products/illustrator. (2019)

Télécharger les références

Nous sommes reconnaissants de l'aide du programme national de surveillance des récifs coralliens de la NOAA dans la collecte de données et le soutien pendant l'analyse. Le financement a été fourni par le projet #743 du programme de conservation des récifs coralliens de la NOAA.

Laboratoire océanographique et météorologique de l'Atlantique, Division de la chimie et des écosystèmes océaniques, NOAA, 4301 Rickenbacker Cswy., Miami, FL, 33149, États-Unis

John T. Morris, Ian C. Enochs et Nicole Besemer

Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies, Université de Miami, 4600 Rickenbacker Cswy., Miami, FL, 33149, États-Unis

John T. Morris et Nicole Besemer

National Centers for Coastal Ocean Science, NOAA National Ocean Service, 101 Pivers Island Road, Beaufort, NC, 28516, États-Unis

T. Shay Viehman

CSS, Inc., sous contrat avec les National Centers for Coastal Ocean Science de la NOAA, 10301 Democracy Lane, Suite 300, Fairfax, VA, 22030, États-Unis

Sarah H. Groves et Cory Ames

Centre des sciences halieutiques du sud-est, Reef Fish Ecology Unit, NOAA, 75 Virginia Beach Drive, Miami, Floride, 33149, États-Unis

Jeremiah Blondeau et Laura Jay W. Grove

Université des îles Vierges, #2 John Brewers Bay, St. Thomas, Îles Vierges américaines, 00802, États-Unis

Jeremiah Blondeau

Programme de conservation des récifs coralliens de la NOAA, 1305 East-West Highway, Silver Spring, MD, 20910, États-Unis

Erica K. Towle

Coral Reef Watch, Center for Satellite Applications and Research, Satellite Oceanography & Climatology Division, US National Oceanic and Atmospheric Administration, College Park, MD, 20740, États-Unis

Derek P. Manzello

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

JM, EI et NB ont conçu l'étude. JM et NB ont effectué l'analyse des données. JM, EI et DM ont rédigé le manuscrit. Une révision critique a été effectuée par tous les co-auteurs.

Correspondance à John T. Morris.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

Libre accès Cet article est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International, qui permet l'utilisation, le partage, l'adaptation, la distribution et la reproduction sur n'importe quel support ou format, à condition que vous accordiez le crédit approprié à l'auteur ou aux auteurs originaux et à la source, fournir un lien vers la licence Creative Commons et indiquer si des modifications ont été apportées. Les images ou tout autre matériel de tiers dans cet article sont inclus dans la licence Creative Commons de l'article, sauf indication contraire dans une ligne de crédit au matériel. Si le matériel n'est pas inclus dans la licence Creative Commons de l'article et que votre utilisation prévue n'est pas autorisée par la réglementation légale ou dépasse l'utilisation autorisée, vous devrez obtenir l'autorisation directement du détenteur des droits d'auteur. Pour voir une copie de cette licence, visitez http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Réimpressions et autorisations

Morris, JT, Enochs, IC, Besemer, N. et al. Une faible accrétion nette de carbonate caractérise le récif corallien de Floride. Sci Rep 12, 19582 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-23394-4

Télécharger la citation

Reçu : 01 juin 2022

Accepté : 31 octobre 2022

Publié: 15 novembre 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-23394-4

Toute personne avec qui vous partagez le lien suivant pourra lire ce contenu :

Désolé, aucun lien partageable n'est actuellement disponible pour cet article.

Fourni par l'initiative de partage de contenu Springer Nature SharedIt

Rapports scientifiques (2023)

En soumettant un commentaire, vous acceptez de respecter nos conditions d'utilisation et nos directives communautaires. Si vous trouvez quelque chose d'abusif ou qui ne respecte pas nos conditions ou directives, veuillez le signaler comme inapproprié.