Étude: La fréquence croissante des tempêtes océaniques pourrait altérer les écosystèmes forestiers de varech

Une expérience à long terme à grande échelle sur les forêts de varech au large de la Californie du Sud permet de mieux comprendre comment la biodiversité des écosystèmes côtiers pourrait être affectée à terme, étant donné que les changements climatiques augmentent potentiellement la fréquence des tempêtes océaniques.

Des chercheurs de l'Université de Virginie et de l'Université de Californie à Santa Barbara ont simulé à titre expérimental la perte de forêts de varech géantes sous-marines à quatre endroits au large de la côte.

de Santa Barbara et a constaté que l’augmentation de la fréquence des tempêtes – comme prévu par certains modèles de changement climatique – pourrait modifier de manière spectaculaire les ratios et les types de vie marine qui vivent le long de la côte californienne.

"Nous avons constaté que la fréquence des perturbations était le facteur le plus important influant sur la biodiversité des forêts de varech, alors que la gravité des perturbations au cours d'une année donnée a joué un rôle mineur", a déclaré le chercheur principal Max Castorani, professeur de sciences de l'environnement à l'UVA.

L'étude paraît en ligne le 30 octobre dans le journal Écologieet vient alors que les scientifiques tentent d’anticiper les conséquences écologiques d’un climat en mutation. C’est l’une des rares expériences à long terme à examiner la manière dont les forêts de varech, qui sont les principaux habitats marins côtiers dans le monde, pourraient changer au fil du temps si les prévisions des modèles climatiques se matérialisent dans la nature, comme le prévoient de nombreux scientifiques. Certaines prévisions climatiques indiquent que la fréquence et la gravité des tempêtes vont augmenter, comme cela se fait déjà dans certaines régions.

Pour arriver à leurs conclusions, les chercheurs ont compté et mesuré plus de 200 espèces de plantes, invertébrés et poissons dans de grandes forêts expérimentales de varech au large de Santa Barbara tous les trois mois, sur une période de neuf ans. Ils ont constaté que les perturbations annuelles lors desquelles les forêts de varech étaient expérimentalement réduites et réduites d'année en année, comme cela se produisait lors de fortes tempêtes hivernales impliquant de grosses vagues, entraînaient le doublement des plantes plus petites et des invertébrés fixés au fond de la mer (algues, coraux, anémones, etc.). éponges), mais a également entraîné une réduction de 30 à 61% du nombre de poissons et de mollusques et crustacés, tels que les palourdes, les oursins, les étoiles de mer, les homards et les crabes.

"Nos résultats nous ont surpris parce que nous nous attendions à ce qu'une seule tempête hivernale grave entraîne de grands changements dans la biodiversité des forêts de varech", a déclaré Castorani. "Au lieu de cela, le nombre de perturbations dans le temps a eu le plus grand impact, car de fréquentes perturbations empêchent la récupération du varech géant, avec des conséquences importantes pour la vie marine environnante."

Le varech géant, qui est la plus grande de toutes les algues, peut atteindre une centaine de mètres du fond de la mer jusqu’à la surface de l’eau, créant ainsi un couvert végétal dense, semblable à une forêt terrestre, qui fournit de l’ombre et un abri aux organismes plus éloignés dans la colonne d’eau et sur le fond de la mer. Lorsque la forêt est détruite par une grosse tempête, le "sous-étage" devient plus lumineux avec la lumière du soleil, mais il est physiquement moins complexe et plus productif, ce qui affecte l'équilibre de la diversité des espèces. Bien qu'il soit normal que cela se produise périodiquement lorsque de grandes tempêtes en mer entraînent des vagues destructrices vers le littoral, les forêts se rétablissent généralement rapidement. Mais une plus grande fréquence des tempêtes entraverait à plusieurs reprises la reprise, ce qui entraînerait une altération considérable de la vie marine.

Les prévisions de changement climatique prévoient une augmentation de la fréquence et de la gravité des tempêtes au cours des prochaines décennies, ce qui pourrait entraîner de profonds changements dans la biodiversité des forêts de varech, comme le suggère la nouvelle étude. La perte répétée de varech géant crée des "gagnants et des perdants" écologiques ", a déclaré Castorani. Les créatures "intelligentes" – les algues, les éponges, les anémones et les gorgones – ont plus de chances de prospérer, tandis que plusieurs poissons, crabes, homards, bulots et palourdes recherchés sur le plan commercial et récréatif sont en déclin.

L'expérience a été menée sur le site de recherche écologique à long terme sur le littoral de Santa Barbara de la National Science Foundation. La NSF finance de nombreux projets de recherche à long terme dans le monde entier, conçus pour obtenir une vue d'ensemble des changements survenus dans les écosystèmes au cours des décennies et au-delà.

"Il est significatif de constater que la gravité et la fréquence des perturbations influent de différentes manières sur les communautés de lits de varech", a déclaré David Garrison, directeur du programme de recherche écologique à long terme de la NSF, qui a financé l'étude. "Nous avons besoin de ce type de recherche pour prédire à quoi ressembleront les futures communautés de lits de varech et quels services écosystémiques elles fourniront."

Castorani a déclaré que l'étude de neuf ans démontrait la valeur de la recherche écologique à long terme pour comprendre le changement environnemental tel qu'il se produit, comme regarder un film sur l'environnement plutôt que de prendre un instantané qui ne capture qu'un moment dans le temps.

"Les recherches précédentes étaient axées en grande partie sur la réaction à un événement isolé, mais notre nouvelle expérience montre qu'il est important d'étudier les perturbations répétées sur plusieurs années", a-t-il déclaré. "Nous n'aurions pas pu comprendre l'écologie de ce système sans le soutien à long terme du programme LTER de NSF."