L’initiative récifs coralliens pour le Pacifique (programme crisp) : bilan des connaissances acquises

Le présent rapport est un compte-rendu des résultats du Programme crisp quant à l'avancement des connaissances scientifiques en 2006 et 2007 concernant la structure et le fonctionnement des récifs coralliens. Il relève les connaissances acquises au plan général des récifs coralliens et celles concernant les récifs du Pacifique. Il ne s'agit pas d'un rapport sur les activités du crisp mais de leurs apports à la connaissance fondamentale des récifs. Dans ce cadre, les documents pris en compte dans le présent rapport sont les articles scientifiques publiés dans des périodiques, les communications lors de symposiums, congrès, et colloques. Un certain nombre d'articles sous presse (manuscrits acceptés pour publication dans des revues) ont été pris en compte. Il en est de même de certaines données figurant dans les rapports édités par le crisp et qui sont sur le site du programme, dans la mesure où certains contenus relèvent de ce que nous indiquons dans le premier paragraphe de ce préambule. Les listes des articles, des communications de symposiums, et des rapports sont données en annexe. Après une introduction générale sur le contexte dans lequel a été élaboré le programme crisp (ses préoccupations récentes quant à la préservation des récifs coralliens au plan international et national ; un aperçu de l’état de santé des récifs coralliens dans le Pacifique sud, comparativement au reste du monde ; la genèse et la mise en œuvre du programme), nous présentons le rapport sensu stricto sur les progrès des connaissances scientifiques sur les récifs coralliens acquis lors du déroulement du programme en fin 2007. Puis, nous dressons un bilan quantitatif de la diffusion des connaissances en référence aux périodiques de publications et à la participation des partenaires du crisp à des symposiums, colloques et congrès.This report presents the results obtained within the framework of the crisp programme in terms of progressing knowledge on the structure and functioning of coral reefs for the years 2006 and 2007. It gathers newly achieved understanding of coral reefs on a general level and at the scale of the Pacific. It is not a report on crisp activities per se but a report on its contributions to fundamental knowledge on coral reefs. Within this context, the documents considered are scientific articles published into periodicals, symposia, and presentations at conferences and colloquia. A few articles, although still in press (text approved for publication in magazines) have also been considered. Similarly, data extracted from reports published by crisp and displayed on the programme website, have been selected whenever their content matches the target presented on the first paragraph of this preamble. The Articles, Symposia presentations, and Reports are listed in the appendices. This document consists of three sections. First, a general presentation of the context within which the crisp programme was elaborated. This presents the recent and actual concerns (since 1980) on coral reefs conservation at national and international levels. It gives a general picture of coral reefs health in the South Pacific, by comparison with the rest of the world. It relates the initiation and implementation of the crisp programme. Second, reports stricto sensu, on coral reefs scientific knowledge progress gained during the programme’s evolution up to late 2007. Third is a quantitative assessment of knowledge dissemination, including periodical publications and crisp partners’ participation in symposia, lectures and conferences

Cyclones et changement climatique dans le Pacifique Sud

Tropical cyclones occur relatively frequently throughout the South Pacific with resultant changes to coral reefs and low lying coral islands. Cyclones can result in both accumulation of coral rock, rubble and sand to parts of coral reefs, whereas there can be severe damage and erosion to other parts of reefs and islands. Many coral reef islands owe their existence to the accumulation of material during tropical storms. The location of cyclones is strongly influenced by the El Niño Southern Oscillation, with more in the Eastern Pacific during El Niño events. The frequency of cyclones is unlikely to alter significantly in the future, however the strength of these cyclones will be strongly influenced by increasing global climate change and rising sea surface temperatures. The result is that there will probably be more large category 4 and 5 storms, which will result in even more localized damage to coral reefs and associated islands. While these cyclones will not be devastating for reefs at ocean scales, the synergy between their localized damage and more widespread effects of increasing sea surface temperatures, ocean acidification and rising sea levels, pose major threats for the long term existence of coral reefs as they occur today. Coral reef resource managers have no mechanisms to combat cyclones other than by joining global campaigns against climate change and the release of greenhouse gases; however they can assist in making reefs more resistant and resilient to cyclone damage by taking serious action to reduce direct and localized anthropogenic damageLes cyclones tropicaux se manifestent de manière relativement fréquente dans tout le Pacifique Sud, modifiant les récifs de coraux et les îles coralliennes basses. Ces cyclones peuvent, sur les récifs et îles coralliennes, à la fois donner lieu à des accumulations de blocs et de sable sur certaines parties tout en endommageant et érodant d'autres parties. Beaucoup d'îles coralliennes doivent leur existence à l'accumulation de ces matériaux durant les orages tropicaux. La localisation des cyclones est fortement influencée par le phénomène El Niño (ENSO) ; ils sont plus abondants dans le Pacifique Est durant les phases d'El Niño. La fréquence des cyclones ne devrait vraisemblablement pas varier dans le futur, néanmoins leur force devrait être fortement influencée par l'amplification du changement climatique et l'élévation des températures à la surface des mers. Le résultat serait probablement une augmentation des cyclones des catégories 4 et 5 avec pour conséquence des dommages encore plus localisés sur les récifs coralliens et les îles qui leur sont associées. Alors que ces cyclones ne dévasteront pas les récifs à l'échelle mondiale, la synergie entre leurs dégâts localisés et de plus importants effets de l'augmentation des températures de surface des mers, d'acidification des océans et d'élévation du niveau des eaux, fait peser de graves menaces sur l'existence à long terme des récifs coralliens actuels. Les gestionnaires des ressources coralliennes n'ont pas d'autre possibilité de combattre les cyclones que de s'associer aux campagnes contre les changements climatiques et les gaz à effet de serre ; néanmoins ils peuvent aider en rendant les récifs plus résistants et résilients aux dégâts des cyclones en menant une action sérieuse visant à réduire les dégâts directs et localisés d'origine anthropique

Évaluation de la pollution par les pesticides des communautés coralliennes en Polynésie française

Researches have been carried out in the framework of the French Initiative for Coral Reefs in order to assess the pollution levels of the coral reef trophic webs by pesticides in French Polynesia. An overall contamination with critical organisms from various levels of the trophic web was shown. On one hand, analysis showed a contamination by chloroacetamide and triazine derivatives, two major families of herbicides. On the other hand the occurrence of organochlorine insecticide has proven ubiquitous. Especially worrying is our finding of chlordecone (kepone®) occurrence in all of the organisms investigated, mainly in fishes, which are commonly ingested by the local inhabitants. Moreover, these data are very worrying as the average residence time of chlordecone in sediment numbers in thousand of yearsUn programme de recherche a été développé dans le cadre de l'Initiative Française pour les Récifs Coralliens (IFRECOR) afin d'évaluer la contamination de la biocœnose récifale par les pesticides. Les analyses ont mis en évidence une contamination des organismes majeurs du réseau trophique en particulier par des herbicides des groupes des chloracétamides et des triazines, ainsi que par les principaux insecticides organochlorés. De façon inattendue, des niveaux significatifs de chlordécone (képone®) ont été mis en évidence dans les espèces analysées, dont des poissons consommés localement. Ce fait est d'autant plus préoccupant que l'usage de cet insecticide, dont la rémanence dans les sédiments se chiffre en millénaires, n'aurait jamais été officiellement homologué en Polynésie française

Coral reefs of Clipperton

Since its discovery in 1705, the near atoll of Clipperton has repeatedly caught scientists’ attention by its remoteness in the East Pacific and its particular lagoon. A brief account of the island’s geomorphology and of its living communities is given within the local oceanographic context. A short history of scientifi c expeditions and of human settlement along with the interests of France, Mexico and United States for this small island is presented. This information is completed with an account of the present legal status of the island (French Natural Public Domain) and its stakes. Outer slope coral reefs are described along with flora and fauna inventories completed during the last expedition on Clipperton in 2004-2005. Reef communities from two sites on the outer slope are described. Markers have been installed so that these two sites may constitute future monitoring stations to investigate the health status of this coral reef ecosytem, in the context of regional and global monitoring networksDepuis sa découverte en 1705, le presqu'atoll de Clipperton, à l'extrémité Est-Pacifique, retient l'intérêt des scientifiques par son isolement biogéographique et son lagon aux caractéristiques environnementales et morphologiques si particulières. Une brève description géomorphologique de l'île et de ses peuplements est donnée avec le contexte océanographique dans lequel elle se situe. Un rapide historique des expéditions de recherche et des occupations humaines sur Clipperton avec les intérêts de la France, du Mexique et des États-Unis pour cette petite île, se termine par un exposé sur son statut juridique actuel (domaine public naturel de la France) et les enjeux qui se rattachent à Clipperton. Les récifs coralliens des pentes externes de l'île sont décrits conjointement aux inventaires floristique et faunistique actualisés en 2004-2005. Les peuplements de deux stations sur les pentes externes récifales de l'île sont détaillés. Balisées sur le terrain, elles constituent les futures stations de surveillance du milieu corallien de Clipperton dans le cadre du suivi de l'état de santé des récifs au plan régional et mondia

Researches on the contamination by pesticides of marine organisms within coral reef trophic webs in French Polynesia

Researches addressed in this paper have been carried out in the framework of a survey of the pollution levels by pesticides in French Polynesia coral reefs. A ubiquitous contamination has been shown up of critical organisms from various levels of the trophic web. Such a contamination occurs even in remote areas such as for example some atolls from the Tuamotu Archipelago where agricultural activities are very restricted. On one hand, the occurrence of organochlorine insecticides is shown widespread. Especially worrying is our finding of chlordecone (képone®) widely present in all organisms investigated, particularly in fishes, which are commonly consumed by the local inhabitants. Some concerns arise from these data as the average residence time of chlordecone in sediment numbers in thousands of years. On the other hand, analyses have demonstrated a pervasive contamination of coral reefs trophic webs by various major families of herbicides, namely chloroacetamide and triazine derivatives, as well as diuron. These findings are worrying with respect to the coral reefs ecosystems health, especially since their functioning is strongly dependent on the Symbiodinium zooxanthellae symbiosis with hermatypic coral, as the Symbiodinium Dinoflagellates that have proven especially sensitive to these families of herbicides. These can partially inhibit their photosynthetic activity at concentrations lower than one part per billion in seawaterÀ la suite des résultats déjà publiés sur la contamination par les pesticides d'organismes de récifs coralliens de Tahiti et de Moorea en Polynésie française, l'objectif de nos investigations a été d'étendre nos connaissances sur une éventuelle contamination dans d'autres îles et sur d'autres espèces. Une contamination ubiquiste de divers organismes majeurs des réseaux trophiques récifaux a été mise en évidence même dans des biotopes reculés comme certains atolls des Tuamotu où les activités agricoles sont très réduites voire inexistantes. La présence d'insecticides organochlorés, en particulier du lindane est quasi permanente. Particulièrement préoccupante est la présence généralisée de chlordécone dans tous les types d'organismes analysés, notamment dans les poissons, qui constituent une part importante de la nourriture des populations locales. Par ailleurs, nos recherches montrent une contamination étendue des organismes des réseaux trophiques récifaux par les herbicides dérivés de l'acide trichloracétique, des dérivés des triazines et par le diuron, une urée substituée. Cette contamination est inquiétante pour la santé future des écosystèmes coralliens et leur fonctionnement, tout particulièrement pour les coraux hermatypiques fortement dépendants de leur symbiose avec les zooxanthelles, Dinoflagellés du genre Symbiodinium. Des travaux antérieurs ont, en effet, démontré que leur activité photosynthétique pouvait être partiellement inhibée par des concentrations de ces herbicides dans l'eau de mer, inférieures à la partie par milliard

Les modifications de la ligne de rivage dans les îles de la Société (Polynésie française) : un indicateur des pressions anthropiques en zone côtière

Dans les îles océaniques tropicales, la ligne de rivage naturelle correspond à une plage, à une falaise, à des galets ou rochers, à des zones de végétation basse ou haute. Le développement économique des îles et la croissance démographique de leurs populations ont pour conséquence une artificialisation de cette ligne de rivage pour utilité publique ou par des riverains qui cherchent à se protéger des actions de la mer, mais aussi à étendre leur emprise sur le lagon. Plusieurs îles de la Société ont fait l’objet d’une étude quantifiée de leurs lignes de rivage afin de déterminer leurs degrés d’anthropisation. Dans plusieurs d’entre elles, cette artificialisation est voisine ou dépasse 40 % du linéaire côtier. Elle est un bon indicateur des pressions anthropiques en zone côtière. L’évolution de cette tendance a pu être montrée à Moorea par des études menées à quinze ans d’intervalle. Des actions sont entreprises et doivent être développées pour mettre fin cette artificialisation aux conséquences néfastes pour l’environnement.In tropical oceanic islands, coastlines are usually either sandy, rocky or have cliffs, - or may have low or high vegetation. Developing island states with increasing human populations are modifying coastlines to form artificial or modified structures for public utility or by lagoonside residents hoping to protect their property from the sea or to gain extra land on the margins of the lagoon. Several French Society Islands have been examined to establish the extent of this coastal modification. In most of them, human activities have altered 40% or more of the coastline, and the percentage of modification is a good indicator of the human pressure  on the shoreline. The evolution of coastal modification has been documented on Moorea island during two field studies separated by a fifteen year period. Specific activities need to be developed and deployed to stop coastal modifications that result in damage to the environment

Restauration d’une zone corallienne dégradée et implantation d'un jardin corallien à Bora Bora, Polynésie française

The restoration of coral reef habitats by coral transplantation is a hot topic in the news toda y due to the accelerating degradation of the coral reef ecosystem all over the world. There is much discussion about research programs for the transplantation of corals and about ac tuai field realizations and the motivation for coral reef restoration. But the implementation of such a project depends on a social request considering local or global cultural and economical situations . Projects are very costly and only applicable when important economical interests are involved such as the fight against erosion or tourism development. In the lagoon of Bora Bora in French Polynesia, a fringing zone, degraded by coral sand extractions, led to an erosion of the coast damaging local private property in a sec tor weil oriented toward tourism activities. The reconstruction of this degraded site (20,000 sq.m) required physically filling up holes, implementation of spurs, and putting into place artificial concrete structures to promote the natural colonization of corals and other reef organisms in order to reduce swell impacts. The creation of a coral reef garden was also part of the project with the transplantation of corals collected in the vicinity. Fifty groups of three different types of concrete blocks have been set out on the site and six others constitute the coral reef garden on which 311 coral colonies are transplanted. Two and a half years after this restoration, the project proved to be successful. The coral reef garden flourished; it showed much diversification and little mortality among the corals colonies, and the natural colonization on the concrete substrate was teeming with corals, seaurchins, mollusks, and fishes. But thirty months later, an exceptionally violent meteorological and oceanographical situation led to a catastrophic event which caused many transplanted coral as weil as natural colonies in the vicinity to be killed off. Lagoon waters temperatures were recorded as high as 34°C and of the 311 transplanted coral colonies only 119 survived, most of them bleached or partly dead. All colonies of the genus Acropora died, while those of the genus Psammocora survived. Methods for restoration and creation of coral reef gardens are highly controlled but they cannot always escape such catastrophic events such as the one in Bora Bora in December 2001. Physical restoration was successful but the biological transplantation of corals failed. Thus, when we consider how expansive a restoration project is, it is essential to conduct an historical inquiry on a potential coral transplantation site before implementing any projectLes problèmes de restauration de zones coralliennes, avec transplantations de coraux, sont à l'ordre du jour compte tenu de la dégradation accélérée de cet écosystème à la surface de la planète. Les motivations des recherches dans ce domaine et celles des projets de restauration sur le terrain sont évoquées. Elles répondent à une demande sociale exprimée en fonction de considérations culturelles et économiques. Les projets sont coûteux et ne peuvent concerner que des cas très limités avec des intérêts économiques importants (lutte contre l' érosion, développement du tourisme). À Bora Bora, en Polynésie française, une zone lagonaire frangeante, dégradée par des extractions de sédiment corallien, provoquait une érosion littorale. Son ré-aménagement comporte une restauration physique des lieux (comblement des fosses, réalisation d'épis...) et la mise en place de structures artificielles pour permettre la colonisation naturelle de coraux et autres organismes, afin de jouer le rôle de brise houle. Ce projet s'accompagne de la création d'un jardin corallien avec structures artificielles sur lesquelles sont fixés des transplants de coraux. Deux ans et demi après la fin des travaux, le jardin corallien affiche une communauté corallienne florissante et diversifiée avec très peu de mortalité des colonies transplantées, une croissance normale et la colonisation naturelle de coraux et d'autres organismes des récifs coralliens (oursins, mollusques, poissons). Cependant, un événement météorologique et océanographique exceptionnel, trente mois après la création du jardin corallien, a entraîné une forte mortalité des coraux transplantés comme ceux naturellement en place dans le secteur. Si les techniques nécessaires à la restauration de zones dégradées et à la création de jardins coralliens sont totalement maîtrisées, ces réalisations n'échappent pas aux variations temporelles des conditions de milieu qui peuvent être catastrophiques. Dans un tel cas, comme à Bora Bora en décembre 2001, la restauration physique reste à l'actif de l'opération, mais l'échec de la restauration biologique est à noter. Une étude historique, sur plusieurs décennies, des zones sujettes à des mortalités exceptionnelles s'impose donc avant tout choix de sites pour la réalisation de jardins coralliens dont les coûts sont très élevé

Monitoring of French Polynesia coral reefs and their recent development

French Polynesia, consisting of 118 islands in the centre of the Pacific Ocean, has more than 15000 km2 of reefs and lagoons managed by the local government. Tourism and pearl culture are the two main economic resources of the country. Polynesian coral reefs are extremely diverse and are among those for which we have thorough knowledge. The exploitation of local resources has been recorded for multiple decades and includes : coral materials, fishing, harvest and export of mother-of-pearl molluscs, pearl production, and ornamental fish. All over the country, many monitoring programmes have been launched to measure the health of reefs and the natural and anthropogenic perturbations that they suffer : hurricanes and seismic events, water quality, health of benthic and fish communities, pearl oyster pathology and radiobiology. These data, collected over the last few decades, allowed to defi ne the relative importance of natural and anthropogenic degradation on reefs and lagoons, and to explain the present status of reefs at different spatial scales. Devastating hurricanes are rare (1903-1906, 1982-1983 and occasionally at other times), but they may annihilate outer slope coral communities on some islands. Bleaching events with considerable coral mortality at different geographical scales occurred mainly in 1991, 1994 and 2003. Outbreaks of Acanthaster destroyed numerous reefs (lagoons and outer slopes) from 1978-1982 and a new demographic wave began in 2006 at many Society islands. Eutrophication events only occurred occasionally and only in some lagoons. Whereas natural catastrophic events degrade the coral reef ecosystem across many islands, at the archipelago or even regional scale, anthropogenic degradation is limited to a few Society Islands, occurring rarely on atolls and not at all on those (one third) which are uninhabited. The main causes of reef degradation in some areas of Tahiti and Moorea include the embankment of fringing zones, coral mining, overfishing, absence of urban sewage treatment and the development of leisure and tourism activities. Because of its large geographical extent, one may conclude that major reef degradation in French Polynesia is caused by catastrophic natural events. On the other hand, anthropogenic degradation is more localized. Unfortunately, the synergistic effects of these causes of degradation prevent reefs from recovering. Optimum coral cover on French Polynesian outer reef slopes is between 50-60 %. After a major destructive impact (hurricane, bleaching, Acanthaster) a reef is reduced to less than 10 % coral cover, however if no more major disturbance events occur a reef will recover in about 12 years. Most of the 15000 km2 of reefs and lagoons in French Polynesia are in good health, and along with their neighbouring reefs in East and Central Pacific they are considered as the least degraded reefs worldwide and at a low risk of becoming degraded in the few next decades. However, we are more and more anxious about the future of reefs in the world particularly because present simulations predict that major impacts of climate change would include : elevation of sea surface temperatures, increase in the strength of hurricanes and acidification of seawater which will affect the formation of coral structuresLa Polynésie française, 118 îles au coeur du Pacifique, possède une surface de plus de 15000 km2 de récifs et lagons gérés par le gouvernement polynésien. Le tourisme et la perliculture représentent les deux ressources économiques majeures du Pays. Les formations récifales très diversifiées sont parmi les mieux connues. Plusieurs suivis d'exploitation des ressources sont opérationnels depuis des décennies : granulats coralliens, pêche pour l'alimentation, collecte et exportation de mollusques nacriers, production de perles, poissons d'ornement. À l'échelle du Pays de très nombreux programmes de surveillance de l'état des récifs et des perturbations qu'ils subissent, naturelles et anthropiques, ont été mis en place: perturbations cycloniques et sismiques, qualité des eaux, état de santé des peuplements benthiques et ichtyologiques, pathologie des nacres, radiobiologie. Toutes ces données recueillies au fil des décennies ont permis d'établir l'importance relative des dégradations naturelles et anthropiques sur les récifs et lagons polynésiens et d'expliquer leur état de santé actuel en considérant différentes échelles spatiales. Les périodes cycloniques dévastatrices pour les récifs sont rares (1903-1906, 1982-1983 et épisodiquement) mais les cyclones ont parfois anéanti les communautés coralliennes de pentes externes dans certaines îles. Les blanchissements suivis de mortalités importantes à des échelles spatiales diverses, ont été surtout ceux de 1991, 1994 et 2003. Les explosions démographiques d'Acanthaster ont détruit de nombreux récifs (lagons et pentes externes) en 1978-1982 et une nouvelle pullulation s'amplifie depuis 2006 dans plusieurs îles de la Société. Les crises dystrophiques n'ont perturbé qu'épisodiquement certains lagons. Si les événements naturels précédents dégradent les récifs à l'échelle de plusieurs îles, d'archipel ou du Pays, les dégradations anthropiques sont limitées à quelques îles peuplées de la Société, plus exceptionnellement dans les atolls et encore moins dans un tiers d'entre eux qui sont inhabités. Les remblais en zone frangeante, les extractions de matériaux coralliens, la surpêche, l'absence de réseaux d'assainissement des eaux usées urbaines et le développement d'activités de loisir et du tourisme sont les causes essentielles de la dégradation des communautés coralliennes du lagon dans certains secteurs de Tahiti et de Moorea. Ainsi apparaît-il clairement que les dégradations majeures des récifs en Polynésie sont occasionnées par des phénomènes naturels compte tenu de leur étendue géographique. En revanche les dégradations anthropiques sont géographiquement plus localisées. Malheureusement la synergie des deux causes de dégradation ne facilite pas la récupération des récifs. Il est établi qu'une pente externe avec un recouvrement corallien de 50-60 % est à son optimum. Une dégradation majeure (cyclone, blanchissement, Acanthaster) réduit ce recouvrement à moins de 10 %. La communauté met une douzaine d'années pour revenir au recouvrement optimum si aucune autre perturbation importante ne survient. La très large majorité des 15000 km2 de récifs et lagons de Polynésie française sont en bonne santé. Avec leurs voisins du Pacifique Est et Central, ces formations coralliennes sont considérées comme les moins dégradées au monde et à faible risque de dégradation dans les prochaines décennies

QCD and strongly coupled gauge theories : challenges and perspectives

We highlight the progress, current status, and open challenges of QCD-driven physics, in theory and in experiment. We discuss how the strong interaction is intimately connected to a broad sweep of physical problems, in settings ranging from astrophysics and cosmology to strongly coupled, complex systems in particle and condensed-matter physics, as well as to searches for physics beyond the Standard Model. We also discuss how success in describing the strong interaction impacts other fields, and, in turn, how such subjects can impact studies of the strong interaction. In the course of the work we offer a perspective on the many research streams which flow into and out of QCD, as well as a vision for future developments.Peer reviewe

Biologie et écologie des récifs et lagons coralliens du Pacifique (1960-1990) / Biology and ecology of Pacific coral reefs and lagoons (1960-1990)

Salvat Bernard. Biologie et écologie des récifs et lagons coralliens du Pacifique (1960-1990) / Biology and ecology of Pacific coral reefs and lagoons (1960-1990). In: Le Pacifique, l’océan, ses rivages et ses îles / The Pacific, the ocean, its shore and islands. Trente ans de recherche scientifique française dans le Pacifique (1960-1990) Actes du colloques du colloque organisé le 6-11-1990 par la Fondation Singer-Polignac. Talence : Centre de Recherches sur les Espaces Tropicaux (Université Michel de Montaigne, Bordeaux 3), 1991. pp. 231-266. (Îles et Archipels, 14