Coral reefs of Wallis and Futuna : biological monitoring, health and future

Wallis and Futuna is a small tropical overseas French territory located in the South Pacific Ocean 450 km North from Fiji and 400 km North-East from Samoa. It is composed of three main islands : Uvea, Futuna and Alofi , and inhabited by around 15 000 people. A long-term coral reef monitoring program was implemented in 1999 on six outer slopes sites. Live coral coverages and genus diversity were sampled every 3 years. The initial results suggested a relative stability of these aspects with no signifi cant changes between 1999 (fi rst surveys) and 2005 (most recent surveys). A comparative study of the three sampled islands shows that highest coral coverages on Wallis’outer reefs are isolated (by a 1 km or more wide lagoon) from the inhabited land, and therefore are protected to an extent from natural and human perturbations. The lower coral coverage observed on Futuna and Alofi may be attributable to the proximity to higher frequency of human and natural terrestrial stresses due to the absence of a lagoon on these two islands. Anthropogenic activities inducing stresses such as sewage, land erosion, poisoning and blast fishing have been identified on the sampled islands. Relative to other Pacific island countries, Wallis and Futuna has a low density human population and a high GNP/inhabitant. Ongoing French and European monitoring, research and development programmes, provide Wallis and Futuna with a level of understanding with regard to the status of its coral reef resources. These factors should contribute signifi cantly to the implementation of effective management of reef resources in Wallis and FutunaWallis et Futuna est une petite communauté d'outre-mer française située dans l'océan Pacifique à 450 km au nord de Fiji et 400 km au nord-est des Samoa. Son territoire se compose de trois îles principales : Uvea, Futuna et Alofi où vivent environ 15 000 habitants. Un programme de surveillance à long terme des récifs coralliens a été mis en place depuis 1999 sur six sites de pente externe où les recouvrements en corail vivant et la richesse spécifique en genres coralliens sont échantillonnés tous les 3 ans. Les premiers résultats montrent une relative stabilité des récifs sans changements importants entre le début du programme en 1999 et les derniers relevés réalisés en 2005. L'étude comparative des résultats obtenus sur les trois îles échantillonnées dans cette étude donne des résultats contrastés. On note ainsi des valeurs plus importantes de recouvrement corallien à Wallis, où les pentes externes sont isolées des terres habitées par un lagon de 1 km ou plus de largeur, qu'à Futuna et Alofi. Les valeurs de recouvrement relativement plus faibles observées à Futuna et Alofi sont probablement dues à l'absence de lagon sur ces îles où, de ce fait, les contacts avec les perturbations d'origine humaine sont plus directs et plus fréquents. Plusieurs stress d'origine anthropique tels que rejets d'eaux usées, érosion terrestre, pêche au poison ou à la dynamite ont été identifiés sur les îles prospectées. Cependant la faible densité de population, le PNB/habitant relativement haut et l'intégration dans des programmes de suivi, de recherche et de recherche-développement français et européens, donnent à cette collectivité un potentiel avantageux dont elle devrait tirer parti pour la gestion future de ses récifs

Rapid Oceanic Response to Tropical Cyclone Oli (2010) over the South Pacific

International audienceThe effect of Tropical Cyclone Oli (2010) on the ocean is investigated using a variety of measurements. In situ temperature measurements on the cyclone track are available via the Centre de Recherches Insulaires et Observatoire de l'Environnement (CRIOBE) array of probes. This reflects an extreme fluctuation of the temperature some 18 h after the cyclone, lasting only 12 h and exceeding 38C in amplitude. This study interprets this extreme fluctuation in terms of enhanced mixing associated with the time-dependent inertial currents due to the cyclonic winds. The authors show, using Lagrangian simulations, that this rapid event is compatible with the severe length-scale shortening observed in Lagrangian simulations

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

Photo tow: a new method for estimating coral reef status and changes at large spatial scale. A coral bleaching event case study

Refering to a coral bleaching event that took place in French Polynesia in 2002, and in order to document the health of the coral reef outer slope at a scale of several tens of kilometers of coastline, we developed a new method on the island of Moorea. This method consists of monitoring the reef at constant depth by towing, behind a boat, a scuba diver operating a photographic camera. This method enables precise and fast scanning of the reef at regular intervals along a great distance. In the case of the study presented here, geographical differences were found around the island: healthy coral cover was greater on the north coast, and bleaching intensity was greatest on the north-west coast.À l’occasion d’un phénomène de blanchissement corallien survenu en 2002 en Polynésie française et afin de réaliser des relevés de l’état de santé du récif corallien à l’échelle de plusieurs dizaines de kilomètres de linéaire côtier sur les pentes externes de l’île de Moorea, une méthode originale a été expérimentée. Elle consiste à réaliser des relevés réguliers du récif à profondeur constante en tractant, avec un bateau, un plongeur porteur d’un dispositif photographique. Elle permet la réalisation de relevés à la fois précis, rapides et sur de longues distances. Dans le cas présenté ici, des différences géographiques ont été mises en évidence autour de l’île en ce qui concerne le recouvrement corallien, plus dense sur la côte nord, et l’intensité du blanchissement plus important sur la côte nord-ouest

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

Acanthaster planci Outbreak: Decline in Coral Health, Coral Size Structure Modification and Consequences for Obligate Decapod Assemblages

Although benthic motile invertebrate communities encompass the vast majority of coral reef diversity, their response to habitat modification has been poorly studied. A variety of benthic species, particularly decapods, provide benefits to their coral host enabling them to cope with environmental stressors, and as a result benefit the overall diversity of coral-associated species. However, little is known about how invertebrate assemblages associated with corals will be affected by global perturbations, (either directly or indirectly via their coral host) or their consequences for ecosystem resilience. Analysis of a ten year dataset reveals that the greatest perturbation at Moorea over this time was an outbreak of the corallivorous sea star Acanthaster planci from 2006 to 2009 impacting habitat health, availability and size structure of Pocillopora spp. populations and highlights a positive relationship between coral head size and survival. We then present the results of a mensurative study in 2009 conducted at the end of the perturbation (A. planci outbreak) describing how coral-decapod communities change with percent coral mortality for a selected coral species, Pocillopora eydouxi. The loss of coral tissue as a consequence of A. planci consumption led to an increase in rarefied total species diversity, but caused drastic modifications in community composition driven by a shift from coral obligate to non-obligate decapod species. Our study highlights that larger corals left with live tissue in 2009, formed a restricted habitat where coral obligate decapods, including mutualists, could subsist. We conclude that the size structure of Pocillopora populations at the time of an A. planci outbreak may greatly condition the magnitude of coral mortality as well as the persistence of local populations of obligate decapods

Les récifs coralliens de Wallis et Futuna : suivi biologique, état de santé et perspectives d’avenir

Coral reefs of Wallis and Futuna : biological monitoring, health and future. – Wallis and Futuna is a small tropical overseas French territory located in the South Pacific Ocean 450 km North from Fiji and 400 km North-East from Samoa. It is composed of three main islands : Uvea, Futuna and Alofi, and inhabited by around 15 000 people. A long-term coral reef monitoring program was implemented in 1999 on six outer slopes sites. Live coral coverages and genus diversity were sampled every 3 years. The initial results suggested a relative stability of these aspects with no significant changes between 1999 (first surveys) and 2005 (most recent surveys). A comparative study of the three sampled islands shows that highest coral coverages on Wallis’outer reefs are isolated (by a 1 km or more wide lagoon) from the inhabited land, and therefore are protected to an extent from natural and human perturbations. The lower coral coverage observed on Futuna and Alofi may be attributable to the proximity to higher frequency of human and natural terrestrial stresses due to the absence of a lagoon on these two islands. Anthropogenic activities inducing stresses such as sewage, land erosion, poisoning and blast fishing have been identifi ed on the sampled islands. Relative to other Pacific island countries, Wallis and Futuna has a low density human population and a high GNP/inhabitant. Ongoing French and European monitoring, research and development programmes, provide Wallis and Futuna with a level of understanding with regard to the status of its coral reef resources. These factors should contribute signifi cantly to the implementation of effective management of reef resources in Wallis and Futuna.Wallis et Futuna est une petite communauté d’outre-mer française située dans l’océan Pacifi que à 450 km au nord de Fiji et 400 km au nord-est des Samoa. Son territoire se compose de trois îles principales : Uvea, Futuna et Alofi où vivent environ 15 000 habitants. Un programme de surveillance à long terme des récifs coralliens a été mis en place depuis 1999 sur six sites de pente externe où les recouvrements en corail vivant et la richesse spécifi que en genres coralliens sont échantillonnés tous les 3 ans. Les premiers résultats montrent une relative stabilité des récifs sans changements importants entre le début du programme en 1999 et les derniers relevés réalisés en 2005. L’étude comparative des résultats obtenus sur les trois îles échantillonnées dans cette étude donne des résultats contrastés. On note ainsi des valeurs plus importantes de recouvrement corallien à Wallis, où les pentes externes sont isolées des terres habitées par un lagon de 1 km ou plus de largeur, qu’à Futuna et Alofi. Les valeurs de recouvrement relativement plus faibles observées à Futuna et Alofi sont probablement dues à l’absence de lagon sur ces îles où, de ce fait, les contacts avec les perturbations d’origine humaine sont plus directs et plus fréquents. Plusieurs stress d’origine anthropique tels que rejets d’eaux usées, érosion terrestre, pêche au poison ou à la dynamite ont été identifiés sur les îles prospectées. Cependant la faible densité de population, le PNB/ habitant relativement haut et l’intégration dans des programmes de suivi, de recherche et de recherche-développement français et européens, donnent à cette collectivité un potentiel avantageux dont elle devrait tirer parti pour la gestion future de ses récifs.Chancerelle Yannick. Les récifs coralliens de Wallis et Futuna : suivi biologique, état de santé et perspectives d’avenir. In: Revue d'Écologie (La Terre et La Vie), tome 63, n°1-2, 2008. Les récifs coralliens de l’outre - mer français : suivi et état des lieux / French overseas coral reefs: monitoring and status / Los arrecifes de coral del ultramar francés: seguimiento y estatuto. pp. 133-143

Reefscape Ecology Within the South Pacific: Confluence of the Polynesia Mana Network and Very High Resolution Satellite Remote Sensing

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