Site pilote de restauration des mangroves (CAR-SPAW)

Contexte

L’ouragan Dorian a eu un impact dévastateur sur les îles de Grand Bahama et Abaco (Bahamas) en 2019, affectant des dizaines de milliers de personnes, avec des centaines de vies perdues et des milliards de dollars d’impacts économiques. On ignore toutefois comment les écosystèmes naturels, notamment les mangroves, ont été affectés par la tempête (vents extrêmes, inondation par l’onde de tempête et vagues puissantes) (figure 1).

Un rapport non publié utilisant les valeurs NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) calculées à partir d’images satellites de 10 m de résolution a indiqué que 73,8% des systèmes de mangrove de Grand Bahama et 40,1% des mangroves d’Abaco ont été “endommagés ou détruits” par l’ouragan Dorian (Steinberg, Cissel et Lewis, 2020). Bien que cette information puisse être utile pour déterminer les zones à grande échelle touchées par Dorian, elle était d’une utilité limitée pour guider les efforts de restauration en raison de la résolution spatiale grossière. En outre, les parties prenantes locales n’ont fourni que peu ou pas d’informations sur les endroits où les mangroves ont été touchées et devraient être restaurées. Enfin, les évaluations basées uniquement sur l’imagerie satellitaire ne pouvaient pas fournir d’informations sur la modification par Dorian de la fonction ou de la valeur des écosystèmes de mangrove, comme leur rôle d’habitat pour les poissons.

Des études supplémentaires étaient nécessaires pour combler ces lacunes et aider les gestionnaires des ressources naturelles et les autres parties prenantes à déterminer si un site se rétablira naturellement, si des interventions étaient nécessaires pour faciliter le rétablissement des mangroves et quel type d’intervention est devrait être mis en place.

Figure 1 : Photo d’une mangrove rouge grandement endommagée à Abaco après Dorian (Copyright : PIMS)

Objectifs

Afin de combler ces lacunes en matière d’information, l’objectif de ce projet pilote était d’identifier et évaluer les mangroves des îles d’Abaco et de Grand Bahama qui ont été les plus touchées par l’ouragan Dorian, ainsi que de mettre en œuvre des efforts de restauration dans les sites identifiés comme prioritaires.

Le Perry Institute for Marine Science (PIMS) a mis en œuvre le projet entre juillet 2021 et septembre 2022.

Sur la base des données déjà acquises, le projet visait à :

  • évaluer et déterminer les sites prioritaires nécessitant une restauration par rapport à ceux qui pourraient se rétablir naturellement 
  • mettre en œuvre une stratégie de restauration de la mangrove dans des sites prioritaires définis
  • effectuer un suivi dans les sites restaurés et ceux qui peuvent se rétablir naturellement

Principaux résultats

De juillet à août 2021, PIMS, avec l’aide du Bahamas National Trust et d’autres financements, a réalisé des évaluations de mangroves sur 19 sites à Grand Bahama et 15 sites à Abaco :

  • Évaluation de la mangrove à partir de consultations communautaires pour évaluer les points de vue des parties prenantes sur les dommages causés à la mangrove et les besoins de restauration
  • Évaluation écologique pour cartographier les dommages causés aux mangroves dans des zones représentatives (sur la base des évaluations des parties prenantes et du rapport Steinberg et al. 2020) en utilisant des images aériennes à haute résolution (<10cm) pour évaluer la couverture actuelle des mangroves vivantes et mortes.
  • Évaluation écologique des communautés de poissons et des communautés benthiques par des suivis in-situ
  • Évaluation écologique de l’eau et des paramètres environnementaux

Évaluation de la mangrove par Consultations communautaires

PIMS et ses partenaires ont réalisé 8 enquêtes et 12 consultations communautaires virtuelles à Grand Bahama et Abaco. Ces réunions ont impliqué les parties prenantes locales pour leur demander des informations sur la façon dont les mangroves dans les deux zones étaient perçues, appréciées et utilisées, ainsi que sur la façon dont l’ouragan Dorian a changé ces facteurs et ce qu’ils espéraient voir comme résultat en termes de restauration. Ces réunions ont servi de base à l’engagement de la communauté dans les activités de restauration.

Ce travail de consultation a permis d’identifier les sites prioritaires pour la restauration de la mangrove à Abaco et Grand Bahama, respectivement 8 et 7 (figures 2 et 3).

Figure 2 : Zones de mangrove identifiées par les personnes interrogées à Abaco qui devaient être prioritaires pour l’évaluation et la restauration. Les sites identifiés par des étoiles orange ont été mentionnés par plusieurs répondants (Copyright : PIMS)
Figure 3: Zones de mangrove identifiées par les répondants de Grand Bahama qui devaient être prioritaires pour l’évaluation et la restauration. Les sites qui sont encerclés indiquent les endroits où la zone générale a été identifiée, par opposition aux endroits qui ont été nommés spécifiquement (ces zones sont identifiées par des étoiles). Les sites identifiés par des cercles orange/étoiles ont été mentionnés par plusieurs répondants. (Copyright : PIMS)

Évaluations écologiques : Cartographie des mangroves

PIMS a cartographié un total de 34 zones de mangrove pour Grand Bahama (19) et Abaco (15), pour un total de près de 6 700 acres cartographiés, avec des sites individuels dont la taille varie de 27 à 506 acres (Figure 4).

Les habitats des mangroves ont été évalués et cartographiés à l’aide d’une technologie avancée de drone (une caméra de 45 MP et un capteur multispectral à 10 bandes montés sur un drone commercial volant à 400′) afin de créer une évaluation de base. La résolution de l’imagerie multispectrale NDVI a permis de produire de meilleures cartes d’habitat et de mieux comprendre où l’ouragan Dorian a eu le plus grand impact sur les mangroves, comment les systèmes de mangroves ont été altérés ou détruits, et où le recrutement naturel ou la récupération peuvent avoir lieu. Cela a également permis d’identifier les populations saines de mangroves restantes et les sources potentielles de propagules de mangroves à utiliser dans les efforts de replantation (Figure 5)

Figure 4 : Carte des sites d’étude montrant l’emplacement des mangroves cartographiées pour Grand Bahama (en haut) et Abaco (en bas), ainsi qu’un tableau indiquant les coordonnées et le nombre d’acres cartographiés à chaque site. (Copyright : PIMS)

Figure 5 : Une vue rapprochée d’un système de mangrove avec une image haute résolution utilisée pour cartographier les mangroves vivantes et mortes à l’échelle d’un site de restauration (en haut) La même zone montrant l’analyse NDVI avec les zones rouges représentant les mangroves saines, le bleu clair les mangroves mortes et le bleu foncé l’eau (en bas) (Copyright : PIMS)

PIMS a effectué une analyse quantitative des habitats de mangrove et s’est concentré sur des calculs plus détaillés de la quantité et/ou du pourcentage d’habitat de mangrove affecté en fonction des conditions de tempête et d’autres facteurs. Cette analyse a servi de référence pour les évaluations de la restauration des mangroves.
À l’aide des données disponibles provenant des suivis sous-marins, des suivis aériens et de l’accès à des données satellites améliorées, PIMS a développé un système de classement pour prioriser les efforts de restauration dans les endroits qui ont subi les niveaux les plus élevés de perte de mangrove et qui montrent de faibles niveaux de résilience naturelle, ainsi que ceux qui ont une autre valeur intrinsèque.

La hiérarchisation s’est appuyée sur les données quantitatives recueillies au cours des évaluations et sur l’imagerie satellite et a appliqué un système de classement pour des indices spécifiques afin de sélectionner les sites où l’impact de la restauration peut être le plus important. Le système de classement était basé sur les trois indices ci-dessous et appliqué de manière progressive pour filtrer les sites à prendre en considération pour la restauration :

  • Damage Index : ce premier indice était basé sur l’étendue de la perte de mangroves dans une zone, en utilisant les valeurs NDVI. Les valeurs NDVI l’état et la santé des zones de mangrove ont été déterminées avant Dorian et comparées aux valeurs des mêmes zones après Dorian. Les zones prioritaires à restaurer sont celles qui ont subi le plus grand changement négatif dans les valeurs NDVI, c’est-à-dire les zones de mangrove à forte densité de canopée avant Dorian qui ne présentent que peu ou pas de canopée vivante après Dorian. Pour les efforts de restauration, seuls les sites de priorité élevée à la plus élevée (rouge-orange) ont été pris en compte pour la replantation de la mangrove, mais d’autres interventions de restauration peuvent être envisagées si les scores de classement des valeurs sont élevés. Une carte SIG de l’indice de dommages peut être consultée à l’aide du lien ci-dessous : https://pims.maps.arcgis.com/apps/webappviewer/index.html?id=753cdacb9ea64d7e84ededbf99852e08
  • Resilience Index : Pour les sites où l’indice de dommages est classé comme élevé ou de la plus haute priorité, un deuxième indice, l’indice de résilience, a été calculé pour hiérarchiser les efforts de restauration. Cet indice de résilience examine dans quelle mesure les zones de mangrove mortes se rétablissent, principalement grâce aux nouvelles recrues de mangrove issues de propagules, mais peut également inclure les nouvelles pousses des mangroves qui ont été fortement endommagées par Dorian mais qui commencent à se rétablir. Cet indice est basé sur le nombre de recrues par acre/hectare calculé à l’aide d’images aériennes avec des caméras haute résolution et des capteurs multispectraux sur un drone

  • Value Index : Enfin, cet indice a été appliqué indépendamment à tous les sites, que les deux autres indices indiquent ou non un besoin de replantation. Pour les sites dont la priorité de replantation était élevée ou la plus élevée sur la base des deux critères précédents, l’indice de valeur a fourni des données supplémentaires pour classer les sites les plus prioritaires. Pour les sites où la replantation n’était pas une priorité élevée sur la base des deux critères précédents, mais où d’autres interventions peuvent être recommandées (par exemple, la restauration hydrologique, l’enlèvement des débris), cet indice a permis d’identifier les sites les plus prioritaires pour consacrer des ressources aux interventions. L’indice de valeur est un classement qualitatif basé sur la fonction écologique des mangroves, les services écosystémiques qu’elles fournissent et la valeur perçue par les communautés locales. Six mesures binaires ont été incluses : la valeur sociale, l’inclusion dans les parcs et les zones protégées, la protection côtière, la hauteur des mangroves, la diversité des poissons et la biomasse des poissons.

Ce système de classement a permis d’identifier les sites prioritaires pour la replantation des mangroves. Ces informations ont conduit à l’élaboration d’une stratégie globale de restauration de la mangrove afin de mener les interventions les plus appropriées et de déterminer les méthodes de restauration adaptées lorsque la replantation de la mangrove est jugée nécessaire. Cette stratégie a été achevée en novembre 2021.

Les zones autour de Grand Bahama Est et quelques zones le long de la côte nord de Grand Bahama
ont subi le plus de dégâts. Sur Abaco, l’indice de dommages était élevé ou le plus élevé, principalement sur le côté ouest d’Abaco dans les Marls entre Treasure Cay et Marsh Harbour.

Évaluations écologiques : Poissons et communautés benthiques

Le PIMS a évalué les assemblages de poissons et les habitats benthiques pour détecter les changements dans les communautés d’espèces causés par l’ouragan Dorian dans le système de mangrove et aider à déterminer les meilleures approches pour réhabiliter ou restaurer ces écosystèmes dans l’état qu’ils étaient avant la tempête. Au total, 19 sites sur Grand Bahama et 11 sites sur Abaco ont été évalués. Les données recueillies ont été comparées à l’évaluation précédente effectuée en 2019 avant l’ouragan Dorian et en utilisant la même méthode de suivi (transects de ceinture de 30×2 m).

D’une manière générale, l’évaluation de l’ensemble des sites d’étude de Grand Bahama et d’Abaco a montré que les communautés de poissons n’ont pas changé de manière spectaculaire depuis Dorian (ou se sont rétablies rapidement) et n’ont pas varié en fonction des dommages de la mangrove, car la structure des racines des mangroves mortes est restée largement intacte et a continué à servir d’habitat pour les poissons (e.g  nurserie). Cependant, il a été noté que les racines des mangroves mortes étaient fragiles et commençaient à se décomposer, créant un risque de dégradation supplémentaire de l’habitat pour les poissons si elles ne sont pas restaurées (figure 6).

Des analyses quantitatives des données sur les poissons et le benthos sont nécessaires pour examiner les changements à long terme dans les systèmes de mangrove et vérifier si les efforts de restauration ont une influence positive sur les communautés de poissons et de benthos.

Figure 6 : Plongeurs effectuant un recensement sous-marin pour évaluer l’état des poissons et des communautés benthiques (Copyright PIMS)

Effort de restauration de la mangrove

Fin juillet 2022, PIMS a reçu le permis nécessaire de l’unité forestière des Bahamas (Bahamas Forestry Unit) pour commencer les activités de restauration sur la base de la stratégie de restauration de la mangrove élaborée en 2021. L’effort de restauration a été mené entre août et septembre 2022 dans le cadre de ce permis.

Les efforts de restauration ont consisté à collecter des propagules de palétuviers à partir de systèmes sains de palétuviers rouges sur les deux îles, qui ont été peu ou pas touchés par l’ouragan Dorian, puis à planter directement les propagules dans les zones touchées. Les efforts de collecte et de plantation de mangroves ont été menés par le personnel de PIMS et de BNT (6) ainsi que par des volontaires locaux (12) qui ont été formés sur place aux meilleures méthodes pour mener à bien les travaux de restauration.

Un total de 20 408 propagules ont été collectées (12 500 de Grand Bahama et 7 908 d’Abaco) et plantées sur 10 sites différents (6 sur Grand Bahama et 4 sur Abaco). Toutes les propagules collectées ont été suivies par leur site d’origine afin de garantir la diversité génétique lors des plantations ultérieures. La plantation de mangrove a eu lieu sur des sites identifiés comme prioritaires sur les deux îles et accessibles par bateau (figure 7)

Figure 7 : Volontaires collectant des propagules de palétuviers rouges (à gauche) et les plantant sur des systèmes de palétuviers endommagés (à droite) (Copyright PIMS)

Suivis

Après la plantation de mangroves, des données de référence ont été recueillies sur les sites de plantation et les sites de contrôle où le rétablissement naturel est évalué à la fois pour Abaco et Grand Bahama. La collecte de données à ce moment-là comprenait une cartographie haute résolution du site. La collecte de données sur 35 sites à Grand Bahama et Abaco a eu lieu en septembre 2022. Cette technologie permettra non seulement de suivre l’état du site, mais aussi de suivre individuellement le sort des mangroves (celles qui se régénèrent, les nouvelles recrues naturelles et les mangroves plantées) afin d’examiner la récupération ; d’évaluer le succès de la restauration et de déterminer quelle intervention supplémentaire sera nécessaire. Les données sont actuellement traitées pour :

  • Déterminer l’étendue de la récupération naturelle au cours de l’année 2021 pour les sites où il existait des images antérieures.
  • Suivre le taux de survie des mangroves plantées avant juillet 2021.
  • Établir une base de référence pour examiner le rétablissement des mangroves plantées et dispersées lors des efforts de plantation en août 2022.

Des suivis supplémentaires ont été prévues après le projet pour évaluer le rétablissement de la mangrove et examiner les changements dans la structure de la communauté de poissons et les paramètres environnementaux.

Ressources disponibles

Rôle des mangroves
Rôle des récifs coralliens