Les déterminants socio-écologiques de la biomasse en poissons sur les récifs coralliens : importance de l'accessibilité, de la protection et des espèces clés

Coral reefs have the greatest biodiversity of any ecosystem on the planet and support ecosystem goods and services to million people who depend directly on them for food, economic income, coastal protection and cultural values. Ecosystem accessibility, through road networks, is the main driver of their conditions, with the most accessible ecosystems being most at risk of resource depletion. To date, measuring accessibility to humans was strictly limited to examining the linear distance which ignores ragged coastlines and road networks that can affect the time required to reach fishing grounds. This thesis presents a double challenge: (i) developing new metrics of accessibility that account for seascape heterogeneity to better assess human impacts on coral reefs; (ii) evaluating the importance of coral reef accessibility, in interactions with their management, to explain variations of fish biomass. First, I developed novel metrics of reef proximity to human populations and markets based on the friction distance which is related to transport surfaces (paved road, dirt road, water) influencing the effective reach of human settlements. Travel time was used to build the gravity index, defined as human population divided by the squared travel time, to assess the level of human pressure on any reef of the world. I found that both travel time and gravity are strong predictors of fish biomass globally. Second, three applications using these new metrics highlighted that (i) gravity identified critical ecological trade-offs in conservation since reserves placed with moderate-to-high impacts may provide substantial conservation gains for fish biomass while reserve locations with low human impacts were more likely to support higher-order predation, (ii) using a study case in Northwest Madagascar, I illustrated how market proximity can affect fishermen communities and, ultimately, trigger changes in marine resources exploitation, and (iii) I implemented a new Community-Wide Scan (CWS) approach to identify fish species that significantly contribute to the biomass and coral cover on Indo-Pacific reefs and which provided tractable conservation targets. Within the context of global changes and biodiversity loss, the thesis challenges the sustainable and efficient management of coral reef socio-ecological systems with accessibility being the cornerstone.Les récifs coralliens hébergent la plus grande biodiversité sur Terre et fournissent la nourriture, le revenu économique, la protection côtière et les valeurs culturelles pour des millions de personnes. L'accessibilité des écosystèmes via les réseaux routiers est un déterminant majeur de leurs conditions, les écosystèmes les plus accessibles étant les plus menacées. Longtemps, l’estimation de l'accessibilité par l’Homme s’est limitée à l'utilisation de la distance linéaire qui ignore l’irrégularité des côtes maritimes et les réseaux routiers, facteurs influençant le temps nécessaire pour atteindre les lieux de pêche. Cette thèse présente un double enjeu : (i) développer des indices d'accessibilité intégrant l’hétérogénéité du milieu marin pour quantifier les impacts humains sur les récifs ; (ii) évaluer l'importance de ces nouveaux indices, en interaction avec les mesures de protection, pour expliquer les variations de la biomasse de poissons. Dans un premier temps, j’ai caractérisé la proximité des hommes aux récifs, en tenant compte des surfaces rencontrées (routes, chemin, eau) qui influencent le temps de trajet jusqu’aux récifs. Le temps de trajet a permis de calculer un indice de gravité, défini comme la population humaine divisée par le temps de trajet au carré, pour évaluer le niveau de pression humaine de n'importe quel récif au monde. J'ai trouvé que le temps de trajet et la gravité sont des déterminants majeurs de la biomasse de poissons à l’échelle globale. Dans un second temps, trois applications utilisant ces nouveaux indices ont permis de montrer que (i) la gravité permet de révéler l’efficacité des actions de conservation : les réserves placées là où les impacts humains sont modérés à forts fournissent des gains de conservation élevés pour la biomasse de poissons, mais elles sont peu susceptibles de protéger les prédateurs supérieurs, qui sont uniquement présent dans les réserves soumises à de faibles impacts humains ; (ii) en utilisant un cas d'étude réalisé dans le Nord-Ouest de Madagascar, j'ai illustré comment la proximité du marché peut affecter les communautés de pêcheurs et, finalement, engendrer des changements dans l'exploitation des ressources marines ; (iii) j’ai développé une nouvelle approche, le Community-Wide Scan (CWS), pour identifier les espèces de poissons qui contribuent de manière significative à la biomasse et à la couverture corallienne des récifs de l’Indopacifique, celles-ci pouvant constituer des espèces cibles à protéger. Dans le contexte de changements globaux et de perte de biodiversité, la mesure d’accessibilité constitue un outil puissant et permet de relancer le défi de gestion durable et efficace des socio-écosystèmes coralliens