Detecting the effects of natural disturbances on coral assemblages in French Polynesia: A decade survey at multiple scales

Evaluation des impacts des perturbations naturelles sur les assemblages de coraux en Polynésie française : résultats de 10 années de suivi à différentes échelles

¹ Centre de Recherches Insulaires et Observatoire de l'Environnement (CRIOBE), BP 1013, 98729 Papetoai, Moorea, French Polynesia, and École Pratique des Hautes Études, UMR 8046 CNRS, Université de Perpignan, 66860 Perpignan Cedex, France
² Centre Océanologique de Marseille, UMR 6540, DIMAR, rue de la batterie des lions, 13007 Marseille, France

Corresponding author: adjeroud@univ-perp.fr

Received: 29 December 2004
Accepted: 3 May 2005

Abstract

Coral reefs in French Polynesia, just like many others throughout the world, have been subjected to several natural disturbances including 15 cyclones, seven major bleaching events, and several Acanthaster planci outbreaks since the 1980s. In order to document the effects of these perturbations on coral assemblages, we initiated a long-term monitoring program that extended over both local and regional scales. Coral cover was quantified at 20 sites situated on the outer reef slope of 13 islands. The results from the first decade (1992-2002) are analyzed and the adequacy of our approach is discussed in the context of identifying potential indicators of coral reef health. Among 13 islands in French Polynesia, only two were unaffected by natural disturbances. We found important local and regional variation in the impacts of coral bleaching and cyclones, and three major temporal trends were distinguished: 1) 10 sites where coral cover decreased in relation to the occurrence of major disturbances; 2) nine sites where coral cover increased, despite the occurrence of disturbances affecting seven of them; and 3) a site where no significant variation in coral cover was found. The responses to perturbations were different among coral genera: Acropora species were particularly susceptible to bleaching events, whereas physical damages induced by cyclones concerned mainly branching species of Acropora and Pocillopora. Thus, monitoring surveys could be improved by selecting different and complementary indicators (one on the variation in diversity, one estimating changes in the abundance/cover, and one estimating the potential for recovery), by integrating several spatial scales, and by including at least the most informative species. High frequency recordings of environmental parameters (e.g. sea surface temperature) may be also a complementary tools for identifying causal relationships between changes in coral reef community structure and the factors causing the changes.

Résumé

Comme d'autres récifs à travers le monde, les écosystèmes coralliens de Polynésie française ont subi de nombreuses perturbations naturelles, et depuis les années 1980, 15 cyclones, sept phénomènes de blanchissement et plusieurs explosions démographiques d'Acanthaster planci. Afin d'examiner l'impact de ces perturbations sur les assemblages de coraux scléractiniaires, un programme de suivi à long terme a été mis en place, aux échelles locale et régionale. Le recouvrement corallien a été quantifié sur 20 stations localisées sur la pente externe de 13 îles. Nous analysons les résultats obtenus pour la décennie 1992-2002, et nous examinons la pertinence des indicateurs potentiels de l'état de santé des récifs. Sur les 13 îles, deux seulement n'ont subi aucune pertubation. Nos résultats montrent une forte variabilité de l'impact des phénomènes de blanchissement et des cyclones aussi bien à l'échelle locale que régionale. Trois tendances majeures sont observées: 1) diminution du recouvrement corallien pour 10 stations, suite au passage de perturbations successives ; 2) augmentation du recouvrement corallien pour neuf stations, malgré le passage de perturbations pour sept d'entre elles; 3) stabilité du recouvrement corallien dans une station. Les réponses aux perturbations sont différentes selon les genres de coraux: Acropora est le plus sensible aux phénomènes de blanchissement, alors que les dommages physiques causés par les cyclones affectent les formes branchues des genres Acropora et Pocillopora. Les programmes de suivi pourraient être optimisés via la sélection d'indicateurs différents et complémentaires (l'un évaluant la variation de la diversité, l'autre l'évolution de l'abondance et/ou du recouvrement, ou encore le potentiel de recrutement), l'intégration de plusieurs échelles spatiales, et le choix d'espèces informatives. L'enregistrement de facteurs environnementaux (température de l'eau par exemple) se révèle également un outil complémentaire utile pour l'identification des causes des changements observés dans la structure des communautés.