Spatial patterns of benthic invertebrate assemblages within atoll lagoons: importance of habitat heterogeneity and considerations for marine protected area design in French Polynesia

Structuration spatiale des assemblages d'invertébrés benthiques dans les lagons d'atoll : importance de l'hétérogénéité de l'habitat et considérations pour la mise en œuvre d'aires marines protégées en Polynésie française

¹ College of Charleston, 58 George Street, Charleston SC 29412, USA
² Centre de Biologie et d'Écologie Tropicale et Méditerranéenne, École Pratique des Hautes Études, Laboratoire « Ecosystèmes Aquatiques Tropicaux et Méditerranéens », UMR CNRS-EPHE 8046, Université de Perpignan, Avenue Paul Alduy, 66860 Perpignan Cedex, France and Centre de Recherches Insulaires et Observatoire de l'Environnement, BP 1013 Papetoai, Moorea, French Polynesia

Corresponding author: adjeroud@univ-perp.fr

Received: 11 April 2006
Accepted: 17 July 2006

Abstract

We investigated spatial patterns of stony corals, molluscs and echinoderms among six habitat types within the lagoons of six atolls in the Tuamotu Archipelago (French Polynesia). Percent cover (stony corals only), abundance and richness were recorded within habitat types delineated by specific geomorphological features. Among six habitat types defined a priori, four encompassed distinct assemblages of corals and molluscs: (1) pinnacles possessed maximum richness, abundance and coverage, (2) passes showed relatively high abundance and coverage, (3) lagoon floors were marked by the commonness of a few coral genera, and minimum mollusc abundance and richness, and (4) inner reef flat stations, independent of their location in front of spillways, motu or rim zones, had low cover, abundance, and richness. While habitat associations were similar for stony corals and molluscs, echinoderms were preferentially found on the inner reef flat facing the rim. Lowest echinoderm abundances and species richness were recorded on pinnacles and in the vicinity of the pass. Such small-scale spatial heterogeneity appears to be one of the distinctive characteristics of coral communities in French Polynesian reefs. These results, along with those of the TYPATOLL program, demonstrate the importance of both local and regional factors in determining the diversity and structure of coral assemblages. Habitat fidelity was weak: many species/genera were poorly represented among habitats and restricted to a few atolls, while others were present across all lagoons and habitats. Therefore, marine protected areas design based solely on representativeness will require the protecting the vast majority of lagoon habitats.

Résumé

Nous avons examiné l'organisation spatiale des coraux, mollusques et échinodermes dans six lagons d'atoll de l'archipel des Tuamotu (Polynésie française). Le pourcentage de recouvrement (coraux uniquement), l'abondance et la diversité ont été mesurés dans des sites géomorphologiquement contrastés. Parmi les six habitats lagonaires définis a priori, quatre sont distincts pour les coraux et les mollusques: (1) l'abondance, la diversité et le recouvrement maximaux sont enregistrés aux stations de pinacle, (2) le recouvrement et l'abondance sont relativement élevés aux stations de passe, (3) les stations de fond de lagons sont caractérisées par la présence de quelques genres de coraux caractéristiques, et des valeurs d'abondance minimales pour les mollusques, et (4) les stations du platier récifal, quelle que soit leur localisation (face aux hoa, motu, ou couronne), sont caractérisées par des valeurs de recouvrement, d'abondance et de diversité particulièrement faibles. Alors que l'organisation spatiale des coraux et des mollusques est similaire, celle des échinodermes diffère. Ces derniers sont plus abondants sur le platier récifal, et sont peu représentés aux stations de passe et sur les pinacles. Cette forte hétérogénéité spatiale, au sein des lagons d'atoll, complète celle observée pour les îles hautes volcaniques de Polynésie française, ainsi que la variation inter-atoll décrite à l'échelle régionale dans l'archipel des Tuamotu. L'hétérogénéité spatiale à petite échelle apparaît être un caractère distinctif des communautés benthiques en Polynésie française. Les résultats de cette étude complètent ceux du programme TYPATOLL et démontrent l'importance des facteurs locaux et régionaux dans la structure spatiale et la diversité locale des communautés coralliennes. Un grand nombre de genres/espèces sont limités à quelques habitats et ne colonisent que certains lagons d'atoll, tandis que d'autres sont ubiquistes et sont présents dans la plupart des habitats et des lagons. Si préserver la biodiversité des lagons d'atoll est l'objectif principal des gestionnaires de l'environnement, la mise en œuvre d'aires marines protégées dans ces biotopes nécessite par conséquent la protection de l'ensemble des habitats lagonaires.