Le niveau mondial des mers a augmenté d'environ 21 à 24 centimètres depuis 1880, avec un taux d'augmentation accéléré au cours des deux dernières décennies. Ce changement, qui est principalement dû à l'expansion thermique de l'eau de mer et à la fonte des glaces terrestres, remodele les écosystèmes marins à un rythme sans précédent.Les conséquences pour la biodiversité marine sont profondes : les côtes sont en recul, les habitats critiques sont inondés ou érodés, et les espèces du plancton aux prédateurs supérieurs sont contraintes d'adapter, de migrer ou de disparaître.

Mécanismes de montée en puissance au niveau de la mer et leurs incidences sur la biodiversité

L'élévation du niveau de la mer (RLS) résulte de deux processus principaux : l'expansion thermique de l'eau de mer à mesure qu'elle se réchauffe et l'ajout d'eau douce provenant de la fonte des glaciers et des calottes glaciaires.Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) prévoit que, dans le cadre de scénarios à forte émission, le niveau moyen de la mer mondiale pourrait augmenter de 1 mètre d'ici 2100, avec des variations régionales entraînées par les courants océaniques, les effets gravitationnels et la subsidence des terres. Le sixième rapport d'évaluation du GIEC souligne que même des augmentations modestes du niveau de la mer peuvent modifier radicalement la géomorphologie côtière, entraînant l'érosion, des inondations accrues et l'intrusion d'eau salée dans les systèmes d'eau douce.

Pour la biodiversité marine, le taux de changement est aussi important que l'ampleur.De nombreuses espèces côtières et d'eaux peu profondes ont des capacités de dispersion limitées ou des besoins spécifiques en matière d'habitat, ce qui les rend vulnérables à une modification rapide de l'habitat.Par exemple, les récifs coralliens, qui abritent environ un quart de toutes les espèces marines, ne peuvent pas suivre le rythme actuel de l'élévation du niveau de la mer dans de nombreuses régions, car l'accrétion verticale est limitée par la pénétration de la lumière et l'approvisionnement en sédiments.

Perte et transformation de l'habitat

Submergence des zones humides côtières

Lorsque les eaux de mer s'élèvent, ces systèmes doivent soit accrété les sédiments verticalement, soit migrer à l'intérieur des terres. Lorsque l'approvisionnement en sédiments est insuffisant ou lorsque les côtes sont blindées de murs marins et de cloisons, les zones humides se noient. Il en résulte une perte d'habitat essentiel pour les espèces d'oiseaux, les juvéniles et les invertébrés.

Dans le delta du Mississippi, la subsidence combinée à la montée des mers a déjà transformé de vastes étendues de marais saumâtres en eaux libres, perturbant la pêche des espèces dépendantes de ces aires de pépinières.

Récifs coralliens et le « jeu des calmars » de la lumière et de la sédimentation

Bien que certains coraux puissent croître verticalement à des taux comparables à ceux de l'élévation du niveau de la mer (1-10 mm par an), beaucoup ont été affaiblis par des phénomènes de blanchiment, d'acidification des océans et de pollution. Un goulot d'étranglement clé est la turbidité : l'augmentation du ruissellement et la remise en suspension des sédiments réduisent la pénétration de la lumière, limitant la profondeur à laquelle peut se produire la photosynthèse par les algues symbiotiques (zooxanthellae).

De plus, la montée des mers exacerbe l'énergie des vagues sur les récifs plats, ce qui entraîne une érosion et une fragmentation accrues. La structure tridimensionnelle qui fournit un habitat à des milliers de poissons et d'invertébrés. La perte de complexité des récifs diminue la biodiversité et réduit la protection côtière que ces écosystèmes offrent – un double coup pour la faune et les communautés humaines.

Nouveaux habitats et changements dans la collectivité

Les zones intertidales rocheuses, par exemple, peuvent se déplacer vers le haut en altitude, tandis que les zones terrestres peuvent devenir intertidales ou subtidales. Ces zones nouvellement submergées sont initialement colonisées par des espèces opportunistes, comme les algues et les barnacles, qui peuvent tolérer des conditions variables. Au fil du temps, les processus de succession peuvent conduire à des communautés qui diffèrent sensiblement de celles qui existaient historiquement.

Par exemple, l'expansion des forêts de mangroves en marais salés à haute latitude peut réduire l'habitat des oiseaux de rivage qui dépendent de vasières ouvertes pour la recherche de nourriture. Inversement, certaines espèces peuvent bénéficier d'une structure d'habitat nouvelle. L'effet net sur la biodiversité régionale dépend de l'équilibre entre les gains et les pertes, mais de nombreuses études indiquent une tendance à l'homogénéisation, les espèces généralistes et envahissantes remplaçant les spécialistes endémiques.

Migration des espèces et adaptation

Mouvements horizontaux et verticaux

En réponse à l'évolution des conditions environnementales, de nombreuses espèces marines déplacent leur distribution vers les eaux de la pole ou des eaux plus profondes.Une étude séminale de 2013 publiée dans Le changement climatique naturel a révélé que les centres de distribution des poissons et des invertébrés marins ont évolué à un rythme moyen de 72 km par décennie, certains groupes se déplaçant plus rapidement que les espèces terrestres.L'étude a souligné que ces taux varient selon le groupe taxonomique : les espèces pélagiques ont tendance à se déplacer plus rapidement que les espèces benthiques, tandis que des espèces commercialement importantes comme la morue et l'aiglefin modifient leurs aires de répartition historiques avec des implications économiques importantes.

L'élévation du niveau de la mer exacerbe ces mouvements en modifiant le gradient vertical des habitats. Les espèces qui habitent le plateau continental peuvent être forcées à s'enfoncer dans des eaux plus profondes à mesure que la profondeur du fond augmente par rapport à la hauteur de la surface de la mer. Cependant, les eaux plus profondes sont souvent plus froides et présentent des niveaux d'oxygène plus faibles, ce qui présente des contraintes physiologiques.

Possibilités et limites d ' adaptation

Certaines espèces présentent une capacité d'adaptation remarquable par la plasticité phénotypique ou par évolution rapide. Par exemple, les populations de la face d'argent de l'Atlantique (Menidia mendida) ont montré des changements héréditaires de tolérance à la température sur quelques générations seulement. De même, certaines espèces de corail peuvent ajuster leurs communautés d'algues symbiotiques pour mieux tolérer les eaux chaudes.

Un facteur limitant critique est la disponibilité de refuges climatiques – zones où les conditions locales demeurent dans l'aire de tolérance de l'espèce. Pour les espèces marines, ces refuges existent souvent à des profondeurs plus froides ou dans des zones de remontée. Pourtant, l'élévation du niveau de la mer peut modifier les schémas de circulation océanographique, potentiellement affaiblir l'élévation et réduire la fiabilité de ces refuges.

Concurrence et espèces envahissantes

À mesure que les espèces changent de gamme, elles rencontrent de nouveaux concurrents, prédateurs et proies, ce qui peut entraîner des changements dans la composition de la communauté et l'établissement d'espèces envahissantes qui surpassent les espèces indigènes. Par exemple, l'expansion vers le nord du crabe vert envahissant (Carcinus maenas) le long de la côte atlantique nord-américaine a été liée au réchauffement des eaux et a décimé les populations de myes à coquille molle en Nouvelle-Angleterre.

Dans les régions tropicales, la montée des mers combinée à la fragmentation de l'habitat peut permettre l'expansion de poissons lionniers envahissants (Pterois volitans) dans des zones de récifs plus profonds, où ils s'attaquent à des assemblages de poissons de récifs coralliens déjà soulignés par d'autres facteurs.

Impact sur les sites Web de la Marine Food

Les changements dans la productivité primaire

L'élévation du niveau de la mer influence la production primaire par plusieurs voies. L'augmentation du mélange vertical dans les eaux côtières peu profondes peut stimuler la prolifération des nutriments, ce qui peut stimuler la prolifération des phytoplanctons. Inversement, une stratification accrue dans les eaux extracôtières plus profondes peut réduire la remontée des nutriments et la productivité.

Dans l'Atlantique Nord, par exemple, la retraite vers le nord du copépodes d'eau froide Calanus finmarchicus, une source alimentaire essentielle pour la morue, a été liée à la réduction des stocks de morue. De tels décalages entre prédateurs et proies devraient devenir plus fréquents lorsque les changements liés au niveau de la mer interagiront avec le réchauffement.

Dynamique de prédateur-précis

La perte d'habitats tridimensionnels complexes comme les herbiers et les récifs d'huîtres réduit le nombre de refuges pour les petits poissons et les invertébrés, ce qui les rend plus vulnérables à la prédation, ce qui peut entraîner des effondrements de la population locale des espèces de proies et, à leur tour, affecter les prédateurs qui en dépendent.

Par exemple, le mouvement vers le nord du ctenophore prédateur Mnemiopsis leidyi a modifié les réseaux alimentaires dans les eaux côtières européennes, en concurrence avec les larves de poissons pour le zooplancton. L'élévation du niveau de la mer peut accélérer ces introductions en modifiant les gradients de salinité et la température de l'eau dans les estuaires et les baies côtières.

Cyclisme nutritif et rétroaction biogéochimique

Les terres humides sont d'importants puits de carbone, séquestrent le carbone organique dans les sédiments à des taux bien supérieurs à ceux des forêts terrestres. Cependant, comme ces terres humides sont inondées et perdues, le carbone stocké peut être rejeté dans la colonne d'eau, ce qui contribue à l'acidification locale et peut modifier la disponibilité des nutriments. La perte de capacité de dénitrification dans les marais submergés peut également entraîner une augmentation de la charge en nutriments et de l'eutrophisation dans les eaux adjacentes.

Ces changements biogéochimiques influencent la croissance du phytoplancton et des macroalgues, qui à leur tour affectent des niveaux trophiques plus élevés. Les conditions eutrophes favorisent la floraison d'algues nuisibles, dont beaucoup produisent des toxines qui posent des risques pour les poissons, les mammifères marins et les humains.

Effets d'effondrement sur les modèles de biodiversité marine

Extinction locale et contraction de portée

Les espèces spécialisées qui dépendent de certaines altitudes intertidales, telles que certains limonidés ou barnacles, peuvent être remplacées par des généralistes plus tolérants, alors que la zone de marée se déplace verticalement. En Méditerranée, par exemple, la prairie endémique Posidonia oceanica, qui forme de vastes prairies sous-marines essentielles au stockage du carbone et à la biodiversité, a connu un recul dû à l'érosion côtière et à l'augmentation de la profondeur de l'élévation du niveau de la mer.

Les espèces d'oiseaux de mer qui nichent sur des îles basses sont déjà en train de se rétrécir, comme le pétrel hawaïen, qui est en proie à la perte de son habitat de nidification, car l'élévation du niveau de la mer cause l'érosion des falaises côtières.

Les gains et les pertes de biodiversité régionale

Si certaines espèces disparaissent de certains endroits, d'autres peuvent s'étendre dans de nouvelles régions, ce qui pourrait accroître la biodiversité locale. Par exemple, la migration des espèces de poissons d'eau chaude vers des pôles a enrichi la faune de la mer du Nord au cours des dernières décennies. Cependant, ce gain net dans la richesse des espèces masque souvent la perte d'espèces adaptées au froid qui se retirent vers des latitudes plus élevées ou des eaux plus profondes.

Les communautés dominées par les espèces généralistes ont tendance à être plus résistantes à l'invasion mais moins résistantes aux perturbations. À mesure que le niveau de la mer continue d'augmenter, les «gagnants» dans le nouvel environnement peuvent être les espèces qui tolèrent déjà un large éventail de conditions, ce qui pourrait conduire à une simplification à l'échelle mondiale du biote marin.

Incidences sur les services écosystémiques

Les changements de biodiversité dus à l'élévation du niveau de la mer ont des conséquences économiques directes. La pêche, qui repose sur des espèces cibles spécifiques qui peuvent changer ou diminuer, est sujette à l'incertitude.La protection côtière, assurée par les récifs et les zones humides, diminue à mesure que ces écosystèmes se dégradent. Le tourisme et la pêche récréative sont également affectés par la disparition ou le changement d'abondance d'espèces emblématiques.

Stratégies de conservation et de gestion

Protection et restauration des habitats côtiers

Pour atténuer les impacts de l'élévation du niveau de la mer sur la biodiversité marine, les efforts de conservation doivent être axés sur le maintien de la résilience des écosystèmes côtiers, notamment la réduction d'autres facteurs de stress tels que la pollution, la surpêche et le développement côtier.

Les aires marines protégées (ZPM) peuvent servir de refuge aux espèces en cours de changement d'aire de répartition, pourvu qu'elles soient stratégiquement placées pour tenir compte des changements futurs dans la qualité de l'habitat.

Faciliter la migration des espèces

Dans certains cas, des interventions actives telles que la migration assistée ou la translocation peuvent être nécessaires pour les espèces à dispersion très limitée. Cependant, cette approche comporte des risques écologiques et des considérations éthiques.Les chercheurs étudient la possibilité de déplacer les coraux vers des zones de récifs plus profondes et plus froides, comme forme d'adaptation assistée, bien que les taux de succès demeurent faibles.

Réduction des émissions de gaz à effet de serre

En fin de compte, le moyen le plus efficace de limiter les impacts à long terme de l'élévation du niveau de la mer sur la biodiversité marine est de réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre. Chaque fraction d'un degré de réchauffement évité réduit le taux et l'ampleur de l'élévation du niveau de la mer, donnant aux écosystèmes plus de temps pour s'adapter.

En conclusion, la montée des mers transforme la biodiversité marine de manière profonde et profonde. La perte d'habitat, la migration des espèces, les perturbations du réseau alimentaire et les cycles biogéochimiques modifiés sont déjà en cours, et le rythme des changements s'accélère.Bien que certaines espèces et certains écosystèmes puissent s'adapter, voire en bénéficier, la tendance générale est de perdre et d'homogénéiser. Le défi pour les scientifiques, les gestionnaires et les décideurs est d'anticiper ces changements et de mettre en œuvre des stratégies qui préservent la résilience et la fonctionnalité des écosystèmes marins pour les générations futures.