Abstracts
Résumé
La végétation montagnarde, dite “orophile“, héberge entre 60 et 70 % des plantes endémiques des îles de Polynésie française (Pacifique Sud) dont 25 à 50 % sont strictement inféodées à cet écosystème d’altitude. Celui-ci demeure encore bien conservé car peu dégradé par l’homme et parce que les conditions écologiques particulières des hauts reliefs ne conviennent pas à la plupart des espèces envahissantes. Si le réchauffement global de 0.034°C par an, tel qu’enregistré dans l’île principale de Tahiti depuis 1958, se poursuit, une augmentation de la température de l’air de 3.1°C en 2100 est à craindre. De par ce réchauffement, les conditions climatiques appropriées à la végétation orophile (en particulier la température) seront déplacées plus en altitude. Nos résultats de recherche montrent que la surface de la végétation orophile à Tahiti passera de 14000 ha actuellement à 1500 ha en 2100, ce qui équivaudrait à une régression de 90 %. Les conséquences sur la biodiversité de ce phénomène seraient : (i) la disparition de la zone subalpine, un écosystème unique en Polynésie française et une partie intégrante de sa biodiversité, ainsi que l’extinction d’au moins six espèces endémiques à Tahiti et restreintes à cet écosystème montagnard ; (ii) la fragmentation des derniers refuges de forêt ombrophile (ou forêt de nuage) qui se retrouveront sur les plus hauts sommets de l’île induisant un risque supplémentaire d’extinction ; et (iii) l’expansion des espèces envahissantes qui ont déjà un impact écologique considérable à Tahiti.
Mots-clés :
- Biodiversité,
- Tahiti,
- végétation orophile,
- réchauffement global,
- télédétection,
- machines à vecteurs supports (SVM)
Abstract
Between 60 and 70 % of the native flora of the islands of French Polynesia (South Pacific) are located in montane ecosystems, in the so-called “orophilous vegetation“. Due to its cooler climate, this high elevation zone is relatively protected from anthropogenic activities and from the invasion of alien species which are particularly aggressive at lower elevations. If global warming, recorded to be 0.034°C per year since 1958 in the main island of Tahiti, is persisting, air temperature will increase by 3.1°C in 2100, causing a vertical shift of vegetation and a drastic decrease of the orophilous vegetation area. Some endemic species unable to migrate higher in elevation will be doomed. According to our results, orophilous vegetation will decrease from 14,000 ha nowadays to 1,500 ha in 2100, which represents a 90 % reduction of the current area. Consequences on biodiversity will be : (i) the loss of a unique ecosystem in French Polynesia, the subalpine zone, and the extinction of, at least, six plant species restricted to this habitat and endemic to Tahiti ; (ii) the loss and fragmentation of the cloud forests, which will only be found on the highest summits, leading to an additional risk of extinction ; and (iii) the expansion of alien invasive species, having already an enormous ecological impact in Tahiti.
Keywords:
- Biodiversity,
- Tahiti,
- orophilous vegetation,
- global warming,
- remote sensing,
- support vector machines (SVM)
Download the article in PDF to read it.
Download
Appendices
Remerciements
Les auteurs tiennent à remercier les trois relecteurs anonymes de cet article pour leurs recommandations qui ont permis d’améliorer significativement sa qualité ainsi que Marie Fourdrigniez et l’association de protection de la nature Te Rau Ati Ati a Taua a Hiti Noa Tu pour leur aide sur le terrain. Ils adressent également leurs remerciements à SPOT Image pour l'accès aux données SPOT 5 acquises par le biais du programme ISIS (Incitation à l’utilisation Scientifique des Images SPOT) du Centre National d'Etudes Spatiales CNES-Toulouse.
Bibliographie
- Baruch, Z., G. Goldstein, 1999, Leaf construction cost, nutrient concentration, and net CO2 assimilation of native and invasive species in Hawaii, Oecologia, 121, pp. 183-192.
- Blandford, T. R., K. S. Humes, B. J. Harshburger, B. C. Moore, V. P. Walden, H. Ye, 2008, Seasonal and synoptic variations in near-surface air temperature lapse rates in a mountainous basin, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 47, pp. 249-261.
- Bonvallot, J., J.-F. Dupon, E. Vigneron, J.-C. Gay, C. Morhange, C. Ollier, G. Peugniez, B. Reitel, F. Yon-Cassat, 1993, Atlas de la Polynésie française, Paris, Editions de l’ORSTOM.
- Boureau, J. H., 2008, Manuel d'interprétation des photographies aériennes infrarouges. Application aux milieux forestiers et naturels, Nogent-sur-Vernisson, Institut Forestier National, 268 p.
- Burges, C. J., 1998, A tutorial on support vector machines for pattern recognition, In Fayyad U. (éd), Data Mining Knowledge Discovery, Norwell, MA, Kluver, pp. 121-167.
- Burkey T. V., 1995, Extinction rates in archipelagos : implications for populations in fragmented habitats. Conservation Biology, 9, pp. 527-541.
- Cadet, T., 1974, Etude sur la végétation des hautes altitudes de l’île de la Réunion (Océan Indien), Vegetatio 29, 2, pp. 121-130.
- Chen J., S. C. Saunders, T. R. Crow, R. J. Naiman, K. D. Brosofske, G. D. Mroz, B. L. Brookshire, J. F. Franklin, 1999, Microclimate in forest ecosystem and landscape ecology, Bioscience, 49, pp. 288-297.
- Congalton R. G., K. Green, 2009, Assessing the accuracy of remotely sensed data : principles and practices, Boca Raton, FL, CRC Press, 2nd ed, 137 p.
- Cronk Q. C. B., J. L. Fuller, 1995, Plant Invaders, Londres, Chapman & Hall.
- Daehler C.C., 2003, Performance comparisons of co-occurring native and alien invasive plants : implications for conservation and restoration, Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics, 34, pp. 183–211.
- Denslow J. S., 2003, Weeds in paradise : thoughts on the invasibility of tropical islands, Annals of the Missouri Botanical Garden, 90, pp. 119–127.
- DeWalt S. J., J. S. Denslow, K. Ickes, 2004, Natural-enemy release facilitates habitat expansion of the invasive tropical shrub Clidemia hirta, Ecology, 85, pp. 471–483.
- Florence J. 1993, La végétation de quelques îles de Polynésie, Planches 54-55, In Bonvallot J., J.-F. Dupon, E. Vigneron, J.-C. Gay, C. Morhange, C. Ollier, G. Peugniez, B. Reitel, F. Yon-Cassat, Atlas de la Polynésie française, Paris, Editions de l’ORSTOM.
- Fosberg F. R., 1991, Polynesian plant environments, pp. 11-23, In Cox P. A., Banack, S. A. (éds), Islands, plants and Polynesians, Portland, Dioscorides Press.
- Gagné W.C., L. W. Cuddihy, 1990, Vegetation. Manual of the Flowering Plants of Hawai’i. Volume 1, Honolulu, Univ. of Hawaii and Bishop Museum Press.
- Groombridge B. (éd), 1992, Global biodiversity : state of the earth's living resources, New York, Chapman & Hall, 585 p.
- Gu W., R. Heikkilä, I. Hanski, 2002, Estimating the consequences of habitat fragmentation on extinction risk in dynamic landscapes, Landscape Ecology, 17, pp. 699-710.
- Gurevitch J., D. K. Padilla, 2004, Are invasive species a major cause of extinctions ?, Trends in Ecology and Evolution, 19, 9, pp. 470-474.
- Halloy S. R. P., A. F. Mark, 2003, Climate-Change Effects on Alpine Plant Biodiversity : A New Zealand Perspective on Quantifying the Threat, Antarctic and Alpine Research, 35, 2, pp. 248-254.
- He L., P. Legendre, 1996, On species-area relationship, American naturalist, 148, pp. 719-737.
- Fourdrigniez M., J.-Y. Meyer, 2008, Liste et caractéristiques des plantes introduites naturalisées en Polynésie français. Contribution à la Biodiversité de Polynésie française, 17, Papeete, Délégation à la Recherche.
- Halldorsson J. H., J. A. Benediktsson, J. R. Sveinsson, 2003, Support vector machines in multisource classification, IEEE International Geosciences and Remote Sensing Symposium, 3, pp. 2054-2056.
- ISPF (Institut de la statistique de Polynésie française), 2009, Atlas démographique de la Polynésie française – Recensement de la population 2007, Regards, hors-série N° 2, [en ligne] URL : http://www.ispf.pf/ISPF/Libraries/Regards/Atlas1_-_Information_g%C3%A9n%C3%A9rale_et_chapitre_1_-_Population.pdf. Consulté le 22 mars 2010.
- GIEC (Groupe d’Expert Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat), 2007, Climate Change 2007 : Synthesis Report, WMO, UNEP, [en ligne] URL : www.ipcc.ch. Consulté le 22 mars 2010.
- Krajick K., 2004, Climate Change : All Downhill From Here ?, Science, 303, 5664, pp. 1600-1602.
- Laurent V., K. Maamaatuaiahutapu, J. Maiau, P. Varney, 2004, Atlas climatologique de la Polynésie française. Papeete, Météo-France, Direction interrégionale de Polynésie française, 201 p.
- Lenoir J., J. C. Gégout, P. A. Marquet, P. de Ruffray, H. Brisse, 2008, A significant upward shift in plant species optimum elevation during the 20th century, Science, 320, 5884, pp. 1768-1771.
- Loope L. L., T. Giambelluca, 1998, Vulnerability of island tropical montane cloud forests to climate change, with special reference to East Maui, Hawaii, Climatic Change, 39, 2-3, pp. 503-517.
- Mack R. N., D. Simberloff, W. M. Lonsdale, H. C. Evans, M. Clout, F. A. Bazzaz, 2000, Biotic invasions : causes, epidemiology, global consequences and control. Ecological Applications, 10, pp. 689–710.
- McGuinness, K. A., 1984, Equations and explanations in the study of species-area curves, Biological Reviews, 59, pp. 423-440.
- Meyer, J.-Y., J. Florence, 1996, Tahiti's native flora endangered by the invasion of Miconia calvescens DC. (Melastomataceae), Journal of Biogeography, 23, 6, pp. 775-783.
- Meyer, J.-Y., 2004, Threat of invasive alien plants to native flora and forest vegetation of Eastern Polynesia, Pacific Science, 58, 3, pp. 357-375.
- Meyer, J.-Y., R. Taputuarai, 2006, Impacts du changement climatique sur la biodiversité terrestre de Polynésie française : la végétation et la flore de la zone subalpine des hauts-sommets de Tahiti comme modèle d’étude. Point d’Etape sur la Recherche française dans le Pacifique, Université de Polynésie française, Tahiti, 9-12 octobre 2006 (Poster).
- Meyer, J.-Y., 2010, Montane cloud forests on remote islands of Oceania : the example of French Polynesia (South Pacific Ocean), In Bruijnzeel L. A., F. N. Scatena, L. S. Hamilton, (éds.), Mountains in the Mist : Science for Conserving and Managing Tropical Montane Cloud Forests, Cambridge University Press.
- Mooney H. A., R. N. Mack, J. A. McNeely, L. E. Neville, P. J. Schei, J. K. Waage (éds.), 2005, Invasive Alien Species. A New Synthesis, Washington DC., Island Press.
- Millenium Ecosystem Assessment, 2005, Ecosystems and human well-being : biodiversity synthesis, Washington DC., World Resources Institute.
- Nagy L., G. Grabherr, C. Körner, D. B. A. Thompson, (éds.), 2003, Alpine biodiversity in Europe, Ecological Studies 167, Berlin, Springer, 480 p.
- Papy H. R., 1951, Sur un problème écologique posé par la végétation des hauts sommets de Tahiti et du plateau Temehani à Raiatea (Océanie française), Bulletin de la Société pour les Etudes Océaniennes, 84, 8, pp. 183-191.
- Paulay G., 1994, Biodiversity on oceanic islands : its origin and extinction, American Zoologist, 34, pp. 134-144.
- Pepin N., D. Benham, K. Taylor, 1999, Modeling lapse rates in the maritime uplands of northern England : Implications for climate change, Artic Antartic and Alpine Research, 31, pp. 151-164.
- Reaser J.K., L. A. Meyerson, Q. Cronk, M. De Poorter, L. G. Eldrege, E. Green, M. Kairo, P. Latasi, R. N. Mack, J. Mauremootoo, D. O’Dowd, W. Orapa, S. Sastroutomo, A. Saunders, C. Shine, S. Thrainsson, L. Vaiutu, 2007, Ecological and socioeconomic impacts of invasive alien species in island ecosystems, Environmental Conservation, 34, pp. 98–111.
- Richardson A. D., 2004, Foliar chemistry of balsam fir and red spruce in relation to elevation and the canopy light gradient in the mountains of the northeastern United States, Plant and Soil, 260, pp. 291-299.
- Richardson D.M., P. Pyšek, M. Rejmánek, M. G. Barbour, F. D. Panetta, C. J. West, 2000, Naturalization and invasion of alien plants : concepts and definitions, Diversity and Distributions, 6, pp. 93-107.
- Robinson P. J., P. L. Finkelstein, 1991, The development of impact-oriented climate scenarios, Bulletin of American Meteorology Society, 72, pp. 481-490.
- Rosenzweig M. L., 1995, Species diversity in space and time, New York, Cambridge University Press.
- Schölkopf B., A. Smola, 2002, Learning with kernels, Cambridge, MIT Press, 658 p.
- Tassin J., C. Lavergne, S. Muller, V. Blanfort, S. Baret, T. Le Bourgeois, J. Triolo, J.-N. Rivière, 2006, Bilan des connaissances sur les conséquences écologiques des invasions de plantes à l’île de La Réunion (Archipel des Mascareignes, Océan Indien), Revue d’Ecologie (Terre et Vie), 61, pp. 35–52.
- Vapnik V. N., 1998, Statistical Learning Theory, New York, John Wiley & Sons.
- Vitousek P. M., 1990, Biological invasions and ecosystem processes : towards an integration of population biology and ecosystem studies, Oikos, 57, pp. 7-13.
- Waske B., J. A. Benediktsson, 2007, Fusion of Support Vector Machines for Classification of Multisensor Data, IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing., 45, 12, pp. 3858-3866.
- Waske B., J. A. Benediktsson, J. R. Sveinsson, 2009, Classifying remote sensing data with support vector machines and imbalanced training data, In Multiple Classifiers Systems, Heidelberg, Springer, pp. 375-384.