Devenir de la matière organique et fonctionnement trophique des mangroves arides d’Abu Dhabi (EAU)

Contexte et justification

Les mangroves figurent parmi les écosystèmes côtiers les plus productifs de la planète. Elles fonctionnent à la fois comme des puits majeurs de carbone bleu et comme sources premières de matière organique (MO) qui soutient des réseaux trophiques intertidaux complexes. Au cours des deux dernières décennies, le profilage des acides gras (AG) et l’analyse des isotopes stables se sont imposés comme des outils biochimiques robustes pour retracer l’origine, la transformation et le devenir de la MO au sein des réseaux trophiques associés aux mangroves. Des travaux récents ont montré que des apports allochtones de MO, comme les épisodes d’échouages d’algues, peuvent réorienter sensiblement l’activité microbienne, modifier le métabolisme des invertébrés benthiques et accroître le stockage sédimentaire de carbone bleu. Cela souligne à quel point la qualité et la diversité des subsides en MO régulent à la fois le fonctionnement trophique et l’efficacité de la séquestration du carbone dans les sédiments des mangroves.

Pourtant, la compréhension mécaniste de ces processus repose très majoritairement sur des systèmes tropicaux et subtropicaux caractérisés par de fortes pluies, une disponibilité élevée en nutriments et des canopées plurispécifiques — des conditions qui contrastent fortement avec celles du Golfe arabique, où les mangroves persistent à l’une des limites arides les plus extrêmes au monde.

Une mangrove aride encore peu étudiée

Abu Dhabi abrite environ 55–60 km² de mangroves — le plus grand massif des Émirats arabes unis et une part importante de la couverture totale du Golfe arabique — dominées exclusivement par Avicennia marina, la seule espèce capable de supporter les contraintes environnementales exceptionnelles de la région : précipitations annuelles inférieures à 100 mm, températures de l’air et des sédiments oscillant entre 8 °C et 45 °C, hypersalinité persistante dépassant régulièrement 50 ppt, substrats riches en carbonates et pauvres en nutriments, et quasi-absence d’apports d’eau douce ou fluviaux. Dans ces conditions, A. marina se développe sous une forme naine (canopée de 2–4 m de hauteur), avec une croissance lente, une production de litière réduite et une dynamique du carbone souterrain contrainte.

Ce contexte abiotique extrême soulève des questions fondamentales et encore non résolues : comment le réseau trophique benthique se maintient-il dans un tel régime de limitation des ressources ? Quelles sont les principales sources de MO — litière foliaire autochtone, microphytobenthos, phytoplancton, ou subsides marins allochtones ? Et les liens mécanistes entre qualité de la MO, traitement microbien, assimilation par la macrofaune et stockage de carbone bleu, bien documentés dans des systèmes plus productifs, restent-ils valables en conditions arides ? Les synthèses actuelles identifient l’écologie des réseaux trophiques et la dynamique de la MO des mangroves du Golfe comme une lacune critique des connaissances, aux implications directes pour la conservation et la comptabilité du carbone.

Cadre de l’étude

S’appuyant sur les méthodologies établies de traçage par les acides gras et de quantification du carbone bleu, une étude des mangroves arides d’Abu Dhabi peut s’articuler autour de quatre objectifs interconnectés.

Le premier porte sur la caractérisation des sources de MO et de leur variabilité saisonnière. À partir des profils d’AG associés aux isotopes stables (δ¹³C, δ¹⁵N), les contributions relatives de la litière foliaire d’A. marina, du microphytobenthos, du phytoplancton pélagique et des microalgues benthiques aux pools sédimentaires de MO seront quantifiées sur l’ensemble de la large amplitude thermique du système.

Le deuxième vise à suivre la MO à travers le réseau trophique benthique. Les compositions en AG et en isotopes stables des macrofaunes dominantes (crabes grapsidés et ocypodidés, bivalves, polychètes) seront analysées pour résoudre les voies trophiques et identifier les sources de MO qui soutiennent réellement la production secondaire en situation de stress aride.

Le troisième objectif relie la qualité de la MO au stockage de carbone bleu. L’analyse de carottes sédimentaires (classes lipidiques, carbone organique, isotopes globaux) permettra de tester si la moindre entrée de litière et l’activité microbienne contrainte sous aridité conduisent à une efficacité de préservation du carbone proportionnellement plus élevée ou plus faible que dans les systèmes tropicaux analogues.

Le quatrième aborde le rôle des subsides marins. Compte tenu de la quasi-absence d’apports terrestres de MO, l’hypothèse selon laquelle les matériels d’origine marine (détritus pélagiques, échouages d’algues) joueraient un rôle disproportionné dans le maintien du réseau trophique sera approfondie, en s’appuyant sur les indications montrant que les subsides allochtones peuvent restructurer le métabolisme benthique même dans des mangroves à forte production in situ.

Portée scientifique

Les mangroves d’Abu Dhabi constituent un écosystème naturel privilégié pour tester la généralité des modèles actuels de cyclage de la MO en conditions de stress abiotique extrême. Les résultats permettront d’affiner la comptabilité du carbone bleu dans les systèmes arides, aujourd’hui incertaine en raison de leur atypicité structurelle et biogéochimique, et fourniront des données trophiques de référence indispensables à une conservation fondée sur les preuves, dans un contexte de pressions climatiques croissantes dans le Golfe arabique, notamment l’élévation des températures de surface et l’accentuation du stress salin.