Gestion des risques écologiques des interventions sur les récifs coralliens. Feuille de route technologique R&D CORDAP.

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Feuille de route technologique R&D de CORDAP sur la Gestion des risques écologiques des interventions sur les récifs coralliens.

Résumé exécutif [traduction libre]

Les récifs coralliens comptent parmi les écosystèmes les plus vulnérables de la planète face au changement climatique. En 2024, les récifs coralliens tropicaux connaissent leur quatrième événement mondial de blanchissement de masse (Reimer et al. 2024). Sur la Grande Barrière de corail en Australie (GBR), cinq événements de blanchissement de masse ont eu lieu au cours des huit dernières années, et en Floride (USA) ainsi que dans la région élargie des Caraïbes, des niveaux sans précédent de semaines de chauffage accumulées (>20 DHWs), débutant à mi-2023, ont entraîné un blanchissement généralisé et une mortalité subséquente (Hoegh-Guldberg et al. 2023).

Il est projeté qu’en 2050, 70 à 90 % des récifs coralliens disparaîtront, dans un scénario de réchauffement de seulement 1,5 °C; et avec un réchauffement de 2 °C ou plus, 99 % de tous les récifs coralliens pourraient être perdus en moins de 30 ans (IPCC 2023). Les effets délétères du changement climatique et des facteurs associés sont aggravés par des maladies répandues (par exemple, la maladie de perte de tissu des coraux durs [SCTLD] dans les Caraïbes) et des épidémies de prédateurs de coraux (par exemple, les étoiles de mer Acanthaster [COTS] dans l’Indo-Pacifique élargi). Les menaces sont encore exacerbées par d’autres pressions telles que la pollution, la surpêche, les dommages aux habitats et le développement côtier rapide.

En raison de ces pressions croissantes, des innovations substantielles ont eu lieu dans le domaine des interventions actives (par exemple, van Oppen et al. 2014; 2015; 2017; Rinkevich 2019; 2021; Anthony et al. 2017; 2020; Suggett et van Oppen 2022), avec plusieurs revues fondamentales publiées en 2019 (Bay et al. 2019; Hardisty et al. 2019; Académies nationales des sciences, de l’ingénierie et de la médecine (NASEM) 2019a; b). Ces revues ont fourni des définitions des nouvelles interventions actives pour les récifs coralliens et établi le cadre pour comprendre et documenter leurs risques potentiels, leurs avantages et la faisabilité de leur mise en œuvre. Des exemples d’interventions actives sont catégorisés à la page 7.

Malgré cette large avancée et discussion sur l’utilisation des interventions coralliennes, des lacunes de connaissances subsistent dans la compréhension et la gestion des risques biologiques et écologiques pour l’environnement découlant des interventions, notamment des manipulations génétiques, physiologiques et environnementales émergentes. Un risque écologique peut être associé aux interventions pour les récifs coralliens, soit pendant leur phase de recherche et développement (R&D), soit lors de la mise en œuvre à leur échelle cible, et il existe des risques supplémentaires liés à l’incertitude des résultats, y compris des impacts indésirables et inattendus. Les décisions concernant la mise en œuvre des interventions doivent équilibrer les risques réels ou perçus et les avantages de l’intervention par rapport au risque de ne pas intervenir. Il est également urgent de progresser dans la mise en œuvre des efforts d’intervention à des échelles locales vers une mise en œuvre régionale plus large, comme les efforts d’évolution assistée visant à renforcer la résilience des populations de coraux (Voolstra et al. 2021; McLeod et al. 2022; Suggett et van Oppen 2022; Bay et al. 2023). De nouvelles recherches sont maintenant nécessaires pour mieux comprendre les risques écologiques associés qui soutiendront l’innovation responsable et la prise de décision. Les gestionnaires et les chercheurs sont confrontés au défi de mettre en œuvre des interventions efficaces à court terme et durables et adaptatives à long terme (Gann et al. 2019; Hein et al. 2020; Shaver et al. 2020).

Pour aborder ces problèmes, nous avons évalué les risques écologiques et la gestion des risques des interventions actives sur les récifs coralliens.

Plus précisément, nous avons :

  1. Revu systématiquement les études documentant les défis et les lacunes en matière de connaissances dans la compréhension et l’évaluation des risques écologiques des interventions actives sur les récifs coralliens. Nous avons compilé ces études dans une base de données qui :

    • (a) concernait les récifs coralliens peu profonds dans des environnements tropicaux,
    • (b) documentait des expériences ou la mise en œuvre d’interventions sur les récifs coralliens,
    • (c) discutait des risques écologiques associés à une intervention spécifique, ou au domaine de la science des interventions de manière plus générale.

  2. Consulté les principaux intervenants (par exemple, les chercheurs principaux, les gestionnaires de programmes de restauration, les gestionnaires de récifs, les régulateurs et les praticiens) pour comprendre les besoins et les perspectives régionaux et mondiaux afin d’informer le développement de la Feuille de route.

  3. Sollicité des avis d’experts de chercheurs, de praticiens et de gestionnaires de récifs de plus d’une douzaine de pays et de plus de 20 organisations pour discuter des perspectives mondiales et régionales sur la gestion complexe des risques écologiques avec des interventions actives sur les récifs coralliens. Ceci a été réalisé lors d’un atelier de quatre jours à Brisbane, Australie (du 22 au 25 janvier 2024). Dans ce cadre, nous avons facilité des activités de style “café du monde” pour rassembler et explorer les perspectives régionales sur les questions clés et solliciter des recommandations de R&D. Plusieurs critères ont été utilisés pour prioriser les domaines les plus applicables globalement et régionalement pour les investissements en R&D.

  4. Préparé cette Feuille de route des recommandations de R&D, informée par la revue systématique de la littérature, les consultations avec les parties prenantes, les discussions en atelier, et les consultations pré et post-atelier.

Cette Feuille de route concerne uniquement les interventions actives dans l’habitat des coraux d’eau peu profonde. Les coraux d’eau profonde (et les coraux d’eau froide) font l’objet d’une autre étude de cadrage CORDAP. Cela est dû à la base de connaissances scientifiques plus limitée pour ces environnements et les interventions sur les récifs coralliens pour les coraux d’eau profonde et d’eau froide sont à des stades plus précoces d’investigation.

Résumé des domaines prioritaires et des recommandations de R&D

Nous avons visé une applicabilité élevée des recommandations de R&D au niveau global et régional, mais avons constaté un haut degré de variabilité régionale en ce qui concerne la gestion des risques écologiques pour les interventions sur les coraux et les récifs. Nous avons exploré les facteurs influençant ces besoins, ainsi que les moteurs socio-économiques et les motivations, et avons constaté qu’il n’existe souvent pas de solution unique applicable à l’échelle mondiale. Dans le développement de cette Feuille de route, nous avons pris en compte ces situations régionales ainsi que les besoins mondiaux pour garantir que les recommandations de R&D aient une large applicabilité.

Dans les années et décennies à venir, de nouvelles solutions et technologies d’intervention plus bénéfiques seront probablement nécessaires pour les coraux et les récifs, qui représentent un changement radical par rapport aux interventions actuellement disponibles. Les risques associés à ces nouvelles solutions seront probablement également plus élevés. Par conséquent, les efforts de gestion des risques et les investissements en R&D devraient se concentrer sur ces nouvelles solutions d’intervention émergentes, et pas seulement sur les interventions déjà en usage.

Domaines prioritaires pour l’investissement

Avec cette perspective globale à l’esprit, cinq domaines prioritaires pour l’investissement ont été créés pour obtenir des recommandations pour la R&D de la part des participants à l’atelier sur la manière dont la science des interventions sur les récifs coralliens peut progresser pour rendre les interventions plus écologiquement bénéfiques tout en réduisant, gérant et/ou comprenant mieux le potentiel de risques écologiques. Les cinq domaines prioritaires d’investissement sont :

  1. Accélérer de manière responsable les interventions,
  2. Étudier les risques écologiques des interventions sur les récifs,
  3. Répondre aux risques (développer des traitements des risques),
  4. Soutenir la prise de décision et la communication,
  5. Développer des réponses d’urgence.

Nous notons qu’une proposition de projet de R&D peut aborder plus d’un domaine prioritaire et les recommandations associées détaillées dans la Feuille de route, et nous encourageons de tels projets.

MANAGING THE ECOLOGICAL RISKS OF CORAL REEF INTERVENTIONS.
CORDAP R&D TECHNOLOGY ROADMAP

Coral reefs are among the most vulnerable ecosystems on the planet to climate change. As of 2024, tropical coral reefs are experiencing their fourth global mass bleaching event (Reimer et al. 2024). On Australia’s Great Barrier Reef (GBR), five mass bleaching events have now occurred within the last eight years, and in Florida (USA) and the wider Caribbean, unprecedented levels of accumulated degree heating weeks (>20 DHWs), starting in mid-2023, resulted in widespread bleaching and subsequent mortality (Hoegh-Guldberg et al. 2023).

It is projected that by 2050, 70-90% of coral reefs are likely to disappear, given a warming scenario of only 1.5 °C; and with warming of 2 °C or more, 99% of all coral reefs could be lost in less than 30 years (IPCC 2023). Compounding the deleterious effects of climate change and associated factors are widespread diseases (e.g., stony coral tissue loss disease [SCTLD] in the Caribbean) and coral predator outbreaks (e.g., crown of thorn starfish [COTS] in the wider Indo-Pacific). Threats are further exacerbated from other pressures such as pollution, overfishing, habitat damage and rapid coastal development.

Due to these mounting pressures, substantial innovations have occurred within the active intervention space (e.g., van Oppen et al. 2014; 2015; 2017; Rinkevich 2019; 2021; Anthony et al. 2017; 2020; Suggett and van Oppen 2022), with several seminal reviews published in 2019 (Bay et al. 2019; Hardisty et al. 2019; National Academies of Science, Engineering, and Medicine (NASEM) 2019a; b). These reviews provided definitions of emerging active coral reef interventions and established the framework for understanding and documenting their potential risks, benefits, and feasibility of implementation. Examples of active interventions are categorised on page 7.

Despite this broad advancement and discussion on the use of coral interventions, knowledge gaps remain in understanding and managing biological and ecological risks to the environment arising from interventions, especially from emerging genetic, physiological and environmental manipulations. An ecological risk can be associated with interventions for coral reefs, either during their respective research and development (R&D) phase or during implementation at their targeted scale, and there are additional risks associated with uncertainty of outcomes, including undesirable and unexpected impacts.

Decisions on the implementation of interventions need to balance the real or perceived risks and benefits of intervening against the risk of not intervening. There is also an urgent need to progress from implementing intervention efforts at local reef scales to broader, regional-scale implementation, such as assisted evolution efforts aiming to enhance the resilience of coral populations (Voolstra et al. 2021; McLeod et al. 2022; Suggett and van Oppen 2022; Bay et al. 2023). Further research is now required to better understand associated ecological risks that will support responsible innovation and decision-making. Managers and researchers face the challenge of implementing interventions that are effective in the short term, and sustainable and adaptive in the long term (Gann et al. 2019; Hein et al. 2020; Shaver et al. 2020).

To address these issues, we evaluated ecological risks and risk management of active coral reef interventions.

Specifically, we:

  1. Systematically reviewed studies documenting the challenges and knowledge gaps in understanding and assessing the ecological risks of active coral reef interventions. We compiled these studies into a database, which (a) pertained to shallow coral reefs in tropical settings, (b) documented experiments of or the implementation of coral reef interventions, and (c) discussed ecological risk(s) associated with a specific intervention, or with the field of intervention science more generally.
  2. Consulted key stakeholders (e.g., leading researchers, restoration program managers, reef managers, regulators, and practitioners) to understand regional and global needs and perspectives to inform the development of the Roadmap.
  3. Elicited expert opinions from researchers, practitioners and reef managers from over a dozen countries and more than 20 organisations to discuss global and regional perspectives in addressing the complex management of ecological risks with active coral reef interventions. This was done in a four-day workshop in Brisbane, Australia (22 to 25 January 2024). As part of this we facilitated ‘world café’ style activities to gather and explore regional perspectives on key questions and elicit R&D recommendations. Several criteria were used to prioritise the most globally and regionally applicable areas for R&D investments.
  4. Prepared this Roadmap of R&D recommendations informed by the systematic review of the literature, stakeholder consultations, workshop discussions, and pre- and post-workshop consultations.

This Roadmap is solely concerned with active interventions of shallow water coral habitat. Deep water corals (and cold-water corals) are the focus of another CORDAP Scoping Study. This is due to the more limited scientific knowledge base for those environments and reef interventions for deep and cold-water corals are at earlier stages of investigation.

Summary of the Priority Areas and R&D recommendations

We aimed for high global and regional applicability of the R&D Recommendations but found a high level of regional variability in relation to ecological risk management for coral and reef interventions. We explored factors that influence these needs, and socio-economic drivers and motivations, and found there is often no single solution that can be applied globally. In developing this Roadmap, we took account of these regional situations as well as global needs to ensure the R&D recommendations have wide applicability.

Over coming years and decades, new more beneficial intervention solutions and technologies will likely be required for corals and reefs that are step changes beyond currently available interventions. Risks of these new solutions will likely also be greater. Therefore, risk management efforts and R&D investments should have a focus on these new and emerging intervention solutions, not just on interventions that are already in use.

Priority areas for investment

With this global perspective in mind, five priority areas for investment were created to get recommendations for R&D from workshop participants on how coral reef intervention science can progress to make interventions more ecologically beneficial while reducing, managing, and/or better understanding the potential for ecological risks. The five priority areas for investing in are:

  1. Responsibly fast-tracking interventions,
  2. Investigating the ecological risk of reef interventions,
  3. Responding to risk (developing risk treatments),
  4. Supporting decision making and communications, and
  5. Developing emergency responses.

We note that a proposal for an R&D project may address more than one of priority area and associated recommendations detailed in the Roadmap, and we encourage such projects.

The five priority areas for investment.