Integrating larval connectivity into the marine conservation decision-making process across spatial scales.

Larval dispersal connectivity is typically integrated into spatial conservation decisions at regional or national scales, but implementing agencies struggle with translating these methods to local scales. We used larval dispersal connectivity at regional (hundreds of kilometers) and local (tens of kilometers) scales to aid in design of networks of no-take reserves in Southeast Sulawesi, Indonesia. We used Marxan with Connectivity informed by biophysical larval dispersal models and remotely sensed coral reef habitat data to design marine reserve networks for 4 commercially important reef species across the region. We complemented regional spatial prioritization with decision trees that combined network-based connectivity metrics and habitat quality to design reserve boundaries locally. Decision trees were used in consensus-based workshops with stakeholders to qualitatively assess site desirability, and Marxan was used to identify areas for subsequent network expansion. Priority areas for protection and expected benefits differed among species, with little overlap in reserve network solutions. Because reef quality varied considerably across reefs, we suggest reef degradation must inform the interpretation of larval dispersal patterns and the conservation benefits achievable from protecting reefs. Our methods can be readily applied by conservation practitioners, in this region and elsewhere, to integrate connectivity data across multiple spatial scales.

Integración de la conectividad larval al proceso de toma de decisiones en la conservación marina en escalas espaciales Resumen Comúnmente se integra la conectividad de la dispersión larval a las decisiones de conservación espacial a escalas regionales o nacionales, pero las agencias de implementación luchan con la transferencia de estos métodos a las escalas locales. Usamos la conectividad de la dispersión larval a escalas regionales (cientos de kilómetros) y locales (decenas de kilómetros) para ayudar en el diseño de redes de reservas con protección total en Sulawesi Sudoriental, Indonesia. Usamos Marxan con la conectividad guiada por los modelos biofísicos de dispersión larval y detectamos a distancia los datos de hábitat de los arrecifes de coral para diseñar redes de reservas marinas para cuatro especies de importancia comercial en la región. Complementamos la priorización espacial regional con árboles de decisión que combinaron medidas de conectividad basadas en las redes y la calidad del hábitat para diseñar localmente los límites de la reserva. Usamos los árboles de decisión con los actores en talleres basados en el consenso para evaluar cualitativamente la conveniencia del sitio. También usamos Marxan para identificar áreas para la expansión subsecuente de la red. Las áreas prioritarias para la protección y los beneficios esperados difirieron entre especies, con un traslape reducido en las soluciones de la red de reservas. Ya que la calidad del arrecife varió considerablemente entre los arrecifes, sugerimos que la degradación de estos debe orientar la interpretación de los patrones de dispersión larval y los beneficios de conservación alcanzables con la protección de los arrecifes. Los practicantes de la conservación pueden aplicar nuestros métodos inmediatamente, en esta región o en cualquier otra, para integrar los datos de conectividad en varias escalas espaciales.

Comparing spatial conservation prioritization methods with site- versus spatial dependency-based connectivity.

Larval dispersal is an important component of marine reserve networks. Two conceptually different approaches to incorporate dispersal connectivity into spatial planning of these networks exist, and it is an open question as to when either is most appropriate. Candidate reserve sites can be selected individually based on local properties of connectivity or on a spatial dependency-based approach of selecting clusters of strongly connected habitat patches. The first acts on individual sites, whereas the second acts on linked pairs of sites. We used a combination of larval dispersal simulations representing different seascapes and case studies of biophysical larval dispersal models in the Coral Triangle region and the province of Southeast Sulawesi, Indonesia, to compare the performance of these 2 methods in the spatial planning software Marxan. We explored the reserve design performance implications of different dispersal distances and patterns based on the equilibrium settlement of larvae in protected and unprotected areas. We further assessed different assumptions about metapopulation contributions from unprotected areas, including the case of 100% depletion and more moderate scenarios. The spatial dependency method was suitable when dispersal was limited, a high proportion of the area of interest was substantially degraded, or the target amount of habitat protected was low. Conversely, when subpopulations were well connected, the 100% depletion was relaxed, or more habitat was protected, protecting individual sites with high scores in metrics of connectivity was a better strategy. Spatial dependency methods generally produced more spatially clustered solutions with more benefits inside than outside reserves compared with site-based methods. Therefore, spatial dependency methods potentially provide better results for ecological persistence objectives over enhancing fisheries objectives, and vice versa. Different spatial prioritization methods of using connectivity are appropriate for different contexts, depending on dispersal characteristics, unprotected area contributions, habitat protection targets, and specific management objectives. Comparación entre los métodos de priorización de la conservación espacial con sitio y la conectividad espacial basada en la dependencia.

La dispersión larval es un componente importante de las redes de reservas marinas. Existen dos estrategias conceptualmente distintas para incorporar la conectividad de la dispersión en la planeación espacial de estas redes y es una pregunta abierta cuándo alguna de las dos es la más apropiada. Los sitios candidatos a reserva pueden ser seleccionados individualmente con base en las propiedades locales de la conectividad o en la estrategia espacial basada en la dependencia que consiste en seleccionar grupos de fragmentos de hábitat con un vínculo fuerte. La primera estrategia actúa sobre sitios individuales, mientras que la segunda actúa sobre pares de sitios vinculados. Usamos una combinación de simulaciones de dispersión larval que representaban a diferentes paisajes marinos y estudios de caso de modelos biofísicos de dispersión larval en la región del Triángulo de Coral y en la provincia de Sulawesi Sudoriental, Indonesia, para comparar el desempeño de estos dos métodos en el software de planeación espacial Marxan. Exploramos las implicaciones del desempeño del diseño de la reserva de diferentes distancias y patrones de dispersión basados en el establecimiento del equilibrio de larvas en las áreas protegidas y sin protección. Además, analizamos las suposiciones sobre las contribuciones metapoblacionales de las áreas sin protección, incluyendo el caso de la reducción al 100% y escenarios más moderados. El método de la dependencia espacial fue adecuado cuando la dispersión estuvo limitada, una proporción elevada del área de interés estaba sustancialmente degradada o era baja la cantidad meta de hábitat protegido. Al contrario, cuando las subpoblaciones estaban bien conectadas, la reducción al 100% estuvo relajada, o si una mayor parte del hábitat estaba protegido, la protección de los sitios individuales con altos puntajes en las medidas de conectividad fue una mejor estrategia. Los métodos de dependencia espacial generalmente produjeron soluciones con una agrupación más espacial y con más beneficios dentro que fuera de las reservas en comparación con los métodos basados sitios. Por lo tanto, los métodos de dependencia espacial tienen el potencial de proporcionar mejores resultados para los objetivos de persistencia ecológica por encima de los objetivos de mejora de las pesquerías, y viceversa. Los diferentes métodos de priorización espacial que usan la conectividad son apropiados para contextos diferentes, dependiendo de las características de dispersión, las contribuciones del área sin protección, las metas de protección del hábitat y los objetivos específicos del manejo.

Addressing transboundary conservation challenges through marine spatial prioritization.

The Adriatic and Ionian Region is an important area for both strategic maritime development and biodiversity conservation in the European Union (EU). However, given that both EU and non-EU countries border the sea, multiple legal and regulatory frameworks operate at different scales, which can hinder the coordinated long-term sustainable development of the region. Transboundary marine spatial planning can help overcome these challenges by building consensus on planning objectives and making the trade-offs between biodiversity conservation and its influence on economically important sectors more explicit. We address this challenge by developing and testing 4 spatial prioritization strategies with the decision-support tool Marxan, which meets targets for biodiversity conservation while minimizing impacts to users. We evaluated these strategies in terms of how priority areas shift under different scales of target setting (e.g., regional vs. country level). We also examined the trade-off between cost-efficiency and how equally solutions represent countries and maritime industries (n = 14) operating in the region with the protection-equality metric. We found negligible differences in where priority conservation areas were located when we set targets for biodiversity at the regional versus country scale. Conversely, the prospective impacts on industries, when considered as costs to be minimized, were highly divergent across scenarios and biased the placement of protection toward industries located in isolation or where there were few other industries. We recommend underpinning future marine spatial planning efforts in the region through identification of areas of national significance, transboundary areas requiring cooperation between countries, and areas where impacts on maritime industries require careful consideration of the trade-off between biodiversity conservation and socioeconomic objectives.