Spatial, socio-economic, and ecological implications of incorporating minimum size constraints in marine protected area network design

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Abstract

Marine protected areas (MPAs) are the cornerstone of most marine conservation strategies, but the effectiveness of each one partly depends on its size and distance to other MPAs in a network. Despite this, current recommendations on ideal MPA size and spacing vary widely, and data are lacking on how these constraints might influence the overall spatial characteristics, socio-economic impacts, and connectivity of the resultant MPA networks. To address this problem, we tested the impact of applying different MPA size constraints in English waters. We used the Marxan spatial prioritization software to identify a network of MPAs that met conservation feature targets, whilst minimizing impacts on fisheries; modified the Marxan outputs with the MinPatch software to ensure each MPA met a minimum size; and used existing data on the dispersal distances of a range of species found in English waters to investigate the likely impacts of such spatial constraints on the region's biodiversity. Increasing MPA size had little effect on total network area or the location of priority areas, but as MPA size increased, fishing opportunity cost to stakeholders increased. In addition, as MPA size increased, the number of closely connected sets of MPAs in networks and the average distance between neighboring MPAs decreased, which consequently increased the proportion of the planning region that was isolated from all MPAs. These results suggest networks containing large MPAs would be more viable for the majority of the region's species that have small dispersal distances, but dispersal between MPA sets and spill-over of individuals into unprotected areas would be reduced. These findings highlight the importance of testing the impact of applying different MPA size constraints because there are clear trade-offs that result from the interaction of size, number, and distribution of MPAs in a network

Implicaciones Espaciales, Socio-Económicas y Ecológicas de la Incorporación de Limitantes de Tamaño Mínimo al Diseño de Redes de Áreas Marinas Protegidas

Las áreas marinas protegidas (AMPs) son el pilar de la mayoría de las estrategias de conservación marina, pero la efectividad de cada una depende en parte de su tamaño y de la distancia a otras AMPs en la red. A pesar de esto, las recomendaciones actuales para el tamaño ideal de una AMP y el espaciado entre ellas varía ampliamente, y la información carece de datos sobre cómo estas limitantes influyen en general a las características espaciales, los impactos socio-económicos y la conectividad de la red de AMPs resultante. Para atender este problema, evaluamos el impacto de la aplicación de diferentes limitantes del tamaño de la AMP en aguas inglesas. Utilizamos el software de priorización espacial Marxan para identificar una red de AMPs que cumpliera con los objetivos distintivos de la conservación, a la vez que minimizara el impacto de las pesqueras. Después modificamos los resultados del Marxan con el software MinPatch para asegurar que cada AMP cumpliera con un tamaño mínimo. Finalmente utilizamos datos existentes de las distancias de dispersión de una gama de especies que se hallan en aguas inglesas para investigar los impactos probables de dichas limitantes espaciales sobre la biodiversidad de la región. El incremento del tamaño de la AMP tuvo un efecto mínimo sobre el total del área de la red o la ubicación de áreas prioritarias, pero conforme incrementó el tamaño de la AMP, el costo de la oportunidad de pesca para los accionistas incrementó. Además, conforme incrementó el tamaño de la AMP, el número de conjuntos de AMPs cercanamente conectados en las redes y la distancia promedio entre las AMPs colindantes disminuyó, lo que en consecuencia incrementó la proporción de la región de planeación que se aisló de todas las AMPs. Estos resultados sugieren que las redes que contienen AMPs grandes serían más viables para la mayoría de las especies de la región que tienen distancias de dispersión reducidas, pero la dispersión entre conjuntos de AMPs y el derrame de individuos hacia áreas sin protección se vería reducida. Estos hallazgos resaltan la importancia de evaluar el impacto de la aplicación de las diferentes limitantes de tamaño de las AMPs ya que hay compensaciones evidentes que resultan de la interacción del tamaño, el número y la distribución de las AMPs en una red

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