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Publication
Spatio-temporal dynamics of soft bottom fishes in the Luiz Saldanha Marine Park: Effectiveness of spatial protection and movement ecology of vulnerable species
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Abstract(s)
This thesis explores the effectiveness of the Professor Luiz Saldanha Marine Park (PLSMP) in Portugal, a coastal Marine Protected Area (MPA) in the north-eastern Atlantic, for conserving and managing soft-bottom fish species, including several elasmobranchs. The approach employed several methodologies, mainly experimental fishing and acoustic telemetry, to provide a comprehensive understanding of species' responses to spatial protection measures.
The work presented in Chapter I investigates the response of soft-bottom fishes to spatial protection within the PLSMP. Specifically, analyses of abundance, biomass, and total lengths of these fishes during and after the implementation of the MPA’s management plan are presented. Results suggest that the community is primarily structured by depth and substrate, followed by protection level. Community composition analyses demonstrated significant differences between protection levels and over time. It is hypothesised that species-specific factors, such as habitat preferences or body size may influence the potential of benefiting from spatial protection. Overall, the chapter reports some evidence of the protection's effectiveness, based on the increased biomass in protected areas and the positive trends of certain species.
This thesis also dedicates particular focus on the study of skates, given their vulnerability and conservation concerns. Chapter III focuses on the thornback ray (Raja clavata). The PLSMP offered a valuable case study for assessing the effectiveness of spatial protection for this species. Using experimental fishing, conventional tagging, and acoustic telemetry, the study found that thornback rays are more abundant in the higher protection areas, and several individuals were classified as residents in the area (acoustic telemetry data). Significant increases in adult and juvenile abundance over time were observed, although juveniles also exhibited a decrease in the later years of sampling. Acoustic telemetry data suggest seasonal trends, with higher residency in spring and summer and expanded utilization areas in autumn. Potential vulnerabilities are highlighted, such as the mature males preference for the offshore area of the marine reserve, and frequent excursions to outside the protected area, suggesting some susceptibility to fishing.
Chapter IV examines the spatial dynamics of the endangered undulate ray (Raja undulata) within the PLSMP. Acoustic telemetry data collected over three years indicated variability in residency among individuals. High site fidelity was observed in half of the tracked individuals, and the species seems to equally use both offshore and inshore areas within the MPA. Evidence is that both males and females may be recurrent users of this protected area. Compared with other ray species (Chapter III), the undulate ray seems to undertake less excursions to outside the MPA. These results suggest that the PLSMP may offer protection benefits for this species. However, adequate management measures for the conservation of the undulate ray are still depending on further research, to further understand its seasonal patterns and its patchy distribution.
Chapter V presents preliminary insights into the movement patterns of the regionally critically endangered white skate (Rostroraja alba). Acoustic telemetry was used to monitor three individuals in the PLSMP. The mature female exhibited high residency, spending over 70% of the time within the marine park, while the two immature individuals were detected for shorter periods. The study's findings, although limited by the small sample size, provide useful suggestions for future research on this poorly understood species.
In the current era of challenges for the marine environment, it is important to use MPAs as a tool to preserve marine biodiversity, including soft-substrate fish species. Overall, the findings presented in this thesis emphasize that the PLSMP has the potential to provide effective protection for the soft-bottom fish communities. The findings regarding the skates case studies also indicate that the PLSMP may offer protection benefits to these species. Nevertheless, the aspect of habitat continuity should be taken into account in the management of this and other MPAs aiming to protect soft-bottom communities. Furthermore, to apply fishing effort regulation measures in the adjacent areas of the marine reserve would likely enhance protection effectiveness. Other important factors for the success of the PLSMP and other MPAs include the integration of management institutions and stakeholders, as well as continuous monitoring of ecological and social indicators. The obtained data, along with previous work, underscore the importance of implementing measures to improve MPA effectiveness. To promote compliance through surveillance and stakeholder engagement is expected to contribute positively to the success of the PLSMP. This MPA is located in an important area to support connectivity of coastal habitats along the Portuguese coast and beyond. Adopting an adaptive approach for the management of the PLSMP would likely enhance its ability to contribute to the long-term sustainability and connectivity of marine ecosystems.
Esta tese analisa a contribuição do Parque Marinho Professor Luiz Saldanha (PMPLS), uma Área Marinha Protegida (AMP) na costa oeste portuguesa, para a conservação e gestão de espécies de peixes de substratos móveis (e.g., areia e vasa), incluindo algumas espécies de elasmobrânquios. Nesta abordagem, foram usadas várias metodologias, nomeadamente pesca experimental e telemetria acústica, de modo a proporcionar um entendimento abrangente das respostas destas espécies às medidas de proteção espacial. O trabalho apresentado no Capítulo I investiga a resposta da comunidade de peixes de substratos móveis à proteção espacial dentro do PMPLS. Especificamente, são apresentadas análises de abundância, biomassa e comprimentos médio das espécies, fazendo uma comparação entre o período de implementação do parque marinho com a fase após a sua implementação total. Os resultados sugerem que a comunidade é estruturada principalmente pela profundidade e substrato, sendo o nível de proteção das áreas amostradas também um fator significativo. As análises da composição da comunidade demonstraram diferenças significativas entre os níveis de proteção e ao longo do tempo. Coloca-se a hipótese de que fatores intrínsecos às espécies, como preferências de habitat ou tamanho máximo, possam influenciar seu potencial de beneficiar da proteção espacial. No geral, neste capítulo relatam-se algumas evidências da eficácia da proteção, com base no aumento da biomassa nas áreas de maior nível de proteção, e nas tendências positivas de certas espécies. Esta tese dedica também particular foco ao estudo das raias, dada a sua vulnerabilidade aos impactos antropogénicos. O Capítulo III aborda o estudo da raia-lenga (Raja clavata). O PMPLS oferece as condições propícias para avaliar a eficácia da proteção espacial para esta espécie. Utilizando pesca experimental, marcação convencional e telemetria acústica, verificou-se que esta espécie é mais abundante nas áreas de maior proteção, e vários indivíduos foram classificados como residentes na área (dados de telemetria acústica). Foram observados aumentos significativos da abundância de adultos e juvenis, embora os juvenis também tenham exibido uma diminuição nos últimos anos de amostragem. Os dados de telemetria acústica sugerem tendências sazonais, com maior residência na primavera e verão e maiores áreas de utilização no outono. Potenciais vulnerabilidades são identificadas, como a preferência dos machos maduros pela área exterior da reserva marinha, de onde fazem frequentes excursões para fora da área protegida. Este aspeto sugere alguma suscetibilidade à pesca. O Capítulo IV examina a dinâmica espacial da raia-curva (Raja undulata) dentro do PMPLS. Os dados de telemetria acústica recolhidos ao longo de três anos indicaram variabilidade individual no grau de residência. Metade dos indivíduos monitorizados foram considerados residentes na zona de estudo, e a espécie parece usar de modo equitativo as áreas interiores e exteriores desta AMP. As evidências sugerem que tanto machos quanto fêmeas podem ser utilizadores recorrentes desta área protegida. Comparada com outras espécies de raias (Capítulo III), a raia-curva parece realizar menos excursões para fora da AMP. Estes resultados sugerem que o PMPLS pode oferecer benefícios de proteção para esta espécie. No entanto, medidas de gestão adequadas para a sua conservação dependem de mais estudos para entender os seus padrões sazonais e a sua distribuição. O Capítulo V apresenta dados preliminares sobre os padrões de movimento da raia-tairoga (Rostroraja alba), uma espécie ameaçada. A telemetria acústica foi utilizada para monitorizar três indivíduos na área do PMPLS. A fêmea adulta exibiu elevada residência à zona de estudo, e passou mais de 70% do tempo de monitorização dentro da reserva marinha, enquanto os dois indivíduos imaturos foram detectados por períodos mais curtos. Os dados recolhidos, embora pouco conclusivos pelo pequeno tamanho da amostra, possibilitam deixar sugestões para pesquisas futuras sobre esta espécie pouco estudada. Na atual era de desafios para o ambiente marinho, é importante usar as AMPs para a preservação da biodiversidade marinha, incluindo espécies de substratos móveis. No geral, as descobertas apresentadas nesta tese enfatizam que o PMPLS tem o potencial de fornecer proteção eficaz para as comunidades de peixes de substratos móveis. As descobertas nos casos de estudo das raias também indicam que o PMPLS pode oferecer benefícios de proteção para estas espécies. No entanto, a continuidade do habitat é um aspeto a ser tido em conta na gestão desta e de outras AMPs que visem proteger comunidades de substratos móveis. Além disso, a aplicação de medidas de regulamentação do esforço de pesca nas áreas adjacentes à reserva marinha provavelmente aumentaria a eficácia da proteção. Outros fatores importantes para o sucesso do PMPLS e de outras AMPs incluem a integração das instituições de gestão e dos utilizadores, sendo também importante a monitorização contínua de indicadores ecológicos e sociais. Os dados obtidos, juntamente com trabalhos anteriores, sublinham a importância de implementar medidas para melhorar a eficácia desta AMP. Promover o cumprimento das medidas de gestão através da vigilância adequada e do envolvimento dos utilizadores iria contribuir positivamente para o sucesso do PMPLS. Esta AMP está localizada numa área importante para a conectividade dos habitats costeiros ao longo da costa portuguesa. Adotar uma abordagem adaptativa para a gestão do PMPLS iria provavelmente ser útil para aumentar a sua contribuição para a sustentabilidade e conectividade dos ecossistemas marinhos.
Esta tese analisa a contribuição do Parque Marinho Professor Luiz Saldanha (PMPLS), uma Área Marinha Protegida (AMP) na costa oeste portuguesa, para a conservação e gestão de espécies de peixes de substratos móveis (e.g., areia e vasa), incluindo algumas espécies de elasmobrânquios. Nesta abordagem, foram usadas várias metodologias, nomeadamente pesca experimental e telemetria acústica, de modo a proporcionar um entendimento abrangente das respostas destas espécies às medidas de proteção espacial. O trabalho apresentado no Capítulo I investiga a resposta da comunidade de peixes de substratos móveis à proteção espacial dentro do PMPLS. Especificamente, são apresentadas análises de abundância, biomassa e comprimentos médio das espécies, fazendo uma comparação entre o período de implementação do parque marinho com a fase após a sua implementação total. Os resultados sugerem que a comunidade é estruturada principalmente pela profundidade e substrato, sendo o nível de proteção das áreas amostradas também um fator significativo. As análises da composição da comunidade demonstraram diferenças significativas entre os níveis de proteção e ao longo do tempo. Coloca-se a hipótese de que fatores intrínsecos às espécies, como preferências de habitat ou tamanho máximo, possam influenciar seu potencial de beneficiar da proteção espacial. No geral, neste capítulo relatam-se algumas evidências da eficácia da proteção, com base no aumento da biomassa nas áreas de maior nível de proteção, e nas tendências positivas de certas espécies. Esta tese dedica também particular foco ao estudo das raias, dada a sua vulnerabilidade aos impactos antropogénicos. O Capítulo III aborda o estudo da raia-lenga (Raja clavata). O PMPLS oferece as condições propícias para avaliar a eficácia da proteção espacial para esta espécie. Utilizando pesca experimental, marcação convencional e telemetria acústica, verificou-se que esta espécie é mais abundante nas áreas de maior proteção, e vários indivíduos foram classificados como residentes na área (dados de telemetria acústica). Foram observados aumentos significativos da abundância de adultos e juvenis, embora os juvenis também tenham exibido uma diminuição nos últimos anos de amostragem. Os dados de telemetria acústica sugerem tendências sazonais, com maior residência na primavera e verão e maiores áreas de utilização no outono. Potenciais vulnerabilidades são identificadas, como a preferência dos machos maduros pela área exterior da reserva marinha, de onde fazem frequentes excursões para fora da área protegida. Este aspeto sugere alguma suscetibilidade à pesca. O Capítulo IV examina a dinâmica espacial da raia-curva (Raja undulata) dentro do PMPLS. Os dados de telemetria acústica recolhidos ao longo de três anos indicaram variabilidade individual no grau de residência. Metade dos indivíduos monitorizados foram considerados residentes na zona de estudo, e a espécie parece usar de modo equitativo as áreas interiores e exteriores desta AMP. As evidências sugerem que tanto machos quanto fêmeas podem ser utilizadores recorrentes desta área protegida. Comparada com outras espécies de raias (Capítulo III), a raia-curva parece realizar menos excursões para fora da AMP. Estes resultados sugerem que o PMPLS pode oferecer benefícios de proteção para esta espécie. No entanto, medidas de gestão adequadas para a sua conservação dependem de mais estudos para entender os seus padrões sazonais e a sua distribuição. O Capítulo V apresenta dados preliminares sobre os padrões de movimento da raia-tairoga (Rostroraja alba), uma espécie ameaçada. A telemetria acústica foi utilizada para monitorizar três indivíduos na área do PMPLS. A fêmea adulta exibiu elevada residência à zona de estudo, e passou mais de 70% do tempo de monitorização dentro da reserva marinha, enquanto os dois indivíduos imaturos foram detectados por períodos mais curtos. Os dados recolhidos, embora pouco conclusivos pelo pequeno tamanho da amostra, possibilitam deixar sugestões para pesquisas futuras sobre esta espécie pouco estudada. Na atual era de desafios para o ambiente marinho, é importante usar as AMPs para a preservação da biodiversidade marinha, incluindo espécies de substratos móveis. No geral, as descobertas apresentadas nesta tese enfatizam que o PMPLS tem o potencial de fornecer proteção eficaz para as comunidades de peixes de substratos móveis. As descobertas nos casos de estudo das raias também indicam que o PMPLS pode oferecer benefícios de proteção para estas espécies. No entanto, a continuidade do habitat é um aspeto a ser tido em conta na gestão desta e de outras AMPs que visem proteger comunidades de substratos móveis. Além disso, a aplicação de medidas de regulamentação do esforço de pesca nas áreas adjacentes à reserva marinha provavelmente aumentaria a eficácia da proteção. Outros fatores importantes para o sucesso do PMPLS e de outras AMPs incluem a integração das instituições de gestão e dos utilizadores, sendo também importante a monitorização contínua de indicadores ecológicos e sociais. Os dados obtidos, juntamente com trabalhos anteriores, sublinham a importância de implementar medidas para melhorar a eficácia desta AMP. Promover o cumprimento das medidas de gestão através da vigilância adequada e do envolvimento dos utilizadores iria contribuir positivamente para o sucesso do PMPLS. Esta AMP está localizada numa área importante para a conectividade dos habitats costeiros ao longo da costa portuguesa. Adotar uma abordagem adaptativa para a gestão do PMPLS iria provavelmente ser útil para aumentar a sua contribuição para a sustentabilidade e conectividade dos ecossistemas marinhos.
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Keywords
Marine protected areas Reserve effect Soft-bottom fishes Rajidae Experimental fishing Spatial ecology