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Evaluation and effective use of artificial structures in seahorse habitat recovery

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Abstract(s)

With an increase in anthropogenic activities around the world, negative impacts affecting many species and the environment have also been rising. Greater attention has been given to the global rehabilitation of degraded habitats. Two seahorse species, the short-snouted seahorse (Hippocampus hippocampus) and the long-snouted seahorse (H. guttulatus), inhabit the shallow waters of the ria Formosa lagoon and have shown a substantial decrease in number due to rising anthropogenic impacts and their inherent vulnerability. This study consisted of two main objectives. The first was to design, test and select, under controlled conditions, a new Artificial Holdfast Unit (AHU) to be used in the wild. The second, was to deploy the selected AHU in the lagoon, in an attempt to contribute to the rehabilitation of the seahorses degraded habitats and help restore their numbers to earlier estimates. The three AHUs tested in the first study differed in material and shape. The first AHU used polyethylene strips attached to a mesh base; the second, used sisal rope attached to a mesh base; the third, consisted of an open cube made of welded iron. The sisal rope was later tested against an enclosed iron cube in the presence of two seahorse predators: the green crab and cuttlefish (Carcinus maenas and Sepia officinalis). 100 replicas of the selected AHU were constructed and consequently deployed in a selected Marine Protected Area (MPA) in the ria Formosa. Results showed that the deployed AHUs maintained their structural form and were able to offer a stable habitat for the seahorses in the lagoon. A significant difference was observed between the sisal rope and the other structures being tested, with more than 75% of the seahorses, choosing the natural fibre. After the deployment of the AHUs in the ria Formosa, the abundance of H. guttulatus continued to be significantly higher than H. hippocampus (P=0.04) and significant differences were found between the abundance of seahorses on the three monitorings (P=0.878). This study demonstrated that even in the presence of previously successfully tested polyethylene AHUs, seahorses preferred the newly designed sisal rope structure. The natural fibres of this AHU were also preferred by the seahorses when common predators were present and maintained its structure efficiently when deployed in the ria Formosa.
Com o aumento das atividades antrópicas em todo o mundo, os impactos negativos que afetam muitas das espécies e o seu meio ambiente, também aumentaram. A contínua sobre-exploração das áreas de maior produtividade tem levado ao aumento da poluição, degradação do habitat e perda da biodiversidade. As áreas marinhas costeiras, incluindo estuários e lagoas costeiras, são por isso alguns dos ecossistemas mais vulneráveis e afetados por estas atividades e onde em muitos desses locais, os cavalos-marinhos são parte integrante desses ecossistemas. Por via da contínua degradação ambiental, tem sido dada uma maior atenção à reabilitação global desses habitats. Os cavalos marinhos têm características morfológicas únicas, caracterizando se por terem baixa mobilidade, distribuição dispersa, baixa fecundidade, cuidados parentais prolongados e uma elevada fidelidade aos seus habitats. Por via dessas características, e por viverem em zonas costeiras de baixa profundidade, os cavalos-marinhos são globalmente suscetíveis a atividades antropogénicas, incluido a degradação ambiental, sobre-pesca, captura acessória em artes de pesca, e captura para o comércio ilegal de animais selvagens (principalmente para a medicina tradicional chinesa) e poluição aquática. As duas espécies europeias de cavalos-marinhos, o cavalo marinho de focinho curto (Hippocampus hippocampus) e o cavalo marinho de focinho comprido (H. guttulatus), ocorrem na ria Formosa onde a sua abundância tem sofrido uma diminuição substancial devido aos crescentes impactos antropogénicos que ai se verificam. No início dos anos 2000, a ria Formosa albergava uma enorme população de cavalos marinhos, reportada como sendo a mais elevada no mundo, no entanto, apenas alguns anos volvidos, foi constatado um declínio massivo, com uma diminuição na abundância destas espécies de 94% para o H. guttulatus e de 73% para o H. hippocampus. Foram identificadas várias causas de origem antropogénica, e que no seu conjunto foram tidas como sendo responsáveis por esse declínio. No entanto, identificou-se como maior ameaça e como causa prevalente a degradação dos habitats. Presentemente, as populações de cavalos marinhos na ria Formosa ainda se mantêm em níveis de abundância baixos, por via dos fatores antropogénicos acima mencionados, e que ainda ocorrem. Assim, este estudo enquadrou dois objetivos principais, onde o primeiro, foi projetar e testar sob condições controladas, novas unidades artificias de abrigo (UAAs), e mediante os resultados obtidos, selecionar uma, que melhor se adaptasse a ser utilizada em ambiente natural. O segundo, foi proceder à colocação da UAA selecionada em ambiente natural, numa tentativa de contribuir para a reabilitação dos habitats degradados de cavalos-marinhos, de forma a ajudar à sua reabilitação e contribuir para a recuperação destas espécies. Na primeira experiência, foram testadas três UAAs diferentes, quer em termos de materiais, quer de forma. Na primeira UAA (S1) foram utilizadas cordas de polietileno presas a uma base de malha de arame; na segunda (S2), foi utilizada corda de sisal presa a uma mesma base de malha de arame; e uma terceira (S3), que consistia num cubo aberto de ferro soldado com corda de sisal mais finas, como abrigo interno. Os resultados obtidos, demonstraram que mesmo na presença da UAA (S1), a qual tinha já sido testada com sucesso em estudos anteriores, os cavalos-marinhos observados preferiram a nova estrutura S2 composta por corda de sisal. Verificou-se que uma percentagem significativamente maior (p <0,05) (81,3%) dos cavalos-marinhos preferiu a UAA S2, enquanto que as UAAs S1 e S3 mostraram ter uma preferência muito inferior e semelhante (6,8% para ambas as UAAs). A UAA S2 foi posteriormente comparada com uma versão alterada da UAA S3, com a colocação de uma rede de malha larga (10cm) para avaliar se uma melhoria no design da UAA S3 modificaria a preferência de escolha dos cavalos marinhos em observação na presença, e ausência de potenciais predadores, o caranguejo verde (Carcinus maenas) e o choco (Sepia officinalis) (testados separadamente). A UAA S2 foi novamente preferida pelos cavalos-marinhos, quer na ausência de potenciais predadores quer na sua presença, avaliada individualmente. A UAA S2 foi preferida por 78%, 82% e 75% dos cavalos-marinhos observados, valores que revelaram não ser significativamente diferentes (p> 0,05) entre os ensaios. Numa segunda fase do estudo, e com base nos resultados anteriores, 100 réplicas da UAA S2 (11 mt cada) foram construídas e posteriormente colocadas numa área selecionada dentro do perímetro de uma das duas Áreas Marinhas Protegidas (AMPs) agora existentes na ria Formosa e onde anteriormente existia apenas uma cobertura de fundo escassa (<10% cobertura). As UAAs foram colocadas num padrão pré-definido resultando numa área de cobertura de 100 m². Os resultados mostraram que as UAAs implantadas mantiveram a sua forma estrutural e foram capazes de providenciar um habitat estável para as duas espécies de cavalos-marinhos. As novas UAAs levaram a um aumento significativo (p<0,05) na abundância de cavalos-marinhos de 0,05 animais por m², antes da colocação das UAAs, para 0,07 animais por m² após sua implantação. Também foi observado que em condições naturais, a abundância de H. guttulatus continuou a ser significativamente maior do que H. hippocampus (P = 0,04) e que a percentagem geral de re-avistamento foi, no entanto, baixa, pois apenas 4,3% dos animais foram re-avistados nos dois momentos de amostragem efetuados. Numa primeira fase deste estudo, verificou-se que mesmo na presença de UAAs de polietileno previamente testadas com sucesso, os cavalos-marinhos observados preferiram as novas estruturas de fibras naturais, e que essa preferência prevaleceu mesmo na presença de potenciais predadores, sendo esses fatores, claros indicadores da sua adequabilidade em programa de requalificação que requeiram a sua utilização. Globalmente, os resultados obtidos mostram uma melhoria no desenho das UAAs a serem utilizadas em condições naturais para a recuperação de habitats naturais dos cavalos marinhos na ria Formosa, uma vez que a sua utilização conduziu a um aumento da sua abundância. A eficácia destas UAAs, ajudou a providenciar um habitat adequado para estas espécies e outras que com elas coabitam, podendo por isso, a sua utilização vir a ser considerada em futuras ações de conservação.

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H. hippocampus H. guttulatus Artificial structures Natural fibre Habitat restoration

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