Effects of climate change on marine coastal ecosystems – A review to guide research and management

There is growing concern over climate models that project significant changes in the oceans, with consequences on marine biodiversity and human well-being. However, marine and coastal ecosystems respond differently to climate change-related stressors depending on the ecosystem, species composition and interactions, geomorphologic settings, and spatial distribution, but also on the presence of local stressors interacting cumulatively with climate change-related pressures. Our paper provides a comprehensive review of the current literature about the effects of climate-related pressures on marine and coastal ecosystems and how local stressors affect their resilience. Our work focuses on key marine and coastal ecosystems from three ecoregions: the Caribbean Sea (coral reefs, mangrove forests, seagrass beds), the Mediterranean Sea (the coral Cladocora caespitosa, maërl beds and seagrass beds) and the North-East Atlantic, which include kelp forests, maërl beds, salt marshes and seagrass beds. This review highlights the need for a more comprehensive, multi-species, and multi-stressors approach to predict better changes at the ecosystem and seascape levels of marine and coastal ecosystems. Nevertheless, there is enough evidence to argue that addressing locally key manageable stressors common to multiple ecosystems, such as nutrient enrichment, coastal development, hydrologic disturbances, anchoring or sedimentation, will reduce the identified adverse effects of climate change. This knowledge is critical for practical conservation actions and coastal and marine spatial management at the ecoregion scale and beyond

Planeamento espacial marinho das áreas marinhas protegidas: o caso de estudo da ára protegida de gestão de recursos: Caloura - ilhéu de Vila Franca do Campo

Tese de Doutoramento, Ciências do Mar (Ecologia Marinha), 26 de Novembro de 2013, Universidade dos Açores.A utilização crescente das zonas costeiras e marítimas e os efeitos das alterações climáticas, os riscos naturais e a erosão colocam sob pressão os recursos costeiros e marinhos. A fim de garantir um crescimento sustentável e preservar os ecossistemas costeiros e marinhos em prol das gerações futuras, é necessária uma gestão integrada e coerente. Nos Açores, é nas zonas costeiras que se concentram a maioria da população e das actividades económicas (e.g. indústrias, agricultura). Para além destas também as actividades marítimas (e.g. pesca, navegação, turismo, actividades recreativas), podem constituir uma ameaça ao equilíbrio do ambiente costeiro e marinho. Esta é uma situação particularmente sensível em regiões insulares em que a interdependência terra-costa-mar é particularmente evidente. A permanência de algumas actividades e usos em particular nas áreas marinhas protegidas (AMP), sem que haja uma adequação das mesmas, leva a questionar a sustentabilidade dos recursos, comprometendo o potencial existente à exploração ao nível de bens e serviços proporcionados pelos ecossistemas costeiros e marinhos (e.g. uso recreativo e pesqueiro). A eficácia das AMPs assenta na preservação da biodiversidade marinha através de uma gestão sustentável de pescas, controlo de poluição, manutenção dos habitats, assegurando a produtividade e a sustentabilidade dos usos. Nas AMPs tornam-se particularmente necessárias medidas de conservação para restringir o impacto das pressões naturais e humanas sobre os ecossistemas costeiros e marinhos. No entanto, actualmente a conservação apresenta-se cada vez mais interligada com as questões económicas e sociais, mantendo o objectivo de protecção dos ecossistemas sem descurar a parte económica, assegurando a viabilidade da pesca e outras actividades que dependem dos recursos marinhos, que são indispensáveis à sobrevivência das populações humanas insulares. A gestão destas actividades em AMPs é determinante para garantir a protecção da biodiversidade marinha e costeira. A atribuição de valor biológico e o conhecimento da distribuição da biodiversidade marinha, constituem passos fundamentais para o alcance de uma gestão eficaz e sustentável dos ecossistemas marinhos. Através deste conhecimento é possível adequar a gestão em áreas marinhas, às características específicas de cada local, e assim sustentar o processo de decisão. A identificação de lacunas e potencialidades no processo de gestão de áreas marinhas protegidas é essencial para o Planeamento espacial marinho (PEM) e definição da estratégia de gestão. Assim, para área em estudo para testar o PEM, foi considerada a Área Protegida de Gestão de Recursos da Caloura – ilhéu de Vila Franca do Campo. Para esta área foi obtida a distribuição espacial dos dados de biodiversidade, dados estes disponíveis na Base de dados Atlantis e os obtidos por observação directa por censos visuais (UVC - underwater visual census) que permitiram a elaboração de mapas de riqueza de espécies, valor biológico e mapas da distribuição espacial de espécies protegidas, raras ou ameaçadas. Desta forma, permitindo a identificação das áreas mais sensíveis e potencialmente ameaçadas. A atribuição de um valor biológico permitiu identificar áreas prioritárias para conservação. Considerando ainda as interacções entre os usos e as perspectivas dos utilizadores acerca das áreas marinhas, informação obtida quer por entrevistas aos ‘stakeholders’, questionários realizados e informação obtida durante o workshop de participação pública TER MAR, foi definido um planeamento para a regulação, gestão e protecção do ambiente marinho, através da alocação de espaço para os múltiplos usos, cumulativos e potencialmente conflituantes sobre o mar na AMP em estudo. O envolvimento dos diversos utilizadores de áreas marinhas no processo de participação pública revela-se fundamental para suporte do processo de decisão em matéria de criatividade nas acções e será crucial para a implementação de medidas eficazes de protecção e conservação. A integração de dados biológicos e sócio-económicos em sistemas de informação geográfica, permitiu desenhar uma proposta de zonamento das áreas marinhas dentro da AMP, constituindo uma base forte para o processo de decisão ao nível do planeamento e gestão da mesma. Esta proposta de zonamento integra três níveis de gestão incluindo “no-take” áreas (e.g. reservas marinhas sem actividades extractivas). A determinação das áreas sensíveis e das de maior valor biológico, bem como as áreas de maior intensidade de uso contribuíram para o objectivo comum de proposta de zonamento da APGR da Caloura – Ilhéu de VFC, como área de estudo para futuro processo de PEM em outras AMP do arquipélago dos Açores.ABSTRACT: Human activities on coasts and seas are increasing and have significant growth potential resulting in an increase in threats to coastal zone integrity and adverse consequences for coastal and marine biodiversity. The intensity of human pressure on marine systems has led to a push for measures to restrict and prevent impacts of human and natural pressures on coastal and marine ecosystems and to assure a sustainable use of coastal and marine ecosystems an integrated management strategy is necessary. In the Azores most of the population lives in coastal area and it is on the littoral that most of the economic activities (e.g. industry, agriculture) are settled. Besides these also the maritime activities as fisheries, navigation, tourism and several recreational activities can threat the coastal and marine environment, The impacts of human activities, either on land or ocean (e.g. fisheries, tourism) are particularly evident on islands where inland activities have evident repercussions on the coastal and marine environments. In Marine Protected Areas (MPA) an effort has to be made in order to manage these uses in order to keep up with the conservation goals. The effectiveness and success of a MPA can be assessed by its success in achieving both conservation and development goals. Currently an MPA is envisaged as an area that is managed to protect and maintain biodiversity, and natural and associated cultural resources, and provide economic benefits and therefore include areas in which a variety of uses are permitted in managed. Biological evaluation and the knowledge of marine biodiversity distribution constitute important steps towards an efficient and sustainable management of marine ecosystems. Based on this knowledge it is possible to locally adapt management to local specificities and support the decision process. Identification of particular issues is essential to adequate marine spatial planning, currently envisaged as a powerful tool in MPA management. So, as model for testing MSP as a strategy to promote MPA management Caloura – Vila Franca do Campo islet Protected Area of Resource Management (Caloura-VFC PARM) was chosen as a case study MPA. So, for this area a biodiversity-based spatial distribution pattern (retried both from existent Atlantis data basis and in loco field assessments by UVC - under water visual counts) enabled to retrieve spatial data of species’ richness biological value and protected/threatened species distributions that lead to the identification of the most sensitive and potentially threatened areas. Biological valuation allowed to prioritisation of areas for conservation. Integration of the biological, available biophysical data (e.g. bathymetry and sediments) and socio-economic information (human uses as shipping lanes, pipelines and cables) in a geographic information system (GIS) assisted the identification of restricted use zones and to construct a strong baseline for management decisions. Due to the interdependency that exists between the ecosystem resources and its users, successful implementation of ecosystem-based management depends on the identification and understanding of different stakeholders, their practices, expectations and interests. Therefore, not only they were invited to participated on a public workshop meeting (TER MAR workshop) were issues related to conservation within this MPA were discussed but also were interviewed to assess information on conflicting uses. Considering the interactions between uses, and the perspectives of stakeholders a strategic and proactive planning process for regulating, managing and protecting the marine environment was defined, through allocation of space to the multiple, cumulative and potentially conflicting uses of the sea, a MSP proposal for management of the Caloura-VFC PARM with delimitation of areas of three levels of protection including no-take areas was put forward. Determination of high biological value and sensitive areas as well as the delimitation of conflicting and more intensively used areas were crucial to the first MSP proposal as a management tool in a MPA in the Azores, with potential to be extended to the other MPA in the region

Canyoning: uma Atividade Emergente de Turismo de Natureza com Grande Potencial nos Açores

A atividade de canyoning iniciou-se nos Açores em 2004, tendo vindo a ganhar cada vez mais expressão, consubstanciada num aumento do número de praticantes ao longo dos anos. As caraterísticas únicas deste território insular, e em particular o seu património natural, justificam a procura crescente da prática do canyoning nos Açores, com maior incidência nas ilhas de São Miguel, Flores e São Jorge. Esta atividade assenta na realização de percursos ao longo de cursos de água e cascatas, usando várias técnicas de progressão como saltos, rapel e tobogãs, proporcionando um misto de adrenalina e aventura, num cenário paisagístico único, refletido na monumentalidade da geodiversidade e riqueza única da biodiversidade. Ainda há muito para conhecer acerca do valor paisagístico e natural associado a estas atividades nos Açores, mas a singularidade dos recursos, como os numerosos cursos de água que correm nalguns troços em desníveis de cota consideráveis, inter calados por lagoas de águas mais calmas em diferentes altitudes, e a proximidade da costa e do oceano, proporcionam uma experiência turística difícil de igualar noutras geografias. Com base na informação obtida através de entrevistas aos responsáveis das empre sas de canyoning na região, foi analisada a tendência da representatividade desta atividade no contexto do turismo de natureza, e caracterizaram-se os principais percursos, nomeadamente considerando a singularidade dos recursos (e.g., paisagem, vegetação, geodiversidade), acessos e nível de dificuldade. Apesar das excelentes condições e qualidade dos serviços oferecidos, verificou-se existir ainda um importante potencial de desenvolvimento da atividade de Canyo ning na região, que se apresenta como uma oportunidade para um melhor apro veitamento turístico dos recursos hídricos, e uma estratégia de desenvolvimento económico tirando partido dos atrativos naturais locais, relevantes no contexto das microeconomias das ilhas.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Evaluating the combined effect of climate and anthropogenic stressors on marine coastal ecosystems : Insights from a systematic review of cumulative impact assessment approaches

Cumulative impacts increasingly threaten marine and coastal ecosystems. To address this issue, the research community has invested efforts on designing and testing different methodological approaches and tools that apply cumulative impact appraisal schemes for a sound evaluation of the complex interactions and dynamics among multiple pressures affecting marine and coastal ecosystems. Through an iterative scientometric and systematic literature review, this paper provides the state of the art of cumulative impact assessment approaches and applications. It gives a specific attention to cutting-edge approaches that explore and model inter-relations among climatic and anthropogenic pressures, vulnerability and resilience of marine and coastal ecosystems to these pressures, and the resulting changes in ecosystem services flow. Despite recent advances in computer sciences and the rising availability of big data for environmental monitoring and management, this literature review evidenced that the implementation of advanced complex system methods for cumulative risk assessment remains limited. Moreover, experts have only recently started integrating ecosystem services flow into cumulative impact appraisal frameworks, but more as a general assessment endpoint within the overall evaluation process (e.g. changes in the bundle of ecosystem services against cumulative impacts). The review also highlights a lack of integrated approaches and complex tools able to frame, explain, and model spatio-temporal dynamics of marine and coastal ecosystems' response to multiple pressures, as required under relevant EU legislation (e.g., Water Framework and Marine Strategy Framework Directives). Progress in understanding cumulative impacts, exploiting the functionalities of more sophisticated machine learning-based approaches (e.g., big data integration), will support decision-makers in the achievement of environmental and sustainability objectives