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Conservation Objectives and Sea-Surface Temperature Anomalies in the Great Barrier Reef

Authors

  • NATALIE C. BAN,

    Corresponding author
    1. Australian Research Council Centre of Excellence for Coral Reef Studies, James Cook University, Townsville, QLD 4811 Australia
      email: natalie.ban@jcu.edu.au
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  • ROBERT L. PRESSEY,

    1. Australian Research Council Centre of Excellence for Coral Reef Studies, James Cook University, Townsville, QLD 4811 Australia
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  • SCARLA WEEKS

    1. Centre for Spatial Environmental Research and Coral Reef Ecosystems Lab, The University of Queensland, Brisbane, QLD 4072 Australia
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email: natalie.ban@jcu.edu.au

Abstract

Abstract:  Spatial and temporal dynamics of ecological processes have long been considered important in marine systems, but seldom have conservation objectives been set for them. Climate change makes the consideration of the dynamics of ecological processes in the design of marine protected areas critical. We analyzed sea-surface temperature (SST) trends and variability in Great Barrier Reef Marine Park (GBRMP) for 25 years and formulated and tested whether three sets of notional conservation objectives were met to illustrate the potential for planning to address climate change. Given mixed and limited evidence that no-take areas increase resilience to disturbances such as anomalously high temperatures (i.e., temperatures ≥1 °C above weekly mean temperature), our conservation objectives focused on areas less likely to be affected by such events at extents ranging from the entire Great Barrier Reef to the system of no-take zones and individual no-take zones. The objective sets were (1) at least 50% of temperature refugia (i.e., pixels that had high-temperature anomalies <5% or <7% of the time) within no-take zones, (2) maximum occurrence of high-temperature anomalies is <10%,< 20%, or <30% of total no-take area 90% of the time, and (3) coverage of any single no-take zone by high-temperature anomalies occurs <5% or <10% of the time. We used satellite imagery from 1985–2009 to measure SST to determine high-temperature anomalies. SSTs in the Great Barrier Reef increased significantly in some regions, and some of the conservation objectives were met by the park's current zoning plan. Dialogue between conservation scientists and managers is needed to develop appropriate conservation objectives under climate change and strategies to meet them.

Abstract

Resumen:  Desde hace tiempo, la dinámica espacial y temporal de los procesos ecológicos han sido considerados importantes en los sistemas marinos, pero raramente se han definido objetivos de conservación para ellos. El cambio climático ha llevado a considerar que la dinámica de los procesos ecológicos en el diseño de áreas marinas protegidas es crítica. Analizamos las tendencias y variabilidad en la temperatura de la superficie del mar (TSM) en el Parque Marino Gran Barrera Arrecifal (PMGBA) durante 25 años y formulamos y probamos si se cumplían 3 conjuntos de objetivos de conservación para ilustra el potencial de la planificación para abordar el cambio climático. Debido a la evidencia mixta y limitada de que las áreas sin captura incrementan la resiliencia a perturbaciones como temperaturas anómalamente altas (i.e., temperaturas ≥ 1 °C por arriba de la temperatura semanal promedio), nuestros objetivos de conservación se enfocaron en áreas con menor probabilidad de afectación por tales eventos en extensiones desde toda la Gran Barrera Arrecifal hasta el sistema de zonas sin captura y zonas sin captura individuales. Los conjuntos de objetivos fueron (1) por lo menos 50% de los refugios térmicos (i. e., pixeles que tenían temperaturas anómalas <5% o <7% del tiempo) dentro de las zonas sin captura, (2) la máxima ocurrencia de temperaturas altas anómalas es <10%, <20% 0 <30% del total del área sin captura 90% del tiempo, y (3) la cobertura de cualquier zona sin captura individual por temperaturas altas anómalas ocurre <5% o <10% del tiempo. Utilizamos imágenes de satélite de 1985–2009 para medir TSM para determinar las temperaturas altas anómalas. Las temperaturas de la superficie del mar en la Gran Barrera Arrecifal incrementaron significativamente en algunas regiones, y algunos de los objetivos de conservación fueron alcanzados por el plan actual de zonificación del parque. Se requiere que haya diálogo entre científicos de la conservación y manejadores para desarrollar objetivos de conservación bajo cambio climático y estrategias para alcanzarlos.

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