海洋保護地域のネットワーク内での将来の接続性の変化を予測する

Anticipating changes to future connectivity within a network of marine protected areas.

• Melinda A Coleman
• Paulina Cetina-Heredia
• Moninya Roughan
• Ming Feng
• Erik van Sebille
• Brendan P Kelaher

抄録

大陸の境界流は、将来の気候変動のシナリオの下で変化すると予測されている。これらの海流は、多くの海洋生物の個体群間の分散や接続性に影響を与えることが多いため、境界流の変化は個体群の持続性に劇的な影響を与える可能性がある。海洋保護区のネットワーク（MPA）は、多くの場合、接続性の維持を目的としているが、気候変動の将来において、この重要な保全目標を達成するためには、接続性に対する気候の影響の規模と程度を予測する必要がある。本研究では、2つの主要な海洋生物種（コンブとウニ）について、海洋学的モデリングを用いて、オーストラリア東部沖の海岸線1000km以上に及ぶMPAのネットワーク間で、大陸境界流がどのように接続性を変化させる可能性があるかを予測した。予測されたネットワーク内のMPAのペア間の接続性の全体的な変化は、気候シナリオ内での時間的変化以上に大きな変化は見られず、今後の研究では、変化の可能性を確実に予測するために分散の時間的変化を組み込む必要があることが強調された。しかし、異なるペアのMPA間の接続性の複雑さは注目に値するものであった。コンブでは、対のMPA間の接続性は将来的に増加する傾向にあるが、赤道方向の接続性は減少する傾向にあった。一方、ウニでは、対のMPA間の接続性は概ね両方向に減少していた。また、高緯度のMPA内では自己繁殖が増加する傾向があり、低緯度のMPAがウニの吸収源としての役割は対照的に大きく変化した。これらの予測される変化は、気候変動への適応や生態系の脆弱性に影響を与える重要な遺伝的パラメータを変化させる可能性がある。MPAネットワークの管理と設計の文脈において、このような変化を考慮することで、将来的に保全目標を確実に達成することができるかもしれない。

Continental boundary currents are projected to be altered under future scenarios of climate change. As these currents often influence dispersal and connectivity among populations of many marine organisms, changes to boundary currents may have dramatic implications for population persistence. Networks of marine protected areas (MPAs) often aim to maintain connectivity, but anticipation of the scale and extent of climatic impacts on connectivity are required to achieve this critical conservation goal in a future of climate change. For two key marine species (kelp and sea urchins), we use oceanographic modelling to predict how continental boundary currents are likely to change connectivity among a network of MPAs spanning over 1000 km of coastline off the coast of eastern Australia. Overall change in predicted connectivity among pairs of MPAs within the network did not change significantly over and above temporal variation within climatic scenarios, highlighting the need for future studies to incorporate temporal variation in dispersal to robustly anticipate likely change. However, the intricacies of connectivity between different pairs of MPAs were noteworthy. For kelp, poleward connectivity among pairs of MPAs tended to increase in the future, whereas equatorward connectivity tended to decrease. In contrast, for sea urchins, connectivity among pairs of MPAs generally decreased in both directions. Self-seeding within higher-latitude MPAs tended to increase, and the role of low-latitude MPAs as a sink for urchins changed significantly in contrasting ways. These projected changes have the potential to alter important genetic parameters with implications for adaptation and ecosystem vulnerability to climate change. Considering such changes, in the context of managing and designing MPA networks, may ensure that conservation goals are achieved into the future.

© 2017 The Authors. Global Change Biology Published by John Wiley & Sons Ltd.