Selección de indicadores para la evaluación de las Áreas Marinas Protegidas

Celia Ojeda Martínez

http://www.ua.eshttp://www.eltallerdigital.com/

This publication has been developed in the framework of the project EMPAFISH (www.um.es/empafish/) (SSP8-006539) supported by the Commission of the European Communities within the Sixth Framework Programme. The views expressed in this work do not necessarily reflect those of EC or anticipates the Commission’s future policy in the area.

Fotos portada: Aitor Forcada y Pablo Sánchez-Jerez.

FACULTAD DE CIENCIAS

TESIS DOCTORAL

Selección de indicadores para la evaluación de las Áreas Marinas

Protegidas.______________________________

Indicators selection for the assessment of Marine Protected

Areas

Memoria presentada para optar al grado de Doctor por la Universidad de Alicante por Celia Ojeda Martínez

Alicante, 2008

TESIS DOCTORAL

Selección de indicadores para la evaluación de las Áreas Marinas Protegidas

_____________________________

Indicators selection for the assessment of Marine Protected Areas

Fdo.Celia Ojeda Martínez

Julio, 2008

VºBº VºBº Director de la Tesis Doctoral Director de la Tesis Doctoral

Fdo. Dr. Just T. Bayle Sempere Fdo. Dr.Pablo Sánchez Jerez

VºBºDirector del Departamento de

Ciencias del Mar y Biología Aplicada

Fdo. Dr. Eduardo Ferrandis Ballester

Dr. JUST T. BAYLE SEMPERE y Dr. PABLO SÁNCHEZ JEREZ Profesores

Titulares del área de Zoología de la Universidad de Alicante,

CERTIFICAN:

Que la memoria de Tesis Doctoral titulada “Selección de indicadores para la evaluación

de las Áreas Marinas Protegidas / Indicators selection for the assessment of Marine

Protected Areas” presentada por CELIA OJEDA MARTÍNEZ, ha sido realizada bajo

su dirección en la Unidad de Biología Marina del Departamento de Ciencias del Mar y

Biología Aplicada de la Universidad de Alicante.

Y para que conste a los efectos oportunos, firman en Alicante a 24 de julio del año dos

mil ocho.

Fdo. Dr. Just T. Bayle Sempere Fdo. Dr. Pablo Sánchez Jerez

A Victoria y Pepe

Agradecimientos

Llegado a este punto y aparte en una etapa de mi vida, y aunque muchos piensen

que éste haya sido un camino demasiado rápido, me ha dado tiempo suficiente para

conocer a mucha gente, que, de una manera u otra han aportado algo en mí que queda

reflejado en este trabajo. Tengo que agradecer a muchas y muchos que hayan estado a

mi lado, aguantándome, soportándome, apoyándome, haciéndome reír y llorar, y sobre

todo dándome un montón de experiencias diferentes.

En primer lugar tengo que agradecer a mi director de tesis, Just, que un día me

diera la oportunidad de poder participar en el proyecto Empafish y sobre todo que me

permitiera hacer la tesis con él. Gracias a sus correcciones, su paciencia y su impaciencia,

he llagado a este punto, escribiendo malas discusiones y encima con un inglés murciano,

pero intentando mejorar día a día. Gracias por darme la oportunidad de trabajar en la

gestión de áreas marinas protegidas que ha sido algo que me ha gustado siempre. Gracias

por el apoyo, la ayuda y las onzas de chocolate. A mi co-director, Pablo, por creer en que

podía sacar algo tan marciano como el meta-análisis, y por convencerse finalmente que el

DPSIR y los indicadores, sí son herramientas útiles, aunque parezcan aún más

marcianos.

A Paqui por introducirme al DPSIR y dedicarme tiempo y miles de millones de

hojas garabateadas acerca de los modelos y herramientas para la gestión de las AMP. A

Carmen por currarse con mucha paciencia el laborioso trabajo de buscar las series

temporales. A ambas por el cariño y apoyo que me han dado, por las veces que me han

hecho reír y porque son dos buenas amigas.

Dentro del nidito de la Universidad de Alicante, van y vienen muchas personas. En

el tiempo que he pasado aquí, he tenido el placer de conocer a muchas que me han

aportado variopintas opiniones a todas y todos ellos gracias. A los que han aportado

directamente algo en esta tesis, Carlos, por hacerme divertidas y chismosas las mañanas

en la Consejería de Pesca escaneando documentos; Aitor, por ser el rey de la estadística y

tener paciencia para explicármela. A ellos, con Just, Pablo. Pablito y Maite por estar en

el trabajo de mar, que auque poco fue intenso, perdón por los golpes de mar, no todo el

mundo nace sabiendo llevar una neumática. El resto han estado ahí para lo que fuera,

Damián, Bea, Pablito, Jose, Marta, Yolanda, Aurora, Tito, Loya, Cristina y Elena. Y a

los habitantes del CIMAR, Andrés y José Miguel. Muchas gracias a Jose Vicente, entre

otras cosas por enviarme unos valiosos CDs cuando se me rompió el ordenador y a Ana

por tener siempre una sonrisa aunque se te olviden los tickets.

Del nido me llevo tres buenas amigas. Mer tus conversaciones sobre libros, viajes,

política y otras cosas… me han hecho reír y ver muchas cosas, sigue así. Yoa, gracias por

acogerme en Sanvi y por las charlas sobre PRIMER. Gracias a las dos, por dos viajes

inolvidables. Y por último a Maite, que me hizo disfrutar de mi primer congreso,

¡agüela!, y me acogió en el CIMAR..

De la parte de arriba del nidito, tengo que agradecer a Alfonso Ramos, por

permitirme escribir gran parte de la tesis en unos de los despachos del CIMAR, a Jose

Luis y Jose Jacobo Zubcoff.

Esta tesis forma parte del proyecto EMPAFISH, sin el cual no podría haberla

desarrollado. Unir a mucha gente que piensa distinto, y que mantiene diferentes opiniones,

pero no por eso menos interesantes, resulta curioso... Tengo que agradecer el calor de los

canarios Pablo y Falcón, Mariagrazia, Ben, Raquel, Vanessa, Montse… y un montón

de científicos y científicas más que han participado en este proyecto. Entre ellos se

encuentra Fuen, mi más fiel critica y amiga, su tranquilidad suelen chocar conmigo,

ahora nos entendemos y aparte de trabajar nos hemos pasado más de un rato de risas y

cotilleos. A ella le tengo que agradecer que me pusiera en contacto con Joao Carlos

Marques del IMAR. Estuve en Coimbra haciendo una estancia en el IMAR y tengo muy

buenas experiencias, recuerdos y “saudades”. Zazu (Arantza) y Lino, fueron mi familia

“portuguesa” la gente del IMAR me acogió de buen agrado a pesar de ser española y

hablar “portuñol”. Muito obrigada. Y con Ángles, gracias por escucharme.

Este camino ha sido más divertido con el apoyo de mis amigas y amigos, aquellos

a los que les he tenido que contar que era un área marina protegida y que han aprendido

palabras nuevas como, indicadores o gestión, que la Posidonia oceanica no es un alga y

que a los ecologistas no nos salen dos antenitas verdes de la cabeza y podemos llevar

tacones, gracias por quererme así, sin más, por llamarme y preguntarme que tal lo

llevaba, por interesaros aunque no entendierais “ni papa”, gracias Laura, Laurita, Ana,

Marta, Vane, Dani, Cayetano, Jesús, Jose, Pedro, Rosa, Ángel, Karine y Gema. En

especial a Vanessa, que desde que estudiamos el maldito ciclo de Krebs juntas es la

persona que mejor me entiende y a Lola que ha aprendido que no todo son algas, pero

que le siguen dando el mismo asco, gracias chicas por hacerme reír. Y a todas y todos que

sí saben que son las reservas marinas, que me reñirán por no imprimir está tesis en

reciclado, pero que me han escuchado y apoyado, y que luchan por un mundo mejor,

Bea, R, Isabel, Paloma, Antonio… y un montón más que están en el anonimato y sin

embargo hacen que este barco no se hunda.

Agradecer también a mi familia, a los que están y a los que no, porque todos han

tenido algo que ver en que yo llegará hasta aquí. Y por último a quien va dirigida esta

tesis a mis padres, que nadie les obligó a llegar hasta aquí, pero que lo han hecho de muy

buen gusto, aprendiendo, disfrutando conmigo e intentado entender de qué hablo y que es

lo que hago. Gracias por estar ahí.

Y a ti, que si vas a leer esta tesis, es porque crees en las áreas marinas protegidas. Por

favor si imprimes está tesis hazlo en papel reciclado o FSC, con ello contribuirás a

ayudar a la conservación del planeta y por ende a la protección de las reservas marinas.

Gracias a todas y todos.

INDEX

Resumen General i-xiii1. General Introduction1.1. Preceding and protection necessities 11.2. MPAs as tool for biodiversity, fisheries and societal necessities 31.3. Necessity of indicators for effective MPA management 51.4. Study justification, general aims and work structure. 72. Review of the effects of protection in MPAs: Current knowledge and gaps Abstract 132.1. Introduction 142.2. Material and methods 152.3. Results 172.4. Discussion 262.5. Conclusions 30Appendix 2.1. 35Appendix 2.2. 873. Conceptual model on relationships among factors determining Marine Protected Areas effectiveness Abstract 1093.1. Introduction 1103.2. Material and methods 1133.3. Results 1173.4. Discussion 130Appendix 3.1. 135Appendix 3.2. 143Appendix 3.3. 1474. Assessment of the effectiveness of protection in Spanish Mediterranean MPAs: A DPSIR approach Abstract 1754.1. Introduction 1764.2. Material and methods 1774.3. Results 1834.4. Discussion 2025. Evaluation of the available institutional information needed to assess the effectiveness of Marine Protected Areas Abstract 2075.1. Introduction 2085.2. Material and methods 2095.3. Results 2135.4. Discussion 217

INDEX

6. Statistical assessment of parameters as indicators Abstract 2276.1. Introduction 2286.2. Material and methods 2316.3. Results 2516.3. Discussion 3317. Expert knowledge-based evaluation of parameters for the assessment of MPAs effects Abstract 3377.1. Introduction 3387.2. Material and methods 3397.3. Results 3417.4. Discussion 3538. Final indicator evaluation and General Discussion Abstract 3598.1. Final evaluation 3608.2. General discussion 3879. General conclusions 38910. References 397

RESUMEN GENERAL

RESUMEN GENERAL

RESUMEN GENERAL

Introducción general

Precedentes y necesidades de protección en Áreas Marinas Protegidas

Los océanos ocupan más del 70% de la superficie del planeta y un 95% de la

biosfera, proveyendo de refugio y comida a unas 210.000 especies conocidas (O’Dor,

2003). De los 33 filos animales que existen en el mundo, 32 aparecen en los mares y

océanos de los cuales 15 son exclusivamente marinos y cinco aproximadamente lo son

(Gray, 1997). La percepción que se ha tenido de los mares y océanos es que son tan

vastos que se juzgó como inconcebible que las actividades humanas pudieran alterar

significativamente la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas marinos. Hoy

existe un amplio reconocimiento de que los océanos y sus recursos se encuentran bajo

estrés. Los mares se encuentran altamente impactados debido a las acciones del ser

humano, tales como; la industria, la pesca, el transporte marítimo, los efectos de las

descargas de aguas residuales, el exceso de nutrientes de los efluentes de la agricultura y

la introducción de especies exóticas. El aumento del uso, especialmente en las áreas

costera, ha dañado los hábitats marinos y conducido a la sobre pesca de muchos stocks

marinos. Un número elevado de organismos marinos, incluyendo entre estos mamíferos

marinos, aves y tortugas, y también algunas especies comerciales de peces y mariscos,

que están en la actualidad amenazadas o en peligro. Las amenazas o daños al hábitat, la

perdida de especies y de diversidad genética unido a un incremento de los problemas

debido a la sobre pesca, se avecinan de manera impresionante en el horizonte (Bellan-

Santini et al., 1994; Chapman y Kramer, 1999; Edgar y Barrett, 1999). Con este

escenario nuevas opciones de gestión deben de ser consideradas para detener estos

impactos y asegurar que los ecosistemas marinos y sus criaturas son protegidos y

restaurados.

Teniendo como base estas consideraciones, las áreas marinas protegidas (AMP)

son a menudo propuestas como la principal herramienta para mitigar el estrés en los

recursos y los ecosistemas marinos (Agardy, 1994; Francour et al., 2001; Sainsbury y

Sumaila, 2003).

Los espacios terrestres que se han protegido tiene una larga historia en

comparación con las áreas marinas protegidas y por tanto, conociendo los procesos

seguidos en los primeros podrían tomarse como ejemplo muchas lecciones para la

i

RESUMEN GENERAL

gestión de las áreas marinas. En 1972 se declaró el primer Parque Nacional, el Parque

Nacional de Yellowstone en los Estados Unidos; desde esta declaración comenzó un

movimiento global con el objetivo de establecer áreas protegidas que duró desde finales

del siglo XIX hasta principios del XX. Este movimiento ideológico promovió la

creación de áreas protegidas alrededor del mundo. La primera AMP del mundo, que

incluía una sustancial área marina fue establecida en Glaciar Bay, Alaska, en 1925. Esta

primera zona protegida incorporaba aguas costeras que tenían importancia para la

protección de poblaciones de ballenas y focas. Diez años mas tarde, la primera AMP

primordialmente marina fue establecida, el santuario marino de Fort Jefferson, Florida,

que abarcaba el sistema coralígeno de Dry Tortugas (Jones, 2001). Sin embargo, no fue

hasta la primera conferencia mundial de Parques Nacionales en Seattle en 1962 cuando

los países fueron invitados a crear áreas y parques marinos. Desde esa fecha, el número

de áreas marinas protegidas ha ido aumentado, alcanzándose unas 1206 hasta 1994;

siendo establecidas con un sinfín de objetivos y diferentes propuestas (Kelleher et al.,

1995).

Para poder evaluar hasta que nivel las AMP pueden ser efectivas es necesario

que se definan objetivos con iniciativas específicas y que se alcance un consenso en la

validación de los objetivos entre los usuarios más relevantes. La presentación de unos

objetivos detallados es esencial como base para la selección de un AMP (Vanderklift y

Ward, 2000). Pero destacamos la necesidad de complementar los objetivos

implementando una evaluación efectiva. A pesar de que las áreas marinas protegidas

son establecidas para cumplir con una serie de objetivos no existe un acuerdo en la

definición de estos (Jones, 1994). Sin embargo podrían concretarse en tres principales

aspectos: i) que mantengan sistemas ecológicos y de vida esenciales; ii) que sean para

uso sostenible de especies y ecosistema y iii) que puedan preservar la diversidad biótica.

Pero de manera general, en la actualidad, los valores sociales están siendo considerados

como los principales objetivos a tener en cuenta. Estos objetivos se pueden dividir en

tres aspectos principales: conservación, económicos y sociales (Adaptado de IUCN

Guidelines for Establishing Marine Protected Areas; Kelleher and Kenchington, 1992;

Jones, 1994; National Research Council, 2001).

Las AMP tienen objetivos de conservación que atienden a la preservación de la

biodiversidad y de los hábitats naturales. Esta defensa protege a las especies y los

ecosistemas raros y vulnerables de los impactos y presiones para de esa forma conservar

un conjunto de hábitats diferentes que mantengan la diversidad genética y/o la

ii

RESUMEN GENERAL

diversidad de especies (Daily et al., 2000). Esta protección tiene el objetivo añadido de

conservar un conjunto representativo de diferentes tipos de hábitats que asegurará la

salvaguardia de muchas especies. Establecer un AMP tiene también el objetivo de

proteger la costa y además, en la actualidad uno de sus objetivos prioritarios es

promover la gestión integrada de la costa en interrelación entre las AMP y los recursos

pesqueros (Murray y Ferguson, 1998). El establecimiento de un AMP en sus orígenes

tenía transfondo económico como base para el mantenimiento de la economía en el

sector pesquero, pero hoy en día, también es considerado beneficio para el turismo

debido al gran desarrollo experimentado por este sector, especialmente en las zonas

costeras.

Otro de sus objetivos prioritarios era recolonizar las áreas explotadas, para

exportar biomasa, controlar las tasas de sobreexplotación y proveer refugio Pero

también promueven y controlan el turismo y las actividades recreativas, proporcionando

un desarrollo sostenible al controlar dichas actividades (Ray, 1976; Ballantine, 1980;

Kelleher y Kenchington, 1992). El establecimiento de estas zonas protegidas actúa

controlando el desarrollo y la explotación, proporcionando beneficios añadidos, como

de ayudar a preservar la belleza natural de la zona y de las áreas así como de diversos

aspectos culturales incluidos en la zona protegida como son por ejemplo paisajes

especiales o restos arqueológicos entre otros (Lien and Graham, 1896; Kelleher y

Kenchington, 1992). Aún más, las AMP tienen valores añadidos que se basan en el

reconocimiento de que poseen valores absolutos intrínsecos que se basan en la moral

humana, en valores éticos y/o creencias (Tisdell y Broadus, 1989). En algunas AMP

pueden encontrarse todos o la mayoría de los objetivos señalados anteriormente. Pero a

los objetivos señalados habría que añadir los siguientes. Las AMP deben promover la

investigación científica y favorecer la educación y capacitación de los usuarios (Allen,

1976; Bohnsack et al., 1989; Dhargalker y Untawale, 1991; Kelleher y Kenchington,

1992).

El término “AMP” es puede acabar siendo tan vago que puede tener poco valor

por si mismo (Ballentine, 1999), y generalmente suele oscurecer los objetivos de

conservación (Jones, 1994). Una plétora de términos se usa para describir estas áreas,

dependiendo sobre todo del marco legal dentro del cual son designadas, del principal

objetivo para el que son creadas y del nivel de protección (Jones, 2001). La IUCN

define un área marina protegida como: “cualquier área del litoral o de terreno subtidal,

junto con sus aguas circundantes y con la flora, fauna y características históricas y

iii

RESUMEN GENERAL

culturales asociadas, con las que ha sido reservada por ley u otras medidas efectivas de

protección total o parcialmente” (Kelleher y Kenchington, 1992).

Dada la disparidad de tipos de AMP, en este trabajo se asume que el termino

AMPserá usado haciendo referencia a que: “Área Marina Protegida” es cualquier zona

marina que está protegida, donde existen restricciones de entrada y de actividades y

donde todas las actividades están gestionadas con el objetivo de salvaguardar las

características dentro del área.

Las AMP como herramientas para la biodiversidad, las pesquerías y las necesidades

socioeconómicas

La mayoría de las AMP fueron y serán establecidas para cumplir con varios de

los diferentes objetivos descritos anteriormente, sin embargo, en la actualidad sólo

cubren el 1% de los mares y océanos del planeta. Se recomienda que como mínimo un

10% de los océanos del mundo deben ser protegidos (Rowley, 1994) o incluso se ha

sugerido expresamente que, un 20% de la plataforma continental ha de ser protegida a

través del establecimiento de AMP de pesca (Ramos-Esplá et al., 2004). Pocas de las

reservas establecidas ofrecen una buena protección; de entre ellas un 71% no están

siendo activamente gestionadas (Kelleher et al., 1995) y menos del 50% tiene una

gestión efectiva (Ramos-Esplá et al., 2004) e incluso, en el Mediterráneo podemos

encontrar solamente un 30% efectivamente gestionadas (WWF, 1998).

Teniendo en cuenta las graves amenazas al medio ambiente costero, se necesitan

hacer cambios fundamentales en el modo de gestionar el medio marino. Desde un punto

de vista conservacionista, la salvaguarda de la vida de los océanos significa no sólo

proteger a una especie sino a también proteger una variedad de especies y habitats, así

como las complejas interacciones entre especies que forman un ecosistema. Los

impactos humanos son la principal amenaza para el medio costero, por tanto deben

arbitrarse medidas para que sean regulados y que su incidencia sea mínima. Medidas

que pueden hacerse efectivas mediante el establecimiento de Áreas Marinas Protegidas

que cubran necesidades ecológicas, pesqueras y sociales. Establecer un AMP bien

diseñada y gestionada ocasiona un rápido incremento del tamaño y la abundancia de las

especies explotadas (Gell y Roberts, 2003; Halpern, 2003; Lubchenco et al., 2003),

además de contrarrestar los efectos negativos de la pesca (Dugan y Davis, 1993; Roberts

y Hawkins, 2000).

iv

RESUMEN GENERAL

La pérdida de biodiversidad en la naturaleza se manifiesta en que algunas

especies desaparecen y otras se encuentran en peligro: Esto mismo está ocurriendo con

los hábitats marinos. Normalmente algunas especies y hábitats están protegidos por

leyes o normativas. Sin embargo esta protección no parece ser muy eficiente, y el

establecimiento de cualquier tipo de protección debería de ser efectivo y proteger

además de las especies a los hábitats de dichas especies (Ramade, 1990). Las AMP

funcionan como áreas de conservación de la biodiversidad, especialmente en

ecosistemas en estado crítico y en especies amenazadas; protegen no sólo los hábitats

sino también las especies, aumentando así sus densidades, la talla de los individuos y

fomentando la variabilidad genética.

Las pesquerías ejercen tanta presión sobre el medioambiente tanto como sobre

las especies objetivo. El aumento de la demanda de productos pesqueros y los piensos

para acuicultura han tenido poderosas implicaciones sobre las especies y ecosistemas

marinos. A esto hay que añadir, el aumento de la potencia de los barcos pesqueros, los

buques congeladores, los sistemas acústicos de pesca y otras nuevas tecnologías han

llevado a un incremento del esfuerzo pesquero. Los incrementos mencionados y la

libertad de trabajar en casi cualquier caladero, ha llevado a la sobreexplotación de

muchos de ellos. La pesca ha reducido la abundancia de los stocks, principalmente

aquellos en que el tamaño de los individuos es mayor, produciendo cambios en la

estructura de las poblaciones (Bohnsack, 1989; Goñi, 1998; Sluka y Sullivan, 1998).

Como consecuencia el reclutamiento disminuye, y esto genera perdidas genéticas y que

el tamaño de los individuos sea menor. La regeneración de los fondos marinos a través

de regulaciones pesqueras como pueden ser: el control de la potencia de las

embarcaciones, tallas mínimas de pesca y cierre temporal de algunos caladeros entre

otras, son medidas que una vez establecidas pueden ayudar a esa regeneración (Forcada,

2007). Estas medidas al complementarse con el establecimiento de las AMP, son las que

favorecen la conservación de los stocks pesqueros, ayudan a aumentar el número y la

fecundidad de las poblaciones, aumentan la abundancia de juveniles, actúan como zonas

de alevinaje y conservan la biodiversidad (Bell, 1983; Russ y Alcalá, 1998; García-

Charton et al., 2004).

En términos socioeconómicos, la diferencia fundamental entre el uso y la gestión

de los recursos en el mar y en la tierra surge desde de la percepción histórica de la

definición de propiedad y de las leyes y normativas que gobiernan estas actividades.

Solamente recientemente, si comparamos con gestión en tierra, las naciones han

v

RESUMEN GENERAL

establecido normas de propiedad en el lecho marino y en las aguas superficiales, a

través de las zonas de exclusión económicas (ZEE). La satisfacción que un AMP puede

proporcionar para el público en general y para los usuarios directos, dependerá

significativamente de comprobar si los beneficios percibidos son mayores con el

establecimiento de AMP. La observación de la bondad de esta medida influirá a su vez

en el apoyo del establecimiento de programas políticos. Los beneficios que la sociedad

puede percibir son de un amplio rango, desde valoración de la ética medioambiental a

reconocimiento de valores culturales.

Necesidad de indicadores para la gestión de las AMP

Las AMP han sido fuertemente defendidas como una herramienta ideal de

gestión de las pesquerías costeras, porque son beneficiosas para las pesquerías, protegen

la biodiversidad y gestionan los recursos marinos. En general las AMP han sido situadas

de manera intrínseca en lugares de riqueza basada más en factores humanos oportunistas

que en características ecológicas y/o socioeconómicas relevantes tales como; estructura

del hábitat, procesos inter-específicos, distribución del esfuerzo pesquero, efectos de la

localización del AMP, y su tamaño y diseño (Ramos et al., 2004), dando lugar a un

conjunto heterogéneo de pequeñas reservas a lo largo de la costa. Ésta heterogeneidad

se refleja además en la gestión implementada ya que los gestores toman decisiones

desde su propio ámbito, presentando una falta de consistencia que lleva a una difícil

comparación a posteriori, para deducir tendencias generales derivadas de los efectos de

la protección. Hay que hacer constar que alredor del 71% de las AMP existentes en el

mundo no se encuentran bien gestionadas (Kelleher et al., 1995) y sus resultados no

están debidamente difundidos, no siéndoles útiles para otros gestores y usuarios.

La habilidad que las AMP deben tener para lograr los objetivos propuestos en su

gestión, teniendo en cuenta las expectativas de los gestores y usuarios, debe de ser

claramente evaluada. Existe pues una importante necesidad de desarrollar herramientas

para medir el efecto que la protección tiene en las AMP. Los indicadores pueden ser

estas herramientas, y están siendo desarrollados cada vez más como instrumentos de

gestión para evaluar temas medioambientales (OECD, 1991; OECD, 1994)

Un indicador ecológico es una medida diseñada para informar de manera fácil y

rápida sobre las condiciones del ecosistema. Los indicadores representan una

categorización cuantitativa o descriptiva de datos medioambientales. La comunicación

es una de las funciones primordiales de los indicadores que deben permitir y/o

vi

RESUMEN GENERAL

promover el intercambio de información, teniendo en cuenta la cuestión para la que han

de dar respuesta. Los indicadores siempre simplifican una realidad compleja. Se centran

en aquellos aspectos que son relevantes y para los cuales existen datos disponibles. Pero

su significado va más allá de lo obtenido a través de las observaciones. Los indicadores

medioambientales comunican aspectos entendidos como críticos o de interrelaciones

complejas entre las especies naturales y los componentes abióticos del sistema.

De entre la totalidad de las características que los indicadores medioambientales

deben de evaluar para establecer adecuadas políticas de gestión los indicadores deben

cumplir tres principales propósitos: 1) suministrar amplia información acerca de los

problemas medioambientales para permitir a los gestores evaluar la problemática, 2)

apoyar en el desarrollo de normas y prioridades basados en la identificación de factores

clave que causan presiones en el medio ambiente y 3) controlar y observar los efectos

que las normas aplicadas provocan en las respuestas.

Los indicadores deben de usarse como una ponderosa herramienta para evaluar

los efectos de la protección en las AMP. Así, la selección de un conjunto de indicadores

para evaluar las AMP debe proveer información que pueda ser comprendida por los

gestores y los usuarios, y pueda suministrarles una base para la toma de decisiones. Por

estas razones pueden contribuir al seguimiento de la efectividad en las AMP ya que

revelan condiciones y tendencias que ayudan en el desarrollo de la planificación y de la

toma de decisiones (Unluata, 1999).

Justificación y objetivos generales del trabajo

A pesar de que las AMP han sido ampliamente estudiadas y sus beneficios han

sido evaluados, existe la necesidad de desarrollar herramientas que cuantifiquen el

efecto de la protección y que monitoreen y controlen la efectividad de las AMP. La

identificación y desarrollo de estas herramientas es necesaria no únicamente para los

científicos sino que proporcionará información a los gestores para la toma de

decisiones. El desarrollo y necesidad de estas herramientas, los indicadores, es la

justificación de la elaboración de esta tesis.

El objetivo general de este trabajo es desarrollar metodologías y herramientas

para evaluar el efecto de la protección de las áreas marinas protegidas. Este objetivo

general se concreta en los objetivos específicos siguientes:

Proveer una síntesis de los estudios que han sido realizados para evaluar los

efectos de las AMP identificando los objetivos, los sujetos de estudio usados,

vii

RESUMEN GENERAL

los descriptores, las metodologías y las aproximaciones experimentales

utilizadas para analizar los diferentes tipos de resultados y revelar áreas donde

el conocimiento es escaso y es necesario invertir mayor esfuerzo de

investigación.

Identificar, definir y discutir las variables ecológicas y socioeconómicas que

pueden ser usadas potencialmente como indicadores, para evaluar la

efectividad de las AMP como respuestas a la conservación y restauración de

las pesquerías y la biodiversidad marina, a través del desarrollo de un modelo

conceptual y su aplicación a AMP del Mediterráneo.

Evaluar la disponibilidad y calidad de los parámetros definidos en el modelo

conceptual para evaluara la efectividad de las AMP, determinando el nivel de

participación institucional en la accesibilidad y disponibilidad de los

parámetros.

Evaluar qué parámetros han sido los mejores indicadores del efecto de la

protección para datos de peces tomados a través de censos visuales y para los

datos de pesquerías, así como determinar cuáles han respondido efectivamente

a las diferentes características estructurales de las AMP y a la posterior

validación de los parámetros usando una serie de datos independientes.

Evaluar, en base a la información proporcionada por los gestores, la

importancia de un conjunto de parámetros, sustentados en criterios

preestablecidos, para de este modo poder detectar diferencias en la

información recogida en relación al nivel (local, comarcal, regional o estatal) y

al tipo (pesquerías, medio ambiente o turismo) de administración a que

perteneciesen.

Resultados generales y Discusión

La primera fase de este trabajo consistió en la búsqueda y evaluación de los

parámetros que han sido utilizados en el estudio de las AMP para evaluar el efecto de la

protección. Se revisaron 224 estudios a escala global, tanto publicados -revisados por

pares- como informes técnicos. Se obtuvo información acerca de: los objetivos de

estudio, las metodologías de trabajo y de los organismos para medir la protección. La

mayoría de los estudios concentran sus esfuerzos en los efectos biológicos producidos

en un AMP, siendo escasos aquellos que abordan el tema desde los efectos

viii

RESUMEN GENERAL

socioeconómicos. La mayoría de los estudios que pasaron por una revisión por pares, se

basaron en un diseño experimental de control versus impacto, mientras que los estudios

técnicos, que no son evaluados por pares, tienen un diseño experimental más sencillo,

siendo este realizado, la mayoría de las veces, únicamente dentro del AMP, pudiendo

estar replicados en el tiempo y/o el espacio. Algunos de estos estudios aparecen

replicados unas veces en zonas control y otras dentro de la misma reserva. Sin embargo

diseños de muestreo más complejos como el BACI y mBACI, apenas han sido

utilizados ni en los estudios revisados por pares ni en los informes técnicos. En general

los informes técnicos presentan menor calidad, puesto que sus diseños experimentales

son más sencillos, careciendo de replicación y dado que su tratamiento estadístico es

sencillo.

A través de la revisión se pudo verificar que sería necesario realizar mejoras

substanciales a la hora de investigar y evaluar el efecto de la protección. Una gestión

integrada requiere de metodologías de estudio estandarizadas para aquellos que realizan

los estudios, tanto investigadores como técnicos. Esta normalización permitiría una

comparación de los efectos de la protección a gran escala.

Con una visión global del estudio de las AMP a lo largo de dos décadas, se

desarrollo un marco conceptual basado en las relaciones fuerza motriz-presión-estado-

impacto-respuesta que son observadas en las AMP. Dicho modelo conceptual se realizó

con la aplicación del marco FPEIR, desarrollado y aplicado por la Agencia Europea del

Medio Ambiente y la OCDE (OCDE, 1994). El modelo conceptual identifica los

elementos que afectan, se ven afectados e interactúan en las AMP. A través del marco

FPEIR, y con los resultados obtenidos en la revisión, se aplicó el modelo conceptual

desarrollado, identificándose un conjunto de parámetros que son definidos,

inicialmente, como posibles indicadores. Se definieron también en el modelo conceptual

general, los elementos clave, especies o hábitats susceptibles de sufrir alteraciones; las

fuerzas motrices, (sector pesquero y turístico), elementos que generan las presiones y

que afectan al sistema y las respuestas (las AMP) como solución a la alteración del

medio marino. De la aplicación del marco conceptual se definieron un total de 169

parámetros que se clasificaron dentro de los componentes del marco FPEIR.

La aplicación del modelo conceptual y los “indicadores” se realizó para: apoyar

un enfoque de la conservación de los ecosistemas y para evaluar los factores del

funcionamiento y las políticas de las AMP. Aplicando este modelo conceptual, se

identifican las lagunas derivadas de la gestión y de las políticas medioambientales. El

ix

RESUMEN GENERAL

marco FPEIR proporciona una aproximación manejable al análisis de la complejidad de

la gestión de las AMP. El desarrollo de este modelo conceptual y la definición de los

“indicadores”, pretende ser un recurso para gestores, políticos, científicos y el público

en general para poder evaluar y controlar la gestión de las AMP.

El modelo conceptual general definido, se aplicó a tres casos de estudio en el

Mediterráneo, con el fin de testar y validar dicho modelo conceptual y detectar

carencias en la gestión. Las AMP en las que se aplicó fueron: el AMP de Tabarca,

creada en 1986, y cuyo objetivo principal es el de una reserva de pesca. El Cabo de San

Antonio, creado en 1993, siendo también su objetivo principal la pesca. Y en el AMP de

Sierra Helada e islotes de Benidorm, recientemente creada, en 2005, que forma parte de

un Parque Natural y cuyo objetivo es el de conservación de la biodiversidad. La

aplicación del modelo conceptual definido requirió de la búsqueda de los parámetros

definidos disponibles. El AMP de Tabarca tiene disponibles un mayor número de

parámetros indicadores, cuyas series temporales son largas, debido principalmente a la

antigüedad de esta área. Sin embargo aunque el AMP de Sierra Helada es la más

reciente, sí existe información acerca de ciertos indicadores turísticos. A través, de la

aplicación del modelo conceptual FPIER, se observó que en general, existen pocos

parámetros indicadores disponibles. Los que sí están disponibles, no suelen tener series

temporales largas, lo que dificulta la interpretación de los indicadores. En la mayoría de

los casos, suele haber falta de información acerca de los indicadores de estado e

impacto, con datos que suelen ser puntuales y que no se encuentran fácilmente

disponibles. Aún así, cuando existen suficientes datos e indicadores, la aplicación de

este marco conceptual resulta adecuada para identificar las carencias o no en la gestión

y el nivel de efectividad de las políticas de conservación aplicadas.

La necesidad de definir herramientas que evalúen la gestión de las AMP, llevó a

la definición de una metodología que valorase qué parámetros definidos y obtenidos a

través del marco conceptual FPIER son los más idóneos como indicadores. Dicha

metodología se fundamentó en la unión de tres análisis distintos para los que se tomo

como base las principales características que debe presentar un indicador de buena

calidad (Unesco, 2003); es decir, un indicador ha de estar disponible fácilmente, ha de

ser estadísticamente viable y tiene que ser útil para las personas a las que va dirigido.

Para la aplicación de un indicador es necesario su recogida y búsqueda. Esta

aplicación puede basarse en metodologías experimentales y muestreos in situ o bien

utilizar la información disponible recogida por las distintas administraciones.

x

RESUMEN GENERAL

Los indicadores definidos teniendo como base el marco conceptual fueron

evaluados a través de su disponibilidad y calidad de los datos. Se realizó una búsqueda

de todos los parámetros definidos, mediante el marco conceptual, en las

administraciones de pesca, medio ambiente y turismo en sus distintos niveles

administrativos. En la búsqueda, se obtuvieron escasos resultados. Los datos disponibles

fueron muy escasos y las series temporales obtenidas nunca superaron los cinco o seis

años. La calidad de los datos tampoco resultó ser buena, ya que estos se encontraban

muy agregados, en una escala temporal alta, a nivel de año, o bien agregados a nivel

espacial. La agregación espacial es tal, que no permite realizar comparaciones a

pequeña escala, a nivel de las AMP estudiadas, impidiendo extrapolar los resultados

obtenidos a otras AMP y dificultando así evaluaciones más globales. Las

administraciones turísticas a nivel local presentaban los mejores resultados, debido a un

mayor aporte de recursos gestionado en ese tipo de administraciones. La obtención de

indicadores de estado e impacto resultó ser la más difícil y con las series temporales

más cortas. Así, hay escasa disponibilidad de la mayoría de los indicadores, con una

cuestionable rentabilidad dadas las dificultades que presentaron en su búsqueda y la

escasa calidad de la información finalmente obtenida.

Se realizó una evaluación con los datos procedentes de 34 casos de estudio de

censos visuales de peces que pertenecían a 13 AMPs y se generó una base de datos final

que incluía 3098 muestras de abundancia y 2729 muestras de biomasa. Y con datos de

biomasa de pesquerías pertenecientes a muestras de 11 tipos diferentes de artes de pesca

que provenían de 11 MPAs. Todas las MPAs estudiadas se sitúan entre el Mediterráneo

Noreste hasta el Atlántico centro Este. Las series de datos tienen rango desde 1 año

antes del establecimiento a 34 años después del establecimiento de las AMPs. La

mayoría de las variables se relacionaron pero se obtuvieron bajos valores de correlación.

Para los censos visuales el índice de distinción taxonómica, la abundancia total y la

biomasa fueron los mejor relacionados. Para las pesquerías los resultados difieren entre

las distintas redes analizadas, sin embargo, en este análisis, más parámetros validaron el

modelo. Los resultados no fueron los esperados. Sólo se pudieron analizar unos pocos

de los 169 inicialmente definidos a través del modelo conceptual, ya que fueron los

únicos parámetros para los que se disponía de datos y series temporales largas. La

búsqueda de un indicador universal que sirva para evaluar la gestión y la efectividad de

las AMP a un nivel global o de gran escala espacial (por ejemplo: el Mediterráneo) no

dio resultado. Existe alta variabilidad temporal y espacial que genera una alta dispersión

xi

RESUMEN GENERAL

en los datos y así mismo en los resultados, debido a variables ecológicas y estructurales

de las diferentes AMPs analizadas.

La tercera evaluación, consistió en un muestreo a través de encuestas realizadas

a gestores para analizar y seleccionar cuáles son los indicadores preferidos por ellos de

entre los definidos inicialmente. Este análisis se basó en el conocimiento, preferencias y

necesidades de los gestores. Se clasificó a los gestores en dos grupos: según el nivel de

administración al que pertenecían (local, provincial, regional o nacional) y según el tipo

de administración (de recursos naturales o turismo). Los gestores fueron contactados y

una vez aceptaban formar parte de las encuestas, fueron entrevistados personalmente

para realizar la encuesta. Se reunieron un total de 24 cuestionarios. Los resultados

finales se obtuvieron mediante la ponderación de todos los valores de las opiniones

asignados. Los resultados reflejan las preferencias de los gestores con los parámetros

más valorados y su posibilidad de ser utilizados como indicadores en las AMPs. De los

169 parámetros definidos los mejor valorados fueron aquellos categorizados como

Fuerzas Motrices y Respuestas, mientras que los Estados e Impactos obtuvieron

valoraciones más bajas. Los gestores demostraron una alta dispersión en sus respuestas.

Este estudio demuestra que los pasos en la selección de indicadores son propensos a

juicios de valor. Las diferencias en las valoraciones entre gestores generaron una alta

variabilidad en los resultados. Este proceso aumentó la transparencia en la definición e

identificación de indicadores dando la oportunidad a los gestores de manifestar sus

opiniones explicadamente.

Las tres evaluaciones se unieron con el fin de obtener un conjunto de parámetros

indicadores para evaluar el efecto de la protección. De cada una de las evaluaciones se

obtuvo un valor final para cada parámetro. Los datos se estandarizaron con el fin de

obtener un valor final de tres para cada evaluación en cada parámetro. Se sumaron las

evoluciones clasificando los parámetros, que se pudieron clasificar en malos, medios o

buenos indicadores. El objetivo fue conseguir un conjunto de indicadores para evaluar

los efectos de la protección en las AMP. Del total de los parámetros definidos, sólo 16

se pudieron clasificar como buenos indicadores, debido a que eran los únicos

parámetros para los que se tenían datos en las tres evaluaciones. Todos ellos estaban

clasificados como Estados por el marco FPEIR.

xii

RESUMEN GENERAL

Conclusiones generales

De manera general, las conclusiones obtenidas en este trabajo son:

Las metodologías y parámetros usados para evaluar el efecto de la protección

son escasos, y el número de objetivos analizados es bajo, concentrándose únicamente en

la conservación de la biodiversidad y los recursos pesqueros. Resulta fácil el estudio de

estos parámetros, mientras que no se cubren otras muchas necesidades de estudio.

Existe una falta de uso de metodologías apropiadas. Esta deficiencia es debida a la

inadecuada inversión para implementar nuevas técnicas. Así, Recomendamos que se

desarrollen e implementen metodologías de muestreo que sean extrapolables a mayores

escalas temporales y espaciales, al desarrollo de protocolos de muestreo y que se

favorezca una mayor inversión en nuevas metodologías y técnicas que ayuden a mejorar

la efectividad a la hora de estudiar y evaluar los efectos de la protección en las AMP,

permitiendo comparar a una escala espacial y temporal, para poder obtener conclusiones

generales de la efectividad de las AMP.

La metodología FPEIR es una herramienta adecuada que simplifica el análisis y

la complejidad de la gestión de las AMP, sirviendo también para evaluar su efectividad.

Su correcta aplicación requiere de información durante todos los procesos, además de

una comprensión de la estructura y funcionamiento de los ecosistemas. La aplicación de

este modelo proporcionó la identificación de un grupo de indicadores que ayudaran a

abordar una aproximación ecosistémica y a evaluar el funcionamiento y las políticas de

un AMP. Se detectaron también carencias en la gestión y en dichas políticas,

identificando así su nivel de efectividad.

La implementación de una evaluación de indicadores, basada en tres

evaluaciones, resultó ser efectiva para detectar un conjunto de indicadores que pueden

aplicarse en las AMP. Es necesario desarrollar enfoques multi-disciplinares en la

investigación y gestión de los recursos de las Áreas Marinas Protegidas.

En el trabajo, se realizaron algunas recomendaciones que deberían ser

consideradas en el futuro para evaluar el efecto de la protección de las AMP y el uso de

indicadores como herramientas de gestión.

xiii

Chapter 1

General introduction

GENERAL INTRODUCTION

CHAPTER 1

GENERAL INTRODUCTION

1.1. Preceding and protection necessities.

Oceans occupy more than 70% of the Planet’s surface and 95% of the biosphere

and provide shelter and food for some 210.000 known species (O’Dor, 2003). From the

33 animal phyla that exist worldwide, 32 occur in the sea, 15 are exclusively marine,

and five are nearly so (Gray, 1997). Once they were thought to be so vast that it was

judged inconceivable that human activities might significantly alter the structure and

functioning of marine ecosystems. There is a broad recognition that oceans and their

living resources are under stress. Seas are highly impacted by a variety of facts such as:

heavy human use from industries like fishing and transportation, the effects of waste

disposal, excess of nutrients from agricultural runoff, and from the introduction of

exotic species. Increasing use by humans, especially in the coastal zone, have damaged

marine habitats and led to over fishing many marine fish stocks. Significant numbers of

marine organisms, including mammals, birds, and turtles, as well as some commercially

harvested fish and shellfish, are now threatened or endangered. The threats of further

habitat damage, loss of species, and loss of genetic diversity in addition to increasing

problems from over fishing, loom imposingly on the horizon (Bellan-Santini et al.,

1994; Chapman and Kramer, 1999; Edgar and Barrett, 1999).

Taking into account this viewpoint new management approaches or options must

be considered to stem the damage and ensure that marine ecosystems and their unique

features are protected and restored. In this regard, marine protected areas (MPAs) are

more often proposed as major tools to relieve stress on marine resources and ecosystems

(Agardy, 1994; Francour et al., 2001; Sainsbury and Sumaila, 2003).

Terrestrial reserves and protected areas have a long history compared to marine

protected areas and many lessons can be learned from them. In 1872 the first protected

natural park was declared, Yellowstone National Park in the United States, from this

declaration a global movement to establish protected areas set out that lasted since the

end of the 19th century to the begins of the 20th century. This ideological movement

promoted the creation of this protected areas all around the world. The world’s first

official MPA which included a substantial subtidal area was established at Glacier Bay,

Alaska in 1925, incorporating coastal waters of importance to whale and seal

11

CHAPTER 1

populations. Ten years later, the first primarily subtidal MPA was established at Fort

Jefferson Marine Sanctuary, Florida, covering the Dry Tortugas system of coral reefs

(Jones, 2001). However, it was not until the First World Conference on National Parks,

Seattle in 1962, that countries were invited to create marine areas and parks.

Subsequently, the number of marine protected areas has been rising reaching the

number of 1206 by 1994, which have been established with a different variety of

different proposals (Kelleher et al., 1995). When assessing the degree to which MPAs

can be effective it is important that - detailed objectives of specific initiatives – were

formulated and that consensus on their validity was reached amongst relevant

stakeholders. Detailed objectives are an essential basis for MPA selection (Vanderklift

and Ward, 2000) and the effectiveness of evaluation. Marine protected areas are

implemented to achieve different goals and there is not agree with the definition of the

MPAs aims (Jones, 1994), however they can be summarized in tree main aspects: i) to

maintain essential ecological and life support systems; ii) to the sustainable utilization

of species and ecosystems and iii) to preserve biotic diversity. But in a more general

way nowadays social values are being considered so all the proposed aims can be

divided in three principal subjects: conservation, economic, and social aims (Adapted

from: IUCN's Guidelines for Establishing Marine Protected Areas; Kelleher and

Kenchington, 1992; Jones, 1994; National Research Council, 2001).

MPAs have conservation aims that call for the preservation of biodiversity and

natural habitats. This preservation protects rare and vulnerable habitats and species from

impacts and pressures to conserve a representative set of habitat types that will maintain

genetic and/or species diversity (Daily et al., 2000). This protection has also the aim to

conserve a representative set of habitat types that will ensure the protection of many

species. Establishing an MPA has also the aim of coastal protection; moreover,

nowadays one of their aims is to promote integrated coastal management between

MPAs and coastal resources (Murray and Ferguson, 1998). Though the establishment of

MPAs was in their origins economic so as to maintain economical fishing issues, -

nowadays due to its development - tourist benefits are as well considered. One of the

aims was to recolonise exploited areas, to export biomass by fish larvae spillover, to

control exploitation rates and provide harvest refugia. In addition they promote and

control tourism and recreational activities providing and promoting sustainable

development by controlling these tourism activities (Ray, 1976; Ballantine, 1980;

Kelleher and Kenchington, 1992). MPAs establishment helps to control development

22

GENERAL INTRODUCTION

and exploitation of the area, thus helping to preserve the area’s natural beauty, and areas

of distinct character with significant cultural values, like e.g.: archaeological sites,

shipwrecks among others (Lien and Graham, 1896; Kelleher and Kenchington, 1992).

Even more, MPAs have a value based on the recognition that nature possesses intrinsic

absolute value based on the humane moral extensionist ethic and/or animal beliefs

(Tisdell and Broadus, 1989). Within all this aims we can found some that include all of

the previous three. More over, MPAs intend to promote scientific research and

education and training for stakeholders (Allen, 1976; Bohnsack et al., 1989; Dhargalker

and Untawale, 1991; Kelleher and Kenchington, 1992).

The term “MPA” includes intertidal reserves and areas focused on the protection

of other issues. The term is so broad and vague that it has little value (Ballantine, 1999),

and generality may obscure marine nature conservation objectives (Jones, 1994). A

plethora of terms are used to describe such areas, depending upon the policy framework

within which they are designated, the principal objectives and the level of protection

(Jones, 2001). The IUCN defined a MPA as “any area of littoral or subtidal terrain,

together with its overlying water and associated flora, fauna, historical and cultural

features, which has been reserved by law or other effective means to protected part or

all of the enclosed environment” (Kelleher and Kenchington, 1992).

Given the disparity of types of MPAs, in this work the general term of MPA will

be employed, where a 'Marine Protected Area' (MPA) will be any marine area that is

protected, where there are restrictions on entry and activities and where entry and

activities are managed with the aims of safeguarding features within the area.

1.2. MPAs as tool for biodiversity, fisheries and societal necessities.

Most of MPAs were and will be established to fulfil several of the goals

described above; however MPAs cover only 1 % of the world’s oceans. It has been

recommended to protect at least the 10% of the marine surface (Rowley, 1994) or even

more, the 20% of the continental shelf for fisheries MPAs (Ramos-Esplá et al., 2004).

Few of them offer a good protection, 71% are not being well actively managed

(Kelleher et al., 1995), less than 50% are been effectively managed (Ramos-Esplá et al.,

2004) and even more, in the Mediterranean we can find merely the 30% effectively

managed (WWF, 1998).

Given the many threats affecting the world’s coastal environments, fundamental

changes need to be done in the way our marine environments are managed. From a

33

CHAPTER 1

conservation perspective, safeguarding ocean life means protecting not solely a single

species, but the full variety of species and their habitats, as well as the complex

interactions along with species that make up an ecosystem. Human impacts are the

principal threat to the coastal environment therefore they must be regulated. This can be

done most effectively by establishing Marine Protected Areas that will cover ecological,

fisheries and societal necessities. Recent empirical evidences suggests that establishing

well-designed and managed MPAs results in a rapid increase in the size and abundance

of exploited species (Gell and Roberts, 2003; Halpern, 2003; Lubchenco et al., 2003),

thus reversing the detrimental effects of fishing (Dugan and Davis, 1993; Roberts and

Hawkins, 2000).

Biodiversity losses are shown in the fact some species have disappeared and

others are in danger, and similar effects can be observed in marine habitats. Usually

these species and habitats are protected by laws or regulations taken them as items

unconnectedly. However this kind of protection does not seem to be functional and the

protection needs to be effective and should protect also the natural habitats of this

species (Ramade, 1990). MPAs work as areas that conserve biodiversity, especially

critical habitats of threatened species, they protect not only habitats but species

increasing their densities, average sizes of individuals, and they protect genetic

variability.

Fisheries exert pressure on the environment as well as on targeted fish stocks.

The ever-increasing demand for seafood for consumer goods, processed foodstuffs and

fishmeal has had powerful implications for marine species and ecosystems. This joined

to the adoption of more powerful boats, freezer trawlers, acoustic fish finders, and other

advanced technologies has led to a massive increase in fishing effort. This high effort

and the freedom to work in any fishing grounds ended in the overexploitation of fishing

grounds. Fishing reduces the abundance of exploited stocks, principally the higher sizes

individuals, changing the population demographic structure (Bohnsack, 1989; Goñi,

1998; Sluka and Sullivan, 1998). Recruitment decreases, and this generates genetic

loses and individual species are smaller. Some measures to avoid this were to regenerate

sea bottoms throughout fishing regulations like boats power control, fishing timetables

restriction, fish minimum sizes and temporal close seasons among others (Forcada,

2007) and so establishing artificial reefs. These measures were complemented with the

establishment of MPAs, which preserve fish stocks, increase the number and fecundity

of the breeding population, increase the abundance of juveniles, and act as nurseries and

44

GENERAL INTRODUCTION

areas of biodiversity conservation (Bell, 1983; Russ and Alcalá, 1998; García-Charton

et al., 2004).

Taken into account socio-economic terms, a fundamental difference between the

use and management of resources in the sea and on land arises from historical

perceptions or definitions of ownership and the laws and conventions that rule these

activities. Only recently in comparison with land, have some countries proceeded to

establish ownership of the seabed and overlying waters through declaration of territorial

seas and exclusive economic zones (EEZs). The acceptability of MPAs by the general

public and to main users will depend significantly on whether the perceived benefits are

greater with or without MPAs, and this, in turn, will influence the political support for

MPA programs. But benefits perceived by society on the establishment of MPAs are a

very wide range, from environmental ethics to cultural landscapes.

1.3. Necessity of indicators for effective MPA management

MPAs worldwide have been strongly advocated as an ideal tool for the

management of coastal fisheries as they are beneficial for the fisheries, they protect

biodiversity and they manage coastal resources, therefore they have been established

around the world. In general MPAs have been sited at intrinsically ecological rich

places based more on opportunistic human factors than on relevant ecological and/or

socioeconomic features such as, currents structure, habitat requirements, inter-specific

processes, fishing effort distribution, effects of MPA location, size and design (Ramos

et al., 2004), resulting in a very heterogeneous pool of small reserves along the coast.

This heterogeneity is also reflected in the management implemented as managers

monitor characters and properties under their purview, presenting lack of consistency

between management agencies generating difficult post-comparisons to deduce general

trends derived from the effects of protection. Furthermore, around 71% of the existing

MPAs are not managed (Kelleher et al., 1995) and their effects are not duly

disseminated, creating uneasiness in many stakeholders and users. The ability of MPAs

to achieve their management objectives, which takes into account the expectations of

managers and stakeholders, must be assessed. There exists the necessity to develop

tools to measure the protection effect in MPAs. Indicators can be these tools, they are

being developed as management tools to address environmental issues (OECD, 1991;

OECD, 1994).

55

CHAPTER 1

An ecological indicator is a metric designed to inform easily and quickly about

the conditions over time and space of target ecosystem. They represent a quantitative or

descriptive categorization of environmental data, they are a distance measure from a

goal against which aspects of policy performance should be assessed using techniques

such as goal-programming. Communication is the main function of indicators: they

should enable or promote information exchange regarding the issue they address.

Indicators always simplify a complex reality. They focus on certain aspects which are

regarded relevant and on which data are available. But their significance goes beyond

that obtained directly from the observed properties. Environmental indicators

communicate those aspects regarded critical or typical for the complex interrelation

between natural species and abiotic components of the environmental system.

Waltz and Meadows (Unesco, 2003) listed the characteristics of a good

indicator: 1) to have an agreed scientifically sound meaning, 2) to be representative of

an important environmental aspect for the society, 3) to provide valuable information

with a readily understandable meaning, 4) to be meaningful to external audiences, 5) to

help in focusing information necessary for answering important questions, and 6) to

assist decision-making by being efficient and cost-effective to use. Other authors also

list this characteristics as they should: 1) be scale independent, i.e. useful at the national,

regional, state, or whatever level the natural resources are being managed at, 2) sound

and acceptable conceptual basis, 3) be reliable over time, 4) have statistical properties,

5) have manageable data requirements, 6) require skills that confer and convey accuracy

of the data, 7) be archived properly, 8) be robust to resist interference, and 9) have

international compatibility (O’Connor and Dewling, 1986; Dale and Beyler, 2001;

Salas, 2002).

Between these entire characteristics that environmental indicators must assess, it

is clear that in relation to policy-making, indicators are used for three major purposes:

1) to supply information on environmental problems in order to enable policy-makers to

value their seriousness, 2) to support policy development and priority setting by

identifying key factors that cause pressure on the environment and 3) to monitor the

effects of policy responses.

Indicators may be used as a powerful tool to assess the protection effects in

MPAs. Therefore, the selection of a set of indicators to assess MPAs must in due course

provide information able to be understood by the managers and stakeholders, and

provide them with a base for decision making. For this reasons indicators can contribute

66

GENERAL INTRODUCTION

to monitoring the effectiveness of MPAs as they reveal conditions and trends that help

in development planning and decision making (Unluata, 1999).

1.4. Study justification, general aims and work structure.

Marine Protected Areas have been widely studied and their benefits have been

assessed. But there exists a necessity to develop tools to quantify this effect and also

monitor and control the effectiveness of the MPAs. The identification and development

of tools to assess the protection effect of MPAs is a necessity not only for scientists but

also for managers. This development and necessity is the justification of the following

dissertation.

The general objective of this work is to develop methodologies and tools to

assess the protection effect of marine protected areas. This general objective is

concreted in the following specific aims:

To provide a synthesis of studies that have been carried out to evaluate the

effects of MPAs identifying their objectives, the study subjects used, the

descriptors, the methods of research and the experimental approaches used to

analyse the different kinds of results and reveal areas where understanding is

poor and future research is necessary (Chapter 2).

To identify, define and discuss the ecological, socio-economic and the related

basic variables that can potentially be used as indicators, to assess the

effectiveness of MPAs as policy response to conserve and restore fisheries and

marine biodiversity, through the development of a conceptual model (Chapter

3), and the potential application to Mediterranean MPAs (Chapter 4).

To evaluate the availability and quality of the list of parameters related with

the conceptual model for assessing the effectiveness of MPAs determining the

institutional involvement in the accessibility and availability of these

parameters (Chapter 5).

To assess which parameters were the best indicators of protection effect for

fish UVC census and fisheries samples data and to determine which where

those that respond effectively to different structural characteristics of the

MPAs. The parameters proposed were validated with independent data.

(Chapter 6).

77

CHAPTER 1

To evaluate by managers opinions’ the importance of a set of parameters

according to some criteria and to detect differences according to the

administration level and regarding management sectors (Chapter 7).

The objectives were achieved by chapters. Subsequently, the thesis is organized

in eight chapters plus and introductory chapter and conclusions (Fig.1.1), based in six

papers submitted to international scientific journals.

Figure 1.1. Thesis outline.

The second chapter covers a review of studies that assessed the protection effect

of MPAs. The review was made aiming to identify the parameters/variables used to

assess that effect, classifying them in: the objectives studied, the study subject used, the

sampling design, the species or families used, the variables, the sampling methodology

and the spatial scale, amid others (Chapter 2). The main target of the review was to

identify the parameters predominantly used to assess the protection effect to point out

the indicators mainly used in observation in the general framework. Deficiencies and

lacks of information were stressed out by the use or not of determined parameters, when

assessing the protection effect in MPAs. A general conceptual model (Chapter 3) for

MPAs with factors that caused changes in the system interrelated with the efforts made

by society to solve them taking into account the effect of the changes manifested in the

impacts was created. The driving force-pressure-state-impact-response (DPSIR)

framework (OCDE, 1994) was used, and cause-effect diagrams were developed

breaking down into the different DPSIR elements from the driving forces to the

responses. From each element parameters to assess it were defined and identified,

ending up with a list of parameters to be used as potential indicators to assess the

88

GENERAL INTRODUCTION

protection effect in MPAs. This model was applied to three Mediterranean MPAs

(Chapter 4) applying the parameters found to those which data was available and

looking for the gaps in management in these MPAs. With the parameters list defined

from the DPSIR conceptual model three different evaluations were organized. An

evaluation based on the capability of gathering temporal data of these parameters was

done (Chapter 5). Meanwhile with the same parameters list and the data available for

UVC fish census and fisheries data, of 24 European MPAs, indexes and indicators were

defined and selected by statistical means (Chapter 6). The third evaluation (Chapter 7)

consists of interviews to managers to assess a value to the different parameters applying

a list of five criteria defined. The aim of these three evaluations was to define the best

set of indicators in a conceptual way, and end up with a list that can be usable for

managers and scientist to assess the protection effects in MPAs. Lastly, the three

evaluations are joined and in the general discussion (Chapter 8) is analysed in a

synthetic and global view the results from the overall study. In the general conclusions

(Chapter 9) were remarked the more relevant contributions to the present research.

99

10

Chapter 2

REVIEW OF THE EFFECTS OF PROTECTION IN MPAs:

CURRENT KNOWLEDGE

AND GAPS

REVIEW

CHAPTER 2

REVIEW OF THE EFFECTS OF PROTECTION IN MPAs: CURRENT

KNOWLEDGE AND GAPS.

Resumen

Se revisaron trabajos que estudiaban el efecto de la protección en las áreas

marinas protegidas (AMP) con el fin de describir que parámetros han sido los más

utilizados para demostrar el efecto de la protección. Así, se revisaron 224 trabajos,

obteniendo información sobre los objetivos del estudio, las metodologías de trabajo y

los organismos más usados para medir la protección. En está revisión se observó que a

principios de los 80 hubo un incremento exponencial de las publicaciones relacionadas

con las AMP, alcanzando su auge en el periodo comprendido entre 1998 y 2001. La

mayoría de los estudios concentran sus esfuerzos en los efectos biológicos producidos

en un AMP, siendo escasos aquellos que abordan el tema desde los efectos socio-

económicos. La mayoría de los estudios que pasaron por una revisión por pares, se

basan en un diseño experimental de control versus impacto, mientras que los estudios

técnicos, que no son evaluados por pares, tienen un diseño experimental más sencillo,

siendo este realizado la mayoría de las veces únicamente dentro del AMP, pudiendo

estar replicados en el tiempo y/o el espacio, algunos aparecen replicados en zonas

control y otros dentro de la misma reserva. Sin embargo diseños más complejos como el

BACI y mBACI, apenas han sido utilizados, tanto por los estudios revisados por pares

como por los informes técnicos. Se desarrollaron una serie de categorías que puntuaban

los estudios siendo aquellos revisados por pares los que obtuvieron mejores

puntuaciones. De esta revisión podemos aseverar que se deberían realizar mejoras

substanciales a la hora de investigar y evaluar el efecto de la protección. Una gestión

integrada requiere de metodologías de estudio estandarizadas por aquellos que realizan

los estudios, tanto investigadores como técnicos. Esta normalización permitiría una

comparación de los efectos de la protección a gran escala. Podemos recomendar que se

desarrollen e implementen metodologías de muestreo extrapolables a gran escala

temporal y espacial. Que se desarrollen protocolos de muestreo y se realice una mayor

inversión en nuevas metodologías y técnicas para mejorar la efectividad en el estudio y

evaluación en las AMP.

1313

CHAPTER 2

Abstract

We reviewed studies that assessed the protection effect in marine protected areas

(MPAs) to describe the most common objectives of MPAs, study methodologies and

study organisms, in order to identify fields in which research is lacking. A total of 224

publications were reviewed. Since the early 80’s there was an almost increase in the

number of peer reviewed publications on MPAs which peaked in the period 1998-2001.

Most studies concentrated on the biological effects on MPAs, while relatively few

studies researched about socio-economic effects. Most peer reviewed studies were

based on control versus impact designs, while technical reports involved only protected

areas replicated in time and/or space. BACI (before-after-control-impact) and mBACI

(multi-before-after-control-impact) designs were seldom used. According to the

developed scoring rank, peer reviewed studies reached higher scores. Substantial

improvements can be made in the way that MPAs are assessed and evaluated. Reasoned

management requires standardised methods of study, to be applied by both researchers

and administrators, enabling a posteriori comparison of results over a wide

geographical range. We recommend long term monitoring, development of protocols

and higher investment in new methodological approaches to improve the assessment of

the effects of protection in MPAs.

2.1. Introduction

Coastal marine environments host key habitats for many endangered marine

populations, their accessibility and proximity to heavily inhabited areas makes them

vulnerable to over exploitation through fishing, and to direct anthropogenic impacts.

Traditionally, the demand of food in coastal areas makes fishing one of the most

important activities impacting the marine environment (Gell and Roberts, 2003).

Fishing exerts direct pressure on the environment as well as on fish stocks, and there is

unequivocal evidence that fishing has reduced the abundance and size of the most

targeted and valuable species (Pauly et al., 1998; Chapman and Kramer, 1999; Edgar

and Barrett, 1999; McClanahan et al., 1999; Chiappone et al., 2000; Willis et al., 2003;

Williamson et al., 2004). Poor planning and overpopulation of coastal areas has been

added to the problem resulting in an increase of pollution and excessive recreational use

(Bellan-Santini et al., 1994). In recent years Marine Protected Areas (MPAs) have been

increasingly seen as a way of reducing the intensity of these impacts (Ward et al.,

1999). Since the creation of the first MPA in 1935 (Doumenge, 1993), MPAs have been

1414

REVIEW

widely established throughout the world as a management tool (Agardy, 1994).

Specifically, MPAs have been implemented to reduce the effects of over fishing of

coastal marine stocks, preserve marine biodiversity and protect key habitats (Francour et

al., 2001; Halpern, 2003) and to ensure sustainable socio-economic development for

human communities (Sainsbury and Sumaila, 2003).

MPAs have been strongly advocated as an ideal tool for the management of

coastal fisheries as they conserve fish stocks, increase the number and fecundity of the

breeding population, increase the abundance of juveniles, and act as nurseries and areas

of biodiversity conservation (Bell, 1983; Russ and Alcalá, 1998; García-Charton et al.,

2004). Recent empirical evidence suggests that establishing well-designed and managed

marine reserves results in a rapid increase in the size and abundance of exploited species

(Gell and Roberts, 2003; Halpern, 2003; Lubchenco et al., 2003), thus reversing the

detrimental effects of fishing (Dugan and Davis, 1993; Roberts and Hawkins, 2000). As

this management tools became widely used there is an increasing need to understand

their long-term overall effectiveness (Pomeroy et al., 2005). The ability of MPAs to

achieve their management objectives, which takes into account the expectations of

managers and stakeholders, must be assessed. This study therefore aims to: a) provide a

synthesis of studies that have been carried out to evaluate the effects of MPAs in terms

of their objectives; b) identify the study subjects used, descriptors and the most

commonly used methods of investigation; c) analyse the different kinds of experimental

approaches used to assess the effects of protection; d) analyse the different kinds of

results on the effects of protection; and e) reveal areas where understanding is poor and

future research is necessary.

2.2. Material and methods

This review is based on a comprehensive search of papers available through the

published literature, together with a classical bibliographical seek. To be included in

this review, works must study the protection effect in an MPA and not only be

descriptive but also show statistical results. Papers selected in the search that were

revisions, or did not provide quantitative data were not included. We made keyword

searches using “MPA(s)”, “protection effect”, “descriptors”, “ecological indicators” and

“social indicators”. References not published in journals were obtained through a

classical search in different governmental and research institutions, and universities.

Great effort was put in the search of technical reports, though there was considerable

1515

CHAPTER 2

difficulty in obtaining them due to its restrictive circulation; for this reason in this

review the great part are from the Southern European countries.

A database was made including these fields: year of publication, reference type,

evaluation type (peer reviewed or technical reports), location of the study, geographical

area, sampling design, study subject, considered taxa, variables selected, sampling

method used, if confirmation applied, main results obtained, significant differences

found, and whether reserve effects were detected (Appendix 2.1). We took into account

every descriptive parameter that was used to measure the effects of protection. Not all

studies gave information for each field. Where more than one reference by the same

author clearly presented the same information, only one was included in our database,

with a peer reviewed paper given preference over a technical report. A rank was defined

by an expert panel of scientists and a value was established for three different

categories, each study was ranked summing the values assigned to: a) sampling design

quality; b) statistical analysis performed; and c) type of editorial evaluation (Table 2.1).

Table 2.1. Study rank according to their sampling design quality, statistical analysis performed and type of editorial evaluation.

SAMPLING DESIGN RANKING RANK mBACI (Several protected vs. several unprotected before/after replicated in space and time) 5BACI (1 protected vs. 2 or more unprotected before/after replicated in space and time) 4mACI (Several protected vs. several unprotected in space and time (only after establishment)) 4ACI (1 protected vs. 2 or more unprotected in space and time (only after establishment)) 3C vs. I (Protected vs. unprotected replicated only in space) 2Protection levels (fully vs. buffer vs. general) replicated in space and time 3Protection levels (fully vs. buffer vs. general) replicated in space 2Protection levels (fully vs. buffer vs. general) replicated in time 2Fixed transects (C vs. I) replicated in time 1Others: no spatial-temporal replication 0

STATISTICAL RANKING RANK Statistically analysed 1Statistically non-analysed 0

PUBLISH RANKING RANK Published (peer-reviewed) 2Published (non- peer-reviewed) 1Not-published 0

1616

REVIEW

2.3. Results

We reviewed 224 studies conducted between 1983 and 2006. A higher

proportion of these studies were peer reviewed papers (Peer reviewed: 70.98%, n=159;

technical reports: 29.02%, n=65) that increased during the nineties (Fig. 2.1). Most peer

studies and technical reports, reported significant differences between protected and

unprotected areas (58.49% and 64.61%, respectively).

Figure 2.1. Evolution of the number of peer reviewed publications and technical reports from 1983 to 2006.

2.3.1. Study objectives and subjects

While the level of knowledge in a particular subject cannot be quantified in

terms of absolute numbers of papers written, they do provide an indication of the extent

of attention paid to the different subjects, and highlight less studied areas that require

further study. Both peer studies and technical reports mainly concentrated on the effects

on populations and the effects on assemblages, the latter being more frequent in peer

reviewed studies (Table 2.2). To a lesser extent, effects on fishing yields and

socioeconomic indirect effects were also considered, while other topics such as

spillover, direct socioeconomic effects, and ecological indirect effects have rarely been

addressed. Larval exportation and direct socioeconomic effects have not been studied.

The study objectives used does not remain constant along time (Fig. 2.2), it can be

observed that objectives like effects on populations, effects on assemblages, effects on

habitats and effects on fishing yield remain constantly studied along the time. Both peer

reviewed studies and technical reports study more different types of objectives in the

1717

CHAPTER 2

recent years. However, socio-economic objectives did not become studied until the end

of the nineties. Table 2.2. Objectives used by technical reports and peer reviewed studies, in number (n) and frequency (%).

TECHNICAL REPORTS PEERObjectives n % n %

Effects on populations 31 47.69 68 42.77Effects on assemblages 13 20.00 48 30.19Effects on habitats 1 1.54 11 6.92Effects on fishing yield 9 13.85 9 5.66Larval spillover 0 0.00 0 0.00Adult spillover 0 0.00 9 5.66Direct socioeconomic effects 0 0.00 1 0.63Ecological indirect effects 0 0.00 6 3.77Socioeconomic indirect effects 11 16.92 7 4.40

Both peer reviewed studies and technical reports used all fishes most to assess

the effects of protection (Table 2.3). Commercial fishes were most frequently used in

peer reviewed papers. There is a lack of studies for charismatic species and exploitative

uses, within peer reviewed. Most studies considered the biological effects of protection

(89.28%, n=200), though there were a few studies that analysed socioeconomic effects

using biological subjects (e.g., number of contacts with key species). Fishes were by far

the most widely used taxa, though in some cases molluscs, crustaceans, echinoderms,

gorgonian, sea grasses and algae amongst others were also considered. In

socioeconomic studies, divers were the most frequently used subject. In some cases

socio-economic studies also considered travel costs, contingent behaviour, and prices

that tourists would pay. For more detail, see database table in Appendix 2.1.

1818

REVIEW

Table 2.3. Study subjects used by non-peer and peer-reviewed studies, in number (n) and frequency (%). TECHNICAL REPORTS PEER

Study subject n % n %

Algae 0 0.00 6 3.77All invertebrates 3 4.62 16 10.06Non-commercial Invertebrates 4 6.15 7 4.40Commercial invertebrates 11 16.92 12 7.55All fishes 26 40.00 51 32.08Non-commercial fishes 2 3.08 6 3.77Commercial fishes 8 12.31 43 27.04Exploitative uses 0 0.00 0 0.00Charismatic species 0 0.00 1 0.63Non-exploitative uses 11 16.92 11 6.92Others 0 0.00 6 3.77

2.3.3. Variables selected

Parameters on population structure were the variables most studied, followed by

variables on assemblage structure, while behavioural studies must be highlighted for

being scarce in technical reports (Table 2.4). In general most of the reviewed studies

(84.37%) used parameters to assess changes to key species, populations and/or habitats

potentially affected by the protection. Almost all the reviewed studies used parameters

on the evaluation of protection on some very restricted biological subjects, specifically

those that assess the condition of some species and/or habitats. In the first studies the

variables used were the most simple related to the assemblages and to the population

structure, not other type of variables can be found (Fig. 2.3). There is an incorporation

of new variables related with non exploitative uses and those related with behaviour

since 1998.

Table 2.4. Variables used by non-peer and peer-reviewed studies, in number (n) and frequency (%).

TECHNICAL REPORTS PEERVariables n % n %

Population structure variables 37 56.92 83 52.20Assemblage structure variables 13 20.00 56 35.22Behaviour 0 0.00 5 3.14Exploitative variables 5 7.69 4 2.52Non exploitative variables 9 13.85 3 1.89Others 1 1.54 8 5.03

1919

CHAPTER 2

2.3.4. Sampling designs

Sampling designs were grouped into fourteen different types (Table 2.5). Most

peer reviewed studies used a control versus impact sampling design, while technical

reports mostly used only in protected replicated in time and space sampling. The

percentage of studies having what we would consider a good quality design was higher

in peer reviewed studies, though even here these more complex and logically suitable

sampling designs were scarce. Interestingly, our review highlighted a great frequency of

peer reviewed studies that had “no replication” and/or were carried out only within the

protected area. It is obvious that as time goes by the sampling design used is more

complicated and exact (Fig.2.4). Studies that incorporated spatial and/or temporal

hierarchical replication were more frequent from 1994 onwards. Obviously in the latest

years more different types of sampling designs are used. It is astounding that even in the

period from 2002 to 2006 there still exist peer reviewed studies with any type of

replication.Table 2.5. Sampling designs used by non-peer and peer-reviewed studies, in number (n) and frequency (%).

TECHNICAL REPOR