Hoe we 400 ton koraal terug de oceaan in duwden na een cycloon
Locatie
Manta Ray Bay, Hook Island, Whitsunday Islands, Queensland, Australië
De uitdaging
De Whitsunday Island-groep ondersteunt ongeveer 6,000 hectare koraalriffen. Het is een van de meest gewaardeerde en meest gebruikte regio's van het Great Barrier Reef Marine Park voor toeristische en recreatieve activiteiten. Manta Ray Bay, aan de noordkant van Hook Island, is een iconisch toeristisch gebied vanwege het gemakkelijk toegankelijke rif, de status als zeereservaat (groene zone) en de hoge dichtheid aan grote rifvissen. Een belangrijk kenmerk van de site is de grote Porites koraal 'bommies' (grote individuele koraalkolonies) die een habitat met hoge complexiteit bieden waar rifvissen de neiging hebben om te aggregeren. Op de 28 van maart 2017 werden de Whitsundays getroffen door de zware tropische cycloon Debbie (Categorie 4; 225-279 km / u wind). Dit resulteerde in wijdverbreide schade aan eiland- en mariene habitats (inclusief koraalgemeenschappen en toeristische infrastructuur.
Grote koraalhoofden of 'bommies' duwden de kust op na orkaan Debbie. Krediet: Queensland Parks and Wildlife Service
Locatie van Manta Ray Bay, Whitsunday Islands. Foto © Google Earth
Manta Ray Bay bevond zich in het directe pad van de cycloon en de hoeveelheid energie geleverd door de storm was voldoende om vertakte koralen te verpulveren en veel van de grote koraalbommies hoog in de intergetijdenzone te duwen en te duwen. Deze blootgestelde Porites-bommies varieerden in grootte van 0.5 m tot 2.5 m in diameter. Hoge mortaliteit van levend koraalweefsel in het getijdengebied vond plaats gedurende de volgende dagen. Het verlies van de grote bommies werd gezien als een verlies van een van de unieke aspecten van Manta Ray Bay en op hun nieuwe locatie beperkten ze de toegang tot het strand voor kleine schepen.
Ondernomen acties
Het personeel van Queensland Parks and Wildlife Service (QPWS) en Great Barrier Reef Marine Park Authority (GBRMPA), via het gezamenlijke Field Management Program (gefinancierd door zowel de regering van Queensland als Australië), werd door commerciële exploitanten uit de toeristische sector gevraagd of de bommies in Manta Ray Bay zou kunnen worden verplaatst naar de subtidale omgeving. De bedoeling van deze actie is dat dit structuur zou bieden voor toekomstige vestiging van koraallarven, vissen zou aantrekken en de toegang tot de locatie en de esthetiek zou verbeteren.
Een van de geïdentificeerde ecologische risico's was dat fysiek bewegen van de zware bommies levend koraal langs het pad zou beschadigen. Een inleidend benthisch onderzoek uitgevoerd door medewerkers van QPWS Marine Parks schatte echter dat de Manta Ray Bay-rifvlakte slechts ongeveer één procent van de levende koraalbedekkingen na cycloon Debbie ondersteunde. Hierna werd een bredere beoordeling van de locatie uitgevoerd, met inbegrip van veiligheids-, biosecurity-, ecologische en milieuoverwegingen. Een kosten / baten- en haalbaarheidsanalyse werd uitgevoerd om te beoordelen of het verplaatsen van de bommies de beste optie zou zijn. De geschatte kosten van twee dagen gebruik van grondverzetmaterieel en ondersteunend schip werden geacht te worden gecompenseerd door de verwachte voordelen: habitatherstel, verbeterde esthetiek en toegang tot het strand tot een zeer populaire locatie, voortdurende toegang tot openbare ligplaatsen, beter begrip van koraal werving / herstel en demonstratie van proactief beheer na een extreme weersituatie.
Er werd een voorlopige beslissing genomen om door te gaan met het voorstel om de koraalbommies terug te plaatsen onder de laagwatermerkteken met de aangegeven doelstellingen van: (1) toenemende substraat beschikbaar voor mogelijke koraallarven in de toekomst en complexiteit van leefgebieden ter ondersteuning van vissen en andere biodiversiteit en (2) verbetering van de esthetiek en toegang tot Manta Ray Bay Beach. Nadat een werkingsgebied was overeengekomen, hielp GBRMPA met het verstrekken van een snelle machtiging aan de deelstaatregering (QPWS) onder deel 5.4 van het bestemmingsplan van het Great Barrier Reef Marine Park 2003 (bestemmingsplan). Dit deel van het bestemmingsplan biedt de GBRMPA de mogelijkheid om namens hen specifieke beheeractiviteiten uit te voeren of derden toe te staan. Dit gedeelte van het bestemmingsplan wordt steeds meer gebruikt om het management te helpen bij het uitvoeren van directere rafinerestauratie- en rehabilitatieactiviteiten en het uitvoeren van proefherstelprogramma's.
Zeer ervaren graafmachinisten en compacte rupslader-operators werden ingeschakeld om de bommies terug te plaatsen in de subtidale omgeving door ze met een laag water over het rifvlak te rollen. Een 30 ton langarmige graafmachine werd vervolgens gebruikt om de bommies langs de rif van het rif en over de helling te duwen met behulp van de volledige tien meter verlenging van de graafarm. Om de werking van de locatie tijdens het ebvenster te maximaliseren, werd een compacte track loader van 4 ton uitgerust met een grab-bucket gebruikt om koraalpuin en kleinere bommiesubstraten in het subtidale gebied van de randen van de rifvlakte te duwen. Alle bioveiligheidsinspecties van grondverzetmaterieel (vóór het laden van schepen en werken op de bouwplaats), on-site operaties en werken werden direct gecontroleerd door het personeel van QPWS Marine Park. Gedurende twee dagen (20-21 juni 2017) werd naar schatting 100 kubieke meter dood koraalsubstraat (overeenkomend met ongeveer 400 ton) terug in het water geplaatst onder de laagwatergrens.
Een compacte rupslader en graafmachine uitgerust met grijperemmers werden gebruikt om de koraalbommies tijdens laagtij weer in het water te verplaatsen en te verplaatsen. Foto © Queensland Parks and Wildlife Service
Hoe succesvol is het geweest?
Monitoring na inzet
Een follow-up-sitebeoordeling werd uitgevoerd door QPWS-medewerkers op 4 augustus 2017 waaruit bleek dat de bommies stabiel en veilig waren voor activiteiten in het water. Hierna begon de site weer bezocht te worden door snorkeltoeristen, die beschreven visgemeenschappen die grote scholen fusiliers, trevally, hump-headed Maori-wrasse en herbivore vissoorten omvatten.
Beoordeling van de basislijn - (16 maanden later)
Om de ecologische effecten en de potentiële voordelen van het herpositioneren van de bommies te beoordelen, hebben onderzoekers van de James Cook University in oktober 2018 een snel baseline-ecologisch onderzoek uitgevoerd bij de bommies, ongeveer 16 maanden nadat ze waren geherpositioneerd. Het doel van het basisonderzoek was om de dekking te kwantificeren van overblijfsel van levend koraalweefsel op elke bommie, de mate van koraalrecrutering naar de bommies en de vissen die zich met de bommies associeerden.
Locatie van onderzochte koraalbommies. Foto © Queensland Parks and Wildlife Service
Methoden
Voor de koraalenquête werd elke bommie behandeld als een individuele bemonsteringseenheid (replicatie). De totale dekking van overblijvend levend koraalweefsel werd visueel geschat voor elke bommie. Alle juveniele koralen (rekruten) die zich sedert juni op de bommies hadden gevestigd 2017 (tussen 1 cm en 15 cm in diameter) werden geïdentificeerd tot genusniveau.
Alle onderzochte bommies waren een massieve groeivorm Porites sp. koloniën. De kleinste bommy's hadden een diameter van ongeveer 1 m en de grootste hadden een diameter van ongeveer 2.5 - 3 m. De vissen werden onderzocht langs een enkele transect van 120 m die naast de bommies liep, beginnend bij bommie 349 en eindigend bij bommie 363 (figuur 6). Alle vissen die associëren met de bommies, en binnen een 4 m brede zone rond het transect (totaal onderzoeksoppervlak van 480 m2), werden geregistreerd op soort.
Overgebleven koraalweefsel op geherpositioneerde bommies
De meerderheid van de onderzochte bommies (16 van 22, 73%) had nog wat origineel levend koraalweefsel over. Het omhulsel van overblijvend levend koraalweefsel op elke bevraagde bommie varieerde van 0-20%, met een gemiddelde voor alle bommies van 5.9% (± 1.6%). Veel van de bommies bevonden zich op het moment van de enquête in een omgekeerde positie (ondersteboven). Mogelijk is er levend koraalweefsel overgebleven als de bommies in de juiste richting zijn verplaatst. Porites sp. kolonies hebben het vermogen om via aseksuele reproductie van overblijfsel van koraalpoliepen te herstellen en de onderliggende skeletstructuur te overgroeien en dode delen van de kolonie opnieuw te koloniseren, op voorwaarde dat deze secties niet worden overwoekerd door macroalgen of andere sessiele organismen.
Het is mogelijk dat het omhulsel van overgebleven levend koraalweefsel op de onderzochte bommies langzaam uitzet en over de dode delen van de koloniën komt. De snelheid van resterende levende weefselexpansie is variabel en wordt beïnvloed door tal van factoren, waaronder waterkwaliteit, snelheden van algengrassen en koraalschrapen door rifvissen, toekomstige verstoringen zoals koraalbleking, overstromingspluimen of cyclonen, afzetting van koraal rekruten naar de dode delen van de bommies en de groei en uitbreiding van die nieuwe koloniën. Toekomstige onderzoeken van de geherpositioneerde bommies moeten ramingen van het totale percentage dekking van het overblijfsel omvatten Porites koraalweefsel op elk van de bommies.
Landmeetkundige herpositionering van koraalbommies. Foto © David Williamson
Koraalrecrutering naar de geherpositioneerde bommies
Bij ongeveer een derde (8 van de 22, 36%) van de ondervraagde bommies was minstens één rekruutkoraalkolonie aanwezig. Bij vier bommies waren minstens twee koraalrekruten aanwezig en bij één bommie zes koraalrekruten. Koraalrekruten varieerden in grootte van ongeveer 1 cm tot bijna 3 cm in diameter. In totaal waren tien koraalgeslachten vertegenwoordigd in de rekruteringskolonies en opgenomen Acropora, Pocillopora, Cyphastrea, Favia, Favites, Goniastrea, Psammocora en hydnophora. Gegeven het feit dat de bommies in juni 2017 waren verplaatst en dat er slechts één koraal spawning-seizoen was verstreken voorafgaand aan deze basislijnenquête, was het bemoedigend om de aanwezigheid van een reeks soorten koraal rekruten op de bommies te registreren. Het is waarschijnlijk dat de bestaande rekrute-kolonies zullen blijven groeien en dat er extra koralen worden opgehaald bij de bommies, als de gunstige omstandigheden aanhouden tijdens het komende zomerse moessonseizoen en daarna. Toekomstige onderzoeken van de geherpositioneerde bommies zouden maatregelen moeten omvatten van de maximale diameter van alle koraalkolonies die op de bommies zijn geregistreerd.
Koraalrekruten gevonden op herpositioneerde koraalbommen. Foto © David Williamson
Rifvissen geassocieerd met de geherpositioneerde bommies
Twintig soorten rifvissen van binnen acht genera werden geregistreerd op het enkele transect door de geherpositioneerde bommies. De gesigneerde vissoorten waren Acanthuridae (surgeonfishes), Chaetodontidae (butterflyfishes), Labridae (wrasses), Lutjanidae (snappers), Pomacanthidae (angelfishes), Pomacentridae (damselfishes), Scaridae (papegaaivissen) en Siganidae (konijnenvissen). Damselfishes waren de meest voorkomende groep, met de planktivorous Neopomacentrus bankieri de meest voorkomende soort en de territoriale herbivoor Pomacentrus wardi de op één na meest voorkomende soort zijn. Vooral zwervende herbivore vissoorten Acanthurus grammoptilus, Siganus doliatus en Scarus rivulatus werden waargenomen grazend op de opnieuw gepositioneerde bommies en op het omringende substraat. Op alle geënquêteerde bommies van 22 werden tal van visgrazende littekens waargenomen. Hoewel op de meeste gebieden van de dode koraal-bommie-skeletten algengrassen groeiden, bleek de waargenomen mate van begrazingsdruk door rifvissen de groei van algenweiden effectief te beperken. Verder werden er geen macroalgen waargenomen op de geherpositioneerde bommies of op de omliggende rifvlakte bij Manta Ray Bay.
Geleerde lessen en aanbevelingen
Over het algemeen moet ervan worden uitgegaan dat de herpositionering van de Porites bommies ontheemd bij Manta Ray Bay tijdens cycloon Debbie heeft positieve ecologische en sociale voordelen opgeleverd. De toegang tot het schip is effectief hersteld op het strand, een aantal overblijfselen van koraalweefsel op de meeste bommies is bewaard gebleven, de kolonisatie van de bommies door koraal rekruten is begonnen en de habitatstructuur is gehandhaafd voor rifvissen. Bovendien zorgen de bommies voor een driedimensionale habitatstructuur op de buitenste rifvlakte, en naarmate de koraalgemeenschap zich ontwikkelt op de bommies en meer vissen erbij betrokken zijn, zal de snorkelervaring bij ondiep water voor toeristen worden verbeterd.
We raden aan dat alle bommies op het rif op Manta Ray Bay permanent worden getagged en dat het gebied nauwkeurig in kaart wordt gebracht met behulp van door een duiker gesleepte GPS, satellietbeelden en GIS-software. Dit zal zorgen voor een nauwkeurige identificatie van elke bommie en een robuuste ecologische monitoring van het gebied mogelijk maken. Het is ook mogelijk om elke beweging van bommies te volgen na eventuele extreme weersomstandigheden.
We bevelen ook aan dat toekomstige enquêtes van de bommies op soortgelijke getijdenhoogte worden uitgevoerd als deze basislijnenquête (2 - 3 m boven de LAT) en op een vergelijkbaar tijdstip van het jaar (oktober of november).
Aangezien veel van de bevraagde bommies in omgekeerde posities verkeerden (ondersteboven), werden toekomstige herstelactiviteiten om verplaatst te herplaatsen Porites bommies moeten zich inspannen om de bommies correct te oriënteren. Correcte oriëntatie zal waarschijnlijk het herstel van overblijvend koraalweefsel verbeteren.
Daarnaast:
- De baai moet verder worden beheerd als een 'niet-verankerend gebied' waar openbare ligplaatsen worden onderhouden. Dit minimaliseert het risico om koralen te herstellen van ankerschade.
- Deze site kan nu geschikt zijn voor het testen van koraalrestauratietechnieken (bijv. Larvale verbetering, 'koraal tuinieren') om het herstel te versnellen.
- Tijd is een cruciale factor bij het streven naar het vergroten van de overlevingskansen van live aangetaste koralen na de impact. Dat wil zeggen, hoe sneller ze kunnen worden hersteld, hoe beter!
- Site-effectbeoordelingen waren een belangrijke factor bij het versnellen van goedkeuringen om de werken uit te voeren.
- Manta Ray Bay ligt in een 'groene zone' van de GBR en is daarom beschermd tegen visserijdruk. Grote aantallen grazende en herbivore vissen kunnen bijdragen aan het herstel van koraal door de hoeveelheid algengras en macroalgen die met elkaar kunnen concurreren in de ruimte, laag te houden. Het monitoren van het niveau van macroalgengroei op de bommies zou deel moeten uitmaken van de jaarlijkse monitoring.
Financieringsoverzicht
Dit project werd gefinancierd door (State / Commonwealth) disaster recovery-financiering beschikbaar gesteld na de cycloon Debbie. De totale kosten voor de interventiewerkzaamheden (grondverzetmachines, binnenvaartdiensten en arbeidskrachten) waren ongeveer AU $ 30,000. De kosten van het baselinemonitoringsonderzoek dat 16 maanden nadat de bommie-herpositionering plaatsvond, waren ongeveer AU $ 4500. Deze basisevaluatie werd in natura verzorgd door het ARC Centre of Excellence voor Coral Reef Studies, James Cook University, met financiering van het Reef 2050 Integrated Monitoring and Reporting Program (RIMReP). De afronding van deze casestudy werd ondersteund in natura via TropWATER, James Cook University en gefinancierd via het National Environmental Science Program Tropical Water Quality Hub.
Leidende organisaties
Queensland Parks and Wildlife Service
Great Barrier Reef Marine Park Authority
Partners
James Cook University
Nationaal milieuprogramma, tropische waterhub
