監測夏威夷第一個草食動物保護區的珊瑚礁群落
地點
北Kā'anapali，西毛伊島，夏威夷
所面臨的挑戰
2009 年夏天，夏威夷州建立了夏威夷第一個完全旨在提高恢復力的海洋保護區，即 Kahekili 食草動物漁業管理區 (KHFMA)，其中捕食所有食草動物（鸚嘴魚、刺尾魚、鰱魚和海膽）禁止餵魚，但允許其他形式的捕魚。 KHFMA 的成立為禁止在夏威夷珊瑚礁捕撈食草動物提供了一個試驗案例。 其有效性的令人信服的證據可能導致更廣泛地採用這種管理形式和/或額外的捕魚法規。 例如，2014 年，夏威夷州規定每名漁民每天限捕兩條鸚嘴魚，毛伊島珊瑚礁中兩種最大的鸚嘴魚的末期禁止捕撈，部分原因是來自KHFMA 監測項目。 在夏威夷，與世界其他地方一樣，漁業法規和海洋保護區也存在爭議。 因此，這些管理方法的支持者和潛在批評者都在仔細觀察食草動物管理的結果。
沿著毛伊島西部Kā'anapali海岸的KHFMA邊界。 照片©夏威夷DLNR
所採取的行動
在建立 KHFMA 的早期，夏威夷水產資源部 (DAR) 和夏威夷大學的合作夥伴在擬議的 MPA 邊界內建立了一個長期監測計劃，以收集數據以提供關閉前的基線對於 KHFMA。 第一次調查發生在 2008 年 18 月，比保護區成立早了 XNUMX 個月。
調查設計涉及根據物理結構和深度將保護區內的棲息地細分為六個棲息地類別（淺聚合礁、深聚合礁、淺直槽、深直槽、路面和混合中深度), 這也與沿海岸線的位置和靠近海岸的位置相對應。 在每個棲息地類別中，一對潛水員調查了隨意放置的 25 米長的橫斷面，其中一名潛水員調查魚類，另一名潛水員進行照片橫斷面調查，並記錄返回游泳時海膽的數量。 通常，潛水隊在每 90 天的監測週期內完成 100-4 次調查，隨後分析圖像，所有魚類、海膽和底棲動物數據在棲息地類別和 KHFMA 的範圍內合成，每個棲息地由其加權相對大小。
監測計劃包括由 DAR 和美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 每三年進行一次的密集調查。
它有多成功？
- 食草動物——鸚嘴魚： 2014 年 5 月，即 KHFMA 成立 2018 年後，結果表明食草動物恢復的有力證據。 鸚嘴魚的生物量增加了一倍多，特別是大型個體的數量增加，鸚嘴魚的多樣性也有所增加，特別是在關閉前可能被大量捕撈的淺水棲息地。 XNUMX 年的結果表明近岸、容易到達的珊瑚礁的生物量呈下降趨勢。 某些物種的數量下降，例如紅唇鸚嘴魚（uhu palukaluka） 和藍脊獨角獸（卡拉） 可能有跡象表明正在發生低水平的偷獵，因此阻止了整個 KHFMA 物種的全面恢復。 此外，2021 年的中期結果表明偷獵有所增加（與 2018 年的水平相比），這可能是由於 COVID-19 相關的壓力。
- 食草動物——刺尾魚： 2018 年的結果表明，刺尾魚的生物量增加到 2008 年的兩倍以下。刺尾魚往往壽命很長（在許多情況下超過 30 年），其他海洋保護區的研究表明，刺尾魚通常需要更長的時間才能恢復低於其他魚群的保護。
- 殼狀珊瑚藻： 殼狀珊瑚藻 (CCA) 的覆蓋率被認為是高放牧壓力的指示，是珊瑚定居和生長的合適基質，經過 2 年的保護後，覆蓋率從關閉前的 10% 增加到 >5%。
- 珊瑚蓋： 2013 年和 2014 年的監測結果表明，這些年來珊瑚覆蓋率似乎在增加。 然而，2018 年的結果反映了 2015 年一段長時間的高溫導致夏威夷大部分地區出現大規模白化和大量珊瑚死亡的影響。 雖然毛伊島並不是受影響最嚴重的島嶼，但在此次事件期間和之後，約有 20% 的毛伊島珊瑚死亡。 毛伊島周圍的影響各不相同，其中最嚴重的地區之一是奧洛瓦盧 (Olowalu)，該地區失去了大約 40% 的珊瑚。 隨著溫度升高，白化事件可能會變得更加頻繁和嚴重，珊瑚礁在事件之間恢復的時間將減少。
請參閱相關案例研究 Kahekili草食動物漁業管理區 有關採取的行動和管理珊瑚礁復原力區域的經驗教訓的詳細信息。
因此，初步證據表明食草動物保護正在起作用; 放牧壓力增加，因此，在當地珊瑚礁長期衰退之後，競爭平衡已從藻類轉向珊瑚優勢。
產生顯示恢復的高質量數據的能力對於維持公眾和更廣泛的對 KHFMA 的支持非常重要。 此外，能夠區分保護區不同區域的恢復模式對於理解可能的合規程度等因素非常有幫助。 例如，在保護的前兩年，雖然較深的棲息地有明顯的恢復，但靠近停車設施的淺岸礁區最初變化不大，因此最容易受到偷獵。 當然，一些偷獵發生在關閉後的頭幾年。 然而，根據表明這些領域強勁復甦的數據以及積極參與的社區的報告，合規性似乎正在改善。
經驗教訓和建議
由積極的地方管理機構（DAR）與社區之間建立強有力聯繫的強大夥伴關係對確保積極監測結果得到廣泛傳播至關重要。
有益的食草魚現在在KHFMA內得到充分保護。 照片©夏威夷DLNR
與夏威夷常見的情況一樣，KHFMA 的珊瑚礁變化很大，涵蓋範圍廣泛的棲息地類型和棲息地質量。 因此，我們設計了一項調查策略，以最大限度地增加 KHFMA 內橫斷面的數量和空間分佈，以增加對結果代表保護區內整個珊瑚礁棲息地的信心。 所有設計決策都需要權衡，但關鍵選擇是：
- 隨意定位橫斷面而不是利用永久橫斷面。 永久性橫斷面的數據在調查輪次之間的變異性較小，但安裝和維護它們的成本很高，甚至在調查潛水過程中找到它們; 和
- 開發KHFMA珊瑚礁的棲息地圖，所有珊瑚礁區域分層為上述棲息地類別
棲息地圖在操作上簡化了程序，因為它允許潛水員在每次潛水中進行盡可能多的橫斷面，然後使用橫斷面位置將每個橫斷面分類為預定義的棲息地類別之一。 然後，我們可以為每個棲息地類別和整個KHFMA分別生成每輪調查的匯總數據。 由於不同的物種組成，捕撈歷史和當地的順應程度，這使我們能夠辨別出不同棲息地區的不同恢復軌跡。
另一個重要的教訓是，由於巨大的藻類覆蓋率存在巨大的季節性差異，因此每年多次採樣非常重要。 我們每年春季和夏季採樣。 需要更多的定期抽樣，但在操作上具有挑戰性，因為我們的每個抽樣活動都涉及將來自不同島嶼（瓦胡島和毛伊島）和具有其他優先事項和計劃的機構的團隊聚集在一起。
衡量保護區內隨時間的變化很重要，但也有必要將這些趨勢與保護區外可比珊瑚礁上發生的模式進行比較。 夏威夷州開始在毛伊島的 8 個珊瑚礁區域開展長期監測計劃。 DAR 調查已經過調整，以便與 KHFMA 中使用的分層棲息地隨機 25 m 橫斷面更加一致。 DAR 還將新的調查方法擴展到其他地點，因此地點總數包括毛伊島、拉奈島和摩洛凱島周圍的地點。 目前每年總共調查 14 個地點。 KHFMA 站點現在每年調查兩次，基於 NOAA 資助的三年周期。
雖然長期監測的調查設計並不完全相同，但所使用的方法是兼容的。 我們使用來自 KHFMA 的數據來衡量保護區內隨時間的變化，並使用現有的長期監測數據進行“海洋保護區外”比較。 雖然這有一些缺點（例如，內部和外部儲備數據是使用不同的方法和調查設計收集的），但好處是我們不必為此項目建立特定的 KHFMA 控制，因此能夠集中我們所有的精力對 KHFMA 的調查工作，而不是將其分為兩個（KHFMA 和一個控制）或三個或更多區域（KHFMA 和兩個或更多控制）。
與幾乎所有新的監控計劃一樣，能夠與其他本地計劃進行比較和共享數據會帶來巨大的潛在好處。 因此，我們強烈建議任何建立新計劃的人採用該地區廣泛使用的方法和理想的設計。 更一般地說，鑑於收集珊瑚礁調查數據的難度和成本，增加各項計劃的數據共享至關重要。 在Kahekili，豐富的高質量本地數據的可用性促進了對KHFMA的科學關注 - 希望研究該地區的研究人員利用他們可獲得的豐富數據集。
最後，儘管初步證據證明了 KHFMA 的有效性，但要實現珊瑚礁的全面恢復，還有很長的路要走。 雖然食草動物生物量在關閉後 5 年有所增加，但 2021 年的中期監測結果表明鸚嘴魚生物量已下降到與 2015 年的水平一致。 儘管這種生物量比 200 年的水平增加了大約 2009%，但與 2018 年的水平相比有所下降，而 10 年的水平已增加到自 KFHMA 創建以來的早期水平的四倍多。 此外，儘管食草動物的增加似乎確實創造了更適合珊瑚補充和生長的條件，但珊瑚的生長相對緩慢意味著食草動物保護的最終影響還需要很長時間（例如 15-XNUMX 年或更長時間）對珊瑚組合的影響十分明顯。 因此，旨在衡量食草動物管理有效性的調查計劃應該 (i) 預計完全恢復將是一個幾十年而不是幾年的過程； (ii) 理想情況下納入過程研究（例如，珊瑚補充生長和死亡率），以便最大範圍地及早發現積極影響。
資金摘要
NOAA 珊瑚礁保護計劃 (CRCP) 提供資金以在三年的時間框架內與夏威夷 DAR 合作
Dingell Johnson Sport Fish Restoration Program (DJ-SFR) 通過美國魚類和野生動物的聯邦援助向 DAR 提供資金以支持毛伊島海洋監測計劃
夏威夷 DAR 普通基金根據需要為員工和物資提供資金
夏威夷珊瑚礁倡議研究計劃
未來的資金支持可能來自從商業海洋旅遊和其他商業海洋活動的銷售中收取的新海洋管理費
牽頭組織
夏威夷水產資源部，土地和自然資源部
檀香山NOAA珊瑚礁生態系統部
