Monitoring mosaic biotopes in a marine conservation zone by autonomous underwater vehicle.

The number of marine protected areas (MPAs) has increased dramatically in the last decade and poses a major logistic challenge for conservation practitioners in terms of spatial extent and the multiplicity of habitats and biotopes that now require assessment. Photographic assessment by autonomous underwater vehicle (AUV) enables the consistent description of multiple habitats, in our case including mosaics of rock and sediment. As a case study, we used this method to survey the Greater Haig Fras marine conservation zone (Celtic Sea, northeast Atlantic). We distinguished 7 biotopes, detected statistically significant variations in standing stocks, species density, species diversity, and faunal composition, and identified significant indicator species for each habitat. Our results demonstrate that AUV-based photography can produce robust data for ecological research and practical marine conservation. Standardizing to a minimum number of individuals per sampling unit, rather than to a fixed seafloor area, may be a valuable means of defining an ecologically appropriate sampling unit. Although composite sampling represents a change in standard practice, other users should consider the potential benefits of this approach in conservation studies. It is broadly applicable in the marine environment and has been successfully implemented in deep-sea conservation and environmental impact studies. Without a cost-effective method, applicable across habitats, it will be difficult to further a coherent classification of biotopes or to routinely assess their conservation status in the rapidly expanding global extent of MPAs.

Monitoreo de Mosaicos de Biotopos en una Zona Marina de Conservación por medio de un Vehículo Submarino Autónomo Resumen El número de áreas marinas protegidas (AMP) ha incrementado dramáticamente en la última década y ahora presenta un gran reto logístico para quienes practican la conservación en términos de extensión espacial y la multitud de hábitats y biotopos que ahora requieren ser evaluados. La evaluación fotográfica por medio de vehículos submarinos autónomos (VSA) habilita la descripción constante de múltiples hábitats, y en nuestro caso incluso mosaicos de rocas y sedimento. Como estudio de caso usamos este método para censar la zona marina de conservación de Greater Haig Fras (Mar Celta, noreste del Atlántico). En él distinguimos siete biotopos; detectamos variaciones estadísticamente significativas en el stock permanente, la densidad de especies, la diversidad de especies y la composición faunística; e identificamos especies indicadoras significativas para cada hábitat. Nuestros resultados demuestran que la fotografía basada en VSA puede producir datos sólidos para la investigación ecológica y la conservación marina práctica. La estandarización a un número mínimo de individuos por unidad de muestreo, en lugar de a un área fija del fondo marino, puede ser un recurso valioso para definir una unidad de muestreo ecológicamente adecuada. Aunque el muestreo compuesto representa un cambio en la práctica habitual, otros usuarios deberían considerar los beneficios potenciales de esta estrategia en los estudios de conservación. Este método puede aplicarse de manera generalizada en el ambiente marino y ha sido implementado exitosamente en la conservación y en estudios de impacto ambiental en mares profundos. Si no existe un método rentable, aplicable en todos los hábitats, será difícil avanzar hacia una clasificación coherente de los biotopos o hacia una evaluación rutinaria de su estado de conservación en la extensión mundial de rápida expansión de las AMP.

Landscape-scale spatial heterogeneity in phytodetrital cover and megafauna biomass in the abyss links to modest topographic variation.

Sinking particulate organic matter (POM, phytodetritus) is the principal limiting resource for deep-sea life. However, little is known about spatial variation in POM supply to the abyssal seafloor, which is frequently assumed to be homogenous. In reality, the abyss has a highly complex landscape with millions of hills and mountains. Here, we show a significant increase in seabed POM % cover (by ~1.05 times), and a large significant increase in megafauna biomass (by ~2.5 times), on abyssal hill terrain in comparison to the surrounding plain. These differences are substantially greater than predicted by current models linking water depth to POM supply or benthic biomass. Our observed variations in POM % cover (phytodetritus), megafauna biomass, sediment total organic carbon and total nitrogen, sedimentology, and benthic boundary layer turbidity, all appear to be consistent with topographically enhanced current speeds driving these enhancements. The effects are detectable with bathymetric elevations of only 10 s of metres above the surrounding plain. These results imply considerable unquantified heterogeneity in global ecology.