Mediterranean macroalgal forests under threat: the effects of ongoing climate change and design of restoration methods

Abstract

Macroalgal forests represent some of the most productive and biodiverse habitats on Earth. In the Mediterranean Sea, species of the genus Cystoseira sensu lato dominate the well-preserved subtidal rocky habitats where they form complex macroalgal communities. However, since the end of the twentieth century, they have suffered important and widespread regressions across the Mediterranean Sea, mainly due to habitat destruction, changes in water quality and overgrazing by sea urchins. As a result, they are often replaced by simpler and less productive communities. The return to pre-disturbed conditions does not necessarily imply the natural recovery of Cystoseira s.l. stands, being active restoration the only feasible alternative to assist the recovery of these populations. Nowadays, climate change, especially gradual warming and acute marine heatwaves (MHWs), represents a global threat for macroalgal forests. In this context, while no studies have reported evidence of warming impacts for Cystoseira s.l. forests, taking into account that Cystoseira s.l. populations have been historically impacted and the expected climate change scenarios for the Mediterranean Sea, it is of paramount importance to know how climate change can affect these species. The results of this thesis show the potential effects of warming on populations of shallow Cystoseira s.l. species, pointing out the relevance of local environmental factors and processes ultimately defining the response of these populations to global trends of climate change. Moreover, we also offer new and promising tools to locally restore these habitats. Overall, our findings are relevant in order to inform local-scale management and conservation plans for safeguarding the persistence of these Mediterranean macroalgal forests

Els boscos de macroalgues representen un dels hàbitats més productius i diversos del planeta. A la Mar Mediterrània, les espècies del gènere Cystoseira sensu lato dominen els fons rocosos submareals de les àrees ben preservades, on formen comunitats d’elevada complexitat. Tanmateix, des de finals del segle XX, aquestes comunitats estan patint importants regressions arreu de la Mediterrània, principalment a causa de la destrucció de l’hàbitat, dels canvis en la qualitat de l’aigua i de la sobrepastura de garotes. En conseqüència, aquestes comunitats sovint són substituïdes per comunitats més simples i menys productives. En molts casos, el fet de revertir les condicions a nivells previs a la pertorbació, no necessàriament implica la recuperació natural dels boscos de Cystoseira s.l. i llavors, la restauració activa esdevé l’única alternativa factible per recuperar aquestes poblacions. Actualment, l’escalfament gradual i els episodis excepcionals de temperatura elevada, derivats del canvi climàtic, representen una amenaça global pels boscos de macroalgues. Encara que no hi ha evidències de l’impacte de l’escalfament en poblacions de Cystoseira s.l., si tenim en compte les pertorbacions que històricament han patit aquestes poblacions així com els escenaris climàtics que es preveuen per a la Mediterrània, és prioritari determinar com el canvi climàtic pot afectar aquestes especies. Els resultats d’aquesta tesi mostren els efectes potencials de l’escalfament en les poblacions d’espècies superficials de Cystoseria s.l., i assenyalen la rellevància dels factors i processos locals, els quals poden definir la resposta d’aquestes poblacions a les tendències globals de canvi climàtic. D’altra banda, es proporcionen noves eines esperançadores per tal restaurar localment aquests hàbitats amb èxit. En general, els nostres resultats són rellevants i aplicables a futurs plans de gestió i conservació a escala local per garantir la persistència d’aquests boscos de macroalgues de la Mediterrània