No-take fishery reserves for restoring overexploited deep-sea habitats: the case of the Norway lobster Nephrops norvegicus in the northwestern Mediterranean Sea

Abstract

[eng] In September 2017, a no-take fishery reserve was established in the deep waters of the northwestern Mediterranean Sea, specifically focused on recovering the Norway lobster (Nephrops norvegicus) population. The main objective of this Ph.D. thesis is to evaluate the effectiveness of this no-take reserve as a tool for restoring overexploited demersal populations. In the first study, the biological parameters of the Norway lobster population in the northwestern Mediterranean Sea were updated, providing information about the status of the fishery and the population, which showed signs of overexploitation. To evaluate the effects of the no-take reserve, potential predators of the Norway lobster in the northwest Mediterranean were first identified using genetic markers and stable isotopes. It was confirmed that the size of the marine reserve was adequate by conducting tagging and recapture experiments to describe its spatial ecology and reveal its territorial and solitary behavior. The effectiveness of the reserve was evaluated using a Before-After-Control-Impact (BACI) approach, conducting experimental fishing surveys both inside the reserve and in a control zone where fishing was allowed. Through a non-invasive methodology using Remotely Operated Vehicles (ROVs), the species community and habitat were also monitored. All results indicated signs of Norway lobster recovery within the reserve in terms of abundance, biomass, size structure, and other associated species. Finally, several configurations of no-take fishery reserve networks were simulated using the spatial planning tool "Marxan". These scenarios included a dynamic management approach to adapt the reserves according to seasonal fluctuations in species and associated costs. The simulation results showed that dynamic scenarios achieved all conservation objectives with a lower opportunity cost than the static network. Overall, this thesis highlights the potential of spatial management measures to contribute to the recovery and sustainability of fisheries and the conservation of marine ecosystems. Although the Norway lobster population has been used as a case study, the approach can be applied to many other species and help address the global concern over the decline of fish populations.

[spa] En septiembre de 2017, se estableció una reserva marina de interés pesquero en aguas profundas del noroeste del Mediterráneo, específicamente dirigida a la recuperación de la población de cigala (Nephrops norvegicus). El objetivo principal de esta tesis doctoral es evaluar la efectividad de esta reserva como herramienta para restaurar poblaciones demersales sobreexplotadas. En el primer estudio se actualizan los parámetros biológicos de la población de cigala del noroeste Mediterráneo, proporcionando información sobre el estado de la pesquería y de la población, que demostró signos de sobreexplotación. Para evaluar la reserva, primero se identificaron los depredadores potenciales de la cigala en el noroeste Mediterráneo, utilizando marcadores genéticos e isótopos estables. Se comprobó que el tamaño de la reserva marina era adecuado realizando experimentos de marcaje y recaptura para describir su ecología espacial, revelando su comportamiento territorial y solitario. La eficacia de la reserva se evaluó con un enfoque Before- After-Control-Impact (BACI) realizando muestreos de pesca experimentales tanto dentro de la reserva como en una zona de control, donde se permitía la pesca. Mediante una metodología no invasiva, ROVs (Remotely Operated Vehicles), también se monitoreó la comunidad de especies y el hábitat. Todos los resultados indicaron signos de recuperación de la cigala dentro de la reserva en términos de abundancia, biomasa y estructura de tallas, así como de otras especies asociadas. Finalmente, se simularon varias configuraciones de redes de reservas de interés pesquero utilizando la herramienta de planificación espacial “Marxan”. Estos escenarios incluyeron un enfoque de gestión dinámica para adaptar las reservas según las fluctuaciones estacionales de las especies y el coste asociado. Los resultados de las simulaciones mostraron que los escenarios dinámicos lograban todos los objetivos de conservación con un costo de oportunidad menor que la red estática. En general, esta tesis destaca el potencial de las medidas de gestión espacial para contribuir a la recuperación y sostenibilidad de las pesquerías y la conservación de los ecosistemas marinos. Aunque se ha utilizado la población de cigala como caso de estudio, el enfoque puede aplicarse a muchas otras especies y ayudar a abordar la preocupación mundial por el declive de las poblaciones pesqueras.