Estimating the footprint of pollution on coral reefs with models of species turnover

• Published in: Conservation biology 2018-08, Vol.32 (4), p.949-958
• Main Authors: Brown, Christopher J., Hamilton, Richard J.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Bayesian modeling; Benthic communities; beta diversity; calidad del agua; Composition; Conservation Methods; Coral reefs; Corals; diversidad beta; ecological indicator; Ecosystems; Environmental changes; Environmental impact; explotación forestal; Footprints; Human impact; Human influences; Impact prediction; indicador ecológico; Interactions; latent variable; Logging; modelado bayesiano; modelado de distribución multiespecie; multispecies distribution modeling; Pollution; Species; Turbidity; variable latente; water quality
• ISSN: 0888-8892; 1523-1739
• DOI: 10.1111/cobi.13079

Ecological communities typically change along gradients of human impact, although it is difficult to estimate the footprint of impacts for diffuse threats such as pollution. We developed a joint model (i.e., one that includes multiple species and their interactions with each other and environmental covariates) of benthic habitats on lagoonal coral reefs and used it to infer change in benthic composition along a gradient of distance from logging operations. The model estimated both changes in abundances of benthic groups and their compositional turnover, a type of beta diversity. We used the model to predict the footprint of turbidity impacts from past and recent logging. Benthic communities far from logging were dominated by branching corals, whereas communities close to logging had higher cover of dead coral, massive corals, and soft sediment. Recent impacts were predicted to be small relative to the extensive impacts of past logging because recent logging has occurred far from lagoonal reefs. Our model can be used more generally to estimate the footprint of human impacts on ecosystems and evaluate the benefits of conservation actions for ecosystems. Las comunidades ecológicas cambian generalmente a lo largo de gradientes de impacto humano, aunque es difícil estimar la huella de los impactos para dispersar amenazas como la contaminación. Desarrollamos un modelo conjunto (es decir，uno que incluye múltiples especies y sus interacciones unas con otras y covariantes ambientales) de hábitats bénticos en los arrecifes lagunares y lo usamos para inferir los cambios en la composición béntica a través de un gradiente de distancia desde puntos de explotación forestal El modelo estimó tanto los cambios en abundancia de los grupos bénticos como su recambio en la composición, un tipo de diversidad beta. Usamos el modelo para pronosticar la huella de los impactos de turbidez de actividades de explotación forestal pasada y reciente. Las comunidades bénticas alejadas de la explotación forestal estuvieron dominadas por corales ramificados，mientras que las comunidades cercanas a la explotación forestal tuvieron una mayor cobertura de coral muerto, corales masivos y sedimento suave. Se pronosticó que los impactos recientes serían pequeños en relación a los impactos extensos de la explotación forestal pasada porque las actividades recientes de explotación forestal han ocurrido lejos de los arrecifes lagunares. Nuestro modelo puede usarse de manera más general para estimar la