Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

385

To date, about 40 MPAs have been established in the Mediterranean, and

there is a general interest in establishing networks of MPAs (1, 2). This

spatially explicit approach to managing human impacts has ecological and

socio-economic potential, but there is still little quantitative understanding

of the benefits it may provide. The limited knowledge of the effects of pro-

tection is mainly linked to 1- haphazard siting and design of MPAs based

on opportunity more than biological criteria and 2- con?icting objectives

(e.g.ecosystem conservation, fisheries enhancement, ecotourism). The dif-

ficulties of measuring reserve effectiveness should be overcome by the use

of appropriate sampling designs, distinguishing between the in?uences of

management and the intrinsic natural variability of ecological systems.

Comparing protected with unprotected systems should provide a better

understanding of ecosystem-wide effects of human activities in coastal

marine environments, above and beyond the natural variation that likely

exists among different systems. In the last years, few papers have been

published in the Mediterranean on the spatio-temporal variability of

marine assemblages (3, 4, 5). The results show a consistent variability at

all the spatial and temporal scales for all the rocky assemblages consid-

ered, either the intertidal and subtidal benthos, and the littoral fish assem-

blages. 

Considering the protection as a positive impact (6), BACI (Before and

After Control Impact) sampling designs (7) can be used, comparing one or

more protected areas with multiple control sites, before and after the MPA

institution. In most cases, no data are available before MPAs establish-

ment, and the original BACI design can be modified and the protected and

unprotected areas compared after the institution of the MPA (ACI, After

Control Impact - 8). It is worth considering adopting:

- hierarchical sampling designs, measuring spatial variability at various

scales; 

- proper sampling frequencies to detect variability at different temporal

scales (9). The best solution is to randomly choose several sampling times

(the same for all locations) for each season. This stresses that the observed

trends are not due to short-term ?uctuations;

- replicate controls, chosen randomly from a set of similar locations unaf-

fected by protection (10, 11); 

- long enough study durations to allow separation between short-term vari-

ability and long-term trends;

- the choice of the most appropriate analytical tools. Some environmental

impact studies have benefited from a combination of univariate and multi-

variate approaches (11, 12), although the most appropriate variables for the

analyses are largely determined by the specific predictions about reserve

effects, which in turn are determined by reserve objectives. The use of dif-

ferent analyses allows detecting effects on different components of the

assemblage (13). These two approaches can complement each other,

although there may be differences in the optimal allocation of sampling

units required by the different designs.

Besides this source of natural variability, Mediterranean MPAs vary

widely in their general features. The only common feature is the siting in

shallow rocky areas. Thus, shallow subtidal benthic assemblages on hard

substrate can be the ideal target for studying and monitoring MPAs.

Shallow marine assemblages (between 5 and 10 metres depth) can be con-

sidered as good indicators of environmental changes because species liv-

ing at shallow depths are particularly exposed to impacts from coastal

activities and thus tend to exhibit stronger responses to human pressure

than assemblages from deeper marine environments. Moreover, sessile

organisms can be easily monitored and manipulated. Photographic meth-

ods are objective and can be analysed by many researchers (also by non-

specialists). 

At present, the lack of detailed and scientifically defensible knowledge

regarding the effects of reserves makes the measure of their effectiveness

very difficult, and predictions about the expected effects uncertain.

Mediterranean MPAs greatly vary in their physical and biological charac-

teristics as well as in the socio-economic context in?uencing their design

and management, making it unlikely that a single study design will be

applicable to all scenarios. However, it is possible to identify the logical

structure that should guide the design and interpretation of monitoring

studies: 

- reserve goals have to be explicitly defined to develop specific predictions

about the expected effects; 

- sampling should quantify variation in populations and assemblages and

tease apart natural variability from that caused by protection. To this end,

studies should include multiple control locations, describe long-term

trends, and include descriptions of the system before reserve establish-

ment. Studying hard bottom benthic assemblages in MPAs and adjacent

unprotected areas with similar characteristics may represent a rapid, cost-

effective, and widely applicable mean of evaluating protection effects. This

is a unique opportunity to investigate natural variability in marine ecosys-

tems over broad spatial scales, potentially encompassing the whole

Mediterranean basin if monitoring networks are established.

References

1 - Ramos Esplà A.A. and McNeill S.E., 1994. The status of marine

conservation in Spain. Ocean Coast. Manage., 24: 125-138.

2 - Badalamenti F., Cantone G., Domina R., Di Pietro N., Catalano D.,

Mollica E. and D'Anna G., 1999. Primi dati sulla fauna a policheti di substrato

duro dell‚infralitorale fotofilo superiore dell‚Isola di Ustica. Biol. Mar. Medit.,

6: 230-236.

3- Menconi M., Benedetti-Cecchi L. and Cinelli F., 1999. Spatial and

temporal variability in the distribution of algae  and invertebrates on rocky

shores in the northwest Mediterranean. J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 233: 1-23.

4 - Fraschetti S., Bianchi C.N., Terlizzi A., Fanelli G., Morri C. and Boero F.,

2001. Spatial variability and human disturbance in shallow subtidal hard

substrate assemblages: a regionl approach. Mar. Ecol. Prog: Ser.In press.

5 - García Charton, J.A., Williams I.D., Pérez RuzafaA., Milazzo M.,

Chemello R., Marcos C., Kitsos M.S., Koukouras A. and Riggio S., 2000:

Evaluating the Ecological effects of Mediterranean marine protected areas:

habitat, scale and the natural variability of ecosystems. Environ. Conserv., 27:

159-178.

6 - Jones G.P., Cole R.C. and Battershill C.N., 1992. Marine reserves : do they

work? In: Proceedings of the Second International Temperate Reef

Symposium, 7-10 January 1992, Auckland, New Zealand, Battershill C.N.,

Schiel D.R., Jones G.P., Creese R.G. and MacDiarmid A.B. (Eds.), NIWA

Marine : 29-45.

7 - Underwood A.J., 1994. On beyond BACI: sampling designs that might

reliably detect environmental disurbances. Ecol. Appl., 4: 3-15

8 - Glasby T.M., 1997. Analyzing data from post-impact studies using

asymmetrical analyses of variance: a case study of epibiota on marinas. Aust.

J. Ecol., 22: 448-459. 

9 - Underwood A.J., 1993. The mechanism of spatially replicated sampling

programmes to detect environmental impact in a variable world. Aust. J. Ecol.,

18: 99-116.

10 - Underwood A.J., 1992. Beyond BACI: the detection of environmental

impact on population in the real, but variable world. J. Exp. Mar. Biol. Ecol.,

161: 145-178.

11 - Chapman M.G., Underwood A.J. and Skilleter G.A., 1995. Variability at

different spatial scales between a subtidal assemblage exposed to the

discharge of sewage and two control assemblages. J. Exp. Mar. Biol. Ecol.,

189: 103-122.

12 - Roberts D.E., A. Smith, P.Ajani and A.R. Davis, 1998. Rapid changes in

encrusting marine assemblages exposed to anthropogenic point-source

pollution: a ŒBeyond BACI‚ approach. Mar. Ecol. Prog. Ser., 163: 213-224.

13 - Warwick R.M., 1993. Environmental impact on marine communities:

pragmatical considerations. Aust. J. Ecol., 18: 63-80.

A PROPOSAL FOR MEASURING EFFECTIVENESS IN MARINE PROTECTED AREAS

Fraschetti S.

1

*, Terlizzi A.

1

, Micheli F.

2

, Benedetti Cecchi L.

3

, Boero F.

1

1

Laboratorio di Zoologia e Biologia Marina, Dipartimento di Biologia, Università di Lecce, Italia - sfrasca@ilenic.unile.it

2

Hopkins Marine Station, Stanford University, Pacific Grove, CA, USA

3

Dipartimento di Scienze dell'Uomo e dell'Ambiente, Università di Pisa, Pisa, Italia

Abstract 

A large literature deals with Marine Protected Areas and their potential as conservation and management tools. However, field

investigations of subtidal marine reserves are generally confounded by intrinsic ecological differences between sites investigated inside

and outside reserves, by a lack of site and reserve replication, or by the absence of information about the natural variability of the biota

before reserve establishment. In the Mediterranean Sea, the effectiveness of MPAs has been rarely demonstrated. Since an MPA can be

considered as a zone subjected to human impact, presumably a positive one, the use of experimental procedures generally utilised for

detecting environmental impacts is discussed.

Key words: Marine Parks, Rocky shores, Experimental design, Monitoring, Mediterranean Sea