• Energy Research

AbstractDocumenting post-bleaching trajectories of coral reef communities is crucial to understand their resilience to climate change. We investigated reef community changes following the 2015/16 bleaching event at Aldabra Atoll, where direct human impact is minimal. We combined benthic data collected pre- (2014) and post-bleaching (2016–2019) at 12 sites across three locations (lagoon, 2 m depth; seaward west and east, 5 and 15 m depth) with water temperature measurements. While seaward reefs experienced relative hard coral reductions of 51–62%, lagoonal coral loss was lower (− 34%), probably due to three-fold higher daily water temperature variability there. Between 2016 and 2019, hard coral cover did not change on deep reefs which remained dominated by turf algae and Halimeda, but absolute cover on shallow reefs increased annually by 1.3% (east), 2.3% (west) and 3.0% (lagoon), reaching, respectively, 54%, 68% and 93% of the pre-bleaching cover in 2019. Full recovery at the shallow seaward locations may take at least five more years, but remains uncertain for the deeper reefs. The expected increase in frequency and severity of coral bleaching events is likely to make even rapid recovery as observed in Aldabra’s lagoon too slow to prevent long-term reef degradation, even at remote sites.

Les récifs tropicaux profonds (>30 m) sont des écosystèmes biologiquement et écologiquement uniques avec une portée géographique plus élevée vers les récifs peu profonds (<30 m). Pourtant, ils sont mal compris et rarement pris en compte dans les pratiques de conservation. Ici, nous caractérisons les communautés benthiques et de poissons à travers un gradient de profondeur (10–350 m) dans des atolls coralliens éloignés aux Seychelles, dans l'océan Indien occidental. En utilisant des approches taxonomiques et basées sur les traits, nous présentons la composition taxonomique et fonctionnelle des communautés de récifs peu profonds et profonds, avec des communautés et des traits distincts dominant différentes profondeurs. Les changements liés à la profondeur dans les métriques de la communauté (richesse, abondance et biomasse des taxons) et les métriques de la diversité fonctionnelle (richesse, dispersion et uniformité) indiquent des relations complexes entre différentes composantes biologiques (poissons, benthos) qui diffèrent entre les récifs peu profonds et profonds. Ceux-ci se traduisent à leur tour par différents modèles de résilience des récifs contre les perturbations ou les invasions d'espèces avec la profondeur. Notamment, les récifs profonds abritent en moyenne moins de taxons et moins abondants, mais avec des scores de contribution fonctionnelle et d'originalité plus élevés, dont certains sont préoccupants pour la conservation. Dans l'ensemble, les résultats mettent en évidence la nature unique des récifs profonds qui nécessite leur prise en compte explicite dans les activités de conservation et de gestion. Los arrecifes profundos tropicales (>30 m) son ecosistemas biológica y ecológicamente únicos con un mayor alcance geográfico a los arrecifes poco profundos (<30 m). Sin embargo, son poco conocidos y rara vez se tienen en cuenta en las prácticas de protección. Aquí, caracterizamos las comunidades bentónicas y de peces a través de un gradiente de profundidad (10–350 m) en atolones de coral remotos en Seychelles, Océano Índico Occidental. Utilizando enfoques taxonómicos y basados en rasgos, presentamos la composición taxonómica y funcional de las comunidades de arrecifes poco profundos y profundos, con distintas comunidades y rasgos que dominan diferentes profundidades. Los cambios relacionados con la profundidad en las métricas de la comunidad (riqueza de taxones, abundancia y biomasa) y las métricas de diversidad funcional (riqueza, dispersión y uniformidad) indican relaciones complejas entre diferentes componentes biológicos (peces, bentos) que difieren entre los arrecifes poco profundos y profundos. Estos a su vez se traducen en diferentes patrones de resiliencia de los arrecifes frente a perturbaciones o invasiones de especies con la profundidad. En particular, los arrecifes profundos albergan en promedio menos taxones y menos abundantes, pero con una mayor contribución funcional y puntajes de originalidad, algunos de los cuales son motivo de preocupación. En general, los resultados destacan la naturaleza única de los arrecifes profundos que requiere su consideración explícita en las actividades de protección y gestión. Tropical deep reefs (>30 m) are biologically and ecologically unique ecosystems with a higher geographic reach to shallow (<30 m) reefs. Yet they are poorly understood and rarely considered in conservation practices. Here, we characterise benthic and fish communities across a depth gradient (10–350 m) in remote coral atolls in Seychelles, Western Indian Ocean. Using taxonomic and trait-based approaches we present the taxonomic and functional composition of shallow and deep reef communities, with distinct communities and traits dominating different depths. Depth-related changes in community metrics (taxa richness, abundance and biomass) and functional diversity metrics (richness, dispersion, and evenness) indicate complex relationships across different biological components (fish, benthos) that differ between shallow and deep reefs. These in turn translate into different patterns of reef resilience against disturbance or species invasions with depth. Notably, deep reefs host on average fewer and less abundant taxa but with higher functional contribution and originality scores, some of which are of conservation concern. Overall, the results highlight the unique nature of deep reefs that requires their explicit consideration in conservation and management activities. الشعاب المرجانية العميقة الاستوائية (>30 م) هي أنظمة بيئية فريدة من نوعها بيولوجيًا وبيئيًا مع وصول جغرافي أعلى إلى الشعاب المرجانية الضحلة (<30 م). ومع ذلك، فهي غير مفهومة بشكل جيد ونادراً ما تؤخذ في الاعتبار في ممارسات الحفظ. هنا، نميز المجتمعات القاعية والسمكية عبر تدرج عمق (10–350 م) في الجزر المرجانية النائية في سيشيل، غرب المحيط الهندي. باستخدام الأساليب التصنيفية والقائمة على السمات، نقدم التكوين التصنيفي والوظيفي لمجتمعات الشعاب المرجانية الضحلة والعميقة، مع مجتمعات وسمات متميزة تهيمن على أعماق مختلفة. تشير التغيرات المتعلقة بالعمق في مقاييس المجتمع (ثراء الأصناف والوفرة والكتلة الحيوية) ومقاييس التنوع الوظيفي (الثراء والتشتت والتساوي) إلى علاقات معقدة عبر المكونات البيولوجية المختلفة (الأسماك والقيعان) التي تختلف بين الشعاب الضحلة والعميقة. وتترجم هذه بدورها إلى أنماط مختلفة من مرونة الشعاب المرجانية ضد الاضطرابات أو غزوات الأنواع بعمق. والجدير بالذكر أن الشعاب المرجانية العميقة تستضيف في المتوسط أصنافًا أقل وفرة ولكن بمساهمة وظيفية أعلى ودرجات أصالة، بعضها يثير قلق الحفظ. بشكل عام، تسلط النتائج الضوء على الطبيعة الفريدة للشعاب المرجانية العميقة التي تتطلب النظر فيها بشكل صريح في أنشطة الحفظ والإدارة.

IntroductionCoral bleaching immediately impacts the reef benthos, but effects on fish communities are less well understood because they are often delayed and confounded by anthropogenic interactions.MethodsWe assessed changes in fish abundance, biomass and community composition before and after the 2015/16 coral bleaching event at Aldabra Atoll, Seychelles, where local human impacts are minimal, but reefs suffered 50% bleaching-induced coral mortality. We monitored 12 shallow (2–5 m water depth) and nine deep (15 m water depth) permanent survey sites using two survey methods: indicator surveys recording 84 taxa over six years (pre-: 2014; post-bleaching: 2016–2019, 2021), sizing fish based on six size-class categories, and extended fish surveys recording 198 taxa over two years (pre-: 2015; post-bleaching: 2020) with size estimates to the nearest cm (excluding fish &lt; 8 cm).ResultsDuring indicator surveys, mean fish abundance did not change on deep reefs. However, abundance increased by 77% on shallow reefs between 2014 and 2016, which was mainly driven by increases in herbivores and omnivores, likely as a response to elevated turf algae cover following coral mortality. Overall (and functional group-specific) indicator fish biomass did not differ between 2014 and 2016 and remained at or above pre-bleaching levels throughout 2016–2021. In contrast, extended fish surveys in 2015 and 2020 showed a 55–60% reduction in overall abundance on shallow and deep reefs, and a 69% reduction in biomass on shallow reefs, with decreases in biomass occurring in all functional groups. Biomass on deep reefs did not differ between 2015 and 2020. Multivariate analysis of both data sets revealed immediate and long-lasting differences between pre- and post-bleaching fish community compositions, driven largely by herbivorous, omnivorous and piscivorous taxa.DiscussionResults from the indicator surveys suggest that the bleaching event had limited impact on fish abundance and biomass, while the extended surveys recorded changes in abundance and biomass which would otherwise have gone undetected. Our findings improve understanding of the shift a broad community of fish undergoes following a mass coral bleaching event and highlights the value of survey methods that include the full suite of species to detect ecological responses to environmental drivers.