Retrospective analysis of vertebrates' tracking data in Antarctica to identify ecologically significant areas

Project summary 1 CESAB CENTRE FOR THE SYNTHESIS AND ANALYSIS OF BIODIVERSITY RAATD Retrospective Analysis of Antarctic Tracking Data Principal investigators: Yan ROPERT-COUDERT, CEBC, CNRS (FR) / Mark HINDELL, University of Tasmania (AUS) Postdoc: Ryan REISINGER, CNRS (FR) Start and finish: 2016-2019 Identifying the habitat requirements of Antarctic predators is fundamental to understanding how they will respond to commercial fisheries and climate change. RAATD identified multi-species areas of ecological significance that require monitoring and management in the future. Context and objectives Globally, species’ habitat is being altered or lost due to human activity. This project will determine how predicted environmental changes in the Southern Ocean are likely to affect its apex predators, animals at the top of the food web. There is reason for concern as the Southern Ocean is now subject to rapid and intensifying environmental changes. These changes will alter the availability of habitats and the spatial distributions of species that depend on them. For apex predators, changes in the habitats bring cascading effects for entire ecosystems. Information on their responses to intensifying climate change is therefore urgently required for informed management action. The Retrospective Analysis of Antarctic Tracking 2 Data (RAATD) is based on a joint initiative of the Expert Groups on Birds and Marine Mammals (EGBAMM) and Antarctic Biodiversity Informatics (EGABI) within the Life Science Group (LSG) of the Scientific Committee for Antarctic Research (SCAR) and has received the support of CESAB between 2016 and 2019. Our goal is to determine 1) how does habitat use differ among apex predator species in the Southern Ocean and what are the areas of ecological significance; 2) how will climate-induced changes in habitat affect these species’ foraging activity and distribution? Methods and approaches used for the project The first step is to collate existing tracking data for the key species from data holders. As there is a large source of variance in data type and quality we will perform an intensive quality control and combine the data into a single, consolidated database, housed in the biodiversity.aq repository. The second step is then to model the species distributions and habitats for the individual species, use them to estimate distribution across the entire spatial domain, and then combine these predicted distributions to identify Areas of Ecological Significance. These AES are then examined in the light of current oceanographic characteristics and the projected ones according to the IPCC scenarios. Principal conclusions The first major output of the RAATD is the data paper that has been accepted in Nature Scientific Data. In this data paper, we present the compiled tracking data from research groups that have worked in the Antarctic since the 1990s. The strength of RAATD is that the data have been intensively curated, cleaned and processed so that RAATD is delivering a powerful dataset that can be used by other communities with confidence. In addition, the codes for trimming the raw tracks and the state space filtering are available on the SCAR github page (https:// github.com/SCAR/RAATD). The data are publicly available through biodiversity.aq. The archive includes tracking data from over 70 contributors across 12 national Antarctic programs, and includes data from 17 predator species, 4060 individual animals, and over 2.9 million observed locations. The synthesis paper that use these data and present the Areas of Ecological Significance is currently under revision in Nature. 3 Anticipated (or actual) impact of these results for science, society, and public and private decision making As long as the synthesis paper is not accepted for publication we have decided to keep the main outputs of the paper confidential, but we started the dissemination of the methodologies used and the concept behind RAATD. Among the principal stakeholders interested by the outputs of RAATD are the SCAR (www.scar.org), the Convention for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources (CCAMLR, www.ccamlr.org), the Antarctic Treaty System (www.ats.aq) and Committee for Environmental Protection (CEP, www.ats.aq/e/cep.htm). SCAR is following with great interest the development of the project as the Standing Committee of the Antarctic Treaty System of SCAR will be one of the major conduits to deliver the final product of RAATD to the Parties of the Treaty. RAATD was thus presented recently at a workshop (www.scar.org/policy/scar-cep-workshop/) and its potential to assist Parties in assessing the zones that are crucial to protect was discussed in several instances during the following CEP and ATCM meetings in Prague in July 2019. The reception of RAATD by the Parties was enthusiastic and we are hopeful that it will become a reference for environmental protection in the Antarctic. The same route will be followed for introducing RAATD to the CCAMLR where we anticipate that it will be considered as a useful tool for the delimitation of yet-to-be-designed Marine Protected Area, as CCAMLR has committed to develop a network of MPAs around the Antarctic. PARTICIPANTS : H. BORNEMANN, Alfred Wegener Institute (GE) / J-B. CHARRASSIN, L’OCEAN, IPSL (FR) / B. DANIS, University of Bruxelles (BE) / L. HUCKSTADT, University of California (USA) / I. JONSEN, Macquarie University (AS) / B. RAYMOND, Australian Antarctic Division (AS) / L. TORRES, Oregon State University (USA) / P. TRATHAN, British Antarctic Survey (UK) / A. VAN DE PUTTE, Royal Belgian Institute for Natural Science (BE) / S. WOTHERSPOON, University of Tasmania (AS) Fiche résultat 1 CESAB CENTRE DE SYNTHÈSE ET D’ANALYSE SUR LA BIODIVERSITÉ RAATD Analyse rétrospective des données de tracking en Antarctique Porteurs du projet : Yan ROPERT-COUDERT, CEBC, CNRS (FR) / Mark HINDELL, University of Tasmania (AUS) Postdoctorant : Ryan REISINGER, CNRS (FR) Début et fin du projet : 2019-2022 Il est essentiel de déterminer les besoins en habitat des prédateurs de l’Antarctique pour comprendre comment ils réagiront aux pêches commerciales et aux changements climatiques. Le RAATD a identifié des zones d’importance écologique multi-espèces qui devront être surveillées et gérées à l’avenir. Contexte et objectifs À l’échelle mondiale, l’habitat des espèces est modifié ou perdu en raison de l’activité humaine. Ce projet déterminera comment les changements environnementaux prévus dans l’océan Austral sont susceptibles d’affecter ses prédateurs au sommet de la chaîne alimentaire. Il y a lieu de s’inquiéter car cet océan est soumis à des changements environnementaux rapides et de plus en plus intenses. Ces changements modifieront la disponibilité des habitats et la répartition spatiale des espèces qui en dépendent. Pour les prédateurs de l’apex, les changements dans les habitats entraînent des effets en cascade pour des écosystèmes entiers. Il est donc urgent d’obtenir des informations sur leurs réponses à l’intensification du 2 changement climatique pour pouvoir prendre des mesures de gestion éclairées. L’analyse rétrospective des données de suivi de l’Antarctique (RAATD) est basée sur une initiative conjointe des groupes d’experts sur les oiseaux et les mammifères marins et sur la biodiversité antarctique du groupe Sciences de la vie du Comité scientifique pour les recherches antarctiques (Scar) et a reçu le soutien du Cesab entre 2016 et 2019. Notre objectif est de déterminer 1) en quoi l’utilisation de l’habitat diffère-t-elle entre les espèces prédatrices de l’apex dans l’océan Austral et quelles sont les zones d’importance écologique ; 2) comment les changements de l’habitat induits par le climat affecteront-ils l’activité d’alimentation de ces espèces et leur répartition ? Méthode et approches utilisées pour le projet La première étape consiste à rassembler les données de suivi existantes pour les espèces clés auprès des détenteurs de données. Comme il existe une grande source de variance dans le type et la qualité des données, nous effectuerons un contrôle de qualité intensif et combinerons les données dans une base de données unique et consolidée, hébergée dans le référentiel biodiversity.aq. La deuxième étape consiste à modéliser les distributions des espèces et leurs habitats au niveau individuel, puis à les combiner pour identifier les zones d’importance écologique qui sont ensuite examinées à la lumière des caractéristiques océanographiques actuelles et projetées selon les scénarios du Giec. Principales conclusions Le premier résultat du RAATD est le jeu de données qui a été accepté dans Nature Scientific Data. Nous y présentons les données de suivi compilées par les groupes de recherche en Antarctique depuis les années 1990. La force du RAATD réside dans le fait que les données ont fait l’objet d’un traitement et d’un nettoyage intensifs de sorte que le jeu de données puisse être utilisé par d’autres communautés avec confiance. De plus, les codes pour le découpage des données brutes et le state-space filtering sont disponibles sur https://github.com/SCAR/ RAATD. Les données sont accessibles au public sur biodiversity.aq. Les archives comprennent des données de suivi de plus de 70 contributeurs de 12 programmes nationaux antarctiques, et comprennent des données de 17 espèces de prédateurs, 4060 animaux individuels et plus de 2,9 millions de sites observés. Le document de synthèse qui utilise ces données et présente les zones d’importance écologique est en cours de révision dans Nature. 3 Impact pour la science et la société, la décision publique et privée Tant que le document de synthèse n’est pas accepté pour publication, nous avons décidé de garder confidentiels les principaux résultats du document, mais nous avons commencé à diffuser les méthodologies utilisées et le concept derrière le RAATD. Parmi les principales parties prenantes intéressées figurent le Scar (www. scar.org), la Convention sur la conservation de la faune et de la flore marines de l’Antarctique (CCAMLR, www.ccamlr.org), le Système du traité sur l’Antarctique (www.ats.aq) et le Comité de protection de l’environnement (Cep, www.ats.aq/e/ cep.htm). Le Scar suit avec beaucoup d’intérêt l’évolution du projet car le Comité permanent du Système du traité sur l’Antarctique du Scar sera l’un des principaux canaux pour livrer le produit final aux parties du traité. Le RAATD a donc été présenté récemment lors d’un atelier (www.scar.org/policy/scar-cep-workshop/) et son potentiel pour aider les parties à évaluer les zones qui sont cruciales à protéger a été discuté lors des réunions du Cep et de l’ATCM à Prague en juillet 2019. L’accueil du RAATD par les parties a été enthousiaste et nous espérons qu’il deviendra une référence en matière de protection de l’environnement en Antarctique. Le même itinéraire sera suivi pour introduire le RAATD à la CCAMLR où nous prévoyons qu’il sera considéré comme un outil utile pour la délimitation d’une zone de protection marine qui reste à définir, car la CCAMLR s’est engagée à développer un réseau de ZMP autour de l’Antarctique. PARTICIPANTS : H. BORNEMANN, Alfred Wegener Institute (GE) / J-B. CHARRASSIN, L’OCEAN, IPSL (FR) / B. DANIS, University of Bruxelles (BE) / L. HUCKSTADT, University of California (USA) / I. JONSEN, Macquarie University (AS) / B. RAYMOND, Australian Antarctic Division (AS) / L. TORRES, Oregon State University (USA) / P. TRATHAN, British Antarctic Survey (UK) / A. VAN DE PUTTE, Royal Belgian Institute for Natural Science (BE) / S. WOTHERSPOON, University of Tasmania (AS)