Abstract Policies aiming to preserve vegetated coastal ecosystems (VCE; tidal marshes, mangroves and seagrasses) to mitigate greenhouse gas emissions require national assessments of blue carbon resources. Here, we present organic carbon (C) storage in VCE across Australian climate regions and estimate potential annual CO 2 emission benefits of VCE conservation and restoration. Australia contributes 5–11% of the C stored in VCE globally (70–185 Tg C in aboveground biomass, and 1,055–1,540 Tg C in the upper 1 m of soils). Potential CO 2 emissions from current VCE losses are estimated at 2.1–3.1 Tg CO 2 -e yr -1 , increasing annual CO 2 emissions from land use change in Australia by 12–21%. This assessment, the most comprehensive for any nation to-date, demonstrates the potential of conservation and restoration of VCE to underpin national policy development for reducing greenhouse gas emissions.

Mangrove soils represent a large sink for otherwise rapidly recycled carbon (C). However, widespread deforestation threatens the preservation of this important C stock. It is therefore imperative that global patterns in mangrove soil C stocks and their susceptibility to remineralization are understood. Here, we present patterns in mangrove soil C stocks across hemispheres, latitudes, countries and mangrove community compositions, and estimate potential annual CO2 emissions for countries where mangroves occur. Global potential CO2 emissions from soils as a result of mangrove loss were estimated to be ∼7.0 Tg CO2e yr−1. Countries with the highest potential CO2 emissions from soils are Indonesia (3,410 Gg CO2e yr−1) and Malaysia (1,288 Gg CO2e yr−1). The patterns described serve as a baseline by which countries can assess their mangrove soil C stocks and potential emissions from mangrove deforestation. This research presents global baseline estimates of mangrove soil C stocks enabling countries to begin to assess their mangrove soil C stocks and the emissions that might arise from mangrove deforestation.

Abstract Coastal marine and estuarine ecosystems are highly productive and serve a nursery function for important fisheries species. They also suffer some of the highest rates of degradation from human impacts of any ecosystems. Identifying and valuing nursery habitats is a critical part of their conservation, but current assessment practices typically take a static approach by considering habitats as individual and homogeneous entities. Here, we review current definitions of nursery habitat and propose a novel approach for assigning nursery areas for mobile fauna that incorporates critical ecological habitat linkages. We introduce the term ‘seascape nurseries’, which conceptualizes a nursery as a spatially explicit seascape consisting of multiple mosaics of habitat patches that are functionally connected. Hotspots of animal abundances/productivity identify the core area of a habitat mosaic, which is spatially constrained by the home ranges of its occupants. Migration pathways connecting such hotspots at larger spatial and temporal scales, through ontogenetic habitat shifts or inshore–offshore migrations, should be identified and incorporated. The proposed approach provides a realistic step forward in the identification and management of critical coastal areas, especially in situations where large habitat units or entire water bodies cannot be protected as a whole due to socio‐economic, practical or other considerations.

Mangrove ecosystems are highly productive tropical coastal ecosystems which have a potentially high impact on the carbon budget of the tropical and global coastal zone. The carbon dynamics in mangrove ecosystems has been the subject of numerous studies during the past decades, but we are still far from having an integrated view of the overall ecosystem functioning in terms of organic matter processing. The application of recent analytical techniques has produced a wealth of new information but has also indicated the gaps in our knowledge on organic matter cycling in these ecosystems. This paper provides an overview of our current understanding of organic matter dynamics in mangrove ecosystems, and reviews data based on stable isotope analyses, on (i) the delineation of carbon sources in different organic matter pools, (ii) utilization patterns of organic carbon by microbial and faunal communities, and (iii) organic matter exchange between mangroves and adjacent ecosystems. Although the use of stable isotopes has a number of limitations and has not always been able to unambiguously assess source contributions, it has been invaluable in refuting some long-standing paradwigms, and has shown that source characterization is crucial in order to better estimate organic matter budgets in these dynamic ecosystems. Future studies on process rates or flux measurements should therefore ideally be combined with a variety of chemical tracers to determine the source of the organic matter considered.

Coastal ecosystems, such as estuaries, salt marshes, mangroves and seagrass meadows, comprise some of the world’s most productive and ecologically significant ecosystems. Currently, the predominant factor considered in valuing coastal wetlands as fish habitats is the contribution they make to offshore, adult fish stocks via ontogenetic migrations. However, the true value of coastal nurseries for fish is much more extensive, involving several additional, fundamentally important ecosystem processes. Overlooking these broader aspects when identifying and valuing habitats risks suboptimal conservation outcomes, especially given the intense competing human pressures on coastlines and the likelihood that protection will have to be focussed on specific locations rather than across broad sweeps of individual habitat types. We describe 10 key components of nursery habitat value grouped into three types: (1) connectivity and population dynamics (includes connectivity, ontogenetic migration and seascape migration), (2) ecological and ecophysiological factors (includes ecotone effects, ecophysiological factors, food/predation trade-offs and food webs) and (3) resource dynamics (includes resource availability, ontogenetic diet shifts and allochthonous inputs). By accounting for ecosystem complexities and spatial and temporal variation, these additional components offer a more comprehensive account of habitat value. We explicitly identify research needs and methods to support a broader assessment of nursery habitat value. We also explain how, by better synthesising results from existing research, some of the seemingly complex aspects of this broader view can be addressed efficiently.

Abstract Urbanization is a major cause of loss of coastal wetlands. Urbanization also exerts significant influences on the structure and function of coastal wetlands, mainly through modifying the hydrological and sedimentation regimes, and the dynamics of nutrients and chemical pollutants. Natural coastal wetlands are characterized by a hydrological regime comprising concentrated flow to estuarine and coastal areas during flood events, and diffused discharge into groundwater and waterways during the non‐flood periods. Urbanization, through increasing the amount of impervious areas in the catchment, results in a replacement of this regime by concentrating rain run‐off. Quality of run‐off is also modified in urban areas, as loadings of sediment, nutrients and pollutants are increased in urban areas. While the effects of such modifications on the biota and the physical environment have been relatively well studied, there is to date little information on their impact at the ecosystem level. Methodological issues, such as a lack of sufficient replication at the whole‐habitat level, the lack of suitable indices of urbanization and tools for assessing hydrological connectivity, have to be overcome to allow the effects of urbanization to be assessed at the ecosystem level. A functional model is presented to demonstrate the impact of urbanization on coastal wetland structure and function.

OPINION article Front. Mar. Sci., 20 February 2020Sec. Marine Ecosystem Ecology Volume 7 - 2020 | https://doi.org/10.3389/fmars.2020.00071

Abstract As human impacts increase in coastal regions, there is concern that critical habitats that provide the foundation of entire ecosystems are in decline. Seagrass meadows face growing threats such as poor water quality and coastal development. To determine the status of seagrass meadows over time, we reconstructed time series of meadow area from 175 studies that surveyed 547 sites around the world. We found an overall trajectory of decline in all seven bioregions with a global net loss of 5602 km 2 (19.1% of surveyed meadow area) occurring since 1880. Declines have typically been non‐linear, with rapid and historical losses observed in several bioregions. The greatest net losses of area occurred in four bioregions (Tropical Atlantic, Temperate North Atlantic East, Temperate Southern Oceans and Tropical Indo‐Pacific), with declining trends being the slowest and most consistent in the latter two bioregions. In some bioregions, trends have recently stabilised or reversed. Losses, however, still outweigh gains. Despite consistent global declines, meadows show high variability in trajectories, within and across bioregions, highlighting the importance of local context. Studies identified 12 different drivers of meadow area change, with coastal development and water quality as the most commonly cited. Overall, however, attributions were primarily descriptive and only 10% of studies used inferential attributions. Although ours is the most comprehensive dataset to date, it still represents only one‐tenth of known global seagrass extent, with conspicuous historical and geographic biases in sampling. It therefore remains unclear whether the bioregional patterns of change documented here reflect changes in the world's unmonitored seagrass meadows. The variability in seagrass meadow trajectories, and the attribution of change to numerous drivers, suggest we urgently need to improve understanding of the causes of seagrass meadow loss if we are to improve local‐scale management.

Abstract Fragmentation is a major driver of ecosystem degradation, reducing the capacity of habitats to provide many important ecosystem services. Mangrove ecosystem services, such as erosion prevention, shoreline protection and mitigation of climate change (through carbon sequestration), depend on the size and arrangement of forest patches, but we know little about broad-scale patterns of mangrove forest fragmentation. Here we conduct a multi-scale analysis using global estimates of mangrove density and regional drivers of mangrove deforestation to map relationships between habitat loss and fragmentation. Mangrove fragmentation was ubiquitous; however, there are geographic disparities between mangrove loss and fragmentation; some regions, like Cambodia and the southern Caribbean, had relatively little loss, but their forests have been extensively fragmented. In Southeast Asia, a global hotspot of mangrove loss, the conversion of forests to aquaculture and rice plantations were the biggest drivers of loss (>50%) and fragmentation. Surprisingly, conversion of forests to oil palm plantations, responsible for >15% of all deforestation in Southeast Asia, was only weakly correlated with mangrove fragmentation. Thus, the management of different deforestation drivers may increase or decrease fragmentation. Our findings suggest that large scale monitoring of mangrove forests should also consider fragmentation. This work highlights that regional priorities for conservation based on forest loss rates can overlook fragmentation and associated loss of ecosystem functionality.