Not enough time for recovery Coral bleaching occurs when stressful conditions result in the expulsion of the algal partner from the coral. Before anthropogenic climate warming, such events were relatively rare, allowing for recovery of the reef between events. Hughes et al. looked at 100 reefs globally and found that the average interval between bleaching events is now less than half what it was before. Such narrow recovery windows do not allow for full recovery. Furthermore, warming events such as El Niño are warmer than previously, as are general ocean conditions. Such changes are likely to make it more and more difficult for reefs to recover between stressful events. Science , this issue p. 80

Abstract Increased frequency of disturbances and anthropogenic activities are predicted to have a devastating impact on coral reefs that will ultimately change the composition of reef associated fish communities. We reviewed and analysed studies that document the effects of disturbance‐mediated coral loss on coral reef fishes. Meta‐analysis of 17 independent studies revealed that 62% of fish species declined in abundance within 3 years of disturbances that resulted in >10% decline in coral cover. Abundances of species reliant on live coral for food and shelter consistently declined during this time frame, while abundance of some species that feed on invertebrates, algae and/or detritus increased. The response of species, particularly those expected to benefit from the immediate loss of coral, is, however, variable and is attributed to erratic replenishment of stocks, ecological versatility of species and sublethal responses, such as changes in growth, body condition and feeding rates. The diversity of fish communities was found to be negatively and linearly correlated to disturbance‐mediated coral loss. Coral loss >20% typically resulted in a decline in species richness of fish communities, although diversity may initially increase following small declines in coral cover from high coverage. Disturbances that result in an immediate loss of habitat complexity (e.g. severe tropical storms), have a greater impact on fishes from all trophic levels, compared with disturbances that kill corals, but leave the reef framework intact (e.g. coral bleaching and outbreaks of Acanthaster planci ). This is most evident among small bodied species and suggests the long‐term consequences of coral loss through coral bleaching and crown‐of‐thorn starfish outbreaks may be much more substantial than the short‐term effects currently documented.

As one of the most diverse and productive ecosystems known, and one of the first ecosystems to exhibit major climate-warming impacts (coral bleaching), coral reefs have drawn much scientific attention to what may prove to be their Achilles heel, the thermal sensitivity of reef-building corals. Here we show that climate change-driven loss of live coral, and ultimately structural complexity, in the Seychelles results in local extinctions, substantial reductions in species richness, reduced taxonomic distinctness, and a loss of species within key functional groups of reef fish. The importance of deteriorating physical structure to these patterns demonstrates the longer-term impacts of bleaching on reefs and raises questions over the potential for recovery. We suggest that isolated reef systems may be more susceptible to climate change, despite escaping many of the stressors impacting continental reefs.

Micronutrient deficiencies account for an estimated one million premature deaths annually, and for some nations can reduce gross domestic product1,2 by up to 11%, highlighting the need for food policies that focus on improving nutrition rather than simply increasing the volume of food produced3. People gain nutrients from a varied diet, although fish—which are a rich source of bioavailable micronutrients that are essential to human health4—are often overlooked. A lack of understanding of the nutrient composition of most fish5 and how nutrient yields vary among fisheries has hindered the policy shifts that are needed to effectively harness the potential of fisheries for food and nutrition security6. Here, using the concentration of 7 nutrients in more than 350 species of marine fish, we estimate how environmental and ecological traits predict nutrient content of marine finfish species. We use this predictive model to quantify the global spatial patterns of the concentrations of nutrients in marine fisheries and compare nutrient yields to the prevalence of micronutrient deficiencies in human populations. We find that species from tropical thermal regimes contain higher concentrations of calcium, iron and zinc; smaller species contain higher concentrations of calcium, iron and omega-3 fatty acids; and species from cold thermal regimes or those with a pelagic feeding pathway contain higher concentrations of omega-3 fatty acids. There is no relationship between nutrient concentrations and total fishery yield, highlighting that the nutrient quality of a fishery is determined by the species composition. For a number of countries in which nutrient intakes are inadequate, nutrients available in marine finfish catches exceed the dietary requirements for populations that live within 100 km of the coast, and a fraction of current landings could be particularly impactful for children under 5 years of age. Our analyses suggest that fish-based food strategies have the potential to substantially contribute to global food and nutrition security. Nutrient content analyses of marine finfish and current fisheries landings show that fish have the potential to substantially contribute to global food and nutrition security by alleviating micronutrient deficiencies in regions where they are prevalent.

In an effort to deliver better outcomes for people and the ecosystems they depend on, many governments and civil society groups are engaging natural resource users in collaborative management arrangements (frequently called comanagement). However, there are few empirical studies demonstrating the social and institutional conditions conducive to successful comanagement outcomes, especially in small-scale fisheries. Here, we evaluate 42 comanagement arrangements across five countries and show that: ( i ) comanagement is largely successful at meeting social and ecological goals; ( ii ) comanagement tends to benefit wealthier resource users; ( iii ) resource overexploitation is most strongly influenced by market access and users’ dependence on resources; and ( iv ) institutional characteristics strongly influence livelihood and compliance outcomes, yet have little effect on ecological conditions.

Data from over 2,500 reefs worldwide is used to identify 15 bright spots—sites where reef biomass is significantly higher than expected—and surveys of local experts in these areas suggest that strong sociocultural institutions and high levels of local engagement are among the factors supporting higher fish biomass. The health of the world's coral reefs, which provide goods and services for millions of people, is declining. Effective management of these ecosystems requires an understanding of the underlying drivers of reef decline. In a study that spans the gap between ecology and the social sciences, Joshua Cinner and colleagues develop a Bayesian hierarchical model, using data from more than 2,500 reefs worldwide, to predict reef fish biomass based on various socioeconomic drivers and environmental conditions. They identify 15 bright spots — sites where reef biomass is significantly higher than expected. The bright spots are found not only among iconic remote and pristine areas, but also where there are strong sociocultural institutions and high levels of local engagement. On the basis of this analysis, the authors argue for a refocus of coral reef conservation efforts away from locating and protecting remote, pristine sites, towards unlocking potential solutions from sites that have successfully confronted the coral reef crisis. Ongoing declines in the structure and function of the world’s coral reefs1,2 require novel approaches to sustain these ecosystems and the millions of people who depend on them3. A presently unexplored approach that draws on theory and practice in human health and rural development4,5 is to systematically identify and learn from the ‘outliers’—places where ecosystems are substantially better (‘bright spots’) or worse (‘dark spots’) than expected, given the environmental conditions and socioeconomic drivers they are exposed to. Here we compile data from more than 2,500 reefs worldwide and develop a Bayesian hierarchical model to generate expectations of how standing stocks of reef fish biomass are related to 18 socioeconomic drivers and environmental conditions. We identify 15 bright spots and 35 dark spots among our global survey of coral reefs, defined as sites that have biomass levels more than two standard deviations from expectations. Importantly, bright spots are not simply comprised of remote areas with low fishing pressure; they include localities where human populations and use of ecosystem resources is high, potentially providing insights into how communities have successfully confronted strong drivers of change. Conversely, dark spots are not necessarily the sites with the lowest absolute biomass and even include some remote, uninhabited locations often considered near pristine6. We surveyed local experts about social, institutional, and environmental conditions at these sites to reveal that bright spots are characterized by strong sociocultural institutions such as customary taboos and marine tenure, high levels of local engagement in management, high dependence on marine resources, and beneficial environmental conditions such as deep-water refuges. Alternatively, dark spots are characterized by intensive capture and storage technology and a recent history of environmental shocks. Our results suggest that investments in strengthening fisheries governance, particularly aspects such as participation and property rights, could facilitate innovative conservation actions that help communities defy expectations of global reef degradation.

Coral reefs support the livelihood of millions of people especially those engaged in marine fisheries activities. Coral reefs are highly vulnerable to climate change induced stresses that have led to substantial coral mortality over large spatial scales. Such climate change impacts have the potential to lead to declines in marine fish production and compromise the livelihoods of fisheries dependent communities. Yet few studies have examined social vulnerability in the context of changes specific to coral reef ecosystems. In this paper, we examine three dimensions of vulnerability (exposure, sensitivity, and adaptive capacity) of 29 coastal communities across five western Indian Ocean countries to the impacts of coral bleaching on fishery returns. A key contribution is the development of a novel, network-based approach to examining sensitivity to changes in the fishery that incorporates linkages between fishery and non-fishery occupations. We find that key sources of vulnerability differ considerably within and between the five countries. Our approach allows the visualization of how these dimensions of vulnerability differ from site to site, providing important insights into the types of nuanced policy interventions that may help to reduce vulnerability at a specific location. To complement this, we develop framework of policy actions thought to reduce different aspects of vulnerability at varying spatial and temporal scales. Although our results are specific to reef fisheries impacts from coral bleaching, this approach provides a framework for other types of threats and different social-ecological systems more broadly.

Abstract: Recent episodes of coral bleaching have led to wide‐scale loss of reef corals and raised concerns over the effectiveness of existing conservation and management efforts. The 1998 bleaching event was most severe in the western Indian Ocean, where coral declined by up to 90% in some locations. Using fisheries‐independent data, we assessed the long‐term impacts of this event on fishery target species in the Seychelles, the overall size structure of the fish assemblage, and the effectiveness of two marine protected areas (MPAs) in protecting fish communities. The biomass of fished species above the size retained in fish traps changed little between 1994 and 2005, indicating no current effect on fishery yields. Biomass remained higher in MPAs, indicating they were effective in protecting fish stocks. Nevertheless, the size structure of the fish communities, as described with size‐spectra analysis, changed in both fished areas and MPAs, with a decline in smaller fish (<30 cm) and an increase in larger fish (>45 cm). We believe this represents a time‐lag response to a reduction in reef structural complexity brought about because fishes are being lost through natural mortality and fishing, and are not being replaced by juveniles. This effect is expected to be greater in terms of fisheries productivity and, because congruent patterns are observed for herbivores, suggests that MPAs do not offer coral reefs long‐term resilience to bleaching events. Corallivores and planktivores declined strikingly in abundance, particularly in MPAs, and this decline was associated with a similar pattern of decline in their preferred corals. We suggest that climate‐mediated disturbances, such as coral bleaching, be at the fore of conservation planning for coral reefs.