The world’s coral reefs are being degraded, and the need to reduce local pressures to offset the effects of increasing global pressures is now widely recognized. This study investigates the spatial and temporal dynamics of coral cover, identifies the main drivers of coral mortality, and quantifies the rates of potential recovery of the Great Barrier Reef. Based on the world’s most extensive time series data on reef condition (2,258 surveys of 214 reefs over 1985–2012), we show a major decline in coral cover from 28.0% to 13.8% (0.53% y −1 ), a loss of 50.7% of initial coral cover. Tropical cyclones, coral predation by crown-of-thorns starfish (COTS), and coral bleaching accounted for 48%, 42%, and 10% of the respective estimated losses, amounting to 3.38% y −1 mortality rate. Importantly, the relatively pristine northern region showed no overall decline. The estimated rate of increase in coral cover in the absence of cyclones, COTS, and bleaching was 2.85% y −1 , demonstrating substantial capacity for recovery of reefs. In the absence of COTS, coral cover would increase at 0.89% y −1 , despite ongoing losses due to cyclones and bleaching. Thus, reducing COTS populations, by improving water quality and developing alternative control measures, could prevent further coral decline and improve the outlook for the Great Barrier Reef. Such strategies can, however, only be successful if climatic conditions are stabilized, as losses due to bleaching and cyclones will otherwise increase.

Very little is known about how environmental changes such as increasing temperature affect disease dynamics in the ocean, especially at large spatial scales. We asked whether the frequency of warm temperature anomalies is positively related to the frequency of coral disease across 1,500 km of Australia's Great Barrier Reef. We used a new high-resolution satellite dataset of ocean temperature and 6 y of coral disease and coral cover data from annual surveys of 48 reefs to answer this question. We found a highly significant relationship between the frequencies of warm temperature anomalies and of white syndrome, an emergent disease, or potentially, a group of diseases, of Pacific reef-building corals. The effect of temperature was highly dependent on coral cover because white syndrome outbreaks followed warm years, but only on high (>50%) cover reefs, suggesting an important role of host density as a threshold for outbreaks. Our results indicate that the frequency of temperature anomalies, which is predicted to increase in most tropical oceans, can increase the susceptibility of corals to disease, leading to outbreaks where corals are abundant.

The Great Barrier Reef (GBR) provides a globally significant demonstration of the effectiveness of large-scale networks of marine reserves in contributing to integrated, adaptive management. Comprehensive review of available evidence shows major, rapid benefits of no-take areas for targeted fish and sharks, in both reef and nonreef habitats, with potential benefits for fisheries as well as biodiversity conservation. Large, mobile species like sharks benefit less than smaller, site-attached fish. Critically, reserves also appear to benefit overall ecosystem health and resilience: outbreaks of coral-eating, crown-of-thorns starfish appear less frequent on no-take reefs, which consequently have higher abundance of coral, the very foundation of reef ecosystems. Effective marine reserves require regular review of compliance: fish abundances in no-entry zones suggest that even no-take zones may be significantly depleted due to poaching. Spatial analyses comparing zoning with seabed biodiversity or dugong distributions illustrate significant benefits from application of best-practice conservation principles in data-poor situations. Increases in the marine reserve network in 2004 affected fishers, but preliminary economic analysis suggests considerable net benefits, in terms of protecting environmental and tourism values. Relative to the revenue generated by reef tourism, current expenditure on protection is minor. Recent implementation of an Outlook Report provides regular, formal review of environmental condition and management and links to policy responses, key aspects of adaptive management. Given the major threat posed by climate change, the expanded network of marine reserves provides a critical and cost-effective contribution to enhancing the resilience of the Great Barrier Reef.

Many marine scientists have concluded that coral reefs are moving toward or are locked into a seaweed‐dominated state. However, because there have been no regional‐ or global‐scale analyses of such coral reef “phase shifts,” the magnitude of this phenomenon was unknown. We analyzed 3581 quantitative surveys of 1851 reefs performed between 1996 and 2006 to determine the frequency, geographical extent, and degree of macroalgal dominance of coral reefs and of coral to macroalgal phase shifts around the world. Our results indicate that the replacement of corals by macroalgae as the dominant benthic functional group is less common and less geographically extensive than assumed. Although we found evidence of moderate local increases in macroalgal cover, particularly in the Caribbean, only 4% of reefs were dominated by macroalgae (i.e., >50% cover). Across the Indo‐Pacific, where regional averages of macroalgal cover were 9–12%, macroalgae only dominated 1% of the surveyed reefs. Between 1996 and 2006, phase shift severity decreased in the Caribbean, did not change in the Florida Keys and Indo‐Pacific, and increased slightly on the Great Barrier Reef due to moderate coral loss. Coral reef ecosystems appear to be more resistant to macroalgal blooms than assumed, which has important implications for reef management.

2014–2017 was an unprecedented period of successive record-breaking hot years, which coincided with the most severe, widespread, and longest-lasting global-scale coral bleaching event ever recorded. The 2014–2017 global-scale coral bleaching event (GCBE) resulted in very high coral mortality on many reefs, rapid deterioration of reef structures, and far-reaching environmental impacts. Through the papers in this special issue of Coral Reefs entitled The 2014–2017 Global Coral Bleaching Event: Drivers, Impacts, and Lessons Learned, as well as papers published elsewhere, we have a good analysis of the 2014–2017 GCBE and its impacts. These studies have provided key insights into how climate change-driven marine heatwaves are destroying coral reef ecosystems: (a) The 2014–2017 GCBE is unique in the satellite record in its spatial scale, duration, intensity, and repetition of bleaching. (b) The impacts have been the most severe ever seen at many reefs. (c) Timing of observations matters and needs to be considered during the analysis of impacts. (d) On both global and local scales, the intensity of heat stress and impacts varied. (e) We continue to see important differences among and within coral taxa, with key roles played by algal symbionts and the microbiome. (f) Heat stress and bleaching both play a role in subsequent disease, which plays a key role in mortality. (g) Impacts ripple far beyond corals, with significant changes to the fish and invertebrate community that may last decades. (h) The structure of both individual coral's skeletons and entire reefs has been eroded much more quickly than previously realized. (i) The 2014–2017 GCBE provided little support for the proposed "lifeboat" hypothesis, whereby deep or mesophotic reefs serve as a means of coral reef salvation. (j) While marine protected areas (MPAs) provide protection from local stressors, they not only do not protect reefs from global-scale stressors, but also here is also little evidence they provide significant resilience.

Ocean warming under climate change threatens coral reefs directly, through fatal heat stress to corals and indirectly, by boosting the energy of cyclones that cause coral destruction and loss of associated organisms. Although cyclone frequency is unlikely to rise, cyclone intensity is predicted to increase globally, causing more frequent occurrences of the most destructive cyclones with potentially severe consequences for coral reef ecosystems. While increasing heat stress is considered a pervasive risk to coral reefs, quantitative estimates of threats from cyclone intensification are lacking due to limited data on cyclone impacts to inform projections. Here, using extensive data from Australia's Great Barrier Reef (GBR), we show that increases in cyclone intensity predicted for this century are sufficient to greatly accelerate coral reef degradation. Coral losses on the outer GBR were small, localized and offset by gains on undisturbed reefs for more than a decade, despite numerous cyclones and periods of record heat stress, until three unusually intense cyclones over 5 years drove coral cover to record lows over >1500 km. Ecological damage was particularly severe in the central-southern region where 68% of coral cover was destroyed over >1000 km, forcing record declines in the species richness and abundance of associated fish communities, with many local extirpations. Four years later, recovery of average coral cover was relatively slow and there were further declines in fish species richness and abundance. Slow recovery of community diversity appears likely from such a degraded starting point. Highly unusual characteristics of two of the cyclones, aside from high intensity, inflated the extent of severe ecological damage that would more typically have occurred over 100s of km. Modelling published predictions of future cyclone activity, the likelihood of more intense cyclones within time frames of coral recovery by mid-century poses a global threat to coral reefs and dependent societies.

On coral reefs, herbivorous fishes consume benthic primary producers and regulate competition between fleshy algae and reef-building corals. Many of these species are also important fishery targets, yet little is known about their global status. Using a large-scale synthesis of peer-reviewed and unpublished data, we examine variability in abundance and biomass of herbivorous reef fishes and explore evidence for fishing impacts globally and within regions. We show that biomass is more than twice as high in locations not accessible to fisheries relative to fisheries-accessible locations. Although there are large biogeographic differences in total biomass, the effects of fishing are consistent in nearly all regions. We also show that exposure to fishing alters the structure of the herbivore community by disproportionately reducing biomass of large-bodied functional groups (scraper/excavators, browsers, grazer/detritivores), while increasing biomass and abundance of territorial algal-farming damselfishes (Pomacentridae). The browser functional group that consumes macroalgae and can help to prevent coral-macroalgal phase shifts appears to be most susceptible to fishing. This fishing down the herbivore guild probably alters the effectiveness of these fishes in regulating algal abundance on reefs. Finally, data from remote and unfished locations provide important baselines for setting management and conservation targets for this important group of fishes.

Research on the coral-eating crown-of-thorns starfish (CoTS) has waxed and waned over the last few decades, mostly in response to population outbreaks at specific locations. This review considers advances in our understanding of the biology and ecology of CoTS based on the resurgence of research interest, which culminated in this current special issue on the Biology, Ecology and Management of Crown-of-Thorns Starfish. More specifically, this review considers progress in addressing 41 specific research questions posed in a seminal review by P. Moran 30 years ago, as well as exploring new directions for CoTS research. Despite the plethora of research on CoTS (>1200 research articles), there are persistent knowledge gaps that constrain effective management of outbreaks. Although directly addressing some of these questions will be extremely difficult, there have been considerable advances in understanding the biology of CoTS, if not the proximate and ultimate cause(s) of outbreaks. Moving forward, researchers need to embrace new technologies and opportunities to advance our understanding of CoTS biology and behavior, focusing on key questions that will improve effectiveness of management in reducing the frequency and likelihood of outbreaks, if not preventing them altogether.

Abstract Climate‐driven alterations to disturbance regimes are increasingly disrupting patterns of recovery in many biomes. Here, we examine the impact of disturbance and subsequent level of recovery in live hard coral cover on the Great Barrier Reef (GBR) across the last three decades. We demonstrate that a preexisting pattern of infrequent disturbances of limited spatial extent has changed to larger and more frequent disturbances, dominated by marine heatwaves and severe tropical cyclones. We detected an increase in the impact (measured as coral loss) across 265 individual disturbance impacts on 131 reefs in a 36‐year dataset (1985–2022). Additionally, the number of survey reefs impacted by disturbance has increased each decade from 6% in the 1980s to 44% in the 2010s, as has the frequency of mass coral bleaching across the GBR, which has increased between 19% and 28% per year, and cyclones (3%–5% per year), resulting in less time for recovery. Of the 265 disturbance impacts we recorded, complete recovery to the highest levels of coral cover recorded earlier in this study (the “historical benchmark”) occurred only 62 (23%) times. Of the 23% of disturbance impacts that resulted in complete recovery to historical benchmarks, 34/62 recovered to their benchmark in 2021 or 2022. Complete recovery was more likely when the historical benchmark was <25% live hard coral cover. The lack of recovery was attributed to recovery time windows becoming shorter due to increases in the frequency of cyclones and of thermal stress events that result in mass coral bleaching episodes. These results confirm that climate change is contributing to ecosystem‐wide changes in the ability of coral reefs to recover.