Mapping priority areas for mangrove conservation and restoration using ecosystem service-based spatial planning

Abstract

Mangrove ecosystems are found along tropical and subtropical coastlines, providing essential environmental, social, and economic services, including shoreline protection, biodiversity conservation, and carbon storage. Despite their importance, mangroves are increasingly threatened by urban expansion, industrial development, and pollution, particularly in the Baixada Santista Metropolitan Region (São Paulo, Brazil), which hosts some of the state’s most extensive mangrove forests. We used a spatial planning tool, Marxan, to identify priority areas for mangrove conservation and restoration based on the provision of key ecosystem services. Two target-based scenarios were evaluated: (1) a 30% conservation target applied across all three ecosystem services simultaneously (carbon stocks, coastal protection, and fisheries), and (2) a 30% target applied individually to each ecosystem service. Priority areas were identified using spatial data on carbon stocks, artisanal fishing activity, and coastal protection. Our results revealed clear spatial differences between conservation and restoration priorities. While restoration priorities were concentrated in a relatively small and consistent set of areas, conservation priorities were more spatially distributed, indicating that conservation targets can be achieved through multiple alternative spatial configurations across the region. In addition, no single municipality simultaneously maximized priorities for all three ecosystem services, reinforcing the need for multi-objective spatial planning rather than a single-service focus. These findings provide a robust basis for mangrove management by aligning conservation and restoration efforts with climate mitigation, biodiversity conservation, and coastal management objectives.

Os ecossistemas de manguezal estão presentes ao longo de zonas costeiras tropicais e subtropicais, fornecendo serviços ambientais, sociais e econômicos essenciais, incluindo proteção da linha de costa, conservação da biodiversidade e armazenamento de carbono. Apesar de sua importância, os manguezais estão cada vez mais ameaçados pela expansão urbana, pelo desenvolvimento industrial e pela poluição, particularmente na Região Metropolitana da Baixada Santista (São Paulo, Brasil), que abriga algumas das maiores extensões de manguezais do estado. Utilizamos a ferramenta de planejamento espacial Marxan para identificar áreas prioritárias para a conservação e restauração de manguezais com base na provisão de serviços ecossistêmicos-chave. Foram avaliados dois cenários baseados em metas: (1) uma meta de conservação de 30% aplicada simultaneamente aos três serviços ecossistêmicos (estoque de carbono, proteção costeira e pesca); e (2) uma meta de 30% aplicada individualmente a cada serviço ecossistêmico. As áreas prioritárias foram identificadas utilizando dados espaciais sobre estoques de carbono, atividade de pesca artesanal e proteção costeira. Nossos resultados revelaram diferenças espaciais claras entre as prioridades de conservação e restauração. Enquanto as prioridades de restauração se concentraram em um conjunto relativamente pequeno e consistente de áreas, as prioridades de conservação apresentaram maior distribuição espacial, indicando que as metas de conservação podem ser alcançadas por meio de múltiplas configurações espaciais alternativas na região. Além disso, nenhum município apresentou simultaneamente a maior concentração de prioridades para os três serviços ecossistêmicos, reforçando a necessidade de um planejamento espacial multiobjetivo, em vez de uma abordagem focada em um único serviço. Esses resultados fornecem uma base para o planejamento da conservação e restauração de manguezais, alinhando os esforços de conservação e restauração aos objetivos de mitigação das mudanças climáticas, conservação da biodiversidade e gestão costeira.