Effects of Noncompliance on the Success of Alternative Designs of Marine Protected‐Area Networks for Conservation and Fisheries Management

: Studies examining the efficacy of marine protected areas (MPAs) rarely consider the potential for noncompliance. Violation of MPAs will typically occur near boundaries, so perimeter-to-area ratios will be important determinants of actual protection, suggesting that MPAs should be larger and likely fewer. If larval dispersal is highly localized, however, MPAs will need to be more numerous, widespread, and likely smaller in order to replenish many fished areas. Thus, there is a discord between the MPA network that would best achieve external replenishment and that which would maximize compliance. I investigated these competing criteria with a spatially structured model of a hypothetical marine fishery exploiting a sedentary reef-dwelling organism. With full compliance, a network of several small MPAs protects a population of similar size to that in a single large MPA and produces higher fishery yield across a range of fishing mortality rates. As noncompliance increases, however, the protected population in the network of several small MPAs approaches zero, whereas the single, large MPA population declines much less. Furthermore, at high levels of fishing mortality and noncompliance, yield with the network of several small MPAs begins to mirror that with no MPAs and drops below the yield with the single large MPA. Temporal variability in both the protected population size and yield are similar between the two designs with full compliance, but the single large MPA provides much greater stability in both metrics at high fishing mortality rates as noncompliance increases. My results highlight the important effects of noncompliance in realized MPA benefits and can explain why observed and expected effects might differ. Moreover, my results support a call for increased attention to rates of noncompliance and their ecological effects and greater collaboration among natural scientists, social scientists, managers, and stakeholders in understanding and altering illegal behavior. Resumen: Los estudios que examinan la eficacia de areas marinas protegidas (AMP) raramente consideran el potencial de incumplimiento. La violacion de AMP tipicamente ocurrira cerca de los limites, por lo que las relaciones perimetro:area seran importantes en la determinacion de la conservacion actual, lo que sugiere que las AMP deben ser mas grandes y posiblemente menos en numero. Sin embargo, si la dispersion larvaria esta muy localizada, las AMP deberan ser mas numerosas, mas dispersas y posiblemente mas pequenas para reestablecer muchas areas pescadas. Por tanto, hay una discordancia entre la red de AMP que mejor logre el reestablecimiento externo y que maximice el cumplimiento. Investigue estos criterios en competencia con el modelo estructurado espacialmente de una pesqueria marina hipotetica que explota a un organismo arrecifal sedentario. Con cumplimiento total, una red de varias AMP pequenas protege una poblacion de tamano similar al de una sola AMP grande y tiene mayor rendimiento pesquero en un rango de tasas de mortalidad por pesca. Sin embargo, a medida que aumenta el incumplimiento, la poblacion protegida en la red de varias AMP pequenas se acerca a cero, mientras que la declinacion de la poblacion en la unica AMP grande es mucho menor. Mas aun, en niveles altos de mortalidad por pesca y de incumplimiento, la produccion en la red de varias AMP pequenas comienza a ser similar a la de sin AMP y cae debajo de la produccion con la unica AMP grande. La variabilidad temporal tanto del tamano como la produccion de la poblacion protegida es similar en los dos disenos con cumplimiento total, pero la unica AMP grande proporciona mucha mas estabilidad en ambas medidas en tasas de mortalidad por pesca altas a medida que aumenta el incumplimiento. Mis resultados resaltan los efectos importantes del incumplimiento sobre los beneficios de AMP y pueden explicar porque pueden diferir los efectos observados y esperados. Mas aun, mis resultados son un llamado para mayor atencion a las tasas de incumplimiento y sus efectos ecologicos y para una mayor colaboracion entre cientificos naturales, sociales, administradores y publico para entender y alterar la conducta ilegal.