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The call for ecosystem considerations in marine management has instigated the use of ecosystem indicators. Many ecosystem indicators have been suggested under new policy frameworks such as the EU Marine Strategy Framework Directive or the Common Fisheries Policy. But many of these indicators are still under development and cannot be considered as yet operational for environmental assessments. A common reason for this lack of operationability is the absence of valid assessment benchmarks. This study introduces a two-stage approach for the benchmarking and assessment of time series (TSBA) against apriori chosen rationale of improvement or maintenance of current conditions. TSBA uses breakpoint- and trend-analysis to obtain long-term benchmarks and assess short term progress. Depending on the outcome of both analyses the action requirements for management can be determined. The method is exemplified on a case study on the size-structure of large North Sea gadoid stocks, which are considered as being sensitive to the impacts of fishing. Three out of six stocks reached their assessment benchmarks, while the three other stocks failed. TSBA is generic and can be applied to any indicator used within any marine policy assessment framework. A strength–weaknesses–opportunity–threat analysis (SWOT)investigated the advantages and disadvantages of TSBA in the context of the currently high political demand of operational ecosystem indicators. Contrary to benchmarks derived from ecological conceptsor pressure-state relationship TSBA benchmarks are not specifically linked to limits of resilience or sustainability. However, TSBA may be especially useful in situations where assessment benchmarks from other sources will not be readily available or are associated with high uncertainty.

Predictive maps of biodiversity patterns are pivotal to marine conservation and marine spatial planning alike, yet mapping of biodiversity indicators at the community-level is neither straightforward nor well-tested empirically. Two principle approaches exist. A direct approach involves calculation of indices for each sample, followed by interpolation to estimate values at unsampled locations. An indirect approach first interpolates individual species distributions and then determines indices based on the stacked distribution maps. We compared the appropriateness of both approaches to provide management-relevant information by mapping the distribution of demersal fish biodiversity in the German North Sea Exclusive Economic Zone using species richness, Hill's N1 and a novel traits-based community sensitivity to fishing index (CSI). To substitute zero-inflated species with up to 95% zeros in the sample data, we applied each species' mean abundance value as a flat surface. Spatial patterns between indicators varied, but certain hot- and cold-spots were revealed, which, under current legislation, might suggest that the present level of biodiversity protection is insufficient. Despite both approaches generating similar main patterns, the direct approach predicted a narrower range of index values and only depicted the most dominant patterns. Contrary to that the indirect approach better reproduced the variability in the data, along with additional information on species distributions and a theoretical advantage pertaining to sampling issues. Although the choice over the mapping approach is context dependent, for our study area featuring a community with relatively few species, we consider the indirect approach to provide the more reliable information for implementing marine environmental legislation.

14 pages, 4 figures, 2 tables, 1 appendix.-- Data availability: The aggregated data and BBN model that support the findings of this study are openly available at www.openagrar.de/receive/openagrar_mods_00074060 ; Worldwide climate change will influence the spatial distribution and status of exploited fish stocks, often in uncertain ways with cascading effects on the social-ecological systems depending on them. Likewise, changes in sociopolitical conditions influencing consumer demand, fuel, and fish prices may jeopardize the viability of fisheries. Predicting whether existing management systems can adapt to these changes is key and especially challenging in data-poor fisheries. In the Mediterranean Sea, the tropical and subtropical dolphinfish (Coryphaena hippurus) is at its northernmost reproductive distribution area and has sustained a seasonal age-0 based artisanal small-scale fishery since ancient times. We built a quantitative Bayesian Belief Network (BBN) model integrating a diverse set of ecological, social, and economic input data to assess the impact of plausible midterm futures (2040-2059) on the seasonal economic profit for dolphinfish fishers in Mallorca (Balearic Islands, Western Mediterranean). These future scenarios accounted for increasing sea surface temperature based on global IPCC projections, population dynamics and growth of dolphinfish, economic forecasts of future fish and fuel prices, and stakeholders' views on feasible adaptations of the local management system. Seven out of twelve scenarios point towards increased profitability for fishers. To date, the fishery is managed locally although within a wider EU regulatory framework, and options such as advancing the opening date of the fishing season in response to climate-induced changes in growth and body size of dolphinfish might be economically beneficial. This will, however, depend critically on the evolution of unknown factors such as changes in other target species, consumption habits of people, and market dynamics. We show here that, even in fisheries without information on stock status, an integrated and holistic assessment of adaptive capacities of management systems is possible ; This study received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 678193 (CERES - Climate change and European Aquatic Resources). HR was supported in part by the CERES project and in part by the BMBF-funded project SeaUseTip (funding code: 01LC1825A-C). AOA was supported by H2020 Marie Skłodowska-Curie Actions (746361). Parts of the work conducted by IC benefited from the collaboration of the Fundación Biodiversidad, from the Ministry for Ecological Transition, through the PLEAMAR program, co-funded by FEMP. [.] With the institutional support of the 'Severo Ochoa Centre of Excellence' accreditation (CEX2019-000928-S)

Identifying well suited sites for spatial conservation measures to protect mobile species is a challenging task. Intra- and interannual movements of individuals due to foraging, reproduction and environmental change make it difficult to identify the best placed locations. This study presents a generic approach for determining a species' consistent core areas in space and time by using point abundance data from annual surveys. For this approach no statistical modelling is required and thereby it is well suited to obtain distribution maps for all surveyed species without knowledge on environmental predictors, thereby ignoring any issues related to data availability, quality and model confidence. Generating distribution maps for a suite of demersal fish species by using data from a scientific fisheries survey allowed to identify consistent core areas for 53 species in winter and summer over a period of 21 years (1998–2018). By overlaying single species' distribution maps, hotspots of fish diversity could be compared to designated sites of marine protected areas (MPA) within the European Natura 2000 network. A majority of the identified diversity hotspots as well as the core areas of threatened and endangered species are currently not overlapping with the designated Natura 2000 MPAs. These MPAs might therefore not contribute sufficiently to the protection of marine demersal fish as an important component of marine ecosystems. Alternative spatial management options and tools implemented through other marine policies are needed to amend the Natura 2000 MPA network for the effective conservation of demersal fish in the North Sea.

Fundings: Financial support for the conduct of the research, collection and analysis of data, as well as preparation of the article has been received by the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme, under the MUSES project grant agreement No 727451. The authors would like to thank all stakeholder participants involved in the research and all project partners involved in the MUSES project. We acknowledge support by the Open Access Publication Funds of Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung. ; Peer reviewed ; Publisher PDF

Dieser Bericht stellt ein Bewertungsverfahren für die nationalen Indikatoren der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) vor, welche fischökologische Aspekte der Meeresumwelt oder die Auswirkungen von Fischerei erfassen sollen. Die Bewertung der MSRL-Indikatoren wurde vorgenommen, um den derzeit noch stattfindenden Auswahlprozess und die Operationalisierung der Indikatoren durch eine fachliche Einschätzung zu unterstützen. Es wurden insgesamt 23 MSRL-Indikatoren nach einem international erprobten Bewertungssystem gegen 15 Kriterien bewertet. Diese Kriterien berücksichtigten die Datenqualität, die Management-Praktikabilität und die konzeptionellen Qualitäten jedes Indikators. Die 15 Kriterien erlaubten somit eine genauere Betrachtung möglicher Defizite und die gezielte Erarbeitung von Empfehlungen zur Verbesserung der vorgestellten Indikatoren. Die exemplarische Bewertung durch die sieben Thünen-Expertinnen und -Experten zeigte, dass Indikatoren aus dem Fischereimanagement und den fischereiwissenschaftlichen Forschungsreisen grundsätzlich sehr gut bewertet wurden. Dies liegt daran, dass viele Indikatoren aus dem Fischereimanagement schon seit Jahrzehnten etabliert sind, als wissenschaftlich abgesichert gelten, sowie einen hohen Grad internationaler Abstimmung und eine relativ gute Datengrundlage aufweisen. Die Bewertungen von Indikatoren zu dem Zustand von Nahrungsnetzen oder benthischen Lebensräumen, sowie der Beifangintensitäten von Seevögeln und Meeressäugetieren wurden als schlechter eingeschätzt. Dies lag zum einen an der bisher mangelhaften Festlegung von Zielvorgaben (benthische Lebensräume), unzureichenden bzw. unpräzisen technischen Beschreibungen der Indikatoren und ihrer Messgrößen (Nahrungsnetze), sowie fehlender internationaler Abstimmung (Nahrungsnetze & benthische Lebensräume). Für Beifänge von Seevögeln und Meeressäugetieren fiel die Bewertung aufgrund der geringen Datenverfügbarkeit negativ aus. Um die Indikatoren mit schlechter Bewertung zu operationalisieren, sollte die technische Entwicklung auf internationaler Ebene vorangetrieben (Nahrungsnetze) und die Datengrundlagedurch intensiviertes Monitoring verbessert werden (benthische Lebensräume, Beifangindikatoren). Ein wesentlicher Teil der ausstehenden Arbeiten betrifft Bewertungsmethoden, sowie Bestimmung und Festlegung von Grenz- bzw. Zielwerten. Zwar liegen für viele Indikatoren Bewertungrschläge aus der wissenschaftlichen Literatur vor, es bedarf aber einer finalen politischen Abstimmung.

Dieser Bericht stellt ein Bewertungsverfahren für die nationalen Indikatoren der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) vor, welche fischökologische Aspekte der Meeresumwelt oder die Auswirkungen von Fischerei erfassen sollen. Die Bewertung der MSRL-Indikatoren wurde vorgenommen, um den derzeit noch stattfindenden Auswahlprozess und die Operationalisierung der Indikatoren durch eine fachliche Einschätzung zu unterstützen. Es wurden insgesamt 23 MSRL-Indikatoren nach einem international erprobten Bewertungssystem gegen 15 Kriterien bewertet. Diese Kriterien berücksichtigten die Datenqualität, die Management-Praktikabilität und die konzeptionellen Qualitäten jedes Indikators. Die 15 Kriterien erlaubten somit eine genauere Betrachtung möglicher Defizite und die gezielte Erarbeitung von Empfehlungen zur Verbesserung der vorgestellten Indikatoren. Die exemplarische Bewertung durch die sieben Thünen-Expertinnen und -Experten zeigte, dass Indikatoren aus dem Fischereimanagement und den fischereiwissenschaftlichen Forschungsreisen grundsätzlich sehr gut bewertet wurden. Dies liegt daran, dass viele Indikatoren aus dem Fischereimanagement schon seit Jahrzehnten etabliert sind, als wissenschaftlich abgesichert gelten, sowie einen hohen Grad internationaler Abstimmung und eine relativ gute Datengrundlage aufweisen. Die Bewertungen von Indikatoren zu dem Zustand von Nahrungsnetzen oder benthischen Lebensräumen, sowie der Beifangintensitäten von Seevögeln und Meeressäugetieren wurden als schlechter eingeschätzt. Dies lag zum einen an der bisher mangelhaften Festlegung von Zielvorgaben (benthische Lebensräume), unzureichenden bzw. unpräzisen technischen Beschreibungen der Indikatoren und ihrer Messgrößen (Nahrungsnetze), sowie fehlender internationaler Abstimmung (Nahrungsnetze & benthische Lebensräume). Für Beifänge von Seevögeln und Meeressäugetieren fiel die Bewertung aufgrund der geringen Datenverfügbarkeit negativ aus. Um die Indikatoren mit schlechter Bewertung zu operationalisieren, sollte die technische Entwicklung auf internationaler Ebene vorangetrieben (Nahrungsnetze) und die Datengrundlagedurch intensiviertes Monitoring verbessert werden (benthische Lebensräume, Beifangindikatoren). Ein wesentlicher Teil der ausstehenden Arbeiten betrifft Bewertungsmethoden, sowie Bestimmung und Festlegung von Grenz- bzw. Zielwerten. Zwar liegen in vielen Fällen Bewertungsvorschläge aus der wissenschaftlichen Literatur vor, es bedarf aber einer finalen politischen Abstimmung.