Marxan是基於系統保護計畫 (systematic conservation planning, SCP) 發展的決策工具軟體 (decision tool software)。Marxan以擬退火法驗算(simulated annealing method) 為基礎，在現有的生態、社經資料下，依據所訂定的保護目標(可從單一物種到生態服務) 與不同的設定情境 (例如保育面積)，規劃最低成本 (如犧牲面積、活動、機會成本或實際成本) 的區域選擇 (zoning)。
傳統保護區多是基於其急迫程度而設立，SCP則通常對生物多樣性有最低限度要求，並有著資訊透明、包容和可討論的決策過程 (Smith et al., 2009)。目前Marxan實際應用於海域或海陸連接區域的分析已逾百件，其中如澳洲大堡礁的海洋空間規劃以及美國加州灣群島的海洋保護區設計等都是Marxan實際應用於行政管理與決策的案例。
在漁業管理的應用以美國大自然保育協會 (The Natural Conservancy) 於墨西哥灣進行的鮪漁業管理分析為例 (Brenner & McNulty, 2018)。墨西哥灣是黑鮪 (Thunnus atlanticus)、長鰭鮪 (T. alalunga)、大目鮪 (T. obesus)、大西洋黑鮪 (T. thynnus)、黃鰭鮪 (T. albacares)、正鰹 (Katsuwonus pelamis)、太平洋鰹魚 (Sarda sarda) 以及小鮪 (Euthynnus alletteratus) 等八種高度洄游鮪類的關鍵水域，其中有一半鮪類系群資源堪憂。該研究範圍涵蓋美國、墨西哥和古巴的專屬經濟區，研究團隊根據物種的IUCN (The International Union for Conservation of Nature)受危害狀態進行加權，以確保瀕危程度較高的物種出現的區域優先被選定。團隊基於該區漁撈數據與人為影響活動兩大數據庫，以Marxan進行四個季節的最優保護區分析。應用的漁撈數據包含Global Fishing Watch於2012-2017年的AIS航跡、採樣研究、黑鮪標識研究和公民科學家觀察資料。人為影響包括航道、污染、近海活動、入侵物種和漁撈作業等。
研究結果發現，Marxan各季的最適解中(圖1)，僅有2%的區域與現有保護區重疊。但針對高商業價值物種，有效的資源永續管理措施會比純保育區更具體且實際，並提供權益關係人進一步探討諸如季節性禁漁措施等替代方案的依據。
圖1、墨西哥灣高度洄游鮪類Marxan 各季別最適解 (Brenner & McNulty, 2018)
墨西哥灣鮪類Marxan分析的最大目的是為管理決策提供依據，例如根據科學分析以及人為影響等綜合因素考量的季節性禁漁措施討論。NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)於 2006年的《高度遷徙物種綜合漁業管理計畫》已確定了墨西哥灣對於改善鮪類資源是至關重要的區域(圖2)，而Marxan的分析則進一步提供了八種重要經濟鮪類魚種在資源管理上的可行策略。
Marxan有助於科學家確定關鍵的數據差距，與所有決策支持軟體一樣，Marxan所得到的最適解不是尚方寶劍，而是作為管理方案討論的基礎，與權益關係人達成永續管理的共識，在實際的社會政治和生態考量下，共同形塑具體管理措施。
圖2、基於黑鮪的瀕臨滅絕的狀態，將其加權至Marxan選址的50%，可看出Marxan與NOAA針對黑鮪管理區高度重疊。灰色區塊為墨西哥管轄水域。 (Brenner & McNulty, 2018)
主要參考資料:
Brenner, J., & McNulty, V. (2018) Gulf of Mexico Tuna Migrations. The Nature Conservancy, 24.
Smith, R. J., Eastwood, P. D., Ota, Y., & Rogers, S. I. (2009) Developing best practice for using Marxan to locate marine protected areas in European waters. ICES Journal of Marine Science: Journal du Conseil, 66(1): 188-194.