A fjord-like tropical ecosystem, Pacific coast of Costa Rica: overview of research in Golfo Dulce / Un ecosistema tropical similar a un fiordo, costa del Pacífico de Costa Rica: panorama de la investigación en el Golfo Dulce

Abstract Introduction: Coastal ecosystems worldwide are under the influence of local, regional and global stressors, such as pollution, eutrophication and climate change. Golfo Dulce is a relatively pristine and accessible deep tropical ecosystem that provides opportunities for comparative and collaborative research. Objective: To summarize published reports on past research conducted in this ecosystem, identify topics for further study, and suggest new research issues. Methods: A search was made on the web for reports based on research conducted in Golfo Dulce and published in scientific journals. Reports focusing on environmental parameters and on the biota were included. Results: A total of 123 studies that include data from Golfo Dulce are cited. The four topics more frequently addressed were reports based on the results of the R/V Victor Hensen expedition (1993-1994) and follow-up work on microbiology, studies on water parameters, research on vertebrates, and zooplankton studies. The reports focusing on vertical profiles of oxygen and temperature are discussed in detail, followed by those on the biota. Conclusions: Golfo Dulce has low oxygen concentrations below 50 m and is frequently anoxic at the 200 m deep basin with occasional formation of H2S. However, the ecosystem contains a relatively high diversity of identified organisms, from bacteria to whales. Of particular relevance for future studies are multidisciplinary surveys aiming at obtaining data on primary productivity, the diversity and biomass of the main groups of planktonic, demersal and benthic organisms, and the frequency and magnitude of the influx of deep offshore waters over the sill into the basin. These data, as well as the information gathered in the past, are essential for updating the trophic model developed more than 25 years ago and in support of new predictive models on the functioning of the ecosystem.

Resumen Introducción: Los ecosistemas costeros alrededor del mundo están bajo la influencia de tensores locales, regionales y globales, como la contaminación, la eutroficación y el cambio climático. El Golfo Dulce es un profundo ecosistema tropical relativamente inalterado y accesible, que provee oportunidades para la investigación comparativa y colaborativa. Objetivo: Resumir los informes publicados sobre investigaciones pasadas realizadas en el ecosistema, identificar tópicos para estudios futuros y sugerir nuevas áreas de investigación. Métodos: Se hizo una búsqueda en la red de informes basados en investigaciones hechas en Golfo Dulce y publicadas en revistas científicas. Fueron incluidos aquellos informes sobre parámetros ambientales y la biota. Resultados: Un total de 123 estudios que incluyen datos sobre Golfo Dulce son citados. Los cuatro tópicos citados con más frecuencia fueron: Los resultados de la expedición del R/V Victor Hensen (1993-1994) y estudios de seguimiento sobre microbiología, informes sobre parámetros acuáticos, investigaciones sobre vertebrados y estudios sobre zooplancton. Los informes sobre perfiles de oxígeno y temperatura son presentados con mayor detalle, seguidos por aquellos sobre la biota. Conclusiones: Golfo Dulce tiene bajas concentraciones de oxígeno por debajo de 50 m y es usualmente anóxico a 200 m en el fondo, con formación ocasional de H2S. Sin embargo, el ecosistema contiene una diversidad de organismos identificados relativamente alta, desde bacterias hasta ballenas. De relevancia particular para futuros estudios es, entre otros, la conducción, de muestreos multidisciplinarios orientados a obtener datos sobre productividad primaria, la diversidad y biomasa de los principales grupos de organismos planctónicos, demersales y bénticos, así como la frecuencia y magnitud del flujo de agua oceánica hacia el interior. Estos datos, así como los obtenidos en el pasado, son esenciales para actualizar el modelo trófico desarrollado hace más de 25 años, o en apoyo de nuevos modelos predictivos de funcionamiento del ecosistema.

Productividad primaria en el Humedal Nacional Térraba-Sierpe, Costa Rica / Primary productivity in the National Térraba-Sierpe Wetland, Costa Rica

Resumen Se determinó la productividad primaria (PP) del fitoplancton en un amplio sector del Humedal Nacional Térraba Sierpe (HNTS) de Costa Rica, durante la estación lluviosa del año 2008 y en la estación seca del año 2009. Seis sitios se ubicaron en las áreas norte y central del humedal, donde por lo general ocurre la mayor influencia del aporte de caudal del Río Grande de Térraba. Se realizaron adicionalmente determinaciones de otros parámetros ambientales, asociados con la productividad primaria, como profundidad de penetración del disco de Secchi, la concentración de sólidos en suspensión, la concentración de clorofila a, la salinidad, la temperatura, la concentración del oxígeno disuelto en el agua, la concentración de nutrimentos inorgánicos disueltos (amonio, nitrito, fósforo disuelto, silicato), la conductividad eléctrica específica y se llevó a cabo un estudio basado en el análisis de componentes principales. La PP en el HNTS fue en general baja, con un valor máximo de 8.16gC/m2·d de PPN, el cual se registró en la estación seca, en marzo del 2009, en Isla Loros. Los sitios de mayor influencia del río (Samu y El Caite en la estación lluviosa), fueron los que tuvieron valores más bajos, mientras que los sitios con mayor influencia marina fueron los que presentaron los valores más altos de este estudio, cuyo promedio y desviación estándar fue de 0.79±0.50gC/m2.d (n=12), y la mediana fue 0.80gC/m2.d. Esta diferencia se debe principalmente al elevado aporte de agua dulce y de sólidos en suspensión del Río Grande de Térraba que limita el desarrollo del fitoplancton marino en el humedal. Es importante que se establezca y mantenga un programa de monitoreo de los parámetros medidos en este estudio, con al menos dos muestreos por año, uno en la época seca y otro en la época lluviosa, siguiendo el gradiente de salinidad desde el río hasta el mar al menos en dos direcciones.

Abstract Phytoplankton primary production (PP) was determined in a broad sector of the Térraba-Sierpe National Wetland, Costa Rica, from September to November 2008 in the rainy season and from January to March 2009 in the dry season. Six sampling stations were located at the Northern and Central zone of the wetland, according to the main expected flux of Río Grande de Térraba. Additionally other environmental parameters such as Secchi disk depth, suspended solid matter concentration, chlorophyll-a concentration, salinity, temperature, dissolved oxygen concentration, dissolved inorganic nutrients concentrations (phosphate, nitrate, ammonium and silicate), specific conductivity were also measured and a principal components analysis was performed. The PP in the Terraba-Sierpe National Wetland (HNTS by its Spanish name) was generally low, with a maximum value of 8.16gC/m2·d of Net Primary Productivity (NPP), which was recorded in the dry season, in March 2009, at Loros island. Sites that had a greater riverine influence showed lower PP values, while sites with greater marine influence presented higher PP values. These latter had an average and standard deviation of 0.79±0.50gC/m2·d (n=12). This difference is the result of the high input of freshwater and suspended solids from the Río Grande de Térraba which limits the development of marine phytoplankton in the wetland. Rev. Biol. Trop. 63 (Suppl. 1): 9-28. Epub 2015 April 01.

Hidrocarburos de petróleo, disueltos y dispersos, en cuatro ambientes costeros de Costa Rica / Oil pollution status expressed as the fraction of dissolved and dispersed petroleum hydrocarbons

Entre los años 2000 a 2002 se recolectaron y se analizaron 130 muestras de agua de mar en las costas de Costa Rica, para determinarles la concentración de hidrocarburos de petróleo disueltos y dispersos (HPDD), referida a equivalentes de criseno en hexano, y expresada como µg·L-1. Se utilizó la técnica analítica de fluorescencia molecular. 42 muestras correspondieron al Caribe (Moín) y 81 al Pacífico (Bahía Culebra, Golfo de Nicoya, Golfo Dulce y en una ocasión se tomaron muestras a lo largo del Estero de Puntarenas). En la zona costera de Moín el promedio de la concentración de HPDD fue 0.10 µg·L-1, con una desviación estándar de ± 0.18 µg·L-1, en un ámbito desde concentraciones no detectables por el método, (nd), hasta 0.65 µg·L-1. En el Pacífico las concentraciones para todo el período del estudio, estuvieron entre nd y 0.37 µg·L-1. En la Bahía Culebra no se detectaron HPDD en ninguna de las muestras (n = 12); en el Golfo de Nicoya el promedio y la desviación estándar fueron 0.04 µg·L-1 ± 0.09 µg·L-1 (n = 51), en un ámbito desde nd hasta 0.33 µg·L-1. En el Golfo Dulce el promedio y la desviación estándar fueron 0.05 µg·L-1 ± 0.11 µg·L-1 (n = 18), en el ámbito desde nd a 0.37 µg·L-1. Durante las fechas en que se llevó a cabo el muestreo, no se encontró una situación de contaminación por petróleo en los ecosistemas costeros estudiados, puesto que las concentraciones de HPDD no rebasaron el límite de 10 µg·L-1 referido a equivalentes de criseno, considerado típico de áreas oceánicas contaminadas. En Bahía Culebra fue la primera vez que se hizo el estudio de la contaminación por petróleo y se comprobó que en las fechas de muestreo la zona estuvo libre de esta contaminación. El promedio y la desviación estándar en el Estero de Puntarenas fueron 1.21 µg·L-1 ± 2.10 µg·L-1 (n = 7), en un ámbito de 0.17 a 5.91 µg·L-1. Estos resultados evidenciaron una situación de contaminación moderada y la naturaleza estuarina de este cuerpo de agua costera, que distribuye irregularmente los HPDD descargados en ella

Four coastal ecosystems with contrasting characteristics were sampled in Costa Rica (2000 – 2002). Oil pollution status, expressed as the fraction of dissolved/dispersed petroleum hydrocarbons related to chrysene equivalents, was determined by the molecular fluorescence analytical technique. A total of 130 water samples were taken, from the Caribbean (Moín Bay), and from the Pacific (Bahía Culebra, Gulf of Nicoya and Dulce Gulf). On one occasion, seven samples along the Puntarenas estuary were also analysed. In Moín the mean and standard deviation were 0.10 µg·L-1 ± 0.18 µg·L-1, ranging from non detectable (nd) to 0.65 µg·L-1. For the Pacific ecosystems the total range was from nd to 0.37 µg·L-1. In Bahía Culebra no fluorescence signals were obtained. In the Gulf of Nicoya the mean and standard deviation were 0.04 µg·L-1 ± 0.09 µg·L-1, from nd to 0.33 µg·L-1. Values in Dulce Gulf were 0.05 µg·L-1 ± 0.11 µg·L-1, from nd to 0.37 µg·L-1. Along the Puntarenas estuary the range was 0.17 to 5.91 µg·L-1, with a mean of 1.21 µg·L-1 and a standard deviation of ± 2.10 µg·L-1. The four coastal ecosystems had concentrations below the 10 µg·L-1 limit for polluted oceanic areas. The Puntarenas estuary reflects the influence of antropogenic activities from and around the City of Puntarenas. These levels are considered low for inshore waters