Coral and algal community primary succession on new vertical substrate at Rackham’s Cay, Port Royal, Jamaica / Sucesión primaria de una comunidad de coral y algas en el nuevo sustrato vertical en el Cayo de Rackham, Puerto Royal, Jamaica

Jamaica’s trans-shipment industry is amongst the largest in the Caribbean with 90% of trans-shipment activities occurring in Kingston Harbour. The eastern ship channel is populated with patch and fringing coral reefs. In 2002, approximately 20% of an originally sloping face of Rackham’s Cay, on the southern edge of the channel, was cut vertically to 18m and dredged to widen the channel. The successional changes on the newly created vertical limestone wall was assessed between 2009 and 2012 at 5m, 10m and 15m depths using bi-annual photographs of fixed 1 m² quadrats. Photographs were analyzed using Coral Point Count. No colonization of either algal or coralline species was observed at 15m. Initially calcareous and fleshy algae dominated at 5m but showed a gradual decrease over time. Calcareous algae dominated at 10m and increaseed gradually over the 4 years. Stony corals at both 5m and 10m had overall low cover and slow colonization; the shallower depth had more coverage (4.1% maximum in 2011). Siderastrea sidera -which dominated Rackham’s Cay before dredging- was consistently present in low coverage. Colonization by species of Acropora and Scolymia indicate slower but better succession at 10m. Ten years following dredging activities, colonization and recruitment have been slow but successful at 5m and 10m; species previously described as abundant lead the colonization. We recommend limiting coral relocation activities to depths not exceeding 10m.

La industria de transbordo en Jamaica es de las mas grandes en el Caribe con el 90% de las actividades de tránsito que ocurren en el puerto de Kingston. El canal oriental de la bahía está poblado de un fragmento y franja de arrecife de coral. En el 2002, aproximadamente el 20% de una cara del Cayo Rackham fue cortado verticalmente a 18m y dragado para facilitar la ampliación del canal. Los cambios sucesionales en la pared de piedra caliza vertical se evaluó entre el 2009 y 2012 en 5m, 10m y 15m de profundidad usando fotografías bianuales en cuadrantes de 1m². Las fotografías fueron analizadas usando “Conteo de Puntos de Coral”. A 15m de profundidad, no se observó ninguna colonización de especies coralinas o algas. Las algas calcáreas y carnosas dominaron inicialmente los 5m de profundidad y mostraron una disminución gradual en el tiempo. Algas calcáreas dominaron los 10m de profundidad y también mostraban un incremento gradual en los 4 años. Corales pétreos en 5m y 10m de profundidad mostraron un % de cobertura bajo y lenta colonización, con la menor profundidad y teniendo la mayor cobertura coralina (4.1% máximo en 2011). Sidera Siderastrea que dominaba Cayo Rackham antes del dragado fue la especie coral constantemente presente aunque en bajo % de cobertura. La colonización por especies de los géneros Acropora y Scolymia son indicación de sucesión más lenta pero mejor a 10m de profundidad. Los diez años siguientes después de las dragas, la colonización de coral y reclutamiento ha sido lento pero exitoso en 5m y 10m de profundidad con especies previamente descritas como siendo abundantes en la zona. Recomendamos limitar las actividades de reubicación de coral a profundidades no superiores a 10m.

Breeding success of the masked booby (Sula dactylatra dactylatra, Pelecaniformes: Sulidae) at Middle Cay, Pedro Bank, Jamaica / Determinación del éxito reproductivo del alcatraz enmascarado (Sula dactylatra dactylatra, Pelecaniformes: Sulidae) en Cayo Middle, Banco de Pedro Jamaica

The masked booby (Sula dactylatra dactylatra) colony at Middle Cay, Pedro Bank, 60 miles south of Jamaica, has been affected by challenges resulting from anthropogenic disturbances. Despite habitat degradation, the colony displays resilience by remaining extant on the cay. Between June 2008 and June 2009 we investigated the colony’s health (mainly breeding success). Data were collected once per month for twelve months and included one day, seven day and 24 hour (day and night continuous observational) sojourns. Forty-four nests were marked and monitored using a novel method for marking seabird nests based on painted seashells. Data collected from the colony included: the presence/absence/number of egg(s)/chick(s) in nests, offspring maturity, adult attendance at nests and the time of data collection. An average of 227 adult birds constituted the colony. Using the Mayfield Method and the “Naïve Estimator” for comparison, the colony’s breeding success was determined to be 37.20% despite a hatching success of 40% and a fledgling success of 93%. This is less than the estimated 45.77% success typical of healthy colonies of sulids such as the masked booby elsewhere. Based on the breeding success calculations the long term survival of this colony is at risk and needs active conservation.

La colonis del alcatraz enmascarado (Sula dactylatra dactylatra) en Cayo Middle, Banco de Pedro, 60 millas al sur de Jamaica, ha sido afectada por una serie de desafíos resultantes de disturbios antropogénicos a su hábitat. A pesar de la degradación excesiva del hábitat, la colonia muestra resilencia al permanecer en el cayo. Entre junio de 2008 y junio de 2009 realizamos una investigación de la salud de la colonia (principalmente éxito reproductivo). Los datos fueron recogidos una vez al mes durante doce meses e incluyó un día, siete días y 24 horas (día y noche de continua observación). Cuarenta y cuatro nidos fueron marcados y monitoreados utilizando un método novedoso para marcar nidos de aves marinas. Los datos recogidos de la colonia incluyen: presencia/ausencia/número de óvulos/polluelos en nidos, madurez de crías, asistencia de adultos en los nidos y el tiempo de recolección de datos. Un promedio de 227 aves adultas constituían la colonia. Usando el método de Mayfield para analizar los datos y el “estimador Naïve” para la comparación, el éxito reproductivo de la colonia se determinó de un 37.20% a pesar de un 40% de éxito de eclosión y un éxito de pichones del 93%. Esto es menos que el éxito estimado de 45.77% en colonias saludables como la del alcatraz enmascarado en todo el mundo. Basado en los cálculos de éxito la supervivencia a largo plazo de esta colonia está en riesgo y necesita se ejecute conservación activa.

Assessing the phytoplankton and water quality of Kingston Harbour and Hellshire coast, Jamaica, after the implementation of a waste water treatment facility / Evaluación de la calidad de las aguas de la Bahía de Kingston y la costa Hellshire, Jamaica, después de la implementación de una planta de tratamiento de aguas residuales

Deteriorating water quality of Kingston Harbour, due primarily to sewage discharge and its effect on nearby Hellshire Coast, has been an issue since the 1970s. The implementation of a new sewage treatment facility in 2007 to receive the harbour’s waste at Soapberry was expected to make a positive difference. Physico-chemical and biological parameters were used to assess water quality to determine the effect of the facility. Eleven stations used in earlier studies (1990 to 1998) were re-sampled to represent Kingston, Hunts Bay and North East Hellshire coastline over a four week sampling regime between May and June 2011. While temperature, salinity, turbidity, dissolved oxygen and pH remained unchanged between the 1990’s and 2011, BOD5, faecal coliform and nitrate concentrations indicated that the water quality had improved minimally in Kinsgton and Hellshire,and deteriorated significantly in Hunts. Phytoplankton biomass decreased in Kingston (from 3.84 mg m-3 in 1998 to 2.81 mg m-3 in 2011) and increased significantly in Hunts (from 14.69 mg m-3 in 1998 to 24.17 mg m-3 in 2011). Biomass along Hellshire was similar (2.15 mg m-3 in 1998; 2.45 mg m-3 in 2011). In 1998 the nanoplankton biomass (2.7 to 20μm) dominated throughout the Harbour. In 2011 Hunts Bay was dominated by net-plankton (>20μm), indicative of eutrophic waters.

El deterioro de la calidad del agua del puerto de Kingston es debido principalmente a la descarga de aguas residuales y su efecto en los alrededores de la Costa de Hellshire, esto ha sido un problema desde la década de 1970. La implementación de una nueva planta de tratamiento de aguas residuales en 2007 para recibir residuos del Puerto de Kingston en Soapberry se esperaba hiciera una diferencia positiva. Parámetros físico-químicos y biológicos fueron utilizados para evaluar la calidad del agua y determinar el efecto de la planta de tratamiento. Once estaciones que fueron utilizadas en estudios anteriores (1990-1998) se muestrearon nuevamente para representar el puerto de Kingston, Bahía Hunts y la costa North East Hellshire sobre un régimen de muestreo de cuatro semanas entre mayo y junio de 2011. Mientras la temperatura, salinidad, turbidez, oxígeno disuelto y pH se mantuvieron sin cambios entre los años noventa y 2011, BOD5, coliformes fecales y concentraciones de nitratos indicaron que había mejorado la calidad del agua del puerto y la costa mínimamente mientras que la calidad del agua en la bahía Hunts se había deteriorado significativamente. La biomasa del fitoplancton disminuyó en el puerto de Kingston (de 3.84mg m-3 en 1998 a 2.81mg m-3 en el 2011), y aumentó significativamente en bahía Hunts (de 14.69mg m-3 en 1998 a 24.17mg m-3 en el 2011). La biomasa en la costa permaneció similar (de 2.15mg m-3 en 1998 a 2.45mg m-3 en 2011). En 1998 la biomasa de nanoplancton (2.7 a 20μm) dominó a lo largo del puerto. En el 2011 la bahía Hunts era dominada por neto-plancton (>20μm), indicativo de aguas eutróficas.

Status of the coral reefs in Foul and Folly Bays, Morant Wetlands, south-eastern Jamaica, with emphasis on corals and macroalgae / Estado de los arrecifes de coral en Foul and Folly Bays, Morant Wetlands, sureste de Jamaica, con énfasis en corales y macroalgas

Foul and Folly Bays are located within the Morant Wetlands near the eastern tip of Jamaica. They have never been investigated but were believed to be important for larval productivity because of the extent of benthic habitats, absence of major coastal developments and remote location. The study was aimed at providing baseline data on the spatial distribution and status of corals and associated benthos. We investigated coral reefs and associated areas with phototransects at eight stations analysed with the Coral Point Count software. Most areas were dominated by algae, evidence of a phase shift from coral to algal reefs. Coral cover varied significantly across the bays (ANOVA, p= 0.0342) with a maximum of 27.03% at the deepest station and a mean of 5.6% at all other stations combined. Mean cover of macroalgae was 39% and varied significantly across stations (α= 0.05, F= 7.472, p= 0.005). The deepest station also had the highest percentage of calcareous algae and live coral while dead coral with algae (DCA) was a significant variable across all other stations (ANOVA, p<0.001). Gorgonians (ANOVA, p<0.001), sponges and urchins were also assessed. Diadema antillarum was not observed at any station. Overall the status of the reefs was poor, probably due to overfishing, absence of urchins and the resultant algal proliferation.

Las bahías Foul y Folly se encuentran dentro de los Humedales Morant cerca de la punta oriental de la isla de Jamaica. Estos dos bahías nunca han sido investigadas pero se cree que son áreas importantes para la productividad larvaria debido a la extensión de los hábitats bentónicos, ausencia de desarrollos importantes a lo largo de la costa y la ubicación remota de la zona. El estudio tuvo como objetivo proporcionar datos de referencia sobre la distribución espacial y el estado de los corales y del bentos asociado. Investigamos los arrecifes coralinos y áreas asociadas utilizando fototransectos en ocho estaciones analizadas con el programa Coral Point Count. La mayoría de las áreas tuvieron predominio algal, mostrando evidencia del desplazamiento de fase de coral a algas. La cobertura de coral varió significativamente a través de las bahías (ANOVA , p= 0.0342), con un máximo de 27.03% en la estación estación más profunda y una media de 5.6% en todas las demás estaciones combinadas. La media de porcentaje de cobertura de macroalgas fue de 39% y varió significativamente entre las estaciones (α= 0.05, F= 7.472, p= 0.005). La estación mas profunda presentaba el mayor porcentaje de algas calcáreas y coral vivo, mientras que el coral muerto con algas (DCA) fue una variable significativa en todas las demás estaciones (ANOVA , p<0.001). También se evaluaron las gorgonias (ANOVA , p<0.001), esponjas y erizos de mar. No se observó Diadema antillarum en todas las estaciones dentro de los transectos. En general, el estado de los arrecifes era pobre, probablemente debido a la pesca excesiva, la ausencia de erizos y la proliferación de algas resultante.

Application of the Soil and Water Assessment Tool (SWAT Model) on a small tropical island (Great River Watershed, Jamaica) as a tool in Integrated Watershed and Coastal Zone Management / Aplicación de la herramienta de evaluación de suelo y agua (modelo SWAT) en una isla tropical pequeña (Gran Cuenca del Río, Jamaica) como una herramienta en la gestión integral de cuencas y manejo de la zona costera

The Great River Watershed, located in north-west Jamaica, is critical for development, particularly for housing, tourism, agriculture, and mining. It is a source of sediment and nutrient loading to the coastal environment including the Montego Bay Marine Park. We produced a modeling framework using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) and GIS. The calculated model performance statistics for high flow discharge yielded a Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) value of 0.68 and a R² value of 0.70 suggesting good measured and simulated (calibrated) discharge correlation. Calibration and validation results for streamflow were similar to the observed streamflows. For the dry season the simulated urban landuse scenario predicted an increase in surface runoff in excess of 150%. During the wet season it is predicted to range from 98 to 234% presenting a significant risk of flooding, erosion and other environmental issues. The model should be used for the remaining 25 watersheds in Jamaica and elsewhere in the Caribbean. The models suggests that projected landuse changes will have serious impacts on available water (streamflow), stream health, potable water treatment, flooding and sensitive coastal ecosystems.

Aplicación de la herramienta de evaluación de suelo y agua (modelo SWAT) en una isla tropical pequeña (Gran Cuenca del Río, Jamaica) como una herramienta en la gestión integral de cuencas y manejo de la zona costera. La gran cuenca del Río Grande, ubicada en el noroeste de Jamaica, crítico para el desarrollo, particularmente para vivienda, turismo, agricultura y minería. Es una fuente de sedimentos y nutrientes de recarga para el ambiente costero incluyendo el Parque Marino Bahía Montego. Proponemos un marco integrado de modelado utilizando la herramienta de evaluación de suelo y agua (SWAT) y SIG. Las estadísticas de rendimiento del modelo calculadas para la descarga de alto flujo rindió una eficacia de Nash-Sutcliffe (NSE) de 0.68 y un R² de 0.70 sugiriendo una buena medición y correlación de descarga simulada (calibrada). Los estados insulares con frecuencia toman decisiones basándose en los impactos de la cuenca. Esto requiere un profundo entendimiento y análisis de factores como los recursos hídricos, uso del suelo/cobertura, sedimentos y nutrientes de recarga entre otros factores a nivel de cuenca. Con financiamiento del Instituto Interamericano para la investigación del Cambio Global (IAI) se examinó la aplicación del modelo de acceso libre en una cuenca jamaiquina. Los resultados de la calibración y validación para caudales fueron similares a los observados en los caudales respectivos, según lo indicado por la eficacia de Nash-Sutcliffe y el coeficiente de determinación. La calibración y validación de los resultados para el caudal son similares a los observados en el caudal. Durante la estación seca el escenario simulado en el uso de suelo urbano predijo un aumento de la escorrentía superficial superior al 150%. Durante la estación lluviosa el aumento de la escorrentía superficial se prevé que alcance desde 98 a 234% lo que representa un riesgo significativo de inundaciones, erosión y otros problemas ambientales. El modelo sugiere que cambios en los usos proyectados de suelo tendrán serios impactos sobre la disponibilidad de agua (caudal), salud de la cuenca, tratamiento de agua potable, inundaciones y ecosistemas costeros sensibles.

The planktonic communities of the Jamaican south-east coast; a comparison of harbor, shelf and oceanic areas / Comunidades planctónicas de la costa sudoriental jamaiquina; una comparación de puerto, estante y áreas oceánicas

Few studies have compared water quality and plankton along the eutrophication gradient from Kingston Harbour to oceanic waters around Jamaica. To compare the planktonic community along the expected nutrient gradient, we sampled every two weeks at four stations, from eutrophic Kingston Harbour to oceanic California Bank. Phytoplankton was assessed from whole water Niskin bottle casts and zooplankton by vertical hauls with plankton nets of three different mesh sizes: 64µm, 200µm, and 600µm. Total phytoplankton biomass declined sharply away from the harbour (1.0 μg L-1 at the Harbour Shoal Beacon to 0.2 μg L-1 at California Bank). Characteristic estuarine phytoplankton genera -such as Ceratium, Gonyaulax, Gyrodinium and Rhizosolenia- dominated harbour samples while genera characteristic of offshore locations -such as Asterionelliopsis, Navicula, Nitzschia, Rhizosolenia and Thalassionema- dominated California Bank. Highest phytoplankton densities (mean values of 34 174 cells L-1) were found at the harbor mouth. Mean zooplankton abundances ranged from maximum (5 858.5m-3) at Beacon to minimum (2 124.2 m-3) at California; 171 species of zooplankton were identified and copepods dominated with 76 species. Overall, 75 species of zooplankton were identified from Beacon, 107 from Port Royal Cays- South East Cay, 110 from the exposed shelf edge- Windward Edge, and 95 from the oceanic California Bank. Larval forms dominated; copepod nauplii, fish eggs and echinoderm larvae occurred at all sites. Lucifer faxoni and Penilia avirostris were indicative of harbor waters and Microsetella sp. and Farranula carinata of offshore waters. Some zooplankton taxa, like L. faxoni, Paracalanus parvus and copepod nauplii, despite showing gradual decline with distance from Beacon to the Edge, increased in abundance at the furthest station, California. California Bank clearly experiences enrichment which at times can be as high as near-shore areas, but the planktonic community is unique and similar only to those at other offshore station. To be reliable, characterization of water masses must involve a range of physicochemical and biological parameters.

Pocos estudios han comparado la calidad de agua y plancton a lo largo de un gradiente de eutrofización en el Puerto Kingston con aguas oceánicas en Jamaica. Para comparar la comunidad de plancton a lo largo del gradiente de nutrientes esperado, muestreamos cada dos semanas en cuatro estaciones, desde el eutrófico Puerto Kingston hasta el Banco oceánico California. Evaluamos el fitoplancton de agua entera en botellas de molde tipo Niskin usando la biomasa total y y zooplancton por arrastres verticales con redes de plancton de tres tamaños de malla diferente: 64µm, 200µm y 600µm. La biomasa total de fitoplancton mostró una fuerte caída al aumentar la distancia desde el puerto Kingston (1.0µg L-1 en el Puerto Shoal Beacon a 0.2µg L-1 en el Banco California). Géneros característicos estuarinos como Ceratium, Gonyaulax, Gyrodinium y Rhizosolenia dominaron en las muestras del Puerto Kingston mientras que géneros característicos de costa afuera como Asterionelliopsis, Navicula, Nitzschia, Rhizosolenia y Thalassionema dominaron en el Banco California. Las densidades más altas de fitoplancton (valores promedio de 34 174 células L-1) se encontraron en la boca del puerto. Valores promedio de zooplancton oscilaban entre un máximo (5 858.5m-3) en el Puerto Shoal Beacon (HSB) a un mínimo (2 124.19m-3) en el Banco California (CB), 171 especies del zooplancton fueron identificadas, de los cuales los copépodos dominaban con 76 especies. En general, se identificaron 75 especies del zooplancton en HSB, 107 de los Cayos Port Royal (SEC), 110 del borde de la plataforma expuesta (WE) y 95 del Banco oceánico (CB). Las formas larvarias eran numéricamente dominantes con nauplios de copépodos, huevos de peces y larvas de equinodermos que ocurren en todos los sitios. La dominancia de especies individuales fue utilizada para caracterizar las masas de agua. Lucifer faxoni y Penilia avirostris fueron indicativos de las aguas del puerto y Microsetella sp. y Farranula carinata fueron identificados como indicadores de aguas costa afuera. Taxones seleccionados de de zooplancton, como L. faxoni, Paracalanus parvus y nauplios de copépodos, a pesar de mostrar un decline gradual con la distancia desde el puerto de Kingston a la otra estación costa afuera, aumentan su abundancia en la estación más lejana, Banco California. Banco California es claramente una zona que experimenta un enriquecimiento que a veces puede ser tan alto como las áreas cerca de la costa, pero la comunidad planctónica es única y similar únicamente a las estaciones costa afuera. Para ser confiable, la caracterización de masas de agua debe implicar una serie de parámetros físico-químicos y biológicos.

Development of a protocol for sampling and analysis of ballast water in Jamaica / Desarrollo de un protocolo de muestreo y análisis de agua de lastre en Jamaica

The transfer of ballast by the international shipping industry has negatively impacted the environment. To design such a protocol for the area, the ballast water tanks of seven bulk cargo vessels entering a Jamaican port were sampled between January 28, 2010 and August 17, 2010. Vessels originated from five ports and used three main routes, some of which conducted ballast water exchange. Twenty-six preserved and 22 live replicate zooplankton samples were obtained. Abundance and richness were higher than at temperate ports. Exchange did not alter the biotic composition but reduced the abundance. Two of the live sample replicates, containing 31.67 and 16.75 viable individuals m-3, were non-compliant with the International Convention for the Control and Management of Ships’ Ballast Water and Sediments. Approximately 12% of the species identified in the ballast water were present in the waters nearest the port in 1995 and 11% were present in the entire bay in 2005. The protocol designed from this study can be used to aid the establishment of a ballast water management system in the Caribbean or used as a foundation for the development of further protocols.

La transferencia de lastre por el transporte marítimo internacional ha impactado negativamente el ambiente. Con el fin de diseñar un protocolo, los tanques de agua de lastre de siete barcos carga en el puerto jamaiquino fueron muestreados entre el 28 de enero del 2010 y el 17 de agosto del 2010. Contenedores provenían de cinco puertos, utilizan tres rutas principales, algunos de los cuales conllevan un intercambio de agua de lastre. Se obtuvieron 26 muestras de zooplankton preservado y 22 vivo durante este periodo. La abundancia y riqueza de las muestras fue superior que en clima templado. El intercambio de agua de lastre no alteró la composición biótica pero disminuyó la abundancia. Dos de las muestras vivan, contenían 31.67 y 16.75 individuos viables m-3, no compatibles con el Reglamento D-2 estándar de la Convención Internacional para el control y manejo del agua de lastre y sedimentos de barcos. Aproximadamente el 12% de las especies identificadas en el agua de lastre estaban presentes en las aguas del puerto más cercano en 1995 y 11% estaban presentes en toda la bahía en el año 2005. El protocolo diseñado a partir de este estudio puede ser utilizado para ayudar al establecimiento de un sistema de gestión del agua de lastre en el Caribe o usado como una base para el desarrollo de futuros protocolos.