Nursery-reared coral outplanting success in an upwelling-influenced area in Costa Rica

Introduction: Environmental and intrinsic factors such as seawater temperature, salinity, nutrient concentration, upwelling, species, and life history can influence coral outplant survival and growth, and in consequence, the effectiveness of restoration. Thus, it is key to understand how these factors can shape coral outplant performance to ensure the long-term success of a restoration program. Objective: To establish the survival and growth rate of outplanted coral nursery-reared colonies of branching Pocillopora spp. and massive corals Pavona gigantea, Pavona clavus, and Porites lobata in Bahía Culebra, North Pacific of Costa Rica, and to determine whether the site of origin of the coral fragment and the presence of seasonal upwelling affected the growth of Pocillopora outplants. Methods: From September 2020 to September 2021, we monitored the survival, health, and growth of 30 Pocillopora spp. colonies from six donor sites, and 31 fragments of massive species (P. gigantea [n = 18], P. clavus [n = 8], P. lobata [n = 5]) that were outplanted to a degraded reef. We recorded in situ seawater temperature, salinity, and nutrient concentration. Results: By the end of the year, 100 % of the Pocillopora spp. outplants survived. Survival was 71.4 % for P. clavus, 47.5 % for P. gigantea, and 20 % for P. lobata. Coral tissue loss and predation marks were observed at least once in 71 % of massive outplants. Pocillopora spp. colonies increased their initial area in 333.1 %, at a rate of 9.98 ± 1.69 cm yr-1. The site of origin of the outplant influenced growth rate, but not the presence of seasonal upwelling. Massive species fragments grew at a rate of 1.35 ± 0.24 cm yr-1 for P. clavus, 1.48 ± 0.21 cm yr-1 for P. gigantea, and 0.61 cm yr-1 for P. lobata, with no differences among them. Conclusions: Environmental conditions at site level allow for high survival and growth of Pocillopora spp. outplants, previously considered as sensitive to stressors, and point towards acclimation to seasonal upwelling. Although survival of massive species was lower, developing a multi-species approach is key to enhance restoration success.

Introducción: Factores ambientales e intrínsecos como la temperatura del agua, salinidad, concentración de nutrientes, afloramiento, especies e historia de vida pueden influir en la supervivencia y crecimiento de los trasplantes de coral y, en consecuencia, en la eficacia de la restauración. Por ello, entender cómo estos factores pueden moldear el desempeño de los trasplantes es clave para asegurar el éxito de un programa de restauración a largo plazo. Objetivo: Establecer la supervivencia y tasa de crecimiento de los trasplantes de colonias de coral previamente cultivadas en viveros del coral ramificado Pocillopora spp. y las especies de crecimiento masivo Pavona gigantea, Pavona clavus y Porites lobata en Bahía Culebra, Pacífico Norte de Costa Rica, y determinar si el sitio donante de origen del fragmento de coral y la presencia de afloramiento estacional afectó el crecimiento de los trasplantes de Pocillopora. Métodos: De setiembre 2020 a setiembre 2021, se monitoreó la supervivencia, salud y crecimiento de 30 colonias de Pocillopora spp. de seis sitios donantes diferentes y 31 fragmentos de especies masivas (P. gigantea [n = 18], P. clavus [n = 8], P. lobata [n = 5]) que se trasplantaron a un arrecife degradado. Se registró la temperatura del agua, la salinidad y concentración de nutrientes in situ. Resultados: Al final del año, el 100 % de los trasplantes de Pocillopora spp. sobrevivieron. La supervivencia fue de 71.4 % para P. clavus, 47.5 % para P. gigantea y 20 % para P. lobata. Se observaron pérdidas de tejido y marcas de depredación al menos una vez en un 71 % de los trasplantes masivos. Las colonias de Pocillopora spp. aumentaron su área inicial en un 333.1 %, a una tasa de 9.98 ± 1.69 cm año-1. El sitio de origen del trasplante tuvo efecto sobre la tasa de crecimiento, pero no la presencia de afloramiento estacional. Los fragmentos de especies masivas crecieron a tasas de 1.35 ± 0.24 cm año-1 (P. clavus), 1.48 ± cm año-1 (P. gigantea) y 0.61 cm año (P. lobata), sin diferencias entre ellas. Conclusiones: Las condiciones del sitio permiten una alta supervivencia y crecimiento de trasplantes de Pocillopora spp., que previamente habían sido considerados sensibles a factores estresantes, e indican aclimatación a las condiciones locales de afloramiento estacional. Pese a que la supervivencia de las especies masivas fue menor, es esencial desarrollar un enfoque multi-especie para aumentar el éxito de la restauración.

Condición del arrecife coralino de Playa Blanca, Punta Gorda, uno de los arrecifes más extensos de la costa Pacífica de Costa Rica

Introducción: Los arrecifes coralinos son afectados negativamente por diferentes causas antropogénicas y ambientales en el Golfo de Papagayo. Objetivo: En esta investigación, la condición del arrecife coralino de Playa Blanca fue evaluado. Métodos: Entre agosto de 2010 y setiembre de 2011 el porcentaje de coral vivo por especie y del alga Caulerpa sertularoides fue determinado; el crecimiento anual de P. damicornis y P. elegans fue medido y relacionado con variables ambientales. Resultados: Se encontraron 14 especies de corales, dos de ellas, F. curvata y L. papyracea, únicamente como esqueletos. La zona con la mayor cobertura fue en la zona media de la playa. La especie con mayor CCV en todos los ámbitos de profundidad fue P. damicornis, seguido de P. elegans. La CCV descendió de 29 % en septiembre 2010 a 1 % en octubre 2010. La mortalidad masiva fue causada por una Floración Algal Nociva (FAN). La tasa de crecimiento de P. damicornis (26.0 ± 8.9 mm año-1) y de P. elegans (27.9 ± 4.5 mm año-1), no mostraron diferencias significativas entre profundidades ni por ubicación en el arrecife. Conclusiones: El exuberante arrecife de coral de Playa Blanca experimentó una regresión repentina de la CCV similar a las descritas por Glynn et al. (1983). Esto sugiere que ocurren ciclos de mortalidad y recuperación natural de los arrecifes de coral, aunque las presiones antropogénicas reducen la capacidad de resiliencia de estos. El ordenamiento espacial, tanto en tierra como en el mar, es vital para un adecuado desarrollo humano, en el que se incorpore en el análisis el aumento de la capacidad de recuperación de los ecosistemas coralinos.

Introduction: Coral reefs are negatively affected by different anthropogenic and environmental causes in the Gulf of Papagayo, Costa Rican Pacific coast. Objective: The health status of the Playa Blanca coral reef was evaluated. Methods: Between August 2010 and September 2011, the percentage of live coral cover (LCC) per species and of the macroalgae Caulerpa sertularoides was determined in four sectors and at three depths of the coral reef; the annual growth of Pocillopora damicornis and P. elegans was measured and related to temperature, nutrients, wind, sun irradiation and rain. Results: 14 species of corals were found, two of them, Fungia curvata and Leptoseris papyracea, only as skeletons. The area with the highest LCC was offshore in the middle zone of Playa Blanca. The species with the highest coverage in all depth ranges was P. damicornis, followed by P. elegans. The LCC decreased from 29% in September 2010 to 1% in October 2010 due to a mass coral mortality caused by harmful algal blooms. The growth rate of P. damicornis (26.0 ± 8.9 mm year-1) and P. elegans (27.9 ± 4.5 mm year-1) did not show significant differences between depths or location in the reef. Conclusions: The exuberant Playa Blanca coral reef experienced a sudden drop in LCC similar to those described by Glynn et al. (1983). This suggests that cycles of mortality and natural recovery of coral reefs occur, although anthropogenic pressures reduce the resilience capacity of the reefs. Spatial planning, both on land and in the sea, is vital for adequate human development, in which the increase in the resilience of coral ecosystems is incorporated into the analysis.

Massive hard coral loss after a severe bleaching event in 2010 at Los Roques, Venezuela / Pérdida masiva de coral duro después de un evento de blanqueamiento severo en 2010 en Los Roques, Venezuela

Thermal anomalies have become more severe, frequent and well-documented across the Caribbean for the past 30 years. This increase in temperature has caused coral bleaching resulting in reef decline. At Los Roques National Park, Venezuela, temperature has been monitored at four reef sites. In mid-September 2010, seawater temperature reached 30.85°C at 5 m depth in Los Roques, an archipelago only slightly affected by previous bleaching events. For example, bleaching in Los Roques in 2005 was mild compared to the rest of the Caribbean and to the results in this study. In 2010, seawater temperatures remained above 29.0°C from mid-August until the first week of November, resulting in +16 Degree Heating Weeks by that time. Our annual survey of four reef sites indicated that 72% of 563 scleractinian colonies were partial or totally bleached (white) or pale (discolored) in October 2010. In February 2011, there were still 46% of coral colonies affected; but most of them were pale and only 2% were bleached. By February, coral cover had declined 4 to 30% per transect, with a mean of 14.3%. Thus, mean coral cover dropped significantly from 45 to 31% cover (a 34% reduction). In addition to bleaching, corals showed a high prevalence (up to 16%) of black band disease in October 2010 and of white plague (11%) in February 2011. As a consequence, coral mortality is expected to be larger than reported here. Reef surveys since 2002 and personal observations for more than 20 years indicated that this bleaching event and its consequences in Los Roques have no precedent. Our results suggest that reef sites with no previous record of significant deterioration are more likely to become affected by thermal anomalies. However, this archipelago is relatively unaffected by local anthropogenic disturbance and has a high coral recruitment, which may contribute to its recovery.

Durante las últimas décadas las anomalías térmicas han sido más frecuentes y severas en el Caribe, quedando pocos arrecifes exentos de eventos masivos de blanqueamiento (EMB). En el Parque Nacional Los Roques, Venezuela, un archipiélago poco afectado previamente por EMB, la temperatura del agua a 5m de profundidad alcanzó 30,85°C en septiembre 2010, y fue >29,0°C entre mediados de agosto y la primera semana de noviembre en cuatro arrecifes. El 72% de 563 colonias de escleractinios estaban blanqueadas o pálidas para octubre de 2010, mientras que para febrero 2011, el 46% de las colonias aún estaban afectadas. Para febrero 2011, la cobertura béntica coralina promedio disminuyó de 45 a 31%. Además, los arrecifes mostraron una alta prevalencia (de hasta 16%) de enfermedad de banda negra en Octubre 2010, y de plaga blanca (11%) en Febrero 2011. Como consecuencia, es probable que la mortalidad coralina resulte mayor a la reportada acá. Sin embargo, Los Roques es poco afectado por perturbaciones antropogénicas y cuenta con un alto reclutamiento de corales, lo cual podría contribuir a su recuperación.

Environmental state and tendencies of the Puerto Morelos CARICOMP site, Mexico

The CARICOMP site at Puerto Morelos, Mexico was monitored from 1993 to 2005. No significant changes in air temperature, wind patterns, periodicity and quantity of rainfall, sea-surface temperature and water transparency were observed between sampling years. During the study four hurricane impacts were registered. At the coral reef site overall mean cover of fleshy algae (47%) and turf algae (36%) were high, whereas cover of corals (2%) and sponges (3%), and abundance of sea-urchins (0.04 org m-2) were consistently low. Gorgonians were dominant and showed changes in their community structure; the number of species increased from 1993 to 1995, their abundance decreased after Hurricane Roxanne (1995) and recovered by 2001. At four seagrass sites total community biomass remained constant (707.1-929.6 g dry m-2) but the above-ground biomass of the seagrass Syringodium filiforme and fleshy algae increased gradually. Total biomass (531-699 g dry m-2) and leaf productivity (0.89-1.56 g dry m-2 d-1) of the seagrass Thalassia testudinum remained constant, but the species invested proportionally more biomass in above-ground leaf tissues at the end of the study. The minor hurricanes from 1993 until 2005 had no detectable impacts on the seagrass beds, however, the major Hurricane Wilma (October 2005) changed the community composition at three stations and caused complete burial of the vegetation at a coastal station. The gradual changes in the seagrass and reef communities recorded in the 12 years of continuous monitoring of the CARICOMP site may reflect the increased pollution caused by the rapid augment in urban and tourist developments along the coasts and inland from Puerto Morelos, coupled with poor water management practices. Rev. Biol. Trop. 58 (Suppl. 3): 23-43. Epub 2010 October 01.

El sitio CARICOMP en Puerto Morelos, México, se monitoreo de 1993 a 2005. No se registraron cambios significativos en la temperatura del aire, los patrones de viento, la periodicidad y cantidad de lluvia, la temperatura superficial del mar y la transparencia del agua entre los años de muestreo. Durante el estudio se registraron cuatro huracanes menores. En el sitio del arrecife coralino la cobertura global promedio de algas carnosas (47%) y de algas tipo tapete (36%) fue elevada, mientras que la cobertura de corales (2%), esponjas (3%) y la abundancia de erizos (0.04 m-2) fue consistentemente baja. Los gorgonáceos fueron dominantes y mostraron cambios en su estructura comunitaria; el número de especies aumentó de 1993 a 1995, su abundancia disminuyó después del Huracán Roxanne (1995) y se recuperó en el 2001. En cuatro estaciones de pastos marinos la biomasa total de la comunidad permaneció constante (707.1-929.6 gps m-2) pero la biomasa sobre el sustrato del pasto Syringodium filiforme y de algas carnosas aumentó gradualmente. La biomasa total (531-699 gps m-2) y productividad de hojas (0.89-1.56 gps m-2 d-1) del pasto Thalassia testudinum permaneció constante, pero la especie invirtió proporcionalmente más biomasa en el tejido de hojas sobre el sustrato al final del estudio. Los huracanes menores entre 1993 y 2005 no produjeron impactos detectables en las camas de pastos, sin embargo, el huracán mayor Wilma (Octubre 2005) cambió la composición de la comunidad en tres estaciones y causó el enterramiento completo de la vegetación en la estación costera. El cambio gradual en las comunidades de pastos marinos y arrecife registrado en 12 años de monitoreo continuo en el sitio CARICOMP puede reflejar un aumento en la contaminación causada por el rápido incremento en desarrollo urbano y turístico a lo largo de la costa y tierra adentro de Puerto Morelos, acompañado por malas prácticas de manejo del agua.

Distribución de esponjas (Porifera) a lo largo de un gradiente de profundidad en un arrecife coralino, Parque Nacional San Esteban, Carabobo, Venezuela

Sponges (Porifera) distribution along a depth gradient in a coral reef, Parque Nacional San Esteban, Carabobo, Venezuela. Sponges constitute one of the most diverse and abundant animal groups in the marine tropical benthos especially in coral reefs, though poorly studied to species level. The aim of this study is to characterize the sponge community along a depth gradient at Isla Larga (Parque Nacional San Esteban, Venezuela) fringe reef. Net and total sedimentation, roughness index, sponge species richness, density and proportion of the bottom covered by sponges, were evaluated at seven depths (1, 3, 6, 9, 12, 15, 18m), 17 species were identified grouped in 10 demosponges families. The highest densities and coverage corresponded to 6m of depth (6.03ind/m2; 11%), that coincides with the lowest net sedimentation and highest substrate heterogeneity. Most abundant species were Desmapsamma anchorata, Amphimedon erina and Scopalina rueztleri. Principal component analysis divided this community in three zones according to depth. The shallow zone of the reef (1 and 3m), where wave force and high irradiance exert a constant "stress sponges, shows the lowest density and coverage by sponges. In contrast, medium depth (6, 9 y 12m) and deep zone (15 y 18m) with lower light and sedimentation levels seem to enhance sponge growth and survival that are reflected on the higher densities and coverage of sponges. Rev. Biol. Trop. 58 (Suppl. 3): 175-187. Epub 2010 October 01.

Las esponjas son uno de los grupos de animales sésiles más abundantes y diversos de los fondos marinos tropicales, siendo un componente importante en los arrecifes coralinos, aunque poco estudiado a nivel de especies. El objetivo de este estudio fue caracterizar la comunidad de esponjas en el gradiente de profundidad de un arrecife coralino en Isla Larga, Parque Nacional San Esteban, Venezuela. Se trabajaron siete profundidades (1, 3, 6, 9, 12, 15 y 18m) donde se midió la sedimentación neta y bruta, el índice de rugosidad, y se evaluó la riqueza, densidad y cobertura de las esponjas. Se identificaron 17 especies en 10 familias. La mayor densidad y cobertura se encontró a los 6m (6.03ind/m2, 11%), coincidiendo con la mínima sedimentación neta y la máxima rugosidad del sustrato. Las especies más abundantes fueron Desmapsamma anchorata, Amphimedon erina y Scopalina rueztleri. El análisis de componentes principales arrojó una separación de esta comunidad en 3 zonas, la somera (1 y 3m), donde las esponjas están sometidas a una tensión producida por el oleaje y alta iluminación, y las zonas media (6, 9 y 12m) y profunda (15 y 18m), con características más favorables, dada una menor iluminación y sedimentación.

Peces criptobentónicos de arrecifes coralinos en el Parque Nacional Archipiélago de Los Roques, Caribe de Venezuela

Cryptobenthic coral reef fishes in Los Roques National Park, Caribbean of Venezuela. A significant portion of coral reef fish assemblages are composed of small cryptobenthic fishes, but these are poorly represented in regional fish characterization works. We characterized the cryptobenthic reef fish community associated with coral reef in Los Roques National Park during six week surveys. The study included 11 locations in which these fish were registered in transects of 10x2m. Specimens were collected using the suction method and a fine-mesh net. A total of 31 species of six families were collected (four Blenniidae, six Chaenopsidae, one Gobiesocidae, 12 Gobiidae, seven Labrisomidae and one Tripterygiidae). Six represented new records to the park, and Coralliozetus cardonae (Chaenopsidae) was a new record for Venezuela. The most important families were Gobiidae, Chaenopsidae and Labrisomidae. Cryptic fish assemblages changed with the reef environments, with a clear distribution pattern: some species were only observed in shallow areas of less than 5m depth, while in fringing and barrier reef areas, other species were present and differentially distributed between the reef crest and the seaward slope. These patterns probably are related to the close association that these small fish maintain with the benthos. Rev. Biol. Trop. 58 (1): 311-324. Epub 2010 March 01.

En los ambientes arrecifales, a pesar de que una proporción significativa de la ictiofauna está compuesta de pequeños peces criptobentónicos, estos están pobremente representados en los trabajos de caracterización regional. El objetivo de este estudio fue caracterizar la comunidad de estos peces asociados a diversos arrecifes coralinos en el Parque Nacional Archipiélago de Los Roques. El muestreo de seis semanas abarcó 11 localidades donde se censaron estos peces en franjas de 10x2m. Para la colecta de ejemplares se utilizó el método de succión y redes de mano. Se registraron 31 especies de seis familias (cuatro Blenniidae, seis Chaenopsidae, una Gobiesocidae, 12 Gobiidae, siete Labrisomidae y una Tripterygiidae), donde seis representaron nuevos registros para el parque, y Coralliozetus cardonae (Chaenopsidae) un nuevo registro para Venezuela. Las familias más importantes fueron Gobiidae y Chaenopsidae y Labrisomidae. Se observó un patrón de distribución de estos peces según los ambientes arrecifales: las especies de los bajos ambientes coralinos de profundidad menor a 5m, y las especies de los arrecifes franjeantes, que a su vez se distribuyeron diferencialmente entre la cresta arrecifal y el talud. Estos patrones probablemente se deben a la estrecha relación que estos peces mantienen con la comunidad arrecifal.