Bomb-cratered coral reefs in Puerto Rico, the untold story about a novel habitat: from reef destruction to community-based ecological rehabilitation / Los arrecifes de coral con craters-bomba en Puerto Rico, la historia no contada sobre un hábitat inusual: desde la destrucción de arrecifes hasta la rehabilitación ecológica basada en la comunidad

Ecological impacts of military bombing activities in Puerto Rico have often been described as minimal, with recurrent allegations of confounding effects by hurricanes, coral diseases and local anthropogenic stressors. Reef craters, though isolated, are associated with major colony fragmentation and framework pulverization, with a net permanent loss of reef bio-construction. In contrast, adjacent non-bombarded reef sections have significantly higher benthic spatial relief and biodiversity. We compared benthic communities on 35-50 year-old bomb-cratered coral reefs at Culebra and Vieques Islands, with adjacent non-impacted sites; 2) coral recruit density and fish community structure within and outside craters; and 3) early effects of a rehabilitation effort using low-tech Staghorn coral Acropora cervicornis farming. Reef craters ranged in size from approximately 50 to 400m² and were largely dominated by heavily fragmented, flattened benthos, with coral cover usually below 2% and dominance by non-reef building taxa (i.e., filamentous algal turfs, macroalgae). Benthic spatial heterogeneity was lower within craters which also resulted in a lowered functional value as fish nursery ground. Fish species richness, abundance and biomass, and coral recruit density were lower within craters. Low-tech, community-based approaches to culture, harvest and transplant A. cervicornis into formerly bombarded grounds have proved successful in increasing percent coral cover, benthic spatial heterogeneity, and helping rehabilitate nursery ground functions.

Los impactos ecológicos de las actividades militares de bombardeos en Puerto Rico se han descrito a menudo como mínimos, con recurrentes denuncias al confundir efectos por huracanes, enfermedades de corales y estresores antropogénicos locales. Los cráteres de arrecife, aunque aislados, están relacionados con una alta fragmentación de la colonia y pulverización del contorno, con una pérdida neta permanente de arrecife en bio-construcción. En contraste, secciones adyacentes de arrecife no bombardeado tienen mayor biodiversidad y mayor relieve espacial bentónico. Comparamos las comunidades bentónicas en cráteres-bomba de arrecifes de coral con 35-50 años de antigüedad en las islas de Vieques, Puerto Rico, en comparación con los sitios adyacentes no impactados; 2) la densidad de reclutamiento de coral y estructura de la comunidad de peces dentro y fuera de los cráteres; y 3) impactos preliminares de un esfuerzo de rehabilitación basado en la comunidad arrecifal usando tecnología simple con el cultivo del coral Staghorn Acropora cervicornis. Los cráteres de arrecife se distancian en tamaño de aproximadamente 50 a 400m² y fueron dominados ampliamente por fragmentos de bentos aplanado, con una cubierta de coral generalmente por debajo de 2% y el predominio de taxones no constructores de arrecifes (es decir, tapetes de algas filamentosas, macroalgas). La heterogeneidad espacial bentónica fue significativamente menor dentro de cráteres que también resultaron en un reducido valor funcional como tierra de vivero de peces. La riqueza de especies de peces, abundancia y biomasa y densidad coral recluta fueron significativamente menores dentro de cráteres. Tecnología simple, basada en los enfoques de cultivo de comunidad, la cosecha y transplante de A. cervicornis en terrenos anteriormente bombardeados han demostrado un éxito al aumentar el porcentaje de cobertura de coral, la heterogeneidad espacial bentónica y ayudando a rehabilitar funcionalmente la tierra para vivero.

Environmental factors and benthic Oligochaeta (Annelida, Clitellata) assemblages in a stretch of the Upper São Francisco River (Minas Gerais State, Brazil) / Fatores ambientais e associações de Oligochaeta (Annelida, Clitellata) em um trecho do Alto Rio São Francisco (Minas Gerais, Brasil)

The Oligochaeta forms an important part of the macroinvertebrates inhabiting sediments of lotic ecosystems. It has an important role in the cycling of matter and energy transfer in these environments. The aim of this study is to analyse limnological variables, their influence on the structure and diversity of benthic oligochaete taxocenosis in a stretch of the Upper São Francisco River and its tributary the Piumhi River. Samples were taken in two climatic periods, the dry season in October 2006 and 2007 and the rainy season in March 2007 and 2008 at three points along the Piumhi River and six points along the São Francisco River. The sediment of the São Francisco consisted predominantly of sand and clay, whereas the sediment of the Piumhi was mainly sandy. Six species of oligochaete occurred in the Piumhi River while seven were found in the São Francisco. Of these, Pristina synclites Stephenson, 1925, Pristina americana Cernosvitov, 1937, Bothrioneurum sp. Stolc, 1888 and Limnodrilus hoffmeisteri Claparede, 1862 occurred in the sediment of both rivers. L. hoffmeisteri showed the highest numerical abundance in the Piumhi River and Brinkhurstia americana (Brinkhurst, 1964) and L. neotropicus Cernosvitov, 1939 were the most abundant species in the São Francisco River. The highest oligochaete density was recorded in the Piumhi during the dry seasons. Canonical correspondence analyses (CCA) of sediment characteristics explained most of the data variability and the association of the presence of oligochaete species in the Piumhi and São Francisco Rivers with the limnological variables (grain size composition and total nitrogen and phosphorus concentrations in the sediment).

Os Oligochaeta constituem uma parte importante dos macroinvertebrados bentônicos que habitam os sedimentos dos ecossistemas lóticos e tem papel relevante na ciclagem da matéria e transferência de energia nestes ambientes. O objetivo deste trabalho foi analisar as variáveis limnológicas e suas incidências sobre a estrutura e a diversidade da taxocenose de Oligochaeta presentes na comunidade bentônica de um trecho do alto rio São Francisco e de seu tributário, rio Piumhi. As coletas foram realizadas em dois períodos climáticos, o seco em outubro de 2006 e 2007 e o chuvoso em março de 2007 e 2008, amostrando-se três pontos no rio Piumhi e seis pontos no rio São Francisco. Os sedimentos do rio São Francisco foram predominantemente arenosos e argilosos, e no rio Piumhi ocorreram principalmente substratos arenosos. No rio Piumhi, ocorreram seis espécies de oligoquetos, enquanto que no rio São Francisco registrou-se a presença de sete espécies. Destas, Pristina synclites Stephenson, 1925, Pristina americana Cernosvitov, 1937, Bothrioneurum sp. Stolc, 1888 e Limnodrilus hoffmeisteri Claparede, 1862 ocorreram no sedimento de ambos os rios. L. hoffmeisteri foi registrada com maior abundância numérica no rio Piumhi e Brinkhurstia americana (Brinkhurst, 1964) e L. neotropicus Cernosvitov, 1939 foram as espécies mais abundantes no rio São Francisco. Os maiores valores de densidade foram registrados no rio Piumhi durante os períodos secos. As análises de correspondência canônica (CCA) para as características do sedimento permitiram explicar a variabilidade dos dados, associando a composição de espécies Oligochaeta, presentes nos rios Piumhi e São Francisco, com as variáveis limnológicas (composição granulométrica e concentrações de nitrogênio e fósforo total no sedimento).

Benthic macroinvertebrates of a tropical lake: lake Caçó, MA, Brazil / Macroinvertebrados bentônicos de um lago tropical: lago Caço, MA, Brasil

Benthic communities are highly relevant in the study of aquatic ecosystems, both for their role in the functioning of the ecosystem and also as markers or indicators of paleo-conditions. Their distribution, as in other communities, is conditioned by abiotic and biotic factors and to their interactions, which determine the structure of the community that is established. The aim of this study was to determine the taxonomic composition, abundance and spatial distribution of the benthic community, by collecting at 20 sampling sites in Caçó Lake (State of Maranhão, Brazil). Seasonal variation in these community parameters was analysed and related to the seasonal displacement of the Intertropical Convergence Zone. The results indicated that changes occur in the taxa richness, diversity and density of the benthic species of this lake that are mainly related to seasonality. All those parameters were higher in the dry than in the rainy period. The family Chironomidae (Diptera, Insecta) was the most important component of the community, representing approximately 50 percent of the total benthic fauna of the lake. The identification of the Chironomidae currently occurring in Lake Caçó is relevant, even at the genus level, considering the fact that this group produces fossilizing remains and could perhaps be good paleolimnological and paleoclimatic tracers that could be used to make inferences on past lake and climate conditions.

As comunidades bentônicas são relevantes nos ecossistemas aquáticos devido ao seu papel no seu funcionamento e também como marcadores ou indicadores de paleocondições. Sua distribuição, similarmente à de outras comunidades, é condicionada por fatores abióticos e bióticos e pela interação entre eles, determinando a estrutura da comunidade que se estabelecerá. O objetivo do presente trabalho foi determinar a composição taxonômica, a abundância e a distribuição espacial da comunidade bentônica, amostrando-se em 20 pontos na lagoa do Caçó (Estado do Maranhão, Brasil). As variações sazonais nas características desta comunidade foram analisadas e relacionadas ao deslocamento sazonal da Zona de Convergência Intertropical. Os resultados indicaram que ocorrem mudanças na riqueza de taxons, diversidade e densidade da comunidade bentônica deste lago que são principalmente relacionadas à sazonalidade. Todas as variáveis analisadas foram maiores no período seco do que no chuvoso. Os organismos pertencentes à família Chironomidae (Diptera, Insecta) foram os mais importantes componentes da comunidade, representando aproximadamente 50 por cento do total da fauna. A identificação dos Chironomidae atualmente presentes no Lago Caçó, mesmo em nível de gênero, é relevante, considerando-se o fato de que as larvas deste grupo produzem remanescentes fósseis que podem ser bons traçadores paleolimnológicos e paleoclimáticos, podendo ser utilizados para fazer inferências sobre as condições passadas neste lago e no clima regional.

Benthic Community zonation in a breakwater on the north coast of the state of Rio de Janeiro, Brazil

The present study presents the vertical zonation pattern of the intertidal benthic organisms on granitic boulders in the Farol de São Tomé beach (22º02'S, 41º03'W), Rio de Janeiro State. Four sampling profiles using 20 x 20 cm quadrats through a photo quadrat technique revealed four horizontal bands: (1) Littoral Fringe characterized by empty space and Littorina; (2) Upper eulittoral mainly occupied by Chthamalus and bare rock; (3) Lower eulittoral characterized by Chthamalus, Phragmatopoma, Ulva and Centroceras; and (4) Sublittoral Fringe characterized by Ulva, Phragmatopoma and Hypnea. The high variability in the relative abundance of the dominant species among the profiles may be attributed to the high topographic irregularity, reflecting in different wave action intensity at the same height, and consequently favoring the establishment of different species. The frequent substrate alternation from granitic rock to Phragmatopoma sandy reefs might contribute to the small-scale spatial variability. The implantation of a breakwater on an area without natural rocky shores allowed the study of intertidal benthic communty zonation, and provide a baseline for the experimental studies.

O presente estudo teve como objetivo apresentar um esquema de zonação vertical de organismos bênticos da região entremarés em blocos graníticos na praia do Farol de São Tomé (22º02'S, 41º03'W) na costa norte do estado do Rio de Janeiro. Quadrados de 20 x 20 cm foram sobrepostos em quatro perfis e utilizado o método por foto quadrat com 100 pontos de interseção. A análise de agrupamento e a porcentagem de cobertura de organismos bênticos indicadores sugeriram um padrão na distribuição vertical da região entremarés com quatro faixas: Franja do Supralittoral caracterizado por espaço vazio e Littorina ziczac; Médiolitoral Superior ocupado por Chthamalus spp e espaço vazio; médiolitoral inferior caracterizado por Chthamalus spp, Phragmatopoma lapidosa, Ulva fasciata e Centroceras clavulatum; e Franja do Infralitoral caracterizado por U. fasciata, P. lapidosa e Hypnea musciformis. A alta variabilidade na abundância relativa das espécies dominantes entre os perfis na zona Médiolitoral é atribuída a alta irregularidade topográfica do substrato, refletindo em diferentes intensidades de exposição às ondas em uma mesma altura, o que favorece o estabelecimento de diferentes espécies. A alternância freqüente do tipo de substrato de rocha granítica para recifes arenosos de P. lapidosa pode ter contribuído para a variabilidade espacial em pequena escala. Este estudo preenche uma lacuna referente à comunidade bêntica e sua distribuição vertical no norte do estado do Rio de Janeiro. A adição do molhe em uma área caracterizada pela ausência de substrato consolidado natural possibilitou o estudo da zonação da comunidade bêntica entremarés, oferecendo uma base de dados para futuros trabalhos experimentais.

Epibenthic colonization on an artificial reef in a stressed environment off the north coast of the Rio de Janeiro State, Brazil

The influence of sedimentation and turbidity caused by the pluviometric precipitation and by the Paraiba do Sul River during the summer was investigated on an artificial reef along the north coast of Rio de Janeiro, Brazil. Four recruitment and four cumulative plates were removed monthly (January 2002 to February 2003) from the external surface of the concrete reef modules. Empty space was not a limiting factor the recruitment. Turnover rate and structural difference index were higher in the first months and reflected low change in the species dominance during almost the entire study period. The high correlation between the precipitation and the empty space suggested that rain influence the recruitment and the succession. The recruitment was possible despite stress factors such as sedimentation, turbidity, abrasion, strong bottom currents and a lack of natural consolidated substrate. Changes in the community structure reflected the substrate colonization history of a few resistant species and their subsequent interactions.

A influência da sedimentação e da turbidez causadas pela precipitação pluviométrica e vazão do rio Paraíba do Sul nos meses de verão foi investigada em um recife artificial na costa norte do Estado do Rio de Janeiro, Brasil. Quatro placas de recrutamento e quarto placas de sucessão eram retiradas mensalmente (Janeiro de 2002 a Fevereiro de 2003) da superfície externa de módulos recifais de concreto. Espaço vazio não foi um fator limitante para o recrutamento. A taxa de substituição de espécies e o grau de diferença na estrutura da comunidade foram superiores nos meses iniciais, refletindo as reduzidas mudanças na dominância das espécies durante o período de estudo. A alta correlação entre precipitação e espaço vazio sugere a influência da precipitação no recrutamento e sucessão dos organismos. Recrutamento foi possível mesmo com fatores estressantes como sedimentação, turbidez, correntes de fundo e falta de substrato consolidado natural. Mudanças na estrutura da comunidade refletiram a história da colonização do substrato das poucas espécies resistentes e suas subseqüentes interações.