Static measurements of the resilience of Caribbean coral populations / Mediciones estáticas de la resiliencia de las poblaciones de coral del Caribe

The progressive downward shift in dominance of key reef building corals, coupled with dramatic increases in macroalgae and other nuisance species, fields of unstable coral rubble ,loss of structural relief, and declines of major functional groups of fishes is a common occurrence throughout the Caribbean today. The incorporation of resilience principles into management is a proposed strategy to reverse this trend and ensure proper functioning of coral reefs under predicted scenarios of climate change, yet ecosystem processes and functions that underlie reef resilience are not fully understood. Rapid assessments using the Atlantic and Gulf Rapid Reef Assessment (AGRRA) and the IUCN Resilience Assessment protocol can provide baseline information on reef resilience. A key aspect of these surveys focuses on coral population dynamics, including measures of coral cover, size, partial and whole-colony mortality, condition, and recruitment. One challenge is that these represent static measures involving a single assessment. Without following individual corals over time, it is difficult to determine rates of survival and growth of recruits and adult colonies, and differentiation of juveniles from small remnants of older colonies may not be possible, especially when macroalgal cover is high. To address this limitation, corals assessed in Bonaire in July 2010 were subdivided into two categories: 1) colonies on the reef substrate; and 2) colonies colonizing dead corals and exposed skeletal surfaces of living corals. Coral populations in Bonaire exhibited many features indicative of high resilience, including high coral cover (often 30-50%), high levels of recruitment, and a large number of corals that settled on dead corals and survived to larger size-classes. Overall, the skeletal surfaces of 12 species of corals were colonized by 16 species of corals, with up to 12 settlers on each colony, most (67%) on M. annularis (complex) skeletons. Nevertheless, completely dead M. annularis colonies were common, survivors were frequently reduced in size and subdivided into smaller tissue remnants, and these species exhibited higher amounts of partial mortality than all other species. A notable absence of sexual recruits and juveniles of M. annularis illustrates a progressive shift away from a Montastraea dominated system. This shift, characterized by an increasing dominance of smaller, short-lived species such as Agaricia and Porites and a reduction in size of longer-lived massive corals, is occurring throughout the Caribbean. Monitoring of the survival of recruits is necessary to determine whether Caribbean reefs will retain the same function, structure, identity and feedbacks (key signs of resilience) if the losses of M. annularis (complex) continue at present levels. The rapid assessment protocol utilized here allows characterization of colony size structure, partial mortality, recruitment, and whether small corals represent surviving recruits that increased in size or larger (older) colonies that continue to shrink in size. This approach can help determine the history of a site and its resilience.

En la actualidad se está viendo en el Caribe un cambio en la composición de los corales constructores de arrecifes, aumento en la cobertura de macroalgas y otras especies, un aumento en áreas cubiertas por escombros de corales, y una pérdida de relieve. La incorporación de principios de resiliencia en el manejo es una estrategia propuesta para revertir esta tendencia y asegurar la sobrevivencia y el adecuado funcionamiento de los arrecifes de coral bajo escenarios previstos de cambio climático. Sin embargo, todavía quedan grandes vacíos en la comprensión de los factores que promueven la resiliencia. Evaluaciones rápidas realizadas con la metodología AGRRA (Atlantic and Gulf Rapid Reef Assessment) y con el protocolo de Evaluación de Resiliencia para arrecifes coralinos de la IUCN brindan información de línea base sobre la resiliencia de los arrecifes del Caribe. Un aspecto clave de estos estudios se centra en la dinámica de las poblaciones de los corales, incluyendo medidas de cobertura de coral, estructura de tallas, la extensión de la mortalidad parcial y total de toda la comunidad, condición de los corales y reclutamiento. Un reto es que esto representa una medida estática que involucra una única evaluación. Sin seguir las colonias individuales y el reclutamiento en el tiempo, es difícil determinar las tasas de sobrevivencia y crecimiento de los reclutas, y podría no ser posible la diferenciación de los juveniles de los restos pequeños de colonias más viejas, especialmente cuando la cobertura algal es alta. Para abordar esta limitación, los corales monitoreados en Bonaire en julio del 2010 fueron subdivididos en dos categorías: 1) colonias sobre la estructura arrecifal; y 2) colonias creciendo sobre coral muerto o sobre las superficies expuestas del esqueleto de los corales vivos. Los arrecifes en Bonaire exhiben muchas características indicativas de alta resiliencia, incluyendo una alta cobertura de coral (frecuentemente 30-50%), altos niveles de reclutamiento, y un gran número de corales que se asentaron sobre los corales muertos y crecieron. En general, las superficies del esqueleto de 12 especies de corales fueron colonizadas por 16 especies de corales, con un máximo de 12 colonizadores en cada colonia, la mayoría (67%) sobre esqueletos de Montastraea annularis (complejo). Colonias completamente muertas de M. annularis fueron comunes y los sobrevivientes con frecuencia son más pequeños o subdivididos en pequeños restos de tejido. Montastraea annularis es la especie que exhibe una mayor mortalidad parcial en relación con los demás corales. Una notable ausencia de reclutamiento sexual y juveniles de M. annularis ilustra el cambio progresivo de cambio de un sistema dominado por Montastraea. Este cambio, que se está produciendo en todo el Caribe, se caracteriza por un dominio cada vez mayor de especies más pequeñas y de vida corta como Agaricia y Porites, y una reducción en el tamaño de los corales masivos longevos. El seguimiento de la sobrevivencia de los reclutas es necesario para determinar si los arrecifes del Caribe mantendrán la misma función, estructura, identidad y retroalimentación (signos clave de la resiliencia), y si las pérdidas de M. annularis (complejo) continuarán a los niveles actuales. La evaluación rápida presentada aquí posibilita caracterizar la estructura de tamaño de las colonias, los niveles de reclutamiento y determinar si los corales pequeños representan sobrevivientes de colonias que incrementan su tamaño o colonias grandes (más viejas) que siguen disminuyendo de tamaño. Este enfoque puede ayudar a determinar la historia de un sitio y su capacidad de recuperación.

Restoration and monitoring of a vessel grounding on a shallow reef in the Florida Keys

This paper summarizes the results of a monitoring event designed to track the recovery of a repaired coral reef injured by the M/V Alec Owen Maitland vessel grounding incident of October 25, 1989. This grounding occurred within the Florida Keys National Marine Sanctuary. Pursuant to the National Marine Sanctuaries Act, NOAA recovers money for injury to Sanctuary resources, and uses it to restore those resources. A monitoring program tracks patterns of recovery, in order to determine the success of restoration measures. To evaluate success, reference habitats adjacent to the restoration site are concurrently monitored to compare the condition of restored areas with natural areas. Restoration of this site was completed in September 1995 by means of cement and limestone rock, and the monitoring results from summer 2007 are presented. Monitoring consisted of omparison of the biological conditions in the restored area with the reference area. Monitored corals are divided into the Orders: Gorgonians, Milleporans, and Scleractinians. Densities at the restored and reference areas are compared, and are shown to be greater in the restored. Size-class frequency distributions for the most abundant Scleractinians are examined, and reveal that the restoration is converging on the reference area. Also, for the Scleractinians, number and percentage of colonies by species, as well as several common biodiversity indices are provided; measures for the restored area approximate the reference area. A quantitative comparison of colony substrate settlement preference in the restored area is provided for all Orders, and for Scleractinians is further broken down for the two most frequent Genera. Rev. Biol. Trop. 58 (Suppl. 3): 151-161. Epub 2010 October 01.

Este artículo sintetiza los resultados del seguimiento diseñado para medir la recuperación de un arrecife restaurado que fue impactado por el encallamiento del M/V Alec Owen Maitland el 25 de octubre de 1989. Este encallamiento ocurrió en el área que comprende el Santuario Marino Nacional de los Cayos de Florida. De acuerdo con la Ley de los Santuarios Marinos Nacionales, la NOAA cobra dinero por daños a los recursos del Santuario y los usa para restaurar dichos recursos. Un programa de seguimiento o monitoreo mide los patrones de recuperación para determinar el éxito de las medidas de restauración. Para evaluar el éxito, hábitats de referencia adyacentes al sitio de restauración son examinados para comparar las condiciones de las áreas restauradas con las naturales. La restauración de este lugar se completó en septiembre de 1995 utilizando roca de cemento y caliza y los resultados del seguimiento desde el verano del 2007 son presentados. Se compararon las condiciones biológicas entre el área restaurada y la de referencia. Los corales evaluados se dividieron en tres Órdenes: Gorgonios, Milleporinos y Escleractinios. Se compararon las densidades en las áreas de restauración y de referencia, siendo la densidad más grande en las áreas restauradas. Se examinaron las distribuciones de frecuencia de tamaño y clase para los Escleractinios más abundantes, lo que mostró que las áreas restauradas están convergiendo con las de referencia. Para los Escleractinios, también se presentan números y porcentajes de colonias por especie al igual que varios índices comunes de biodiversidad. Las medidas para el área restaurada se aproximan al área de referencia. Una comparación cuantitativa del sustrato preferido para el asentamiento de las colonias en el área de restauración se presenta para todos los Órdenes; para el caso de Escleractinios se presenta más detalle de los dos géneros más frecuentes.

The recent decline of Montastraea annularis (complex) coral populations in western Curaçao: a cause for concern? / La reciente disminución de las poblaciones de coral Montastraea annularis (complejo) en el oeste de Curazao: ¿un motivo de preocupación?

Shallow leeward reefs off the western end of Curaçao are dominated by extensive populations of M. annularis (complex). These species are larger in size (mean= 66 cm diameter) than all other species, with few small colonies (<30 cm) and notable absence of recruits. In 1998, colonies of M. annularis (complex) accounted for more then 45% of all species >10 cm observed within transects, and most exhibited low levels of partial mortality (mean= 22.5%). These species were less abundant (38% of all colonies) in 2005. Partial mortality among live colonies of M. annularis and M. faveolata increased by 85% (mean = 42% partial mortality) and numerous dead colonies of M. faveolata and M. annularis were observed; M. franksi colonies were generally in excellent condition (14% partial tissue mortality). A high prevalence of coral diseases (3-30%) was documented among M. annularis and M. faveolata, while all other species were less frequently affected. Yellow band disease (YBD) emerged shortly after the 1995 bleaching event, and rapidly spread throughout all depths, with the highest prevalence between 1997-1999. YBD caused slow rates of mortality (=1 cm/month), but multiple focal lesions appeared on individual colonies, and these progressively radiated outward as they killed the colonies. By 2005, 44% of the tagged corals were dead; the remainder exhibited active YBD infections (21%) or were in remission (31.6%) but were missing on average >90% of their tissue. Although the incidence of YBD has declined since 2000, white plague (WP) prevalence was unusually high (4-12%) in 2001 and 2005, with affected colonies exhibiting recent mortality of up to 70%. Dead Montastraea spp. surfaces are being colonized by other corals, including poritids, agaricids, and other faviids, while recruits of M. annularis (complex) are absent. If diseases and other biotic stressors persist on these reefs, M. annularis and M. faveolata populations may undergo a decline similar to that observed in the 1980s among Caribbean acroporids. Rev. Biol. Trop. 54 (Suppl. 3): 45- 58. Epub 2007 Jan. 15.

Los arrecifes someros a sotavento del oeste de Curaçao están dominados por extensas poblaciones de Montastraea annularis (complejo). Estas especies son mayores en tamaño (promedio= 66 cm de diámetro) que las otras especies, con algunas colonias pequeñas (<30 cm) y una notable ausencia de reclutas. En 1998, las colonias de Montastraea annularis (complejo), representaban más del 45% de todas las especies de >10 cm observadas en transectos y la mayoría exhibió bajos niveles de mortalidad parcial (prom= 22.5%). En el 2005, fueron menos abundantes (38% de las colonias). La mortalidad parcial en colonias vivas de M. annularis y M. faveolata se incrementó en un 85% (promedio= 42% de mortalidad parcial) y se observaron numerosas colonias de M. annularis y M. faveolata muertas; las colonias de M. franski generalmente se encontraron en excelentes condiciones (14% de mortalidad parcial). Se documentó una alta prevalencia de enfermedades de coral (3-30%) en M. annularis y M. faveolata, mientras que las otras especies se vieron afectadas con menor frecuencia. La enfermedad de banda amarilla (BA) emergió poco después del blanqueamiento de 1995 y se dispersó rápidamente en todas las profundidades, alcanzando su mayor prevalencia entre 1997-1999. La BA causó mortalidades lentas (= 1cm/mes), con aparición de múltiples lesiones focales en colonias individuales; estas lesiones fueron creciendo progresivamente al tiempo que mataban las colonias. Para el año 2005, el 44% de los corales que se etiquetaron habían muerto; los restantes exhibían infecciones activas de BA (21%), o estaban en remisión (31.6%) pero habían perdido un promedio de >90% de su tejido. Aunque la incidencia de BA disminuyó a partir del 2000, la prevalencia de la plaga blanca (PB) fue inusualmente alta (4-12%) en el 2001 y 2005, provocando mortalidades recientes de hasta un 70% en las colonias afectadas. Las superficies muertas de Montastraea spp. han sido colonizadas por otros corales, incluyendo porítidos, agarícidos y otros fávidos, mientras que continúa la ausencia de reclutas de M. annularis (complejo). Si las enfermedades y otros estresores bióticos persisten en estos arrecifes, las poblaciones de M. annularis y M. faveolata podrían decaer de forma similar a como lo hicieron los acropóridos del Caribe durante la década de 1980.