ABSTRACT
Coral reefs have largely declined across the northeastern Caribbean following the 2005 massive bleaching event. Climate change-related sea surface warming and coral disease outbreaks of a white plague-like syndrome and of yellow band disease (YBD) have caused significant coral decline affecting massive reef building species (i.e., Orbicella annularis species complex) which show no apparent signs of recovery through larval sexual recruitment. We addressed coral recruit densities across three spur and groove reef locations along the western shelf of remote Mona Island, Puerto Rico: Punta Capitán (PCA), Pasa de Las Carmelitas (PLC), and Las Carmelitas-South (LCS). Data were collected during November 2012 along 93 haphazard transects across three depth zones (<5m, 5-10m, 10-15m). A total of 32 coral species (9 octocorals, 1 hydrocoral, 22 scleractinians) were documented among the recruit community. Communities had low densities and dominance by short-lived brooder species seven years after the 2005 event. Mean coral recruit density ranged from 1.2 to 10.5/m2 at PCA, 6.3 to 7.2/m² at LCS, 4.5 to 9.5/m² at PLC. Differences in coral recruit community structure can be attributed to slight variation in percent macroalgal cover and composition as study sites had nearly similar benthic spatial heterogeneity. Dominance by ephemeral coral species was widespread. Recovery of largely declining massive reef-building species such as the O. annularis species complex was limited or non-existent. The lack of recovery could be the combined result of several mechanisms involving climate change, YBD disease, macroalgae, fishing, urchins and Mona Island’s reefs limited connectivity to other reef systems. There is also for rehabilitation of fish trophic structure, with emphasis in recovering herbivore guilds and depleted populations of D. antillarum. Failing to recognize the importance of ecosystem-based management and resilience rehabilitation may deem remote coral reefs recovery unlikely.
Los arrecifes de coral han disminuido en gran medida en el noreste del Caribe después de los blanqueamientos y muerte masiva de coral en el 2005. El calentamiento superficial del mar relacionado con el cambio climático y brotes de enfermedades en corales como el sindrome de plaga blanca y la enfermedad de banda amarilla (YBD) han causado una disminución significativa de coral de arrecife afectando las especies constructoras de coral (es decir, el complejo de especies Orbicella annularisOrbicella annularis) que no muestran signos evidentes de recuperación a través del reclutamiento larval sexual. Nos centramos en las densidades de coral recluta en tres sitios de coral espuela y surco a lo largo de la plataforma occidental de la remota Isla de Mona, Puerto Rico: Punta Capitán (PCA), Pasa de Las Carmelitas (PLC) y Las Carmelitas-Sur (LCS). Los datos fueron recolectados durante noviembre de 2012 a lo largo de 93 transectos a través de tres zonas de profundidad (<5m, 5-10m, 10-15m). Se documentaron un total de 32 especies de corales (9 octocorales, 1 hidrocoral, 22 scleractinios) entre la comunidad coral recluta. Comunidades de coral recluta mostraron bajas densidades y predominancia por especies criadoras rápidas durante siete años después del evento del 2005. La densidad coral recluta varió entre 1.2 y 10.5/m² en el PCA, 6.3 y 7.2/m² en LCS, 4.5 a 9.5/m² en el PLC. Diferencias en la estructura de la comunidad coral recluta pueden atribuirse a la ligera variación en el porcentaje de cobertura de macroalgas y composición en los sitios de estudio que tenían una heterogeneidad espacial bentónica muy similar. Tendencias en el predominio de las especies de coral efímeras fueron generalizadas. Recuperación de especies de arrecife con alta disminución como la especie O. annularis del complejo de especies fue muy limitado e incluso inexistente a través de zonas extensas de arrecife. La falta de recuperación puede ser el resultado combinado de varios mecanismos que implican cambio climático, brotes crónicos de YBD, macroalgas, pesca, erizos y conectividad limitada de los arrecifes de la isla Mona a otros sistemas de arrecife. También hay una necesidad de impulsar la rehabilitación de la estructura trófica de peces, con énfasis en la recuperación de gremios herbívoros y las poblaciones agotadas de D. antillarum. Al no reconocer la importancia de la gestión de rehabilitación y capacidad de recuperación basado en los ecosistemas se estima que la recuperación de arrecifes de coral es muy improbable.
ABSTRACT
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.