Coral communities condition in varying wave exposure: the gulf of Cazones, Cuba / Condición de comunidades coralinas con diferente exposición al oleaje: El Golfo de Cazones, Cuba

Abstract Wave exposure can influence community structure and distribution of shallow coral reefs, by affecting organisms both directly and indirectly. To assess the current stony coral community condition under different degrees of wave exposure at a marine protected area of the Gulf of Cazones (SW Cuba), two expeditions were carried out in May 2010 and June 2012. Four sampling sites were sampled at reef crests (1.5 m deep), and twelve at fore-reefs, at 10, 15 and 20 m deep in four geographic locations. Live coral cover, species richness and composition, colony density, and maximum diameter were assessed using the AGRRA 2001 methodology. Multivariate and non-parametric statistics were applied to compare sites. The coral community structure within reef crests was not homogenous. The observed variability of indicators apparently was determined by great coral mortality events resulting from natural disturbances that occurred in the past (hurricanes, bleaching and diseases). Forereef coral communities displayed better condition and lower coral mortality than reef crests. Species richness and coral composition varied, while multivariate and statistical methods did not reveal site grouping with regard to wave exposure. The remaining biological condition indicators were similar among sites, except in the most exposed one, where coral cover and coral size were slightly lower. Wave exposure in the gulf of Cazones seemed not to have a significant influence on differences in condition and structure of the assessed coral communities. Rev. Biol. Trop. 64 (1): 78-93. Epub 2016 March 01.

ResumenEl oleaje es una perturbación natural que puede inferir en la estructura y condición de los arrecifes de coral someros, afectando los organismos directa e indirectamente. Para evaluar la condición de comunidades de corales con diferente exposición al oleaje, se realizaron dos expediciones al Área Marina Protegida del Golfo de Cazones durante mayo 2010 y junio 2012. Se escogieron cuatro arrecifes (localidades) ubicados en posiciones diferentes del golfo. Se ubicaron cuatro sitios en la zona de cresta (1.5 m de profundidad) y 12 en la zona de arrecife frontal (en cuatro localidades a 10, 15 y 20 m de profundidad) donde se replicaron transectos lineales (10 m de largo) de muestreo. Se evaluó la cobertura de coral vivo, riqueza y composición por especies, densidad y diámetro máximo de las colonias mediante la metodología AGRRA 2001. Para la comparación entre sitios se aplicaron métodos evaluativos multivariados y análisis estadísticos no paramétricos. La estructura y condición de la comunidad de corales en las crestas fue distinta pero la variabilidad observada parece responder a grandes eventos de mortalidad producto de huracanes, blanqueamientos y enfermedades del pasado. La condición de los arrecifes frontales fue más favorable observándose menor mortalidad coralina. La riqueza y composición por especies fue variable y los métodos estadísticos y multivariados no definieron grupos de sitios con similitud respecto a la exposición al oleaje. Los demás indicadores biológicos de condición fueron parecidos entre sitios, excepto en el más expuesto al oleaje, donde la cobertura y la talla de los corales fueron ligeramente inferiores. En general, la diferente influencia del oleaje dentro del golfo de Cazones, parece no afectar significativamente la estructura y condición de las comunidades coralinas.

Estructura comunitaria de corales zooxantelados (Anthozoa: Scleractinia) en el arrecife coralino de Carrizales, Pacífico Mexicano / Community structure of zooxanthellate corals (Anthozoa: Scleractinia) in Carrizales coral reef, Pacific coast, Mexico

Coral reefs in the Mexican Pacific and notably those of the continental coastline of Colima state are still poorly studied. Fortunately, recent efforts have been carried out by researchers from different Mexican institutions to fill up these information gaps. The aim of this study was to determine the ecological structure of the rich and undisturbed coral building communities of Carrizales by using the point transect interception method (25m-long). For this, three survey expeditions were conducted between June and October 2005 and September 2006; and for comparison purposes, the reef was subdivided according to its position in the bay, and depth (0 to 5m, and 6 to 10m). Thirteen coral species were observed in the area, with Pocillopora verrucosa as the most abundant, contributing up to 32.8% of total cover, followed by Porites panamensis and Pocillopora capitata with 11% and 7%, respectively. Other species, Pocillopora damicornis, Pavona gigantea, Pocillopora eydouxi and Pocillopora inflata accounted for 1.5% to 2% of coral cover whereas the remaining five species had cover of less than 1%. Seven of the observed species represented new records for Colima state coast- line: Pocillopora eydouxi, P. inflata, P. meandrina, Pavona duerdeni, P. varians, Psammocora stellata and P. contigua. This last species is a relevant record, because it has never been observed before in the Eastern Pacific. Although there was no significant difference (ANOVA, p=0.478) neither in the abundance between the sides of the bay, nor between the depths considered, and the shallow zone observed the higher coral cover. Live coral cover was up to 61%, one of the highest ever reported for the Mexican Pacific, including the Gulf of California. The observed values of diversity (H´=0.44±0.02), uniformity (J´=0.76±0.02), and taxonomic distinctness index (Δ*=45.87±3.16), showed that currently this is the most important coral reef of Colima coastline. Currently, this region does not show any disturbance effects, but the increasing economic development of Manzanillo, as one of the main commercial ports of Mexico, its proximity to the reef, and the burgeoning number of tourists, may have some ecosystem impacts, for which management and conservation plans for Colima coastline are highly recommended.

El conocimiento ecológico de corales arrecifales en el Pacífico mexicano es escaso, por lo que el objetivo de este trabajo fue determinar la estructura de la comunidad de corales hermatípicos en el arrecife de Carrizales, Colima, mediante el uso de transectos y buceo autónomo (junio y octubre 2005, septiembre 2006). De las 13 especies de corales encontradas, Pocillopora verrucosa fue la más abundante y siete representan nuevos registros, sobresaliendo Psammocora contigua, primer registro para el Pacífico Oriental. No hubo diferencias significativas de abundancia entre profundidades, pero la zona somera presenta una mayor cobertura. Este sitio presenta una de las riquezas y cobertura de coral más alta (61%) en el Pacífico Mexicano y valores de diversidad (H´=0.44±0.02), uniformidad (J´=0.76±0.02), y de diferenciación taxonómica (Δ*=45.87±3.16) relativamente altos. Actualmente la región no presenta grandes perturbaciones pero el creciente desarrollo económico de Manzanillo, uno de los principales puertos comerciales del país, además del creciente número de turistas, podrían afectar al arrecife, por lo que se sugiere implementar medidas de protección con el fin de mantener al arrecife más importante del litoral de Colima.

Reconstruction of Diadema mexicanum bioerosion impact on three Costa Rican Pacific coral reefs / Reconstrucción del impacto de la bioerosión de Diadema mexicanum en tres arrecifes de coral del Pacífico costarricense

The 1982-83 El Niño event produced a high coral mortality (50-90%) in several localities in the Eastern Tropical Pacific, which resulted in an outbreak of the sea urchin populations of Diadema mexicanum A. Agassiz, 1863 in some reefs, leading to an increase in coral framework bioerosion. In Costa Rica, El Niño impact varied among three of the most important coral reefs localities, being higher in Cocos Island, moderate in Caño Island, and lower in Culebra Bay; D. mexicanum densities followed the same pattern. To understand the historic role of this sea urchin on the balance between bioerosion and bioacretion, we made a reconstruction of bioerosion impact based on current patterns of carbonate ingestion by the sea urchins, growth rates and skeletal density of the main coral builders, and historical information of sea urchin population density and coral cover. The reconstruction model varied depending on locality. At Cocos Island, the effect on the reef carbonate budget ranged from negative to positive, improving coral recruitment and the recovery of the reef. At Caño Island, there was no apparent effect. In Culebra Bay, the effects ranged from a positive-neutral effect to a negative one, the latter possibly associated with an increase of eutrophic conditions that facilitated bioerosion of the coral framework. The importance of this sea urchin in reef dynamics varies with amount of reef protection, overfishing, and coastal management, and it has a large influence on the carbonate balances of the Pacific Costa Rican coral reefs.

El fenómeno de El Niño de 1982-83 produjo una alta mortalidad coralina (50-90%) en varias localidades del Pacífico Tropical Oriental, lo que en algunos arrecifes trajo como consecuencia una explosión en la poblaciones de erizos de mar, Diadema mexicanum, y por consiguiente un aumento en la bioerosión del basamento coralino. En Costa Rica, el impacto fue diferencial en tres localidades arrecifales, siendo mayor en la Isla del Coco, intermedio en la Isla del Caño, y menor en Bahía Culebra, con similares patrones en la presencia del erizo D. mexicanum. Con el fin de poder entender el papel histórico que desempeña este erizo de mar en el balance entre bioerosión y bioacreción, se reconstruyó el impacto bioerosivo basándose en patrones actuales de ingestión de carbonatos por parte del erizo, tasas de crecimiento y densidad del esqueleto coralino, y datos históricos de densidad poblacional del erizo y cobertura coralina. Los resultados de las reconstrucciones variaron dependiendo de la localidad. En la Isla del Coco, el efecto de los erizos de mar varío de un efecto negativo sobre el balance arrecifal de carbonatos a un efecto positivo, favoreciendo el reclutamiento coralino y la recuperación del arrecife. En la Isla del Caño, Diadema presentó un efecto neutro, al no tener una participación preponderante en el balance de carbonatos de esta isla. Mientras, que en Bahía Culebra, los efectos de los erizos de mar pasaron de tener un efecto positivo-neutro, a uno negativo, posiblemente asociado a un incremento en condiciones eutróficas de la bahía que están favoreciendo un incremento en la bioerosión del basamento coralino. El valor de este erizo en la dinámica arrecifal y su relación con la protección, sobrepesca, y manejo costero, posee una gran influencia en el balance de carbonatos en los arrecifes coralinos del Pacífico de Costa Rica.

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.