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

ABSTRACT

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.

RESUMEN

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.