Puerto Rico: Replantación de Fragmentos de Coral en en la Reserva Pesquera Marina del Canal de Luis Peña, Culebra

Project Stage:
Completed

Start Date:
2000-09-12

End Date:
2001-07-12

Primary Causes of Degradation

Degradation Description

El impacto físico principal de origen humano es el de caminar sobre el fondo coralino (por turistas, buzos y navegantes aficionados). Otros impactos antropogénicos incluyen la sobrepesca y la descarga ocasional de aguas sedimentadas y eutroficadas debido a escorrentías provenientes de terrenos parcialmente desmontados. Además, los huracanes recientes han causado una fragmentación significativa de corales en aguas a profundidades menores de 3 m (Hernández Delgado, datos no publicados). Se sugiere que dicha combinación de factores ha causado la pérdida de parte de la heterogeneidad espacial del fondo llano del arrecife, la cual es importante para proveer refugio a los estadíos juveniles de peces (Gladfelter y Gladfelter, 1978).

Reference Ecosystem Description

Las áreas someras del arrecife de coral bordeante localizado entre Punta Melones y Bahía Tarja, dentro de la Reserva Pesquera Marina del Canal de Luis Peña (RPMCLP), Culebra, P.R., constituyen un área de criadero natural de peces de alto valor comercial (Pagán Villegas et al., 1999). Estas zonas son parte del Hábitat Esencial de Peces (HEP) para las especies manejadas por el Consejo de Administración Pesquera del Caribe. Aunque la cobertura de corales estimada no excede de 30% (Pagán Villegas et al., 1999), su diversidad de especies de corales y de peces es representativa de la región noreste del Caribe (Hernández Delgado, 2000; Hernández Delgado et al., 2000). Dicha localidad está dominada por sistemas extensos de arrecifes bordeantes someros (<5 m) y por yerbazales marinos. Otras comunidades incluyen pavimentos coralinos, fondos arenosos, arrecifes rocosos y una llanura arrecifal pobremente desarrollada (Hernández Delgado et al., 2000).

Project Goals

Llevar a cabo un experimento de replantación de fragmentos de corales para determinar su supervivencia y la viabilidad del método para restaurar el Hábitat Esencial de Peces (HEP) para juveniles.

Monitoring

The project does not have a monitoring plan.

Description of Project Activities:
El área de estudio se localizó en un arrecife de coral bordeante somero (2 m) en Bahía Tarja, en la costa oeste de Culebra (aproximadamente, 18°18.195'N, 65°18.620'O). Se colectaron 100 fragmentos naturales de 14 especies de corales localizados a profundidades menores de 3 m y se replantaron en 3 cuadrantes de aproximadamente 4 x 4 m. Uno de los cuadrantes se localizó justo en la ruta principal de acceso desde el mar hacia la playa (Tratamiento 1: T1=expuesto). Los otros dos se localizaron aproximadamente a 50 y 80 m al norte de éste (Tratamiento 2: T2=media distancia; Tratamiento 3: T3=lejos). Para llevar a cabo los transplantes se utilizó concreto hidráulico de secado rápido (Muñoz-Chagín, 1997), el cual se mezcló bajo el agua dentro de una bolsa plástica sellada con un poco de agua de mar hasta alcanzar una consistencia pastosa. Se limpió el sustrato de sedimentos y algas utilizando un cepillo con cerdas de metal, se virtió el concreto y se colocó el fragmento. El secado ocurría generalmente en unos 10 a 20 minutos. Se replantaron 9 especies de coral en cada cuadrante en el mes de septiembre de 2000 y se determinó la condición de los corales al cabo de 9 meses (junio, 2001) y al cabo de 10 meses (julio, 2001). Cada colonia se midió utilizando un calibrador. Dependiendo de la especie y la morfología del fragmento, se midió el largo y ancho máximo (ej. corales masivos Montastrea annularis, Diploria strigosa, Porites astreoides), o la altura o el largo máximo (ej. Millepora alcicornis, Porites porites, Acropora cervicornis). Los datos crudos se convirtieron a porcientos relativos de cambio entre el comienzo y el final del estudio (10 meses), con el objetivo de facilitar su comparación. Estos se analizaron a nivel de todas las colonias en cada cuadrante y a nivel de cada especie individual en cada cuadrante para las 7 especies más abundantes entre los fragmentos replantados.

Ecological Outcomes Achieved

Eliminate existing threats to the ecosystem:
Las especies de fragmentos de corales más abundantes fueron P. porites (30%), M. alcicornis (27%), P. astreoides (9%), Agaricia agaricites (9%), D. strigosa (5%) y A. cervicornis (5%). Las demás especies replantadas presentaban una frecuencia menor de 5% e incluían a M. annularis, Favia fragum, A. palmata, D. labyrinthiformis, Siderastrea siderea, Dendrogyra cylindrus y Meandrina meandrites, f. braziliensis. La tasa de sobrevivencia de fragmentos replantados fue de 91% al cabo de 9 meses. Dicha sobrevivenvia se redujo a 79% al cabo de 10 meses debido al desprendimiento mecánico, en particular, de 19% de los fragmentos y a la destrucción total de otro 27%, ambos en el T1, debido a los efectos de pisadas humanas. En el T1, además, se documentó una disminución de 44% en la riqueza original de especies de fragmentos replantados. El restante de la mortalidad de fragmentos (9%) en el T2 y en el T3 se debio a una combinación de desprendimiento natural y a las actividades territorialistas de los peces damiselas (familia Pomacentridae). En el T1, se documentó un aumento de 14% en el área superficial de Meandrina meandrites f. braziliensis, y de 11% en Dendrogyra cylindrus. Sin embargo, se documentó una reducción de 18% en el área superficial de Favia fragum y de 100% en Diploria labyrinthiformis. En este último caso, se debió a una infección por la enfermedad de la banda negra. En el T2, se documentaron incrementos significativos en el área superficial de los fragmentos de Millepora alcicornis (67%) y D. strigosa (30%), así como incrementos menores en Agaricia agaricites (8%) y en Montastrea annularis (7%). Sin embargo, se observó una reducción de 7% en un fragmento de Siderastrea siderea. En el T3, se documentaron incrementos significativos en el área superficial de los fragmentos de M. annularis (26%) y de Porites astreoides (21%). Sin embargo, se observó una reducción de 17% en los fragmentos replantados de M. alcicornis, principalmente debido a los efectos del sobrecrecimiento de algas filamentosas asociado a la actividad territorialista de las damiselas. En cuanto a los cambios relativos en la altura máxima, los fragmentos replantados de Acropora cervicornis mostraron, consistentemente, el promedio de crecimiento mayor entre todas las especies en los tres tratamientos, con valores fluctuantes entre 49 y 66%. Un fragmento de A. palmata mostró un incremento de 54% en su altura máxima en el T2. Sin embargo, P. porites mostró una reducción de 33% en su altura máxima en el T1, debido a los efectos de la destrucción mecánica asociada a las pisadas humanas, y de 11% en el T3, debido al sobrecrecimiento por algas filamentosas asociado al territorialismo en las damiselas y debido al desprendimiento natural de algunos fragmentos. Igualmente, los fragmentos replantados de A. cervicornis mostraron, consistentemente, el promedio de aumento mayor en su largo máximo entre todas las especies en los dos tratamientos en donde este parámetro se midió, con valores fluctuantes entre 47 y 60%. Así mismo, Porites porites mostró una reducción de 33% en su altura máxima en el T1 y de 20% en el T3, debido a los mismos factores explicados arriba. Sin emabargo, esta especie mostró un aumento de 14% en su largo máximo en el T2. Millepora alcicornis presentó una reducción de entre 5 y 12% en su largo máximo.

Factors limiting recovery of the ecosystem:
Algunos de los fragmentos replantados mostraron una frecuencia alta de daño evidente, creando una diferencia marcada en cuanto a las tasas de crecimiento. En promedio, las colonias libres de daños mostraron un incremento de 33% en la altura, 28% en el largo y de 34% en su área superficial. Las colonias con señales evidentes de daños mostraron una reducción de 72% en la altura, 68% en el largo y de 46% en su área superficial. Esa diferencia se debió a dos factores principalmente, uno natural, el otro de origen antropogénico. En el primer caso, aparte de 9 fragmentos que se desprendieron debido a una posible fijación débil al sustrato, y aparte de una colonia que fue infectada por la enfermedad de la banda negra, la mortalidad natural de fragmentos se debió al sobrecrecimiento por algas filamentosas asociado a la actividad territorialista de las damiselas. Estos peces son herbívoros territorialistas (Tresher, 1976; Itzkowitz, 1977) y pueden matar pólipos de corales al establecer nuevos territorios o expandir los territorios existentes (Kaufman, 1977; Potts, 1977; Lobel, 1980). Además, las damiselas interfieren con el proceso de regeneración de tejido lesionado en corales como Montastrea annularis (Hernández-Delgado, 2000). Se ha observado que la habilidad de regeneración de tejidos en corales transplantados disminuye con el grado de exposición a perturbaciones físicas como el oleaje (Clark, 1997). En este caso, el área de estudios en Bahía Tarja se caracteriza por ser una generalmente protegida del oleaje fuerte, lo que, posiblemente, contribuyó a aumentar la habilidad de regeneración de tejido y la sobrevivencia de los fragmentos. Sin embargo, las damiselas, en altas densidades, pueden causar efectos adversos que incluyen un aumento en la mortalidad de corales por efectos de competencia por interferencia, y el sobrecrecimiento de algas filamentosas debido a un efecto de competencia por pre-ocupación del sustrato (Hernández-Delgado et al. 2000; Hernández-Delgado, 2000). Se ha sugerido que este fenómeno pudiera ser consecuencia indirecta de un efecto de cascada asociado a la sobrepesca en el arrecife de coral (Hernández Delgado, 2000). El factor humano causante de la mortalidad de fragmentos fue el caminar sobre el fondo coralino arrecifal. El cuadrante donde se llevó a cabo el tratamiento #1 era una zona impactada ocasionalmente por submarinistas y por entusiastas de la navegación recreacional, quienes amarran sus embarcaciones en dos boyas de amarre localizadas a unos 50 metros de distancia del área de estudios. Durante el feriado del 4 de julio de 2001, dicha localidad recibió una visita inusualmente alta de embarcaciones recreacionales, lo que aumentó significativamente el flujo de personas a través del área de estudios (Rosado Matías, observación personal). El caminar sobre el arrecife de coral ha sido documentado como una de las causales de mortalidad de corales principales en aguas someras sujetas a usos recreacionales intensos (Hawkins y Roberts, 1993).

Socio-Economic & Community Outcomes Achieved

Economic vitality and local livelihoods:
En este estudio, se demostró que los corales fragmentados replantados al fondo de arrecifes someros pueden sobrevivir exitosamente a mediano o a largo plazo, lo suficiente como para posiblemente contribuir a los procesos de reclutamiento locales, y pueden ayudar a aumentar la heterogeneidad espacial del HEP de peces de importancia comercial en sus estadíos juveniles. Esto convierte a los transplantes en una herramienta muy importante en los procesos de restauración de pesquerías arrecifales, particularmente, dentro de Reservas Pesqueras Marinas.

Key Lessons Learned

La estrategia de replantar corales fragmentados resultó muy exitosa considerando el por ciento de sobrevivencia ante la ausencia de impactos humanos directos luego de 9 meses (91%), y aún despues de los impactos de las pisadas humanas (79%), al cabo de 10 meses.

Al comparar los resultados de este estudio con los resultados de estudios similares, no se observaron diferencias importantes, lo que sugiere que el método empleado en la Reserva Pesquera Marina del Canal de Luis Peña (RPMCLP) para replantar corales en aguas llanas es uno similar en efectividad y grado de éxito a otros métodos utilizados previamente en otras localidades. Se conoce que la sobrevivencia de fragmentos de corales sueltos en el fondo marino es muy limitada, dependiendo del tipo de sustrato donde se encuentre (Knowlton et al., 1981; Bowden-Kirby, 1997) y que la misma aumenta significativamente al estabilizar los fragmentos (Bowden-Kirby, 1997). Á‰sto sugiere que la estrategia de replantar fragmentos de corales producidos por los efectos del oleaje durante eventos de huracanes o marejadas invernales, o producidos por diversas actividades humanas (ej. caminar sobre el fondo arrecifal, anclaje, encallamientos) debe ser incorporada a cualquier plan de co-manejo en la RPMCLP ya que contribuiría significativamente a aumentar la sobrevivencia de corales juveniles, manteniendo alta la diversidad de especies y la diversidad genética local de corales en aguas someras. También, contribuiría a mantener el potencial de exportación de gametos y larvas hacia otros arrecifes de coral localizados corriente abajo dentro y fuera de la RPMCLP. Más importante aún, la estabilización y alta tasa de sobrevivencia de los fragmentos de corales contribuye significativamente a aumentar la heterogeneidad espacial local de los fondos llanos que constituyen parte del HEP de diversas especies de peces de alto valor comercial en sus estadíos juveniles.

Long-Term Management

Es evidente que las actividades humanas asociadas al caminar sobre el fondo arrecifal llano fue uno de los factores causantes de mortalidad de corales más significativos en este estudio. Como estrategia de manejo para restaurar los arrecifes de la RPMCLP, se recomienda identificar mediante letreros y boyas las entradas seguras al mar, así como iniciar un programa permanente para replantar fragmentos de corales. El mismo podría ser utilizado como una estrategia de educación marina dirigida a los estudiantes en las escuelas de la Isla de Culebra, así como a la comunidad en general, pescadores, visitantes turistas, navegantes recreacionales y a las organizaciones ambientales.

Sources and Amounts of Funding

Este estudio se realizó con el apoyo financiero de la Fundación Toyota, a través de la Fundación Comunitaria de Puerto Rico.

Other Resources

Edwin A. Hernández-Delgado, Ph.D.
Grupo de Investigación en Arrecifes de Coral
Proyecto de Monitoreo, Restauración y Manejo de Arrecifes
Universidad de Puerto Rico
Departamento de Biología, Apt. 23360
San Juan, Puerto Rico 00931-3360
Tel. 787-764-0000, x-4880/4855
Fax 787-764-2610
e-mail: coral_giac@yahoo.com

CORALations, Inc.
P.O. Box 750
Culebra, PR 00775
Tel. 787-556-6234 / 1-877-77-CORAL
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http://www.coralations.org/AMP/investigacion.htm

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