El impacto de la conectividad de los ecosistemas en la resiliencia de los arrecifes de coral

Número de estudio:

10

Autor:

PJ Mumby y A. Hastings

Abstracto:

• Se ha observado dispersión ontogenética de animales entre muchos ecosistemas, pero no se comprende bien su significado ecológico total. Al modelar las consecuencias de la dispersión ontogenética de los peces de arrecife entre los manglares del Caribe y los arrecifes de coral adyacentes, cuantificamos las implicaciones más amplias de la conectividad del ecosistema para la función del ecosistema y la resiliencia a las perturbaciones impulsadas por el clima (cambio climático).
• Se calculó utilizando datos empíricos el enriquecimiento impulsado por los manglares del pastoreo de peces loro en dos hábitats de arrecifes de coral. Luego se investigaron las consecuencias del aumento del pastoreo mediante una simulación espacial de la dinámica de los arrecifes de coral en arrecifes anteriores poco profundos (de 3 a 6 m de profundidad) y medios (de 7 a 15 m de profundidad).
• El mayor aumento del pastoreo se produjo en los arrecifes poco profundos, pero se descubrió que tenía consecuencias insignificantes para la dinámica de la población de coral.
• Por el contrario, los aumentos relativamente débiles del pastoreo en arrecifes más profundos tuvieron consecuencias profundas: los arrecifes cercanos a los manglares pudieron experimentar la recuperación de los corales bajo los regímenes de huracanes más intensos del Caribe, mientras que aquellos que carecían de conectividad ecosistémica tenían poca capacidad de recuperación.
• Este resultado sorprendente ocurre porque los arrecifes exhiben múltiples equilibrios estables y el enriquecimiento del pastoreo de los manglares en los arrecifes de la plataforma media coincide con una zona de inestabilidad del sistema. Un pequeño aumento en el pastoreo desplazó el arrecife más allá de un punto de bifurcación, mejorando así enormemente la resiliencia. Un aumento relativamente grande del pastoreo en arrecifes poco profundos tuvo consecuencias mínimas para el ecosistema porque los niveles de pastoreo en cuestión eran más del doble de los niveles necesarios para exceder el punto de bifurcación correspondiente para este hábitat.
• Síntesis y aplicaciones, los manglares del Caribe están siendo deforestado a un ritmo más rápido que los bosques tropicales, pero su función protectora contra los daños de los huracanes se extiende no sólo hacia la costa, sino también hacia el mar, para aumentar la resiliencia de los arrecifes de coral marinos. Específicamente, los mecanismos ontogenéticos de conectividad del ecosistema que involucran al pez loro pueden aumentar la probabilidad de que las poblaciones de coral se recuperen de cambios inducidos por el clima en perturbaciones por huracanes. Esfuerzos para detener los manglares deforestación y restaurar los hábitats de los manglares probablemente aumenten la probabilidad de recuperación de los corales en los arrecifes de profundidad media (7 a 15 m) después de la perturbación. En general, las consecuencias de la migración ontogenética a nivel de ecosistema no corresponden necesariamente a la magnitud de los efectos observados localmente (es decir, el patrón de enriquecimiento de los pastores exhibió el patrón opuesto al de sus consecuencias para la resiliencia del sistema). Por lo tanto, se debe tener precaución al interpretar la importancia funcional de los cambios en la abundancia de especies para los procesos del ecosistema (por ejemplo, la presión del pastoreo y sus implicaciones para el crecimiento y la supervivencia de los corales). Los impactos de los cambios en la abundancia o en los procesos tal vez se aprecien mejor utilizando modelos mecanicistas de ecosistemas.

Principales resultados y conclusiones:

• “Aquí planteamos la hipótesis de que la respuesta de las poblaciones de coral al aumento del pastoreo será mayor en los hábitats que se benefician más de la conectividad entre manglares y arrecifes” (855).
• Este estudio utilizó un modelo de simulación de la dinámica de los arrecifes de coral “para investigar las consecuencias a nivel de ecosistema de las elevadas densidades de peces loro en arrecifes conectados a ecosistemas de manglares (Fig. 1)” (855).
• En los ecosistemas de arrecifes de la plataforma media, una especie de pez en particular, Scarus iserti dependía en gran medida del hábitat de los manglares: “La conectividad de los manglares aumentó la biomasa de Scarus iserti en Mesoamérica por 42%, pero no influyó en la densidad de ninguna otra especie de pez loro en este hábitat (Mumby et al. 2004). El cambio resultante en la biomasa es responsable de un aumento de 50% en la intensidad del pastoreo de iserti en sistemas ricos de manglares (0·14% h –1 a 0·21% h –1 en sistemas empobrecidos y ricos, respectivamente, promediados en tres sistemas del tamaño de un atol en cada tratamiento). A pesar de iserti Es una de las especies más pequeñas de pez loro, que normalmente alcanza una longitud total de unos 20 cm, y también es la más abundante. De media, iserti comprende 20% de la intensidad total de pastoreo del pez loro en arrecifes sin conectividad con manglares (promediado de 30 sitios de arrecifes en las Bahamas y Belice). Si el aporte de iserti Si se aísla el impacto total del pastoreo en sistemas empobrecidos de manglares (es decir, 30% del arrecife 6 meses –1) (es decir, 20% de 30, lo que da seis) y se enriquece con 50% (es decir, tres unidades de impacto del pastoreo), el impacto efectivo total del pastoreo en arrecifes de la plataforma media enriquecidos con manglares aumenta a 33% 6 meses –1. En otras palabras, la conectividad de los manglares aumenta el impacto total del pastoreo de las comunidades de peces loro en los arrecifes de la plataforma media en ~10% (de 30% a 33% del arrecife)” (855).
• En ecosistemas de arrecifes poco profundos, S. guacamaia dependía en gran medida del hábitat de los manglares: “El principal impacto de los manglares en los arrecifes poco profundos es el sustento de los adultos S. guacamaia (mamá et al. 2004; Dorenbosch et al. 2006)... Como no se pudieron capturar peces individuales, el impacto del pastoreo S. guacamaia se modeló asumiendo que la escala alométrica del tamaño de la mordida con el tamaño del cuerpo se mantiene dentro de los géneros. Las tasas de mordeduras y los ámbitos de distribución se determinaron siguiendo a ocho individuos en Bonaire y Belice durante un período de 2 minutos. Las observaciones de la tasa de mordida tuvieron una precisión razonablemente alta [error estándar (SE)/media] de menos de 20% (Andrew y Mapstone 1987). Un área de distribución de 1600 m2 (estimada de manera conservadora) es mayor que la de muchos otros escáridos (Mumby y Wabnitz 2002), y el pastoreo de esta especie representa ~14% de la intensidad de pastoreo total medida para sistemas empobrecidos de manglares (0·041% h–1 de 0·302% h–1). Aumentar el impacto total del pastoreo en arrecifes poco profundos (49% 6 meses–1) en esta proporción produce un nuevo impacto de 56% 6 meses–1. Combinando las contribuciones de ambos S. guacamaia y iserti al pastoreo en arrecifes poco profundos ricos en manglares da un impacto total del pastoreo de 57% 6 meses–1, lo que representa un enriquecimiento general de 16% (ocho/49)” (858).
• Los modelos mostraron que los manglares actúan como una ayuda increíble para la recuperación de los arrecifes de coral después de fenómenos naturales como los huracanes: “Bajo una intensa perturbación decenal por huracanes, los arrecifes con conectividad de manglares lograron alcanzar altos niveles de cubierta de coral (> 50%), independientemente del estado inicial de la arrecife (Fig. 4b). Además, este impacto de los manglares en la resiliencia fue mayor que reducir a la mitad la frecuencia de los huracanes en un arrecife empobrecido por los manglares. Por el contrario, los arrecifes sin conectividad con manglares tenían poco potencial de recuperación y lograron una cobertura de coral mucho menor. Por ejemplo, los arrecifes que comenzaron con una cubierta relativamente insalubre de 10% mostraron poca capacidad para mejorar después de 50 años (Fig. 4b). Incluso cuando los arrecifes comenzaron con un coral saludable 30% (según los estándares actuales), no hubo un aumento neto en la cobertura” (859).

Trabajos citados:

Andrew, NL y Mapstone, BD (1987) Muestreo y descripción del patrón espacial en ecología marina. Revisión anual de oceanografía y biología marina, 25, 39–90.

Mumby, PJ, Edwards, AJ, Arias-Gonzalez, JE, Lindeman, KC, Blackwell, PG, Gall, A., Gorczynska, MI, Harborne, AR, Pescod, CL, Renken, H., Wabnitz, CCC y Llewellyn, G. (2004) Los manglares mejoran la biomasa de las comunidades de peces de los arrecifes de coral en el Caribe. Naturaleza, 427, 533–536.

Mumby, PJ & Wabnitz, CCC (2002) Patrones espaciales de agresión, tamaño del territorio y tamaño del harén en cinco especies simpátricas de peces loro del Caribe. Biología ambiental de los peces, 63, 265–279.