rehabilitación de los arrecifes de coral de hoy...
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Rehabilitación de los arrecifes de coral de hoy:Estrategia para la restauración de las funciones,
beneficios y resiliencia de la costa futura
Edwin A. Hernández-Delgado
Univ. de Puerto Rico-CATEC, Dept. Ciencias Ambientales,
Dept. Biologia, Sociedad Ambiente Marino
CONSERVACIÓN Y MANEJO DE HÁBITATS COSTEROS EN PUERTO RICO: RETOS PARA LA ADAPTACIÓNAL CAMBIO CLIMÁTICO A NIVEL DE COMUNIDADES, INFRAESTRUCTURA Y BIODIVERSIDAD
DRNA-PMZC, Carolina, PR 14-15 septiembre 2016
CATEC’s EPF Cluster
Grupo de Investigacionen Arrecifes
de Coral
Tensoresambientales
humanos
Impactoscambio
climatico
Respuestasaclimatacion
Dinamicapoblacional y comunidadRehabilitacion
biodiversidady funcionesecologicas
ecosistemas
Cambios enuso de
terrenos
Conectividadterrestre-
marina
Paleo-climadel Caribe
CATEC – Procesos y Funciones de EcosistemasGrupo de Investigacion en Arrecifes de Coral
http://upr.academia.edu/EdwinHernandez
Objetivos
• El cambio climatico y lospatrones de degradacionde arrecifes de coral
• El concepto de la evolucionde “ecosistemas noveles”
• Avances y limitaciones enel cultivo de corales y en la rehabilitacion de losarrecifes de coral
Objetivos
• Implicaciones a largo plazodel cambio climatico en el exito de la rehabilitacion de arrecifes de coral en el contexto actual de manejo
• Proyecciones a largo plazo
• Necesidades de modificar las estrategias de manejo
Escala: 1:60,000
0 1 20.5
km
4
Leyenda
Nivel del mar (m)
0
0 - 1
1.000000001 - 2
2.000000001 - 3
3.000000001 - 4
4.000000001 - 5
5.000000001 - 6
6.000000001 - 7
7.000000001 - 8
8.000000001 - 9
9.000000001 - 10
San Juan
Escala: 1:60,000
0 1 20.5
km
4
Leyenda
Nivel del mar (m)
0
0 - 1
1.000000001 - 2
2.000000001 - 3
3.000000001 - 4
4.000000001 - 5
5.000000001 - 6
6.000000001 - 7
7.000000001 - 8
8.000000001 - 9
9.000000001 - 10
Carolina
Escala: 1:60,000
0 1 20.5
km
4
Leyenda
Nivel del mar (m)
0
0 - 1
1.000000001 - 2
2.000000001 - 3
3.000000001 - 4
4.000000001 - 5
5.000000001 - 6
6.000000001 - 7
7.000000001 - 8
8.000000001 - 9
9.000000001 - 10
Loiza
Calentamiento del mar Blanqueamiento de coralesPerdida de especies
constructoras de arrecifes
Acidificacion oceanicaReduccion en las tasas
de calcificacionPerdida en biodiversidad
(riqueza de especies)
Huracanes Perdida en estructura, habitats y procesos (ej. herbivoria)
Dominancia por macroalgas
Aumento en el nivel del mar Perdida en la calidad del aguaAumento en tasas de
bioerosion
Perdida neta en la resilienciadel ecosistema
Perdida neta en las funciones, beneficios y
servicios del arrecife
= Aumenta vulnerabilidad
ATM-[CO2] julio, 2016:
404.4 ppm
ATM
-[C
O2]
Amenazas Impactos Consecuencias
http://co2now.org/Current-CO2/CO2-Now/weekly-data-atmospheric-co2.html
Amenazas a los arrecifes de coral en el contexto delincremento en la vulnerabilidad a 400+ ppm [CO2]
Degradacion de arrecifes de coral del Caribe esta asociada a actividades humanas
(Pandolfi et al. 2003) (Alvarez-Flip et al. 2009)
Consecuencias funcionales de la degradacionde los arrecifes de coral del Caribe
(Paddack et al. 2009) (Graham et al. 2006)
Sinergiafuerte
Intensificacion de loscambios lentos de fase
Degradacion de la resiliencia, funciones y beneficios
Tensorescronicos
Tensoresagudos
Arrecife de coral sostenible/resiliente
Recuperacionnatural es posible
Recuperacion natural muylenta tal vez es posible
Recuperacionnatural poco
probable
Recuperacionnatural
improbable
Los arrecifes de coral costeros son ecosistemas noveles
Evolucion de ecosistemas noveles
Ecosistemaoriginal
Ecosistemadegradado
Ecosistemanovel
Perturbacionesagudas
Perturbacionescronicas
HuracanesEscorrentiasBlanqueamiento
Pesca, Contaminacion, TurbidezSedimentacion, Eutroficacion,Bioerosion, Temperatura, Nivel del mar,Blanqueamiento, Acidificacion
?
Spp. altamente vulnerables
Spp. resistentes
Spp. moderadamente vulnerables
Valor socio-economico
Servicios ecologicos
Beneficios
CrecimientoRelieve espacial
ResilienciaPersistencia% CoralRoles
funcionales
Cambio climaticoCambios en uso suelosOtros impactos humanos
• Cambio de fase en la dominancia de corales a taxones no constructores
• Perdida principal en las especies constructoras• Orbicella spp.• Acropora spp.
• Trayectorias de recuperaciondominadas por especiesefimeras y pequenas(Hernandez et al., 2014)
-50 -30 -10 10 30 50
PCO1 (40.3% of total variation)
-40
-20
0
20
40
PC
O2
(1
4.8
% o
f to
tal va
ria
tio
n)
SiteTimePCR2005
PFL2005
CBT2005
DIA2005
PLM2005
PLT2005
PCR2010
PFL2010
CBT2010
DIA2010
PLT2010
PLM2010
Aaga
Mann
MfavMfra
Ssid
Ecar
Dict
Lob
MAC
CCA
CYA
TurfSAND
2010 2005
El cambio climatico ha resultado en cambiossignificativos en los arrecifes PR
(Hernandez, en preparacion)
0
500
1000
1500
2000
2500
0 20 40 60 80 100
Num
ber
of colo
nie
s
0
500
1000
1500
2000
2500
Time (yrs)
0 20 40 60 80 100
A B
C D
Proyecciones basadas en tendenciasrecientes no son alentadoras
Crecimiento de Orbicellaannularis sin blanqueamiento
Frecuencia 5% (1/20y) –Poblacion estable
Frecuencia 10% (1/10y) –Reduccion significativa
Frecuencia 20% (1/5y) –Colapso poblacional (30-40y)
0% 5%
10% 20%
(Hernández-Pacheco et al., 2011;Ecosphere 2(1):art9. 1-13 )
Rehabilitacion de un ecosistema novel
• Cultivo de corales para la recuperacion de:
• Especies desaparecidas?
• Biotopos monoespecificos (Caribe) – parches, heterogeneidadespacial, paisaje?
• Redundancia funcional?
• Habitats esenciales de peces?
• Biodiversidad?
• Conectividad (fisica, genetica)?
• Estilos de vida de la comunidad?
• Resiliencia costera? Cuerno de alce, Acropora cervicornis
Avances en el cultivo de corales y en la rehabilitacion de arrecifes
Restauracion enemergencias
(encallamientos)
Cultivo ex situde corales
Propagacionpara mercado
de acuarios
Costoso, infraestructuraadiestramiento
Ningun beneficiopara la
restauracion
Coleccion de gametos y cultivo de
larvas
Propagacion micro-fragmentos corales
Avances muylimitados enrestauracion
Manejo diversidadgenetica
“Construccion” colonias masivas
Poca/ningunaparticipacioncomunitaria
Poco exito ensiembra in situ de
reclutas
Costoso, altatecnologia,
infraestructura
Cultivo in situde corales
Avancessignificativos
multiples metodos
Bajo costo,rapido, efectivo, poca
tecnologia
Necesidad ampliar escalaespecial, modelos
demograficos y espaciales
Aplicaciones multiples (emergencias,
pesquerias, resiliencia, biodiversidad, especies)
Participacioncomunitaria
amplia
Limitaciones en el cultivo de corales y en la rehabilitacion de arrecifes
Ciencia de la restauracion
No reconocerconectividad
terrestre-marina
Manejo de cuencas
prioridadbaja
Rehabilitacionmarina ineficiente
Necesidad de acoplarrestauracion cuencas a
restauracion marina
Programacionde fondos y
prioridades de manejo
desconectadas
Accionesinconsistentes
Avances muy limitados enla restauracion
“Too much science” Repetir los
mismoserrores
Metricasinexistentes o
pobres
“Exito” basado en # fragmentos sembrados y no en su supervivencia
Se desconocenimpactos enecosistema
Pobre seleccionde metodos, localidades
Metas oscuras
No hay resultadosmedibles
No se traduce en acciones de
manejo
Precaucionextrema en la
toma decisiones(=Ciencia no adaptativa)
Preferenciaproyectos
“mecanicos”
Rechazo a la experimentacion, a
los modelosespaciales y
demograficos comoherramienta de
manejo
Avance pobre del Plan de Recuperacion de los Corales
Acroporidos
Limitacion a “single shot efforts” y escala especial
pequena
No se integra al manejo AMPs
Incumplir con deber ministerial y recuperacion de
la pesca
Proyecciones A. cervicornis bajo diversasfecundidades (adicion corales) – [Preval. 36%]
Rec=0.0
Co
lon
y a
bu
nd
an
ce
0
200
400
600
800
1000
1200
Small
Medium Rec=0.5
0
200
400
600
800
1000
1200
Rec=0.75
Time (y)
0 5 10 15 20 25
Co
lon
y a
bu
nd
an
ce
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Rec=1.0
Time (y)
0 5 10 15 20 25
0
5000
10000
15000
20000
25000
(Hernandez, en preparacion)
Proyecciones A. cervicornis bajo diversasfecundidades (adicion corales) – [Preval. 78%]
Rec=0.0
Colo
ny a
bu
nda
nce
0
200
400
600
800
1000
1200
Small
Medium
Large
Rec=0.5
0
200
400
600
800
1000
1200
Rec=0.75
Time (y)
0 5 10 15 20 25
Colo
ny a
bu
nda
nce
0
200
400
600
800
1000
1200
Rec=1.0
Time (y)
0 5 10 15 20 25
0
1000
2000
3000
4000
5000
(Hernandez, en preparacion)
Lecciones aprendidas
• Los impactos humanos locales magnifican los impactos del cambioclimatico
• La perdida de resiliencia de losecosistemas costeros magnifica la vulnerabilidad de las comunidadescosteras
• La rehabilitacion de la resiliencia de los ecosistemas costeros es posible, pero la escala espacial de dichasacciones es muy limitada
Lecciones aprendidas
• Ventajas a largo plazo de la rehabilitacion de los arrecifessomeros costeros
• Rol como habitat esencial de peces
• Rehabilitar la resiliencia del ecosistema
• Amortiguar energia de oleaje y velocidad de corrientessuperficiales
• Reduccion a largo plazo de la vulnerabilidad costera
Acropora cervicornis compitiendocon el alga invasiva Ramicrusta textilis
Ausencia de integracion del manejo de la resiliencia y la persistencia de los arrecifes de coral para recuperarla resiliencia de las costas y reducir su vulnerabilidad
Acciones de manejo
desconectadasCambio enuso desuelos
Governanza
Cambioclimatico
Resiliencia y persistencia
arrecifes de coral
???
Resistencia a la integracion de la ciencia experimental (prueba de hipotesis, adaptativa)y la ciencia predictiva (modelos, simulaciones) al manejo de la rehabilitacion
El manejo de la resiliencia y la persistencia de losarrecifes de coral require de un enfoque sustentable, integrado y participativo
Resiliencia ypersistencia
arrecife de coral
Cambio enuso de suelos
Integracioncomunitaria
Governanza
Cambioclimatico
Integracionacademica
Integracionempresa privada
Integracion de la ciencia experimental (prueba de hipotesis, adaptativa)y la ciencia predictiva (modelos, simulaciones) al manejo de la rehabilitacion
Integracionmanejadores
Universidad de Puerto RicoCentro para la Ecologia Tropical Aplicada y ConservacionGrupo de Investigacion en Arrecifes de CoralEdificio Facundo Bueso, FB-243Apt. 23360San Juan, PR 00931-3360
http://upr.academia.edu/EdwinHernandezhttp://catec.upr.edu http://sampr.org
Apoyo: Vice-Presidencia Investigacion y Tecnologia, UPRPrograma Sea Grant, UPR-M
Edwin A. Hernández-Delgado