rehabilitación de los arrecifes de coral de hoy...

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]

Cambios de temperatura significativos a traves del siglo XX

(Alpert et al. in review)

Tendencia de perdida significativa de corales asociada a un cambio de fase

(Côté et al. 2005)

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

Aun hay oportunidad…

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


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


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

2 Years

3 Years

7 Years

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

[email protected]

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

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