Estuarine ecology in the mesoamerican coral barrier reef system region

Resumen

Los sistemas estuaricos son puntos críticos de actividad biológica y biogeoquímica, muestran altas tasas de reciclaje de nutrientes y productividad primaria y secundaria, y soportan directa o indirectamente algunas de las pesquerías más productivas de la Tierra. Las zonas estuarinas están enfrentando cambios rápidos en respuesta a los impactos antropogénicos locales y el cambio global. Los procesos ecológicos y biogeoquímicos en los estuarios templados son bien conocidos, pero los ecosistemas estuaricos tropicales han sido poco estudiados. Esta tesis doctoral incluye el estudio de diferentes variables ecológicas en diecisiete sistemas estuaricos a lo largo de la costa hondureña en la región del Sistema Arrecifal Mesoamericano (SAM). El SAM es el segundo sistema de arrecifes de coral más grande del mundo con altos niveles de biodiversidad. Sin embargo, sus condiciones ecológicas se están deteriorando debido al fuerte impacto antropogénico, particularmente debido a la mayor descarga de sedimentos, materia orgánica y nutrientes desde el continente. La investigación incluyó una amplia variedad de sistemas, ocho lagunas costeras y ocho estuarios con diferentes dinámicas de desembocadura, como sistemas estuaricos permanentemente abiertos (POE) y sistemas estuaricos temporalmente abiertos-cerrados (TOCE), y la bahía de Puerto Cortés. Los objetivos generales de este trabajo fueron determinar la dinámica estacional de los nutrientes y el metabolismo neto de la comunidad fitoplanctónica a lo largo del ciclo anual en algunos de estos sistemas estudiados por primera vez en la zona (Laguna Los Micos y sistema Laguna de Alvarado-Puerto Cortés), y evaluar su papel como fuentes potenciales de sedimentos, materia orgánica y nutrientes para los arrecifes coralinos del SAM, en condiciones climáticas estándar y durante una tormenta tropical (Capítulo II y III). El trabajo se completa con un estudio espacialmente amplio en el que se estudió por primera vez la metacomunidad de peces y un conjunto de variables ambientales relevantes de dieciséis zonas estuaricas en la región del SAM (Capítulo IV). Las diferentes características ecológicas y biogeoquímicas de la laguna Los Micos (Capítulo II) dependieron en gran medida del estado de la boca estuarica (abierta/cerrada). Sin embargo, las variables biológicas relacionadas como la producción primaria neta (Pn) y la clorofila no mostraron diferencias significativas entre las fases abierta y cerrada. La Pn en la Laguna Los Micos estuvo entre las más altas medidas a nivel mundial en sistemas estuaricos. Los modelos lineales basados en distancia sugieren que la Pn en Los Micos está controlada por múltiples factores, probablemente compensándose entre sí durante las etapas de boca abierta y cerrada. Durante un evento climático extremo (ECE) ocurrido como tormenta tropical, muy frecuentes en la zona, la Laguna Los Micos exportó una cantidad importante de nutrientes y material particulado al mar. Este sistema mostró un grado considerable de resiliencia, recuperando los niveles anteriores al ECE de la mayoría de las variables ambientales en menos de 30 días. El sistema de la Laguna de Alvarado y la Bahía de Puerto Cortés (Capítulo III) es un ejemplo de ambiente altamente impactado por el hombre, debido principalmente a la contaminación urbana e xii industrial, relacionada está ultima con actividades portuarias. La columna de agua presentó condiciones hipertróficas según el índice TRIX. Las tasas netas de producción y respiración de la comunidad fueron altas como en otros sistemas costeros tropicales y subtropicales y similares durante la estación lluviosa y seca. La laguna y la bahía son sistemas ecológicamente diferentes, sin embargo, ambos representaban una fuente importante de nutrientes disueltos y material particulado para los arrecifes de coral del SAM, lo que probablemente afecta negativamente la calidad ambiental del área. El estudio sobre la metacomunidad de peces en diferentes sistemas estuaricos de la costa hondureña en la región del SAM (Capítulo IV) identificó un total de 154 especies de peces. Estos resultados respaldan la alta biodiversidad de peces estuaricos de la región biogeográfica del Atlántico tropical. Además de la taxonomía, las especies de peces se clasificaron en función de cómo utilizan los ambientes de estuaricos, siendo los peces marinos la categoría más abundante, incluidos los rezagados marinos y los oportunistas estuarinos-marinos como grupos dominantes. Las lagunas costeras tuvieron una mayor abundancia y diversidad de peces, y comunidades diferentes en comparación con los estuarios, probablemente debido a una diferencia significativa en las condiciones ambientales. Las especies marinas dominaron en las lagunas costeras y especies de agua dulce caracterizaron los estuarios. Los factores ambientales como la geomorfología, la fase de la boca de los sistemas estuaricos, la salinidad, el pH, la vegetación del fondo y el oxígeno disuelto influyeron significativamente en la estructura de la metacomunidad de peces. En general, los resultados presentados en esta tesis doctoral representan el primer estudio en profundidad de diferentes aspectos de la ecología estuarica, desde la dinámica de nutrientes y la producción primaria del fitoplancton hasta la estructura de la metacomunidad de peces en una gran región de considerable importancia ecológica. Esta información representa un primer paso esencial para apoyar políticas públicas basadas en el conocimiento científico y planes integrales de conservación en la región del SAM, que incluyan desde las cuencas hasta los arrecifes de coral.