Ecosystem-Wide Impacts of Deforestation inMangroves : the Urabá Gulf (Colombian Caribbean) Case Study

ABSTRACT: Mangroves are ecologically important and extensive in the Neotropics, but they are visibly threatened by selective logging and conversion to pastures in the Southern Caribbean. The objective of this paper was to summarize the impacts of both threats on forest structure, species composition, aboveground biomass and carbon reservoir, species introgressions, and benthic fauna populations by collating past and current data and by using an interdisciplinary approach in the Urab´a Gulf (Colombia) as a case study. Mangroves in the Eastern Coast have been decimated and have produced unskewed tree-diameter (DBH) distributions due to the overexploitation of Rhizophora mangle for poles (DBH range: 7–17 cm) and of Avicennia germinans for planks and pilings (DBH > 40 cm). Selective logging increased the importance value of the light-tolerant whitemangrove Laguncularia racemosa, also increasing biomass and carbon storage in this species, thus offsetting reductions in other species. Introgressions (cryptic ecological degradation) by L. racemosa and Acrostichum aureum (mangrove fern) and low densities of otherwise dominant detritivore snails (Neritina virginea) were observed in periurban basin mangroves. Finally, basin mangroves were more threatened than fringing mangroves due to their proximity to expanding pastures, villages, and a coastal city

Above-ground biomass and carbon reservoirs in Urabá Gulf mangroves (Colombian Caribbean)

ABSTRACT: Mangroves are the major aboveground biomass (AB) and carbon (C) stocks among the tropical coastal and marine ecosystems. In this study, we estimated the AB and C stocks from the four largest mangrove areas in the Urabá Gulf, by using published allometric equations in combination with eld-obtained forest structure data. The Atrato River Delta exhibited the largest AB and C stocks (165 and 83 t/ha, respectively) due to the dominance of large-diameter Rhizophora mangle trees (> 15 cm), followed by Rionegro Cove (115 and 58 t/ha, respectively), also dominated by the same species. In the Southeastern coast of the Gulf, the largest AB and C stocks were observed in the Puerto César-Punta Coquito sector (85 and 43 t/ha, respectively), followed by the Turbo sector (76 and 38 t C/ha, respectively), both dominated by Avicennia germinans. In the Turbo sector, there was a high density of thin diameter (< 5 cm) R. mangle and Laguncularia racemosa trees, as a consequence of the high logging pressure. The AB and C stocks of these species in the Turbo sector were lower than those observed in the Puerto César-Punta Coquito, located far from the urban area of the Turbo City. The biomass stocks of mangroves in the Urabá Gulf lay within the range observed worldwide, but the Atrato River Delta was one of the largest. This study concluded that mangroves in the Urabá Gulf are signi cant C stocks, mainly those within conservation areas. The size of the stocks is inversely correlated with distance to the two main population centers.RESUMEN: Los manglares son los principales reservorios de biomasa aérea (BA) y carbono (C) sobre el suelo entre los ecosistemas marino-costeros tropicales. A partir de datos estructurales de campo y de ecuaciones alométricas publicadas, se estiman los reservorios de BA y C en la vegetación de las cuatro áreas de manglar más extensas del golfo de Urabá. Los manglares del delta del río Atrato mostraron los mayores reservorios de BA y C (165 y 83 t/ha, respectivamente) concentrados en árboles de Rhizophora mangle, al igual que los de la ensenada de Rionegro (115 y 58 t/ha, respectivamente). En el costado suroriental del Golfo, los mayores valores se obtuvieron en los manglares de Puerto César-Punta Coquito (85 y 43 t/ha, respectivamente), y por último los de Turbo (76 y 38 t C/ha, respectivamente), ambos dominados por Avicennia germinans. En Turbo predominaron árboles de R. mangle y Laguncularia racemosa de diámetros < 5 cm, re ejo de la fuerte intervención antrópica y los reservorios de BA y C son menores que los de Puerto César-Punta Coquito, más alejado de la cabecera urbana. Los reservorios de biomasa de los manglares del Golfo se encuentran dentro del rango observado en todo el mundo, pero los del delta del río Atrato se acercan más al límite superior registrado. Los manglares mejor conservados del golfo de Urabá son reservorios importantes de C en la BA. La magnitud del reservorio está inversamente relacionada con la distancia a los dos principales centros poblados

Food habits and aspects of habitat use by the catfish Ariopsis sp. (aff. assimilis) (Siluriformes: Ariidae) in a Neotropical coastal lagoon (Darien Ecoregion, Colombia)

ABSTRACT: The New Granada sea cat sh, Ariopsis sp. (aff. assimilis) is a species endemic to the Colombian Caribbean coast and the western coast of Venezuela, but it is endangered due to pressures from artisanal shing. Diet and aspects of habitat use were studied through its spatial and temporal distribution patterns (density and biomass) in a coastal estuary along an environmental gradient de ned by the turbid plume of the Turbo River (Darien Ecorregion). The largest sized fish fed mainly on fish, anomuran crustaceans and shrimps, exhibiting a tendency for a generalist diet, while the smaller sh fed mainly on copepods, being specialist feeders, indicating an ontogenic change in the diet of this population. We hypothesize that this species may present patterns of distribution and habitat use in a sequential form in time and space, or seasonal programming. The southern part of the of the estuary may play an important role in reproduction as habitat for the larger fish, which brood eggs mainly during the dry season, while the middle and northern zones, bordered by mangroves, may be important nursery areas, with larger peaks in abundance of smaller sh mainly during the rainy season.RESUMEN: El “chivo cabezón” Ariopsis sp. (aff. assimilis), es una especie estuarina endémica de la costa Caribe colombiana y del Oeste venezolano, pero está en peligro de extinción debido a la presión por pesca artesanal. Se estudió su alimentación y aspectos del uso del hábitat mediante su distribución espacial y estacional (densidad y biomasa) en la Bahía El Uno, golfo de Urabá (departamento de Antioquia), Colombia, a lo largo del gradiente ambiental de nido por la pluma turbia del río Turbo (Ecorregión Darién). Los peces de tallas grandes se alimentaron principalmente de peces, crustáceos anomuros y camarones, presentando una tendencia a una dieta generalista, mientras que los pequeños lo hicieron principalmente de copépodos, siendo consumidores especialistas, evidenciando cambios ontogénicos en la alimentación de la población. Se plantea la hipótesis que esta especie puede presentar patrones de distribución y utilización del hábitat de forma secuencial en tiempo y espacio o programación estacional. La parte baja del estuario podría jugar un papel importante en la reproducción como hábitat de peces grandes, los cuales pueden incubar huevos principalmente durante la época seca, mientras que las zonas de la parte media y alta, que se encuentran bordeadas por bosque de manglar, se podrían considerar como zonas importantes de crianza, presentando mayor abundancia de peces pequeños en la época de lluvia

Expedición Caribe sur : Antioquia y Chocó costeros

RESUMEN: Hasta el momento el conocimiento que se tenía de la región Darién-Urabá-Caribe antioqueño era fragmentario: los estudios no se habían realizado de manera simultánea a lo largo del litoral, y así había poca interacción entre las disciplinas de las ciencias del mar. El objetivo de este estudio fue construir una base de datos sobre las características geomorfológicas, oceanográficas, forestales y faunísticas de los manglares, a lo largo del litoral comprendido entre cabo Tiburón (Acandí-Chocó) y quebrada Peñoncito (Arboletes, Antioquia). Se realizó una expedición en la que participaron científicos de diferentes ciencias del mar, para recolectar información de campo sobre diferentes componentes temáticos, a lo largo de los 609 km del contorno costero (...

Darwin and the empty island paradox

ABSTRACT: Although Darwin’s fascination and interest on marine nature are well known due to his treatises about coral reefs, oceanic islands, and barnacles, little is commented about the many “freshwater” examples that he provided for supporting “The Migration Theory” in his book “The Origin of the Species”. According to this theory, faunas and floras disperse from continents to oceanic islands. However, those islands located at a great distance from the center of origin are very unlikely to be colonized by immigrants, and therefore only a fraction of the continental biota is represented in these islands, and they could be considered as empty. Streams in these islands could also be empty, however, Darwin stated a mechanism to explain the presence of freshwater fish in these streams, unaware of an emerging paradox. This mechanism is consistent with the current definition of a diadromous life cycle observed in fish, shrimp and snails that rely on migrations between marine and freshwaters to complete their development. This life cycle is an evolutionary convergence among unrelated lineages that evolved from both marine and freshwater ancestors. This essay discusses the evolution of insular freshwater faunas, their implications as ecological and evolutionary forces, and some experimental models. A final discussion is presented on the impacts of dams on diadromous fauna in tropical and subtropical islands.RESUMEN: Aunque se conoce el interés y fascinación de Darwin por la naturaleza marina a través de sus tratados sobre arrecifes coralinos, islas oceánicas y balanos, poco se comenta sobre los múltiples ejemplos dulceacuícolas que él utilizó para plantear la “teoría de la migración” dentro de “El origen”. Ésta plantea que la fauna y la flora se “dispersan” desde los continentes hacia las islas oceánicas. Sin embargo, en la islas muy alejadas de los centros de origen la probabilidad de colonización es muy baja y por lo tanto solo se encuentra una fracción de la biota continental, pudiendo considerarse en algunos casos “vacías”. Aunque las corrientes de agua de dichas islas también se consideran “vacías”, Darwin propuso un mecanismo para explicar la presencia de peces “dulceacuícolas” en las mismas, y por lo tanto no podrían considerarse “vacías”, lo cual plantea una paradoja. El mecanismo planteado por él coincide con el ciclo de vida conocido actualmente como diádromo en el cual los individuos de muchas especies de peces, camarones y gasterópodos requieren de aguas marinas y dulces para completar su desarrollo. La diadromía es una convergencia evolutiva que apareció en diferentes linajes a partir de ancestros tanto marinos como dulceacuícolas. En este ensayo se discute la evolución de la fauna dulceacuícola insular, sus implicaciones ecológicas y evolutivas, y algunos modelos experimentales. Finalmente, se discute sobre los impactos de las represas en islas tropicales y subtropicales sobre las especies diádromas

Expedición Caribe sur, Antioquia y Chocó Costeros

La Comisión Colombiana del Océano, institución que a lo largo de 47 años ha venido impulsando el progreso marítimo, tiene el placer de presentar su libro “Hacia una Potencia Oceánica”. A través de sus 22 capítulos, la publicación resalta los temas más importantes sobre los cuales se viene trabajando en el territorio marítimo de Colombia, invitando a conocer y aprovechar las riquezas que ofrecen nuestros océanos. Así mismo se muestra la visión de Colombia como Potencia Oceánica, fortaleciendo relaciones bilaterales y aumentando la participación activa en las organizaciones internacionales buscando como fundamento construir una Cultura Marítima dando provecho a los múltiples beneficios que los océanos brindan, incentivando esto en las generaciones futuras

Global changes in Gulf of Urabá mangroves (Colombia) : between the changing coastline and the expanding agricultural frontier

ABSTRACT: Accelerated mean sea level rise and deforestation are two global changes severely impacting mangroves along the Colombian Caribbean coast, but little has been discussed about them for the Gulf of Urabá. The objective of this review is to synthesize the published literature on such topics available to date for this area. This gulf holds extensive areas, structurally different from the rest of the Caribbean, which are shrinking and degrading as a consequence of: a) coastal erosion and sea level rise; b) selective logging and agricultural expansion; and c) watershed deforestation and sediment exports to the estuaries. The Atrato River delta, and several microdeltas located along the eastern coast have expanded, while the Rionegro Cove has remained relatively unchanged, at least during the 20th century. The eastern coast, with the smalles mangrove patches, have eroded at a rate of various meters per year due to the littoral drift currents. In the vicinity of the Turbo municipality, selective logging for different purposes has reduced the mean tree-diameter in Rhizophora mangle and has increased the importance value of Laguncularia racemosa, thus altering above ground biomass and carbon reservoirs. Agricultural expansion has been responsible for shrinking inland Avicennia germinans-stands. High deforestation rates in the coastal plains and watersheds in the banana agricultural district have increased river sediment load that has accumulated in the deltas Mangroves in these areas trap signi cant amounts of sediments, with likely negative effects on colonization and survival of seedlings and benthic macroinvertebrates. In conclusion, in the Gulf of Urabá significant global changes, both natural and anthropogenic, currently occur within the littoral zone as well as within the coastal watersheds, and they require an urgent implementation of adaptive measures within the management plans for mangrove ecosystems and the coastal zone.RESUMEN: Las alteraciones del nivel medio local del mar y la deforestación son dos cambios globales que impactan severamente a los manglares del Caribe colombiano, pero poco se ha discutido acerca de ellos en el golfo de Urabá. El objetivo de esta revisión es sintetizar la literatura publicada sobre esos temas en esta área. Este golfo presenta extensas áreas estructuralmente diferentes a las del resto del Caribe, que están disminuyendo y degradándose como producto de: a) la erosión costera y el aumento del nivel del mar; b) la entresaca de árboles y la expansión de la frontera agrícola; y c) la deforestación de las cuencas y la exportación de sedimentos hacia los estuarios. El delta del río Atrato y varios microdeltas de la costa oriental se expandieron, mientras que la ensenada de Rionegro permaneció estable, al menos durante el siglo XX. La costa oriental, con las áreas más pequeñas de manglar, se erosionó varios metros por año debido a la deriva litoral. Cerca a la cabecera municipal de Turbo, la entresaca de árboles para diferentes fines ha reducido el diámetro promedio de Rhizophora mangle y ha aumentado el valor de importancia de Laguncularia racemosa, afectando el reservorio de biomasa y carbono aéreos. La expansión de la frontera agropecuaria ha reducido la extensión de los rodales interiores de Avicennia germinans. La alta tasa de deforestación de las cuencas y planicies costeras de la zona bananera ha incrementado la carga de sedimentos de los ríos, la cual se acumula en los deltas. En estos, los manglares retienen cantidades signi cativas de sedimentos, con posible detrimento de la colonización y sobrevivencia de plántulas y macroinvertebrados bénticos. En conclusión, en el golfo de Urabá se presentan en la actualidad cambios globales naturales y antropogénicos de magnitudes signi cativas, tanto en la zona litoral como en las cuencas costeras, los cuales requieren una urgente implementación de medidas de adaptación dentro de los planes de manejo de los manglares y de la zona costera

Daños por depredación y tamaño de concha del caracol diádromo Neritina virginea (Gastropoda: Neritidae) en el Río Mameyes, Puerto Rico

Se compararon las abundancias y tamaños de conchas del gasterópodo Neritina virginea de acuerdo a los daños presentados en especimenes vivos y muertos (n= 5066) recolectados en el río Mameyes, Puerto Rico (Antillas Mayores). Se observaron daños por depredación de aves y camarones, y signos de erosión por la acción del raspado de la rádula por parte de otros individuos de la misma especie. La depredación fue aparentemente baja (Predator damage and shell size on the diadromous snail Neritina virginea (Gastropoda: Neritidae) in the Mameyes River, Puerto Rico. We compared predators’ damage with shell size in live individuals and empty shells (n=5066) of the snail Neritina virginea in the Mameyes River (Puerto Rico, Greater Antilles). According to the literature and direct observations, damages on empty shells were attributed to predation by aquatic birds (e.g. Gallinula chloropus) and decapods (e.g. Macrobrachium spp.), while damages on live individuals were due to rasping by co-specifics and erosion. Predation by decapods and birds, as estimated by the proportion of empty shells, was low (2 and 0.36%, respectively). Shell size was significantly different between types of predators (range: decapods: 3.5-15.0mm, birds: 8.1-19.4mm). By comparing sizes of the empty shells and the live individuals, we concluded that decapods specialize on large groups of small migratory juveniles, while birds specialize on the largest resident individuals. Worn shells were highly frequent in both empty shells and live individuals, and sizes did not differ between samples. A comparison by slow-flow and fast-flow habitats showed that predators do not discriminate shell sizes between environments. However, the frequency of damage by birds and decapods was greater under slow-flow conditions. Despite of the little contribution of predation to the population dynamics in this species, predation might be an important driver of size-dependent behavioral responses such as upstream migration and microhabitat selection. Rev. Biol. Trop. 57 (4): 1069-1080. Epub 2009 December 01

Distribución de los gasterópodos del manglar, Neritina virginea (Neritidae) y Littoraria angulifera (Littorinidae) en la Ecorregión Darién, Caribe colombiano

Distribution of the mangrove gastropods Neritina virginea (Neritidae) and Littoraria angulifera (Littorinidae) within the Colombian Caribbean Darién Ecoregion. Gastropods are one of the most abundant groups within the Caribbean mangroves, however, little is known about the distribution of particular species at a regional scale. With this aim, we studied the geographic distribution of Littoraria (Littorinopsis) angulifera and Neritina (Vitta) virginea within the Darién Ecoregion in the Caribbean coast of Colombia, from 77 sampling stations along 609km between the Colombian-Panamá border and Córdoba State, Colombia. The fieldwork was conducted in June-August 2009, and a total of 3 963 individuals of both species were hand-picked from the ground, prop-roots and trunks along 50m transects, and shell sizes were measured. The description of geographic patterns considered surface water salinity, mangrove cover and gastropod distribution within the Gulf of Urabá. In the outer-most part of the Gulf, L. angulifera was present in 84.8% of the stations, while N. virginea was only present in 15.2% of the stations. In this part, mangroves areas were patchily distributed, and the gastropods (mainly L. angulifera) were found on woody debris along the supralittoral zone in sandy shores. In the inner-most part, in contrast, N. virginea occurred in 84.6% of the stations, mostly in estuaries, deltas and river margins, while L. angulifera only appeared in Turbo Bay (15.4%). Mean shell size also exhibited a clear geographic pattern: size range was 6-22mm in L. angulifera, and 6-12mm in N. virginea. L. angulifera was found in open-water stations with water salinities &gt;10PSU, but it was absent in sites with lower salinities like the Atrato River Delta and other small rivers. Its presence on coastal woody debris suggests that despite of the recruitment of small individuals from the nearshore stock of larvae, populations are unable to establish due to the absence of mangroves protection. Oppositely, N. virginea was found under estuarine conditions on mangrove roots and ground. Our results confirm that L. angulifera is an esteno-tolerant marine species, and N. virginea is an eury-tolerant estuarine species, thus their geographic distribution is strongly shaped by the large freshwater discharge of the Atrato River. We hypothesize that absence or limited distribution of gastropods in various areas of the Darién Ecoregion may be further explained by the poor conservation state of mangroves.Aunque los gasterópodos son uno de los grupos más abundantes en los manglares del Caribe, poco se sabe del ámbito de especies particulares debido al enfoque comunitario de la mayoría de los estudios. El ámbito de las poblaciones de L. angulifera y N. virginea fue estudiado en la Ecorregión Darién, Caribe colombiano. El muestreo se realizó entre junio y agosto 2009, se recolectaron 3 963 individuos de ambas especies, a los cuales se les midió la talla de la concha. La Ecorregión presentó diferencias espaciales en el ámbito de la salinidad del agua a nivel superficial, la cobertura de manglar y el ámbito de las poblaciones. En la parte externa de la Ecorregión, L. angulifera presentó el mayor porcentaje de aparición (84.8%) en comparación a N. virginea (15.2%). En el interior N. virginea presentó el mayor porcentaje (84.6%), mientras L. angulifera apareció solo en bahía Turbo (15.4%). Se encontraron diferencias en el ámbito de tallas promedio de las conchas, donde L. angulifera varió entre 6 y 22mm y N. virginea entre 6 y 12mm dentro del Golfo. Se confirma que L. angulifera es una especie de carácter estenohalina y marina, mientras que N. virginea es eurihalina y estuarina