La diversidad marina del golfo dulce, pacífico sur de Costa Rica: amenazas de conservación

En Golfo Dulce la diversidad marina es muy alta, desde bacterias hasta mamíferos marinos, incluyendo aves costeras y marinas. Con 1028 especies reportadas de la literatura, Golfo Dulce contribuye con 21,5% del total de especies (4745) reportadas para la costa Pacífica del país. La mayor diversidad la muestran gusanos marinos, peces, macrocrustáceos y moluscos. Si se sigue el índice de diversidad lineal (# especies/km lineal), Golfo Dulce alcanza 5,24 especies por km lineal, un poco menos de la mitad del valor para la costa Pacífica (10,9), en únicamente 195 km de línea costera. Comparado con el Golfo de Nicoya, Golfo Dulce posee más del doble de especies de macrocrustáceos, moluscos, gusanos marinos, plancton y peces por km2 (1,37–1,28 especies versus 0,5 especies). Esta extraordinaria biodiversidad es amenazada por actividades agrícolas, deforestación, sedimentos y diferentes tipos de contaminación costera, así como por el desarrollo de diversos proyectos. Algunas recomendaciones para un manejo integrado de la diversidad también son discutidas

La diversidad marina del golfo dulce, pacífico sur de Costa Rica: amenazas de conservación

En Golfo Dulce la diversidad marina es muy alta, desde bacterias hasta mamíferos marinos, incluyendo aves costeras y marinas. Con 1028 especies reportadas de la literatura, Golfo Dulce contribuye con 21,5% del total de especies (4745) reportadas para la costa Pacífica del país. La mayor diversidad la muestran gusanos marinos, peces, macrocrustáceos y moluscos. Si se sigue el índice de diversidad lineal (# especies/km lineal), Golfo Dulce alcanza 5,24 especies por km lineal, un poco menos de la mitad del valor para la costa Pacífica (10,9), en únicamente 195 km de línea costera. Comparado con el Golfo de Nicoya, Golfo Dulce posee más del doble de especies de macrocrustáceos, moluscos, gusanos marinos, plancton y peces por km2 (1,37–1,28 especies versus 0,5 especies). Esta extraordinaria biodiversidad es amenazada por actividades agrícolas, deforestación, sedimentos y diferentes tipos de contaminación costera, así como por el desarrollo de diversos proyectos. Algunas recomendaciones para un manejo integrado de la diversidad también son discutidas

Evaluation of the management of marine protected areas. Comparative study in Costa Rica

Costa Rica is one of the most biodiverse countries in the world, and stands out for its commitment to conservation. Along its two coasts, it presents a great heterogeneity of ecosystems and social realities. Social factors, more than physical-natural factors, determine the success or failure of an MPA, so they must be urgently incorporated into all phases of MPA management. The objective of this work is to analyze the management of three marine protected areas, to establish improvements. These areas are Santa Rosa National Park, Marino Ballena National Park and Cahuita National Park. The methodology used assesses 26 indicators grouped into 4 key factotres: management body, planning subprocess, public participation, and implementation subprocess. The results of this evaluation are 5 possible scenarios. These scenarios have been termed (from the ideal situation to the least favourable): proactive (1), learning (2), interactive (3), centralized (4) and formal (5) management. The results of this study show that both Santa Rosa and Cahuita present a proactive scenario (1), with high citizen participation, although in practice the way the two MPAs are managed is very different. Marino Ballena, on the other hand, is in scenario 5 (formal), and a series of measures are presented that can move it towards scenario 2 (learning). In general, MPA management in Costa Rica tends to be adaptive, with high public participation, as determined by its public policies. However, the existence of a public policy favors but does not guarantee success in MPA management, as can be seen in the difference in results. Therefore, the periodic evaluation of its management, allowing for feedback, is essential

Gestión Integrada Marina y Costera en Costa Rica

Considerado como el primer país en vías de desarrollo en contar con un programa de Gestión Costera Integrada, Costa Rica es un país pequeño con dos costas que inalienablemente debe manejar sus recursos marino-costeros de manera sostenible. Este país centroamericano posee una extensión territorial marina de 577,731 km2, una extensión 11 veces mayor a la de su territorio continental (51,100 km2), con una línea costera que abarca 1,016 km en la vertiente del Pacífico y 212 km en la del Caribe. La biodiversidad marina y costera de este país representa cerca del 4% de la biodiversidad mundial. Es por ello que es de gran importancia que en Costa Rica se desarrolle una gestión costera y marina eficiente y eficaz bajo la dirección del Gobierno de la República en conjuntocon la participación activa e informada de los diferentes sectores y comunidades. El fortalecimiento de la gobernanza de la Zona Económica Exclusiva y las áreas costeras costarricenses son esenciales para el buen manejo y conservación de los ecosistemas, especies y recursos presentes. En años recientes el país ha logrado avanzar en la definición de su Política Nacional del Mar 2013-2028, así como numerosos otros instrumentos de política pública que dimensionan los alcances de la agenda azul y sus áreas de mayor interés, superando la veintena de estos instrumentos. La participación de Costa Rica en la Red IBERMAR le ha permitido al país mantener activo un espacio de intercambio, capaz de propiciar la discusión y construcción de acciones favorables al logro de una gestión integrada de las zonas costeras y los ambientes marinos. Dichos esfuerzos y políticas le han permitido a Costa Rica impulsar acciones en beneficio del mar y las zonas costeras, su conservación, el ordenamiento de las actividades económicas y la promoción de mecanismos de gobernanza para las comunidades y diversos actores que dependen de los recursos marino costeros. De cara al Bicentenario de la República de Costa Rica en el 2021, se visibiliza que las autoridades gubernamentales buscan destacar el territorio marino y costero como un componente esencial para el desarrollo sostenible.UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Sociales::Facultad de Ciencias Sociales::Escuela de GeografíaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Biologí

Fixed-Nitrogen Loss Associated with Sinking Zooplankton Carcasses in a Coastal Oxygen Minimum Zone (Golfo Dulce, Costa Rica)

Oxygen minimum zones (OMZs) in the ocean are of key importance for pelagic fixed-nitrogen loss (N-loss) through microbial denitrification and anaerobic ammonium oxidation (anammox). Recent studies document that zooplankton is surprisingly abundant in and around OMZs and that the microbial community associated with carcasses of a large copepod species mediates denitrification. Here, we investigate the complex N-cycling associated with sinking zooplankton carcasses exposed to the steep O2 gradient in a coastal OMZ (Golfo Dulce, Costa Rica). 15N-stable-isotope enrichment experiments revealed that the carcasses of abundant copepods and ostracods provide anoxic microbial hotspots in the pelagic zone by hosting intense anaerobic N-cycle activities even in the presence of ambient O2. Carcass-associated anaerobic N-cycling was clearly dominated by dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) at up to 30.8 nmol NH+4 individual−1 d−1, followed by denitrification (up to 10.8 nmol N2-N individual−1 d−1), anammox (up to 1.6 nmol N2-N individual−1 d−1), and N2O production (up to 1.2 nmol N2O-N individual−1 d−1). In contrast, anaerobic N-cycling mediated by free-living bacteria proceeded mainly through anammox and denitrification in the anoxic bottom water, which underpins the distinctive microbial metabolism associated with zooplankton carcasses. Pelagic N-loss is potentially enhanced by zooplankton carcasses both directly through N2 and N2O production, and indirectly through NH+4 production that may fuel free-living anammox bacteria. We estimate that in the hypoxic water layer of Golfo Dulce, carcass-associated N2 and N2O production enhance N-loss as much as 1.4-fold at a relative carcass abundance of 36%. In the anoxic bottom water, however, N-loss is likely enhanced only marginally due to high ambient rates and low zooplankton abundance. Thus, zooplankton carcasses may enhance N-loss mainly at the hypoxic boundaries of OMZs which are usually more extensive in open-ocean than in coastal settings. Notably, these contributions by zooplankton carcasses to pelagic N-loss remain undetected by conventional, incubation-based rate measurements.Danish National Research Council/[0602-02276B]/DNRC/DinamarcaOXYGEN/[267233]/OXYGEN/DinamarcaEuropean Research Council/[669947]/ERC/FranciaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR

Mesozooplankton responses to oceanographic conditions across different scales in Salinas Bay, Northern Pacific coast of Costa Rica during 2011-2013

Introducción: El Pacífico Norte de Costa Rica se caracteriza por presentar una variación de la temperatura subsuperficial del mar (TSSM) modulada por vientos superficiales de componente este, con variaciones estacionales e intra-estacional. La TSSM es fundamental para las interacciones de la interfase océano-atmósfera y de gran influencia en los procesos biológicos marinos. Los estudios de zooplancton en el Pacífico Norte son escasos y se han enfocado en la composición, abundancia y biomasa de macro y mesozooplanctonen en Bahía Culebra. No se han realizado trabajos sobre zooplancton al norte del Golfo de Papagayo. Objetivo: Analizar la variación del zooplancton de Bahía Salinas a diferentes escalas como respuesta a condiciones oceanográficas-atmosféricas. Métodos: durante algunos meses de los años 2011, 2012 y 2013, el mesozooplancton fue muestreado en siete estaciones siguiendo un gradiente costero-oceánico para determinar su abundancia, biomasa y composición de la comunidad. Se realizaron lances de CTD en cada estación, y se recopilaron datos horarios de la TSSM desde junio de 2003 a diciembre de 2017. Resultados: La temperatura superficial anual en Bahía Salinas es menor en diciembre-abril con un mínimo secundario en julio y mayor en mayo-junio, y agosto-octubre. Los eventos fríos, neutros y cálidos determinados por anomalías en la TSSM, presentaron una distribución de la temperatura en la columna de agua con estratificación horizontal, de mezcla vertical y homogénea, respectivamente. La distribución espacial del zooplancton no presentó diferencias significativas y la variación del promedio total de abundancia y biomasa mostró un comportamiento similar durante el período de estudio, con menor variación en el primer año en comparación con el segundo, siendo los copépodos la categoría predominante para todas las fechas. A escala estacional no se observó un patrón general de variación entre estación seca y lluviosa y, copépodos y otros grupos del zooplancton fueron las categorías que presentaron diferencias. A escala intra-estacional la abundancia y biomasa presentaron una relación inversa con la TSSM y se vieron afectadas de manera diferencial. Los copépodos y zooplancton gelatinoso se diferenciaron en todos los eventos. Conclusiones: El zooplancton de Bahía de Salinas responde de manera diferencial en las diferentes escalas a las condiciones climáticas que afectan la TSSM de la región. La clasificación de las fechas de muestreo en eventos permite caracterizar diferentes perfiles en la columna de agua, así como permite definer patrones de variación para el mesozooplancton, que refleja la adaptación a corto plazo en función de la variación de las condiciones ambientales. El conocimiento generado ayuda a comprender mejor los fenómenos oceanográficos y su efecto sobre las poblaciones de plancton y la biota en general, especialmente en el escenario de cambio climático y las manifestaciones modernas de su impacto, p. e. la acidificación oceánica y pérdida de biodiversidad marina.Introduction: The North Pacific of Costa Rica is characterized by presenting a variation of the subsurface temperature of the sea (SSST) modulated by surface winds with east component, with seasonal and intra-seasonal variations. The SSST is fundamental for the interactions of the ocean-atmosphere interface and influence marine biological processes. Zooplankton studies in the North Pacific are scarce and have been focused on the composition, abundance and biomass of macro and mesozooplankton in Culebra Bay. No works on zooplankton has been carried out northward of Papagayo Gulf. Objective: To analyze the variation of the zooplankton in Bahía Salinas at different scales in response to oceanographic-atmospheric conditions. Methods: during 2011, 2012 and 2013, mesozooplankton was collected in seven stations following a coastalocean gradient to determine abundance, biomass, and community composition. CTD casts were also carried out in each station. Hourly data of the Sea Subsurface Temperature (SSST) were obtained from June 2003 to December 2017. Results: The annual surface temperature in Bahía Salinas was lower in December-April with a secondary minimum in July and higher in May-June and August-November. The cold, neutral and warm events determined by anomalies in the SSST, presented a distribution of the temperature in the water column with horizontal stratification, vertical mixture and homogeneous, respectively. The spatial distribution of zooplankton did not show significant differences and the variation of the total average abundance and biomass showed a similar behavior during the study period, with less variation in the first year compared to the second one, being the copepods the predominant category for all the dates. On a seasonal scale, a general pattern of variation between dry and rainy seasons was not observed, and copepods and others zooplankton groups were the categories that presented differences. On an intra-seasonal scale, abundance and biomass showed an inverse relationship with SST. Copepods and gelatinous zooplankton (GZ) were differentiated in all events. Conclusions: The zooplankton of Bahía Salinas respond differentially at different scales to the climatic conditions that affect the SSST of the region. The classification of the sampling dates into events allows characterizing different profiles in the water column it also allows to define the variation patterns for mesozooplankton that reflects short-term adaptation as a function of variation in environmental conditions. These findings help to understand how oceanographic processes determine plankton community composition and biota in general. This is relevant in times of climate change and the manifestation of its impact through processes such as ocean acidification and loss of marine biodiversity.Universidad de Costa Rica/[808-B1-194]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B9-454]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[217-C0-404]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-C0-610]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[EC-497]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-C0-074]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[808-A5-037]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de BiologíaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Físic

Conocimiento y gestión de medios marinos y coralinos del Área de Conservación Marina Isla del Coco

INFORME FINAL DEL PROYECTO de investigación No. 08-A7-520, 2009, Conocimiento y gestión de medios marinos y coralinos del Área de Conservación Marina Isla del CocoFondo Francés para el Medio Ambiente Mundial (FFEM) y la Universidad de Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR

Screening of technologies for limiting the occurrence of disinfection by-products in urban water systems

Providing safe tap water while limiting the occurrence of disinfection by-products (DBPs) is probably one of the most challenging aspects of environmental chemical engineering within the urban water cycle. In the present work, an investigation about this challenge for the real water conditions of a full-scale drinking water treatment plant has been carried out. Five different and well-known technologies (four different aeration procedures, coagulation, hydrogen peroxide dosage, ion exchange and ultrafiltration) were studied in a real surface water matrix from an engineering point of view. A preliminary estimation of operation costs was also included. The study was focused primarily on trihalomethanes (THMs) and bromate, the DBPs currently regulated by the Spanish legislation, under the real treatment conditions of a drinking water treatment plant that distributes water to 100,000 inhabitants from a surface water reservoir. Based on the results, agitation aeration exhibited the greatest performance to remove THMs directly (86.46 % of removal). Ion exchange resin showed the best potential to inhibit their formation by 100 % bromide removal. Moreover, hydrogen peroxide dosage showed outstanding results in tests performed at full-scale for preventing the formation of bromate in the ozonation stage by 60 %. This was also the cheapest technology according to the dosage cost analysis performed, with 0.01 €·m−3. Thus, this investigation about the elimination of DBPs can be used as a reference to select the optimal treatment technology for limiting their occurrence under real working conditions for full-scale drinking water treatment plants.Proporcionar agua del grifo segura y al mismo tiempo limitar la aparición de subproductos de la desinfección (DBP) es probablemente uno de los aspectos más desafiantes de la ingeniería química ambiental dentro del ciclo urbano del agua. En el presente trabajo se ha llevado a cabo una investigación acerca de este desafío para las condiciones reales del agua de una planta de tratamiento de agua potable a gran escala. Se estudiaron cinco tecnologías diferentes y bien conocidas (cuatro procedimientos diferentes de aireación, coagulación, dosificación de peróxido de hidrógeno, intercambio iónico y ultrafiltración) en una matriz de agua superficial real desde el punto de vista de la ingeniería. También se incluyó una estimación preliminar de los costos de operación. El estudio se centró principalmente en los trihalometanos (THM) y el bromato, los SPD actualmente regulados por la legislación española, bajo las condiciones reales de tratamiento de una planta de tratamiento de agua potable que distribuye agua a 100.000 habitantes desde un depósito de agua superficial. Con base en los resultados, la aireación por agitación exhibió el mayor rendimiento para eliminar los THM directamente (86,46 % de eliminación). La resina de intercambio iónico mostró el mejor potencial para inhibir su formación mediante la eliminación del 100 % del bromuro. Además, la dosificación de peróxido de hidrógeno mostró resultados sobresalientes en pruebas realizadas a escala real para prevenir la formación de bromato en la etapa de ozonización en un 60 %. Esta fue también la tecnología más barata según el análisis de costes de dosificación realizado, con 0,01 €·m −3. Por lo tanto, esta investigación sobre la eliminación de DBP se puede utilizar como referencia para seleccionar la tecnología de tratamiento óptima para limitar su aparición en condiciones reales de trabajo para plantas de tratamiento de agua potable a gran escala