Impacts of landuse and runoff water quality on coral reef environments in Barbados

Abstract

The effects of terrestrial runoff on the Bellairs fringing reef environment were assessed by a study of water quality. This study is partitioned into two components. The first documents terrestrial discharge of sediments and nutrients into coastal waters and maps the resulting seawater quality by analyzing samples taken from a grid of stations. Terrestrial water samples were analyzed for turbidity, total suspended solids (TSS), nitrate-nitrite-nitrogen (NOx-N), and soluble reactive phosphorus (SRP). Seawater was analyzed for turbidity, TSS, and salinity while sedimentation rates were measured upon the seafloor. Results indicated that on all four events, water above the reef exceeded the guidelines for turbidity, TSS, or both. Post-discharge changes in seawater quality around the outlet depend on a runoff event's TSS load and total discharge, though above the reef which lies 600m from the outlet, there is the added dependence of the prevailing winds. Spatial trends were not observed across the reef, though directly in front of the outlet there was an apparent northward trend for plumes. Sedimentation rates on the reef were much higher than guidelines for 35 of the 118 days monitored. The second component of this study characterizes the watershed draining to the aforementioned coastal outlet in terms of hydrology and water quality, and the latter's relation to landuse. Water samples were taken at the outlet over time as well as at four upstream locations on two events, and were analyzed for turbidity, TSS, NOx-N, and SRP. Observed hydrological characteristics included spatially heterogeneous rainfall, flash floods, internal drainage of runoff into the karstic aquifer, and a correlation between event total runoff volumes and event runoff coefficients (r = 0.89). Water quality results identified a first flush phenomenon for TSS, and sources of high TSS, turbidity, and SRP to be industry, urban areas, and agriculture. Considering the low proportion of agrLes effets de ruissellement de surface sur l'environnement des récifs de Bellairs ont été évaluer par une étude de la qualité de l'eau. Cette étude est divisée en deux composantes. La premiere documente les déversements terrestres des éléments nutritifs et des sédiments dans les eaux côtières. De plus, la mer est divisée en grille, permettant l'analyse d'échantillons survenant de chaque région et des tendances de ces résultats. Des prélèvements de ruisellement de surface ont également été analysées pour leur turbidité, le totale des matieres solides en suspension (TSS), les nitrates-nitrites-nitrogen (NOX - N), et de phosphore soluble réactif (PSR). La turbidité, TSS, salinité, et le taux de sédimentation sur le fond marin ont toutes été obtenus des échantillons maritimes. Les résultats ont démontré que pour les quatre occasions de déchargements terrestres, l'eau au dessus des récifs excédés les limites de conseil de TSS, turbidité ou les deux. Après un événement de déchargement, les changements de qualité d'eau maritime autour d'une sortie dépendent sur le TSS. Par contre, au dessus des récifs, à 600m de la sortie, il y a le facteur supplementaire de vent. Des tendances spatiales n'ont pas été observés a travers le récif, mais une apparente direction des décharges envers le nord a été remarqué en avant des sorties. Le taux de sédimentation excédé les limites de conseil pendant 35 jours des 118 jours d'observations totales. La deuxième composante de cette étude caractérise le bassin d'évacuation lié à la sortie maritime mentionné en terme d'hygrologie, qualités des eaux, et de la relation entre ce dernier et l'utilisation des terres. Des échantillons d'eaux ont été pris à travers le temps à la sortie, ainsi qu'à quatre endroits d'amont à deux reprise chacune. Les analyses incluent la turbidité, TSS, PSR et NOX-N. Les caractéristiques hydrologiques observées sont une distribution s