Using landscape ecology to describe habitat connectivity for coral reef fishes

Abstract

Some coral reef fishes depend on specific habitats to complete ontogenetic migrations. The distribution of these nursery species may be influenced by the connectivity between nursery habitats, used during early life stages, and coral reefs. The lack of nursery habitats can potentially limit the development or presence of fish populations depending on the nature of the fish-habitat relationships. Mangroves and seagrasses have been shown to support the ecological nursery function; therefore the lack of mangroves at a remote oceanic island (Mona, Puerto Rico) presents an opportunity to explore habitat connectivity at the island scale. Landscape composition and habitat configuration were tested to explain the presence and abundance of ontogenetic stages of reef fishes. Mona Island’s insular shelf was sampled by quantifying habitat metrics and fishes in 613, randomly stratified belt-transects (60 m2). Nursery habitats (nearshore seagrass, hardbottom (bedrock), coral reef) were speciesspecific and cross-shelf ontogenetic migrations were identified for the coral reef fish assemblage. When compared to La Parguera (with abundant mangroves and seagrass), the presence and abundance of some species at Mona were limited. A notable exception was Lutjanus apodus, which occupied nearshore hardbottom at Mona during juvenile stages. Habitat metrics correlated with fish density at distinct spatial scales and varied between species, suggesting ontogenetic requirements are species-specific and scale dependent. Depth, substratum vertical relief as well as percent cover of some epibenthic groups were important correlates to fish abundance for the different ontogenetic stages. At landscape scales, areas with small patches (~100 m2) of coral habitat located in proximity to each other supported higher fish densities, although their arrangement on the shelf influenced this relationship. The distribution and replication of key habitats within Mona Island’s marine reserve suggest that this protection is sufficient to encompass inter-habitat connectivity for reef fishes. However, the limited distribution of nursery habitat in nearshore areas implies that land-based threats may present greater potential impacts to juvenile fishes. Landscape ecology served to detect patterns of habitat use and ontogenetic connectivity of reef fishes applicable to evaluating the ecological value of a particular arrangement of habitats within spatial-based protection.

Algunos peces asociados a los arrecifes de coral dependen de hábitats diferentes para completar su ciclo de vida a través de migraciones ontogénicas. Dichas especies requieren de combinaciones de hábitats durante etapas juveniles, que de estar ausentes, bien podrían limitar el desarrollo o la presencia de sus poblaciones. Por lo general los manglares y las praderas de hierbas marinas proveen la función de hábitat de crianza para peces juveniles. La Isla de la Mona, distante, oceánica y desprovista de manglares, ofrece una oportunidad para estudiar el grado de interdependencia de peces y hábitats críticos durante su ontogenia. La composición del paisaje submarino y la configuración de los hábitats fueron cuantificados para evaluar la conectividad entre hábitats usados por los peces en sus diversas etapas ontogenéticas. Para describir la relación entre peces y hábitats, en esta investigación se muestrearon los peces visualmente y se colectaron características de hábitat en 613 transectos de banda (60 m2) escogidos al azar y estratificados por profundidad en toda la plataforma insular de la Isla de la Mona. Los hábitats de crianza fueron identificados mediante comparaciones de los tamaños de los peces y las densidades observadas durante sus etapas ontogenéticas por hábitat. Las zonas de crianza son específicas para cada especie y están compuestas por fondos rocosos, hierbas marinas y arrecifes de coral en aguas someras. En este estudio se describieron migraciones ontogenéticas a través de la plataforma insular para varias especies. La ausencia de manglares en la Isla de la Mona parece limitar la abundancia algunas poblaciones, en comparación con La Parguera, un área con abundantes manglares. No obstante, en la Isla de Mona, el pargo amarillo (Lutjanus apodus) utiliza el fondo rocoso como un hábitat de crianza, en sustitución de los mangles. Las características de los hábitats, a distintas escalas espaciales, se correlacionaron con las densidades de peces, aunque variaron por etapas ontogenéticas y por especies. En escalas de 30 metros el relieve del sustrato, la profundidad y la proporción de cobertura de algunos grupos epibentónicos están relacionados a la presencia y abundancia de peces. A escalas mayores los parches de hábitat de menor tamaño (~100 m2) albergaron mayores densidades de peces. La localización y abundancia de hábitats, a nivel del paisaje, también influyen sobre la distribución de peces, asunto que depende también de su etapa ontogenética. La inclusión de varios hábitats importantes dentro de la reserva marina de la Isla de la Mona sugiere que su configuración es suficiente para acaparar la mayoría de la conectividad entre hábitats críticos. Sin embargo, la localización de hábitats de crianza cercanos a la costa apunta a su vulnerabilidad a impactos potenciales provenientes de actividades terrestres. Dado a que consideraciones de la ecología del paisaje sirvieron para describir los patrones de usos de hábitats por peces, es recomendable su aplicación para diseñar y evaluar la efectividad del manejo basado en el ecosistema.