Impacts of floating Sargassum accumulation on the fringing mangrove Rhizophora mangle in southwestern Puerto Rico: A case study

Abstract

Satellite images have shown massive amounts of drifting pelagic Sargassum spp. affecting the Caribbean islands since 2011. High-resolution satellite images have been used from January 2015 to 2021 to identify influxes and accumulation of Sargassum in Southwest Puerto Rico. The Floating Algae Index (FAI) was applied to Sentinel 2A Multi-spectral Instrument (MSI) imagery to identify drifting pelagic Sargassum in the La Parguera Natural Reserve (LPNR). The purpose of this study was to assess the long-term (chronic impacts) of Sargassum accumulation on fringing red mangroves. Sampling trips were conducted every 14 days since May 2019 to assess Rhizophora mangle (red mangroves) litterfall primary productivity at six sampling sites along the coast where Sargassum accumulates. Physical and biogeochemical parameters of the water column were studied before and after Sargassum arrivals for trends in light penetration, chlorophyll concentration, colored dissolved organic matter, pH, dissolved oxygen salinity and temperature at these sites. The mangroves at Isla Guayacán had the highest Sargassum accumulation with the lowest litterfall primary production of all sampling sites. Field observations and satellite data showed high mangrove mortality at this location. Sites that contained Sargassum accumulation had the lowest litterfall production, which can be attributed to anoxic conditions caused by Sargassum accumulations.

Desde el 2011, imágenes de satélite han evidenciado afluencias de Sargassum afectando las islas del Caribe. Imágenes de satélite de alta resolución se utilizaron desde enero 2015 hasta el 2021 para identificar afluencias y acumulaciones de Sargassum en el suroeste de Puerto Rico. El índice de algas flotantes (“Floating Algae Index”, o FAI) fue aplicado a imágenes multiespectrales de Sentinel 2 para identificar la entrada de Sargassum a la Reserva Natural de La Parguera. El propósito de este estudio es el monitorear impactos a largo plazo de acumulaciones de Sargassum en manglares costeros. Se realizo mediciones de campo cada 14 días desde mayo 2019 para monitorear la producción primaria de Rhizophora mangle en 6 lugares de interés donde el Sargassum se acumula. Parámetros físicos y biogeoquímicos de la columna de agua se estudiaron antes y después de estos eventos de Sargassum para medir concentraciones de clorofila, materia orgánica disuelta coloreada, pH, oxígeno disuelto, salinidad y temperatura. Los mangles de Isla Guayacán presentaron acumulación masiva de Sargassum, con los valores más bajos en producción primaria, oxígeno disuelto, y pH. Observaciones de campo y de satélite presentaron alta mortalidad de mangles en esta localización. Las areas de mayor acumulacion de Sargassum tuvieron los valores mas bajos de produccion de hojarasca, lo cual puede ser atribuido a las condiciones anoxicas causadas por la acumulacion de Sargassum.