Fish, algae and coral dynamics from various reefs in southwest Puerto Rico

Abstract

A study composed of three experiments was conducted in 7 reef sites, at 5 and 10 m depth off the southwest coast of Puerto Rico, to examine fish, algae, and coral dynamics. The first experiment employed exclusion cages. Three exclusion cages (0.5 m x 0.5 m x 0.25 m) were placed at each site and depth. Algae and herbivores were removed from these cages to observe algae succession under no grazing pressure after algae removal. Control areas were established in the vicinity of each site to account for natural fluctuations on algae cover. A negative relation between cyanobacteria and coralline algae was observed. Algal development inside the exclusion cages suggests that algae interspecific competition dominates reef population dynamics. For the second experiment, five 1 m2 quadrats were marked per site and depth. Algae were removed from inside the quadrats to observe algae development under actual herbivore grazing pressure. The most abundant algae at the studied sites were Halimeda, Dyctiota, and turf. Algae interspecific competition was observed at most sites, in particular a negative relationship between macroalgae and turf. Shallow mid-shelf reefs and deep inshore reefs showed varying results, and possible explanations for the results are discussed. The third experiment consisted of fish surveys conducted at each site and depth contour on three different occasions using the stationary plot technique with discrete group sampling. Fish abundance was positively related to macroalgae cover. Turbidity and light intensity affected fish density, possibly because of the effect that these physical factors have on algal growth. Prevailing grazing pressure exerted by scarids, acanthurids, and probably sea urchins, in the midshelf at 5 m depth, promotes algal species diversity as predicted by the intermediate disturbance model. Major impact of herbivores on algal cover is thorough their apparent control over palatable algae. Algal cover is controlled by grazer density only in a spatial scale, since the effect of grazers was only observed at some sites and depths.

Un estudio compuesto de varios experimentos para evaluar la dinámica poblacional entre peces, algas y corales se llevó a cabo en 7 arrecifes, a 5 y 10 m de profundidad, al suroeste de Puerto Rico. El primer experimento se realizó utilizando jaulas de exclusión, colocándose tres jaulas (0.5 m x 0.5 m x 0.25 m) a 5 y 10 m de profundidad en los 7 arrecifes. Para observar la sucesión de algas en ausencia de herbívoros, las algas y herbívoros dentro de la jaula fueron removidos. Tres áreas circundantes, de igual dimensión, en cada lugar y a las mismas profundidades, se marcaron y monitorearon como control, para tener en consideración la fluctuación natural en cobertura de algas. Se encontró una relación negativa entre cyanobacteria y alga coralina. El desarrollo de algas en las jaulas de exclusión sugiere que la interacción interespecífica entre algas es el componente principal en la dinámica poblacional del arrecife. En el segundo experimento, se colocaron 5 cuadrantes de 1 m2 por área y profundidad. Se removieron las algas dentro del cuadrante para observar el desarrollo de éstas bajo presión de herbivoría. Las algas más abundantes fueron Halimeda, Dyctiota y las algas cespistosas. En la mayoría de los lugares se observó competencia interespecífica entre algas, en particular una relación negativa entre turf y macroalgas. En arrecifes llanos en medio de la plataforma insular y arrecifes profundos cercanos a la costa los resultados variaron por lo que se discutieron posibles explicaciones para los mismos. El tercer experimento consistió de censos de peces llevados a cabo en cada una de las áreas de estudio, a cada profundidad y en tres ocasiones distintas, utilizando el método de muestreo estacionario con grupos discretos de peces. Se encontró una relación positiva entre la abundancia de peces y la cobertura de macroalgas. La densidad de peces se vio afectada por turbidez e intensidad de luz, probablemente debido al efecto que estos factores físicos tienen sobre el crecimiento de algas. La intensidad de pastoreo prevaleciente en el arrecife en medio de la plataforma continental a 5 m, ejercida por acantúridos y escáridos, y probablemente erizos, promueve la diversidad de especies según el modelo de disturbios intermedios. Los herbívoros impactan la cobertura de algas en general controlando el crecimiento de algas gustosas. La densidad de herbívoros controla la cobertura de algas sólo en una escala espacial ya que el efecto se observó sólo en ciertos lugares y profundidades.