Resumen de la tesis que presenta Sandra Pareja Ortega como requisito parcial para la obtención
del grado de Doctora en Ciencias en Ecología Marina
Funcionalidad geoecológica de arrecifes del Pacífico mexicano: Estado del balance de CaCO3 para dos arrecifes en el Pacífico mexicano
Resumen aprobado por:
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Dr. Rafael Andrés Cabral Tena
Director de tesis
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Resumen en español
Las funciones geo-ecológicas de un arrecife incluyen la capacidad de acumular y construir verticalmente una estructura tridimensional compleja, que promueva la conservación de la biodiversidad, el mantenimiento de la biomasa de peces y la protección costera. El estado de estas funciones es evaluado mediante la cuantificación del balance de CaCO3, el cual involucra, tanto los procesos de construcción arrecifal (calcificación) como los procesos de remoción (erosión). Con el objetivo de aportar conocimiento sobre el estado actual del balance de CaCO3 y de la funcionalidad desde una perspectiva geo-ecológica de arrecifes del Pacífico mexicano (1) se realizó una amplia búsqueda de información sobre los estudios relacionados con el balance de carbonatos en sistemas arrecifales del Pacífico Oriental Tropical (POT), (2) se cuantificó la tasa producción de CaCO3 por los calcificadores secundarios y (3) se estimó el presupuesto neto de CaCO3 para arrecifes de Isla Espíritu Santo (IES), Islas Marietas (IM) y Yelapa (Yel), Pacífico mexicano. Se identificaron pocos estudios con estimaciones de las tasas de bioerosión de diferentes taxones, lo que limita las estimaciones de los balances netos de carbonatos en todo el POT. La tasa de calcificación promedio de los calcificadores secundarios fue mayor en IM (1.85 ± 0.94 kg CaCO3 m-2 año-1) seguido por IES (1.01 ± 0.57 kg CaCO3 m-2 año-1) y Yel (1.04 ± 0.43 kg CaCO3 m-2 año-1). Los calcificadores secundarios que mayormente contribuyen a la formación y mantenimiento de la estructura arrecifal fueron responsables del 13.3% y 28.7% del carbonato producido en Yelapa e IES respectivamente. Los balances netos de carbonatos fueron de 10.06 kg CaCO3 m-2 año-1 en IM, seguido por IES con 8.95 kg CaCO3 m-2 año-1, lo que indica que estos arrecifes se encuentran en estado de acreción, es decir, los procesos de producción de CaCO3 son mayores a los procesos de bioerosión. Con esto, se determinó que la funcionalidad geo-ecológica de los arrecifes coralinos de IES e IM se conservan al momento de la toma de datos y con ello, los servicios ecosistémicos que brindan a la sociedad (e.g. recurso pesquero, provisión de alimentos y protección costera). Mientras que, Yelapa presentó un presupuesto neto de carbonatos negativo con -0.7 kg CaCO3 m-2 año-1, debido a una escasa producción de carbonatos primarios que no hace frente a los procesos de erosión. Esta comunidad coralina no construye arrecife debido a la ausencia de corales del género Pocillopora y una reducida contribución de organismos cementantes. Las funciones geo-ecológica aquí no se identifican, aunque se sugiere que puede ser un productor de sedimentos, pero se requieren estudios sobre este componente.
Las funciones geo-ecológicas de un arrecife incluyen la capacidad de acumular y construir verticalmente una estructura tridimensional compleja, que promueva la conservación de la biodiversidad, el mantenimiento de la biomasa de peces y la protección costera. El estado de estas funciones es evaluado mediante la cuantificación del balance de CaCO3, el cual involucra, tanto los procesos de construcción arrecifal (calcificación) como los procesos de remoción (erosión). Con el objetivo de aportar conocimiento sobre el estado actual del balance de CaCO3 y de la funcionalidad desde una perspectiva geo-ecológica de arrecifes del Pacífico mexicano (1) se realizó una amplia búsqueda de información sobre los estudios relacionados con el balance de carbonatos en sistemas arrecifales del Pacífico Oriental Tropical (POT), (2) se cuantificó la tasa producción de CaCO3 por los calcificadores secundarios y (3) se estimó el presupuesto neto de CaCO3 para arrecifes de Isla Espíritu Santo (IES), Islas Marietas (IM) y Yelapa (Yel), Pacífico mexicano. Se identificaron pocos estudios con estimaciones de las tasas de bioerosión de diferentes taxones, lo que limita las estimaciones de los balances netos de carbonatos en todo el POT. La tasa de calcificación promedio de los calcificadores secundarios fue mayor en IM (1.85 ± 0.94 kg CaCO3 m-2 año-1) seguido por IES (1.01 ± 0.57 kg CaCO3 m-2 año-1) y Yel (1.04 ± 0.43 kg CaCO3 m-2 año-1). Los calcificadores secundarios que mayormente contribuyen a la formación y mantenimiento de la estructura arrecifal fueron responsables del 13.3% y 28.7% del carbonato producido en Yelapa e IES respectivamente. Los balances netos de carbonatos fueron de 10.06 kg CaCO3 m-2 año-1 en IM, seguido por IES con 8.95 kg CaCO3 m-2 año-1, lo que indica que estos arrecifes se encuentran en estado de acreción, es decir, los procesos de producción de CaCO3 son mayores a los procesos de bioerosión. Con esto, se determinó que la funcionalidad geo-ecológica de los arrecifes coralinos de IES e IM se conservan al momento de la toma de datos y con ello, los servicios ecosistémicos que brindan a la sociedad (e.g. recurso pesquero, provisión de alimentos y protección costera). Mientras que, Yelapa presentó un presupuesto neto de carbonatos negativo con -0.7 kg CaCO3 m-2 año-1, debido a una escasa producción de carbonatos primarios que no hace frente a los procesos de erosión. Esta comunidad coralina no construye arrecife debido a la ausencia de corales del género Pocillopora y una reducida contribución de organismos cementantes. Las funciones geo-ecológica aquí no se identifican, aunque se sugiere que puede ser un productor de sedimentos, pero se requieren estudios sobre este componente.
Palabras clave: calcificación, esclerobiontes, bioerosión, estructura física
Resumen en inglés
The geo-ecological functions of a reef include the capacity to accumulate and vertically build a complex three-dimensional structure that promotes biodiversity conservation, fish biomass maintenance, and coastal protection. The status of these functions is assessed by quantifying the CaCO3 budget, which involves both reef building (calcification) and removal (erosion) processes. In order to contribute knowledge about the current state of the CaCO3 budget and functionality from a geo-ecological perspective of reefs in the Mexican Pacific (1), a broad search for information on studies related to carbonate budget in reef systems of the Eastern Tropical Pacific (ETP) was carrie out, (2) the rate of CaCO3 production by secondary calcifiers was quantified, and (3) the net CaCO3 budget for the reefs Espiritu Santo Island (IES), Marietas Islands (IM), and Yelapa (Yel), Mexican Pacific, was estimated. Few studies were identified with estimated of bioerosion rates for different taxa, limiting estimates of net carbonate balances across the ETP. The average calcification rate of secondary calcifiers was highest at IM (1.85 ± 0.94 kg CaCO3 m-2 yr-1), followed by IES (1.01 ± 0.57 kg CaCO3 m-2 yr-1), and Yel (1.04 ± 0.43 kg CaCO3 m-2 yr-1). The secondary calcifiers that contribute most to the formation and maintenance of reef structure were responsible for 13.3% and 28.7% of the carbonate produced at Yelapa and IES, respectively. The net carbonate budgets were 10.06 kg CaCO3 m-2 yr-1in IM, followed by IES with 8.95 kg CaCO3 m-2 yr-1, indicating that these reefs are in a state of accretion, meaning that CaCO3 production processes greater than bioerosion processes. With this, it was determined that the geo-ecological functionality of the coral reefs of IES and IM were preserved at the time of data collection, and thus, the ecosystem services they provide to society (e.g., fisheries resources, food supply, and coastal protection). Yelapa, on the other hand, had a negative net carbonate budget of -0.7 kg CaCO3 m-2 yr-1, due to low primary carbonate production that cannot cope with erosion. This coral community does not build reefs due to the absence of Pocillopora sp. corals and a reduced contribution of cementing organisms. The geo-ecological functions here are not identified, although it is suggested that it may be a sediment producer but studies on this component are required.
The geo-ecological functions of a reef include the capacity to accumulate and vertically build a complex three-dimensional structure that promotes biodiversity conservation, fish biomass maintenance, and coastal protection. The status of these functions is assessed by quantifying the CaCO3 budget, which involves both reef building (calcification) and removal (erosion) processes. In order to contribute knowledge about the current state of the CaCO3 budget and functionality from a geo-ecological perspective of reefs in the Mexican Pacific (1), a broad search for information on studies related to carbonate budget in reef systems of the Eastern Tropical Pacific (ETP) was carrie out, (2) the rate of CaCO3 production by secondary calcifiers was quantified, and (3) the net CaCO3 budget for the reefs Espiritu Santo Island (IES), Marietas Islands (IM), and Yelapa (Yel), Mexican Pacific, was estimated. Few studies were identified with estimated of bioerosion rates for different taxa, limiting estimates of net carbonate balances across the ETP. The average calcification rate of secondary calcifiers was highest at IM (1.85 ± 0.94 kg CaCO3 m-2 yr-1), followed by IES (1.01 ± 0.57 kg CaCO3 m-2 yr-1), and Yel (1.04 ± 0.43 kg CaCO3 m-2 yr-1). The secondary calcifiers that contribute most to the formation and maintenance of reef structure were responsible for 13.3% and 28.7% of the carbonate produced at Yelapa and IES, respectively. The net carbonate budgets were 10.06 kg CaCO3 m-2 yr-1in IM, followed by IES with 8.95 kg CaCO3 m-2 yr-1, indicating that these reefs are in a state of accretion, meaning that CaCO3 production processes greater than bioerosion processes. With this, it was determined that the geo-ecological functionality of the coral reefs of IES and IM were preserved at the time of data collection, and thus, the ecosystem services they provide to society (e.g., fisheries resources, food supply, and coastal protection). Yelapa, on the other hand, had a negative net carbonate budget of -0.7 kg CaCO3 m-2 yr-1, due to low primary carbonate production that cannot cope with erosion. This coral community does not build reefs due to the absence of Pocillopora sp. corals and a reduced contribution of cementing organisms. The geo-ecological functions here are not identified, although it is suggested that it may be a sediment producer but studies on this component are required.
Palabras clave: calcification, sclerobionts, bioerosion, physical structure