Effects of sedimentation on the distribution and ecology of the reef zoanthid Palythoa caribaeorum

Abstract

Palythoa caribaeorum is a common zoanthid on Caribbean coral reefs. The present study determines different aspects of the ecology of this zoanthid in various coral reefs (Enrique, Media Luna, El Corral and San Cristóbal) at La Parguera, southwest coast of Puerto Rico. On each reef 4 different depth zones were selected; reef crest (~2m deep), shallow reef front (~3m deep), deep reef front (~6m deep), and the sand plain (~11m deep). Three 1 x 10m (10m2) transects were surveyed in each zone to estimate densities, size-frequency distributions, percent cover and growth of Palythoa. Studies of the effects of sedimentation on the ecology of Palythoa were performed in Enrique and Media Luna. Bedload and sedimentation rates from the water column were collected using two different types of sediment traps. Percent coverage of Palythoa was highest in the crest zone and decreased with depth at both reefs. Colony densities were not significantly different among reefs or zones. Size frequency distributions were dominated by small colonies and were significantly different among reefs and zones. Positive growth was higher in smaller colonies but did not differ significantly among colony sizes. Water column sedimentation rates were significantly higher in Media Luna compared to Enrique, but depth-related patterns differed between reefs. Sedimentation rates were greatest in the shallow crest zone at Enrique, but at Media Luna were greatest in the deep sand plain zone. These patterns may be caused by the resuspension of the sediments. Bedload transport was not statistically different between Enrique and Media Luna. At both reefs the highest bedload transport occurred in the sand plain zone followed by the crest zone and the reef front. The results do not show any correlation between Palythoa percent coverage and water column sedimentation. There is an adverse relationship of Palythoa percent coverage and bedload transport. The relatively high abundances of Palythoa and high bedload transport in the reef crest may be the result of strong wave action that cleans excess sand off colony surfaces. Alternatively, bedload transport accumulates and buries Palythoa colonies in the sand plain areas.

Palythoa caribaeorum es un zoántido común en los arrecifes de coral del Caribe. Este estudio determina varios aspectos de la ecología de este zoántido en algunos arrecifes de coral (Enrique, Media Luna, El Corral and San Cristóbal) en La Parguera, costa suroeste de Puerto Rico. En cada uno de estos arrecifes se escogieron 4 zonas: la zona de la cresta (~2m), la zona llana del frontón (~3m), la zona profunda del frontón (~6m) y la zona de la planicie de arena (~11m). Tres transectos de 1 x 10m (10m2) fueron utilizados en cada zona para determinar la densidad, el porciento de cobertura, la frecuencia de tamaños y el crecimiento de Palythoa. Un estudio detallado para determinar los efectos de la sedimentación en la ecología de Palythoa fue realizado en Enrique y Media Luna. Las tasas de sedimento suspendido y de transporte fueron determinadas utilizando dos tipos de trampas. En ambos arrecifes el porciento de cobertura de Palythoa fue mayor en la zona de la cresta y disminuyó con la profundidad. Contario a la densidad la cual no fue estadísticamente diferente entre los arrecifes ni entre las zonas. La distribución en la frecuencia de tamaños fue significativamente diferente entre arrecifes y zonas, demostrando una dominancia de las colonias pequeñas. Un cambio positivo en tamaño fue mayor en las colonias pequeñas, pero no fue significativamente diferente comparado con las colonias grandes. Las tasas de sedimento suspendido en la columna de agua fueron significativamente mayores en Media Luna que en Enrique. Los patrones de sedimentación entre zonas variaron entre los arrecifes, en Enrique fueron mayor en la cresta mientras que en Media Luna fueron mayores en la planicie. Este patrón pudo ser resultado de la resuspensión del sedimento. El transporte de sedimento no fue significativamente diferente entre arrecifes, pero sí entre zonas. En ambos arrecifes la zona de la planicie de arena obtuvo la mayor tasa de sedimento de transporte seguida por la zona de la cresta y el frontón. Estos resultados sugieren que no existe una correlación entre el porciento de cobertura de Palythoa y las tasas de sedimento suspendido pero sí existe una correlación negativa entre el porciento de cobertura de Palythoa y las tasas de sedimento de transporte. La gran abundancia de Palythoa y de sedimento de transporte en la zona de la cresta pudo ser el resultado de la fuerte acción del oleaje en el área, que limpia el exceso de sedimento sobre la superficie de las colonias, mientras que en el área de la planicie se acumula y cubre las colonias.