Growth of three subtropical mangrove species in response to varying hydroperiod in an experimental tank

Abstract

ABSTRACT. The effect of hydroperiod on the survival and growth of Avicennia germinans, Laguncularia racemosa, and Rhizophora mangle seedlings under experimental conditions was investigated using a simulated tidal system. Seedlings of the three mangrove species were grown at four inundation levels. All levels were flooded every 12 h in order to create a simulated semi-diurnal tide cycle (i.e., two high tides and two low tides per day). Based on the hydroperiod for the study area, level 1 was flooded for 10 h, level 2 for 6 h, level 3 for 2 h, and level 4 for 6 min. After 570 days, the results showed that R. mangle presented the highest growth at level 1 and the lowest growth at level 4. The optimal growth of L. racemosa occurred at levels 2 and 3, but all the seedlings died at level 1, indicating that this species is highly sensitive to tidal regimes. Compared to L. racemosa and R. mangle, A. germinans had a moderate growth rate at all four levels. Mangrove growth differentiations were more prominent at levels 1 and 3, where the three species showed very different growth patterns. Studies of optimal growth using hydroperiod experiments are important in order to understand the physiological responses of mangrove forests to a possible sea level rise in the next decades, especially in subtropical environments where they are constantly exposed to stress.Key words: hydroperiod, Avicennia germinans, Laguncularia racemosa, Rhizophora mangle. RESUMEN.Se investigó el efecto del hidroperiodo en el crecimiento y supervivencia de plántulas de Avicennia germinans, Laguncularia racemosa y Rhizophora mangle bajo condiciones experimentales por medio de un simulador de mareas. Se colocaron plántulas de las tres especies a cuatro diferentes niveles de inundación durante 12 h para simular un ciclo de marea semidiurna (i.e., dos mareas altas y dos mareas bajas por día). Con base en el hidroperiodo de la zona de estudio, el nivel 1 estuvo inundado por 10 h, el nivel 2 por 6 h, el nivel 3 por 2 h y el nivel 4 por 6 min. Después de 570 días, los resultados mostraron que R. mangle presentó el mayor crecimiento en el nivel 1 y el menor crecimiento en el nivel 4. El crecimiento óptimo de L. racemosa fue en los niveles intermedios 2 y 3, pero todas las plántulas murieron en el nivel 1, lo cual nos indica que esta especie es altamente sensible a periodos prolongados de inundación. Comparado con L. racemosa y R. mangle, A. germinans presentó un crecimiento moderado en los cuatro niveles. La diferencia en el crecimiento de los manglares fue más prominente en los niveles 1 y 3, donde las tres especies mostraron patrones muy diferentes. Los estudios sobre el crecimiento óptimo mediante simuladores de marea son importantes para entender la respuesta fisiológica de los bosques de mangle a un posible incremento en el nivel del mar en las próximas décadas, especialmente en ambientes subtropicales donde el nivel de estrés es alto.

Potential use of two subtropical mangrove species (Laguncularia racemosa and Rhizophora mangle) for nutrient removal in closed recirculating systems

“…Mangrove growth rates depend on the nutrients in the system (Saenger 2002); however, L. racemosa seedlings present a more rapid increase in height relative to R. mangle under a variety of experimental conditions (e.g., Cardona-Olarte et al 2006, Moroyoqui-Rojo et al 2012, Monroy-Torres et al 2014, De-León-Herrera et al 2015. In the present study, the mangrove seedlings showed this same growth pattern, but our results indicate that there were no differences in nutrient removal between both species.…”

“…La tasa de crecimiento de los mangles depende de los nutrientes en el sistema (Saenger 2002). Sin embargo, las plántulas de L. racemosa presentan un incremento en altura más rápido comparadas con R. mangle en una variedad de condiciones experimentales (e.g., Cardona-Olarte et al 2006, Moroyoqui-Rojo et al 2012, Monroy-Torres et al 2014, De-León-Herrera et al 2015. Durante el experimento, las plántulas de mangle siguieron este mismo patrón de crecimiento; sin embargo, los resultados del análisis indican que no hay diferencias con respecto a la remoción de nutrientes entre las dos especies.…”

Assessing the influence of artificially constructed channels in the growth of afforested black mangrove (Avicennia germinans) within an arid coastal region

“…For instance, the development of these planted mangroves is under sub-optimal conditions at 85e90 psu. Contrary, the black mangrove forest in this coastal lagoon presents lower pore-water salinity concentrations of 40e80 psu (Monroy-Torres et al, 2014). Clearly, these results indicate that some level of stress will prevail within our planted mangroves affecting their biochemical functions such as photosynthesis.…”

Flujos e inventarios de carbono azul en manglares asociados a una laguna costera antropizada

“…Los cambios en las concentraciones de Corg podrían ser también el resultado de las variaciones en la procedencia de los sedimentos, ya que en los cuatro núcleos se observaron correlaciones negativas significativas (r< -0.5, p< 0.05) entre las concentraciones de Corg con la concentración de los elementos terrígenos, así como correlaciones positivas significativas (r> 0.5, p< 0.05) con la concentración de los elementos indicadores de salinidad. La disminución de las concentraciones de Corg con el aumento en la contribución de sedimentos terrígenos se debe a un aporte de material mineral de bajo contenido en materia orgánica; en tanto que el aumento de las concentraciones de Corg con el aumento del nivel del mar, es decir el aumento de las concentraciones de Corg debido al incremento de las inundaciones, podría sugerir una mayor producción de materia orgánica autóctona del manglar, ya que el desarrollo óptimo de las especies de mangle presentes en nuestra zona de estudio depende en gran medida de la influencia de mareas y la altura del perfil topográfico (Monroy-Torres et al, 2014). Ellison & Farnsworth (1993) reportaron que las plántulas de R. mangle crecen más rápido en términos de altura, diámetro, producción de hojas y biomasa en zonas de periodos largos de inundación, en comparación con las zonas donde los periodos de inundación son cortos, y que la sobrevivencia de las plántulas es baja en las zonas más altas donde la inundación es mínima.…”