Are urban mangroves emerging hotspots of non-indigenous species? A study on the dynamics of macrobenthic fouling communities in fringing red mangrove prop roots

Abstract

ABSTRACT: Urbanization represents a radical transformation of natural habitats that alters all the biotic and abiotic properties governing ecosystems. Urban expansion often results in oversimplified communities, where most specialists decline or disappear and a few generalist or exotic species become dominant. The consequences of urban expansion in mangrove forests are understudied, although these systems have been altered by humans for centuries and the growth of human population in tropical coasts is expected to be faster than in higher latitudes. To assess the importance of indigenous and non-indigenous species in driving temporal and spatial changes in community structure of red-mangrove prop-root macrobenthic communities, we studied heavily altered mangrove forests from two bays from the Caribbean coast of Colombia in 2005 and 2021. In all places/periods, the community richness was low, a few taxa were dominant (11 taxa, out of 40, comprised~90% of the total abundance) and 35% of those taxa were non-indigenous species whose presence is related with known stressors in urbanized systems. Hence, call for efforts to assess whether urban mangrove forests are emerging as hotspots for non-indigenous biota. Community structure did not change within or between bays, there was a clear, significant turnover of core species between 2005 and 2021, with non-indigenous species playing a prominent role in this variability. This was puzzling—ecological theory asserts that the abundance of a species is related to their permanence: core species are relatively stable through time, while rare species appear or disappear—but this may not apply for stressed communities influenced by non-indigenous biota.

RESUMO: La expansión urbana es una transformación radical de un hábitat natural; prácticamente altera todas las propiedades bióticas y abióticas que definen la estructura y función de un ecosistema. El conjunto de estas alteraciones usualmente se traduce en comunidades simplificadas, donde unas pocas especies generalistas o exóticas proliferan exitosamente a expensas de muchas especialistas, que declinan o desaparecen. El estudio de las consecuencias de la urbanización en bosques de manglar es precario a pesar del milenario proceso de transformación humana en esos ecosistemas y de las tendencias de crecimiento de la población humana, más acelerado que en otros sistemas. Para evaluar la participación relativa de especies nativas y no nativas en la definición de cambios espaciales y temporales en las comunidades macrobentónicas asociadas a las raíces de mangle estudiamos bosques fuertemente alterados en dos bahías del Caribe colombiano en 2005 y 2021. En general, la comunidad se caracterizó por una baja riqueza, la alta dominancia de unas pocas especies y por una alta proporción de especies exóticas, exótico-invasoras y crípticas (35% del total de las especies) típicamente indicadoras de perturbaciones en zonas costeras urbanizadas. En ese contexto, sugerimos que es urgente evaluar si los bosques de manglar en zonas urbanizadas se estarían convirtiendo en puntos focales de especies no nativas. Aunque la estructura de esta comunidad no presentó variaciones espaciales, si se observa una significativa rotación de las especies más abundantes entre 2005 y 2002, muchas de ellas no nativas. Esto fue inesperado; la teoría ecológica indica que la abundancia de especies en una comunidad está relacionada con su permanencia: las especies núcleo tienden a mantenerse mientras las especies raras van y vienen –pero esto podría no aplicar para el caso de una comunidad influenciada por especies exóticas en un ambiente perturbado.