The movement of white grunts (Haemulon plumierii) relative to habitat and boundaries at various spatial and temporal scales

Abstract

The relationship between the distribution, abundance, and movement of fishes to the abundance and arrangement of habitats constitutes a fundamental basis for ecosystem-based management. Defining nursery areas, essential fish habitat and trophic flows, and the design principles for marine protected areas and marine spatial planning all depend on how fish interact with surrounding habitat. This study investigates the movements of subadult and adult white grunts (Haemulon plumierii) at various scales with respect to habitat, with particular emphasis to boundaries. Acoustic telemetry tested boundary responses through displacement and identified short- and long-term movement patterns. Visual surveys at 9 sites, with video recordings at 3 sites were used to characterize behaviors and their relation to the reef-sand interface at dawn, midday and dusk. Using high-resolution bathymetry and a modified benthic habitat map, the spatial patterns of acoustic receiver reception range were examined relative to geomorphology. The study was conducted at inshore and offshore emergent reefs in southwest Puerto Rico. Twelve tagged fish were displaced from point of capture. Most were able to return, even across broad expanses of sand between two emergent reefs. Return was facilitated by short distances, increasing body size and the use of patch reefs to enhance connectivity. Over broad distances without such connectivity, boundaries were crossed only at night, and several days were spent searching for a route back. Once learned, a second displacement resulted in immediate return upon nightfall. Movements were also monitored on an additional 14 tagged fish. Temporal patterns in frequency of detection at single receivers and detection across multiple receivers indicated that twilight migrations were typical, but that total area moved was within ~300m, with occassional forays toward the forereef. Forereef, backreef and transitional areas were used differentially in time, with the reef-slope-to-sand interface acting as the primary pathway for movement. Within the general area utilized, shifting patterns of detection over longer scales indicated a more complex pattern spatial use, with periods of intense use at a specific area averaging about 7 days, with the suggestion that these may cycle on still longer scales, perhaps with a lunar periodicity. Visual surveys showed movements across the interface were more frequent at twilight, and subadults had a greater maximum distance traveled. Cross-boundary movements were facilitated by nearby patch reefs providing greater connectivity and schooling with conspecifics or other fishes. Receiver range-testing showed detection results varied depending on the geomorphology of receiver location. Maximum detection distance also depended on receiver location, and averaged only 72m.

La relación entre la distribución, abundancia y el movimiento de los peces con respecto a la abundancia y distribución de sus hábitats constituye una base fundamental para el manejo a nivel del ecosistema. La definición de zonas de crianza, hábitats escenciales para peces, el diseño de áreas marinas protegidas y sus planes de manejo dependen de cómo interactúan los peces con los hábitats que lo rodean. Este estudio investiga los movimientos de peces sub-adultos y adultos de la especie Haemulon plumierii (cachicata blanca) en varias escalas con respecto a su hábitat, con especial atención en las fronteras. Usando telemetría acústica se examinaron los afectos de las fronteras a través del desplazamiento y la identificación de los patrones de movimiento a corto y largo plazo. Se realizaron censos visuales en 9 localidades, con grabaciones de vídeo en tres de ellas; éstos fueron utilizados para caracterizar los comportamientos y su relación con la interface arrecifal de coral-arena al atardecer y al anochecer. Usando batimetría de alta resolución y un mapa de habitáts modificados, los patrones espaciales del alcance de la recepción acústica fueron examinados en relación a la geomorfología. Éste estudio se llevó a cabo en los arrecifes emergentes internos y externos de la costa en el suroeste de Puerto Rico. Doce peces marcados fueron desplazados lejos de su punto de captura. La mayoría pudieron regresar, incluso a través de amplias extensiones de arena entre dos arrecifes emergentes. El regreso fue facilitado por distancias cortas, mayor tamaño del cuerpo y el uso de los parches de arrecifes para mejorar la conectividad. Sobre amplias distancias sin conectividad las fronteras se cruzaron sólo en la noche y los organismos se dedicaron a buscar una ruta de vuelta por varios días. Una vez aprendida la ruta, un segundo desplazamiento dió lugar a retornos inmediatos al caer la noche. Los movimientos fueron monitoreados también en otros 14 peces marcados. Los patrones temporales en la frecuencia de detección en los receptores individuales y la detección a través de múltiples receptores indicaron que las migraciones eran típicas al atardecer, con un área total menos de 300m, con incursiones ocasionales hacia la zona expuesta del arrecife. La zona expuesta del arrecife, la zona protegida del arrecife y las zonas de transición se utilizaron de manera diferencial en el tiempo, con la interface de arrecifespendiente- hacia-arena actuando como principal vía para el movimiento. Dentro del área general utilizada, los cambios en patrones de detección sobre largas escalas indican un uso más complejo del patrón espacial, con períodos de uso intenso en un área específica (promedio de 7 días), lo que sugiere que estos pueden ser ciclos sobre escalas aún más largas y tal vez con una periodicidad lunar. Los censos visuales mostraron movimientos a través de la interface, fueron más frecuentes en el atardecer y los individuos sub-adultos presentaron una distancia máxima en el desplazamiento. Los movimientos a través de las fronteras fueron facilitadas por los arrecifes de parche cercanos, proporcionando una mayor conectividad y cardúmenes con sus congéneres o con otros peces. Los análisis con pruebas del rango del receptor mostraron que los resultados variaron en función de la geomorfología del lugar donde se ubicó el receptor. La distancia máxima de detección también dependió de la localización del receptor con un promedio de sólo 72m.