Mangrove forest structure, water quality, and carbon storage at Palmares, Northern Pacific coast of Costa Rica

Abstract

Introduction: Mangroves provide many ecosystem services, yet they continue to be degraded and decline in numbers. Effective management strategies need baseline information to assess habitat condition and potential decline. In Costa Rica, mangroves on the North Pacific are the least studied. Objective: To provide the first characterization of forest structure and carbon content of the Palmares mangrove. Methods: A total of 58 square plots (5 × 5 m) were sampled between March 2022 and April 2023. In each plot, mangrove species, stem height, and circumference were quantified. Samples were collected to estimate interstitial water salinity, fine root content, and sediment grain size, bulk density, and carbon content. Mangrove biomass and organic carbon (OC) were calculated using allometric equations. Water quality was assessed at six sites in the main channel during the dry and rainy seasons of 2023. Results: Six mangrove species were identified at Palmares. Rhizophora spp. (55 % of plots) and Avicennia spp. (29 %) were the most abundant, while Laguncularia and Conocarpus were rare. Average tree height was 8 ± 7 m, width 11 ± 12 cm, and density 1 833 ± 1 757 stems ha-1. Rhizophora spp. were taller and wider than Avicennia spp. Interstitial water salinity at Palmares was 34 ± 14, which was higher during the dry season and in Avicennia spp. plots. Sediment was mainly composed of silt-clay (52 %), which was higher in Rhizophora spp. plots. Sediment bulk density was 0.8 ± 0.3 g cm-3 and fine roots < 1 %. Above-ground biomass OC averaged 224 ± 335 Mg ha-1 and was higher in Rhizophora spp. plots. Sediment OC was 8 ± 3 % and inorganic carbon 3 ± 1 %. OC was higher in sediments of Rhizophora spp., with higher silt-clay, larger mangroves, and lower densities. There was no clear pattern of variation in water parameters along the main channel. Conclusions: This first characterization of Palmares mangrove can serve as a baseline for further studies and effective management and conservation strategies.Introducción: Los manglares brindan muchos servicios ecosistémicos, pero continúan degradándose y desapareciendo. Las estrategias de manejo efectivas requieren de información de línea base para evaluar la condicióndel hábitat y su posible deterioro. En Costa Rica, los manglares del Pacífico Norte son los menos estudiados. Objetivo: Realizar la primera caracterización de la estructura del bosque y el contenido de carbono en el manglarde Palmares.Métodos: Se muestrearon en total 58 parcelas cuadradas (5 × 5 m) entre marzo de 2022 y abril de 2023. En cadaparcela, se anotó la especie de mangle y se midió la altura y circunferencia del tallo. Se recolectaron muestras paraestimar la salinidad del agua intersticial, el contenido de raíces finas, así como el tamaño de grano, la densidadaparente y el contenido de carbono del sedimento. Se calculó la biomasa del manglar y el carbono orgánico (OC)utilizando ecuaciones alométricas. Se evaluó la calidad del agua en seis sitios dentro del canal principal, durantela estación seca y la estación lluviosa de 2023.Resultados: Se encontraron seis especies de mangle en Palmares. Rhizophora spp. (55 % de las parcelas) yAvicennia spp. (29 %) fueron las más abundantes, mientras que Laguncularia y Conocarpus fueron poco comunes.La altura promedio de los árboles fue de 8 ± 7 m, el diámetro de 11 ± 12 cm y la densidad de 1 833 ± 1 757 tallosha-1. Rhizophora spp. fueron más altos y anchos que Avicennia spp. La salinidad del agua intersticial en Palmaresfue de 34 ± 14, con valores más altos durante la estación seca y en las parcelas de Avicennia spp. El sedimento estaba compuesto principalmente por limo-arcilla (52 %), con mayor proporción en las parcelas de Rhizophora spp.La densidad aparente del sedimento fue de 0.8 ± 0.3 g cm-3 y el contenido de raíces finas fue < 1 %. El promediode OC en la biomasa aérea fue 224 ± 335 Mg ha-1, siendo mayor en las parcelas de Rhizophora spp. El contenidode OC en el sedimento fue de 8 ± 3 % y el de carbono inorgánico fue 3 ± 1 %. OC en el sedimento fue mayor enlas parcelas de Rhizophora spp., con mayor proporción de limo-arcilla, árboles más grandes y menor densidad. Nose observó un patrón claro de variación en los parámetros del agua a lo largo del canal principal.Conclusiones: Esta primera caracterización del manglar de Palmares puede servir como una línea base parafuturos estudios y para estrategias efectivas de manejo y conservación.