Effect of extreme climatic events on Carcinus maenas population in the Mondego estuary

Abstract

Eventos climáticos extremos têm vindo a aumentar a sua frequência e intensidade nas últimas décadas. Deste modo, é importante compreender como estes afetam as espécies e habitats. O objetivo deste estudo foi analisar a variação temporal e espacial na dinâmica populacional de Carcinus maenas no estuário do Mondego, e os efeitos dos eventos climáticos extremos (secas e cheias) nesta população. As amostragens foram realizadas mensalmente durante os anos de 2003 a 2018 (exceto 2012 e 2013), durante a noite com o auxílio de uma rede de arrasto de vara de 2 metros. As densidades de C. maenas foram padronizadas em indivíduos por 1000m2. Analisando as densidades de juvenis observou-se a existência de um padrão de recrutamento contínuo ao longo de todo o estudo, com picos de recrutamento em anos de secas, além disso, é observável que os juvenis se encontram maioritariamente em zonas mais a montante do estuário. A população é constituída essencialmente pelo morfótipo verde, encontrando-se os indivíduos com morfótipos laranjas e vermelhos em zonas mais a jusante do estuário. O ratio sexual (machos/fêmeas) foi diferente conforme as classes de tamanho, apresentando valores superiores a 1 nas primeiras classes de tamanho, mostrando posteriormente, um equilíbrio do número de machos e fêmeas. A produção secundária (P) estimada para C. maenas foi diferente durante todos os anos do estudo, tendo valores superiores em anos de secas. Os diagramas de ordenação (RDA) mostraram as diferenças espaciais, temporais e ambientais de Carcinus maenas no estuário do Mondego. Através da análise das somas acumulativas (CUSUM) verificou-se uma correlação entre a maioria das características biológicas de C. maenas e as variáveis ambientais e o índice de oscilação norte atlântico (índice NAO). Avaliando as diferentes populações de caranguejo verde no planeta, observaram-se claras diferenças no período de recrutamento, no tamanho máximo dos indivíduos e na esperança média de vida. As populações do Sul da Europa apresentam menores tamanhos máximos e um maior período de recrutamento. Com o aumento da latitude, observa-se populações com maiores tamanhos máximos e com um menor período de recrutamento. A existência de eventos climáticos extremos leva à alteração da dinâmica populacional de Carcinus maenas, sendo que as maiores diferenças são observáveis durante secas extremas, onde devido à diminuição do caudal do rio e ao aumento da salinidade, irá existir um maior recrutamento de juvenis, levando assim a um aumento da densidade populacional.

Extreme climate events have been increasing in frequency and intensity in the last decades. So, it is important to understand how these affect species and habitats. The objective of this study was to analyse the temporal and spatial variation in the population dynamics of Carcinus maenas in the Mondego estuary and the effect of extreme climate events (droughts and floods) on this population. Samplings were performed monthly during the years 2003 to 2018 (except 2012 and 2013), with a 2-meter beam trawl during the night. The densities of C. maenas were standardized in individuals per 1000m2. Analysing juvenile densities, a continuous recruitment pattern was observed throughout the study, with recruitment peaks in years of droughts, in addition, it was observable that juveniles are found mainly in upstream areas of the estuary. The population consists essentially on the green morphotype, being the orange and red morphotypes present in more downstream areas of estuary. The sex ratio (males/females) was different according to the size classes, being much higher than 1 in the first size classes, showing afterwards, in older individuals a value close to 1. The secondary production (P) estimated for C. maenas was different during all the period, having higher values in droughts years. The ordering diagrams (RDA) showed spatial, temporal and environmental differences of Carcinus maenas in the Mondego estuary. A correlation between Carcinus maenas biological features and the environmental variables and the North-Atlantic Oscillation index (NAO index) was verified through the cumulative sums analysis (CUSUM). The different populations of the green crab on the planet, showed clear differences in the recruitment period, the maximum size of the individuals and the life span. Southern European populations have lower maximum carapace width and a longer recruitment period. With the increase of latitude, populations with larger maximum carapace width and with a shorter recruitment period were observed. The existence of extreme climate events causes leads to an adjustment on the population dynamics of Carcinus maenas. Bigger differences are present during extreme droughts, where due to the low river flow and an increase in the salinity, there will be a more intense recruitment of juveniles, leading to an increase in population density.