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Marine-derived Nutrients from Green Turtle Nests Subsidize Terrestrial Beach Ecosystems

Authors


Corresponding author; e-mail: hvz@ufl.edu

Abstract

Spatially separated ecosystems are often linked by nutrient fluxes. Nutrient inputs may be transferred by physical vectors (i.e., wind and water) or by biotic vectors. In this study, we examine the role of green turtles (Chelonia mydas) as biotic transporters of nutrients from marine to terrestrial ecosystems, where they deposit eggs. We compare low and high nest density sites at Tortuguero, Costa Rica, the largest green turtle rookery in the western hemisphere. Four plant species (Costus woodsonii, Hibiscus pernanbucensis, Hymenocallis littoralis, Ipomoea pes-caprae) were analyzed at both nest density sites for 15N, total carbon, nitrogen, and phosphorus, and vegetation cover. Sand was analyzed for 15N and total nitrogen. Vegetation at high nest density sites had higher total nitrogen, which was correlated with higher δ15N values, suggesting nutrient input from a marine source. The dominant plant species changed between low and high nest density sites, indicating that turtle-derived nutrients may alter the plant community composition. The trend in δ15N values of sand was similar, although less pronounced than that of the vegetation. Sand may be a poor integrator of nutrient input due to low nutrient adsorption and high rate of leaching. Sea turtles have previously been shown to deposit considerable amounts of nutrients and energy on nesting beaches. In this study, we estimate annual nitrogen and phosphorus contributions at Tortuguero are 507 and 45 kg/km, respectively, and we demonstrate that beach vegetation likely assimilates a portion of these marine-derived nutrients.

Resumen

Los ecosistemas separados espacialmente están frecuentemente vinculados entre sí por flujos de nutrientes. Este aporte de nutrientes puede ser transferido por vectores físicos (i.e., viento o agua) o por vectores biológicos. En esta investigación, examinamos el papel de las tortugas verdes (Chelonia mydas) como transportadoras de nutrientes desde ecosistemas marinos a los terrestres donde anidan. Comparamos zonas de baja y alta densidad de nidos en Tortuguero (Costa Rica), la colonia de tortugas verdes más grande en el hemisferio oeste. Se analizaron los valores de 15N, carbono, nitrógeno, y fósforo total, y cobertura de vegetación en cuatro especies de plantas (Costus woodsonii, Hibiscus pernanbucensis, Hymenocallis littoralis, Ipomoea pes-caprae) presentes en ambas zonas de anidamiento, y los valores de 15N y nitrógeno total en la arena. La vegetación en las zonas de alta densidad presentó un mayor N total, unido a valores altos de δ15N, lo cual sugiere un aporte de nutrientes de origen marino. La especie dominante de planta en zonas de alta y baja densidad de nidos fue distinta, lo que indica que los nutrientes derivados de tortugas marinas podrían alterar la composición de la flora. Los valores de δ15N en las muestras de arena presentaron una tendencia similar a la de las muestras de vegetación aunque no fue estadísticamente significativa. Es posible que la arena no integre adecuadamente el aporte de nutrientes debido a su baja adsorción de nutrientes y la alta tasa de lixiviación. Anteriormente se ha demostrado que las tortugas marinas depositan una cantidad considerable de nutrientes y energía en las playas donde anidan. En este estudio, estimamos que la contribución anual de nitrógeno y fósforo en Tortuguero es de 507 kg/km y 45 kg/km, respectivamente, y demostramos que la vegetación de la playa probablemente asimila una porción de estos nutrientes provenientes del mar.

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