Population changes of a sea urchin (Echinometra mathaei) on an exploited fringing reef
Authors: MUTHIGA N. A. , MCCLANAHAN T. R. 
Published: April 2008

A comparison of Echinometra mathaei densities and sizes was undertaken on an inner reef lagoon and an outer reef edge on a densely populated tourist beach at Diani, Kenya. Echinometra mathaei densities and average lengths were significantly higher (t‐test, P <0.001) in the inner reef lagoon (density = 14.2±1.7 no. m‐2, n= 90; lengths = 40.8 ±0.6 mm, n= 144) than on the outer reef edge (density = 1.7 ± 0.13 no. m‐2, n= 60; lengths = 31.2 ± 0.8 mm, n= 68). A comparison with density and length data collected 15 years previously (Khamala, 1971), showed increases in the numbers and average lengths (t‐test; P < 0.05) in the inner reef and a decrease in the average lengths (t‐test; P < 0.05) on the outer reef edge. Using a correlation of the length and average weight of individual urchins (weight = 0.0021 length2.64, r= 0.96, n= 144) and the average length and density measurements (no. m‐2), an increase of 424 g m‐2 on the inner reef and a decrease of 81 g m‐2 on the outer reef edge was found over the past 15 years. Quantities of sediment found in the gut contents of the sea urchins (69.5% by weight) were positively correlated with the weight of the sea urchins (F=67.5, P<0.001, r= 0.73), which suggests that reef substrate degradation rates are proportional to the urchin biomass. Therefore, we suggest that there has been an increase in reef substrate degradation rates on the inner reef lagoon but not on the outer reef edge.

The distribution of E. mathaei on the inner reef was positively correlated (F= 82.2, P < 0.001, r= 0.69) with the percentage of hard substrate (dead coral and coral rubble) but not on the outer reef, where the availability of shelter appears to be of greater importance. We suggest that the population increase in the inner reef is due to ecological release of E. mathaei from competitors and predators due to increased fishing and shelling activities. On the outer reef the stressful physical environment may limit both the sea urchin populations and man's ability to fish and collect shells.

RÉSUMEÉ

On a réalisé une comparaison des densités et des tailles de Echinometra mathaei si les c&#x006f;&#x030c;tés interne et externe de la barrière récifale le long d'une plage touristiqi densément peuplée à Diani, au Kenya. Les densités et longueurs moyennes de E. mathaei sont significativement supérieures (test de t P < 0001) du c&#x006f;&#x030c;té interne de barrière (densité= 14.2±1.7 ind./m2, n = 90; longueur = 40.8±0.6mm, n = 144) que du c&#x006f;&#x030c;té externe (densité=1.7 ± 0.13 ind./m2, n = 60; longueur = 31.2±0.8 mm n = 68).

Une comparaison avec les données de densité et de longueur récoltées 15 ans auparavant (Khamala, 1971) montrent une augmentation des nombres et des longueurs moyennes (test de t; P < 0.05) due c&#x006f;&#x030c;té interne et une diminution des longueurs moyennes (test de t; P < 005) du c&#x006f;&#x030c;té externe. En correlant la longueur et le poids moyen des oursins (poids = 0.0021.longueur2.64, r = 0.96, n= 144) avec la longueur moyenne et les mesures de densités (en ind./m2), on constate une augmentation de 424 g/m2 du c&#x006f;&#x030c;té interne et une diminution de 81 g/m2 du c&#x006f;&#x030c;té externe au cours des 15 dernières annees. Les quantités de sédiments trouvés dans le contenu intestinal des oursins sont en corrélation positive avec leur poids (F = 67.5, P < 0.001, r = 0.73), ce qui suggère que les taux de dégradation du substrat récifal sont proportionnels à la biomasse des oursins. Dès lors, il est suggéré qu'il y a eu une augmentation des taux de dégradation du substrat récifal sur la face interne de la barrière mais pas sur la face externe. La distribution de E. mathaei sur la face interne de la barrière est en correlation positive (F = 82.2, P < 0.001, r = 0.69) avec le pourcentage de substrat solide (coraux morts et débris de coraux), mais non sur la face externe, où la disponibilité de refuge semble ětre d'une importance majeure. Il est suggéré que l'augmentation de la population sur la face récifale interne est due a l'écartement de compétiteurs de E. mathaei par l'augmentation de la pěche et de la recolte de coquillages. Sur la face externe de la barrière, l'environnement physique stressant peut limiter aussi bien les populations des oursins que la capacité de l'homme à pěcher et collecter.