A coastal vulnerability index for sea turtle conservation management in Tortuguero National Park, Costa Rica

Abstract

Globally, as a result of the rising sea levels, the erosion, flooding, and retreat of the coastline would affect coastal communities, in particular, the economy of tropical and biodiverse regions. From an ecological point of view, tropical beaches are important nesting habitats for endangered sea turtle species. Therefore, it is crucial to develop tools to estimate the vulnerability to sea level rise of nesting beaches. Tortuguero National Park is located in the Northern Caribbean coast of Costa Rica and is the most important nesting ground for green turtles (Chelonia mydas, L.), in the Western Hemisphere. To assess the vulnerability to sea level rise of this nesting site, this study adapted the widely used Coastal Vulnerability Index (CVI) framework to the socio-economic conditions, and at the same time, to the biological settings of the nesting population of green sea turtles. To calculate the total CVI, first, the Physical Vulnerability sub-index (PVI) which includes six physical parameters (shoreline change rate, mean sea level rise, coastal slope, significant wave height, tidal range, coastal regional elevation) were calculated; then the Anthropogenic Vulnerability sub-Index (AVI) with three parameters (distance to town center, land cover, touristic impact) and the Biological Vulnerability sub-index (BVI) with two parameters (Distribution of nesting, eroded and inundated nests) were calculated thereafter. Different weights were assigned to each of the parameters using the Analytical Hierarchical Process (AHP) approach. The urbanized sectors of Tortuguero National Park were dominated by “High” and “Very High” vulnerability classes while the sectors within the National Park were categorized in “Low” and “Very Low” vulnerability classes. The overall coastal vulnerability map shows a high risk, induced by unregulated urbanization on the beachfront. This type of urbanization reduces not only the sea turtle nesting activity but also the vegetation line, that can serve as a buffer in the case of a potential beach retreat. The lack of regulation by the authorities has allowed the construction of buildings outside the retreat area allowed by the Costa Rican legislation. This study recommends the implementation of a setback line for the town of Tortuguero, to enable an adequate buffer line between the beach and the buildings. It is also suggested to carry out reforestation campaigns of the vegetation on the beachfront in order to maintain the ideal conditions for sea turtle nesting.

A nivel mundial, la erosión, las inundaciones y el retroceso de la línea costera, como resultado del aumento del nivel del mar, afectarían a las comunidades costeras, en particular, a la economía de las regiones tropicales y a la biodiversidad. Desde un punto de vista ecológico, las playas tropicales son hábitats importantes para la anidación de especies de tortugas marinas en peligro de extinción. Por lo tanto, es crucial desarrollar herramientas para estimar la vulnerabilidad al aumento del nivel del mar de las playas de anidación. El Parque Nacional Tortuguero está ubicado en la costa norte del Caribe de Costa Rica y es considerado como la playa de anidación más importante para las tortugas verdes (Chelonia mydas, L.), en el Hemisferio Occidental. Para evaluar la vulnerabilidad al aumento del nivel del mar de esta playa de anidación, este estudio adaptó la metodología ampliamente utilizada del Índice de Vulnerabilidad Costera (CVI), añadiendo a los cálculos las condiciones socioeconómicas y biológicas de la población de anidación de las tortugas marinas verdes. Para calcular el CVI total, primero se calculó el subíndice de Vulnerabilidad Física (PVI), que incluye seis parámetros físicos (tasa de cambio de la línea costera, elevación media del nivel del mar, pendiente costera, altura de ola significante, rango de mareas, elevación regional costera); luego se calculó el subíndice de Vulnerabilidad Antropogénica (AVI), con tres parámetros (distancia al centro del pueblo, mapa de uso del suelo, impacto turístico), y el subíndice de Vulnerabilidad Biológica (IVB), con dos parámetros (distribución de los nidos de tortuga verde y presencia de nidos erosionados e inundados). Se asignaron diferentes pesos a cada uno de los parámetros utilizando el enfoque del Proceso Analítico Jerárquico (AHP). Los sectores urbanizados del Parque Nacional Tortuguero estaban dominados por las clases de vulnerabilidad "Alta" y "Muy Alta", mientras que los sectores dentro del área protegida del Parque Nacional estaban clasificados con una vulnerabilidad "Baja" y "Muy Baja". El mapa general de vulnerabilidad costera muestra un alto riesgo, inducido por la urbanización no regulada en el frente de playa. Este tipo de urbanización no sólo reduce la actividad de anidación, sino también la línea de vegetación de borde a la playa, que puede servir de amortiguamiento en caso de una posible pérdida de playa. La falta de regulación por parte de las autoridades ha permitido la construcción de edificios fuera del área de retiro permitida por la legislación costarricense. Este estudio recomienda la implementación de una línea de retroceso para el pueblo de Tortuguero, para permitir una adecuada línea de amortiguamiento entre la playa y las edificaciones. También se sugiere realizar campañas de reforestación de la vegetación en el frente de playa para mantener las condiciones ideales para la anidación de tortugas marinas.