Citizen science for the ecosystemic restoration and biological monitoring of the Ocotal coral reef, Gulf of Papagayo, Costa Rica

Abstract

Sea-citizens: assessing the participation of citizen scientists in marine biology research. Citizen science (CS), in marine environments, provides stakeholders with valuable data for conservation and integrated coastal management. To overview components of marine biology CS projects, research topics and citizens participation— we review peer-reviewed articles published from 2009 to August 2023. A total of 445 scientific papers were analyzed. This review identified an increase in the publication through the years, in regions and countries who have a favorable context— including financial, institutional, and social involvement—to support such programs. 75 % of the studies lasted a maximum of eight years, with groups that range between 1 to 19 843 citizens, supported by academics and digital platforms. The human capital makes possible to conduct projects predominantly related to spatiotemporal patterns of biological groups; however, other research topics were addressed. The access and attractiveness of the ecosystems may have influenced the surveyed ecosystems, since coastal areas and reefs were the most extensively studied. Citizen scientists predominantly conducted fieldwork, yet other roles were less frequent, but still relevant. In all cases, authors pointed to the relevance of CS research in conservation outcomes. CS initiatives should be seen as a complement to traditional surveys, not a replacement. Marine CS programs present perks that exceed the cost reduction of data collection, it is a way of repaying the historical debt that science has with local communities while encouraging a framework of social participation in environmental issues.

Citizen science: pathway for coral reef restoration in Ocotal Bay, Costa-Rican north pacific. Coral reefs are facing a worldwide crisis. To promote public participation in restoration efforts, we established a citizen science program in Ocotal Bay, North Pacific of Costa Rica— aimed to restore and monitor the degraded reef. This study evaluates the effectiveness of a citizen science approach, using the biological parameters and volunteers’ social insight as indicators. Artificial structures filled with Pocillopora spp. fragments were placed. Volunteers and academics monitored the substrate composition and fish community. Surveys were conducted to profile the volunteers’ social values. In two years, 63 activities were carried out. Volunteers reported seven substrates, with significant differences in the substrate composition, compared to academic evaluations. They recorded 12 out of 20 fish species documented in the restoration area, which showed changes due to the active restoration. Protocols refreshment and sustained participation seem to be influencing the monitoring efficiency. Despite the bleaching event caused by the increase in the sea surface temperature, healthy coral cover almost duplicated its area throughout the study. Volunteers are motivated by idealistic incentives and cultural ecosystem services from coral reefs. Ensuring long-term sustainability requires addressing other values. Volunteers' knowledge was positively correlated with marine sports experience and commitment to the project, suggesting that skilled volunteers are more likely to properly apply protocols. The concepts of coral restoration and citizen science are well understood, but their knowledge is restricted to their experience. Engaging communities in coral reef conservation efforts is necessary to contribute with resilient reefs that are able to overcome current and future conditions.Ciudadanos del mar: evaluación de la participación de científicos ciudadanos en la investigación de biología marina. La ciencia ciudadana (CC), en ambientes marinos, provee a diversos actores con datos valiosos para la conservación y la gestión costera integrada. Para revisar los componentes de los proyectos de CC en biología marina, los temas de investigación y la participación ciudadana, revisamos artículos científicos publicados entre el 2009 y agosto del 2023. Se analizaron un total de 445 documentos de literatura científica. Se identificó un aumento en la publicación a través de los años, en regiones y países que tienen un contexto favorable, incluyendo soporte financiero, institucional y social, para apoyar tales programas. El 75 % de los estudios duraron un máximo de ocho años, con grupos que varían entre 1 y 19 843 ciudadanos, apoyado por académicos y plataformas digitales. El capital humano hace posible realizar proyectos principalmente relacionados con patrones espaciotemporales de grupos biológicos; sin embargo, otros temas fueron estudiados. El acceso y atractivo de los ecosistemas puede estar influenciado los ambientes estudiados, ya que las zonas costeras y arrecifes fueron los sitios más estudiados. Los científicos ciudadanos principalmente realizaron trabajo de campo; sin embargo otras funciones fueron menos frecuentes, pero relevantes. En todos los casos, los autores destacaron la relevancia de la investigación de CC en resultados de conservación. Las iniciativas de CC deberían considerarse como un complemento de metodologías tradicionales, no un reemplazo. Los programas de CC marina ofrecen ventajas que sobrepasan la reducción de costos para la recolección de datos, es una forma de saldar la deuda histórica que la ciencia tiene con las comunidades locales, al mismo tiempo que se fomenta una plataforma de participación ciudadana en temáticas ambientales.

Ciencia ciudadana: una ruta para la restauración de arrecifes coralinos en Bahía Ocotal, Pacífico Norte de Costa Rica. Los arrecifes coralinos están afrontando una crisis mundial. Para promover la participación pública en los esfuerzos de restauración, establecimos un programa de CC en Bahía Ocotal, en el Pacífico Norte de Costa Rica, con el objetivo de restaurar y monitorear el arrecife degradado. Este estudio evalúa la efectividad de un acercamiento de CC, usando parámetros biológicos y el entendimiento social como indicadores. Estructuras artificiales llenas de fragmentos de Pocillopora spp. fueron colocadas. Los voluntarios y académicos monitorearon la composición del sustrato y la comunidad de peces. Encuestas fueron llevadas a cabo para perfilar los valores sociales de los voluntarios. En dos años se llevaron a cabo 63 actividades. Los voluntarios reportaron siete sustratos, con diferencias significativas en la composición del sustrato, comparándolo con las evaluaciones hechas por académicos. Reportaron 12 de 20 de las especies de peces de peces documentadas para la zona de restauración, la cual mostró cambios debido a la restauración activa. El repaso de protocolos y la participación continua parecen estar influenciando la eficiencia del monitoreo. A pesar del blanqueamiento causado por el aumento de la temperatura superficial del océano, la cobertura coralina sana duplicó su área a lo largo del estudio. Los voluntarios están motivados por incentivos idealistas y los servicios ecosistémicos culturales que proveen los arrecifes de coral. Garantizar la sostenibilidad a largo plazo requiere abordar otros aspectos. El conocimiento estuvo positivamente correlacionado con la experiencia en deportes marinos y el compromiso con el proyecto, sugiriendo que la habilidad de los voluntarios hace que sea más probable que se lleven a cabo los protocolos de forma correcta. Los conceptos de restauración coralina y ciencia ciudadana son comprendidos, pero está restringido a sus experiencias. Involucrar a las comunidades en los esfuerzos de conservación de arrecifes coralinos es necesario para contribuir con arrecifes resilientes que son capaces de sobrellevar las condiciones actuales y futuras.