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切萨皮克湾牡蛎养殖场的水质和水动力

杰西卡·特纳(Jessica S.Turner) 丽莎·凯洛格(Lisa Kellogg)博士 格蕾丝·梅西博士 卡尔·T·弗里德里希斯博士

结果显示对当地条件的影响最小

流体动力学
这项研究的结果是在切萨皮克湾南部(美国)生产东部或美洲牡蛎(景天)表明位于充分冲洗区域的低密度牡蛎养殖场不太可能对当地水质产生负面影响。美国陆军(公共领域)摄。

牡蛎是美国水产养殖中收入最高的海洋物种组。在大西洋沿岸,贝类水产养殖的增长和扩张可能引起争议。种植者关注水产养殖的潜在环境利益及其对可持续粮食生产的贡献,而其他利益相关者则对视域,航行以及可能的负面水质和沉积物影响表示关注。

研究表明,通过牡蛎过滤可以改善水质。牡蛎过滤河口水域的沉积物,碎屑,小型浮游植物和结合颗粒的氮和磷。当将牡蛎过滤添加到小型生态系统模型和大型水动力模型中时,结果将包括更清澈的水,更深的光穿透力和对淹没水生植物的更多光利用率。

牡蛎也会降低水质。牡蛎通过排泄物将氨直接释放到水柱中,有时数量很多。牡蛎排泄氨是令人关注的,因为它可以促进浮游植物的局部生长和再生,从而有可能在夏季增强富营养化。然而,与从牡蛎相关的沉积物中释放出来的养分通量相比,从牡蛎排泄到水柱的氨通量被发现很小。以高密度养殖牡蛎也带来了底栖生物有机富集的潜力。由于贝类水产养殖设备的位置,大小和密度,牡蛎水产养殖有改变水力流动的潜力。

在特拉华湾,贝类养殖场微妙的平衡行为

本文–摘自 原始出版物 –一项研究报告,研究了四个正在运营的商业水产养殖场,并量化了养殖场对当地水质的正面或负面影响。第二个目标是根据水的总体积来广泛地量化牡蛎潜在过滤的量,以便为我们的结果提供更多背景信息。该研究假设,在网箱范围内(以下称“内部”)内的水质与网箱范围外(以下称“外部”)外的水质有显着差异。

在Emily Mushlitz,Danielle Tarpley,Kelsey Fall,Moira Taylor和Ryan Moore的帮助下进行了现场工作。珍妮·德雷尔(Jenny Dreyer)在处理相关报告和《大自然保护协会》的附录中起到了重要作用。作者感谢Jim Goins在船只操作和现场工作方面的帮助。弗吉尼亚切萨皮克湾国家河口研究保护区(CBNERR-VA)提供的R / V撇渣器使现场工作成为可能。作者感谢Marjorie A.M.弗里德里希斯,肯尼斯·摩尔,劳伦斯·桑福德和考特尼·哈里斯在本手稿的早期阶段提供了反馈和编辑。这项工作是VIMS贡献号3857。

研究设置

在切萨皮克湾西南部(美国东部)的四个商业牡蛎养殖场收集了有关水质,水动力状况和沉积物特征的数据。其中两个养殖场使用浮笼,另两个养殖场使用底笼。种植者直接授予了进入水产养殖场的许可。

水产养殖场的环境设置不同,但深度和盐度相似。北部的两个地点位于比南部的两个地点更靠近更深,更宽的河道的地区。风车角位于暴露于切萨皮克湾主干的半岛尽头。 Bland Point坐落在Piankatank河河口附近的广阔空旷地区。星期一溪和布罗德湾均位于受保护的入口处。所有地点的盐度都为中卤盐,平均水深约为1米(0.5至2米,视距海岸和潮汐阶段的距离而定)。

有关水产养殖场址的详细信息;水质和沉积物采样;水质采样巡游;概念性农场规模过滤计算方法;和统计分析,请参阅原始出版物。 

结果与讨论

总体而言,我们的结果显示了农场对当地水质的统计显着影响,但与地点和季节之间的差异所导致的自然水质参数差异相比,这些差异很小。一些证据表明,某些养殖场的水产养殖设备可能会抑制水流并为网箱结构上的微藻生长提供底物。最后,简化的过滤计算支持就地结果,表明在潮汐周期中,这些环境中的牡蛎可能只处理流经每个养殖场的水量的一小部分。

关于农场和场地影响,在所有测得的变量中,最大的差异是场地影响而不是农场影响(图1)。对于当前的速度,站点和服务器场的影响之间存在显着的交互作用(p<0.001),要求评估每个站点内的农场效果,并评估相对于农场的每个位置级别内站点的效果(即农场占地面积内外)。

流体动力学
图1:2017年夏季当前速度和水质的现场比较。(A)当前速度,(B)叶绿素,(C)浊度和(D)DO。误差棒表示±1个标准偏差。样本大小显示在每个条上方。注意,对于具有大样本大小的位点,均值(未显示)上的α= 0.05置信区间比标准偏差小得多。

就当前的速度而言,地点和季节的影响之间存在显着的交互作用(p = 0.014),但农场影响与其他因素之间却没有交互作用(图2)。在风车角,秋季的当前速度明显低于夏季(p<0.001)。在Broad Bay,当前的速度在各个季节之间是相似的(p = 0.10)。如先前夏季所见,秋季之间站点之间存在显着差异(p<0.001)。风车点各个季节之间当前速度差异的幅度(1.8至1.9 cm s-1)略小于农场内外区域之间的差异幅度(2.4至2.5 cm s-1),约为一半两个位置(2.8至6.6 cm s-1)之间电流速度差异的大小。

流体动力学
图2:两个地点当前速度和水质的季节性比较。 (A)当前速度,(B)叶绿素,(C)浊度和(D)DO。误差棒表示±1个标准偏差。样本大小显示在每个条上方。

个体养殖场的设置对水质的影响远大于牡蛎的存在,牡蛎的影响与过滤或有机物富集一致,几乎没有影响。关于最初的假设,尽管结果确实显示出农场内部和外部水质测量之间的统计学显着差异,但这些差异的幅度太小且符号不一致,无法证明对农场的影响。因此,结果最终表明,在本研究中,养殖牡蛎对水质的影响最小。

牡蛎在这些地点的影响几乎可以忽略不计,部分原因是在冲洗率相对较高的地点使用了相对低密度的养殖方法。由于潮汐流和波浪作用,本次研究中的所有农场都位于水灾地区,水居住时间相对较短。本研究中的农场也是相对低密度的养殖场,网箱间距大,<每平方米60只牡蛎。在这项研究中,这种生长条件的结合可能有利于最大程度地减少牡蛎养殖的任何潜在有害影响并最大化牡蛎的生长。

结果显示,这些特定的牡蛎养殖场对当地条件的最小影响(与此处测量的结果一致)与其他在具有足够水动力流的环境中进行的低密度贝类水产养殖操作的研究一致。简而言之,我们的结果支持了其他贝类水产养殖研究的关键发现:在相对较高的冲洗率的地点进行低密度贝类养殖对当地生态系统的负面影响最小。

观点

这项研究调查了切萨皮克湾下游的四个商业牡蛎养殖场,发现该养殖场在大多数地点的影响最小。对于所考虑的水质变量(叶绿素,浊度和溶解氧),与环境设置相关的地点和季节之间的差异所带来的影响通常比农场的影响大一个数量级。

尽管大样本量通常能够解决农场内外水质的统计学差异,但是牡蛎养殖对观察到的水质变量的影响很少符合水产养殖场会降低叶绿素,浊度和溶解氧水平的预期。不论渔具类型如何,在所有地点和季节,内外水质差异的大小均较小。

结果表明,站点间水质差异与环境设置的差异(与河床组成和波浪暴露有关)与农场特征的差异更密切相关。简化的计算表明,在本研究调查的低养殖密度下,养殖场中的牡蛎只能过滤给定潮汐中流经每个养殖场的水的一小部分。


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