PreSens 進行原位氧氣測量 測量鮭魚養殖的底棲影響

鮭魚養(yang)殖場的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機物質沉(chen)(chen)積會(hui)影(ying)響海床的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)態(tai)健康。如果有(you)機物質積累過快，可(ke)(ke)能會(hui)發生(sheng)負(fu)面(mian)和(he)潛在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)嚴重地球化(hua)學和(he)生(sheng)態(tai)變化(hua)。在(zai)(zai)許多(duo)地方，鮭魚養(yang)殖的(de)(de)(de)(de)(de)底棲影(ying)響限制了養(yang)殖場可(ke)(ke)以維持多(duo)少產量(liang)。沉(chen)(chen)積物的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機負(fu)荷在(zai)(zai)可(ke)(ke)接受的(de)(de)(de)(de)(de)限度內可(ke)(ke)以維持多(duo)少受水動(dong)力條(tiao)(tiao)件的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響 - 高速將物質擴(kuo)散(san)到更廣(guang)泛(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)區域，導(dao)致底棲足跡集中度降低，可(ke)(ke)以重新(xin)懸浮物質，但也(ye)更有(you)效地使沉(chen)(chen)積物氧化(hua)，從而允許更高的(de)(de)(de)(de)(de)負(fu)荷被同化(hua)。我(wo)們正(zheng)在(zai)(zai)測量(liang)鮭魚養(yang)殖場附近沉(chen)(chen)積物的(de)(de)(de)(de)(de)氧氣(qi)通量(liang)，并將這些通量(liang)與水動(dong)力條(tiao)(tiao)件和(he)沉(chen)(chen)積物富集量(liang)聯(lian)系起(qi)來。最終(zhong)，

我們的(de)研究需要在(zai)環境條件下原位(wei)測量底(di)棲通(tong)量。我們正在(zai)使(shi)用渦度協方差法測量通(tong)量。

方法

從近(jin)床氧濃(nong)度(du)和(he)速(su)度(du)的(de)(de)(de)(de)渦度(du)協方差(cha)獲(huo)得原位氧通(tong)(tong)量。快速(su)響應光極裝(zhuang)置(zhi)(zhi)（OXY Flux 與微型光極 ECO-PSt7，PreSens GmbH）放(fang)置(zhi)(zhi)在聲學多普(pu)勒測速(su)儀(yi)（Nortek Vector）的(de)(de)(de)(de)樣(yang)本體積附近(jin)，兩個系統都放(fang)置(zhi)(zhi)在底棲三腳架(jia)上(shang)(shang)，采樣(yang)體積~海(hai)床以上(shang)(shang) 15 cm。光極的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出記錄在測速(su)儀(yi)上(shang)(shang)。三腳架(jia)從一艘小型（6 - 7 m）船(chuan)上(shang)(shang)部(bu)署(shu)到 25 - 30 m 的(de)(de)(de)(de)深度(du)。使用渦度(du)協方差(cha)法計(ji)算氧通(tong)(tong)量，并與沉(chen)積物巖心的(de)(de)(de)(de)碳、氮、磷(lin)和(he)游(you)離(li)硫化(hua)物分析進行比較。測量是(shi)在近(jin)床速(su)度(du)高（7 - 15 cm/s）和(he)低（1 - 5 cm/s）的(de)(de)(de)(de)鮭(gui)魚養殖場進行的(de)(de)(de)(de)。部(bu)署(shu)持續(xu)時(shi)間為(wei) 24-36 小時(shi)。

圖 1：在(zai)新西蘭(lan) Pelorus Sound 部署 Eddy Covariance 三腳架船

圖 1：在新西蘭 Pelorus Sound 部(bu)署 Eddy Covariance 三(san)腳架船(chuan)（左）；傳感(gan)器(qi)頭部(bu)特寫，顯示 OXY Flux 和(he)安(an)裝(zhuang)在 Nortek 測(ce)速儀流場(chang)中的針式光(guang)極傳感(gan)器(qi) (PreSens GmbH)（右）。

結果

迄今(jin)為止(zhi)，在我們的(de)(de)(de)研究(jiu)中收集的(de)(de)(de)大(da)多數數據都是在低流量(liang)(liang)(liang)地(di)點(dian)(dian)獲得的(de)(de)(de)，這些數據表明，隨著(zhu)顆粒氮和(he)游離硫化物等沉積物富集指標的(de)(de)(de)增加，流向海床(chuang)的(de)(de)(de)氧氣通(tong)量(liang)(liang)(liang)（負通(tong)量(liang)(liang)(liang)）增加（圖 2）。底棲氧通(tong)量(liang)(liang)(liang)也顯示出對(dui)水速的(de)(de)(de)依(yi)賴性，隨著(zhu)水的(de)(de)(de)減慢，通(tong)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)大(da)小會減小（圖 3）。到達(da)海床(chuang)的(de)(de)(de)光(guang)不足(zu)以刺激研究(jiu)地(di)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)初級生產（正通(tong)量(liang)(liang)(liang)）。

圖 2：在高流量和低流量鮭(gui)魚養殖場(chang)的沉積(ji)物(wu)中，底棲 O 2通(tong)量與顆粒氮 (A) 和游離(li)硫化物(wu) (B) 的關系圖

圖 2：在高流(liu)(liu)量(liang)和低流(liu)(liu)量(liang)鮭(gui)魚(yu)養殖場的(de)沉(chen)(chen)積物中(zhong)，底棲 O 2通(tong)量(liang)與顆粒氮(dan) (A) 和游離硫化物 (B) 的(de)關系圖。更高的(de)沉(chen)(chen)積物 O 2通(tong)量(liang)與沉(chen)(chen)積物富集指標的(de)增加有關。

圖(tu) 3：在約(yue) 30 m 水深的鮭魚養殖場附近(jin)記錄的近(jin)床速度和(he)底棲氧通量的時間序(xu)列

圖 3：在約 30 m 水(shui)深的(de)鮭魚養殖(zhi)場附近(jin)記(ji)錄的(de)近(jin)床速度(du)和底棲氧通(tong)量的(de)時(shi)間序列。隨(sui)著水(shui)流(liu)速度(du)減(jian)慢，沉積物的(de)通(tong)量減(jian)少。

PreSens 進行原位氧氣測量 測量鮭魚養殖的底棲影響

結論

初步結果表(biao)明(ming)，實際上(shang)沉(chen)積物富集(ji)和場(chang)(chang)地(di)流速(su)都會影(ying)響進入(ru)鮭魚養殖場(chang)(chang)下方(fang)沉(chen)積物的氧氣通量(liang)。原(yuan)位(wei)底(di)(di)棲(qi)氧通量(liang)測量(liang)與底(di)(di)棲(qi)影(ying)響相關，并(bing)具(ju)有作為監測或評估工具(ju)的潛力。正在從高流量(liang)地(di)點(dian)收集(ji)更多數據，以(yi)更好地(di)區(qu)分這(zhe)(zhe)兩種影(ying)響，并(bing)最(zui)終得出維(wei)持海底(di)(di)健康目標的適當沉(chen)積率(lv)的預(yu)測因子(zi)。快速(su)響應光極很強大，并(bing)且在此應用(yong)中表(biao)現(xian)良(liang)好。OXY Flux 系統的一(yi)個特別優勢(shi)是傳感器(qi)尺寸小，對流量(liang)的影(ying)響最(zui)小，并(bing)且對流向(xiang)不(bu)敏感。這(zhe)(zhe)意味(wei)著著陸器(qi)部署可以(yi)在多個潮汐(xi)周期內進行，而無需隨著水流方(fang)向(xiang)的變化重新定位(wei)儀器(qi)陣(zhen)列。

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