PreSens 進行原位氧氣測量

PreSens 進行原位氧氣測量 測量鮭魚養殖的底棲影響

鮭魚養殖場的有機物質沉積會影響海床的生態健康。如果有機物質積累過快，可能會發生負面和潛在的嚴重地球化學和生態變化。在許多地方，鮭魚養殖的底棲影響限制了養殖場可以維持多少產量。沉積物的有機負荷在可接受的限度內可以維持多少受水動力條件的影響 - 高速將物質擴散到更廣泛的區域，導致底棲足跡集中度降低，可以重新懸浮物質，但也更有效地使沉積物氧化，從而允許更高的負荷被同化。我們正在測量鮭魚養殖場附近沉積物的氧氣通量，并將這些通量與水動力條件和沉積物富集量聯系起來。最終，

我們的研究需要在環境條件下原位測量底棲通量。我們正在使用渦度協方差法測量通量。

方法

從近床氧濃度和速度的渦度協方差獲得原位氧通量。快速響應光極裝置（OXY Flux 與微型光極 ECO-PSt7，PreSens GmbH）放置在聲學多普勒測速儀（Nortek Vector）的樣本體積附近，兩個系統都放置在底棲三腳架上，采樣體積~海床以上 15 cm。光極的輸出記錄在測速儀上。三腳架從一艘小型（6 - 7 m）船上部署到 25 - 30 m 的深度。使用渦度協方差法計算氧通量，并與沉積物巖心的碳、氮、磷和游離硫化物分析進行比較。測量是在近床速度高（7 - 15 cm/s）和低（1 - 5 cm/s）的鮭魚養殖場進行的。部署持續時間為 24-36 小時。

圖 1：在新西蘭 Pelorus Sound 部署 Eddy Covariance 三腳架船

圖 1：在新西蘭 Pelorus Sound 部署 Eddy Covariance 三腳架船（左）；傳感器頭部特寫，顯示 OXY Flux 和安裝在 Nortek 測速儀流場中的針式光極傳感器 (PreSens GmbH)（右）。

結果

迄今為止，在我們的研究中收集的大多數數據都是在低流量地點獲得的，這些數據表明，隨著顆粒氮和游離硫化物等沉積物富集指標的增加，流向海床的氧氣通量（負通量）增加（圖 2）。底棲氧通量也顯示出對水速的依賴性，隨著水的減慢，通量的大小會減小（圖 3）。到達海床的光不足以刺激研究地點的初級生產（正通量）。

圖 2：在高流量和低流量鮭魚養殖場的沉積物中，底棲 O 2通量與顆粒氮 (A) 和游離硫化物 (B) 的關系圖

圖 2：在高流量和低流量鮭魚養殖場的沉積物中，底棲 O 2通量與顆粒氮 (A) 和游離硫化物 (B) 的關系圖。更高的沉積物 O 2通量與沉積物富集指標的增加有關。

圖 3：在約 30 m 水深的鮭魚養殖場附近記錄的近床速度和底棲氧通量的時間序列

圖 3：在約 30 m 水深的鮭魚養殖場附近記錄的近床速度和底棲氧通量的時間序列。隨著水流速度減慢，沉積物的通量減少。

PreSens 進行原位氧氣測量 測量鮭魚養殖的底棲影響

結論

初步結果表明，實際上沉積物富集和場地流速都會影響進入鮭魚養殖場下方沉積物的氧氣通量。原位底棲氧通量測量與底棲影響相關，并具有作為監測或評估工具的潛力。正在從高流量地點收集更多數據，以更好地區分這兩種影響，并最終得出維持海底健康目標的適當沉積率的預測因子。快速響應光極很強大，并且在此應用中表現良好。OXY Flux 系統的一個特別優勢是傳感器尺寸小，對流量的影響最小，并且對流向不敏感。這意味著著陸器部署可以在多個潮汐周期內進行，而無需隨著水流方向的變化重新定位儀器陣列。