PreSens 进行原位氧气测量

PreSens 进行原位氧气测量 测量鲑鱼养殖的底栖影响

鲑鱼养殖场的有机物质沉积会影响海床的生态健康。如果有机物质积累过快，可能会发生负面和潜在的严重地球化学和生态变化。在许多地方，鲑鱼养殖的底栖影响限制了养殖场可以维持多少产量。沉积物的有机负荷在可接受的限度内可以维持多少受水动力条件的影响 - 高速将物质扩散到更广泛的区域，导致底栖足迹集中度降低，可以重新悬浮物质，但也更有效地使沉积物氧化，从而允许更高的负荷被同化。我们正在测量鲑鱼养殖场附近沉积物的氧气通量，并将这些通量与水动力条件和沉积物富集量联系起来。最终，

我们的研究需要在环境条件下原位测量底栖通量。我们正在使用涡度协方差法测量通量。

方法

从近床氧浓度和速度的涡度协方差获得原位氧通量。快速响应光极装置（OXY Flux 与微型光极 ECO-PSt7，PreSens GmbH）放置在声学多普勒测速仪（Nortek Vector）的样本体积附近，两个系统都放置在底栖三脚架上，采样体积~海床以上 15 cm。光极的输出记录在测速仪上。三脚架从一艘小型（6 - 7 m）船上部署到 25 - 30 m 的深度。使用涡度协方差法计算氧通量，并与沉积物岩心的碳、氮、磷和游离硫化物分析进行比较。测量是在近床速度高（7 - 15 cm/s）和低（1 - 5 cm/s）的鲑鱼养殖场进行的。部署持续时间为 24-36 小时。

图 1：在新西兰 Pelorus Sound 部署 Eddy Covariance 三脚架船

图 1：在新西兰 Pelorus Sound 部署 Eddy Covariance 三脚架船（左）；传感器头部特写，显示 OXY Flux 和安装在 Nortek 测速仪流场中的针式光极传感器 (PreSens GmbH)（右）。

结果

迄今为止，在我们的研究中收集的大多数数据都是在低流量地点获得的，这些数据表明，随着颗粒氮和游离硫化物等沉积物富集指标的增加，流向海床的氧气通量（负通量）增加（图 2）。底栖氧通量也显示出对水速的依赖性，随着水的减慢，通量的大小会减小（图 3）。到达海床的光不足以刺激研究地点的初级生产（正通量）。

图 2：在高流量和低流量鲑鱼养殖场的沉积物中，底栖 O 2通量与颗粒氮 (A) 和游离硫化物 (B) 的关系图

图 2：在高流量和低流量鲑鱼养殖场的沉积物中，底栖 O 2通量与颗粒氮 (A) 和游离硫化物 (B) 的关系图。更高的沉积物 O 2通量与沉积物富集指标的增加有关。

图 3：在约 30 m 水深的鲑鱼养殖场附近记录的近床速度和底栖氧通量的时间序列

图 3：在约 30 m 水深的鲑鱼养殖场附近记录的近床速度和底栖氧通量的时间序列。随着水流速度减慢，沉积物的通量减少。

PreSens 进行原位氧气测量 测量鲑鱼养殖的底栖影响

结论

初步结果表明，实际上沉积物富集和场地流速都会影响进入鲑鱼养殖场下方沉积物的氧气通量。原位底栖氧通量测量与底栖影响相关，并具有作为监测或评估工具的潜力。正在从高流量地点收集更多数据，以更好地区分这两种影响，并最终得出维持海底健康目标的适当沉积率的预测因子。快速响应光极很强大，并且在此应用中表现良好。OXY Flux 系统的一个特别优势是传感器尺寸小，对流量的影响最小，并且对流向不敏感。这意味着着陆器部署可以在多个潮汐周期内进行，而无需随着水流方向的变化重新定位仪器阵列。