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Impact of mussel (Mytilus galloprovincialis) raft-culture on benthic macrofauna, in situ oxygen uptake, and nutrient fluxes in Saldanha Bay, South Africa

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Abstract:

Culture of the mussel Mytilus galloprovincialis in a South African bay created organic enrichment and anoxia in sediments. Particulate organic matter (POM) was high under rafts versus the references, especially in the first 10 cm (C = 7.5 versus 0.4%, N = 0.7 versus 0.08%). Total reducible sulphides (TRS) increased threefold downcore (from 0.04 to 0.12%). High C:N ratios (12–15) indicated accumulation of refractory POM, derived mainly from faeces and decaying mussels and foulers. Although O2 uptake by raft sediments was the lowest, rates could not conclusively be separated from the references. Ammonium dominated N efflux, the highest and most variable rates being under mussels (825 ± 500 µmol NH4·m–2·h–1). Phosphate efflux (25–140 µmol·m–2·h–1) could not be ascribed to culture biodeposition, but there was an inconclusive trend for the molar N:P ratio to be highest in these sediments. Macrofauna biomass was reduced and trophic groups and taxa altered. Under rafts, macrofauna and organic debris were linked to O2 uptake rates, whereas at the reference sites, macrofauna appeared to be the major O2 consumer. It was concluded that POM and TRS in sediment as well as macrofauna biomass, and potentially molar N:P ratios, were more sensitive indicators of benthic impact from mussel culture than O2 uptake rates or nutrient fluxes.

La mytiliculture de la moule Mytilus galloprovincialis dans une baie d'Afrique du Sud cause un enrichissement organique et une désoxygénation des sédiments. La matière organique particulaire (POM) est abondante sous les radeaux par comparaison aux zones témoins, particulièrement dans les 10 cm supérieurs (carbone = 7,5 contre 0,4%, azote = 0,7 contre 0,08%). Les sulfures totaux réductibles (TRS) augmentent par un facteur de 3 en profondeur (de 0,04 à 0,12%) dans les carottes. Les rapports élevés de C:N (12–15) indiquent qu'il y a accumulation de POM réfractaire venant surtout des fèces, des moules en décomposition et des espèces qui contaminent la culture. Bien que la consommation d'O2 soit plus faible dans les sédiments sous les radeaux, ces taux ne peuvent être clairement distingués de ceux des zones témoins. L'efflux d'azote est dominé par l'ammonium, les taux les plus élevés et les plus variables se retrouvant sous les moules (825 ± 500 µmol NH4·m–2·h–1). Les efflux de phosphate (25 à 140 µmol·m–2·h–1 ne peuvent être attribués à la biosédimentation due à la culture, mais le rapport N:P molaire tend à être plus élevé dans les zones de culture, mais de façon peu probante. Il y a une réduction de la biomasse de la macrofaune et des différences dans les groupes trophiques et les taxons. Sous les radeaux, il y a une relation entre la macrofaune et les débris organiques, d'une part, et les taux de consommation d'O2,d'autre part, alors que dans les zones témoins, la macrofaune semble constituer le plus important consommateur d'O2. En conclusion, la POM et les TRS, ainsi que la biomasse de la macrofaune dans les sédiments, et potentiellement les rapports N:P molaires, sont des indicateurs plus sensibles de l'impact de la mytiliculture sur la région benthique que ne le sont la consommation d'O2 ou les flux des éléments nutritifs.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2001

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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