Risk assessment model for dispersion of ballast water organisms in shelf seas

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Abstract:

The recommendation of mid-ocean exchange of ballast water has resulted in significant release of aquatic invasive species in shelf areas. This paper describes a semiquantitative risk assessment model developed for dispersion of ballast water organisms in shelf seas. The model simulates ballast water exchange as the release of tracer into the surface layer of a circulation model of the Scotian Shelf and Gulf of Maine. Three metrics are proposed to describe the risk of invasion: (i) the time-integrated concentration at a given location (the cumulative exposure index); (ii) the time taken for organisms to reach a given area (the invasion time); and (iii) the onshelf average concentration. A risk equation is derived that computes the relative overall risk of invasion for exchange segments along vessel tracks. Model results confirm the choice of offshelf alternate ballast water exchange zone advised by Department of Fisheries and Oceans, Canada. Low risk segments tend to be adjacent to one another. A four- to eight-fold reduction in invasion risk is possible, although this is likely a lower bound because of the use of monthly mean velocity fields. The model can be run in an operational mode to provide real-time risk assessment for vessel ballast water exchange.

La recommandation de faire les échanges d'eau de ballastage au milieu de l'océan a eu pour effet de libérer des espèces exotiques envahissantes dans les zones du plateau continental. On trouvera dans cet article un modèle semi-quantitatif d'évaluation des risques mis au point pour décrire la dispersion des organismes de l'eau de ballastage sur les plateaux continentaux. Le modèle simule les échanges d'eau de ballastage comme la libération d'un traceur dans la couche superficielle dans un modèle de circulation de la plate-forme néo-écossaise et du golfe du Maine. Trois métriques proposées servent à décrire le risque d'invasion : (i) la concentration intégrée en fonction du temps à un point donné (l'indice d'exposition cumulée), (ii) le temps nécessaire à un organisme pour atteindre une région donnée (le temps d'invasion) et (iii) la concentration moyenne sur la plate-forme. On peut ainsi obtenir une équation du risque qui calcule le risque relatif global d'invasion pour les différents segments le long des tracés de déplacement des navires. Les résultats du modèle appuient la recommandation de Pêches et océans Canada d'utiliser de préférence une zone d'échange des eaux de ballastage au large du plateau continental. Les segments de risque réduit tendent à être adjacents les uns aux autres. Il est possible de réduire le risque d'invasion par un facteur de quatre à huit; c'est là une limite inférieure, car le modèle emploie des champs de vitesse moyenne mensuels. Le modèle peut être utilisé en mode opérationnel pour fournir une évaluation en temps réel du risque relié à l'échange des eaux de ballastage par les navires.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2006

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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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