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水生生物监测在水产养殖中的重要性-鲑鱼及贝类

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上个月,在苏格兰的一个鳍鱼水产养殖场,一种藻类的繁殖被认为杀死了数千条大西洋鲑鱼。据英国广播公司Scottish Salmon Company发言人称,据怀疑最近几周水温升高是尼斯湖水华盛开的原因。

这是我们在关于鲑鱼养殖的新闻中一次又一次听到的故事。藻华是由人为输入还是自然环境波动而引起的水温和营养供应增加引起的一种现象。然而,它不一定是本地事件,因为洋流和风会定期传播水华。

藻类监测

最近,由于藻类长期繁殖,挪威沿海的水产养殖经营者经历了鲑鱼的大量死亡。藻华在许多方面会给鱼类生产者造成问题。该新闻中最突出的问题是有害藻华,有害物种的藻华会产生直接影响鱼类的毒素,例如Karenia mikimotoi

然而,问题不仅是有害的藻类。链状的、有刺的硅藻,如Chaetoceros,实际上会阻塞和破坏鱼的刺,降低它们应对氧气压力的能力。在某些地区,如苏格兰,可能会引起阿米比克吉尔病(AGD),藻华可能会加剧该问题。当藻类整夜呼吸时,氧气含量会严重耗尽。再加上这些链状藻类或变形虫引起的损伤,可能导致窒息。

采取什么措施来尽量减少藻类在鳍鱼养殖中爆发的影响呢?通常,根据位置和管理机构,每1-2周需要进行一次采样以评估水中有毒藻类的水平。还采取了其他举措,例如利用卫星数据遥感,以预警藻华的发生。藻类水华的早期预警对养殖场经营者至关重要,因为它允许他们采用管理做法,以尽量减少藻类水华的影响。例如,如果怀疑有水华,经营者可以增加养殖场的通风,以帮助避免窒息或停止喂食,使鱼在水柱中进一步"沉降",并尽量减少与水面藻类的接触。

虽然这些措施对早期发现藻类大量繁殖和识别有毒物种有一定的帮助,但仍有其局限性。每周采样对藻类种群的日变化了解甚少,因此很容易漏掉藻类水华。此外,卫星测量依赖于晴空,测量可以是间歇性的。

然而,藻类监测不仅可用于海上监测应用。在沿海水域,藻华会引起重大问题。通常,藻类的生长限制因素是氮和磷等营养物质,而不是阳光或二氧化碳。在沿海水域,含有高含量营养成分的农业冲销已知会导致藻类种群的突然爆炸。当然,从海上以风驱动的水华运输也是一个促成因素。

事实上,这些沿海藻华会危害人类健康。有毒藻类会感染沐浴水域和贝类。滤食性软体动物(如牡蛎),在以藻类为食的同时会吸收这些毒素。在养殖或收获贝类供人类食用的地区,因为毒素可以进入人类饮食,因此存在风险。也许最广为人知的案例是双鞭毛亚历山大藻。这种藻类是造成"赤潮"现象的原因,当被人类食用时,可能导致麻痹性贝类中毒(PSP)。

多参数藻类荧光计,如Chelsea 的TriLux可用于监测不同藻类的含量。典型参数包括叶绿素-a、藻红蛋白、藻蓝蛋白和浊度。藻红蛋白和藻蓝蛋白是光合作用的色素,如叶绿素,通常存在于蓝藻或者蓝细菌中。蓝藻的有毒物种很多,它们所含的主导色素存在物种间变异。因此,在给定位置对典型藻类物种的特征(或某些有毒蓝藻发生的风险)对于确定要监测的色素非常重要。原位物种鉴定可能非常棘手,但现场安装的传感器将能够检测藻类色素的任何增加,并通过训练有素的人员或其他技术手段来提取样品并识别物种。传感器的紧凑设计和低成本使其成为大规模部署和低功耗的理想之选,再加上广泛的数据输出和防污垢选择,可实现长期远程部署。

随着藻华发生率和严重程度的明显增加,可能是由于水温升高和人为投入增加,对藻华的预报和缓解的需求比以往任何时候都更加重要。随着全球人口的增加和发展中国家对蛋白质的需求增加,解决这些问题对于确保未来的全球粮食安全至关重要。

细菌监测

浮游植物并不是沿海水域唯一值得测量的生物参数。污水排放会污染沿海水域,并同样影响沐浴区和沿海贝类渔业周围的水质。大肠杆菌和链球菌等病原体通常存在于废水中,如果废水处理设施发生故障,可以通过与有毒藻类相似的载体影响人类。在英国的一些地区,收获的贝类必须经过"净化"过程,在此期间,它们必须在高度受控的环境中清洗自己48小时。然而,在全球范围内情况并非总是如此,细菌污染实际上对生产者来说可能会造成巨大损失。在供应链的更上游,对贝类的样品进行了常规有害细菌含量检测。如果发现含量高于被视为安全消耗的阈值,则可以丢弃整个批次。

同样,还制定了沿海水域的定期取样方案,以评估有害细菌的含量。然而,这些取样方案具有与藻类相同的局限性,每周或每月抽样都可能导致重大污染事件。

色氨酸是作为细菌呼吸作用的副产品出现的氨基酸,是细菌污染的有用指标。对沿海水域的色氨酸进行长期监测,有助于了解氨基酸的背景水平和时间变化,以及检测重大污染事件。这对生产者和消费者都很有用,因为在发生污染事件时,农民可以推迟收割或采取适当的净化措施,以确保他们的产品不被拒绝,并且可以安全地供人类食用。原位荧光计,如Chelsea的UviLux 单通道紫外线荧光计,用于检测和定量色氨酸。

展望

随着行业朝着以数据为驱动力的长期解决方案发展,以优化业务流程和最大程度的减少环境影响,持续监测藻类等环境参数将在可持续发展方面发挥关键作用。随着全球对鱼类和贝类蛋白质的需求不断增长,减轻种群损失和环境影响是确保未来不断增长的人口可持续食物来源的关键


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