Published November 11, 2022
| Version v1
Publication
Open
Sea surface carbonate dynamics at reefs of Bolinao, Philippines: Seasonal variation and fish mariculture-induced forcing
- 1. University of the Philippines Diliman
- 2. NOAA Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratories
- 3. National Oceanic and Atmospheric Administration
Description
Coral reefs are vulnerable to global ocean acidification (OA) and local human activities will continue to exacerbate coastal OA. In Bolinao, Philippines, intense unregulated fish mariculture has resulted in regional eutrophication. In order to examine the coastal acidification associated with this activity and the impact on nearby coral reefs, water quality and carbonate chemistry parameters were measured at three reef sites, a mariculture site and an offshore, minimally impacted control site during both the wet and dry season. Additionally, benthic community composition was characterized at reef sites, and both autonomous carbonate chemistry sampling and high-frequency pH measurements were used to characterize fine-scale (diel) temporal variability. Water quality was found to be poorer at all reefs during the wet season, when there was stronger outflow of waters from the mariculture area. Carbonate chemistry parameters differed significantly across the reef flat and between seasons, with more acidic conditions occurring during the dry season and increased primary production suppressing further acidification during the wet season. Significant relationships of both total alkalinity (TA) and dissolved inorganic carbon (DIC) with salinity across all stations may imply outflow of acidified water originating from the mariculture area where pH values as low as 7.78 were measured. This apparent mariculture-induced coastal acidification was likely due to organic matter respiration as sustained mariculture will continue to deliver organic matter. While TA-DIC vector diagrams indicate greater contribution of net primary production, net calcification potential in the nearest reef to mariculture area may already be diminished. The two farther reefs, characterized by higher coral cover, indicates healthier ecosystem functioning. Here we show that unregulated fish mariculture activities can lead to localized acidification and impact reef health. As these conditions at times approximate those projected to occur globally due to OA, our results may provide insight into reef persistence potential worldwide. These results also underscore the importance of coastal acidification and indicate that actions taken to mitigate OA on coral reefs should address not only global CO 2 emissions but also local perturbations, in this case fish mariculture-induced eutrophication.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الشعاب المرجانية معرضة لتحمض المحيطات العالمي (OA) وستستمر الأنشطة البشرية المحلية في تفاقم تحمض المحيطات الساحلي. في بوليناو، الفلبين، أدت تربية الأسماك البحرية المكثفة غير المنظمة إلى المغذيات الإقليمية. من أجل فحص التحمض الساحلي المرتبط بهذا النشاط والتأثير على الشعاب المرجانية القريبة، تم قياس جودة المياه ومعلمات كيمياء الكربونات في ثلاثة مواقع للشعاب المرجانية، وموقع تربية الأحياء البحرية وموقع مراقبة بحري متأثر إلى الحد الأدنى خلال كل من موسم الأمطار والجفاف. بالإضافة إلى ذلك، تم تمييز تكوين المجتمع القاعي في مواقع الشعاب المرجانية، وتم استخدام كل من أخذ عينات كيمياء الكربونات المستقلة وقياسات الأس الهيدروجيني عالية التردد لتوصيف التباين الزمني الدقيق (diel). وُجد أن جودة المياه أسوأ على الإطلاق في جميع الشعاب المرجانية خلال موسم الأمطار، عندما كان هناك تدفق أقوى للمياه من منطقة تربية الأحياء البحرية. اختلفت معايير كيمياء الكربونات بشكل كبير عبر مسطح الشعاب المرجانية وبين الفصول، مع حدوث المزيد من الظروف الحمضية خلال موسم الجفاف وزيادة الإنتاج الأولي مما أدى إلى قمع المزيد من التحمض خلال موسم الأمطار. قد تعني العلاقات الهامة لكل من القلوية الكلية (TA) والكربون غير العضوي المذاب (DIC) مع الملوحة عبر جميع المحطات تدفق المياه الحمضية الناشئة من منطقة تربية الأحياء البحرية حيث تم قياس قيم الأس الهيدروجيني منخفضة تصل إلى 7.78. من المحتمل أن يكون هذا التحمض الساحلي الناجم عن تربية الأحياء البحرية ناتجًا عن تنفس المواد العضوية حيث ستستمر تربية الأحياء البحرية المستدامة في توصيل المواد العضوية. في حين تشير مخططات متجهات TA - DIC إلى مساهمة أكبر في صافي الإنتاج الأولي، فإن صافي إمكانات التكلس في أقرب شعاب مرجانية إلى منطقة تربية الأحياء البحرية قد يتضاءل بالفعل. تشير الشعاب المرجانية البعيدة، التي تتميز بغطاء مرجاني أعلى، إلى عمل نظام بيئي أكثر صحة. نوضح هنا أن أنشطة تربية الأسماك البحرية غير المنظمة يمكن أن تؤدي إلى تحمض موضعي وتؤثر على صحة الشعاب المرجانية. نظرًا لأن هذه الظروف تقارب في بعض الأحيان تلك التي من المتوقع أن تحدث عالميًا بسبب الوصول المفتوح، فقد توفر نتائجنا نظرة ثاقبة على إمكانات استمرار الشعاب المرجانية في جميع أنحاء العالم. تؤكد هذه النتائج أيضًا على أهمية التحمض الساحلي وتشير إلى أن الإجراءات المتخذة للتخفيف من OA على الشعاب المرجانية يجب أن تعالج ليس فقط انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية ولكن أيضًا الاضطرابات المحلية، وفي هذه الحالة تكون المغذيات الناجمة عن تربية الأسماك البحرية.Translated Description (French)
Les récifs coralliens sont vulnérables à l'acidification mondiale des océans (OA) et les activités humaines locales continueront d'exacerber l'OA côtière. À Bolinao, aux Philippines, l'intensification de la pisciculture non réglementée a entraîné une eutrophisation régionale. Afin d'examiner l'acidification côtière associée à cette activité et l'impact sur les récifs coralliens voisins, des paramètres de qualité de l'eau et de chimie des carbonates ont été mesurés sur trois sites de récifs, un site de mariculture et un site de contrôle au large, peu impacté pendant la saison humide et sèche. De plus, la composition de la communauté benthique a été caractérisée sur les sites récifaux, et des échantillonnages chimiques de carbonates autonomes et des mesures de pH à haute fréquence ont été utilisés pour caractériser la variabilité temporelle à petite échelle (diel). La qualité de l'eau s'est avérée plus mauvaise sur tous les récifs pendant la saison des pluies, lorsque l'écoulement des eaux de la zone de mariculture était plus important. Les paramètres chimiques des carbonates différaient considérablement d'un récif à l'autre et d'une saison à l'autre, avec des conditions plus acides pendant la saison sèche et une production primaire accrue supprimant toute acidification supplémentaire pendant la saison humide. Des relations significatives entre l'alcalinité totale (TA) et le carbone inorganique dissous (DIC) et la salinité dans toutes les stations peuvent impliquer un écoulement d'eau acidifiée provenant de la zone de mariculture où des valeurs de pH aussi faibles que 7,78 ont été mesurées. Cette acidification côtière apparente induite par la mariculture était probablement due à la respiration de la matière organique, car une mariculture soutenue continuera à fournir de la matière organique. Alors que les diagrammes vectoriels TA-DIC indiquent une plus grande contribution de la production primaire nette, le potentiel net de calcification dans le récif le plus proche de la zone de mariculture peut déjà être diminué. Les deux récifs plus éloignés, caractérisés par une couverture corallienne plus élevée, indiquent un fonctionnement plus sain de l'écosystème. Ici, nous montrons que les activités de pisciculture non réglementées peuvent entraîner une acidification localisée et avoir un impact sur la santé des récifs. Comme ces conditions se rapprochent parfois de celles prévues à l'échelle mondiale en raison de l'arthrose, nos résultats peuvent fournir un aperçu du potentiel de persistance des récifs dans le monde entier. Ces résultats soulignent également l'importance de l'acidification côtière et indiquent que les mesures prises pour atténuer l'AP sur les récifs coralliens devraient s'attaquer non seulement aux émissions mondiales de CO 2, mais aussi aux perturbations locales, en l'occurrence l'eutrophisation induite par la mariculture des poissons.Translated Description (Spanish)
Los arrecifes de coral son vulnerables a la acidificación global de los océanos (OA) y las actividades humanas locales continuarán exacerbando la OA costera. En Bolinao, Filipinas, la intensa maricultura de peces no regulada ha dado lugar a la eutrofización regional. Con el fin de examinar la acidificación costera asociada con esta actividad y el impacto en los arrecifes de coral cercanos, se midieron los parámetros de calidad del agua y química de los carbonatos en tres sitios de arrecifes, un sitio de maricultura y un sitio de control en alta mar con un impacto mínimo durante la estación húmeda y seca. Además, la composición de la comunidad bentónica se caracterizó en los sitios de arrecifes, y se utilizaron tanto el muestreo químico autónomo de carbonatos como las mediciones de pH de alta frecuencia para caracterizar la variabilidad temporal a escala fina (diel). Se encontró que la calidad del agua era peor en todos los arrecifes durante la estación húmeda, cuando había una mayor salida de aguas del área de maricultura. Los parámetros químicos de los carbonatos diferían significativamente en todo el arrecife y entre estaciones, con condiciones más ácidas durante la estación seca y un aumento de la producción primaria que suprimía una mayor acidificación durante la estación húmeda. Las relaciones significativas tanto de alcalinidad total (TA) como de carbono inorgánico disuelto (CID) con la salinidad en todas las estaciones pueden implicar la salida de agua acidificada procedente del área de maricultura donde se midieron valores de pH tan bajos como 7,78. Esta aparente acidificación costera inducida por la maricultura probablemente se debió a la respiración de la materia orgánica, ya que la maricultura sostenida continuará entregando materia orgánica. Si bien los diagramas vectoriales de TA-DIC indican una mayor contribución de la producción primaria neta, es posible que el potencial de calcificación neta en el arrecife más cercano al área de maricultura ya haya disminuido. Los dos arrecifes más lejanos, caracterizados por una mayor cobertura de coral, indican un funcionamiento más saludable del ecosistema. Aquí mostramos que las actividades de maricultura de peces no reguladas pueden conducir a una acidificación localizada y afectar la salud de los arrecifes. Como estas condiciones a veces se aproximan a las proyectadas a nivel mundial debido a la OA, nuestros resultados pueden proporcionar información sobre el potencial de persistencia de los arrecifes en todo el mundo. Estos resultados también subrayan la importancia de la acidificación costera e indican que las acciones tomadas para mitigar el OA en los arrecifes de coral deben abordar no solo las emisiones globales de CO 2 sino también las perturbaciones locales, en este caso la eutrofización inducida por la maricultura de peces.Files
pdf.pdf
Files
(2.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b63f53bb2ef53c24dff7f562788eeb6f
|
2.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ديناميكيات كربونات سطح البحر في شعاب بوليناو، الفلبين: التباين الموسمي والتأثير الناجم عن تربية الأحياء البحرية للأسماك
- Translated title (French)
- Dynamique des carbonates à la surface de la mer sur les récifs de Bolinao, Philippines : variation saisonnière et forçage induit par la mariculture des poissons
- Translated title (Spanish)
- Dinámica del carbonato de la superficie del mar en los arrecifes de Bolinao, Filipinas: variación estacional y forzamiento inducido por la maricultura de peces
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4308937756
- DOI
- 10.3389/fmars.2022.858853
References
- https://openalex.org/W1210932926
- https://openalex.org/W1497366063
- https://openalex.org/W1501374473
- https://openalex.org/W1515469591
- https://openalex.org/W1555719639
- https://openalex.org/W1558785217
- https://openalex.org/W1575189996
- https://openalex.org/W1590373562
- https://openalex.org/W1762374991
- https://openalex.org/W1767801793
- https://openalex.org/W1964082123
- https://openalex.org/W1965955314
- https://openalex.org/W1966051903
- https://openalex.org/W1979260633
- https://openalex.org/W1980880730
- https://openalex.org/W1981383585
- https://openalex.org/W1984007290
- https://openalex.org/W1987021154
- https://openalex.org/W1987509603
- https://openalex.org/W1993597672
- https://openalex.org/W1994381971
- https://openalex.org/W2003435746
- https://openalex.org/W2004115827
- https://openalex.org/W2006896335
- https://openalex.org/W2008898182
- https://openalex.org/W2011435702
- https://openalex.org/W2019641472
- https://openalex.org/W2019818780
- https://openalex.org/W2020712598
- https://openalex.org/W2023697838
- https://openalex.org/W2029727348
- https://openalex.org/W2030604405
- https://openalex.org/W2034880318
- https://openalex.org/W2035082468
- https://openalex.org/W2038561967
- https://openalex.org/W2038870309
- https://openalex.org/W2040872898
- https://openalex.org/W2041575607
- https://openalex.org/W2046860117
- https://openalex.org/W2047149778
- https://openalex.org/W2048101051
- https://openalex.org/W2048487157
- https://openalex.org/W2052181643
- https://openalex.org/W2055180988
- https://openalex.org/W2058192106
- https://openalex.org/W2060012482
- https://openalex.org/W2063466288
- https://openalex.org/W2074857410
- https://openalex.org/W2075715332
- https://openalex.org/W2079933187
- https://openalex.org/W2083342038
- https://openalex.org/W2093711147
- https://openalex.org/W2109639798
- https://openalex.org/W2110570776
- https://openalex.org/W2113297575
- https://openalex.org/W2123920115
- https://openalex.org/W2125776675
- https://openalex.org/W2130571652
- https://openalex.org/W2130878599
- https://openalex.org/W2131106625
- https://openalex.org/W2132446930
- https://openalex.org/W2132791458
- https://openalex.org/W2134866878
- https://openalex.org/W2138467820
- https://openalex.org/W2144920118
- https://openalex.org/W2151399155
- https://openalex.org/W2158006323
- https://openalex.org/W2159883674
- https://openalex.org/W2160179626
- https://openalex.org/W2160258211
- https://openalex.org/W2164337693
- https://openalex.org/W2167219106
- https://openalex.org/W2168140745
- https://openalex.org/W2171552191
- https://openalex.org/W2173001546
- https://openalex.org/W2284902272
- https://openalex.org/W2342725771
- https://openalex.org/W2465436356
- https://openalex.org/W2509893503
- https://openalex.org/W2553307476
- https://openalex.org/W2578384208
- https://openalex.org/W2591924809
- https://openalex.org/W2617387867
- https://openalex.org/W2724977663
- https://openalex.org/W2749688144
- https://openalex.org/W2757653357
- https://openalex.org/W2765436210
- https://openalex.org/W2775886332
- https://openalex.org/W2783159541
- https://openalex.org/W2788474355
- https://openalex.org/W2790745950
- https://openalex.org/W2790765418
- https://openalex.org/W2793372738
- https://openalex.org/W2802113425
- https://openalex.org/W2805462281
- https://openalex.org/W2807516628
- https://openalex.org/W2808207661
- https://openalex.org/W2904743810
- https://openalex.org/W2910663247
- https://openalex.org/W2923124730
- https://openalex.org/W292519251
- https://openalex.org/W2936778488
- https://openalex.org/W2970096998
- https://openalex.org/W2995843607
- https://openalex.org/W3010418847
- https://openalex.org/W3022346370
- https://openalex.org/W3087631976
- https://openalex.org/W3096959659
- https://openalex.org/W3106819498
- https://openalex.org/W3114585233
- https://openalex.org/W3134179312
- https://openalex.org/W3137223864
- https://openalex.org/W3168530769
- https://openalex.org/W3194754273
- https://openalex.org/W4225004802
- https://openalex.org/W4283169296
- https://openalex.org/W4300703429
- https://openalex.org/W632891703