Mat á burðarþoli Arnarfjarðar – lýsing á líkani og mati á áhrifum sjókvíaeldis á súrefni og næringarefni / Carrying capacity of Arnarfjörður – modelling and assessment of impacts of aquaculture on oxygen and nutrient budget. HV 2023-02

Undanfarin ár hefur Hafrannsóknastofnun staðið fyrir rannsóknum á ástandi sjávar og umhverfi í flestum fjörðum landsins, m.a. til að meta burðarþol fjarða m.t.t. sjókvíaeldis. Litið er til laga um stjórn vatnamála (nr. 36/2011) þegar mat á burðarþoli er framkvæmt. Tilgreint er í lögum um stjórn vatnamála að ástand vatnshlota megi ekki hnigna vegna mengandi starfsemi eins og sjókvíaeldis. Í burðarþolsmati eru skoðuð áhrif fiskeldis á styrk súrefnis og næringarefna í viðkomandi firði. Matið byggir á mælingum á ástandi sjávar, straumum og endurnýjun, auk tölvulíkans sem hermir áhrif fiskeldisins.

Skýrsla þessi fjallar um líkanið ACExR/LESV, sem notað hefur verið við burðarþolsmat, og niðurstöður úr líkanaútreikningum á tilteknum firði, Arnarfirði. Líkanið er þriggja laga boxlíkan sem hermir ástand sjávar yfir heilt ár. Líkanið hefur verið stillt á þann hátt að það líkir eftir aðstæðum í Arnarfirði sem er þröskuldsfjörður með einangrað botnlag yfir sumar‐ og haustmánuðina. Vistfræðihluti líkansins hermir súrefnisþörf við niðurbrot lífrænna efna á fjarðarbotni, auk styrks næringarefna sem hafa áhrif á plöntusvifsvöxt. Líkanið hermir áhrif fiskeldis með aukinni losun úrgangs, bæði í uppleystu og í föstu formi.

Líkanaútreikningar sýna að við 14.500 tonna fiskeldi í Arnarfirði má búast við að súrefnisstyrkur í botnlagi minnki um allt að 0,3 mL L^‐1 síðsumars og að haustlagi. Áhrif næringarefna í uppleystu formi eru hins vegar takmörkuð vegna stærðar fjarðarins og öflugra vatnsskipta í efri lögum fjarðarins. Styrkur súrefnis vegna niðurbrots fasts úrgangs á botni er því takmarkandi þáttur við burðarþolsmat Arnarfjarðar, sérstaklega þegar lífrænn úrgangur lendir í botnlagi á meiri en 65 m dýpi.

Abstract

In recent years, the Marine and Freshwater Research Institute (MFRI) carried out measurements of the environmental conditions for most of the fjords of Iceland. This research is the basis for assessing carrying capacity of the fjords for aquaculture. This assessment is made with respect to the Water Framework Directive´s biological quality indices. As specified by the Water Framework Directive, the ecological status of a given waterbody shall not deteriorate due to anthropogenic activities. The carrying capacity assessment is based on observations of hydrographic conditions, currents and water renewal, and a numerical model simulating the impact of fish farming on oxygen and nutrient budget in the respective fjord.

This report discusses the model used in the carrying capacity assessments, ACExR/LESV, and presents the model predictions for a specific fjord, Arnarfjörður. The model is a three layer box model simulating the hydrographic conditions in a fjord over an entire year. The model was adjusted to the conditions in Arnarfjörður, which is a threshold fjord, and its bottom layer isolated over the summer and fall seasons.

The ecological part of the model simulates the oxygen demand due to decomposition of organic material on the seafloor, and nutrients and phytoplankton growth. Aquaculture is implemented in the model by increasing the supply of wastes, both in dissolved and in particulate form.

Based on the model, it is expected that for 14,500 tons of fish farming in Arnarfjörður, dissolved oxygen in the bottom layer will be reduced by up to 0.3 mL L^‐1 in late summer and fall. Nutrients released in dissolved form are expected to have minor impact due to the size of the fjord, and strong water exchange above the threshold depth. Oxygen demand due to decomposition of particulate wastes on the bottom is thus the limiting factor in the carrying capacity assessment of Arnarfjörður, if organic wastes are ending up in areas deeper than 65 m.