SIG Seaweed dyrkingsteknologi, 28. mai 2015 Modellering av tarebiomasseproduksjon Ole Jacob Broch, S. Forbord, A. Handå, J. Skjermo, K.B. Steinhovden, I.H.Ellingsen SINTEF Fiskeri og havbruk AS 1
Hvorfor modellering? Vitenskapelig interessant Utvikle og teste hypoteser Foreløpig liten erfaring fra fullskala tareanlegg Simulere Lokalitetsvalg God vekst, lite begroing, innbyrdes plassering av anlegg Produksjonsplanlegging Utsettidspunkt, utforming av anlegg Estimere biomasse og sammensetning Grunnlag for dyrkingsteknologi og beslutningsstøtteverktøy 2
Disposisjon Kommentere ved hjelp av eksempler Oppsummere med noen generelle betraktninger 3
SINMOD 3D modellsystem for hydrodynamikk og marint økosystem CO 2 - system Air-sea flux Export Fish predation Zooplankton Phytoplankton Atmospheric input, freshwater run-off Hydrodynamics Flow Temperature Salinity Ice Sediments Nutrients Seaweeds 4
Datagrunnlag for modellberegninger Historical or forecast data. Typical sources of atmosphere data are met.no and ECMWF. Fresh water run-off data (NVE for Norway) Boundary values Tides propagate from large scale model. Based on TPXO6.2 Global Tidal Model Boundary values Atmospheric forcing Boundary values Freshwater run-off
Modelloppsett (nordlige halvkule) 20 km 4 km 800 m 160 m 6
Modellresultater: tidsutvikling i NO 3 -konsentrasjon 7
Vekstmodell for sukkertare Størrelse/vekt Tørrstoffinnhold Nitrogeninnhold Karboninnhold Broch & Slagstad (2012) J Appl Phycol Broch et al (2013) Aquacult Environ Interact Fossberg et al. in prep 8
Eksempel 1 IMTA-eksperiment i Sør-Trøndelag (2010-2011) Oppdrettsanlegg med produksjon ca. 5000 ton Feltmålinger Modell Handå et al. (2013) Aquaculture Broch et al (2013) Aquacult Environ Interact
Modelleksperiment: 100 ha tareanlegg integrert med lakseoppdrett (160 m rutestørrelse)
Noen konklusjoner fra modelleksperimentet med henblikk på IMTA En viss variasjon i produksjonspotensialet (55 til 90 tonn våtvekt per ha; vekstperiode februar til juni) Tidsforskyvning mellom tarevekst/nitrogenhøsting og utslipp 90 % av opptaket i mars, april, mai Intensiv lakseproduksjon krever intensivt opptak Tareanlegg på 100 ha tok opp opptil 41 % av utslipp fra lakseanlegg i dyrkingsperioden 11
Eksempel 2 IMTA-eksperiment i Sogn- og Fjordane (2012-2013) Flåtegrunnen: Oppdrettsanlegg med produksjon ca. 2300 tonn (i vekstperiode)
Bladstørrelse modell og data Effekt av IMTA: 200 % økning i plantestørrelse Modell startet med gjennomsnittsverdier fra målinger i april Hypotese: ammoniumbidraget fra oppdrettsanlegg fører til bedre vekst
Indeks for egnethet for taredyrking Uten laks Med laks Her sammenligner vi kun plantestørrelse innen et begrenset område
En "indeks" for vekstpotensial (sukkertare)
Hvor ligger den eksisterende teknologien Modellene kan brukes til å skille mellom lokaliteter (indeks) Presise estimater for maksimal/optimal biomasse ikke helt på plass Teknologisk sett er vi klare til å utvikle gode og nyttige brukerstøtteverktøy Noen interessante vitenskapelige problemstillinger er viktige (også for bedre modeller) Forståelse av interaksjoner mellom fysiologiske prosesser og tilgjengelige næringssalter Interaksjoner mellom dyrket tare og øvrig økosystem begroing Interaksjoner mellom fysikk og biologi stor biomasse bremser gjennomstrømning; erosjon av vev Dokumentere positive langtidsvirkninger av tarekultur