A site suitability analysis for regenerative ocean farming in Long Island Sound

Abstract

Regenerative, or 3D Ocean farming, has emerged as an aquaculture method that prioritizes environmental remediation. This entails both mitigating the ecological effects of global climate change while maximizing economic prosperity. Within the Long Island Sound, an area along the coast of the Northeastern United States, there are several aquaculture operations with the potential to incorporate regenerative ocean farming principals and methods. Within the context of Global climate change, multiple organizations including the United Nations, the Intergovernmental Panel on Climate Change, and the United States National Oceanographic and Atmospheric Administration have issued a call to increase efforts surrounding sustainable aquaculture practices. Long Island Sound is an intersection of potentialities; the potential for marked impacts resulting from climate change and the potential of an expansive ocean-based economy or “Blue Economy.” This study aims to examine the factors that determine the suitability of a given area for Regenerative Ocean farming in the current context of global climate change. Geospatial analysis was conducted using QGIS to develop various sub models that inform the major limitations to aquaculture in the area. For the development of the sub models, target species for co-cultivation in the Long Island Sound were identified during a review of the literature. This put L. saccharina, U. lactua, and C. Virginica as the target organisms. Species selection was based upon their ecological compatibility with the typical environmental conditions found in Long Island Sound and gear required to develop a Regenerative Ocean farming operation. To capture climate change in the model, the IPCC- identified Shared Socioeconomic Pathway 2 was used to generate the parameter changes to the model. This illustrates the restrictions climate change may pose to Regenerative Ocean farming operations. Finally, a series of recommendations based on Multi-Criteria Decision Analysis were provided based on the maps generated from the analysis. Given the SSP2 scenario, the viability of commonly cultured seaweed species is impaired. Additionally, this study provides a data-driven site suitability analysis and associated model for furthering Blue Economy activities/development. The use of Regenerative Ocean farming will provide potential climate change mitigation in an area deemed susceptible to both ecological and economic impacts.

Endurmyndandi, eða 3-víddar sjóeldisbúskapur hefur komið fram sem sjóleldisaðferð sem forgangsraðar umhverfisendurbótum. Þetta felur í sér bæði að milda vistfræðileg áhrif hnattrænna loftslagsbreytinga og hámarka um leið efnahagsleg velmegun. Innan Long Island-fjarðarins, svæðis meðfram strönd NorðausturBandaríkjanna, eru nokkur sjóleldisfyrirtæki sem hafa getuna til að innleiða lögmál og aðferðir Endurmyndandi sjóeldis (ROF) kerfisins. Innan samhengis hnattrænna loftslagsbreytinga, hafa fjölmargar stofnanir þeirra á meðal Sameinuðu þjóðirnar, Alþjóðaloftslagsráðið (IPCC), og stýring Haffræði- og lofthjúpsstofnunar (NOAA) Bandríkjanna gefið frá sér ákall til að auka átak kringum sjálfbær sjóleldisfyrirtæki. Long Islandfjörðurinn er krossgötur tækifæranna; möguleikinn á verulegum áhrifum vegna loftslagsbreytinga og möguleikinn á víðtæku sjávargrundvölluðu hagkerfi eða „bláu hagkerfi“. Þessi rannsókn miðar að því að kanna þá þætti sem ákvarða hentugleika tiltekins svæðis fyrir endurmyndandi sjóeldi í núverandi samhengi hnattrænna loftslagsbreytinga. Staðgreining var framkvæmd með notkun QGIS til að þróa ýmis undirlíkön sem upplýsa um helstu annmörk fyrir sjóeldi á svæðinu. Til þróunar undirlíkananna voru skilgreindar í heimildarýni marktegundir til samræktunar í Long Island-firðinum. Þetta setti L. saccharina, U. lactua, og C. Virginica sem marklífverurnar. Tegundaval var byggt á vistfræðilegu samhæfi þeirra við dæmigerð umhverfisskilyrði sem er að finna í Long Island-firðinum og búnaði sem þarf til að þróa endurmyndandi sjóeldisfyrirtæki. Til að ná loftslagsbreytingum inn í líkanið var Alþjóðaloftslagráðs (IPCC)- skilgreind sameiginleg félagshagkerfis leið (SSP) 2 notuð til að kalla fram stikubreytingar á líkaninu. Þetta sýnir takmarkanirnar sem loftslagbreytingar geta valdið endurmyndandi sjóeldisfyrirtækjum. Loks var veitt sett af ráðleggingum byggt á margþáttagreiningu (MCA) sem byggðist á kortum sem fengust úr greiningunni. Að gefinni sameiginlegri félagshagkerfis leiðar (SSP2) sviðsmynd varð lífvænleiki algengra ræktaðra þörunga fyrir hnjaski. leiðir í ljós hugsanlega útvíkkun á fyrir hafsvæðaskipulag. Þessi rannsókn veitir gagnaknúna staðarvalsgreiningu og líkan til að efla bláa hagkerfis athafnasemi/þróun. Notkun endurmyndandi sjóeldis mun hugsanlega stuðla að mildun loftslagsbreytinga inn á svæði sem álitið er viðkvæmt fyrir bæði vistfræðilegum og efnahagslegum áhrifum.