VERIFYING SUCCESS OF ARTIFICIAL REEFS IN THE HURON-ERIE CORRIDOR FOR LAKE STURGEON

Lake sturgeon (Acipenser fulvescens) were historically abundant in the Huron-Erie Corridor (HEC), a 160 km river/channel network composed of the St. Clair River, Lake St. Clair, and the Detroit River that connects Lake Huron to Lake Erie. In the HEC, most natural lake sturgeon spawning substrates have been eliminated or degraded as a result of channelization and dredging. To address significant habitat loss in HEC, multi-agency restoration efforts are underway to restore spawning substrate by constructing artificial spawning reefs. The main objective of this study was to conduct post-construction monitoring of lake sturgeon egg deposition and larval emergence near two of these artificial reef projects; Fighting Island Reef in the Detroit River, and Middle Channel Spawning Reef in the lower St. Clair River. We also investigated seasonal and nightly timing of larval emergence, growth, and vertical distribution in the water column at these sites, and an additional site in the St. Clair River where lake sturgeon are known to spawn on a bed of ~100 year old coal clinkers. From 2010-12, we collected viable eggs and larvae at all three sites indicating that these artificial reefs are creating conditions suitable for egg deposition, fertilization, incubation, and larval emergence. The construction methods and materials, and physical site conditions present in HEC artificial reef projects can be used to inform future spawning habitat restoration or enhancement efforts. The results from this study have also identified the likelihood of additional uncharacterized natural spawning sites in the St. Clair River. In addition to the field study, we conducted a laboratory experiment involving actual substrate materials that have been used in artificial reef construction in this system. Although coal clinkers are chemically inert, some trace elements can be reincorporated with the clinker material during the combustion process. Since lake sturgeon eggs and larvae are developing in close proximity to this material, it is important to measure the concentration of potentially toxic trace elements. This study focused on arsenic, which occurs naturally in coal and can be toxic to fishes. Total arsenic concentration was measured in samples taken from four substrate treatments submerged in distilled water; limestone cobble, rinsed limestone cobble, coal clinker, and rinsed coal clinker. Samples were taken at three time intervals: 24 hours, 11 days, and 21 days. ICP-MS analysis showed that concentrations of total arsenic were below the EPA drinking water standard (10 ppb) for all samples. However, at the 24 hour sampling interval, a two way repeated measures ANOVA with a Holm-Sidak post hoc analysis (α= 0.05) showed that the mean arsenic concentration was significantly higher in the coal clinker substrate treatment then in the rinsed coal clinker treatment (p=0.006), the limestone cobble treatment (p

Artificial Surfing Reefs per la difesa e riqualificazione della costa: ipotesi progettuale a Cattolica (RN)

Un artificial surfing reef (di seguito ASR) è un’importante opera che ha come obiettivo principe la riproduzione di onde e correnti ideali per eseguire il surf. Com’è noto, questo spettacolare sport si basa sul processo di frangimento delle onde che si propagano a riva. Ciò nonostante gli ASR possono servire come opere di difesa dall’erosione della spiaggia essendo in grado di smorzare sulla loro cresta l’energia ondosa. In questo lavoro di tesi si andrà ad analizzare quali parametri sono necessari per rendere uno paraggio fruibile dai surfers assieme ad una disamina degli effetti che un ASR può ingenerare sull’idrodinamica della costa, oltre a definire compiutamente i criteri di progettazione di un reef artificiale, basandoci su studi pregressi di progettisti e su evidenze sperimentali condotte su modelli fisici. Applicheremo tali criteri progettuali ad un caso pratico sulle coste emiliano - romagnole, nella provincia di Rimini laddove il fiume Conca sfocia in Adriatico. Ci baseremo su una progettazione di massima dell’ASR ed infine, anche sulla base di una sommaria analisi dei costi, valuteremo quale alternativa meglio si addica allo stato della costa e del litorale della regione.

Influence of food restriction on the reproduction and larval performance of matrinxã, Brycon amazonicus (Spix and Agassiz, 1829)

Este estudo avaliou o efeito da restrição alimentar e realimentação na reprodução de fêmeas e no crescimento inicial e sobrevivência de larvas de matrinxã, Brycon amazonicus. Matrizes distribuídas em 8 viveiros (15 peixes/tanque) foram alimentadas diariamente (em 4 tanques - G1) e alimentados em ciclos de 3 dias de alimentação seguidos de 2 dias de restrição (em 4 tanques - G2) por 6 meses antes da desova. Na indução à desova, 57% das fêmeas no G1 e 45% no G2 desovaram. Os pesos médios dos oócitos foram 208,1 g (G1) e 131,6 g (G2), sendo os oócitos G2 menores (1,017 ± 0,003 mm) que os oócitos de G1 (1,048 ± 0,002 mm). As taxas de fertilização (71,9 ± 12,6% e 61,2 ± 13,7%) e de eclosão (61,3 ± 33,9% e 67,5 ± 23,4%) entre os G1 e G2 não diferiram. Larvas foram coletadas na eclosão e às 24, 48 e 72 horas de incubação para medida do crescimento e as restantes transferidas para aquários e amostradas 1, 5, 9 e 15 dias depois. Na transferência, as larvas G1 e G2 tinham pesos similares (1,5 ± 0,15 e 1,46 ± 0,07 mg), mas o comprimento das larvas G2 era maior (6,2 ± 0,13 e 6,7 ± 0,14 mm). Ao 9° dia, quando é recomendada a transferência dos juvenis para tanques externos, os juvenis G2 tinham peso (13,6 ± 0,26 e 18,9 ± 0,07 mg) e comprimento (11,8 ± 0,09 e 14,5 ± 0,04 mm) maiores, mas no 15º dia os juvenis G1 eram maiores em peso (90,2 ± 1,19 e 68,6 ± 0,77 mg) e comprimento (18,8 ± 0,16 e 18,5 ± 0,04 mm). Aos 15 dias, a prole das fêmeas submetidas à restrição alimentar apresentou sobrevivência mais alta que a prole das fêmeas alimentadas diariamente (24,7 ± 2,07% e 19,2 ± 1,91%). A restrição alimentar imposta às fêmeas de matrinxã, apesar de reduzir o número de fêmeas que desovaram e a quantidade de oócitos extrusados, não afetou a fertilização e eclosão das larvas e melhorou a sobrevivência final das larvas.

Influence of food restriction on the reproduction and larval performance of matrinxã, Brycon amazonicus (Spix and Agassiz, 1829)

Este estudo avaliou o efeito da restrição alimentar e realimentação na reprodução de fêmeas e no crescimento inicial e sobrevivência de larvas de matrinxã, Brycon amazonicus. Matrizes distribuídas em 8 viveiros (15 peixes/tanque) foram alimentadas diariamente (em 4 tanques - G1) e alimentados em ciclos de 3 dias de alimentação seguidos de 2 dias de restrição (em 4 tanques - G2) por 6 meses antes da desova. Na indução à desova, 57% das fêmeas no G1 e 45% no G2 desovaram. Os pesos médios dos oócitos foram 208,1 g (G1) e 131,6 g (G2), sendo os oócitos G2 menores (1,017 ± 0,003 mm) que os oócitos de G1 (1,048 ± 0,002 mm). As taxas de fertilização (71,9 ± 12,6% e 61,2 ± 13,7%) e de eclosão (61,3 ± 33,9% e 67,5 ± 23,4%) entre os G1 e G2 não diferiram. Larvas foram coletadas na eclosão e às 24, 48 e 72 horas de incubação para medida do crescimento e as restantes transferidas para aquários e amostradas 1, 5, 9 e 15 dias depois. Na transferência, as larvas G1 e G2 tinham pesos similares (1,5 ± 0,15 e 1,46 ± 0,07 mg), mas o comprimento das larvas G2 era maior (6,2 ± 0,13 e 6,7 ± 0,14 mm). Ao 9° dia, quando é recomendada a transferência dos juvenis para tanques externos, os juvenis G2 tinham peso (13,6 ± 0,26 e 18,9 ± 0,07 mg) e comprimento (11,8 ± 0,09 e 14,5 ± 0,04 mm) maiores, mas no 15º dia os juvenis G1 eram maiores em peso (90,2 ± 1,19 e 68,6 ± 0,77 mg) e comprimento (18,8 ± 0,16 e 18,5 ± 0,04 mm). Aos 15 dias, a prole das fêmeas submetidas à restrição alimentar apresentou sobrevivência mais alta que a prole das fêmeas alimentadas diariamente (24,7 ± 2,07% e 19,2 ± 1,91%). A restrição alimentar imposta às fêmeas de matrinxã, apesar de reduzir o número de fêmeas que desovaram e a quantidade de oócitos extrusados, não afetou a fertilização e eclosão das larvas e melhorou a sobrevivência final das larvas.

Controlled reproduction in Anguilla anguilla (L.): advanced studies on broodstock management, spawning techniques and system design for artificial seed production.

The thesis aims to expose the advances achieved in the practices of captive breeding of the European eel (Anguilla anguilla). Aspects investigated concern both approaches livestock (breeding selection, response to hormonal stimulation, reproductive performance, incubation of eggs) and physiological aspects (endocrine plasma profiles of players), as well as engineering aspects. Studies conducted on various populations of wild eel have shown that the main determining factor in the selection of wild females destined to captive breeding must be the Silver Index which may determine the stage of pubertal development. The hormonal induction protocol adopted, with increasing doses of carp pituitary extract, it has proven useful to ovarian development, with a synchronization effect that is positively reflected on egg production. The studies on the effects of photoperiod show how the condition of total darkness can positively influence practices of reproductions in captivity. The effects of photoperiod were also investigated at the physiological level, observing the plasma levels of steroids ( E2, T) and thyroid hormones (T3 and T4) and the expression in the liver of vitellogenin (vtg1 and vtg2) and estradiol membrane receptor (ESR1). From the comparison between spontaneous deposition and insemination techniques through the stripping is inferred as the first ports to a better qualitative and quantitative yield in the production of eggs capable of being fertilized, also the presence of a percentage of oocytes completely transparent can be used to obtain eggs at a good rate of fertility. Finally, the design and implementation of a system for recirculating aquaculture suited to meet the needs of species-specific eel showed how to improve the reproductive results, it would be preferable to adopt low-flow and low density incubation.

Assessment of Natural and Manmade Materials in US Artificial Reef Programs

Natural coral reefs are in a state of serious decline worldwide. The pressures of over fishing, recreational activities, environmental pollutants, and global warming have stressed these marine ecosystems to the breaking point. One of the oldest methods of augmenting natural reef systems is the implementation of artificial reefs. These projects are not as simple as dumping waste or scrap materials in offshore areas. Proper material selection is vital to produce a healthy artificial marine habitat that is completed on schedule and on budget. This Capstone Project will evaluate the most commonly used materials and provide a comparison of their strengths and weaknesses. This comparison provides a valuable tool for project managers as they begin the reef planning process.