Bottom-trawling along submarine canyons impacts deep sedimentary regimes

Unidad de excelencia María de Maeztu MdM-2015-0552Many studies highlight that fish trawling activities cause seafloor erosion, but the assessment of the remobilization of surface sediments and its relocation is still not well documented. These impacts were examined along the flanks and axes of three headless submarine canyons incised on the Barcelona continental margin, where trawling fleets have been operating for decades. Trawled grounds along canyon flanks presented eroded and highly reworked surface sediments resulting from the passage of heavy trawling gear. Sedimentation rates on the upper canyon axes tripled and quadrupled its natural (i.e. pre-industrialization) values after a substantial increase in total horsepower of the operating trawling fleets between 1960s and 1970s. These impacts affected the upper canyon reaches next to fishing grounds, where sediment resuspended by trawling can be transported towards the canyon axes. This study highlights that bottom trawling has the capacity to alter natural sedimentary environments by promoting sediment-starved canyon flanks, and by enhancing sedimentation rates along the contiguous axes, independently of canyons' morphology. Considering the global mechanisation and offshore expansion of bottom trawling fisheries since the mid-20th century, these sedimentary alterations may occur in many trawled canyons worldwide, with further ecological impacts on the trophic status of these non-resilient benthic communities

Impact of fish-trawling in sediment accumulation rates in the deep sea

Trabajo final de carrera presentado por Xènica Juan Díaz y Sarah Paradis Vilar para obtener el Grado en Ciencias Ambientales por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), realizado bajo la dirección del Dr. Pere Masqué de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y del Dr. Pere Puig Alenyà del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC).-- 12 pages, 6 fiugres, 2 tables[EN] Commercial bottom trawling is an anthropogenic activity that is causing some of the biggest impacts on the sea floor. Bottom trawling has been documented to be one of the major drivers of sediments to depths, such as to canyons. The aim of this paper is to quantify variations in sediment accumulation rates in the Besòs (1238 m and 1487 m) and Foix (865 m and 1361 m) submarine canyons of the Northwestern Mediterranean, and to assess changes in seafloor impacts due to the industrialization of the trawling fleet. Sediment accumulation rates were estimated based on 210Pb concentration profiles. A two-fold increase in sediment accumulation rate was detected, 865 m deep in the Foix canyon, by 2002-2003, from 0.62 ± 0.04 g·cm-2·y-1 to 1.53 ± 0.12 g·cm-2·y-1, associated to an increase in both horsepower and the total number of vessels operating in the flank of the canyon. This finding contrasts with previous observations in other submarine canyons that established a major change in sediment accumulation rates by the late 1970s, when the fishing sector experienced a rapid industrialization. On the contrary, no significant changes in sediment accumulation rates were detected in the Besòs canyon, limiting the area of influence towards the canyon head, close to the fishing grounds. Our results suggest that the impacts of fish trawling activities in sediment accumulation rates are localized and provide evidence of a recent increase of this impact at the beginning of the XXI century, presumably related to subsidies and aids provided by the European Commission to the fishing sector[ES] La pesca de arrastre es una de las actividades de origen antropogénico que causa uno de los mayores impactos en el fondo marino. Esta actividad tiene una gran capacidad de transportar sedimentos a grandes profundidades, que se acumulan en el interior de los cañones submarinos. El objetivo de este artículo es cuantificar los ritmos de sedimentación del cañón del Besòs (1238 m y 1487 m) y del cañón del Foix (865 m y 1361 m) del Mediterráneo noroccidental, donde dos testigos de sedimento fueron extraídos en cada cañón para evaluar los ritmos de sedimentación debido a la tecnificación de la pesca. Éstos fueron estimados a partir de las concentraciones de 210Pb, las cuales indicaron un aumento en los ritmos de sedimentación, de 0.62 ± 0.04 g·cm-2·a-1 to 1.53 ± 0.12 g·cm-2·a-1, en el cañón del Foix a una profundidad de 865 m en el 2002-2003, asociado a un aumento tanto de la potencia como del número de barcos que operaban a lo largo del flanco del cañón. Estos resultados contrastan con investigaciones llevadas a cabo en otros cañones, en los cuales se observaron aumentos en los ritmos de sedimentación durante los años 70, debido a una rápida industrialización del sector pesquero. Sin embargo, no se detectaron cambios en el cañón del Besòs, donde las muestras fueron cogidas fuera de la influencia de los caladores de pesca. Los resultados sugieren que el impacto de la pesca de arrastre en los ritmos de sedimentación son localizados y que seevidencia un aumento de este impacto al comienzo del siglo XXI, probablemente ligado a un incremento de las ayudas y subsidios de la Comisión Europea para el sector pesquero[CAT] La pesca d’arrossegament és una de les activitats antròpiques que causa un dels majors impactes en el fons marí. Aquesta activitat té una gran capacitat de transportar sediments a grans profunditats, que s’acumulen a l’interior dels canyons submarins. L’objectiu d’aquest article és quantificar els ritmes de sedimentació del canyó del Besòs (1238 m i 1487 m) i del Foix (865 m i 1361 m) del Mediterrani nord occidental, on es van agafar dos testimonis de sediments a cada canyó per avaluar els ritmes de sedimentació causats per una tecnificació de la pesca. Els ritmes de sedimentació varen ser estimats a partir de les concentracions de 210Pb, les quals van indicar un augment en el ritme de sedimentació, de 0.62 ± 0.04 g·cm-2·a-1 to 1.53 ± 0.12 g·cm-2·a-1, en el canyó del Foix a una profunditat de 865 m, a l’any 2002-2003, associat a un augment tant de la potència dels vaixells de pesca com del total de vaixells que operaven al llarg del flanc del canyó. Aquests resultats contrasten amb investigacions en altres canyons en què es van observar augments en els ritmes de sedimentació durant els anys 70, degut a una ràpida industrialització del sector pesquer. En canvi, no es van detectar alteracions significatives en el canyó del Besòs, on les mostres es van prendre fora de la influència dels caladors de pesca. Els resultats suggereixen que els impactes de la pesca d’arrossegament en els ritmes de sedimentació són localitzats i que s’evidencia un augment d’aquest impacte a començaments del segle XXI, probablement lligats a un increment de les ajudes i subsidis de la Comissió Europea pel sector pesquerPeer Reviewe

Physical and Biogeochemical Impacts of Deep Bottom Trawling in Sedimentary Environments of the Western Mediterranean

La pesca d’arrossegament és considerada una de les activitats antròpiques més nocives pel medi marí, degut a la seva extensió global, i l’elevada freqüència i intensitat. Com que aquest art està en contacte continu amb el fons marí, pot modificar la morfologia del fons i resuspendre grans volums de sediment, que poden ser advectats, erosionant els caladors i alterant les propietats del sediment. Amb la expansió global de la pesca d’arrossegament a caladors més profunds des dels anys 1950, s’estima que els impactes ocasionats per aquesta activitat poden ser intensificats, però encara hi ha una manca d’estudis d’aquests. L’objectiu d’aquesta tesi era estudiar els impactes físics i biogeoquímics de la pesca d’arrossegament profunda al marge occidental Mediterrani. Els impactes físics es van estudiar als canyons submarins catalans mitjançant l’anàlisi de més de 30 testimonis de sediment dels flancs i eixos dels sis canyons més importants de la costa. Aquest estudi va observar que els caladors, als flancs dels canyons, estaven erosionats, i aquest sediment és desplaçat als eixos dels canyons, duplicant i quadruplicant els ritmes de sedimentació degut a la expansió dels caladors a ambients més profunds als anys 1960 i 1970. Aquest impacte només s’observa en zones properes als caladors, i els ritmes de sedimentació induïts per la pesca disminueixen a major distància dels caladors. Un segon augment en el ritme de sedimentació va ser identificat en un dels canyons al principi dels 2000 degut a una modernització recent de la flota d’arrossegament, ressaltant la relació entre la tecnificació de la flota i les alteracions en els règims sedimentaris. Aquestes alteracions físiques del fons marí també modifiquen la biogeoquímica dels caladors, disminuint el contingut de matèria orgànica. Al Golf de Castellammare (Sicília), l’acumulació de matèria orgànica fresca i nutritiva en un calador erosionat i empobrit en nutrients (20-60 % menys matèria orgànica) va estimular la resposta microbiana. Tot i això, la elevada freqüència dels vaixells d’arrossegament ràpidament erosiona aquest sediment recent, inhibint la recuperació dels caladors del Golf de Castellammare. Aquest fet ens va suggerir que èpoques de veda podrien mitigar els impactes de la pesca d’arrossegament. No obstant, la comparació de testimonis de sediment agafats en diferents èpoques, incloent al final d’una veda de 2 mesos, als caladors del canyó de Palamós va demostrar que aquesta estratègia és insuficient per mitigar els impactes de la pesca d’arrossegament. El contingut de matèria orgànica als caladors estaven especialment empobrits en els compostos més làbils (52-70 % menys), perjudicant la preservació de matèria orgànica als sediments profunds i reduint la qualitat nutritiva dels caladors, el qual podria tenir impactes transcendentals a les comunitats bentòniques, incloent les espècies comercials. Aquests impactes van persistir durant totes les èpoques de mostreig, fins i tot després de la veda, degut als baixos ritmes de sedimentació en aquesta zona. Aquests resultats ressalten la vulnerabilitat i baixa resiliència d’ambients profunds, i recalca que la pesca d’arrossegament profunda perjudica la integritat dels fons marí més enllà de la seva capacitat de recuperació. Considerant l’expansió global dels caladors de pesca d’arrossegament, aquests impactes podrien ocórrer en talussos continentals a escala global.La pesca de arrastre es considerada una de las actividades antrópicas más nocivas para el medio marino, debido a su extensión global, y la elevada frecuencia e intensidad. Puesto que este arte de pesca está en contacte continuo con el fondo marino, puede modificar la morfología del fondo y resuspender grandes volúmenes de sedimento, que pueden ser advectados, erosionando los caladeros y alterando las propiedades del sedimento. Con la expansión global de la pesca de arrastre a caladeros más profundos desde los años 1950, se estima que los impactos ocasionados por esta actividad pueden ser intensificados, pero todavía hay una falta de estudios. El objetivo de esta tesis era estudiar los impactos físicos y biogeoquímicos de la pesca de arrastre profunda en el margen occidental Mediterráneo. Los impactos físicos se estudiaron en los cañones submarinos catalanes mediante el análisis de más de 30 testimonios de sedimento de los flancos y ejes de los seis cañones más importantes de la costa. Este estudio observó que los caladeros, en los flancos de los cañones, estaban erosionados, y este sedimento es desplazado a los ejes de los cañones, duplicando y cuadriplicando los ritmos de sedimentación debido a la expansión de los caladeros a ambientes más profundos en los años 1960 y 1970. Este impacto sólo se observó en zonas próximas a los caladeros, y los ritmos de sedimentación inducidos por la pesca disminuyen a mayor distancia de los caladeros. Un segundo aumento en el ritmo de sedimentación fue identificado en uno de los cañones a principio de los 2000 debido a una modernización reciente de la flota de arrastre, resaltando la relación entre la tecnificación de la flota y las alteraciones en los regímenes sedimentarios. Estas alteraciones físicas en el fondo marino también modifican la biogeoquímica de los caladeros, disminuyendo su contenido de materia orgánica. En el Golfo de Castellammare (Sicilia), la acumulación de materia orgánica fresca y nutritiva en un caladero erosionado y empobrecido en nutrientes (20-60 % menos materia orgánica) estimuló la respuesta microbiana. A pesar de esto, la elevada frecuencia de los barcos de arrastre rápidamente erosiona este sedimento reciente, inhibiendo la recuperación de los caladeros del Golfo de Castellammare. Este hecho nos sugirió que épocas de veda podrían mitigar los impactos de la pesca de arrastre. No obstante, la comparación de testimonios de sedimento recuperados en diferentes épocas, incluyendo al final de una veda de 2 meses, en los caladeros del cañón de Palamós demostró que esta estrategia de gestión es insuficiente para mitigar los impactos de la pesca de arrastre. El contenido de materia orgánica en los caladeros estaba especialmente empobrecido en los compuestos más lábiles (52-70 % menor), perjudicando la preservación de materia orgánica en los sedimentos profundos y reduciendo la calidad nutritiva de los caladeros, lo cual podría tener impactos transcendentales en las comunidades bentónicas, incluyendo las especies comerciales. Estos impactos persistieron en todas las épocas de muestreo, incluso después de la veda, debido a los bajos ritmos de sedimentación en esta zona. Estos resultados resaltan la vulnerabilidad y baja resiliencia de ambientes profundos, y recalca que la pesca de arrastre profunda perjudica la integridad del fondo marino más allá de su capacidad de recuperación. Considerando la expansión global de los caladeros de pesca de arrastre, estos impactos podrían ocurrir en taludes continentales a escala global.Bottom trawling is considered one of the most harmful anthropogenic activities in the marine environment given its widespread occurrence, high frequency, and intensity. Since bottom trawling gear are in continuous contact with the seafloor, it can modify seabed morphology by erasing natural sedimentary structures and resuspend large volumes of sediment, which can be advected from trawling grounds, eroding the seafloor and altering sediment properties. With the global expansion of bottom trawling to deeper fishing grounds since the mid-XXst century, it is expected that the impacts caused by this activity will be intensified, but studies assessing them are still scarce. The aim of this thesis was to study the physical and biogeochemical impacts of deep bottom trawling in the Western Mediterranean margin. The physical impact of bottom trawling in submarine canyons of the Catalan margin was studied through the analyses of over 30 sediment cores collected in canyon flanks and axes of six major submarine canyons incising the continental slope. This study observed that trawling grounds located along the canyon flanks are highly eroded, and this sediment is displaced towards the canyon axis, leading to a two- to four-fold increase in sedimentation rates in their axes since the expansion of bottom trawling grounds to deeper environments during the 1960s and 1970s. Trawling-enhanced sedimentation in these canyons are limited to areas located next to bottom trawling grounds, and trawling-derived sedimentation rates decrease towards the lower canyon axis with greater distance from bottom trawling grounds, leaving deeper areas unaffected. A second increase in sedimentation rates was observed in one of the canyons in the early XXIst century derived from the recent modernization of bottom trawling fleets, highlighting the clear interrelation between fleet technification and the modification of sedimentary regimes. These continuous physical alterations can also modify the biogeochemistry of deep bottom trawling grounds, depleting sedimentary organic matter. In the Gulf of Castellammare (Sícily), the accumulation of fresh and nutritionally rich organic matter in nutrient-deprived (20-60 % less organic matter) and eroded deep bottom trawling stimulated the microbial response, causing high turnover rates of labile organic matter. However, the high trawling frequency quickly erodes freshly-accumulated sediment, inhibiting the recovery of fishing grounds in the Gulf of Castellammare. This initially suggested that temporal trawling closures could mitigate the impacts of bottom trawling. However, the comparison of sediment cores collected during several seasons, including towards the end of a 2-month trawling closure in fishing grounds of Palamós Canyon revealed that this management strategy is insufficient to mitigate the impacts of bottom trawling. Organic matter in the trawled site was especially impoverished in the most labile biomarkers (52-70 % loss), hampering the preservation of organic matter in deep-sea sediments and diminishing the nutritional quality on trawling grounds, which could have transcendental impacts on benthic communities, including the targeted commercial species. These impacts persisted in every sampling season, even after the temporal trawling closure, since the low sedimentation rates of the area is not capable of restoring these fishing grounds. These results highlight the vulnerability and low resiliency of deep-sea environments, and stresses that deep-sea trawling damages the seafloor's integrity beyond repair. Considering the global expansion of bottom trawling grounds, these impacts could be occurring in trawled continental slopes worldwide.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia Ambiental

Physical and Biogeochemical Impacts of Deep Bottom Trawling in Sedimentary Environments of the Western Mediterranean

La pesca d'arrossegament és considerada una de les activitats antròpiques més nocives pel medi marí, degut a la seva extensió global, i l'elevada freqüència i intensitat. Com que aquest art està en contacte continu amb el fons marí, pot modificar la morfologia del fons i resuspendre grans volums de sediment, que poden ser advectats, erosionant els caladors i alterant les propietats del sediment. Amb la expansió global de la pesca d'arrossegament a caladors més profunds des dels anys 1950, s'estima que els impactes ocasionats per aquesta activitat poden ser intensificats, però encara hi ha una manca d'estudis d'aquests. L'objectiu d'aquesta tesi era estudiar els impactes físics i biogeoquímics de la pesca d'arrossegament profunda al marge occidental Mediterrani. Els impactes físics es van estudiar als canyons submarins catalans mitjançant l'anàlisi de més de 30 testimonis de sediment dels flancs i eixos dels sis canyons més importants de la costa. Aquest estudi va observar que els caladors, als flancs dels canyons, estaven erosionats, i aquest sediment és desplaçat als eixos dels canyons, duplicant i quadruplicant els ritmes de sedimentació degut a la expansió dels caladors a ambients més profunds als anys 1960 i 1970. Aquest impacte només s'observa en zones properes als caladors, i els ritmes de sedimentació induïts per la pesca disminueixen a major distància dels caladors. Un segon augment en el ritme de sedimentació va ser identificat en un dels canyons al principi dels 2000 degut a una modernització recent de la flota d'arrossegament, ressaltant la relació entre la tecnificació de la flota i les alteracions en els règims sedimentaris. Aquestes alteracions físiques del fons marí també modifiquen la biogeoquímica dels caladors, disminuint el contingut de matèria orgànica. Al Golf de Castellammare (Sicília), l'acumulació de matèria orgànica fresca i nutritiva en un calador erosionat i empobrit en nutrients (20-60 % menys matèria orgànica) va estimular la resposta microbiana. Tot i això, la elevada freqüència dels vaixells d'arrossegament ràpidament erosiona aquest sediment recent, inhibint la recuperació dels caladors del Golf de Castellammare. Aquest fet ens va suggerir que èpoques de veda podrien mitigar els impactes de la pesca d'arrossegament. No obstant, la comparació de testimonis de sediment agafats en diferents èpoques, incloent al final d'una veda de 2 mesos, als caladors del canyó de Palamós va demostrar que aquesta estratègia és insuficient per mitigar els impactes de la pesca d'arrossegament. El contingut de matèria orgànica als caladors estaven especialment empobrits en els compostos més làbils (52-70 % menys), perjudicant la preservació de matèria orgànica als sediments profunds i reduint la qualitat nutritiva dels caladors, el qual podria tenir impactes transcendentals a les comunitats bentòniques, incloent les espècies comercials. Aquests impactes van persistir durant totes les èpoques de mostreig, fins i tot després de la veda, degut als baixos ritmes de sedimentació en aquesta zona. Aquests resultats ressalten la vulnerabilitat i baixa resiliència d'ambients profunds, i recalca que la pesca d'arrossegament profunda perjudica la integritat dels fons marí més enllà de la seva capacitat de recuperació. Considerant l'expansió global dels caladors de pesca d'arrossegament, aquests impactes podrien ocórrer en talussos continentals a escala global.La pesca de arrastre es considerada una de las actividades antrópicas más nocivas para el medio marino, debido a su extensión global, y la elevada frecuencia e intensidad. Puesto que este arte de pesca está en contacte continuo con el fondo marino, puede modificar la morfología del fondo y resuspender grandes volúmenes de sedimento, que pueden ser advectados, erosionando los caladeros y alterando las propiedades del sedimento. Con la expansión global de la pesca de arrastre a caladeros más profundos desde los años 1950, se estima que los impactos ocasionados por esta actividad pueden ser intensificados, pero todavía hay una falta de estudios. El objetivo de esta tesis era estudiar los impactos físicos y biogeoquímicos de la pesca de arrastre profunda en el margen occidental Mediterráneo. Los impactos físicos se estudiaron en los cañones submarinos catalanes mediante el análisis de más de 30 testimonios de sedimento de los flancos y ejes de los seis cañones más importantes de la costa. Este estudio observó que los caladeros, en los flancos de los cañones, estaban erosionados, y este sedimento es desplazado a los ejes de los cañones, duplicando y cuadriplicando los ritmos de sedimentación debido a la expansión de los caladeros a ambientes más profundos en los años 1960 y 1970. Este impacto sólo se observó en zonas próximas a los caladeros, y los ritmos de sedimentación inducidos por la pesca disminuyen a mayor distancia de los caladeros. Un segundo aumento en el ritmo de sedimentación fue identificado en uno de los cañones a principio de los 2000 debido a una modernización reciente de la flota de arrastre, resaltando la relación entre la tecnificación de la flota y las alteraciones en los regímenes sedimentarios. Estas alteraciones físicas en el fondo marino también modifican la biogeoquímica de los caladeros, disminuyendo su contenido de materia orgánica. En el Golfo de Castellammare (Sicilia), la acumulación de materia orgánica fresca y nutritiva en un caladero erosionado y empobrecido en nutrientes (20-60 % menos materia orgánica) estimuló la respuesta microbiana. A pesar de esto, la elevada frecuencia de los barcos de arrastre rápidamente erosiona este sedimento reciente, inhibiendo la recuperación de los caladeros del Golfo de Castellammare. Este hecho nos sugirió que épocas de veda podrían mitigar los impactos de la pesca de arrastre. No obstante, la comparación de testimonios de sedimento recuperados en diferentes épocas, incluyendo al final de una veda de 2 meses, en los caladeros del cañón de Palamós demostró que esta estrategia de gestión es insuficiente para mitigar los impactos de la pesca de arrastre. El contenido de materia orgánica en los caladeros estaba especialmente empobrecido en los compuestos más lábiles (52-70 % menor), perjudicando la preservación de materia orgánica en los sedimentos profundos y reduciendo la calidad nutritiva de los caladeros, lo cual podría tener impactos transcendentales en las comunidades bentónicas, incluyendo las especies comerciales. Estos impactos persistieron en todas las épocas de muestreo, incluso después de la veda, debido a los bajos ritmos de sedimentación en esta zona. Estos resultados resaltan la vulnerabilidad y baja resiliencia de ambientes profundos, y recalca que la pesca de arrastre profunda perjudica la integridad del fondo marino más allá de su capacidad de recuperación. Considerando la expansión global de los caladeros de pesca de arrastre, estos impactos podrían ocurrir en taludes continentales a escala global.Bottom trawling is considered one of the most harmful anthropogenic activities in the marine environment given its widespread occurrence, high frequency, and intensity. Since bottom trawling gear are in continuous contact with the seafloor, it can modify seabed morphology by erasing natural sedimentary structures and resuspend large volumes of sediment, which can be advected from trawling grounds, eroding the seafloor and altering sediment properties. With the global expansion of bottom trawling to deeper fishing grounds since the mid-XXst century, it is expected that the impacts caused by this activity will be intensified, but studies assessing them are still scarce. The aim of this thesis was to study the physical and biogeochemical impacts of deep bottom trawling in the Western Mediterranean margin. The physical impact of bottom trawling in submarine canyons of the Catalan margin was studied through the analyses of over 30 sediment cores collected in canyon flanks and axes of six major submarine canyons incising the continental slope. This study observed that trawling grounds located along the canyon flanks are highly eroded, and this sediment is displaced towards the canyon axis, leading to a two- to four-fold increase in sedimentation rates in their axes since the expansion of bottom trawling grounds to deeper environments during the 1960s and 1970s. Trawling-enhanced sedimentation in these canyons are limited to areas located next to bottom trawling grounds, and trawling-derived sedimentation rates decrease towards the lower canyon axis with greater distance from bottom trawling grounds, leaving deeper areas unaffected. A second increase in sedimentation rates was observed in one of the canyons in the early XXIst century derived from the recent modernization of bottom trawling fleets, highlighting the clear interrelation between fleet technification and the modification of sedimentary regimes. These continuous physical alterations can also modify the biogeochemistry of deep bottom trawling grounds, depleting sedimentary organic matter. In the Gulf of Castellammare (Sícily), the accumulation of fresh and nutritionally rich organic matter in nutrient-deprived (20-60 % less organic matter) and eroded deep bottom trawling stimulated the microbial response, causing high turnover rates of labile organic matter. However, the high trawling frequency quickly erodes freshly-accumulated sediment, inhibiting the recovery of fishing grounds in the Gulf of Castellammare. This initially suggested that temporal trawling closures could mitigate the impacts of bottom trawling. However, the comparison of sediment cores collected during several seasons, including towards the end of a 2-month trawling closure in fishing grounds of Palamós Canyon revealed that this management strategy is insufficient to mitigate the impacts of bottom trawling. Organic matter in the trawled site was especially impoverished in the most labile biomarkers (52-70 % loss), hampering the preservation of organic matter in deep-sea sediments and diminishing the nutritional quality on trawling grounds, which could have transcendental impacts on benthic communities, including the targeted commercial species. These impacts persisted in every sampling season, even after the temporal trawling closure, since the low sedimentation rates of the area is not capable of restoring these fishing grounds. These results highlight the vulnerability and low resiliency of deep-sea environments, and stresses that deep-sea trawling damages the seafloor's integrity beyond repair. Considering the global expansion of bottom trawling grounds, these impacts could be occurring in trawled continental slopes worldwide

Dredging up fish dinners does lasting damage to the sea floor

1 pageA common fishing method called bottom trawling causes potentially irreversible erosion of the sea floor and could reduce the ocean’s ability to bury carbon. Commercial fishing fleets worldwide practise bottom trawling, in which heavy gear and massive nets are dragged along the sea floor to maximize catch. To study the method’s impact, Sarah Paradis at the Autonomous University of Barcelona, Spain, and her colleagues analysed sediments taken from a trawling ground in the northwestern Mediterranean Sea during trawling season, when intensive trawling was occurring, and during seasonal closures. The authors compared the samples with sediment from untrawled sea floor nearby. [...]Peer reviewe

La pesca d'arrossegament i la desertificació del fons marí català

Aquestes festes, la gamba de Palamós és protagonista de molts àpats. La tècnica per pescar-la és l'arrossegament i una sobreexplotació pot malmetre, i molt, els sediments del llit marí. Un estudi recent quantifica els danys ecològics i avisa dels perills si no s'apliquen mesuresPeer reviewe

Fish-trawling impacts in the recent sedimentary record on the Barcelona continental margin and their consequences on organic carbon fluxes

Trabajo final presentado por Sarah Paradis Vilar para el Máster en Oceanografía y Gestión del Medio Marino de la Universitat de Barcelona (UB), realizado bajo la dirección del Dr. Pere Puig del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) y del Dr. Pere Masqué de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).-- 30 pages, 5 figures, 2 tablesBottom fish-trawling of crustaceans is one of the most important commercial fishing resource in the Catalan margin, while its fishing grounds have been extending to greater depths associated to the modernization of its fishing fleet. The impacts of this activity have been studied in detail in La Fonera Canyon, off Palamós, during the past decade, but no similar studies have been carried out elsewhere in the Catalan margin. For this study, two sediment cores were retrieved on the flanks of Morràs Canyon, off Barcelona, where trawling takes place, and two more coreswere obtained from the adjacent untrawled canyon axis. Different sediment characteristics (dry bulk density and grain size) were analyzed for all cores, as well as the radioisotopic concentrations of 210Pband 137Cs, and theorganic carbon fraction, which were used to assess the impacts on fishing grounds and on the presumed sediment depocenter. Results indicate that trawled areas have superficial over consolidated sediments depleted of 210Pb and organic carbon as a consequence of scraping superficial sediments by trawling, or reworked sediments piled up on eroded sub-layers, attributed to remobilization of sediment from plowing the sea-floor. In the canyon’s axis, an almost tripling of sedimentation rates was quantified in one of the sediment cores from 0.12 ± 0.02cm·y-1to 0.32 ± 0.01cm·y-1, dated to the late sixties. This increase was attributed to trawling activities due to their proximity and the simultaneous industrialization of fishing fleet, causing a doubling of total vessel horsepower. Only one sedimentation rate was quantified for the other sediment core, although the resemblance of 210Pb and 137Cs concentration profiles and the proximity of both cores in this wide canyon axis suggest that both cores should have similar inputs of sediments. Further analyses need to be done to quantify changes in sedimentation rates in this second cor

Physical and Biogeochemical Impacts of Deep Bottom Trawling in Sedimentary Environments of the Western Mediterranean

Memoria de tesis doctoral presentada por Sarah Paradis Vilar para obtener el título de Doctora en Ciencia y Tecnología Ambientales por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), realizada bajo la dirección del Dr.Pere Masqué Barri de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y del Dr. Pere Puir Alenyà del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC).-- 185 pages, figures, tables, appendixexBottom trawling fisheries have existed for centuries, mainly occurring on coastal shelf environments. However, the introduction of the steam engine followed by the diesel engine allowed the expansion of bottom trawling grounds to farther and deeper areas. This expansion, together with the general increase in fishing efforts, amplified the impacts associated to this activity at a global scale. Bottom trawling is now considered one of the most harmful anthropogenic activities in the marine environment given its widespread occurrence, high frequency, and intensity. Since bottom trawling gear are in continuous contact with the seafloor, it can modify seabed morphology by erasing natural sedimentary structures and by leaving behind trawl marks. Bottom trawling gear can also resuspend large volumes of sediment, which can be advected from trawling grounds, eroding the seafloor and altering sediment properties. With the global expansion of bottom trawling to deeper fishing grounds since the mid-XXst century, it is expected that the impacts caused by this activity will be intensified, but studies assessing them are still scarce. This dissertation aims to investigate the combined physical and biogeochemical impacts that deep bottom trawling exerts in different areas of the western Mediterranean basin. This PhD thesis was initially inspired by the results of precedent studies conducted in Palamós (also known as La Fonera) Canyon in the NW Mediterranean, where it was observed that bottom trawling erodes the seafloor and mobilizes large amounts of sediment down-canyon, increasing sedimentation rates in its axis. Prior to this thesis, studies were limited to that specific submarine canyon, but whether these impacts were also present in other trawled submarine canyons, and to which degree their fishing grounds were affected, was still unknown. Moreover, the effects of these alterations in sediment biogeochemistry had not been addressed in detailThis PhD thesis was funded by the fellowship Formación de Personal Universitario (FPU, ref. 5600237) granted by the Spanish Ministerio de Educación, Cultura y Deporte from October 2015 to November 2019. The results included in this thesis were collected within the framework of the following projects: - Formas de fondo y su dinámica actual en el margen continental mediterráneo español (FORMED). 2013-2015. Ministerio de Economía y Competitividad (CGL2012-33989). - Hotspot Ecosystem Research and Man's Impact on European seas (HERMIONE). 2009-2012. European Commission FP7(GA 226354). - Exploring Sicilian Canyon Dynamics (ISLAND). 2016. European Commission (EUROFLEETS2 grant no. 312762). - Assessment of Bottom-trawling Impacts in Deep-sea Sediments (ABIDES). 2016-2018. Ministerio de Economía y Competitividad (CTM 2015-65142-R). - Assessment of Bottom-trawling Resuspension Impacts in deep benthic Communities (ABRIC). 2019-2021. Ministerio de Ciencia, Investigación y Universidades (RTI2018-096434-B-100). Funding was also provided by the Consolidated Research groups Marine and environmental biogeosciences research group (2017 SGR-1588) and Grup de Processos Litorals i Oceànics (2017 SGR-863), awarded by Generalitat de Cataluny

Mitigant els impactes de la pesca d'arrossegament : Resultats de la col·laboració de científics i pescadors

[EN] Did you know that bottom trawling gear affect the seabed? Catalan scientists have been studying their impacts on the seafloor for the last decade, with close collaboration with fishermen from Palamós. This video presents the results of a recent joint study that found specific trawling gear types that drastically reduce their impact on the seafloor[ES] Sabías que la pesca de arrastre afecta el fondo marino? Científicos catalanes han estado estudiando sus impactos en la última década, en colaboración con los pescadores de Palamós. Este video presenta los resultados de un estudio conjunto donde se encontraron unos aparejos que reducen drásticamente el impacto de la pesca de arrastre en el fondo del mar[CAT] Sabies que la pesca d'arrossegament afecta el fons marí? Científics catalans han estat estudiant els seus impactes durant l'última década, en col·laboració amb els pescadors de Palamós. Aquest video presenta els resultats d'un estudi conjunt on es van trobar uns aparells que redueixen dràsticament l'impacte de la pesca d'arrossegament al fons del marPeer reviewe

Disentangling human-induced x natural sediment resuspension events in Barkley Canyon, NE Pacific, using cabled observatory, mooring and vessel AIS data

Ocean Sciences Meeting (OSM), 16-21 February 2020, San Diego, CA, USAOcean Networks Canada (ONC) operates large seafloor cabled observatories in the Arctic and NE Pacific, with some of its long-term observations nearly approaching 15 years of archived data. The seafloor network of 850+ km of backbone cables connects > 50 instrumented sites (>400 oceanographic instruments, >5,000 sensors), in habitats ranging from temperate coastal fjords, ice-covered Arctic bays, to deep-sea canyons, abyssal plains and hydrothermal vents. In 2016, ONC initiated a new monitoring program aiming at studying sediment transport processes off the shelf and slope of Vancouver Island, British Columbia. This area is targeted by a commercial bottom trawling fishery of rockfish. Bottom trawling is pervasive along the world’s continental shelves and slopes, and known for triggering sediment resuspension due to the physical contact of heavy fishing gear to the seafloor. Three moorings were deployed near the head, northern flank and axis of Barkley Canyon (BC), equipped with turbidity sensors, current meters and sediment traps, with the objective of capturing sediment resuspension plumes attributed to fishing, and its potential transport via BC. The NEPTUNE cabled observatory provided additional environmental context with long-term observations of bottom currents and turbidity. Automatic Information System (AIS) vessel tracking data was used to determine the extent of the ‘fishing ground footprint’ near BC, and to serve as ground-truthing for the mooring data. Sea surface meteorological and oceanographic conditions (namely wind speed/direction and significant wave height/period) were obtained from the La Perouse buoy station in order to establish the shelf and upper slope natural variability of storm-induced sediment resuspension events. Our preliminary results identified the seasonal patterns of fishing activity with vessels concentrating in and around BC mostly in May and June, with clear signals of fishing-induced resuspension events, in particular at the head of the canyonPeer reviewe