Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

283

Introduction

The Mediterranean has experienced an exponential increase in fish

farming production during the last 15 years, but only recently there

have been some studies on the impact of fish farming on water quali-

ty and parasites (1), the effects on nutrients and plankton (2), the

effects on seagrass (3), the dynamics of sediment accumulation

beneath fish farm cages (4), the recovery process of the benthos after

cessation of fish farming (5) and the effects on sediment geochemistry

and benthic organisms (6, 7, 8).

Materials and methods

Sediment sampling for total organic C and N, redox, ATP content,

Chla, pheopigments, and macrofauna (>0.5 mm) was carried out dur-

ing 3 seasonal cruises (July, November 1995, April 1996) aboard the

RVPhilia.Two fish-farms were visited in the Ionian and one in the

Aegean Sea (Cephalonia, Ithaki and Sounion, respectively). Samples

taken at 0, 5, 10, 25, 50 and 100 m from the edge of the cages were

analysed as reported in (6). Water column was also sampled at differ-

ent depth layers at the cages and at a control site. Samples were anal-

ysed for POC, PON, Chla, nutrients and microplankton species diver-

sity and community structure as described (2) .

Results

Benthic effects.A summary of the information (6) on impacts on the

seabed beneath and close to the cages is given in Table 1. The

Cephalonia fish farm showed typical signs of disturbance due to orga-

nic enrichment with low macrofaunal abundance dominated by the

Capitellacomplex. The coarse sediment sites showed high macrofau-

nal abundance (10 times more than in the control sites) dominated by

Capitella spp. in Ithaki and by P 

rotodorvillea ke 

f 

e 

rs t 

e 

i 

n 

ia 

n 

d

Cirrophorus lyrain Sounion. The associated geochemical variables,

and particularly redox potential and total organic carbon (TOC) sho-

wed higher enrichment and low Eh in Cephalonia, almost negligible

effects in Sounion and intermediate ones in Ithaki.

Table 1. Effects up to 10m from the cages in comparison to the

control sites

Water column. In two of the farms, no significant difference was found

in any of the measured variables between the control sites and the

water column in the cages. A significant increase in concentrations of

phosphate and ammonium was detected within the cages over the

control site in the third farm but without any significant effect on chlo-

rophyll concentration. Plankton abundance for the major taxa (dia-

toms, ?agellates, dino?agellates, ciliates) and microplankton commu-

nity structure were determined by the effects of season and location

rather than by the presence of fish farming.

Discussion

At all three farms, the benthic assemblages in the immediate vicin-

ity showed symptoms of disturbance. In Cephalonia there was only a

change in faunal composition but in the coarse-sediment areas there

were also pronounced changes in abundance and biomass. The coarse

substratum in Ithaki and Sounion apparently allows for oxic sediment

conditions and therefore the microbial processes related to the decom-

position of sedimenting material do not result in severe chemical stress

for the macrofauna. The identical patterns of spatial change found in

the three areas (6) indicate that the benthic community approaches its

normal characteristics at 25 m distance. The ecotone point may lie in

this region because diversity was at maximum and the assemblage

included species from both the polluted region and from the original

community. Seasonal variability in geochemical and macrofaunal vari-

ables was always more pronounced at stations close to the farm (0 to

10 m) than at the control site or the stations at 25 m. This may be

attributed to large differences in food supply to the farmed fish

between warm and cold seasons, to increased oxygen supply to the

sediments during winter or to H

2

S toxicity, which is also affected by

seasonal processes.

Water quality is an issue extensively used in the arguments regard-

ing the impacts of fish farming on the usability of the coastal zone by

other users. However, the scientific basis of these arguments is rather

weak since there is little information relating aquaculture to water

quality degradation. The inconsistency between nutrient enrichment

and lack of a significant increase in chlorophyll amay be attributed to

limited utilisation of the excretory wastes due to rapid ?ushing time,

so that phytoplankton are not present long enough to capitalise on the

high production of nutrients. Since site-selection for fish farming aims

at excluding sites with low water renewal, it is unlikely that signs of

eutrophication would be detected in the vicinity of fish farms.

However, it is possible that under certain hydrographic conditions

aquaculture effluents might affect adjacent coastal bays during certain

periods of time. 

References

1. Papoutsoglou S., Costello M.J., Stamou E. and Tziha G., 1996.

Environmental conditions at sea-cages and ectoparasites on farmed

European sea-bass, Dicentrarchus labrax(L.) and gilt-head sea-bream,

Sparus aurataL., at two farms in Greece. Aquaculture Res., 27 : 25-34. 

2.Pitta P., Karakassis I., Tsapakis M. and Zivanovic S., 1999. Natural vs.

mariculture induced variability in nutrients and plankton in the Eastern

Mediterranean.Hydrobiologia,391 : 181-194.

3. Delgado O., Ruiz J., Perez M., Romero J. and Ballestreros E., 1999.

Effects of fish farming on seagrass (Posidonia oceanica) in a

Mediterranean bay : seagrass decline after loading cessation. Oceanol.

Acta, 22 : 109-117.

4. Karakassis I., Tsapakis M. and Hatziyanni E., 1998. Seasonal

variability in sediment profiles beneath fish farm cages in the

Mediterranean.Mar. Ecol. Prog. Ser., 162 :243-252.

5. Karakassis I., Hatziyanni E., Tsapakis M. and Plaiti W., 1999. Benthic

recovery following cessation of fish farming : a series of successes and

catastrophes.Mar. Ecol. Prog. Ser., 184 : 205-218.

6. Karakassis I., Tsapakis M., Hatziyanni E., Papadopoulou K.-N. and

PlaitiW., 2000. Impact of cage farming of fish on the seabed in three

Mediterranean coastal areas.ICES J. mar. sci., 57 : 1462-1471.

7.Karakassis I. and Hatziyanni E., 2000. Benthic disturbance due to fish

farming analyzed under different levels of taxonomic resolution. Mar.

Ecol. Prog. Ser., 203 : 247-253.

8 Mazzola A., Mirto S., Danovaro R. and Fabiano M., 2000. Fish farming

effects on benthic community structure in coastal sediments : analysis of

meiobenthic recovery.ICES J. mar. sci., 57 : 1454-1461.

ENVIRONMENTAL EFFECTS OF FISH FARMING IN THE MEDITERRANEAN

Ioannis Karakassis*, Manolis Tsapakis, Paraskevi Pitta

Institute of Marine Biology of Crete, Heraklion, Greece - jkarak@imbc.gr

Abstract.

A research project addressing the problem of environmental impacts of cage farming was carried out from 1995-1998 in Greek coastal

waters, involving sampling of biogeochemical variables in the water column and the sediments at different spatio-temporal scales. The

impacts found in the water column were low and the impacts on benthos were more easily detectable at silty sediments than at coarse sand

sites. In all cases benthic effects did not exceed a distance of 25 m from the edge of the cages.

Keywords : aquaculture, geochemistry, plankton, zoobenthos, pollution

Area

CephaloniaIthakiSounion

macrofaunal diversity

<

<<

<

macrofaunal abundance<

>

>

macrofaunal biomass<

>10

>10

Capitella

spp.

dominantdominantpresent

P. kefersteini - C. lyra

abundantpresentdominant

Tharyx heterochaeta

absentabsentabsent

Redox potential

<<

˜

<

˜

ATP

x10

x10

x2

TOC

x2

x2

=

TON

x2

x2

=

Sediment type

muddy sandcoarse sandcoarse