Effects of density and size distribution on the erosion of the adult cockle <i>Cerastoderma edule</i>

Jose Anta; Enrique Peña; Jerónimo Puertas

doi:10.3989/scimar.03754.27A

Autores/as

Jose Anta Environmental and Water Engineering Group, University of A Coruña
Enrique Peña Environmental and Water Engineering Group, University of A Coruña
Jerónimo Puertas Environmental and Water Engineering Group, University of A Coruña

DOI:

https://doi.org/10.3989/scimar.03754.27A

Palabras clave:

Cerastoderma edule, erosión, ensayos en laboratorio, Velocimetría de Imagen de Partículas (PIV), Metodología del Doble Promediado (DA)

Resumen

En este trabajo se han desarrollado una serie de ensayos en laboratorio analizando el transporte de berberechos Cerastoderma edule adultos de tamaños de entre 15 y 35 mm. El objetivo del estudio ha sido medir la erosión de este bivalvo bajo condiciones controladas de laboratorio, reproduciendo las velocidades y la distribución de tamaños del berberecho del banco marisquero de Os Lombos do Ulla (España) durante episodios de caudales altos en la desembocadura del río. Una serie de velocidades crecientes (0.29, 0.31, 0.35, 0.40, 0.44 y 0.47 m s^–1) fueron aplicadas a los bivalvos, analizando la influencia de la densidad de población (500 y 1000 ind. m^–2), la actividad (berberechos vivos vs muertos), y la talla y distribución de tamaños. Para estudiar el efecto de la distribución de tamaños de los bivalvos en su transporte se emplearon distribuciones uniformes y no uniformes de berberechos. Para estimar los campos de velocidades durante los experimentos se aplicó la técnica de velocimetría láser de partículas (PIV) y la metodología del doble promediado (DA). En los experimentos se halló que el transporte de los berberechos está directamente relacionado con la velocidad del flujo e inversamente relacionado con la densidad de población. Los procesos de erosión de las distribuciones de berberechos uniformes y graduadas presentaron diferencias similares a las halladas en el transporte de mezclas de sedimentos uniformes y no uniformes. Los resultados obtenidos proporcionan un mecanismo que explica el transporte observado de las poblaciones de bivalvos después de grandes episodios de tormenta.

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Anta J., Pe-a E., Puertas J., Cea L. 2013. A bedload transport equation for the Cerastoderma edule cockle. J. Mar. Sys. 111-112: 189-195. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmarsys.2012.10.014

ASTM Standard D-2974, 2000. 2007. Standard Test Methods for Moisture, Ash, and Organic Matter of Peat and Other Organic Soils. American Society for Testing and Materials International, West Conshohocken, PA.

Buffington J.M., Montgomery D.R. 1997. A systematic analysis of eight decades of incipient motion studies, with special reference to gravel-beded rivers. Wat. Res. Res. 33: 1993-2029. http://dx.doi.org/10.1029/96WR03190

Cea L., Puertas J., Vázquez-Cendón M.E. 2007. Depth averaged modeling of turbulent shallow water flow with wet-dry fronts. Arch. Comput. Methods Eng. 14: 303-341. http://dx.doi.org/10.1007/s11831-007-9009-3

Cea L., Anta J., Puertas J., Pña E. 2010. Implementation of a cockle habitat model in a two-dimensional shallow water model: application to a shallow estuary. In: Proceedings of Ist European IAHR. Edimburgh.

Ciutat A., Widdows J., Pope D.J. 2007. Effect of Cerastoderma edule density in near-bed hydrodynamics and stability of cohesive muddy sediments. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 346: 114-116. http://dx.doi.org/10.1016/j.jembe.2007.03.005

Commito J.A., Thrush S.F., Pridmore R.D., Hewitt J.E., Cummings V.J. 1995. Dispersal dynamics in a wind-driven benthic system. Limnol. Oceanogr. 40: 1513-1518. http://dx.doi.org/10.4319/lo.1995.40.8.1513

Commito J.A., Celano E.A., Celico H.J., Como S., Johnson C.P. 2005. Mussels matter: Postlarval dispersal dynamics altered by a spatially complex ecosystem engineer. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 316: 133-147. http://dx.doi.org/10.1016/j.jembe.2004.10.010

de Montaudouin X. 1997. Potential of bivalves' secondary settlement differs with species: a comparasion between cockle (Cerastoderma edule) and clam (Ruditapes philippnarum) juvenile resuspension. Mar. Biol. 128: 639-648. http://dx.doi.org/10.1007/s002270050130

de Montaudouin X., Bachelet B. 1996. Experimental evidence of complex interactions between biotic and abiotic factors in dynamics of an intertidal population of the bivalve Cerastoderma edule. Ocean. Acta 19: 449-463.

de Montaudouin X., Bachelet B., Sauriau P.-G. 2003. Secondary settlement of cockles Cerastoderma edule as a function of current velocity and substratum: a flume study with benthic juveniles. Hydrobiology 203: 103-116. http://dx.doi.org/10.1023/B:HYDR.0000008493.83270.2d

García M.H. 2006. Lecture Notes on Sediment Transport. Ven Te Chow Hydrosystems Lab. University of Illionis at Urbana-Champaign, 192 pp.

Hunt H.L. 2004. Transport of juvenile clams: effects of species and sediment grain size. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 312: 271-284. http://dx.doi.org/10.1016/j.jembe.2004.07.010

Hunt H.L., Maltais M.-J., Fugate D.C., Chant R.J. 2007. Spatial and temporal variability in juvenile bivalve dispersal: effects of sediment transport and flow regime. Mar. Ecol. Prog. Ser. 352: 145-159. http://dx.doi.org/10.3354/meps07131

Jennings L.B., Hunt H.L. 2009. Distances of dispersal of juvenile bivalves (Mya arenaria (Linnaeus), Mercenaria mercenaria (Linnaeus), Gemma gemma (Totten)). J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 376: 76-84. http://dx.doi.org/10.1016/j.jembe.2009.06.009

Jiménez J. 2004. Turbulent flow over rough walls. Annu. Rev. Fluid Mech. 36: 173-196. http://dx.doi.org/10.1146/annurev.fluid.36.050802.122103

Jonsson P.R., van Duren L.A., Amielh M., Asmus R., Aspden R.J., Daunys D., Friedrichs M., Friend P.L., Olivier F., Pope N., Precht E., Sauriau P.G., Schaaff E. 2006. Making water flow: a comparison of the hydrodynamic characteristics of 12 different benthic biological flumes. Aquat. Ecol. 40: 409-438. http://dx.doi.org/10.1007/s10452-006-9049-z

Julien P.Y. 2002. River Mechanics. Cambridge University Press, Cambridge, 434 pp. http://dx.doi.org/10.1017/CBO9781139164016

Lundquist C.J., Pilditch C.A., Cummings V.J. 2004. Behaviour controls post-settlement dispersal by the juvenile bivalves Austrovenus stutchburyi and Macomona liliana. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 306: 51-74. http://dx.doi.org/10.1016/j.jembe.2003.12.020

Molares J., Parada J.M., Sánchez-Mata A., Martínez G., Darriba C., Rodal M., Carreira P., Varela T., Crego A., Mariño J. 2007. Gestión del banco marisquero de "Lombos do Ulla" desde 2002 a 2007. In: XI Congreso Nacional de Acuicultura, Vigo. PMid:17952124

Nezu I., Nakagawa H. 1993. Turbulence in Open-Channel Flows. A.A. Balkema, Rotterdam, 281 pp.

Nikora V., McEwan I., McLean S., Coleman S., Pokrajac D., Walters R. 2007. Double-averaging concept for rough-bed openchannel and overland flows: Theoretical background. J. Hyd. Eng. 133: 873-883. http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2007)133:8(873)

Nowell A.R.M., Jumars P.A. 1984. Flow environments of aquatic benthos. Annu. Rev. Ecol. Syst. 15:303-328. http://dx.doi.org/10.1146/annurev.es.15.110184.001511

Parada J.M., Molares J., Sánchez-Mata A., Martínez G., Darriba C., Mari-o J. 2006. Plan de actuación para la recuperación del banco "Lombos do Ulla": Campa-as marisqueras desde 2002 a 2005 (in Spanish). Revista Galega dos Recursos Mari-os 1: 1-37.

Parada J.M., Molares J., Otero X. 2007. Episodios de mortalidad en el banco marisquero "Lombos do Ulla" (Ría de Arousa - NO de Espa-a) deducidos a partir de datos metereológicos de los últimos 45 a-os (in Spanish). In: XI Congreso Nacional de Acuicultura, Vigo.

Parker G. 1990. Surface-based bedload transport relation for gravel rivers. J. Hyd. Res. 28: 417-436. http://dx.doi.org/10.1080/00221689009499058

Pe-a E., Anta J., Puertas J., Teijeiro T. 2008. Estimation of drag coefficient and settling velocity of the cockle Cerastoderma edule using Particle Image Velocimetry. J. Coast. Res. 24: 150-158.

Piedra-Cueva I., Mory M., Temperville A. 1997. A race-track recirculating flume for cohesive sediment research. J. Hyd. Res. 35: 377-396. http://dx.doi.org/10.1080/00221689709498419

Raffel M., Willert C., Wereley S., Kompenhans J. 2007. Particle Image Velocimetry. A practical guide. Springer, Berlin, 448 pp.

Redjah I., Olivier F., Tremblay R., Myrand B., Pernet F., Neumeir U., Chevarie L. 2010. The importance of turbulent kinetic energy on transport of juvenile clams (Mya arenaria). Aquaculture 307: 20-28. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2010.06.022

Richardson C.A., Ibarrola I., Ingham R.J. 1993. Emergence pattern and spatial distribution of the common cockle Cerastoderma edule. Mar. Ecol. Prog. Ser. 99: 71-81. http://dx.doi.org/10.3354/meps099071

Roegner C., André C., Lindegarth M., Eckman J.E., Grant J. 1995. Transport of recently settled soft-chell clams (Mya arenaria L.) in laboratory flume flow. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 187: 13-26. http://dx.doi.org/10.1016/0022-0981(94)00166-B

Sidgursson J.B., Titman C.W., Davies P.A. 1976. The dispersal of young post-larval bivalve molluscs by byssus threads. Nature 262: 386-387. http://dx.doi.org/10.1038/262386a0

St-Onge P., Miron G. 2007. Effects of current speed, shell length and type of sediment on the erosion and transport of juvenile softshell clams (Mya arenaria). J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 349: 12-26. http://dx.doi.org/10.1016/j.jembe.2007.03.020

St-Onge P., Miron G., Moreau G. 2007. Burrowing behaviour of the softshell clam (Mya arenaria) following erosion and transport. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 340: 103-111. http://dx.doi.org/10.1016/j.jembe.2006.08.011

Underwood A.J. 1997. Experiments in Ecology. Their logical design and interpretaion using analysis of variance. Cambridge University Press, Cambridge, 504 pp.

Valanko S., Norkko A., Norkko J. 2010. Strategies of post-larval dispersal in non-tidal soft-sediment communities. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 384: 51-60. http://dx.doi.org/10.1016/j.jembe.2009.12.012

van Duren L.A., Herman P.M.J., Sandee A.J.J., Heip C.H.R. 2006. Effects of mussel filtering activity on boundary layer structure. J. Sea Res. 55: 3-14. http://dx.doi.org/10.1016/j.seares.2005.08.001

Westerweel J. 1994. Efficient detection of spurious vectors in particle image velocimetry data. Exp. Fluids 16: 236-247.

Widdows J., Lucas J.S., Brinsley M.D., Salked P.N., Staff F.J. 2002. Investigation of the effects of current velocity on mussel feeding and mussel bed stability using an annular flume. Helgoländer Mar. Res. 56: 3-12.