Improvement and Application of a Decision Support System for Sustainable Floating Net Cage Finfish Cultures Development in Indonesia

Hermawan, Surya

Indonesia has great potential for aquaculture development but its expansion still faces many constraints. Development is often insufficiently focused on environmentally sustainable practice with respect to coastal environment degradation, overlapping and conflicting utilization, and laws regarding marine and coastal management. For this reason, there is a need to improve aquaculture technology and management systems regarding an ecosystem approach to aquaculture (EAA).Eco-friendly production processes and food safety concerns in the sustainability of Indonesian aquaculture need to be addressed. The aim of this dissertation is to demonstrate the application of the SYSMAR Decision Support System (DSS) for sustainable management of floating net cage finfish cultures which provides a detailed and comprehensive overview in three selected regions in Indonesia: Talise Island (TI), Galang Island (GI), and Ekas Bay (EB). This DSS utilizes high resolution hydrodynamic information concerning water depth, current velocities and wave heights obtained from hydrodynamic models, water quality information, and Integrated Coastal Zone Management (ICZM) in the surrounding area. Through GIS spatial planning tools, SYSMAR DSS is used to perform site selection for floating net cage finfish cultures, and assesses the dispersive character of each site to provide estimates of different sustainable carrying capacities with respect to the deposition of particulate carbon and the accumulation of dissolved nitrogen in the water column of a suitable area. Economic analysis provides vital information on 18 cases, focusing on the economic viability of Tiger Grouper (Epinephelus fuscoguttatus), Humpback Grouper (Cromoliptes altivelis), and Leopard Coral Grouper (Plectropomeus leopardus), the most common high value finfish species nurtured in Indonesia in floating net cage cultures. FNC farming utilizes various feed types and production scales, the prototype farms consisting of 10 cages and 600 cages at Galang Island with a cage size of 3 x 3 x 3 m. SYSMAR DSS shows that only Galang Island provides a potential area for FNC finfish culture development with a suited area of about 12,940 ha. The estimated maximum production carrying capacity is 51 – 366 tons/farm. Estimated ecological carrying capacity for Galang Island is in the range 18,393 – 21,727 tons/year/suitable area. The economic evaluation highlighted that all of the FNC finfish culture developments are economically viable. After a 5-year projection period, positive cumulative cash flow and net present value (NPV) are generated, internal rates of return (IRR) are higher than bank discount rates, and payback periods (PP) are less than 1 year. These results confirm the SYSMAR DSS is able to determine potential sites for FNC grouper culture projects in three selected Indonesian coastal areas which comply with environmental, sustainability and socio-economic criteria.

Indonesien hat großes Potenzial für die Entwicklung der Aquakultur, allerdings unterliegt die weitere Expansion zahlreichen Einschränkungen. Die Entwicklung fokussiert sich oftmals viel zu wenig auf eine ökologisch nachhaltige Vorgehensweise hinsichtlich der Umweltzerstörung in den Küstengebieten, der übergreifenden und kollidierenden Nutzung sowie der Gesetzgebung zum Meer- und Küstenmanagement. Aus diesem Grund ist es notwendig, sowohl die Aquakulturtechnologie als auch das Managementsystem in Bezug auf den Ökosystemansatz für Aquakultur (EEA) zu verbessern. Umweltverträgliche Produktionsmethoden und Lebensmittelsicherheitsbelange in der Nachhaltigkeit der indonesischen Aquakultur sind Punkte, die thematisiert werden müssen. Zielsetzung dieser Dissertation ist, die Anwendung des SYSMAR Decision Support Systems (DSS; deutsch: „System konkreter Entscheidungshilfen und Empfehlungen“) für den nachhaltigen Betrieb von Fischfarmen in schwimmenden Netzkäfigen darzustellen, das einen umfassenden Überblick über drei ausgewählte Regionen in Indonesien bietet: Talise Island (TI), Galang Island (GI) und Ekas Bay (EB). Das DSS verwendet hoch auflösende hydrodynamische Informationen bezüglich der Wassertiefe, der Strömungsgeschwindigkeiten und der Wellenhöhe, die mithilfe hydrodynamischer Modelle gewonnen werden und darüber hinaus Informationen zur Wasserqualität und das integrierte Küstenzonenmanagement (ICZM)in der Umgebung. Unter Einsatz geographischer Raumplanungsinstrumentewird SYSMAR DDSbenutzt, um Standorte für die schwimmenden Netzkäfige auszuwählen. Des Weiteren misst SYSMAR die Dispersion an jedem Standort, um so Schätzungen der unterschiedlichen ökologischen Tragfähigkeiten in Bezug aufpartikulärenorganischen Kohlenstoff und auf die Ansammlung von gelöstem Stickstoff in der Wassersäule eines geeigneten Gebiets abgeben zu können. Die wirtschaftliche Analyse liefert wichtige Informationen zu 18 Fällen, wobei sie sich auf die wirtschaftliche Rentabilität des Zackenbarsches (Epinephelus fuscoguttatus), des Pantherfisches (Cromoliptes altivivelis) sowie des Leopard-Forellenbarsches (Plectropomeus leopardus) fokussiert, da diese zu den hochwertigen Fischarten zählen, die in Indonesien am häufigsten auf Fischfarmen in schwimmenden Netzkäfigen gehalten werden. Bei der Bewirtschaftung werden unterschiedliche Futtersorten und Produktionsmaßstäbe eingesetzt: Prototypische Fischfarmen bestehen aus 10 Käfigen bis 600 Käfigen bei Galang, wobei die Käfiggröße 3x3x3m beträgt. SYSMAR DSS zeigt, dass lediglich Galang als potenzielles Gebiet für die Entwicklung von Fischfarmen in schwimmenden Netzkäfigen geeignet ist. Das geeignete Gebiet umfasst ca. 12940 ha. Die geschätzte maximale Produktionstragfähigkeit beträgt 51-366 Tonnen/Fischfarm. Die geschätzte ökologische Tragfähigkeit der Insel Galang liegt im Bereich von 18393-21727 Tonnen/Jahr/geeignetes Gebiet. Die wirtschaftliche Auswertung zeigte, dass sich die Entwicklung von Fischfarmen in schwimmenden Netzkäfigen wirtschaftlich rentiert. Nach einem 5 jährigen Prognosezeitraum wurde ein kumulativer Cash Flow sowie ein Kapitalwert erwirtschaftet. Die interne Rendite ist höher als die Diskontraten und die Tilgungszeiträume betragen weniger als 1 Jahr. Diese Ergebnisse bestätigen, dass SYSMAR DSS dazu in der Lage ist, potenzielle Gebiete für die Entwicklung von Fischfarmen für Barscharten in drei ausgewählten indonesischen Küstengebieten, die die ökologischen, nachhaltigen und sozio-ökonomischen Kriterien erfüllen, zu ermitteln.

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Hermawan, Surya: Improvement and Application of a Decision Support System for Sustainable Floating Net Cage Finfish Cultures Development in Indonesia.

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