ตัวชี้วัดด้านสิ่งแวดล้อมจัดเป็นตัวชี้วัดสวัสดิภาพสัตว์ (WI) ทางอ้อมที่มีคุณค่า ซึ่งไม่ส่งผลกระทบหรือรบกวนสัตว์ (non-invasive) และสามารถติดตามตรวจสอบได้ง่าย แม้ว่าจะเกี่ยวข้องกับปัจจัยคุณภาพน้ำเป็นหลัก แต่ก็สามารถพิจารณาปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ร่วมด้วยได้ ขึ้นอยู่กับสัตว์น้ำแต่ละชนิดและประวัติการวิวัฒนาการของพวกมัน ( เช่น สภาพแวดล้อมที่พวกมันวิวัฒนาการขึ้นมาซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการปรับตัวเมื่อเผชิญสภาวะเครียด ให้คำนึงถึงแนวคิดเรื่องการปรับสมดุลยืดหยุ่นปกป้องร่างกายจากความเครียด ช่วยรักษาความสมดุลภายใน หรือ Allostasis จากหน่วยเรียนรู้ที่ 1) สัตว์น้ำแต่ละชนิดมีขีดจำกัดความทนทาน (tolerance limits) ต่อปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันไป หลักฐานเด่นชัดเชิงประจักษ์เกี่ยวกับความชอบและขีดจำกัดความทนทานต่อปัจจัยสิ่งแวดล้อมหลักที่สำคัญของแต่ละชนิดสายพันธุ์ (เช่น ปัจจัยที่ระบุไว้ในหน่วยเรียนรู้ที่ 2 อย่างอุณหภูมิและออกซิเจน) จะช่วยกำหนดค่าสำหรับตัวชี้วัดในการติดตามตรวจวัด/ในการเฝ้าระวัง

มากไปกว่านั้น สิ่งที่ทำให้เรื่องนี้ซับซ้อนยิ่งขึ้นไปอีกคือ การที่ตัวชี้วัดด้านสิ่งแวดล้อมหลายตัวชี้วัดมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันในรูปแบบที่ซับซ้อนอย่างมากและระดับของผลกระทบที่เกิดขึ้นยังขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่สัตว์น้ำสัมผัส (exposure time) และรวมถึงสภาวะของสัตว์น้ำแต่ละตัวด้วย ตัวอย่างเช่น ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้ำโดยรอบอย่างฉับพลันนั้นจะขึ้นอยู่กับระดับออกซิเจนเป็นหลัก รวมถึงสถานะการได้รับอาหาร กระแสน้ำ และสภาวะทางสรีรวิทยาและสุขภาพของสัตว์น้ำเหล่านั้นด้วย จึงส่งผลให้การกำหนดขีดจำกัดที่แน่ชัดสำหรับตัวชี้วัดสวัสดิภาพ (WI) แต่ละตัวชี้วัดเพื่อระบุว่าจุดใดคือจุดที่สวัสดิภาพสัตว์จะต้องได้รับการคุ้มครองหรือจุดใดที่ตกอยู่ในความเสี่ยงจึงเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่ง  ยกเว้นแต่ว่ามีการบันทึกเมื่อพบค่าที่อยู่ในระดับวิกฤตรุนแรงชัดเจนซึ่งบ่งบอกว่าสุขภาพและสวัสดิภาพของสัตว์ถูกกระทบแล้ว ความสำคัญของตัวชี้วัดสวัสดิภาพด้านสิ่งแวดล้อมหลายๆ ประการจึงต้องพิจารณาตามบริบทที่เฉพาะเจาะจงและพิจารณาถึงการมีปฏิสัมพันธ์ร่วมกับตัวชี้วัดสวัสดิภาพอื่นๆ

เนื้อหาในหัวข้อนี้ รวมถึงตารางด้านล่าง (ภาพที่ 3.6 ซึ่งดัดแปลงมาจาก Noble et. al., 2918) มุ่งเน้นไปที่ตัวชี้วัดสวัสดิภาพสัตว์ (WIs) ที่สามารถนำไปปฏิบัติได้จริง (operational) ได้รับการพิสูจน์ยืนยันแล้วและสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้กับสถานการณ์ส่วนใหญ่ของการทำฟาร์ม

ภาพที่ 3.6 ตารางแสดงตัวชี้วัดสวัสดิภาพสัตว์ที่ประเมินตามสิ่งแวดล้อม และตามความต้องการด้านสวัสดิภาพสัตว์ที่ตัวชี้วัดแต่ละตัวมีผลกระทบโดยตรง ทั้งนี้ ตัวชี้วีดสวัสดิภาพสัตว์บางตัวอาจมีความเกี่ยวข้องกันมากหรือน้อยแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดสัตว์น้ำที่เกี่ยวข้อง Show description The table shows a matrix with each row being a different welfare indicator and each column a welfare need. An "X" in the cell where each row and column intersect shows that the specific indicator and welfare need are related. Eg. salinity is a welfare indicator which is related to the welfare needs of respiration and osmotic balance, but not thermoregulation or feeding for instance. This table is modified from Noble et al., 2018.

อุณหภูมิ สัตว์น้ำจำนวนมากเป็นสัตว์เลือดเย็น (poikilothermic) ซึ่งหมายความว่า ระบบทางสรีรวิทยาและระบบเมตาบอลิซึมของสัตว์จำเป็นต้องปรับตัวให้เข้ากับช่วงอุณหภูมิที่พวกมันเผชิญได้เป็นอย่างดี โดยเฉพาะอย่ายิ่ง อุณหภูมิจะส่งผลกระทบต่อปัจจัยด้านสวัสดิภาพสัตว์อีกมากมาย เช่น อัตราเมตาบอลิซึม/อัตราการหายใจ

ข้อพิจารณาในการเก็บตัวอย่าง ขึ้นอยู่กับการแบ่งชั้นของแหล่งน้ำที่เกี่ยวข้อง สามารถวัดอุณหภูมิโดยใช้หัววัด/โพรบ (probe) ณ จุดใดก็ได้ในน้ำ (หากน้ำมีการผสมผสานกันดี) หรือวัดตลอดระดับความลึกที่แตกต่างกันเพื่อการตรวจวัดที่ครอบคลุมทุกช่วงค่าอุณหภูมิที่สัตว์น้ำอาศัยอยู่ การวัดอุณหภูมินั้นทำได้ง่าย มีค่าใช้จ่ายถูก และยังส่งผลกระทบหลายด้านต่อพฤติกรรมสัตว์ สวัสดิภาพ และปัจจัยการผลิต

ออกซิเจน อัตราเมตาบอลิซึมและความต้องการออกซิเจนของสัตว์น้ำส่วนใหญ่จะเพิ่มสูงขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เมื่อระดับการอิ่มตัวของออกซิเจนในน้ำลดลง =ส่งผลให้ขอบเขตการเผาผลาญพลังงานในกระบวนการเมตาบอลิซึมลดลงตามไปด้วย = ซึ่งอาจส่งผลกระทบรุนแรงต่อสวัสดิภาพสัตว์

ข้อควรพิจารณาในการเก็บตัวอย่าง คล้ายกับวิธีตรวจวัดอุณหภูมิ แต่ปริมาณออกซิเจนอาจจะมีความผันแปรที่ต่างกันไปในแต่ละแหล่งน้ำ (ทั้งในด้านขนาดพื้นที่และเวลา) การตรวจวัดออกซิเจนควรวัดในเวลาและสถานที่ที่คาดว่าจะมีระดับออกซิเจนต่ำที่สุด

คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ละลายในน้ำจะเกิดเป็นกรดคาร์บอนิก (Carbonic acid) และระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงจะทำให้ค่าความเป็นกรดเป็นด่างในน้ำลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าหากน้ำนั้นมีความด่าง (Alkalinity) ต่ำ ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดมีความสัมพันธ์อย่างมากกับระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำ และระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำที่เพิ่มสูงขึ้นสามารถส่งผลกระทบรุนแรงต่อกระบวนการเมตาบอลิซึม

ข้อพิจารณาในการเก็บตัวอย่าง  การวัดค่าคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) มี 2 วิธีหลัก คือ 1) การวัดโดยตรงโดยใช้เครื่องวัดคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ meters) หรือ 2) การวัดโดยอ้อม เช่น การคำนวณจากค่า pH และค่าความเป็นด่าง (Alkalinity) (เช่น Moran et al, 2010) ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดมีความสัมพันธ์อย่างมากกับคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำ และสามารถใช้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับสภาวะทางสรีรวิทยาของปลาได้ แต่การวัดค่าคาร์บอนไดออกไซด์ที่ไม่สม่ำเสมอหรือวัดเพียงครั้งเดียว/จุดเดียว จะให้ข้อมูลได้เพียงแค่ภาพสะท้อนชั่วขณะเท่านั้น

ระดับความเป็นกรดเป็นด่าง (pH) ระดับไอออนไฮโดรเจน (H⁺) ที่สูงหรือเป็นพิษ สามารถส่งผลกระทบรุนแรงต่อการรักษาสมดุลน้ำและเกลือแร่ (osmoregulation) และเป็นสาเหตุทำให้เกิดภาวะเลือดเป็นกรด (blood acidosis)        ข้อพิจารณาในการเก็บตัวอย่าง การวัดค่าความเป็นกรดเป็นด่างในน้ำเป็นวิธีที่ง่ายและไม่ซับซ้อนยุ่งยาก สามารถทำได้โดยใช้เครื่องวัดค่าความเป็นกรดเป็นด่าง (pH-meter) ที่มีหลากหลายรูปแบบ อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับการวัดปัจจัยคุณภาพน้ำอื่นๆ หลายตัวที่ระบุไว้ ณ ที่นี้ สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือต้องทำการสอบเทียบ (calibrate) หัววัด/โพรบให้ถูกต้อง การวัดเพียงครั้งเดียวหรือไม่สม่ำเสมอจะได้ข้อมูลเป็นเพียงแค่ภาพสะท้อนชั่วขณะของระบบการเลี้ยงเท่านั้น และระดับความเป็นกรดเป็นด่างยังสามารถผันแปรได้ทั้งในมิติของพื้นที่และเวลา อีกทั้งการเปลี่ยนแปลงระดับของค่าความเป็นกรดเป็นด่างเพียงอย่างเดียวนั้นมักจะไม่เพียงพอต่อการระบุปัญหาที่เกิดขึ้นที่เฉพาะเจาะจง และนอกจากนี้ การวัดค่าความเป็นกรดเป็นด่างยังเป็นมาตรวัดแบบลอการิทึม (Logarithmic) อีกด้วย

ปริมาณแอมโมเนียไนโตรเจนทั้งหมด ระดับอุณหภูมิ ความเป็นกรดเป็นด่างและความเค็มมีอิทธิพลต่อปริมาณแอมโมเนียในระบบว่าจะเปลี่ยนไปเป็นแอมโมเนียมมากน้อยเพียงใด โดยแอมโมเนียนั้นมีความเป็นพิษและส่งผลเสียในหลากหลายด้าน แม้ว่าแอมโมเนียจะมีความเป็นพิษในน้ำเค็มสูงกว่าในน้ำจืด (เนื่องจากระดับความเป็นกรดเป็นด่างที่สูงกว่า) แต่ระบบน้ำจืดมักจะมีการถ่ายเทหมุนเวียนน้ำน้อยกว่า จึงมีการสะสมแอมโมเนียในระดับที่สูงกว่า     ข้อพิจารณาในการเก็บตัวอย่าง โดยทั่วไปการตรวจวัดปริมาณแอมโมเนียจะตราวจวัดด้วยวิธีโฟโตเมทริก (Photometric methods) ซึ่งเป็นการใช้สารเคมีทำปฏิกิริยากับแอมโมเนีย เกิดการเปลี่ยนแปลงสีของน้ำแล้วจึงทำการวัดค่าการเปลี่ยนแปลงของสีที่เกิดขึ้น ทั้งนี้ การตรวจวัดแอมโมเนียควรมีการเฝ้าระวังและกระทำอย่างต่อเนื่องในระบบที่มีการเปลี่ยนถ่ายน้ำต่ำ ในระหว่างการเคลื่อนย้ายขนส่ง หรือในบริเวณที่มีความหนาแน่นของประชากรสัตว์น้ำสูง

ความเร็วของกระแสน้ำ ความสำคัญของปัจจัยคุณภาพน้ำนี้ขึ้นอยู่กับทั้งประเภทของสถานที่เลี้ยง (enclosure) และชนิดของสัตว์น้ำที่เลี้ยง ความเร็วของกระแสน้ำส่งผลต่อประสิทธิภาพการว่ายน้ำของปลา การหมุนเวียนเปลี่ยนถ่ายน้ำ และคุณภาพน้ำโดยรวม (รวมถึงการขจัดคราบสิ่งมีชีวิตเกาะติด/และของเสีย)

ความหนาแน่นในการเลี้ยง โดยทั่วไปมักแสดงในหน่วยกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร โดยระดับความหนาแน่นที่เหมาะสมที่สุดในการเลี้ยงสัตว์น้ำแต่ละชนิดจะมีความแตกต่างกันอย่างมาก นอกจากนี้ 'เกณฑ์มาตรฐาน' (threshold) ของความหนาแน่นที่เหมาะสมสำหรับสัตว์น้ำแต่ละชนิดยังขึ้นอยู่กับตัวแปรอื่นๆ เช่น ปัจจัยคุณภาพน้ำ ระยะการเจริญเติบโต แนวทางการจัดการของเสียและระบบการเลี้ยง แม้ว่าสิ่งนี้จะทำให้การกำหนดเกณฑ์ที่เฉพาะเจาะจงเป็นเรื่องที่ท้าทาย แต่การที่ความหนาแน่นในการเลี้ยงมีความสัมพันธ์หรือผลกระทบโดยตรงต่อปัจจัยคุณภาพน้ำอื่นๆ นั้นชี้ให้เห็นว่า ในท้ายที่สุดแล้ว ความหนาแน่นในการเลี้ยงสามารถส่งผลกระทบต่อสุขภาพและสวัสดิภาพของสัตว์น้ำที่เลี้ยงได้อย่างมีนัยสำคัญ (แม้จะเป็นผลกระทบทางอ้อมก็ตาม)

ข้อพิจารณาในการเก็บตัวอย่าง สามารถคำนวณได้ง่ายโดยใช้น้ำหนักรวมของสัตว์ (กิโลกรัม) หารด้วยปริมาตรของน้ำในพื้นที่เลี้ยง (ลูกบาศก์เมตร) อย่างไรก็ตาม สัตว์น้ำที่เลี้ยงส่วนใหญ่มักจะมีการกระจายตัวกันไม่สม่ำเสมอภายในพื้นที่เลี้ยง ซึ่งหมายความว่าความหนาแน่น 'บางที่เฉพาะจุด' (local densities) มักจะสูงกว่าค่าความหนาแน่นที่คำนวณได้จากสูตรนี้มาก