rfr · GW0WRFR4 · 2008-12-04 00:00:00 — Liksom i och har minskningen av stor, fiskätande fisk manifesterats i mer djurplanktonätande fisk, färre djurplankton och mer växtplankton (m.fl. 2005). Havslevande fåglars födotillgång ändras till följd av fiske I många områden med hårt fiskade bestånd har man, förutom förändringar i djursamhällena i havet, även sett förändringar hos landlevande djur. Ofta får den här typen av kaskadeffekter konsekvenser som inte från början kunde förutses. I flera områden runt har man studerat hur olika fågelarter påverkas av det fiske som bedrivs. Till exempel har man sett att olika arter av måsfåglar och trutar gynnas av ett intensivt fiske, eftersom dessa specialiserat sig på att följa efter fiskebåtar och äta av utkast och rens (Tasker m.fl. 2000). Interaktioner mellan fiskarter som fiskas för framställning av fiskmjöl (t.ex. tobis och skarpsill) och olika fåglar som har dessa fiskar som sin huvudsakliga föda kan också förändras av fiske (Tasker och 1996). Tobis fiskas i perioder mycket hårt, och fisket konkurrerar således med fåglarna om samma, begränsade födoresurs. Man har sett att häckande fåglar tvingats flyga allt längre sträckor för att kunna fånga tillräckligt med föda åt sina ungar, vilket leder till lägre överlevnad hos såväl ungar som föräldrar (m.fl. 1992). Man har också visat att storlabb (havslevande fåglar) anpassar sin diet efter hur mycket tobis som finns i området och hur stort utkastet är från fiskebåtarna. När mängden tobis och utkast är lågt äter labben en högre andel andra sjöfåglar (Votier m.fl. 2004). Minskande fiskbestånd och minskade 1 FISKETS EFFEKT PÅ FISKPOPULATIONER utkast till följd av mindre bifångster kan alltså få förödande konsekvenser för vissa fågelarter. Minskad vikt hos sillgrissleungar i På utanför i har man undersökt vikten på sillgrissleungar (Österblom m.fl. 2001). Ungarna fångas in, ringmärks och vägs när de lämnar boet och ger sig ut på havet tillsammans med föräldrarna. Sillgrisslor föder upp en unge per säsong, och den helt dominerande födan för ungarna är skarpsill (Österblom och 2002). Undersökningen från visar att sillgrissleungarnas vikt minskat stadigt . Detta trots att mängden skarpsill i ökat. Mekanismen bakom detta något förvånande resultat är att som skarpsillen ökat i antal, har den åldersspecifika vikten minskat (t.ex. Casini m.fl. 2006). Skarpsillen har alltså blivit magrare, vilket innebär att varje fisk innehåller mindre energi (m.fl. 2006). Trots att sillgrissleungarna inte lidit brist på mat i kvantitativ mening, har de blivit magrare eftersom kvaliteten på deras mat försämrats. Varför har skarpsillen blivit magrare? Skarpsill är en fiskart som lever i stim och som livnär sig på djurplankton under hela livet. Skarpsill är en selektiv predator på djurplankton, vilket innebär att den aktivt väljer ut vissa arter eller livsstadier (t.ex. honor med ägg) som den helst äter (Casini m.fl. 2004). Djurplankton är små kräftdjur och hjuldjur som transporteras med strömmarna, men flera kan också simma ganska långa sträckor, t.ex. mellan djupare vatten och ytan. Djurplankton finns i en mängd olika former och storlekar, från de minsta, encelliga till större kräftdjur som kan mäta upp till ett par, . har vissa djurplanktonarter i minskat (t.ex. Möllmann m.fl. 2000). Framför allt är det stora arter med högt fettinnehåll (t.ex. Pseudocalanus) som minskat i förekomst, medan andra arter (t.ex. Acartia) har ökat (Möllmann m.fl. 2000). Några forskare har kopplat ihop minskningen av djurplankton med den utsötning som skett i (m.fl. 1998; Möllmann m.fl. 2000; Rönkönen m.fl. 2004). Utsötningen missgynnar de arter som är bättre anpassade till saltare vatten (t.ex. ovan nämnda Pseudocalanus) och leder till att deras förmåga att tillväxa och reproducera sig minskar. Andra forskare förklarar minskningen av vissa djurplankton med att skarpsillen ökat och totalt sett äter mer djurplankton än tidigare (Cardinale och 2000; Cardinale m.fl. 2002; Casini m.fl. 2006). Det man med säkerhet kan säga, är att det är födobrist som lett till att skarpsillen blivit magrare. Däremot är det inte helt klarlagt om födobristen framför allt orsakats av utsötning eller av ökningen av skarpsillsbeståndet. 1 FISKETS EFFEKT PÅ FISKPOPULATIONER Trålning förändrar havsbotten och djursamhällen Majoriteten av trålfisket efter bottenlevande fiskarter (t.ex. torsk, kolja och plattfiskar) och kräftdjur (t.ex. havskräfta och räka) sker i områden där djupet understiger 200 m (m.fl. 2002). Man har uppskattat att av världens kontinentalsocklar (den del av havsbotten som är närmast kontinenterna) trålas regelbundet (m.fl. 2002). Trålning sker över mjuka bottnar, dvs. sådana som har ett mjukt sediment bestående av leror, sand eller organiskt material. Förutom den direkta effekten på bottenlevande djur och växter förändrar trålningen också själva havsbotten. Det kanske mest uppenbara är trålningens påverkan på bottnarnas storskaliga topografi. På radarbilder över havsbotten kan man se den typiska randning som trålning orsakar. Stora trålbord som släpas över havsbotten åstadkommer diken, vilket leder till att topografin generellt blir mer grovhuggen. I dikena blir vattenomsättningen lägre, och som en konsekvens av detta kan syrebrist uppstå (m.fl. 2002). ... och småskalig påverkan Mittdelen eller fångstdelen av en trål består, förutom själva nätkassen, av vajrar med rullar, kedjor eller en bom som dras över havsbotten. Dessa kan jämföras med bondens harv, emedan trålborden är mer besläktade med plogen. Mittdelen av trålen medför således en utslätande effekt på sedimentytan. Trålningens största påverkan på bottenlevande organismer verkar, paradoxalt nog, vara denna utslätande effekt och inte de diken som trålborden medför. På liten rumslig skala är upphöjningar och gropar som orsakas av grävande organismer mycket viktiga, eftersom de skapar komplexitet i bottenlandskapet och främjar en hög biologisk artdiversitet. Sådana strukturer är också mycket viktiga livsmiljöer för ung fisk, då tillgången på föda och gömställen är god runt dessa (t.ex. m.fl. 1997). Man kan förvänta sig att regelbunden trålning inom ett område leder till gradvis försämrade livsmiljöer för fisk och andra djur, vilket leder till att mängden fisk som området kan producera blir allt lägre (m.fl. 2002). En annan viktig effekt av trålning är s.k. resuspension av bottensedimentet, vilket innebär att de mjuka materialen rörs upp. Effekten av trålning kan vara betydligt större än vindens effekt på bottensediment under haloklinen (och 1990). Resuspension kan medföra en rad effekter som inkluderar frisättning av näringsämnen som finns bundna i sedimentet, exponering av de syrefria lager som återfinns djupare ned i sedimentet, ökning av det biologiska syrebehovet, frisättning av miljögifter, samt tilltäppning av olika organismers födo- eller respirationsorgan (m.fl. 2002). Trålning påverkar de bottenlevande djuren (bl.a. kräftdjur och musslor) genom att förändra struktur såväl som funktion i dessa samhällen. 1 FISKETS EFFEKT PÅ FISKPOPULATIONER långsamt växande arter är generellt mer känsliga för störningar från trålning medan mindre individer och arter klarar sig bättre (Dinmore m.fl. 2003). Områden som trålas intensivt domineras därför ofta av snabbväxande individer och arter. Dessa områden uppvisar generellt sett också lägre biomassa och produktion jämfört med otrålade områden (m.fl. 2001). Vad är övergödning/eutrofiering? Övergödning är delvis en naturlig process där kväve och fosfor tillförs vatten och vattendrag från omgivande mark. Olika mänskliga aktiviteter gör emellertid att tillförseln ökar, vilket genererar en övergödningsprocess som kan få drastiska effekter för växt- och djurliv. Som exempel kan nämnas igenväxta vikar, intensiva algblomningar, grumligt vatten samt effekter för högre trofinivåer som fisk. Intensiv övergödning leder till ökad produktion av alger som när de sedimenterar ner på botten orsakar syrebrist, eftersom syre förbrukas när döda växter och djur bryts ned. Övergödning är ett världsomspännande problem som ofta manifesteras i kustzoner där mänsklig verksamhet på olika sätt står bakom en ökad tillförsel av kväve och fosfor. Beroende på en rad olika kemiska, hydrologiska och biologiska faktorer kan ett hav reagera olika på stor tillförsel av kväve och fosfor. är ett unikt hav på många sätt. Det är ett av världens största brackvattenhav () och angränsar till 9 länder med en sammanlagd befolkning på drygt 80 miljoner. Vidare är ett innanhav med ett begränsat vattenutbyte med genom och . Ett kraftigt tillflöde av sötvatten i norra , i kombination med inflöde av salt vatten från leder till att vatten är bräckt. Salthalten i vattnet ökar söderut men också med ökande djup. Detta ger upphov till ett språngskikt (haloklin) som skiljer saltare vatten vid botten från sötare vatten ovan språngskiktet, vilket resulterar i att omblandning mellan ytvatten och djupvatten sker mycket sporadiskt. En naturlig följd av detta är att vattnet nära botten lätt blir syrefattigt. Omrörning i vattenpelaren sker framför allt vid inflöden av salt och syrerikt vatten från . För att syresättning av bottenvattnet i djupare bassänger ska ske, krävs ett kraftigt inflöde. Detta sker med ett antal års intervall och skedde ett kraftigt inflöde 1993 och två mindre inflöden och 2005 (och . Få inflöden av saltvatten och hög tillförsel av närsalter har orsakat stora arealer med syrefria bottnar. Tillförsel av såväl kväve som fosfor har ökat dramatiskt och man har uppskattat att kvävetillförseln i är åtminstone fyra gånger så hög och fosfortillförseln åtta gånger så hög jämfört med (m.fl. 1985). För uppskattas att kvävetillförseln har tredubblats jämfört med värden uppmätta (m.fl. 1990). Nya modellberäkningar visar att tillförseln av den totala mängden kväve till har dubblerats sedan början av och tillförseln av totala mängden fosfor blivit så hög. Med en jämförelse av historiska data av bl.a. siktdjup kan dessa uppskattningar bekräftas (Savchuk et al. Det finns stora regionala skillnader vad gäller övergödningsproblematiken, och dessutom finner man lokala skillnader mellan kust och utsjöområden i de olika regionerna. är väl syresatt och inte uppvisar några tydliga effekter av övergödning, är situationen i Egentliga utsjöområden allvarlig med dålig syresättning och stora arealer med döda bottnar. En positiv trend är att situationen i kustområdena i Egentliga har förbättrats något. På har övergödningen resulterat i syrebrist precis som på östsidan. Man ser dock en något positiv trend i jämfört med (). 2.2 Kväve och fosfor de viktigaste näringsämnena Begränsa såväl kväve som fosfor Såväl kväve som fosfor måste begränsas om man ska få bukt med övergödningsproblematiken (Vahtera m.fl. 2007). I skötselplaner för måste även tas hänsyn till skillnader mellan olika havsområden, kust och uthav (Granéli m.fl. 1990). Vilka åtgärder som får bäst resultat är däremot inte helt klargjort till viss mån beroende på att man inte har full förståelse för hur olika faktorer samverkar när det gäller hur närsalterna omsätts och frigörs. Det handlar om ett komplext system där många olika faktorer samverkar (se faktaruta). Dessutom finns olikheter när det gäller omsättningen av kväve och fosfor, såväl regionalt som för kust och öppet hav. Det har visat sig att syreförhållanden i djupvatten har stor inverkan på hur såväl kväve som fosfor omsätts (Raateoja m.fl. 2005; Vahtera m.fl. 2007). En källa till tillförsel av kväve och fosfor är sedimenterat organiskt material (döda djur och växter) som bryts ned på botten. Vid nedbrytningen frigörs såväl kväve som fosfor. Under vårens blomning av alger i huvudsak kiselalger sedimenterar stora mängder organiskt material ner på botten. Som resultat av nedbrytningen blir syrehalterna låga i såväl sediment som bottenvatten. Vid låga syrehalter transporteras kväve ut ur systemet genom en process som kallas denitrifikation. Denitrifikation innebär att kväve i vattnet omvandlas till kvävgas som går upp till atmosfären. leder syrebrist till att fosfor frigörs från sedimenten och ackumuleras i vattnet (Conley m.fl. 2002). Mänsklig aktivitet bidrar till att närsalter tillförs vattenmiljön, från såväl luft (atmosfäriskt nedfall av kväve) som från land (genom avrinning från t.ex. jordbruksområden eller avlopp). För att kunna minska tillförseln av kväve och fosfor till lägsta möjliga kostnad, krävs en bättre förståelse för hur närsalterna omsätts och frigörs i våra akvatiska ekosystem (och 2001). När det gäller kvävets kretslopp visar ny forskning att det finns många olika vägar för kväve att transporteras ut ur systemet (Hannig m.fl. 2007) och att tidigare kända fakta om kväve måste revideras (Brandes m.fl. 2007). kan inte beslut om hur vi ska förvalta våra ekosystem vänta på att den vetenskapliga säkerheten ska infinna sig. Man kan därför se beslut som tas för att förvalta vår miljö som experiment, som man behöver övervaka, lära från och omvärdera (2001). 2.3 Generella effekter av övergödning Planktonalgers tillväxt och produktion styrs till stor del av mängden tillgängligt kväve och fosfor, samt i vilken proportion dessa förekommer. Generellt gäller att fosfor är det främsta begränsande näringsämnet i sjöar, medan kväve begränsar produktionen av planktonalger i haven. Det kan också variera mellan olika tider . I begränsas planktonalgerna i första hand av mängden kväve, medan sommarens alger främst begränsas av tillgången på fosfor (Granéli m.fl. 1990). Denna skillnad beror på att det är olika arter som blommar i . När ett näringsämne är begränsande, kommer en ökad tillförsel av detta att leda till en ökad produktion av planktonalger. har primärproduktionen i närapå fördubblats (Cederwall och 1990; Wasmund m.fl. 2001). Många sjöar har också uppvisat en ökad mängd planktonalger till följd av en ökad tillförsel av kväve och fosfor (bl.a. 2001). Mer planktonalger leder till att mängden partiklar i vattnet ökar vilket i sin tur påverkar vattnets siktdjup (Secchi depth). Siktdjupet är ett grovt mått på hur långt ner i vattenpelaren ljuset når. Ett försämrat siktdjup innebär sämre ljusförhållanden för de fastsittande makroalgerna (t.ex. blåstång) och kan leda till att deras djuputbredning minskar (se kapitel 2.5, avsnitt Förändringar i kustzonen). Man har observerat en tydlig försämring i siktdjupet i när man tittat på data från två tidsperioder 19141939 och 19691991 (och 1996). Vid nedbrytning av organiskt material som sedimenterat ner på botten åtgår syre, vilket kan orsaka syrebrist i sediment och bottenvatten. Särskilt omfattande blir syrebristen när mängden organiskt material är stor och då omrörningen i vattenpelaren är låg. En effekt av syrebrist är att vätesulfid bildas, vilket i sig är mycket giftigt för organismer. Vid syrebrist förändras också kvävets kretslopp. Systemets förmåga till denitrifikation, då sammansatt kväve omvandlas till kvävgas och transporteras ut ur systemet, försämras. Syrefria sediment frisätter också fosfor, som vid syremättnad ligger fast bundet i sedimentet (Conley m.fl. 2002). Syrebrist har klassats som ett av flera huvudsakliga hot mot kustnära ekosystem globalt (och 1995). I kustzonen har döda bottnar spridit sig exponentiellt och berörs mer än 400 områden av allvarlig syrebrist (och 2008). Syrebristens skadliga effekter på marin miljö är vida utbredd, och den eskalerande försämring som man observerat, där syrefria miljöer ökat exponentiellt över , är mycket drastisk (och 2008). Sommarblomningar av cyanobakterier i Blomningar av cyanobakterier (blågröna alger) har uppmärksammats av såväl medier som forskare. Sommarblomningar av cyanobakterier är naturligt förekommande i och har förekommit i drygt 7 (Bianchi m.fl. 2000). Några faktorer är särskilt avgörande för kraftiga blomningar; höga halter av fosfor, låga halter av kväve samt varmt och stilla vatten (Wasmund 1997; m.fl. 2001). Cyanobakterier har en särskild förmåga som ger dem en stor konkurrensfördel i förhållande till andra växtplanktonarter de kan använda sig av kvävgas som finns löst i vatten, s.k. kvävefixering. Andra planktonalger är beroende av sammansatta former av kväve som generellt förekommer i begränsade mängder i vattnet. Cyanobakteriers förmåga att binda kvävgas och omvandla den till sammansatt kväve gör att stora mängder kväve tillförs (m.fl. 2001; m.fl. 2007). Den totala mängd kväve som tillförs är svår att uppskatta och varierar säkerligen mellan olika år. Flera undersökningar visar dock att det rör sig om storleksordningen (m.fl. 2001; m.fl. 2007). Detta innebär att kvävefixeringen tillför nästan lika mycket kväve till som de vattenburna källorna och mer än det atmosfäriska nedfallet (m.fl. 2007). Det är oklart huruvida sommarblomningar av cyanobakterier verkligen ökat i förekomst i Ös- tersjön. Ett par studier visar en ökning och framåt, medan andra studier inte visar någon ökning (Almesjö 2007 och referenser däri). Eftersom utbredningen av cyanobakterieblomningar varierar mycket, såväl mellan olika perioder som mellan olika år, är det svårt att upptäcka entydiga trender (Almesjö 2007). Åtgärder för att begränsa effekter av övergödning Förutom att minska själva tillförseln av kväve och fosfor till sjöar och hav används och diskuteras även mer drastiska metoder för att minska effekterna av övergödning. För har sommarblomningar av cyanobakterier blivit själva sinnebilden för ett övergött hav, även om problemen inte stannar vid dessa blomningar. Det som skett i kan beskrivas som en ond cirkel som uppkommit genom att de ökade mängderna av näringsämnen ökat produktionen av växtplankton, vilket i sin tur gett en försämrad syresituation. syrehalterna leder till att kväve transporteras ut från systemet (denitrifikation), som fosfor frigörs från sedimenten mängden kväve i djupvattnet minskar således med tiden medan mängden fosfor ökar. Dessa förhållanden skapar förutsättningar för kraftiga blomningar av cyanobakterier. Det är alltså till stor del en intern process som äger rum och som reglerar kväve och fosfor i förhållande till varandra, och i slutänden även blomningen av cyanobakterier (Vahtera m.fl. 2007). För att komma tillrätta med framför allt syresituationen i bottenvattnet, har två huvudsakliga åtgärder föreslagits; utfällning av fosfor och syresättning av bottenvatten. Dessa föreslagna åtgärder är fortfarande på planeringsstadiet och vid dags datum är det inte fastställt huruvida dessa kommer att användas. För att minska mängden fosfor i framför allt Egentliga kan man på kemisk väg skapa utfällningar av fosfor i sedimenten (och 2008). Det har tidigare gjorts i sjöar men förutsättningen för att det ska fungera i marin miljö återstår att undersöka. För att undersöka konsekvenserna av en sådan åtgärd planeras studier i laboratorium i mindre skala, där man kan pröva olika substanser och med resultat av dessa experiment sedan testa systemen i naturlig miljö (och 2008). En möjlig åtgärd är att tillsätta aluminium, t.ex. i kombination med kalcium för att fastlägga fosforn (S. , personlig kommentar). Genom att fastlägga fosfor på grunda områden kan man också begränsa belastningen i öppna . Fastläggning av fosfor kan, om det fungerar, vara en av flera åtgärder för att minska övergödningen och dess effekter i Egentliga . Men det krävs också en långsiktig strategi för att minska fosforläckaget kombinerat med minskade utsläpp av kväve. Minskad kvävetillgång skulle begränsa vårblomningen, vilket i sin tur minskar frisättningen av fosfor från sedimenten. Om man dessutom lyckas fälla fosfor i kustzonerna borde resultatet av dessa kombinerade åtgärder leda till minskade sommarblomningar av cyanobakterier i (och 2008). För att syresätta bottenvatten där det råder syrebrist finns förslag om att pumpa ned syre från det syrerika ytvattnet till djupvattnet under språngskiktet. I en ny rapport från (NV DNR: 806-390-06 och DNR: 304-5453-07 Nh) har man på regeringens uppdrag och i samråd med andra aktörer utrett möjliga åtgärder, effekter och kostnader för att i bottenvatten öka syrehalten och minska sedimentläckaget av fosfor där det behövs. Man framhåller i rapporten att de redovisade biomanipulationsmetoderna inte angriper problemen, utan endast är olika typer av symptombehandling. För att angripa problemet med övergödning måste man i första hand inrikta sig på ett uthålligt fiske av torsk och att minska tillförseln av fosfor och kväve från land (NV DNR: 806-390-06 och DNR: 304-5453-07 Nh). Man påpekar också att grundförutsättningarna för restaurering i och kustzonen skiljer sig från sjöar på många sätt, delvis beroende på storleken och saliniteten som skapar skiktförhållandet i . Dessutom finns en risk att de miljögifter som finns bundna i sediment frigörs om djupvattnet syresätts (NV DNR: 806-390-06 och DNR: 304-5453-07 Nh). Fisk som ett medel för att minska övergödning I syfte att åstadkomma klarare vatten och ett bättre fiske startade ett projekt i Himmerfjärden i . Trots att utsläppen av näringsämnen till fjärden har minskat betydligt, är vattnet fortfarande grumligare än vad det skulle vara utan tillskott av näringsämnen (och 2005; och 1993). Forskarna tror att detta kan bero på att mängden strömmingsungar i fjärden är så stor och att dessa äter stora mängder djurplankton. Bristen på djurplankton leder i sin tur till att mängden växtplankton är hög, trots att belastningen av näringsämnen minskat. kommer 290 000 årsungar av gös att sättas ut i fjärden, vilket är tänkt att öka predationen på strömming och i förlängningen ge en ökad mängd djurplankton som kan äta mer växtplankton. Gös fiskas intensivt i området, men genom information till allmänheten kan upptag av gös förhoppningsvis undvikas. På så vis ges gösarna tid att växa till sig och kan fortsätta äta strömming. Uppföljning kommer att ske kontinuerligt genom bl.a. provfisken och växtplanktonprover. Liknande projekt har tidigare genomförts i sjöar, t.ex. i i , där stora mängder djurplanktonätande karpfiskar avlägsnades (1999). I uppföljningen av kunde både klarare vatten och minskad växtplanktonbiomassa konstateras (m.fl. 1999). är det första i sitt slag som genomförs i havsmiljö. Om projektet faller väl ut, är det ett starkt argument för att ytterligare minska torskfisket i och att använda sig av utsättningar av rovfisk för att motverka effekter av övergödning på en större skala (, personlig kommentar). 2.4 Övergödningens effekter på fisksamhällen Fångsterna av de kommersiellt viktiga arterna torsk, strömming och skarpsill tiodubblades mellan mitten av och (och 1990). Förklaringen till de stora fiskfångsterna är kopplat till ett mer intensivt fiske med effektivare fångstmetoder och minskad predation av säl. Men den högre fiskproduktionen kan också vara ett resultat av övergödningen (och 1990; Österblom m.fl. 2007). Även om övergödningen i ett inledande skede kan leda till en ökad produktion av fisk, visar studier att vissa arter påverkas negativt. Detta är delvis kopplat till sämre syreförhållanden. Effekter av övergödning är tydligare för fiskbestånd som spenderar hela sin livscykel i kustzonen, jämfört med fiskbestånd i utsjöområden. Övergödning en viktig strukturerande faktor i har genomgått stora förändringar , vilket bl.a. avspeglas i förändringar av fisksamhällen. Förutom de minskade sälbestånden och det höga uttaget av torsk är övergödningen en faktor som haft en viktig strukturerande effekt på ekosystem. Övergången från ett näringsfattigt till ett näringsrikt hav kan ses som ett regimskifte på grund av de effekter det har haft på födoväven (Österblom m.fl. 2007). Ett regimskifte innebär att förhållandena som råder är relativt stabila och att det kan vara svårt eller rent av omöjligt att återgå till tidigare stadier av . En stor del av kunskapen man har om kopplingen mellan övergödning och effekter på fisksamhällen kommer från observationer i sjöar. I sjöar har man t.ex. visat att en viss tillförsel av näringsämnen gynnar de flesta fiskarter.