NYHET Om klimatförändringarna kommer att medföra att nederbörden ökar, så innebär det även att älvtillrinningen ökar. Hur kommer det att påverka den marina födoväven i kustområdena? Det undersöks just nu av en europeisk forskargrupp i mesoskosmanläggningen på Umeå marina forskningscentrum.
Syftet med det pågående experimentet är att besvara frågan: Kommer en ökad älvtillrinning att orsaka en förändring i den marina födoväven, från att vara växtplanktondominerad till att bli bakteriedominerad? Forskarna försöker återskapa naturliga vårflodsförhållanden i mesokosmerna. De är fyllda med havsvatten som innehåller hela födoväven: bakterier, växtplankton och djurplankton. Även småabborrar har tillsatts.
På grund av att älvarnas avrinningsområden används på olika sätt i norr respektive i söder har varje älv som har sitt utlopp i Östersjön sin egen sammansättning av kol, kväve och fosfor likaväl som sin egen bruna färgton beroende av koncentrationen av löst organiskt kol. Därför behandlas tre av mesokosmerna med vatten som liknar vårfloderna som strömmar in i Bottniska viken och tre med vatten som likar vårfloderna som har sitt utlopp i södra egentliga Östersjön. Det simulerade älvtillrinningsvattnet har tagits fram genom att använda jordextrakt från avrinningsområdena kring älvar med utlopp i Bottenhavet respektive Egentliga Östersjön.
Områdena kring älvarna i norr används främst för skogsbruk. Därför är älvarnas vatten ganska brunt och innehåller mycket löst organiskt kol och humusämnen jämfört med kväve- och fosforhalterna. Floderna i söder däremot omges främst av jordbruksmark, vilket får till följd att vattnet är mindre brunt och innehåller mindre löst organiskt kol jämfört med kväve- och fosforhalterna. Om klimatförändringarna orsakar ökad nederbördsmängd kommer tillrinningen av det bruna, kolrika och kväve- och fosforfattiga vattnet i norr att öka. Detta skulle allvarligt kunna påverka det marina livet i kustområdena.
- Basen i en normal födoväv domineras av växtplankton, vars tillväxt begränsas av tillgången till ljus och mängden tillgängligt kväve och fosfor. Bakterier å andra sidan begränsas av tillgången till organiskt kol och tävlar med algerna om kväve och fosfor. Om stora mängder brunt och kolrikt vatten tillrinner – vilket är fallet i norr under våren – får bakterierna plötsligt förstärkt tillgång till organiskt kol samtidigt som ljusförhållandena försämras. Detta skulle kunna orsaka en förändring i födoväven, förklarar Owen Rowe, forskarassistent i marin ekologi på Umeå universitet och en av forskarna bakom experimentet.
I södra egentliga Östersjön kan förhållandena däremot vara de motsatta: ökad älvtillrinning kan istället förmodas orsaka övergödning i kustområdena. Det skulle bero på att älvvattnen i söder har högre kväve- och fosforhalter i förhållande till mängden kol än de nordliga älvarna har. I söder förser det näringsrika och endast svagt brunfärgade älvvattnet växtplanktonen med rikliga mängder kväve och fosfor samtidigt som ljusförhållandena fortsätter att vara goda.
Fram till alldeles nyligen trodde forskarna att den ökade tillrinningen även skulle orsaka övergödning i Bottniska viken, men nya rön framtagna av forskare inom programmet Ecochange har visat att effekten snarare kommer att bli den motsatta. De har sett möjliga indikationer på att födoväven går från att vara växtplanktondominerad till att bli bakteriedominerad vid vårfloderna vid Råne- och Öreälvsmynningarna i Bottenviken respektive Bottenhavet. Deras upptäckt utgör grunden för det pågående mesokosmexperimentet.
Den bakteriedominerade födoväven är mindre effektiv och transporterar inte energin den rakaste vägen jämfört med en normal födoväv. Det kan innebära mindre mat för fisken. Om den bakteriebaserade födoväven blir den dominerande kan det alltså vara negativt för fisken i Bottniska viken. Fiskpopulationerna kan komma att minska. Med andra ord kan man säga att en effekt av klimatförändringarna faktiskt kan bli färre fiskar i Bottniska viken, eller åtminstone avsevärt hårdare konkurrens om maten.
För att se om kolet som tillförs med det konstgjorda älvvattnet faktiskt tas upp i födoväven och därmed tar bort bakteriernas beroende av det organiska kol som växtplanktonen läcker och möjliggör en födovävsförändring mot ökad bakteriedominans, fastställer forskarna kolets ursprung i alla delar av födoväven genom att mäta signaler från stabila isotoper av kol och väte.
Provtagningen utförs två gånger i veckan. Då mäts även artrikedomen, artsamhällets struktur och produktionen inom varje organismgrupp, samt ett stort antal fysikaliska och kemiska parametrar.
Samtliga resultat från experimentet beräknas inte vara sammanställda förrän till nästa vår, men redan nu ser försöket lovande ut. Efter två veckor snurrar det på helt enligt planerna.
- Vi ser redan tydliga effekter av de behandlingar vi utför, och vi hoppas verkligen kunna spåra mätbara effekter av de olika kol-, kväve- och fosforförhållandena ända upp till fisknivå. Det har inte gjorts i marina system förut. Ju längre experimentet kan pågå och fiskarna fortfarande har mat att äta, desto mer ökar chanserna för att vi ska kunna se förändringar genom hela födoväven, säger Owen Rowe.
Foto: Andrea Gillgren
Experimentet ingår i studien Mesoaqua River och utförs på Umeå marina forskningscentrum (UMF). Det finansieras av nätverket Mesoaqua (EU:s sjunde ramprogram (FP7/2007-2013) under finansieringsöverenskommelse nr 228224, Mesoaqua) och av forskningsprogrammet Ecochange, som är en del av regeringens satsning på strategiska forskningsområden. Studien är ett samarbete mellan Lasse Riemann (Köpenhamns universitet, Danmark), Colin Stedmon (Nationella institutet för akvatiska resurser, Danmark), Agneta Andersson (Umeå universitet) och Owen Rowe (Umeå universitet). Ulf Båmstedt, Elin Lindehoff och Andreas Brutemark vid UMF, bland andra, deltar också i projektet.
MesoaquaEcochangeUMF:s mesokosmanläggning
Agneta AnderssonProfessor i marin ekologi, Umeå universitet
E-post: agneta.andersson@emg.umu.se
Telefon: 090-786 98 45
Redaktör: Andrea Gillgren