Climate effects from mountains to fjords

Norsk institutt for vannforskning (NIVA) har i perioden 2011-2015 hatt en strategisk instituttsatsing (SIS) knyttet til klimaeffekter på vann fra fjell til fjord (Climate effects from mountains to fjords). Instituttsatsingen har vært forankret i «NIVAs strategi mot 2020», hvor klimaeffekter knyttet til vann er én av tre prioriterte forskningsområder. I tillegg har satsingen tatt utgangspunkt i «Miljøvern-forvaltningens prioriterte forskningsbehov 2010-2015». Den vitenskapelige produksjonen og kunnskapsformidlingen fra SISen har i løpet av disse 5 årene gitt viktige bidrag til å oppfylle både instituttets strategiske mål og forvaltningen behov for mer kunnskap om klimaendringers betydning for vannmiljøet. De ulike delprosjektene innenfor SISen har til sammen produsert 37 vitenskapelige artikler i tidsskrifter med referee-ordning, 77 foredrag på nasjonale og internasjonale møter og konferanser, og i tillegg formidlet resultater gjennom en rekke populærvitenskapelige artikler, avisoppslag og intervjuer i radio/TV. Hovedmålet med SISen har vært å studere integrerte effekter av klimaendringer på fysiske, kjemiske og biologiske forhold i økosystemer fra fjell til fjord, og vurdere konsekvenser og mulige tilpasninger for viktige sosiale og økonomiske sektorer. SISen har vært delt opp i fire arbeidspakker: (1)Karbon- og nitrogenomsetning i utmarksområder, (2) Nitrogen- og fosforavrenning i lavlandsvassdrag, (3)Interaksjoner mellom ferskvann og fjorder og (4) Vurdering av samfunnseffekter og aktuelle tilpasninger. På tvers av alle tema har det vært et fokus på å studere: (i)Effekter på ulik tidsskala (langsomme endringer, så vel som ekstreme hendelser, (ii)Koplinger mellom ulike økosystemkomponenter; terrestrisk, ferskvann, marin, og (iii)Koplinger mellom fysiske, kjemiske & biologiske faktorer i de samme systemene. Viktige metodiske verktøy har vært analyse av overvåkingsdata med ulik tidsoppløsning fra lange dataserier (>25 år) til høyoppløselige sensordata (timesnivå), gjennomføring av eksperimenter for å teste spesifikke hypoteser, samt bruk av matematiske modeller for å kombinere miljøinformasjon og prosesskunnskap i tid og rom og for å simulere mulig fremtidig utvikling ved endring av ytre, klimarelaterte miljøbetingelser. Satsingen har vært organisert i delprosjekter som har adressert ulike problemstillinger innenfor, eller på tvers av de fire arbeidspakkene. Prosjektene har generert ny kunnskap om samspillet mellom terrestriske og akvatiske økosystemers respons på klimavariasjon og -endringer og hvordan dette i neste omgang kan påvirke viktige økosystemtjenester som drikkevann, badevann og energiproduksjon. Det er det tatt i bruk ny sensorteknologi for å dokumentere korttidsendringer av miljøvariable i forbindelse med ekstremvær og videreutviklet. Videre har flere av prosjektene benyttet seg av-, tilpasset eller videreutviklet matematiske modeller for å simulere hvordan fremtidige klimaendringer kan påvirke hydrologi, vannkvalitet og økologiske forhold i vannforekomstene. Selv om NIVAs Klima-SIS nå er avsluttet vil NIVAs forskning på klimaeffekter bare intensiveres i tiden framover. Vi står ovenfor store samfunnsutfordringer og spørsmålene som rettes til forskerne står i kø. Klimaeffekter vil blant annet være et tverrgående tema i alle de 4 SISene som NIVA jobber videre med fra 2016: (1) Havforsuring, (2) Land-hav interaksjoner, (3) Urbane vannutfordringer og (4) Restaurering av akvatiske økosystemer. Klimaendringene og utfordringene dette får for natur og samfunn ser dessverre bare ut til å øke i tiden framover. Vi er nærmest blitt vant til at temperatur- og nedbørrekorder blir slått og at vi stadig oftere opplever naturskader som følge av vind, flom og skred. Det er naturlig at materielle ødeleggelser og trusler mot liv og helse er i hovedfokus i forbindelse med slike ekstreme hendelser, men det som kanskje ikke får like store avisoverskrifter er både de kortsiktige og langsiktige konsekvensene klimaendringene kan ha for balansen i naturen og for økosystemtjenester som vi er avhengige av. Det kan være langsomme effekter som f.eks. at temperaturen i en rekke innsjøer i verden (deriblant Mjøsa) har økt de siste 25 år (O'Reilly et al. 2015. Geophysical Research Letters, DOI: 10.1002/2015GL066235). Det trenger ikke å virke dramatisk i utgangspunktet, men vi vet fra tidligere at dette kan ha alvorlige følger på økosystemenes funksjon ved at: nøkkelarter kan forsvinne, nye kan vandre inn og forandre økosystemene, vi kan få økt oppblomstring av giftige alger, oksygensvinn, mv. Det kan også være effekter av kortvarige episoder som f.eks. flom i byer, som i sin tur kan forurense vassdrag og sjøområder med næringssalter, miljøgifter og sykdomsfremkallende bakterier og virus

Climate change poses a threat to aquatic and terrestrial ecosystems, as well socio-economic interests related to vulnerable public sectors and resource-based industries. To study the integrated effects of climate change on aquatic ecosystems and assess po ssible consequences and adaptive options for important social and economic sectors NIVA proposes a five-year Strategic Institute Initiative (SIS): Climate effects from mountains to fjords. The programme contains four major research themes (workpackages) r elated to climate change: 1) Effects on carbon/nitrogen cycling in natural ecosystems, 2) effects on runoff from agricultural/cultivated ecosystems, 3) effects on hydrophysical, biogeochemical and ecological conditions in fjords, and 4) assessments of soc ial impacts and evaluation of adaptation strategies. The programme will form an important strategic platform for NIVAs climate change research for the years to come, and at the same time provide a basis for the environmental authorities to perform knowle dge-based implementation of necessary and cost-effective adaptation measures.