Human impacts in coastal ecosystems -effects on ecosystem structure and function

ECOCOAST undersøker hvordan menneskelig aktivitet påvirker økosystemene langs norskekysten gjennom fiskeoppdrett, fiskerier og klimaendringer. Vi har fokusert på fire problemstillinger og studiesystemer: 1) effekten av oppdrettsanlegg på villfisksamfunn, 2) effekten av bunntråling på det biologiske mangfoldet av bunndyr, 3) effekten av havklima og fluktuasjoner i høstbare fiskebestander på sjøfuglsamfunn og den romlige organiseringen av pelagiske økosystemer, og 4) hvordan endrede isforhold og invasjon av kongekrabbe påvirker forholdene for havdykkender på Svalbard og i Nord-Norge. Nøkkelresultater: Oppdrettsanlegg påvirker villfisk gjennom utslipp av spillfôr og smitte fra lakselus. Det har vært gjort forsøk for å undersøke tålegrensen hos laksefisk med hensyn til lakselus. Eksperimentelle studier viser at lakselus reduserer overlevelsen av villaks, og det er utviklet modeller for å simulere spredning av lakselus fra oppdrettsanlegg og ut i det marine miljøet. Vi har også gjort en rekke feltstudier for å dokumentere effekten av spillfôr på villfisk rundt merdene. Studiene viser at villfisk nær oppdrettsanlegg i stor grad konsumerer spillfôr, og at dette i noen grad reduserer konsumkvaliteten. Blant annet viser studiene at fettsyre-, metabolitt- og isotop-profiler avviker mellom sei som har spist spillfôr og naturlig føde. Bunntråling kan ha store konsekvenser for den marine bunnfaunaen. Vi har analysert et omfattende datamateriale over trålingsaktivitet og det biologiske mangfoldet av bunndyr i Barentshavet. Resultatene viser at trålingsaktiviteten i det sørvestlige Barentshavet varierer geografisk fra nesten ingen til høy aktivitet. Trålingsintensiteten varierer imidlertid lite fra år til år. Man forventer spesielt sterke negative effekt av bunntråling på makrobenthos, ettersom denne gruppen omfatter store arter med et langt livsløp. I denne gruppen fant vi, selv ved relativt lav trålingsintensitet, negative effekter på totalt antall arter og individer. En rekke faunagrupper og enkeltarter peker seg ut som mulige indikatorer for påvirkning; noen har negativ sammenheng mens andre har positiv sammenheng med trålingsintensitet. Endringer i havklima og fluktuasjoner i pelagiske fiskestammer som sild og lodde har stor betydning for strukturen til marine pelagiske økosystemer. Ved hjelp av data fra de omfattende økosystemtoktene i Barentshavet har vi undersøkt den romlige sammenhengene mellom predator og byttedyr på flere trofiske nivåer. Analysene viser hvordan fluktuasjoner i loddebestanden og endringer i havklima påvirker utbredelsen av, og interaksjonene mellom pelagisk fisk, torsk, marine pattedyr og sjøfugl. Det har også vært gjennomført analyser av regionale og nasjonale bestandsstørrelser og trender for 17 sjøfuglarter langs norskekysten og på Svalbard. Resultatene viser en sterk nedadgående trend for mange arter, men det er imidlertid regionale og artsvise forskjeller. For å finne årsakene til de observerte bestandsendringene, har vi gjennomgått litteratur med hensyn til miljøfaktorer som påvirker de enkelte artene, samt status for de viktigste marine næringsemnene langs norskekysten. Endringene i sjøfuglbestandene er knyttet til storskala økosystemendringer, men årsakssammenhengene er komplekse, og i mange tilfeller et resultat av indirekte trofiske interaksjoner. De viktigste endringene i de marine økosystemene som har betydning for sjøfuglenes næringssituasjon er klimaendringer, endringer i fiskeriene, fluktuasjoner i de pelagiske fiskebestandene og endringer i tareskogsystemene. Havdykkender ernærer seg i stor grad av fastsittende bunndyr som skjell og kråkeboller. Endringer i bunnfaunaen langs kysten og i fjordene påvirker derfor næringsgrunnlaget til de store bestandene av havdykkender som overvintrer langs kysten av Nord Norge. To viktige faktorer som kan påvirke næringsforholdene er isforhold og invasjonen av kongekrabbe i Øst Finnmark. For å undersøke disse to faktorene har vi samlet inn data over hvordan fordelingen av sjøender i to ulike fjordsystemer endrer seg gjennom året og fra år til år. For videre å undersøke individuelle endringer i beite- og migrasjonsmønster, har vi også utstyrt ærfugl med loggere som registrerer migrasjonsmønster og dykkeaktivitet gjennom året. Studier viser også at reirpredasjon fra rev, mink, kråke og måker har konsekvenser for bestandene av ærfugl. I Arktis har isforhold betydning for om polarrev får tilgang til koloniene, og i år med mye is avstår hunnene fra hekking. Studier viser også hvordan aktiv bekjempelse av predatorer har stor effekt på bestandsutviklingen.

Coastal ecosystems are under increasing pressure from human drivers, including climate change, harvesting, invasive species and habitat disturbance. In this project, we will investigate how the structure and function of coastal ecosystems in Norway are af fected by specific human drivers. The project is organized in four work packages (WPs) that adhere to one of two themes. Each WP consists of a multi-disciplinary team that will investigate the effect of specified human drivers on important parts of the ec osystem. In the first theme, we will investigate the effect of habitat change on biodiversity and ecosystem functioning. Fish farming and bottom trawling are human activities with presumed large impacts on Norwegian coastal habitats. Using a BACI approach , WP 1 will investigate the effect of fish farming on wild fish communities. Based on existing large scale data on bottom trawling and benthic biodiversity, WP2 will study the effect of trawling on the functional diversity of benthic communities. In the second theme, we will investigate how climate change and harvesting affect trophic interactions and the spatial structure of the ecosystem. Climate change and harvesting generate large fluctuations in the abundance and spatial distribution of small pelag ic fish. In WP3, we will investigate how these changes affect the spatial structure and trophic interactions in the pelagic ecosystem. Changed ice conditions and the invasion of red king crab are expected to have large impact on the benthic communities in Arctic and sub-Arctic coastal ecosystems. In WP 4, we will combine large scale datasets and experimental enclosures to investigate how predation from seaducks, changed ice conditions and the invasion of red king crab affect the predation on benthic comm unities in the sublittoral zone.