Tilbake til søkeresultatene

MILJØFORSK-Miljøforskning for en grønn samfunnsomstilling

WATER: Ecosystem responses to different regulation regimes (ECOREG)

Tildelt: kr 4,5 mill.

De fleste elver og bekker over hele verden opplever naturlige variasjoner i vannføring gjennom året. Mens klimaendringer øker risikoen for ekstreme oversvømmelser og ekstrem tørke, er "normal" flom og tørke en del av den naturlige rytmen i elvas økosystem. Naturlige variasjoner i vannføring er viktige for disse økosystemene fordi de "renser" elvebunnen. Selv om dette åpenbart er katastrofalt for organismer som blir revet vekk av en flom - eller som tørker ut - skaper det samtidig plass for andre organismer som kan kolonisere elven på ny. Imidlertid blir flere og flere elver over hele verden regulert. I Norge er mer enn to tredjedeler av elvene påvirket av regulering og dette har endret den naturlige vannføringsdynamikken. Forskere ved Norsk institutt for vannforskning (NIVA), i samarbeid med Norsk institutt for naturforskning (NINA) og kollegaer fra Tyskland, ønsket å finne ut mer om denne dynamikken - og hvordan den påvirker organismer som bor i bunnen av elver, slik som insekter, snegler og andre små virvelløse skapninger (kjent som makroinvertebrater), og også begroingsalger (også kjent som bentiske alger). Begroingsalgene er selve grunnlaget for mange næringsnett i elv. Bunndyrene spiser alger - mens dyrene selv er viktig mat for fisk. Vil endret vannføring ha konsekvenser for dyr og alger på elvebunnen? Forskerne bruker i sitt arbeid indekser av virvelløse dyr og begroingsalger for å vurdere den økologiske tilstanden i elver med hensyn til forsuring og tilføring av næringsstoffer. Er disse indeksene brukbare også i regulerte elver? Og får andre påvirkningskilder, som forsuring eller tilføring av næringssalter (eutrofiering), andre konsekvenser når det er i kombinasjon med en endring i vannføring? Hver elv er spesiell på sin egen måte, og har et litt annet vannføringsregime, litt annerledes sedimenter, ulik vannkjemi, etc., enn naboen. Samspillet mellom så mange faktorer, som alle påvirker bunndyr og begroingsalger, gjør det vanskelig å oppdage effekten av kun vannføringen blant alle andre påvirkningskreftene. En praktisk måte å «standardisere forholdene» på, dvs. å oppnå de samme forholdene i mange strømmer, er å lage kunstige renner. Disse konstruksjoner er laget av f.eks. stål, med vann som løper gjennom. I dette prosjektet manipulerte forskerne vannføring og næringsstoffer (nitrogen og fosfor) i rennene. De fant ut at en økt tilførsel av næringsstoffer - ikke overraskende - etter noen dager fører til oppblomstring av bentiske alger. Dette er ganske enkelt fordi alger "spiser" på næringsstoffer, og mer mat fører til bedre vekst. - Vi har også funnet at en moderat økning i strømmen forårsaket en økning i begroingsalger, sier Susanne Schneider, seniorforsker ved NIVA. Dette kan virke overraskende, fordi vi alle vet at en stor flom kan "rense" bunnen, dvs. kan rive av alger fra der de har festet seg og vaske dem bort. Men en moderat økning i strømmen kan ha en positiv effekt på algeveksten, fordi den ikke er sterk nok til å rive av algene, men samtidig transporterer mer vann med næringsstoffer. Dette betyr mer tilgjengelig mat for algene, noe som igjen fører til økt algvekst. Forskerne så også at da næringsstoffer og vannføring begge ble økt samtidig, var effekten på algebiomassen mindre enn summen av de respektive individuelle effektene. Dette interessante funnet skyldes at en høyere biomasse av bentiske alger - forårsaket av flere næringsstoffer - lettere kan bli revet av med en moderat økning i strømmen. - Det vi lærer av dette er at en flom i en næringsrik elv vil ha annerledes konsekvenser enn en flom i en næringsfattig elv, sier Schneider. Siden "kontrollerte" renner aldri kan bli det samme som "ekte" økosystemer, valgte forskerne å også studere totalt 64 elver i Norge og Tyskland - 32 regulerte elver og like mange uregulerte. Ingen av indeksene av virvelløse dyr og bunnalger som brukes til vurdering av økosystemstatus ble påvirket av vannstrømningsregimet. Dette antyder at disse indeksene kan brukes på både regulerte elver og ikke-regulerte. Forskerne fant imidlertid at ved en endret vannføring som er relativt stabil over flere år, endrer artssammensetningen seg med flere arter som foretrekker langsomt flytende vann. Et annet funn som fanget forskernes interesse var at naturlige forskjeller i vannføring hadde samme effekter på biota som kunstig modifiserte strømningsregimer. Verken bunndyr eller begroingsalger brydde seg særlig om forskjeller i vannnføringen skyldtes naturlige årsaker eller menneskelige inngrep i naturen. Vi fant at ekstreme hendelser som oversvømmelser og tørke har kortsiktige effekter på både alger og dyr på elvebunnen. Der algene ble mest påvirket av flom, ble dyrene mer berørt av tørke. Imidlertid, innen få uker eller måneder etter ekstreme hendelser, kommer det vanligvis nye alger og dyr til elven, slik at de langsiktige effektene var få.

Hydropower production, despite being presented as a clean source of energy, fundamentally transforms rivers, with concomitant consequences for river ecosystems. ECOREG aims at detecting the responses of primary producers (benthic flora) and primary consum ers (benthic macroinvertebrates) to different hydrologic regimes in rivers in Norway. We will focus on benthic invertebrates and benthic flora, because both are mandatory organism groups with respect to the WFD. In addition, differences in hydrologic regi me are expected to highly impact these organisms, while at the same time the ecological consequences are poorly understood. We will i) study the effects of detailed and continuously recorded hydrologic regime on species assemblies and traits at 40 regulat ed and unregulated river sites, ii) study basic ecosystem functions, i.e. food web structure and energy and nutrient flow in experimental flumes, and their reaction to changes in hydrologic regime, and iii) study the effects of multiple stressors (mainly eutrophication and regulation) on species assemblies and traits based on existing data on biology and water chemistry, which we will supply with information on hydrologic regime. We aim at i) contributing to the definition of good ecological potential in regulated rivers, ii) developing an easy-to-use method for defining minimum flow targets, and flow restrictions (e.g. hydropeaking), iii) setting the foundations for predicting ecosystem responses to the expected hydrologic changes related to climate chan ge, and iv) detecting whether or not the effects of river regulation are different from natural differences in hydrologic regime (testing the hypothesis that regulated rivers are a model for what will happen to unregulated rivers in response to climate ch ange). In addition, ECOREG will strengthen our knowledge on what controls species assemblies and ecosystem functions, thus helping us to understand what controls the delivery of important ecosystem services.

Budsjettformål:

MILJØFORSK-Miljøforskning for en grønn samfunnsomstilling