Tilbake til søkeresultatene

KLIMAFORSK-Stort program klima

Effects of climate change on boreal lake ecosystems: Productivity and community responses

Tildelt: kr 11,1 mill.

Prosjektnummer:

224779

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2013 - 2017

Midlene er mottatt fra:

Samarbeidsland:

Bakgrunn, mål og hypoteser: Prosjektet ?Effects of climate change on boreal lake ecosystems: Productivity and community responses? (ECCO) ble avsluttet våren 2016. Prosjektet var motivert av de sterke endringer som skjer i ferskvann over store deler av den boreale sone: vannet blir brunere, noe som har en rekke konsekvenser for akvatiske økosystemene. Samtidig skjer også en endring i transport av andre elementer som jern, fosfor, nitrogen og kalsium som også påvirker økosystemer i elver, innsjøer og kystsone. Disse endringene henger sammen med forandringer i de terrestre nedbørfeltene, og skyldes klimaendringer (både temperatur og nedbør), atmosfærisk tilførsel av nitrogen, økt tilvekst av skog og redusert nedfall av sur nedbør. Den sentrale problemstilling har vært å få forståelse for hva som styrer eksport av løst organisk materiale til vann, og de vannkjemiske og biologiske effektene av dette. Prosjektet ble strukturert med tanke på å adressere følgende hovedhypoteser: - Innsjøproduksjon vil avta på grunn av brunere vann (mer terrestrisk organisk karbon - DOC). Dette vil gi økt heterotrofi og mer avgassing av CO2 til atmosfære. - Økt oppvarming, dels på grunn av brunere vann og økt lysabsorbans, vil gi redusert cellestørrelse. - Endringer i DOC, lys, næringssalter og temperatur vil gi endringer i artssammensetning og samfunnsstruktur på alle nivåer fra alger til fisk. Dette ble adressert gjennom 5 arbeidspakker, der det ble fokusert på prosesser som styrer eksport av løst organisk karbon og andre elementer fra land til vann, samt konsekvensene av dette både i form av produksjon, struktur og produksjon av klimagasser. Siden klima også påvirker innsjøer direkte gjennom oppvarming og indirekte ved at varmeopptaket endres når vannet blir brunere, ble det også arbeidet med modeller som kobler forventede klimaendringer direkte med endringer i innsjøklima, dvs temperaturprofiler, islegging og isgang i et statistisk utvalg på mange tusen nordiske innsjøer. Prosjektet har analysert prosesser og effekter på ulike skalaer, både storskala endringer i boreale områder ved bruk av fjernmåling og statistisk analyse, tidsserieanalyser av vannkjemiske endringer, nedbørfeltprosesser og innsjøresponser, og biologiske responser fra populasjon til cellulært nivå. Fokus har vært norske sjøer og norske data, men gjennom prosjektet er det også gjort en stor innsats for å integrere nordiske datasett (Finland, Sverige, Norge), for å kunne si noe mer generelt om boreale sjøer som utgjør en stor andel av verdens innsjøer, og som er viktig i karbonkretsløpet i disse områdene (den boreale skogen er verdens største, terrestre karbonlager). Hovedresultater: Gjennom dette har prosjektet vi frambragt fundamentalt ny kunnskap om effekter av klimaendringer på vann samt på prosesser som binder endringer på land sammen med effekter i vann. Noen hovedresultater er: - Økt brunfarge i vann skyldes en kombinasjon av redusert nedfall av sur nedbør, økt temperatur, økt avrenning ? og kanskje viktigst: økt terrestrisk produksjon. Det siste er det virkelige nye resultatet og viser en klar kobling mellom økt produksjon av skog og økt brunfarge. Koblet til dette er også økt avrenning av jern. - Endringer i avrenning vil slå ulikt ut i områder med ulik nedbør. Kort sagt vil økt nedbør på Vestlandet ikke ha vesentlig effekt på vannfarge, mens økt nedbør i tørrere områder (det meste av indre strøk) gir sterk økning i brunfarge. - Netto-effekten av økt brunfarge og økte tilførsler av andre elementer knyttet til DOC er en negativ produksjon på alle trofiske nivå; planteplankton, dyreplankton, fisk. - Kombinasjonen av økt brunfarge og økt temperatur har gitt endringer i artssamfunn, og kraftig tilbakegang av indikatorarten tusenbeinkreps. - Økt tilførsel av DOC (økt brunfarge) vil stimulere produksjon av avgassing av CO2 og CH4 (metan) fra innsjøer, mens økt nedfall av nitrogen bidrar til økt produksjon av den tredje viktige drivhusgassen N2O (lystgass). - De samme endringene som gir økt brunfarge gir også en sterk reduksjon av kalsium, noe som er kritisk for mange dyrearter i de allerede kalkfattige, nordiske innsjøene. - På stor skala er det i regi av ECCO laget prognoser og beregninger av temperatur, islegging og blandingsforhold i 200 000 nordiske innsjøer for framtidige klimascenarier. Dette er et faglig nybrottsarbeid, og det er også koblet til klimagassproduksjon, oksygenforhold og biologiske responser i innsjøer. Hovedarbeidet er under sammenstilling og vil sender Nature Climate Change. Alle disse hovedresultatene er publisert i en rekke fagartikler og populære publiseringskanaler (se fullstendig publikasjonsliste i sluttrapporten). Det har vært en meget aktiv populærfaglig formidling med mange foredrag, flere Vitenartikler i Aftenposten, populærfaglige artikler i flere tidsskrifter samt at den populærfaglige boken C. Karbon , en uautorisert biografi (Cappelen Damm) ble utgitt i 2016 med referanser til forskningen i ECCO.

Climate change is expected to affect lake ecosystems in many ways. In boreal systems, changes in dissolved organic matter and nutrients will affect light levels, thermal regimes, productivity and community structure. This project will address these respon ses by use of existing databases, refinement and integration of existing models and by experiments and field studies. The multidisciplinary project group will build on the extensive databases on lakes and boreal catchments in Norway, Sweden and Finland co mbined with predictive steady-state (space-for-time) models that have recently been developed and tested for Norwegian catchments as well as existing, dynamic, process-oriented models. The goal is to establish causal links between the drivers climate chan ge and N+S deposition and catchment properties on export fluxes of dissolved organic carbon (DOC), and the key nutrient elements nitrogen (N) and phosphorus (P). Projections will be made driven by various scenarios of future climate change and N+S deposit ion. The work will build on statistical tools, GIS-information and climate-related statistical modelling both at the catchment and lake level. These tools will be used to estimate lake ecosystem responses. The focus will be on: 1. Effects on primary prod uction due to changed loads of DOC (determining light climate), changed inputs of nutrients and changed N-deposition. 2. Effects on net ecosystem heterotrophy (and thus CO2 export) related to the same changes. 3. Effects on nutrient limitation (N vs. P) r elated to changed loads of nutrients and changed N-deposition. 4. Effects on phytoplankton cell size related to changed temperature and nutrients. 5. Community effects focusing on selected species susceptible to DOC and temperature.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

KLIMAFORSK-Stort program klima