The Arctic Ocean Ecosystem - Polhavets økosystem

Havforskningsinstituttets strategiske initiativ (SI): Polhavets økosystem For å kunne forstå og forutsi framtidige endringer i Polhavets økosystem er det avgjørende at vi har inngående kunnskap om de viktigste fysiske og biologiske prosessene i området. Vi må eksempelvis både forstå og kunne beregne koplingene mellom pelagiske ressurser og bunnlevende organismer, samt mellom samfunn på kontinentalsokkel, i eggakanten og i dyphavet. Å kunne forstå hvordan et varmere Arktis påvirker viktige faktorer som havets karbonatsystem (og således surhetsgrad), produksjonsevne på lavere trofiske nivåer (primærproduksjonen), fiskebestandenes fordeling og vandringer, og toppredatorenes (sel og hval) evne til tilpasning og overlevelse, er kritisk med tanke på å kunne forutsi konsekvensen av framtidige endringer i økosystemet. Vi snakker om et fysisk miljø i rask endring (isreduksjon med påfølgende endringer i, lysforhold, havkjemi med økt surhetsgrad). I en sånn situasjon er det en utfordring å kunne forstå hvorfor enkelte arter synes å klare seg greit mens andre får problemer. Avklaring av slike problemstillinger gjør oss bedre skikket til å forutsi framtidig skjebne både for enkeltarter, sammenheng mellom de ulike artene, samt om systemets produksjonsevne og energistrøm. Havforskningsinstituttet undersøker underliggende mekanismer bak og langtidseffekt av endringer på Polhavets fysiske egenskaper, planteplankton, dyreplankton, fisk, sjøpattedyr og bunndyr. Hovedvekt er lagt på de norske delene av Polhavet, det vil si området nord av Svalbard. Gjennomføring av prosjektet baserer seg på nye feltundersøkelser i kombinasjon med utstrakt bruk av instituttets historiske data. Tokt til undersøkelsesområdet ble gjennomført i 2014, 2015, 2016 and 2017. Populærvitenskapelig informasjon lagt ut underveis i toktene og oppsummering av 2014-toktet er tilgjengelig på prosjektets nettside: http://siarctic.imr.no/. En del informasjon om 2015-toktet kan også finnes på web-sidene til Aftenposten #klodenvår http://mm.aftenposten.no/kloden-var/torsken-elsker-global-oppvarming. Resultater fra 2016-toktet finnes på blogg en til forskning.no (Polhavstoktet). Mer informasjon om prosjektet kan finnes på http://siarctic.imr.no/. Prosjektet startet med å gjennomføre en syntese av historiske data og eksisterende kunnskap, og belyste hvilke muligheter og begrensninger som gjelder for økosystemet i dette området. For å kunne forstå konsekvensene av et varmere Polhav i mer detalj, fokuserte prosjektet deretter på å se på forskjellene mellom det østlige Framstredet og området nord av Svalbard. Resultatene så langt viser tydelige forskjeller mellom disse områdene. Mens det østlige Framstredet er dominert av fiskearter og i mindre grad sel og hval, er det omvendt nord av Svalbard. I begge områdene er det et tydelig mesopelagisk lag, det vil si et lag av plankton og fisk i 300-500 meters dyp. Dette laget er knyttet til strømmen av Atlanterhavsvann. Undersøkelser av denne strømmen viser tydelige og separate forgreininger av strømmen langs sokkelskråningen, og dessuten at deler av det varme Atlanterhavsvannet går inn i dypere kanaler på tvers av skråningen og dermed fører til gode betingelser for økosystemene der. Observasjoner fra de fire årene viser også at de mellomårlige variasjonene i området er store. Flere analyser gjennomføres for å identifisere forklaringene på disse variasjonene, og resultatene vil publiseres i et spesialnummer i tidsskriftet Progress in Oceanography. De nye dataene vest og nord av Svalbard, sammen med data fra hele Barentshavet, viste oss at noen områder er mer sårbare for klimatiske endringer og tråling enn andre. Nye data gjør oss dessuten bedre skikket til å utføre modellbaserte simuleringer av den rollen viktige arter, både innfødte og nye innflyttere, skal komme til å spille i sine respektive leveområder i Polhavet i nær og fjern framtid. Resultater og erfaringer fra prosjektet blir brukt til rådgivning i ICES, og vil bli brukt til å etablere et langsiktig overvåkningsprogram for Polhavet. Dette vil i sin tur være et viktig fundament for framtidig, økosystembasert rådgivning for området.

Prosjektet har bidratt til å bygge opp kompetanse på Nordområdene. I tillegg til å øke kompetansen på oseanografi, arktisk planteplankton, dyreplankton og fisk, arktiske bunndyr og sjøpattedyr, har også gitt bedre forståelse av vekselvirkningene i økosystemet. Prosjektet har dessuten bidratt til Arktisk rådgivning gjennom kunnskapsoppbygging relevant for mange ulike fora (ICES, miljøkommisjoner, forvaltningsplanarbeid, Arktisk råd aktivitet o.a.). Dette inkluderer bedre forståelse av hvordan økosystembasert forvaltning bør gjennomføres i et vanskelig tilgjengelig og datafattig område som Polhavet. Resultatene fra prosjektet bidrar dessuten til bedre langtidssovervåkning av Polhavet. Prosjektet har bidratt til internasjonalt samarbeid gjennom deltagelse av internasjonale partnere på tokt, møter og i fagfellevurderte artikler, og gjennom deltagelse på internasjonale konferanser og møter. Mer enn 50% av de publiserte artiklene er tverrfaglige og med en internasjonal forfattergruppe.

Understanding and being able to quantify key physical and biological processes of the Arctic Ocean is imperative to reveal and forecast future ecosystem change. The innate coupling between pelagic resources and bottom living organisms, between shelf, slop e and deep water communities needs to be understood and quantified. The consequences of a warming Arctic on the ocean carbonate system, lower trophic level productivity, fish migration and distribution, and further implications for top predators like seal s and whales is critical to understand the fate of the ecosystem in a changing Arctic Ocean. In such a dynamic and rapidly changing physical environment, (ice retreat, light conditions and ocean chemistry) it is hard to know precisely why some species c an cope and others not - arriving at a better understanding of this will allow us to better predict how particular species, trophic structure, productivity and energy pathways in the Arctic Ocean can be affected. We propose to examine the underlying mech anisms and potential long term impact of changes in the physical characteristics, phytoplankton, mesozooplankton, fish, marine mammals and benthic communities of the Arctic Ocean ecosystem in the region under Norwegian jurisdiction. We will do so by using historical data, traditional surveying, process and experimental studies, and to some degree numerical modeling. A long-term monitoring program will be developed suited for present and future monitoring of the region. New data will also improve model sim ulation capabilities with respect to key species, both native and immigrants, their distribution and production in present and tentatively new habitats, and aid the exploration of potential options for providing ecosystem-based advice. This Strategic Ini tiative will enable IMR to significantly improve its abilities to give better advice on the ecosystem effects of climate change, through a collaborative national effort.