Tilbake til søkeresultatene

POLARPROG-Polarforskningsprogram

Ice-algal and under-ice phytoplankton bloom dynamics in a changing Arctic icescape.

Alternativ tittel: Is-alge og planteplankton oppblomstring i islagte områder i Arktisk som er i endring.

Tildelt: kr 10,1 mill.

Prosjektnummer:

244646

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2015 - 2018

Midlene er mottatt fra:

Samarbeidsland:

Hovedmålet for Boom or Bust prosjektet er å øke vår kunnskap om isalger og planteplankton under havisen i Arktis, som endres raskt. Vi har kombinert forskjellige metoder for å 1) identifisere biologiske faktorer og miljøfaktorer som påvirker oppblomstring og samfunnsstruktur hos isalger og planteplankton, 2) øke vår kunnskap om fotobiologi hos Arktiske marine alger under endrede miljøforhold, og 3) utvikle en endimensjonal (1D) vertikalt oppløst is -og hav modell for å syntetisere resultatene fra prosjektet. Prosjektet baserer seg på unike tidsserier samlet inn under den tverrfaglige Norwegian young sea ICE (N-ICE2015) ekspedisjonen med forskningsfartøy som drev med havisen nord for Svalbard (mellom 80 og 83 °N) fra 11. Januar til 24. Juni 2015. Vi studerte oppblomstringer av isalger og planteplankton under forskjellige isforhold, nydannet is, førsteårs- og 2-årig havis. Under N-ICE2015 ekspedisjonen ble oppblomstringer av isalger og fytoplankton studert i det nye isregimet, som bestod av tynn is i råker, førsteårsis og 2-årig is. De mest påfallende fysiske forhold observert under N-ICE2015 var tynnere og mer dynamisk isdekke, med relativt tykt snølag oppå, og dannelse av råker og skrugarder etter hyppige stormer. Regimeskiftet førte til at oppblomstringer av fytoplankton skjedde tidlig om våren under havisen, til tross for det tykke snødekket på den, fordi lys kunne trenge ned til vannmassene i åpne råker og under tynt isdekke. Tidligere oppblomstringer av fytoplankton under is har vært rapportert fra smeltesesongen om sommeren når isen slipper igjennom mer lys. Våre observasjoner tilfører derfor ny kunnskap om plankton produksjon under Arktisk havis, og er spesielt viktige fordi slike oppblomstringer under is ikke kan observeres fra satellitt. Vi studerte isalge-samfunn i de tre ulike typer havis nevnt ovenfor. Isalgesamfunn i første og andre-års is var dominert av diatoméer i den observerte perioden mens samfunnet i tynn is var dominert av pelagiske alger og deretter endret til dominans av typiske is-assosierte diatoméer. Våre observasjoner indikerer at den tynne isen blir kolonisert av diatoméer fra nærliggende tykkere is, noe som bekrefter viktigheten av eldre is for kolonisering av is alger og sannsynliggjør at den observerte reduksjonen av flerårs-is kan få negative konsekvenser for oppblomstringer av isalger. Når alger, som er tilpasset lite lys, koloniserer tynn is må de investere energi i fotobeskyttende pigmenter (sol blokkere) for å kunne fungere under sterke lysforhold, både i den synlige delen av spektrumet og i UV delen. Disse observasjonene viser også at mer lys ikke nødvendigvis betyr økt produksjon av isalger. I tillegg identifiserte vi skrugarder som hotspots for isalger, med vesentlig bidrag til algebiomassen under et mer dynamisk isdekke. Vi benyttet også data innsamlet under N-ICE2015 ekspedisjonen til å evaluere Los Alamos havismodellen (CICE) for å predikere temporære trender i fysiske og biokjemiske egenskaper til arktisk havis i tidsskala over få uker. Modellresultatene, støttet av observasjoner, viser at maksimum vekstrater av isalger vil øke mens vertikalt integrert netto primærproduksjon (NPP) og biomasse vil minke under et tynnere isregime. Resultatene fra Boom or Bust prosjektet vil bidra til en bedre forståelse av de økologiske prosessene i havis i Arktis og bidra til økt forståelse av hvordan økosystemet vil fungere i en tid med raske endringer. Dette vil også ha implikasjoner for forvaltningen av disse havområdene siden forandringer i primærproduksjon og dynamikken i oppblomstring av alger vil ha konsekvenser for hele det arktiske næringsnettet og kan dermed endre karbonopptaket i Polhavet med koblinger til det globale klimaet. Resultatene vil være nyttige for plankton økologer, biologer og for utvikling av modeller, og for de som studerer hvordan forandringer i havisen påvirker naturlige og menneskeskapte systemer.

The Arctic icescape is rapidly transforming from a thick multi-year ice cover to a thinner and largely seasonal first-year ice cover with significant consequences for Arctic primary production and algae growing inside the ice (ice algae) and in the underlying Arctic Ocean (phytoplankton). However, the effect of a thinning ice-cover on under-ice phytoplankton and ice algal blooms and primary production is not well constrained because ice algal and under-ice blooms cannot be measured from space and field observations from the high Arctic pack-ice environment are very limited. We also have a very rudimentary understanding of the environmental factors determining species composition and species dominance of high Arctic sea ice and pelagic communities. We will therefore apply a combination of methods to characterize and quantify under-ice phytoplankton and ice algal communities in combination with in situ and controlled experiments on the photosynthetic performance of phytoplankton and ice algae. The Norwegian Young sea ICE (N-ICE) campaign in 2015 with R/V Lance to the pack-ice north of Svalbard and the MicroPolar cruise in 2016 to the same area provide an unique opportunity to study both under-ice phytoplankton and ice algal communities in drifting sea ice. As a result we will be able to better link key physical, chemical and biological drivers governing ice algal and under-ice phytoplankton bloom dynamics in the high Arctic over spatial and temporal scales relevant for regional extrapolation and modeling. The proposed work will result in a better understanding of the ecological processes in first-year sea ice in the high Arctic, and how the vital ice-associated primary producers in Arctic marine ecosystem will respond to the drastic changes in the Arctic icescape. The obtained results will be valuable to sea-ice and plankton ecologists, biologists and modelers, and those studying natural and human systems impacted by changes in Arctic sea ice.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

POLARPROG-Polarforskningsprogram