FRamework for integrating Eco-physiological and Eco-toxicological data into ecosystem-based management tools

Kunnskap om betydningen av biodiversitet for økosystemers struktur og funksjon er helt avgjørende for god miljøforvaltning. Biodiversitet forstås som totaliteten av alle ulike funksjoner i et samfunn. FREE prosjektet har etablert et fleksibel, transparent og vitenskapelig sett solid rammeverk hvor resultater fra eksperimenter på dyr kan inkluderes. Systemet kan benyttes som et beslutningsverktøy for økosystembasert forvaltning (ØBF). Rammeverket heter Add my Pet (AmP) databasen og den er åpent tilgjengelig på https://www.bio.vu.nl/thb/deb/deblab/add_my_pet/. Data i AmP databasen kan fremstilles visuelt på en rekke ulike måter. Softwaren er også fritt tilgjengelig på GitHub. Systemet gjør det mulig å hente ut livshistorie data og metabolske parametre for 1680 arter (pr januar 2019). De ulike parameterne kan kobles til ulike økologiske modeller for å beregne vekst, utvikling og reproduksjon som en funksjon av tids-variable klimatiske forhold. Systemet gjør det også mulig å simulere effekter av miljøgifter. I løpet av tre år så har prosjektet resultert i økt samarbeid mellom de nasjonale og internasjonale institusjonene som har vært involvert. Disse institusjonene anvender AmP for å studere utfordringer knyttet til blant annet fiskeriforvaltning, ressursøkonomi, samt populasjons- og økosystemeffekter av miljøgifter. FREE konsortiet har utdannet over 100 studenter, forskere og miljøforvaltere i bruk og oppdatering av AmP databasen. Databasen inkluderer løpende vitenskapelige funn på relevante biologiske egenskaper til arktiske dyr. Systemet er transparent ved at brukere kan sjekke kvaliteten på data og ulike parameter og det fungerer derfor som et svært fleksibelt verktøy for å vurdere miljørisiko. Prosjektet studerer også et helt konkret eksempel i Arktis hvor det fokuseres på effekter fra et mulig oljeutslipp i Lofoten på juvenil torsk (ved hjelp av SYMBIOSES modellen). Parameterne for torsk i AmP databasen anvendes helt konkret for å simulere hvordan torsk vil vokse og utvikle seg med og uten eksponering til olje. Dette er pågående simuleringer. I tillegg til dette så har prosjektet bidratt til: 1) forbedrede digitale løsninger for AmP (AmP hjemmesiden) 2) utvidet AmP databasen med 1000 arter, inklusive 165 polare arter 3) oppgradert metoden for parameter estimering 4) utviklet en ny kode for analyse av mønster i livshistorie og metabolsk tilpasning (AmPtool) samt 5) publisert 3 vitenskapelige artikler som diskuterer disse mønstrene. Alt i alt har prosjektet produsert 12 forskningsartikler (og 2 populærvitenskapelige), samt koordinert og hatt redaktøransvaret for en spesialutgave av Journal of Sea Research på økologiske-modellering. Oppsummert så har FREE bidratt til: i) ny kunnskap om simulering av miljørisiko tilknyttet petroleumsaktivitet ii) opplæring av en hel rekke studenter i bruk av data og parameter fra AmP i økologiske og økotoksikologiske studier (iii) økt samarbeid mellom nasjonale og internasjonale institusjoner som vil bidra til styrket kompetanse i ØBF forvaltning i Nord-Norge.

-

This project sets up a flexible, transparent, scientifically sound framework whereby the latest scientific insight from experiments on eco-physiology and -toxicology of Arctic animals can continuously be included into decision support tools for ecosystem-based management (EBM). The project increases cooperation between Norwegian institutes and 8 international organizations who already apply this framework to solve open problems in fisheries, ecological economics, conservation biology, population and ecosystem level impacts of toxicants, and mathematical analysis of marine ecosystem models. The consortium will train experimental biologists, risk assessors and environmental quality managers to use and expand, with many Arctic species, the free public database where scientific knowledge on relevant biological properties of animals is continuously uploaded and curated. The database is the way that environmental assessment tools can flexibly integrate the latest scientific knowledge while allowing any interested person to check the quality of the data and parameters (transparency). This project moves beyond proofs of concept and applies the framework to study a contemporary EBM problem in Lofoten concerning the impact of petroleum activities on juvenile haddock and cod. Thus, this project will (i) generate new knowledge on how to simulate environmental risks associated with activities in the petroleum sector (ii) actively transmit the knowledge and (iii) strengthen international cooperation that will stimulate the scientific development of EBM for northern Norway. This project will leave a lasting legacy concerning how biology and eco-toxicology of Arctic organisms are integrated (respecting traceability and transparency) into ecosystem assessment tools, which are subject to continuous, change, updating and paradigm shifts.