CoDINA - Cod: DIet and food web dyNAmics

Hva bestemmer menyen til Barentshavstorsken - et modellstudium på torskens diett og næringsnettet i Barentshavet Prosjektet CoDINA - Cod: DIet and food web dyNAmics er et Norsk-Britisk-Russisk samarbeidsprosjekt ledet av Havforskningsinstituttet. CoDINA tar for seg sammenhengen mellom Barentshavstorsken (skrei) og dens viktigste byttedyr. Lodde, mindre torsk (kannibalisme), andre fiskearter og ulike krepsdyr er de viktigste innslagene på menyen. Et sentralt spørsmål er hvordan dette samspillet påvirkes av størrelsen på torskebestanden, om det er mange store torsk i bestanden, og tilstanden ellers i økosystemet. Målsettingen med CoDINA er å øke forståelsen av dynamikken i næringskjeden i de frie vannmasser i sub-Arktiske økosystemer. Mer spesifikt studerer vi predator-byttedyr interaksjoner i Barentshavet. Vi tar utgangspunkt spesielt i variabiliteten i torskens diettsammensetting i rom og tid og undersøker hvordan dette er knyttet til variasjon i miljøet, inkludert klima, og egenskaper ved bestandene av torsken selv og deres viktigste byttedyr. Vi modellerer interaksjoner mellom ulike bestander vha. ulike typer statistiske (datadrevne) og mer analytiske modeller. Kvaliteten på resultatene fra statistiske analyser og modeller avhenger av dataene som er tilgjengelige. Dette er spesielt tilfellet når man studerer fenomener som varierer i forskjellige skalaer i både rom og tid. Derfor var tilrettelegging og kvalitetskontroll av data i en norsk-russisk database over innholdet i torskemager en sentral oppgave i første fase av CoDINA. Informasjon fra mer enn 269 000 mager fra 1984-2016 er nå tilgjengelig. Parallelt ble gjenværende deler av et britisk torskmagedatasett for det vestlige Barentshavet fra 1930 til 1970-tallet digitalisert, tilrettelagt og kvalitetsstyrt. De to datasettene ble deretter slått sammen. Datasettet er gjort åpent tilgjengelig og en artikkel om det er akseptert for publisering. Basert på den norsk-russiske magedatabasen har vi funnet trender i torskens diett med økende alder / størrelse, rovdyr-byttedyr-interaksjoner og ulikheter i seleksjon i bytte-størrelse ut fra torskens størrelse her blitt undersøkt. Skifte i kosthold med økende torskestørrelse ble observert, med fisk som gradvis viktigere byttedyr. Kostholdet varierte betydelig mellom årene i løpet av perioden 1984-2016, i samsvar med endringer i mengden av ulike byttedyr. Forskjeller ble også observert mellom sesongene, med lodde som dominerende i dietten om vinteren, mens torsk, polartorsk og andre småfiskarter var mest hyppig forekommende i sommer / høst månedene. Dette er publisert i ICES Journal of Marine Science og resultater lagt fram ved flere foredrag. I CoDINA har vi også sett på variasjonsmønstre i kannibalisme hos torsk i Barentshavet. Databasen blir her brukt til å undersøke hvordan kannibalisme fluktuerer med størrelsesfordelingen hos torsken. Dette arbeidet er akseptert og snart klart for publisering. I et fjerde arbeid utforsker vi hvordan utvidelsen av torskens leveområde mot nord og øst påvirker næringsnettet og særlig effekten på de arktiske fiskeartene i NØ Barentshavet. De første resultatene ble presentert på det 18. norsk-russiske fiskeriforskningssymposiet i Murmansk i 2018 og ferdigstilles nå til en vitenskapelig artikkel. I løpet av 2000tallet har antallet snøkrabber i Barentshavet økt mye. Vi har ut fra dataene på torskens mageinnhold funnet at mengden snøkrabbe i magene til litt større torsk også har økt. Dette er et eksempel på at informasjon fra torsken kan, sammen med andre målinger, brukes for å lage indikatorer for økosystemtilstand. Dette arbeidet er akseptert for publisering i ICES Journal of Marine Science. Ved CEFAS, UK har en utviklet, tilpasset og testet såkalte Ecopathmodeller til våre formål og en har skrevet et manuskript om arbeidet. Universitetet i Sheffield, UK har en stipendiat, finansiert av det britiske forskningsrådet NERC, som arbeider tett opp mot CoDINA. Han utvikler og anvender en klimabasert fordelingsmodell for torsk og deres byttedyr i Barentshavet (en såkalt maksimum entropi modell). Magedatabasen blir brukt til å verifisere modellresultatene.

Post doc Rebecca E. Holt, har fått fast prosjektfinansiert stilling ved IBV, UiO. Hun har fått økt erfaring med både dataanalyse, skriving og internasjonalt samarbeid. Prosjektleder Geir Ottersen har fått videre erfaring med prosjektledelse. De russiske prosjektdeltagerne har fått videreføre samarbeidet med Havforskningsinstituttet. Dette er bra for kunnskapsutveksling på forskernivå og har hjulpet med å opprettholde båndene mellom institusjonene. Joseph Molloy, Universitetet i Sheffield, fikk PhDstipend fra det britiske forskningsrådet NERC for arbeid tett opp mot CoDINA. Bakgrunnen for dette er at hans veiledere er samarbeidspartnere i CoDINA. Forskerkollegaer kan arbeide videre med et stort datasett som har blitt gjort offentlig tilgjengelig og dokumentert. Indirekte kan resultater fra prosjektet bidra til forbedret grunnlag for rådgiving til fiskeri- og miljøforvaltningen. Prosjektet har også bidratt til internasjonalt og tverrfaglig samarbeid.

CoDINA aims to increase the understanding of pelagic food web dynamics in sub-Arctic ecosystems. This we will do by studying the interaction between Barents Sea cod and its prey. We will examine the mechanisms generating predator- prey interactions to gain a deeper understanding of trophic connections in the BS. We are interested in how these may change within the annual cycle, between years and spatially as a consequence of dynamics internal to a single population or between populations and how the functionality is influenced by external pressures like climate and fishing. Cod have been important predators in many ecosystems in the North Atlantic, but their ecological significance has generally diminished with reduced abundance. In contrast, the cod stock in the BS is at a record high level. This is a well-studied and data-rich stock, but still large holes remain in our knowledge. Some of these knowledge gaps are related to how the function of cod in the ecosystem may vary in space and time and how this may be detected in spatiotemporal patterns in their diet. While earlier studies mainly have built on data from the 1980s and onward, we in the proposed project have a unique opportunity to also include the 1930s-1960s, including a warm (until the mid 1950s), but until now data poor period. Newly digitized Cefas diet data for BS cod from this period will be used in unison with data from the joint IMR-PINRO stomach content database (1984-), the PINRO field feeding analysis data (1947-1985), population and hydrographic data from IMR,PINRO ICES and other sources. Based upon these data and the project team's joint expertise in a variety of analysis and modelling approaches we anticipate to move significant steps forward towards successful modelling, understanding and (ecosystem-based) management of the Barents Sea cod stock and its main prey species. We further expect that (parts of) the knowledge provided will be transferable to other marine sub-Arctic systems.