Joint effects of climate and fishing on dynamics of exploited ecosystems

Marine økosystemer gir oss mat og andre tjenester. Mange økosystemer verden rundt er under sterk press fra fiskerier. Tross positiv utvikling mot økt bærekraft i enkelte områder, bedre forvaltning trenges i mange områder for å sikre sunt og produktivt hav med fortsatt god evne til å gi oss mat. Samtidig utgjør klimaendringer nye utfordringer, med arter som vandrer nærmere polområder som mest åpenbart tegn at økosystemene er i endring. Det er derfor nødvendig å bedre forstå dynamikken i økosystemene under samvirkning mellom fiskerier og klimaendringer. I dette prosjektet har vi gransket dette spørsmålet fra ulike vinkler. Hvordan temperaturendringer påvirker fisk varierer fra populasjon til populasjon. Noen fiskebestander kan ha nytte av oppvarming, men andre kan bli negativt påvirket. Dersom man har lite økologisk informasjon tilgjengelig, kan man fortsatt bruke artsegenskaper for å gi indikasjoner om en fiskebestand sannsynligvis vil ha nytte eller ikke. Når mer informasjon er tilgjengelig, kan populasjonsspesifikke modeller brukes til å komme med mer detaljerte spådommer. Som et eksempel er torsk i Barentshavet spådd å dra nytte av temperaturøkninger. Dette er ikke overraskende for en bestand som lever ved artens nordgrense. Fiske påvirker fiskebestandene ved å redusere deres antall og biomasse. En mer subtil effekt er at fisk som er igjen ikke gjør et tilfeldig utvalg av all fisk: de har spesielle egenskaper, som delvis er arvelige. Biologiske egenskaper av vedvarende fisk vil over tid endre seg, slik vi i dette prosjektet har vist ved bruk av både forsøk med ekte fisk og med modeller. Fiskere tilpasser hele tiden sin virksomhet til eksterne forhold i endring, noen av disse diktert av naturen – for eksempel fiskemengde og vær – andre av samfunnet – for eksempel markeder og ressursforvaltere. Vår forskning viser hvordan taiwanske fiskere raskt reagerer på endrede priser på ulike fiskearter og hvordan norske fiskere reagerer på endret tilgjengelighet av ulike fiskearter, for eksempel ved å utnytte boomen av lysing i den nordlige Nordsjøen. Dette understreker viktigheten av å behandle fiskerne som adaptive agenter i modellering og holde ressursforvaltningen i takt med endringer i ressurser og fiskerier basert på dem. Å forvalte fiskerier er ingen enkel oppgave, spesielt når mer enn ett land er involvert. Å forvalte disse såkalte grenseoverskridende bestandene krever at de involverte landene blir enige om kvoteandeler, ellers er det stor risiko for overhøsting. Klimaendringer gjør denne oppgaven enda mer utfordrende: Hvis fiskebestander forflytter seg, vil landenes oppfatning av deres rettmessige andeler også endre seg. Dette gjør deleavtaler mer skjøre – slik vi har sett for makrell i Nordøst-Atlanteren.

* Climate impacts can be predicted with a range of approaches. Some approaches can be used in data-poor situations, but stronger predictions require more detailed data on specific populations and their environment. Either way, our work highlights that climate impacts on fisheries can be both positive and negative. * Our work contributes to the growing recognition that the human component of a fishery system is equally important as its biological component and needs to be properly understood in order to sustainably manage living marine resources. * Our work highlights the vulnerability of transboundary fish stocks to climate-induced range shifts. Sustainable management requires collaboration between involved countries, but such sharing agreements become fragile when fish stocks shift poleward.

This project is set up to study the combined effects of changing climate and alternative fishing exploitation scenarios on the ecosystem state and the associated benefits to the society. We focus on two study areas, the Norwegian Sea-Barents Sea and the Yellow Sea-East China Sea ecosystems. The project is based on a combination of statistical data analyses and ecosystem modelling. The statistical analyses will tell us about the sensitivity of the systems to climatic and exploitation-related drivers in the past. These results also provide input to the two ecosystem models - one for the Norwegian ecosystem, based on the Atlantis framework, and one for the Chinese one, based on the OSMOSE framework - that are further developed in this project. The ecosystem models will then be used to study ecosystem responses under changing climate, represented by climate scenarios, and under a range of management regimes, including continuing the status quo. We are particularly interested in how fisheries productivity is expected to change, and how alternative management regimes could be used mitigate negative climate effects. The results from this project contribute to planning of sustainable utilization of future oceans.