Arctic marine mammals in a time of climate change: a Kongsfjorden Case Study ("ARK" – ARktiske Klima forandringer Konsekvenser)

Minkende sjøis samt smelting/tilbaketrekning av tidevannsbreer er tydelige tegn på endringer i Arktiske områder som følge av global oppvarming. Reduksjonen i begge disse fysiske særtrekkene i Arktiske marine økosystemer skjer raskere i det nordlige Barentshavet enn noen andre steder i det sirkumpolare Arktis og gjør at norske høyarktiske områder er en varslingsklokke for klimaendringer i hele regionen. Reduksjonen i sjøis-habitatet med tilhørende endringer i Arktiske næringsnett vil ha store konsekvenser for de Arktiske økosystemene og da med særlig dramatiske effekter for endemiske Arktiske sjøpattedyr. ARK forskningsprogrammet vil benytte seg av en rekke eksisterende tidsserier samt utvide flere av disse for å kvantitativt kunne teste 4 hypoteser om hvordan marine pattedyr blir påvirket av global oppvarming: 1) reduksjonene i isforholdene vil føre til reduksjon i antall av is-avhengige arter og føre til re-distribuering av artene med potensiale for lokal utryddelse; 2) endemisk Arktiske arter vil få økt konkurranse fra arter fra mer tempererte strøk som utvider sitt utbredelsesområde nordover; 3) helsen til endemisk Arktiske arter vil bli negativt påvirket på grunn av økt eksponering for ulike sykdommer og økt eksponering for ulike forurensningsstoffer; 4) høyere temperaturer vil føre til endringer i næringsnettet som vil påvirke de endemisk Arktiske artene negativt med risiko for trofiske kaskade-effekter gjennom de Arktiske økosystemene. I de 4 første årene av ARK har vi studert mulige klimaeffekter i Kongsfjorden basert på 1) passiv akustisk overvåkingsdata (PAM); 2) 15 år med observasjonsdata og 3) analyser av dynamikken til fiskebestandene og de ulike selartenes plass i næringskjeden og 4) data fra sporingsinstrumenter påsatt de tre selartene som oppholder seg i Kongsfjorden samt utforsket data fra hvalross (som ble instrumentert før ARK startet opp) for å studere finskala utbredelse og nisjeoverlapp. PAM-dataene viser at sangaktiviteten til de brunstige storkobbehannene har blitt drastisk redusert siden 1990-tallet, og maksimal sangaktivitet foregår nå etter at sjøisen er borte, noe som skaper en mismatch med yngle-habitat tilgjengelighet og dyrenes atferd. Vi har også vist at undervannslydbildet på vestkysten av Svalbard er svært annerledes enn på østsiden. I Kongsfjorden høres nå mye lyder fra hvalross om vinteren ettersom bestanden av denne arten øker. Analyser av sporingsdata fra hvalross finansiert via ARK viser at de ulike individene er ekstremt stedfaste til sine ulike vinterområder i drivisen nord og øst på Svalbard og også til terrestriske liggeplasser på Svalbard. PAM data viser at støy fra båter dominerer lydbildet i store deler av året i Kongsfjorden som kontrast til østsiden av Svalbard hvor lydbildet domineres av storkobber, hvalross, narhval og grønlandshval og lite støy fra skipstrafikk året gjennom. ARK data viser videre at de sommergjestende hvalartene har ekspandert sitt utbredelsesområde nordover og at en «hotspot» for spermhval finnes på eggakanten vest for Spitsbergen. Tidsserier med akustiske transekter fra Kongsfjorden viser at også fiskersamfunnet her er i endring, med færre små fisk og flere medium og store fisk. Dette indikerer at bestanden av de små Arktiske polartorskene er i nedgang mens de større boreale bestandene av vanlig torsk øker. Diett og interaksjoner mellom disse to torskeartene i Kongsfjorden er analysert og viser både at de konkurrerer og at de har et predator-byttedyrforhold. Vi har videre sammenliknet dietten til den lokale Svalbardrøya, med en introdusert laksefisk, pukkellaks. Analysene viser en betydelig grad av overlapp i dietten som antyder konkurranse mellom den lokale og den introduserte laksefiskarten. Vi har i alle disse fire årene undersøkt liggeplasser for steinkobber og funnet at disse nå er veletablert inne i Kongsfjorden. Vi har å fullført feltarbeidene hvor vi har fanget og instrumenterte ringsel, steinkobber og storkobber med biologgere for blant annet å studere hvordan disse selartene sameksisterer/konkurrerer med hverandre inne i denne fjorden, samt at vi samlet inn prøver fra de innfangede selene for undersøkelser av deres helse og diett. Innsamlinger av mulige byttedyr er ferdiggjort og diettstudier basert på stabile isotoper og fettsyrer fra disse er pågående. Genetiske studier av ringsel igangsatt via ARK viser at det er en større bestandsstruktur innenfor denne arten enn man tidligere trodde med unike økotyper i enkelte områder. Et annet studie av ringsel, også muliggjort på grunn av ARK, viser en sterk reduksjon i ynglehabitat for ringsel på Svalbard i løpet av de siste 30 årene med en forventning om fortsatt negativ trend i årene som kommer.

Declines in sea ice (volume, extent, seasonal coverage) and melting and retraction of tidewater glaciers in the Arctic are particularly visible signs of change that is occurring due to global warming. Degradation of both of these physical features of Arctic marine systems are happening more rapidly in the northern Barents Sea than elsewhere in the circumpolar Arctic making the Norwegian High Arctic is a bellwether of climate change for the entire region. The shrinking of sympagic habitats and concomitant Atlantification of Arctic food webs, will undoubtedly have profound implications for marine ecosystems in the High North; the expected implications for endemic Arctic marine mammal species have been described as “transformative”. The ARK research programme will use a variety of “captured” and extended data time series (abundance, ecology, diet, contaminant levels, disease/health, trophic interactions etc) to quantitatively test four principle hypotheses regarding how marine mammals (especially resident endemic Arctic seals but also other species) are being impacted by global warming: 1) H1 - Declining ice habitats will induce abundance declines in ice-dependent species and result in redistributions, and over longer time frames extirpations; 2) H1 - Arctic endemic species will face increasing competition from temperate species that are expanding their ranges; 3) H1 - the health of Arctic endemic species will be negatively impacted by increasing exposure to diseases and increased impacts of contaminants and 4) H1 - Atlantification of food webs will affect Arctic marine mammals negatively, creating risks of cascading impacts through Arctic ecosystems. ARK will take a case-study approach, using Kongsfjorden on the west coast of the Svalbard Archipelago to explore ecosystems change, employing state-of-the-art physical-biogeochemical food web models and complex adaptive systems risk assessment modelling to produce management relevant assessments and predictive capacity.