Ett ekosystem i ständig förändring

Östersjöns ekosystem har under ganska lång tid utsatts för övergödning, överfiske, miljögifter och främmande arter. Nu påverkats Östersjön också av ett förändrat klimat, som i många fall kommer att interagera med dessa redan befintliga miljöhot. Stora forskningsprogram har under de senaste åren arbetat med att försöka förutsäga vad som kan komma att hända. Ekosystemförändringarna kommer i hög grad att påverkas av om vi lyckas rätta till problemen eller om vi fortsätter som förut.

Varmare vatten och mindre is kommer att få den viktiga vårblomningen att starta tidigare i en klimatpåverkad framtid. Det mesta tyder dock på att marina bakterier kommer att utgöra en allt större del av födovävens bas.

Klimatprognoserna säger att vattnet kan komma att bli två till fyra grader varmare inom de närmaste hundra åren. Den största ökningen förväntas ske i de norra delarna av havsområdet. Det kommer att föra med sig att istäcket minskar drastiskt, ungefär 50-80 procent. Dessutom kommer det att regna mer. Det ger mer sötvatten till havet, vilket leder till att salthalten minskar med en till två promille i stora delar av Östersjön. Nederbörden kommer också att föra med sig mer humusämnen och annat organiskt material från land till havet, framför allt i norr.

Födoväven påverkas
Dessa grundläggande fysikaliska och kemiska förändringar kan leda till en hel del förändringar. Här följer några av slutsatserna, med särskilt fokus på förändringar i Östersjöns födoväv och i ekosystemets dynamik.

I basen för födoväven finns mikroorganismer som tar upp lösta näringsämnen direkt ur vattnet genom sina ytmembran. Där finns både fotosyntetiserande växtplankton, och bakterier som lever på organiskt material. Eftersom förändringar i basen brukar få konsekvenser i flera steg är det särskilt viktigt att försöka förstå vilka effekter klimatförändringarna får för dessa våra allra minsta.

I figuren illustreras två olika näringskedjor. Gröna siffror och pilar visar den klassiska näringspyramiden där växtplankton (1) äts av djurplankton (2) som utgör föda för fisk (3). Bruna siffror och pilar visar den bakteriella näringskedjan, som sannolikt kommer att få allt större betydelse i ett klimatpåverkat hav. Där äts bakterier (1) och små växtplankton av flagellater (2) och ciliater (3) och först i ett fjärde steg kommer djurplankton (4) och därefter fisk (5). Eftersom en mycket stor del av energin, 70-90 procent, går förlorad vid varje trofiskt steg, kommer den bakteriella kedjan inte att producera så mycket fisk.

Grunden för livet
Varje vår, när solen kommer åter och vattnet blir lite varmare, börjar växtplankton massföröka sig i det näringsrika vintervattnet. Denna vårblomning utgör grunden för allt liv i havet. Ett minskat istäcke innebär att solljuset når algerna tidigare på vårvintern än idag. Vårblomningen kommer därför i framtiden att börja någon månad tidigare än idag.

Erfarenheter från miljöövervakningen säger oss dock att varma vintrar leder till en totalt sett mindre vårblomning, alltså en minskad produktion, och dessutom att kiselalger i stor utsträckning ersätts med dinoflagellater. Eftersom dinoflagellater inte sjunker till botten på samma sätt som kiselalger, så kommer djuren på bottnarna att få mindre föda från vattenmassan.

Bakterierna vinner
Även det stora utflödet av humusämnen och organiskt material från land till Bottniska viken kommer att påverka den grundläggande produktionen. Det brunfärgade vattnet ger en skuggande effekt i havsvattnet, vilket påverkar fotosyntesen hos växtplankton negativt. Bakterierna däremot kommer att frodas eftersom det organiska materialet är en lämplig födokälla för dem.

Växtplankton och bakterier har ett komplext samspel i ekosystemet. De konkurrerar om lösta näringsämnen samtidigt som bakterier i grunden är beroende av det organiska kol som växtplankton producerar och utsöndrar. Forskning visar dock att om bakterier får tillgång till en annan kolkälla, exempelvis via ökad avrinning från land, kan de konkurrera mer framgångsrikt med växtplankton i upptaget av närsalter.

En näringskedja som grundas på bakterier istället för växtplankton innebär att en extra trofisk nivå inkluderas. Det blir mindre effektivt eftersom en stor del av energin går förlorad vid varje trofiskt steg. Födovävens längd har därför stor betydelse för hur mycket fisk ett havsekosystem kan producera.

Mindre effektivt system
Lägre salthalt i Bottniska vikens djupvatten kan leda till ökad vertikal vattenomblandning. Det innebär att fotosyntetiserande växtplankton oftare kommer att hamna djupare än ljuset når, och att deras syreproduktion kommer att minska. Bakterierna, som troligen kommer att bli fler, är konsumenter av syre. Detta kommer att orsaka lägre syrehalter i havsvattnet, vilket även det kommer att påverka produktionen hos bottenlevande djur negativt.

Somrarnas illa omtyckta blomningar av fotosyntetiserande cyanobakterier i Egentliga Östersjön kommer med stor sannolikhet att bli vanligare eftersom de trivs i varmt fosforrikt vatten. De bidrar genom sin kvävefixering med ett väsentligt tillskott av kväve till systemet, men är själva inte så populära som föda. Huvuddelen bryts ned av andra bakterier, vilket innebär att födovävens effektivitet ändå blir låg under sommarperioden.

Det mesta tyder således på att i Bottniska viken kommer den årliga växtplanktonproduktionen att minska, vilket i sin tur leder till minskad produktion hos bottendjur, djurplankton och i slutänden fisk. Den ökade bakterieproduktionen kommer inte att kunna kompensera för dessa förluster, eftersom näringskedjan blir längre och därmed mindre effektiv. Dessutom kommer den redan begränsade mängden syre i Egentliga Östersjöns bottenvatten sannolikt att minska ytterligare.

Mycket tyder på att framtidens Östersjö kommer att producera betydligt mindre fisk. Växtplankton kommer delvis att förlora sin fundamentalt viktiga roll. Bakterierna däremot kommer att frodas, framför allt i norr, eftersom den ökade avrinningen för med sig mer organiskt material från land som de kan livnära sig på.

Stora förändringar
En minskad salthalt kommer att förändra artsammansättningen i Östersjöns ekosystem, speciellt i de norra delarna. I framtiden kommer vi att få se sötvattensarter ta mer plats än nu. Det gäller i alla grupper; bland växtplankton, bakterier och djurplankton såväl som hos fisk och bland större vattenväxter, där marina arter som ålgräs kan komma att ersättas med sötvattensarter i den kustnära zonen. Det är fortfarande osäkert om dessa förändringar kommer att få några ytterligare konsekvenser för ekosystemet, och isåfall vilka.

Viktiga nyckelarter som blåstång och torsk förtjänar kanske lite extra uppmärksamhet i detta sammanhang. Den fleråriga blåstången kan å ena sidan komma att missgynnas av lägre salthalt, men å andra sidan gynnas av att vintrarna blir mildare och isskrapningen på klippor och stenar i grunda vatten minskar.

Däremot tyder det mesta på att torsken kommer att få det allt besvärligare. En lägre salthalt gör att problemen med torskens reproduktion kommer att förvärras. Dessutom verkar det bli mindre föda för denna bottenlevande fisk i framtiden. Utbredningen av syrefria bottnar blir större och produktionen av bottendjur minskar. Det finns en stor risk att ekonomiskt värdefull fisk kommer att minska i Östersjön.

Vi kan påverka
De här beskrivna förändringarna i ekosystemet är mycket komplexa, och då det är många variabler som interagerar är detaljerna svåra att förutse. Klimateffekterna kommer förstås också att både påverka och påverkas av hur vi hanterar havsmiljön. Om vi kan få igenom en havsmiljöförvaltning som utgår från ekosystemet som helhet och lyckats åtgärda de allvarligaste miljöhoten så kommer vi kanske att fortsätta ha ett vackert och högproducerande hav med rik produktion av värdefull fisk.

Text och kontakt:
Agneta Andersson, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, Umeå universitet
agneta.andersson@emg.umu.se

Läs mer
EcoChange - Östersjöns ekosystemdynamik i ett klimatförändringsperspektiv

Om tidskriften

Havsutsikt är tidskriften för dig som vill hänga med i vad som är på gång inom svensk havsforskning. I tidskriften får du svar på många frågor, men också en inblick i de frågor som ännu inte forskningen klarat av att besvara. Artiklarna är skrivna av forskarna själva, och anpassade för en bred publik av redaktionen. Läs mer


Sök i arkivet