Till umu.se

Mer älvvatten ger lägre produktion i kusthavet

[2017-02-01] När sötvattentillförseln från älvarna ökar, exempelvis som en effekt av klimatförändringarna, kommer produktionsbalansen mellan växtplankton och bakterier att ändras. Växtplanktonens tillväxt missgynnas av såväl det organiska kolet som följer med vattnet som av den förändring i vattnets skiktning som sötvattnet orsakar. Det visar en studie som genomförts inom forskningsprogrammet EcoChange.

Klimatförändringarna kommer att leda till ökad nederbörd i norra Europa. På grund av den ökade nederbörden kommer större mängder sötvatten transporteras från älvarna till havet. Salthalten blir lägre, och skiktningen mellan saltare och sötare vatten kommer att förändras.

Samtidigt för älvvattnet med sig såväl näring som organiskt kol i form av lösta föreningar med sitt ursprung från land. Det lösta organiska kolet gynnar bakterier, eftersom bakterierna kan nyttja kolföreningarna som kol- och energikälla. Växtplankton, däremot, missgynnas av de lösta kolföreningarna, eftersom de färgar vattnet brunt. Växtplanktonens fotosyntes kräver ljus, och minskar därför när ljusförhållandena i vattnet försämras.

Störst effekt i norr

Förhållandena i Östersjön skiljer sig åt på många sätt mellan de nordliga och de sydliga delarna. I norr är bakteriernas tillväxt beroende av de landbaserade kolkällorna, medan bakterier i de sydliga delarna av Östersjön i högre grad använder sig av kolföreningar som växtplankton producerat. Data från den långsiktiga miljöövervakningen visar ett tydligt samband mellan höga tillflöden av sötvatten och minskad växtplanktonproduktion. Resultaten stämmer väl överens med studier i sjöar, där man sett att till och med små förändringar i mängden löst organiskt kol kan ge radikala skiften i kvoten mellan bakterier och växtplankton. Att effekterna skulle vara betydande även i så stora vattenvolymerna som i kusthavet har dock inte varit lika väntat.

Mesokosmanläggning UMF
Ulf Båmstedt arbetar i Umeå marina forskningscentrums mesokosmanläggning. Foto: Andrea Gillgren.

Olika scenarier undersöktes
Så salthalten, vattnets skiktning, mängden löst kol och mängden näring kommer att förändras som en effekt av den ökade tillrinningen av älvvatten. Frågan är vad den sammantagna effekten kommer att bli. För att undersöka det gjordes försök i en mesokosmanläggning, där man på ett verklighetstroget sätt kunde efterlikna olika förhållanden som kan tänkas uppstå. Genom att manipulera såväl skiktningen i vattnet som mängden löst organiskt kol kunde forskarna se vad som hände med produktionsbalansen mellan bakterier och växtplankton vid olika scenarier. Det krävdes en noggrann styrning av förhållandena i försöken, så att påverkansnivåerna skulle bli så realistiska som möjligt.

Djupare gränsskikt – mindre växtplankton

I havsvatten bildas gränsskikt beroende på att vatten med olika salthalter har olika täthet. Växtplanktonen förekommer i första hand i det övre gränsskiktet, medan bakterierna förekommer i hela vattenmassan. Vattnet i det övre gränsskiktet cirkulerar, vilket gör att växtplanktonen fördelas i hela det skiktet.

 När sötvattentillförseln från älvarna ökar kommer också mängden löst organiskt kol att öka, vilket kommer att minska ljustillförseln och missgynna de ljusberoende växtplanktonen. Sötvattentillförseln gör också att gränsskiktet mellan det sötare och det saltare vattnet hamnar djupare ner. De ljusberoende växtplanktonen hamnar då djupare ner i vattnet där det är mörkare. Kombinationen av djupare gränsskikt och mer löst organiskt kol hämmar på så sätt den viktiga växtplanktonproduktionen i kusthavet. Bakterierna är inte ljusberoende, och kan använda kolet i det organiska materialet från älvarna.

Förklarar Bottenvikens låga växtplanktonproduktion

Resultaten från studien kan även förklara den låga växtplanktonproduktionen i Bottenviken. Tidigare har främst låg fosforhalt framförts som en förklaring, men dessa nya resultat pekar på att en hög tillförsel av kol från land och ett djupt liggande ytskikt av sötare vatten förklarar skillnaderna mellan Bottenviken och övriga delar av Östersjön.

Konkurrens om näring

Man skulle kunna tänka sig att den ökade mängden näring skulle gynna såväl växtplankton som bakterier. Så verkar dock inte vara fallet, utan studien visar att växtplankton missgynnas trots den ökade mängden näring. Bakterierna börjar istället att konkurrera med växtplanktonen om näringen, och drar det längsta strået i kampen om att växa snabbast.

Tvingas ta längre väg

Kolet i en näringskedja med sin bas i bakterier kommer att tvingas ta en längre väg med fler steg innan det når högre nivåer av näringskedjan, såsom fisk. Eftersom energi förloras i varje steg av näringskedjan kommer detta i slutänden att innebära att den totala produktionen blir lägre. Den kanske till synes oväsentliga förändringen i förhållandet mellan växtplankton och bakterier i den allra lägsta delen av näringskedjan kan i slutändan få stora konsekvenser för hur mycket fisk och skaldjur våra hav producerar.

Article in English

Båmstedt U., Wikner, J. 2016. Mixing depth and allochthonous dissolved organic carbon: controlling factors of coastal trophic balance. Mar Ecol Prog Ser 561:17-2.

Forskningsprogrammet EcoChange

Mesokosmanläggningen vid UMF

Redaktör: Kristina Viklund

Adress till nyheten:
http://www.umf.umu.se/nyhet//.cid278697


Nyheter som RSS

Följ nyheter från UMF med hjälp av vårt rss-flöde: Nyheter