Langtidsutvikling for bunnsamfunn, ved mats walday

Workshop om Nordsjøen 27. sept 2012 Mats Walday NIVA

Langtids-utviklingen hos bunnsamfunn

M. Walday

Oxygen consumption - Dead-zones globally

Diaz et al. 2008, Science 321:926 WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA

Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn

14.06.2012 WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA


• Fokus på bentos/bløtbunn • Få studier eldre enn 50 år • Petersen 1914 – undersøkt

igjen i 1984 og 1985 • Ingen eldre tidsserier i norske

områder • Sentrale og sørlige Nordsjøen • Litt om nedre voksegrense • Litt om fjorder • Oppsummering

WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA

Petersen’s bunnsamfunn 1914-24


Petersen’s bunnsamfunn 1914-24

Rosenberg et al. 1987

WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 1987, Vol. 105, pp. 219-255

Signifikant høyere biomasse i 1985!


WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 1987, Vol. 105, pp. 219-255

Signifikant høyere biomasse av pigghuder og ‘Vermes’

Biomasseøkningen i Ytre Oslofjord ble antatt å skyldes en generell ‘gjødsling’ av området

Strukturelle endringer i samfunnene

Kun to år med undersøkelser

For få (3) stasjoner i Skagerrak – men Josefson & Smith (1984) fikk lignende resultater i åpne områder av Skagerrak

Ytre Oslofjord

Josefson (1990) kom til lignende konklusjoner ved analyse av 1972-1988 data fra Skagerrak-Kattegat


Fant et syklisk mønster (7-8 år) i fase hos bentosforekomster over et stort område


NAO-indexen, med syklus på 7,9 år, korrelerte signifikant med hydrografiske forhold

Foreslo at klimatiske forhold kunne være mer styrende for bentos enn eutrofi og andre tidligere foreslåtte faktorer



• Weijerman et al. 2005 – Analysed 76 different biological-

and physical data series 1960-2003

– Regime shifts 1979, 1988 (1998) – most evident in the biological data (46 series)

– Shift in env. variables • 1979: solar constant, EA-pattern,

salinity anomaly • 1988: temperature, >NAO-indeks

– Shift in biol. variables • 1979: phytoplkt composition, > polych

in Wadden Sea, > porpoise, fish landings

• 1988: dramatic changes in fish, phytoplkt

– Concomitant changes in the North Pacific

Mar Ecol Prog Ser 298: 21-39, 2005



• Frid et al. 2009 – 1971-2006, benthic infauna on

one station in central western North Sea

• No trend in abundance or genera richness

• Trend in composition of benthos! • Driven by: fishing impact, climate

warming, altered fluxes of phytoplkt

-no change in dominant taxa -no change in richness an abundance -interannual variations in composition -major shifts every ca. 10 years Most dramatic 1991-1992! Time-lagged response to to the North Sea ‘regime shift’ in 1988 (?) Possibility of shifts in the ecological functioning of the system!

J. Mar. Biol. Ass. UK, 2009, 89(1), 1-10



• Frid et al. 2009 – 1971-2006, benthic infauna on

one station in central western North Sea

J. Mar. Biol. Ass. UK, 2009, 89(1), 1-10

“Our understanding of offshore benthos may also be approaching a point where we can make some short term predictions, but the complexity of the system, and the multiplicity of drivers demonstrated here, make the development of predictive tools that could operate in the time frames desired by policy makers and environmental managers (5–7 years) unlikely”



• Kröncke et al. 2011 - The North Sea Benthos Project 2000.

– Aim to identify changes in the macrofauna species distribution and community structure in the North Sea and their likely causes.

• large-scale spatial distribution of macrofauna off-shore communities in the North Sea hardly changed between 1986 and 2000

• Observed changes were largely associated with an increase in sea surface temperature and primary production - most likely related to the North Sea hydro-climate change in the late 1980s

• Most shifts in community structure were directly or indirectly correlated to the North Atlantic Oscillation Index in winter, especially the increase since the late 1980s

• most obvious changes found in regions with frontal systems

• bottom water temperature, bottom water salinity, tidal stress and stratification were most important structuring the macrofauna communities

Estuarine, Coastal and Shelf Science 94 (2011) 1-15

Nedslamming av hardbunn • Tyske dykkere meldte på 80-tallet om forverrede forhold • Stereobilder fra Langesundsfjorden


Risøyodden (F4) 30m depth - 90°

0

20

40

60

80

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

% o

f prim

ary

subs

trate

Sediment'Free space'Other

15-20% 20-40% <5% Sedimentdekke

Green & Walday in prep WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA

Nedre voksegrense Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn

Sundene’s bunnundersøkelser 1947-1952 gjenbesøkt av Fredriksen & Rueness (1991) økt turbiditet og sedimentasjon YO & KYO -overvåking Følges opp av student pt.

WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA International Journal of Marine Biology and Oceanography, Vol. XVII, 1 suppl. 1991

Pehlke & Bartsch (2008) fant en generell økning i nedre voksegrense rundt Helgoland!

Dypområdene i Skagerrak (Skagerrak basin), Alve 1996



Registrerte drastiske endringer i foraminiferfaunaen tidlig i 1970-årene, endringene vedvarte utover 1900-talet

I kystnære områder og fjorder er det med samme metodikk vist store endringer i O2-forhold

In: Longva & Thorsnes 1997. NGU Special Publication 8, 100pp.

Indre Lyngdalsfjord Fjorden er preget av ferskvannstilførsel og meget dårlig vannutskiftning. Oksygenforholdene er som oftest kritiske dypere enn 20 meter, med H2S dypere enn 25 meter.

1997

Begynnelsen av 1900

Slutten av 1200

«Sagbruksperioden» 1600-1800

Foraminiferanalyser viser at dypvannet ble permanent anoksisk på 1800-tallet, og anoksiske forhold har dominert på større dyp enn 30-40 meter siden 1950.

Jahren 2000



Overvåkingsbehov – HFPN 2012 • Videreføre viktige tidsserier av biologi (må dekke så mange

organismegrupper/trofiske nivå som mulig), hydrografi og forurensning

• Videre overvåking av bunnsamfunn langs ytre kyst og i større deler av Nordsjøområdet. Det er f.eks lite kunnskap om tilstand og utvikling hos de dype bunnsamfunnene i Skagerrak

• På sikt å etablere økosystemtokt • Hvordan eksisterende overvåking kan utvides for å bedre fange opp

klimaendringer • Videreutvikle og validere metoder for fjernmåling (satellitter) som er

egnet til å overvåke store havområder, bla for å kunne avdekke storskala effekter av klimaendringer

• Overvåking av havbunnen rundt petroleumsinnretningene fortsetter • Økt fokus på taksonomisk sammensetning i plante- og dyreplanktonet • Iverksette eksisterende forslag til plan for overvåking av fremmede

arter med fokus på større utskipingshavner og småbåthavner

14.06.2012



Oppsummering

• Undersøkelser har vist bunnsamfunn i stor endring - få eldre undersøkelser å sammenligne med

• Dypere off-shore samfunn mindre tydelig • Regimeskifter i slutten av 1970-årene og i slutten av 1980-

årene • Reduksjon i nedre voksegrense siden 1950-årene

(Skagerrak) • Kompliserte årsakssammenhenger – sannsynligvis

samvirkende påvirkning • Vanskelig å spå utviklingen – langsiktig og god overvåking er

nødvendig

14.06.2012



Apn

• Ploughing the deep sea floor

• Most of the studies addressing the physical disturbances of trawl gear on the seabed have been undertaken in coastal and shelf environments, however, where the capacity of trawling to modify the seafloor morphology coexists with high-energy natural processes driving sediment erosion, transport and deposition.

• Puig et al. (2012) show that on upper continental slopes, the reworking of the deep sea floor by trawling gradually modifies the shape of the submarine landscape over large spatial scales. Causing the deep sea floor to become smoother over time, producing comparable effects on the deep sea floor to those generated by agricultural ploughing on land.

14.06.2012 Puig et al. 2012, Nature 489, 286-289



• Det har vært utført en rekke større og mindre undersøkelser av makroalgevegetasjon langs norskekysten, men de fleste er gjort i Sør-Norge. Oslofjorden er kanskje den mest undersøkte kyststrekningen i Norge, der blant andre Gran (1893, 1897), Simmons (1898), Sundene (1953) og Klavestad (1967) har foretatt noen av de mest kjente undersøkelsene. På Sørlandskysten vil arbeider av Norum (1913), Arwidsson (1936) og Røinaas (1968) være noen av de viktigste å nevne, mens Levring (1937) er en av flere som har bidratt til de største undersøkelsene på Vestlandet.

• Gran, H.H., 1893. Algevegetationen i Tönsbergfjorden. Christ. Vidensk. Selsk. Forhandl., 7, 1-38.

• Gran, H.H., 1897. Kristianiafjordens algeflora. I. Rhodophyceæ og Phæophyceæ. Skr. Vidensk. Selsk. Christiania I. Mat.-Nat. Kl., I(2), 1-56.

• Simmons, H.G., 1898. Algologiska notiser. II. Einige Algefunden bei Drøbak. Bot. Notiser, 1898, 117-123.m

• Sundene, O., 1953. The algal vegetation of Oslofjord. Skr. norske Vidensk. Akad. I. Mat.-Nat. Kl., 1953(2), 1-245.

• Klavestad, N., 1967. Undersøkelser over benthos-algevegetasjonen i indre Oslofjord i 1962-1965. Oslofjorden og dens forurensningsproblemer. 1. Undersøkelsen 1962-1965, 9, NIVA, Oslo. 1-119.


Infauna bløtbunn

14.06.2012 Mareanomøte - Mats Walday NIVA

Foto: APN

Bentoslokaliteter offshore og kyst med data fra intern database (dyphavslokaliteter navngitt)

I år (dvs mai og juni) samles det inn 2500 - 3000 biologi- og 1500 - 2000 kjemiprøver som skal opparbeides og rapporteres innen april neste år. «Normalt» vil nok 1500 biologi- og 1000 kjemiprøver samles inn årlig (pluss/minus).




• The transport of remnants of continental river water 1995.

– Observations by Gunnar Thorson (NERI) 7-16.2.95, by Argos (SMHI) and G.Dannevig (IMR) end of February beginning of March, Skagerak (GMF) 14-17.3.95, Arne Theselius (KMF) 14.3.95, and NIVA. The dates indicate the front spreading.

7-16 2.95

End of Februarybeginning of March 14-17.3

14.3

Middle March (2.3 - 23.3)

March

Denmark

Sweden

Norway

Documents

Langtidsutvikling for bunnsamfunn, ved mats walday