Ny modell avslöjar tidiga tecken på klimatförändringar

Miljöforskaren David Seekell kombinerar fältstudier med matematiska modeller i jakten på tidiga varningssignaler för sammanbrott i ekosystemet i skogssjöar.

David Seekell

Doktor i miljövetenskap

Wallenberg Academy Fellow 2015

Lärosäte:
Umeå universitet

Forskningsområde:
Skogssjöars ekosystem

Det är bara sju grader varmt och blåser kallt när David Seekell vadar ut i Nydalasjön utanför Umeå för att mäta vattentemperaturen. Han forskar om klimatförändringar i nordliga sjöar och är van vid att ta prover i betydligt sämre väder.

Tillbaka på institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet förevisar han en specialtillverkad gummibåt, som levererades bara en dag tidigare och står tillfälligt parkerad mitt i hans arbetsrum.

Båten är radiostyrd och kommer att förenkla provtagningen. Den kan bland annat loda djupet och lysa upp sjöbotten för att det ska bli lättare att se utbredningen av alger. Båten är också försedd med sensorer som mäter hur många träd som fallit ner i sjön, en indikator för fiskarnas livsmiljö.

– Många av våra prover är ganska enkla att ta, men vi måste ändå vara flera personer som hjälps åt. Med den här båten räcker det om vi är två. Båten kan även ta vissa prover utan att vi är där, berättar David Seekell.

Bland miljöforskare och naturvårdande myndigheter finns en oro för att ekosystemet i vissa skogssjöar är nära en kollaps. Ett varmare klimat stimulerar växtligheten och ökar risken för att nedbrytningsprodukter i allt större omfattning rinner ut i sjöar och vattendrag. Den höga halten av humus gör vattnet brunare.

I sjöarna finns bakterier, som tar hand om organiskt material och håller vattnet rent. Men hur mycket kan sjöarna ta emot innan systemet brakar ihop?

Som Wallenberg Academy Fellow får David Seekell både tid och resurser för att söka svaret på den frågan. Under projektperioden kommer han att tillföra biologiskt material i skogssjöar för att studera hur stora klimatförändringar de klarar av.

Bara ett fåtal liknande experiment har hittills utförts på hela ekosystem på andra håll i världen. Resultaten kan bli användbara för skötseln av sjöar och vattendrag.

Miljöforskare av en slump

David Seekell var varken speciellt intresserad av natur eller miljö när han började läsa statsvetenskap i Vermont. En praktikperiod på en institution för miljöstudier fick honom att totalt ändra inriktning.

– Jag bara ramlade in i miljöforskningen och upptäckte att jag trivdes, berättar han.

David Seekell tog en grundexamen i naturresurser i Vermont och fortsatte med doktorandutbildningen i Virginia, när hans professor flyttade dit.

För fem år sedan kom han till Uppsala universitet på ett utbytesprogram i Vetenskapsrådets regi. Han besökte också Umeå universitet, dit han senare återvände som postdoktor och är anställd som biträdande universitetslektor sedan ett par år tillbaka.

År 2016 tilldelades David Seekell det internationella priset Science och SciLifeLab Prize för unga forskare. I priset ingick bland annat att bli publicerad i tidskriften Science.

I den essä som han skrev berättar David Seekell om sitt avhandlingsarbete, där han hade studerat två sjöar i Michigan. Den ena dominerades av en rovfisk, den andra av småfisk. Till den senare tillfördes rovfisk pö om pö i fyra års tid.

Efter tre år hade rovfisken tagit herraväldet i experimentsjön, men tendensen var tydlig redan halvannat år tidigare. En ökad tillgång på småfiskens föda avslöjade att den var på tillbakagång. Några andra tecken gick inte att uppmäta vid det laget.

– Det här var det första beviset för att tidiga varningssignaler i ekosystemet kan upptäckas innan förändringen är oåterkallelig, säger David Seekell.

Han hade gjort sina beräkningar med hjälp en matematisk modell, som används flitigt av ekonomer men sällan av ekologer. Den kan identifiera tydliga tröskeleffekter och har senare tillämpats för att förutsäga dramatiska förändringar inom så vitt skilda områden som ränteläget för villaägare, aktiviteten på twitter och anfall av epilepsi.

– Projektet visar hur grundläggande ekologisk forskning kan utveckla verktyg som är till nytta även för andra områden i samhället, säger David Seekell.

Lätt att både forska och leva

David Seekell känner sig hemma i Sverige. Alla kontakter med myndigheterna har gått smidigt, och han hoppas att även i fortsättningen kunna fokusera på forskningen även om familjen utökades med ett litet barn tidigare i höst.

– I USA måste man ge upp allt för karriären. Det fungerar inte om två personer som lever tillsammans ska offra sig båda två. I Sverige finns inte samma stress. Man kan koncentrera sig på jobbet och ändå ha ett privatliv.

David Seekell tycker också att det är betydligt billigare och enklare i Sverige än i USA och Kanada att färdas till platser som är lämpliga för fältarbeten. Han kan till exempel promenera till Umeå Östra för att ta tåget till Abisko, där det finns en undersökningsplats bara ett par hundra meter från stationen.

”Wallenberg Academy Fellows vågar satsa på högriskprojekt. Jag hade aldrig kunnat få så stora resurser så tidigt i karriären vid något universitet i USA. Många pratar om att stödja unga forskare men få visar det.”

Experimenten på hela sjöar ställer dock lite speciella krav vid rekryteringen av nya medarbetare.

– Jag måste jobba med forskare som är självständiga och duktiga på att lösa problem. Mycket kan hända när de åker iväg i helikopter för att ta prover och måste bo i skogen flera dagar i sträck. Vädret kan bli dåligt, utrustningen kan gå sönder. Den vetenskapliga kompetensen kan de flesta lära sig. Men kan de fixa en trasig maskin två timmars gångväg in i en skog, när de inte har en fungerande mobiltelefon?

Text Carin Mannberg-Zackari
Foto Magnus Bergström