Varmare och brunare vatten, lägre syremängder och sämre tillgång på föda slår hårt mot ädelfisk. Samtidigt ökar utsläppet av växthusgaser. Forskare i Umeå försöker skapa en modell för att förutsäga i vilken takt som klimateffekterna kommer att drabba sjöar i norr.
Projektanslag 2016
Climate change induced regime shifts in Northern lake ecosystems
Huvudsökande:
Jan Karlsson, professor i naturgeografi med inriktning mot akvatisk biokemi
Medsökande:
Umeå universitet
Åke Brännström
Ann-Kristin Bergström
Pär Byström
Richard Bindler
Sebastian Diehl
Xiao-Ru Wang
Linköpings universitet
David Bastviken
Lärosäte:
Umeå universitet
Beviljat anslag:
36,9 miljoner kronor under fem år
Norra Sverige har gott om sjöar. De är viktiga för ekosystemet och betyder också mycket för alla som vistas i skog och mark.
Sjöar och vattendrag på norra halvklotet är dock hotade av miljöförändringar till följd av uppvärmningen i Arktis. Temperaturerna över Norra Ishavet låg hösten 2016 betydligt högre än tidigare år.Forskare vid universiteten i Umeå och Linköping har fått anslag från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse för att undersöka hur nordliga sjöar påverkas av ett varmare klimat.
– Vi tror att det kommer att ske plötsliga förändringar som får stora konsekvenser på fiskbeståndet och utbytet av växthusgaser, säger projektledaren Jan Karlsson, Umeå, som är professor i naturgeografi med särskild inriktning mot akvatisk biokemi.
Känsliga ekosystem
Nordliga sjöekosystem fungerar totalt annorlunda jämfört med sjöar på lägre breddgrader. De är mycket näringsfattiga. Fiskarna söker sin föda bestående av larver, insekter och småfisk på sjöarnas botten.
Ett varmare klimat kan få stora direkta effekter.
– Uppvärmningen antas bli speciellt kraftig på nordliga breddgrader. Eftersom vi har särskilt känsliga ekosystem kan det leda till en betydande förändring, vilket i sin tur kan få konsekvenser för den globala kolcykeln, säger Jan Karlsson.
Vattendragen kommer också att påverkas indirekt när nedbrytningsprodukter av växter från kringliggande marker i större omfattning börjar rinna ut i sjöar och vattendrag. Den höga halten av humus gör vattnet mörkare – det uppstår en så kallad förbruning. Solljuset, som är nödvändigt för bottenväxternas fotosyntes, får svårt att tränga ned.
Tillgången på föda minskar dramatiskt för fiskar och andra organismer. Nedbrytningen av större mängder organiskt material bidrar också till att sjöarna släpper ut mer växthusgaser.
– Förändringarna kan komma gradvis och pågå i decennier. Men om permafrosten tinar i norr kan det gå snabbare. I Ryssland finns stora mängder kol lagrade i den frusna marken. Oron är stor för vad som kan hända när den tinar och frigörs. Det kommer att drabba bland annat vår fjällmiljö.
Storskaliga studier
Huvuddelen av studierna genomförs i fjäll och skogsland i norra Sverige, där forskarna undersöker prover av vatten och sediment från fullstora sjöar.
Kompletterande studier kommer att göras i Sibirien och på Grönland.
– Vi undersöker vattentemperaturen och tillrinningen av näring och organiskt kol från land. Båda kommer att öka i framtiden, säger Jan Karlsson.
Ett storskaligt experiment med konstgjorda dammar har satts upp alldeles utanför Umeå. Där bedrivs året runt kontrollerade försök i 20 olika system.
– Vi pumpar in älvvatten i dammarna, där vi kan manipulera temperaturen.
Resultaten jämförs med historiska data från tidigare klimatförändringar. I ett experimentarkiv i universitets källare finns prover med sediment som är upp till 10 000 år gamla.
Forskarna undersöker också fiskarnas arvsanlag för att se hur fiskarsamhällen utvecklas under olika livsvillkor.
– Vi kan hitta DNA från fisk i sedimenten och rekonstruera sammansättningen och mängden fisk under olika tidsperioder, förklarar Jan Karlsson.
Alla insamlade uppgifter kommer att läggas in i en dynamisk ekosystemmodell, som kan användas för att förutsäga hur mängden fisk påverkas av miljöförändringar. Modellen kan också ge prognoser för växthusgasutbytet i olika typer av sjöar i norr.
– Den ska även kunna användas som verktyg inom sjöövervakning och fiskevård för att exempelvis kunna utreda vilka sjösystem som är särskilt känsliga för klimatförändringar eller hur hållbart fiske kan bedrivas.
Projektet genomförs i ett tvärvetenskapligt samarbete mellan fysiker, ekologer, biogeokemiker och matematiker.
– Forskare är inte alltid vana vid att jobba över ämnesgränser, men det är absolut nödvändigt. Klimateffekterna är så komplexa.
Oro för miljökollaps
Jan Karlsson har vuxit upp i Norrbotten och fiskat mycket ända sedan han var barn. Harr och abborre i småsjöar och rinnande vatten, strömming och sik i havet, röding i fjällen. Han är orolig för vad som ska hända med ädelfisk som röding och öring.
– Ett varmare klimat kommer att slå särskilt hårt mot rödingen, som vill ha kallt vatten. Risken finns också att det kommer in andra arter, som slår ut fjällfisken.
Vissa markägare kommer säkert att plantera in ny fisk, men det blir också en naturlig invandring. Gädda tar sig in, om det bara finns förbindelser.
Risken finns att fiskproduktionen halveras inom några decennier. Växthusgaserna kan fördubblas flera gånger om under samma tidsperiod.
– Vi förväntar oss ganska kraftiga förändringar. De kan bli abrupta, vi kan till och med få kollapser. Forskarna samarbetar med länsstyrelserna för att söka nya lösningar för fjällfisket. Hur ska vi fiska och hur mycket?
– Jag är övertygad om att vi ska kunna ta fram nya riktlinjer för att behålla ett så bra fiske som möjligt, säger Jan Karlsson.
Text Carin Mannberg-Zackari
Bild Magnus Bergström
