Kap. 9: Oseanografi, geologi og dyreliv på havbunnen i
KAPITTEL 9 OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV PÅ HAVBUNNEN I BARENTSHAVET – REGIONALE UNDERSØKELSER 9.1. Leif Rise, Terje Thorsnes og Reidulv Bøe 9.2. Randi Ingvaldsen 9.3. Lis Lindal Jørgensen, Natasja Anisimova og Pavel Lubin 9.4. Lis Lindal Jørgensen, Trond Thangstad og Randi Ingvaldsen Gjennom mer enn 50 år har den statlige forvaltningen og overvåkningen av Barentshavet vært et norsk – russisk samarbeid mellom Havforskningsinstituttet og PINRO*1. Årlige samarbeidsmøter har vært fast rutine både mellom forskere og mellom Fiskerikommisjonene fra begge land. Reker (Pandalus borealis) og kommersiell bunnfisk fanget med forskningstrål (bunntrål) har vært et fast innslag i dette bilaterale samarbeidet. I 2003 ble de første forsøk gjort på å analysere hele bunntrålfangsten, og ikke bare fisk, men også en rekke bunndyr ble registrert. I løpet av perioden 2003–2005 ble det innført faste rutiner på alle de aktuelle norske og russiske forskningsbåtene på hvordan bunndyrene skulle opparbeides og behandles på de årlige felles økosystemtoktene. I 2006 hadde PINRO og Havforskningsinstituttet klar den første oversikten over bunndyr tatt med forskningstrål i både den russiske og den norske delen av Barentshavet, samt i gråsonen. Siden har dette samarbeidet fortsatt i alle etterfølgende år og utgjør i dag den eneste langtidsovervåkningsserien vi har for årlig innsamling av bunnfauna ved hjelp av trål (mega-fauna), og som dekker hele Barentshavet. Utviklingen av langtidsovervåkningen har pågått parallelt med invaderende arter, klimaendringer, petroleumsvirksomhet og fiskeri. Dette gjør tidsserien unik, og til et viktig bidrag til Forvaltningsplanen for Barentshavet og Lofoten. 1 *PINRO (Polar Research Institute of Marine Fisherries and Oceanography): Havforskningsinstituttets Russiske samarbeidspartner i Murmansk. OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV 95 9.1 HAVBUNNEN – GEOLOGI Under istiden var Barentshavet dekket av en iskappe helt ut til eggakanten i vest. For ca. 18 000 år siden startet isen å trekke seg tilbake, og omtrent tre tusen år senere var mesteparten av det vestlige Barentshavet isfritt. For dyrelivet på havbunnen har det som skjedde etter at isen trakk seg tilbake stor betydning. Isen kalvet først tilbake i Bjørnøyrenna og Ingøydjupet (figur 1), mens tilbaketrekningen gikk senere på de grunne bankene. Iskanten sto i kystsonen eller nær kysten fram til ca. 12 000 år siden mens det var stor issmelting. Mengder med finkornede sedimenter (fin sand, silt og leire) ble avsatt i havet eller ført ut til havet med elver og videretransportert av havstrømmer. I minst 4000 år var havet grått av sedimentpartikler som ”snødde” ned som bunnslam (mudder) over store områder. I denne perioden var det dessuten mengder med drivende isfjell som nådde ned til havbunnen og dermed laget renneformede isfjellpløyemerker. Det finkornede laget ble ispedd isdroppet sand, grus og stein fra disse isfjellene. Dette slamlaget (figur 2) som geologene kaller ’glasimarin leire’ er tykkest i dype trau og renner med svake havstrømmer. I de dypeste delene av trauene er det avsatt opptil 3 m finkornede sedimenter også de siste 12 000 årene. Disse sedimentene inneholder få isdroppede gruskorn. Det bløte slamlaget har sannsyn- ligvis stor utbredelse i det sørvestlige Barentshavet, selv om tykkelsen over store områder kan være under 3-5 m. Laget blir tynnere og inneholder mer sand etter hvert som vanndypet avtar mot bankene. Som en tommelfingerregel kan en si at bunnsedimentene blir mere finkornet når vanndypet øker. Dette skyldes generelt at bunnstrømmene blir svakere med økende vanndyp, særlig i lukkede trau og bassenger. Men selv på stort vanndyp kan havstrømmene være sterke - f.eks. i Sørøydjupet (ligger mellom Tromsøflaket og kysten) forekommer sandholdig grus, stein og blokk. Mange større og mindre morenerygger på grunnområder viser at isen har vært dynamisk, og at den i perioder under tilbaketrekningen Figur 1. Barentshavet er et grunt hav med banker og renner utformet av isstrømmer. Sedimentene varierer fra slam i renner og trau, til sand, grus og blokk på de grunneste bankene. Dette påvirker leveforholdene for de bunnlevende organismene. Indekskartet viser bredde og lengegrader. 96 OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV 9.2 HAVSTRØMMENE I BARENTSHAVET Figur 2. A – slam og finkornede sedimenter er vanligst i renner og trau. B - sand, grus og blokk er kjennetegnet på havbunnen på de grunne bankene. også har rykket litt fram. Morfologien på bankene er ofte karakterisert av rygger og renner på kryss og tvers som er dannet av isfjell som har grunnstøtt og pløyd bunnen i forskjellige retninger. Som oftest er bunnsedimentet grovere på ryggene (morene med stein/blokk), mens finkornede sedimenter transportert av bunnstrømmer er avsatt i le av den dominerende strømretningen nede i rennene. I bunnen av enkelte pløyespor forekommer ”pockmarks” som viser at mektigheten av finkornede sedimenter stedvis er større i rennene. På den grunneste delen av banken dominerer grus og stein, og lokalt forekommer store blokker. Mye av dette materialet er vasket ut av den grove morenen like etter at isen smeltet bort. Den gangen var havnivået mye lavere, og de grunneste områdene ble påvirket av bølgeerosjon og sterke bunnstrømmer. Det grove laget (figur 2) er en erosjonshud som har beskyttet bunnen mot videre erosjon. På litt større vanndyp (på Tromsøflaket større enn 200 meter) dominerer sandig grus eller grusig sand. Dette laget er sjeldent tykkere enn 25 cm, og lokalt kan den underliggende morenen være blottlagt på havbunnen. Utvasket fin sand ble stedvis transportert av bunnstrømmer til forsenkninger, eller til skråningene ned fra bankene. Bortsett fra i de dypeste rennene eller trauene finnes det overalt på sokkelen et tynt topplag som er grovere enn det underliggende sedimentet. I tillegg til bølger og sterke bunnstrømmer, som særlig var aktive under et lavere havnivå, har samvirket mellom sediment, bunnlevende dyr, fisk og strøm hatt stor betydning for dannelsen av topplaget. Oppvirvling av små mengder finstoff foregår jevnlig, og bunnstrømmen trenger ikke å være sterk for at det i løpet av en tidsperiode på 12-14 000 år dannes et grovt topplag. Finmateriale har blitt fjernet, og grovere partikler ble anriket i det øverste sjiktet. Det grovere topplaget er mange Barentshavet et det dypeste av sokkelhavene som ligger rundt Polhavet. Bunndypet spenner fra 20 meter på Spitsbergenbanken til nesten 500 meter i Bjørnøyrenna, og gjennomsnittsdypet er 230 meter. Innstrømming av varmt og næringsrikt atlanterhavsvann og kystvann er en dominerende faktor for de oseanografiske forhold i det sørlige Barentshavet. På grunn av dette er den sørlige delen av havområdet relativt varmt, mens den nordlige delen er dominert av kaldt arktisk vann (figur 3). I sørvest er atlanterhavsvannet alltid varmere enn 3°C, men ser man hele Barentshavet under ett kan atlantiske forhold defineres ved temperaturer over 2°C. Det arktiske vannet er alltid under 0°C. Skillet mellom de to vannmassene kalles ofte Polarfronten. I vest er fronten låst til bunntopografien og er veldefinert (skarp), mens i øst varierer posisjonen fra år-til-år og fronten er generelt mer diffus. Variasjoner i temperatur og mengde innstrømmende vann i vest forårsaker store årtil-år variasjoner i temperaturforholdene, og da spesielt i det østlige Barentshavet (figur 3 høyre side). Dette gjenspeiler variasjoner i Polarfrontens posisjon i øvre del av vannsøylen. Fordi det varme atlanterhavsvannet bringer med seg næringssalter og dyreplankton fra Figur 3. Middeltemperatur (til venstre) og standardavvik (til høyre) fra målinger i 50 meters dyp. Standardavviket er et mål for år-til-år variasjonene: rød farge betyr at det er store variasjoner i temperatur mellom påfølgende år, mens blå farge betyr at endringene mellom etterfølgende år er liten i det området. Figurene er basert på data fra perioden 1970-2008. Bunnkonturer er også tegnet på kartene. OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV 97 KAPITTEL 9 steder kun 5-10 cm tykt, og bunnlevende dyr kan ha tilhold i det mere finkornede sedimentet under. Figur 4. Middeltemperatur (til venstre) og standardavvik (til høyre) fra målinger ved bunn. Standardavviket er et mål for år-til-år variasjonene: rød farge betyr at det er store variasjoner i temperatur mellom påfølgende år, mens blå farge betyr at endringene mellom etterfølgende år er liten i det området. Figurene er basert på data fra perioden 1970-2008. Bunnkonturer er også tegnet på kartene. at vann som kommer inn i øvre del av vannsøylen i sørvest, forlater Barentshavet i nedre del av vannsøylen i nordøst. På grunn av dette, og fordi havområdet generelt er grunnere i øst enn i vest, blir bunnstrømmene sterkest i øst (figur 5). Nedsynkningen av vann kan ha stor effekt på de lokale forholdene fordi det påvirker både bunntemperaturene, men også sedimenteringen av organisk materiale som stammer fra algevekst og dyreplanktonproduksjon i de øvre vannlagene. Dette organiske materialet kan fungere som føde for de bunnlevende artene, og nedsynkningsområder kan dermed gi opphav til egne bunndyrsamfunn (kap. 4.2.1) 9.3 DYRELIV PÅ HAVBUNNEN: LANGTIDSOVERVÅKNING OG JAKTEN PÅ MILJØ-INDIKATORER Norskehavet, er området i og sør for Polarfronten vanligvis produktivt. Dersom denne produksjonen i øvre del av vannsøylen kommer ned til bunnen, kan det bety mye for de bunnlevende organismene. Temperaturforholdene ved bunn er ganske ulik de i de øverste 50 m, og temperaturskillet ved bunn går mer vest-øst enn nord-sør (figur 4). Atlantiske forhold (T>2°C) dominer helt i sør, mens arktiske forhold (T<0°C) dominerer mesteparten av det østlige Barentshavet. I vestlige deler går det et belte nordover som har bunntemperaturer mellom 0 og 2°C. År-til-år variasjonene ved bunn er generelt betydelig mindre enn i de øverste 50 meter, og mer lokalisert til spesielle områder (figur 4 høyre figur). Variasjonen er stor i området knyttet til fronten, og da spesielt i sørkant av Østbassenget. Det er også stor variasjon på de grunne bankene (Spitsbergenbanken, banken mellom Kong Karl land og Edgeøya, de grunne bankene i sørøst og Novaya Zemlya banken). Ut over det er det små mellomårlige endringer i bunntemperatur, hvilket gir stabile bunntemperaturer i sørvest (Tromsøflaket og Nordkappbanken) og i nordøst. Strømmen i Barentshavet følger i stor grad topografien, og dette gjelder i særdeleshet strømmen langs bunn (figur 5). Den topografiske påvirkningen fører til at vannet strømmer langs skråningene heller enn ned skråningene, og strømmene er sterkere over skråningene enn over de flatere partiene. Dessuten medfører denne effekten at bunnstrømmen generelt følger skråningene rundt de grunnere bankene i retning med klokken, og rundt de dypere bassengene i retning mot klokken. Dette gjelder 98 OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV for øvrig ikke bare for Barentshavet, men for hele den nordlige halvkule. I Barentshavet blir det varme, salte atlanterhavsvannet avkjølt og omdannet til kaldere (tyngre) vann som synker mot bunn. Dette er en gradvis prosess, men i tillegg foregår det nedsynkning i spesielle områder som gjør denne prosessen mer effektiv (figur 5). Dette betyr Bunndyrsprosjektet har fra norsk og russisk side omfattet 1682 trålprøver på banker, sokler, bassenger og renner tatt i perioden fra 2006 til 2008. Alle arter eller artsgrupper (32 hovedgrupper med bunndyr) er blitt talt og veid og danner grunnlag for videre håndtering av datamaterialet. Trålprøvene har gitt oss om- Figur 5. Strøm ved bunn og områder hvor det er kjent at vann synker ned i vannsøylen. Bare områder som har midlere strømhastighet over 2.5 cm/s er tegnet inn. I alle andre områder er det også strøm, men den er svakere. Strømmen er tatt fra simuleringer med en numerisk modell (ROMS). Antall og vekt av bunndyr Datamaterialet fra bunntrålundersøkelsene er lagt inn i en felles norsk-russisk database som nå inkluderer informasjon om artsutbredelse og forekomst for 476 bunnarter, der 337 er identifisert til artsnivå. De fleste artene tilhører bløtdyr (bl.a. snegler, muslinger), krepsdyr (bl.a. amfipoder, reker, krabber), nesledyr (bl.a. hydroider, maneter, sjøanemoner, koraller) og pigghuder (sjøstjerner, slangestjerner, sjøpiggsvin, sjøliljer). Antall arter registrert per lokalitet har variert fra én til 84. Den høyeste biomassen finner vi på Tromsøflaket, på Spitsbergenbanken, vest for Storbanken, sør for Franz Josef land, i Østbassenget, på Kaninbanken og langs Murmanskkysten (figur 6). Det fremgår av figuren at biomassen på de fleste lokalitetene på Tromsøflaket og på enkelte av lokalitetene på Spitsbergenbanken er avtagende i perioden 2006–2008. I Østbassenget og nord for Murmanskkysten derimot, har biomassen økt i samme periode. Det er vanskelig å peke på årsaksfaktorene til den registrerte nedgangen i biomasse på Tromsøflaket og ved Spitsbergen. Ytterligere kartlegging av disse områder ved hjelp av video bør derfor legges til grunn for en eventuell sårbarhetsvurdering. Den økte biomassen i Østbassenget og nord for Murmanskkysten skyldes økt antall snøkrabbe og kongekrabbe. Disse to krabbeartene er forholdsvis nye i Barentshavet. Begge artene spiser andre bunndyr, og forandringer i bunndyrssamfunnet som følge av krabbenes beiting kan derfor forventes. Ytterligere studier ved bruk av grabb, trål og video bør gjennomføres for å kartlegge de aktuelle spredningsområdene for disse krabbene. I områder med høy biomasse er næringstilgangen til bunndyrene høyere enn på områder med forholdsvis lav biomasse. Organiske næringspartikler, som kommer fra produksjon av planteplankton, gjøres tilgjengelig for bunndyrene med vertikale og horisontale strømmer eller ved direkte synking til bunnen (sedimentering). Høy produksjon av planteplankton i næringsrike vannmasser gir derfor grunnlag for høy produksjon blant bunndyrene. For- KAPITTEL 9 fattende informasjon og kan bl.a. brukes til å beregne individ- og artsvariasjoner, biomasse og statistiske forandringer i bunndyrsamfunnene i hele Barentshavet. Forutsetningen er at arbeidet får en fremtidig kontinuitet slik at eventuelle menneskeskapte og/eller naturlige miljøsvingninger kan registreres ved hjelp av endringer i dyresamfunnet Figur 6. Utbredelse og biomasse av bunndyr fanget ved hjelp av bunntrål i perioden 2006–2008. Totalt overtrålt bunnareal er om lag 30 km2. De ulike fargene angir dyp på 400-600 (mørkegrønn), 200-400 (gul grønn) og 100-200 m (brun). Figur 7. Utbredelse vist ved antall individer av bunndyr innsamlet med bunntrål i perioden 2006–2008. Totalt overtrålt areal er om lag 30 km2. OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV 99 holdsvis stabil næringstilgang til planteplankton oppnås ofte i områder med topografisk styrte vertikale vannstrømmer, grunne strømrike områder, fronter mellom ulike vannmasser og områder med tidevannsmiksing. Den høye bunndyrbiomassen på Spitsbergenbanken, Storbanken, samt i områdene mellom Kong Karls land og Franz Josef land kan tyde på at en eller flere av disse fysiske faktorene er tilstede og opprettholder en planktonproduksjon som igjen holder bunndyrsbiomassen høy. Atlanterhavsvann på vei inn i Barentshavet bringer næring og plankton inn over Tromsøflaket, og videre inn i Barentshavet langs Finnmarkskysten og Kola-kysten og bidrar til at dette området er produktivt. Nedsynkingen av organisk materiale er mest effektiv i de øverste 200 m, noe som gir bunndyr som lever grunnere enn 200 m en næringsmessig fordel i forhold til bunndyrene på dypere vann. Hvis vi studerer antall individer per trålprøve (figur 7), er de fleste prøvene med høyt antall registrert nord for 75º grader og spesielt øst for Svalbard, rundt Franz Josef land og vest for Novaya Zemlya. Høye individantall ble særlig funnet i 2006 og 2008. Antall individer er imidlertid et vanskelig begrep når vi behandler kolonidannende dyregrupper (f.eks. mosdyr og hydroider) eller svamper. Disse kan ikke telles på tradisjonell måte fordi de ofte kan være sammensatt av tusenvis av små enkeltindivider som ikke lar seg telle enkeltvis. I slike tilfeller telles én koloni som ett individ. Pga. denne omregningen kan antall individer i datagrunnlaget fremstå som misvisende. Utbredelse av de største dyregruppene Det fremgår av 2006-undersøkelsen at forskjellige dyregrupper dominerer i forskjellige deler av Barentshavet (figur 8). Svamper dominerer på Tromsøflaket, langs de norske og russiske kystområdene, nordvestkysten av Svalbard og nord for 80° nord for Svalbard. Dette stemmer overens med utbredelsen av atlanterhavsvannet som kommer inn i Barentshavet og som går rundt vestsiden av Svalbard (figur 3 og 4). I sørøst, mellom Kapp Kanin og Murmanskkysten, ble det i 2006 funnet en høy biomasse av kongekrabbe, mens det i Østbassenget ble funnet snøkrabber (se også Figur 16). Det sentrale og østlige Barentshavet var dominert av pigghuder (Echinodermata). Dyresamfunn Figur 8. Biomasse fra undersøkelsene i 2006 fordelt på hovedgruppene av bunndyr. Dyregruppenes farge i kakediagrammene er vist nede til venstre i figuren.”Cnidaria”: nesledyr (bl.a. sjøanemoner og bløtkoraller); ”Crustacea”: krepsdyr (småkreps, reker, hummer, krabber); “Crustacea KC”: kongekrabbe (Paralithodes camtschaticus); “Crustacea SC”: snøkrabbe (Chionoecetes opilio); ”Echinodermata”: pigghuder (sjøstjerner, slangestjerner, sjøpølser og sjøliljer); ”Mollusca”: bløtdyr (bl.a. skjell og snegler); ”Porifera”: svamp; ”Andre” representerer de øvrige 30 dyregruppene som bunndyrene er delt opp i disse undersøkelsene. 100 OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV Identifisering av bunndyrene, dvs. avgjørelsen av hvilken art det enkelte individ er, ble gjort rutinemessig om bord i toktfartøyene. Identifiseringen krever høy grad av kompetanse, og dessuten samkjøring og standardisering av arbeidet mellom eksperter på bunndyr i Norge og Russland. For å sikre slik standardisert identifisering er bl.a. et elektronisk ”Artsidentifiserings-Atlas” under utvikling. Det omfattende bunndyrmaterialet fra undersøkelsene i Barentshavet er analysert ved hjelp av avanserte statistiske dataprogrammer. Analysene viste at geografisk nærliggende lokaliteter har ganske like faunasamfunn og derfor kan grupperes. Dette var ventet fordi det naturlige fysiske miljøet på nabolokalitetene ofte er sammenlignbare (f.eks. temperatur, dyp, bunntype). Biologien til dominerende, mangeårige arter i ulike områder kan derfor fortelle noe om de fysiske naturforholdene innenfor området. Resultatet viser 3 ulike typer bunndyrssamfunn med hver sin dominerende fødekategori: t 'JMUSFSFOEF CVOOEZS FS BWIFOHJH BW TUSN som bringer levende eller døde næringspartikler frem til filtreringsorganene. Dyrene kan enten være fastsittende på bunnen og filtrere det vannet som strømmer forbi, eller de kan aktivt pumpe vannet inn, med påfølgende filtrering, slik at fødepartikler tas ut. t 1MVLLFOEF CVOOEZS EFUSJWPSF MFWFS BW Ì plukke opp organiske partikler som ligger Filtrerende arter Utbredelse og dominans av filtrerende samfunn er karakteristisk for sokkelområder med grovt sediment (figur 2) og sterk strøm (figur 5). På mellom 200-300 m dyp i Østbassenget nord (Samfunn 1 i figur 9), på soklene rundt Kong Karls land, øst for Svalbard på skråningene i Østbassenget sør og i Storfjordrenna finnes dyresamfunn dominert av en slangestjerne kalt medusahode, Gorgonocephalus arcticus (Boks 1). I Østbassenget nord dominerte denne arten sammen med slangestjernene Ophiopleura borealis og Ophiacantha bidentata. I disse områdene hersker arktiske forhold (figur 4) som egner seg for disse kaldtvannsartene. På soklene rundt Kong Karls land og øst for Svalbard dominerte medusahode (Gorgonocephalus arcticus) sammen med sjøstjernen Ctenodiscus crispatus, sjøliljen (Boks 1) Heliometra glacialis, samt rekene Sabinea septemcarinata og Lebbeus polaris (Samfunn 7 i figur 9). Medusahodene er planktonspisende og de høye KAPITTEL 9 på bunnsedimentene ved å vandre rundt og ”gresse”, eller ved å bruke klebrige fangstarmer eller vedheng som legges ut i vannet og på havbunnen. Eventuelt kan de bore kroppsdeler ned i sedimentet og føre maten til munnen. Plukkende bunndyr er dermed ikke avhengig av vannstrømmer som bringer fødepartikler til dyrene, men er derimot avhengig av at partiklene synker ned til bunnen fra overliggende vannmasser. t Rovdyr lever av å spise andre levende eller døde (åtselseterne) bunndyr og er ikke direkte avhengig av vannstrømmer for å finne føde. Generelt kan det sies at bunndyr kan oppleve naturlige og menneskeskapte miljøendringer (klima/temperatur, eventuell forurensning), fysisk slitasje (tråling, ankring), og/ eller endringer i biologiske prosesser (beiting, konkurranse). Noen arter vil tåle og overleve slike endringer, mens andre arter vil opptre med færre individer eller dø ut dersom slike endringer inntrer i området de lever i. Forandringer i dyresammensetning kan beregnes ved hjelp av statistiske og matematiske metoder, der hyppighet og utbredelse av hver art, og antall ulike arter, er avgjørende faktorer. Slike miljøendringer, med påfølgende endringer i faunasammensetning kan dermed fungere som signaler som igangsetter forskning og forvaltningsprosesser. Dette kan igjen bidra til tiltak mot uønskede, eventuelt menneskeskapte, miljøpåvirkninger. Det er imidlertid viktig at man kan skille mellom naturlige og menneskeskapte endringer i faunasammensetning. Figur 9. Barentshavet med dyresamfunn dominert av suspensjonsfødende arter. Også arter med annet fødeopptak, og som forekom i vesentlige mengder, er inkludert. Samfunn 1: Gorgonacephalus arcticus, Ophiopleura borealis, Ophioscolex glacialis, Samfunn 7: Gorgonacephalus arcticus, Ctenodiscus crispatus, Heliometra glacialis; Samfunn10: svamper (flere arter); Samfunn 11: Gorgonacephalus spp., Strongylocentrotus pallidus, Hormathia digitata og; Samfunn 12: Cucumaria frondosa, Samfunn 13: Heliometra glacialis og Samfunn 16: Geodia spp. forekomstene av denne arten tyder på gode strøm og produksjonsforhold. Lengre øst langs Finnmarkskysten ble det registrert forholdsvis mange ulike arter av svamp i fisketrålen (Samfunn 10 i figur 9). Tidligere undersøkelser med liten bomtrål på Nordkappbanken viste at størstedelen av faunaen i dette området besto av minst 45 forskjellige svamparter, men også store mengder mosdyr og armføttinger. Dyresamfunnet ble dermed dominert av filtrerende eller suspensjonsfødende arter. Ved bruk av grabb ble det funnet en helt annet type faunasamfunn nede i bunnsedimentene. Bunndyr som børstemark og bløtdyr, som plukker opp mat eller som spiser sediment, var rikere representert i grabbmaterialet (som registrerte 343 arter) sammenlignet med fauna innsamlet ved hjelp av bomtrålen (som registrerte 347 arter). I Havforskningsinstituttets og PINROs undersøkelser i dette avgrensede området på Nordkappbanken ble det avdekket 29 arter med fisketrål og 46 arter med video. Det viste seg at armføttinger og krepsdyr dannet en forholdsvis stor del av faunabiomassen når store arealer ble innsamlet (mer enn 100 m2). Totalt ble 517 arter funnet i alle redskapene til sammen. Dette betyr at flere typer supplerende redskap bør brukes for å få et mer helhetlig bilde av hva som lever på bunnen. På mellom 100-300 m dyp vest for Novaya Zemlya (Samfunn 11 i figur 9) var medusahodene Gorgonocephalus arcticus og Gorgonocephalus eucnemis blant de dominerende artene. Sjøpiggsvinet Strongylocentrotus pallidus, sjøanemonen Hormathia digitata, kappedyret Ciona intestinalis, bløtkorallen Gersemia sp. og sjøstjernen Crossaster papposus forekom også med forholdsvis stort antall individer i dette området. På Spitsbergenbanken, mellom 50–100 m dyp, ble sjøpølsen Cucumaria frondosa registrert (Samfunn 12 i figur 9) sammen med bl.a. sjøpiggsvinet Strongylocentrotus droebachiensis. Dessuten fant man suspensjonsfødende arter som rurene Balanus balanus, B. crenatus, flere arter av svamper, mosdyr, hydroider og kappedyr. Alle disse trenger forholdsvis strømsterkt bunnvann for å fange fødepartikler. Cucumaria frondosa er også registrert på Gåsbanken og Kaninbanken grunnere enn 100 m. Størst mengde (flere hundre kg) ble funnet i vest, mens på de sørøstlige fiskebankene var forekomsten vesentlig mindre (noen titalls kg). OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV 101 BOKS 1 Slangestjerner av kaldtvannsslekten Gorgonacephalus (også kalt ”medusahode”). De forgreinede armene fanger næringspartikler og gir stort fangstareal for næringspartikler som driver med vann¬strømmen. Medusahoder blir flere år gamle, og har god evne til å ”regenerere” tapte deler av kroppen så lenge selve skiven i sentrum er intakt. Sjøliljer griper tak i underlaget og strekker sine 10 armer som en parabol ut i vannet for å fange næringspartikler som kommer drivende med vannstrømmen. Myke tentakler langs armene transporterer partiklene ned til munnen ved armenes basis. Sjøliljer er ømtålig for fysisk påkjenning og fragmenteres lett opp i mange biter, med døden til følge. fakta Haneskjellet Chlamys islandica ligger på toppen av bunnsedimentet eller sitter festet med byssustråder til et fast underlag. Skallene åpnes så vidt, og gjellene pumper inn vann som blir filtrert for fødepartikler. Føden blir ført til munnen. Haneskjellet blir kjønnsmodent etter 3–6 år og kan bli opp til 30 år gammelt. Skjellet vokser sent og er sårbart for skader. Svampene er langtidslevende arter som ofte sitter fast på stein eller harde overflater. Bildet viser en art i Geodia-slekten registrert i Barentshavet. Flimreceller i svampoverflaten skaper en vannstrøm inn i svampen, og nærings¬partikler blir filtrert ut av vannet og fordøyd. Noen svamper kan bli opp til 100 år gamle og er svært sårbare for kutt og skader. 102 OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV På 100–300 m dyp på soklene på Spitsbergenbanken og Sentralbanken (Samfunn 13 i figur 9) (Boks 1) ble sjøliljen Heliometra glacialis registrert sammen med slangestjernen Ophioscolex glacialis og muslingen Chlamys islandica (haneskjell, Boks 1). Dette samfunnet er lokalisert i Polarfrontområdet hvor kalde arktiske vannmasser møter varmere atlanterhavsvann (figur 3 og 4). På Tromsøflaket og sokkelen nordover på 300–400 m dyp ble det registrert forholdsvis store mengder av svampen Geodia baretti og G. macandrevi (Boks 1 og Samfunn16 i figur 9). Disse svampene levde sammen med andre arter som er typiske for atlanterhavsvannet. Eksempler er sjøpølsen Stichopus tremulus og hummeren Munida sarsi. Geodia-svampene blir opp til 100 år gamle og utgjør et gammelt samfunn som trives i det nordøstgående atlanterhavsvannet som bringer store mengder med bl.a. dyreplankton inn i Barentshavet. Plukkende arter på bløtbunn i bassenger og trau. Et samfunn dominert av den store sjøpølsen Molpadia borealis og mudderkamstjernen Ctenodiscus crispatus (Boks 2) er registrert på dypt vann (>300 m) i Østbassenget sør (Samfunn 8 i figur 10) og i Bjørnøyrenna (Samfunn 4 i figur 10). Disse bassengene har temperaturer lavere enn 2 °C året rundt, Østbassenget ofte lavere enn 0 °C (figur 4). Dyresamfunnene vi finner i disse to bassengene er dominert av plukkende arter som lever skjult rett under sedimentoverflaten. Disse lar seg vanskelig registrere ved bruk av videokamera, og er pga. sin store størrelse og spredte forekomst vanskelig å kvantifisere ved bruk av grabb. Disse artene er kjent for å danne forholdsvis store populasjoner i sedimenter med høyt innhold av organisk materiale som enten produseres lokalt eller driver med vannstrømmene fra Norskehavet inn over Bjørnøyrenna der det etter hvert synker mot bunnen når strømmene avtar. I Østbassenget sør var sjøstjernen Pontaster tenuispinus, reken Sabinea septemcarinata, slangestjernen Ophiacantha bidentata og bløtkorall (Nephtheidae) blant de dominerende artene, mens svampen Thenea muricata, muslingen Bathyarca glacilis og isopoden Saduria sabini (Boks 2) dominerte i Bjørnøyrenna. En rekke lokaliteter i østlige Barentshavet (Samfunn 14 i figur 10) var dominert av sjøpiggsvinet ”Strongylocentrotus pallidus” og mudderkamstjernen Ctenodiscus crispatus. Rovdyr på fiskebankene i sørøst Arter som kongekrabbe (Paralithodes camtschaticus), snøkrabbe (Chionoecetes opilio), pyntekrabbe (Hyas araneus), hestereke (Sabinea septemcarinata) og parasittsjørose (Hormathia digitata) (Boks 3) var forholdsvis dominerende i de registrerte rovdyrsamfunnene i Barentshavet i figur 11. Kongekrabben (Samfunn 15 i figur 11) hadde sin utbredelse langs kystsonen i det sørlige Barentshavet på grovere blandet sediment. Den holder seg kystnært langs det norske fastlandet, mens den brer seg lengre ut i havet på russisk side. Dette kan skyldes at krabben må vandre langt til havs for å finne dypt hav på Kaninbanken og Murmansk Rise, mens det nær norskekysten finnes bratt terreng som fører ned til dypere områder. Snøkrabben (Samfunn 6a i figur 11) er en stor krabbe som i likhet med kongekrabben har fått kommersiell interesse. Den ble i 2006 registrert øst i Barentshavet nær Gåsbanken, men har gradvis beveget seg vestover og ble i 2008 registrert ved Sentralbanken. Snøkrabben ble funnet på mudderbunn på Sentralbanken, og på noe grovere bunnsediment (sandholdig KAPITTEL 9 BOKS 2 Molpadia borealis er en sjøpølse (tilhører dyrerekken pigghuder). Den lever like under sedimentoverflaten der den spiser bunnmudder. Organisk stoff i mudderet absorberes i tarmsystemet. På bildet ses pølsen som brun og avlang. Oppå pølsen ses isopoden Saduria sabini, som vi også finner på mudderbunn som ligger dypt og har kaldt bunnvann. Sjøstjernen Ctenodiscus crispatus (mudderkamstjerne) er en pigghud som lever like under overflaten av sedimentet. Munnen sitter sentralt på undersiden av dyret. I likhet med sjøpølsa spiser den sediment og fordøyer organisk stoff mens uorganisk stoff passerer gjennom tarmsystemet. Slekten Astarte tilhører en gruppe muslinger som fanger næringspartikler (organisk stoff) på bunnmudderet ved hjelp av munn¬tentakler som den strekker ut på sedimentet. Organisk stoff som ligger på sedimentet klistrer seg til tentaklene og blir deretter transportert til munnpalper der organiske partikler sorteres ut. Ikke-fordøyelige partikler pumpes ut av dyret og tas ikke inn i tarmsystemet. Ophiura sarsi er en slangestjerne (pigghud) som beveger seg på havbunnen ved hjelp av lange fleksible armer. Når den finner mat bruker den palper og tenner som den har i munnen på undersiden av kroppsskiven. Den spiser organiske partikler som ligger på bunnsedimentet. fakta Slike bunndyrsamfunn finnes ofte på grovt og blandet sediment i kystnære farvann, og på grunne banker i åpen sjø mellom 60–260 m dyp. Disse områdene kan ha stor sesongmessig variasjon i bunnvannets temperatur (-1.8-8 °C), noe som antyder at artene er robuste overfor temperatursvingninger. I Hopendypet tar Ctenodiscus crispatus over dominansen fra Molpadia borealis (Samfunn 2 og 3 i figur 10). Rør fra mangebørstemarken Spiochaetopterus typicus ble registrert sammen med to arter av børstemarken Brada sp. Slangestjernen Ophiura sarsi var jevnt fordelt på havbunnen, mens store individer av mer sporadisk fordelte sjøstjerner (Urasterias linkii, Icasterias ponopla) ble registrert i bunnfisktrålen. Disse forholdsvis store sjøstjernene (10-30 cm i diameter) lever trolig langt fra hverandre og fanges sjelden med grabb eller bomtrål. Derimot tas det ofte flere arter med grabb og liten bomtrål enn ved bunnfisktråling. Totalt ble det registrert 213 arter i Hopendypet, hvorav 156 med grabb og 69 arter med bomtrål. I bomtrålen dominerte svamp (Tetilla cranium), pigghuder (Strongylocentrotus sp., Pontaster tenuispinus, Ophiura sarsi) og krepsdyr (Pandalus borealis, ”dyphavsreke”), mens bløtdyr (Astarte crenata) og mangebørstemark (Amphitrite grayi og Nephtys ciliata) dominerte faunaen tatt med grabb. OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV 103 Figur 10. Barentshavet med dyresamfunn dominert av plukkende arter (markert med fet tekst nedenfor). Også arter med annet fødeopptak, og som forekom i vesentlige mengder, er inkludert – samfunnene 2 og 3: Ctenodiscus crispatus; Samfunn 4: Molpadia borealis; Samfunn 8: Molpadia borealis, Pontaster tenuispinus; Samfunn 14: Strongylocentrotus sp, Ctenodiscus crispatus. Figur 11. Barentshavet med samfunn dominert av rovdyrarter. Samfunn 5: Hormathia nodosa; Samfunn 6a: snøkrabbe; Samfunn 6b: Sabinea septemcarinatus, Sclerocrangon ferox; Samfunn 9: Hyas araneus; Samfunn 15: kongekrabbe. 104 OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV mudder) øst i Barentshavet, i 2009 (figur 16). Pyntekrabben (Samfunn 9 i figur 11) dominerte på Kaninbanken på sandholdig bunnsediment. Arten er vidt utbredt og blir på sandholdig sediment ofte funnet sammen med sjørosen Hormathia digitata, haneskjellet Chlamys islandica, sjøstjernen Urasterias linckii og svamp. Hesterekesamfunnet (Samfunn 6b i figur 11) ble funnet på sandbunn i Pechorahavet sammen med rekene Sclerocrangon boreas og Eualus gaimardi. Også sjørosene (Samfunn 5 i figur 11) er vidt utbredt i Barentshavet og dyregruppen dominerte på en rekke lokaliteter på dypt vann utenfor Murmanskkysten og i rennene mellom fiskebankene i øst. Sjøroser ble registrert på mudderbunn mellom 150–280 m dyp sammen med en rekke svamparter (bl.a. Phakellia sp., Radiella grimaldi, Polymastia mamillaris, Myxiella incrustans, Tetilla polyura og Suberites ficus). De to samfunnene som henholdsvis er dominert av kongekrabbe og snøkrabbe danner et ”krabbebelte” fra Murmanskkysten, nord gjennom de østlige bankene og videre nordover til ”Möller Table”. Hvis utbredelsen av sjørosesamfunnet tas i betraktning (figur 11) kan man definere den sørøstlige delen av Barentshavet som et rovdyrinfluert område. Sedimentet i dette kalde området er variert og består hovedsakelig av sand og grusblandet bløtbunn. Tidligere grabbundersøkelser utført av russiske forskere i de sørøstlige delene av Barentshavet vest for Kapp Kanin (Kaninbanken, Murmansk Rise, Østbassenget sør) har påvist opptil 855 bunndyrarter i dette området. Bløtdyrene dominerte med helt opp til 95% av biomassen i området nærmest Kapp Kanin, mens pigghuder dominerte i den nordlige delen av det undersøkte området. Høyest antall arter ble funnet på grunne banker og flater, og lavest antall arter i det dype Østbassenget sør. Både antall individer og biomasse avtok med økende dyp. Arter som trives både i kaldt arktisk og i varmere atlanterhavsvann dominerer i de sørlige områder nær Kapp Kanin. Derimot dominerer arktiske arter over de mer varmekjære artene i de nordlige og nordøstlige deler. De fleste artene tatt med grabb er de som plukker mat fra havbunnen, men målt som biomasse er likevel de filtrerende artene dominerende. Dette gjelder spesielt i de grunneste områdene. Kongekrabben er et rovdyr som har mange bunndyrsarter på menyen. Arten er blant verdens største krepsdyr med sine inntil 10 kg og med maksimalt 22 cm bredt rygg¬skjold. Den kan bli opptil 20 år gammel. Krabben vandrer fra grunne til dypere områder, noe som kan tyde på at krabben har forskjellig behov mht. byttedyr, temperatur, og substrat alt etter alder og sesong. Snøkrabben spiser i likhet med kongekrabben, en rekke bunndyr¬arter. Snøkrabben finnes på varierende bunntyper fra leire og sand til ren fjellbunn. Snøkrabben ble første gang påvist i Barentshavet i 1996 og har aldersbestemt vandring fra grunt til dypt vann. Klimaendringer Siden slutten av 1970-tallet har havtemperaturen i det sørlige Barentshavet økt med 1–1.5 °C, og isdekket har minket. Områder dominert av atlantiske forhold har hatt en jevn, men relativt svak økning etter den kalde perioden på slutten av 70-årene (figur 12). Områder som er dominert av arktiske temperaturer viser vesentlig større variasjon. Mens det i den kalde perioden på slutten av 1970-tallet var arktiske forhold i nesten 2/3 av Barentshavet, var det omtrent ikke områder igjen med slike forhold i årene 2006–2008. På Tromsøflaket, hvor atlanterhavsvann og kystvann dominerer (figur 4), var temperaturen i 2006–2008 høyere enn det som var Sjøanemonene sitter med få unntak på fast underlag. Arten Hormathia nodosa sitter som regel på eremittkrepsens hus (et tomt sneglehus). Anemonen lammer og eter byttedyr som kommer i kontakt med dens tentakler. Slik er sjøanemonen en beskytter for sin vert, samtidig som den blir ført rundt på sine ”jaktmarker”. 9.4 TRUSLER MOT MILJØET Barentshavet er blant de rikeste, reneste og mest produktive havområdene i verden. Likevel kan økosystemet i Barentshavet være sårbart, spesielt for menneskelig påvirkning og klimaendringer. En økosystembasert forvaltning av menneskelige aktiviteter forutsetter en løpende vurdering av hvordan økosystemets tilstand endrer seg i forhold til de miljø- kvalitetsmålene som blir satt. Målene er bl.a. knyttet til ødeleggelse av habitater og biologisk mangfold. Med etableringen av Helhetlig forvaltning av det marine miljø i Barentshavet og havområdene utenfor Lofoten (”Forvaltningsplanen”) er hensikten å innføre helhetlig økosystembasert forvaltning. En viktig grunn for å innføre økosystembasert forvaltning er nettopp den økende erkjennelsen av at de biologiske og fysiske elementene i økosystemer Figur 12. Utbredelse av Barentshavets bunnvann i perioden 1970–2009. Figuren viser areal av bunn som har bunntemperatur kaldere enn 0 °C (arktisk vann -blått), områder mellom 0 og 2 °C (grønt), og områder som er varmere enn 2 °C (atlanterhavsvann -rødt). OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV 105 KAPITTEL 9 fakta påvirker hverandre, både direkte og indirekte. Dette betyr at hvis en del av økosystemet blir endret, kan dette ha store ringvirkninger slik at helt andre deler av økosystemet også blir skadelidende. Dette gjelder både menneskelige aktiviteter og naturlige endringer. Noen av de viktigste påvirkningsfaktorene blir presentert i dette kapittelet. Det er imidlertid vesentlig at de ulike påvirkningsfaktorene overvåkes ved bruk av flere typer av bunndyr eller ulike arter av bunndyr. Dette er fordi ulike dyregrupper, arter og bunndyrsamfunn kan reagere ulikt på forskjellige typer påvirkning. Barentshavets bunnområder har en variert og rik fauna, med muligheter for å rette den fremtidige overvåkingen mot spesifikke påvirkningsfaktorer. Imidlertid er en systematisk bruk av organismene til årlige faste og rutinemessige overvåkingsundersøkelser ennå ikke etablert. BOKS 3 Figur 13. Histogram av temperaturobservasjoner på utvalgte banker og bassenger i Barentshavet. N er antall observasjoner. ker bunnfaunaen. Det er derfor nærliggende å anta at organismer som lever på toppen av bunnsedimentene er blitt påvirket i de mest trålte områdene. Fangstene av ”ikke kommersielle arter” blir definert som ”bifangst”. Bifangsten ved bunntråling i Barentshavet har vist seg å bestå av mer enn 350 forskjellige bunndyrarter hvor de fleste tilhører de ryggradløse dyrene (evertebrater). Opptil 84 arter av ryggradløse bunndyr er registrert på ett trålhal. De norske fiskeriene har hatt spesielt høy intensitet i områdene nær Bjørnøya, langs sokkelen i sørvestlige Barentshavet, ved kysten av Finnmark, i nordlige deler av Hopendypet, sør for Sentralbanken, samt på fiskebankene i østlige deler av Barentshavet (figur 15, se figur 1 for områdenavn). Kongekrabbe og snøkrabbe Figur 14. Temperaturer i Barentshavets bunnvann i 2003 og 2007. De tykke røde linjene viser 0 og 2°C isotermene, mens bunntopografi er markert med tynne hvite linjer sammen med flatedekkende farger. Foreslåtte overvåkningsområder er vist som sirkler vanlig i perioden 1970–2005 (figur 13, venstre). På Storbanken, som er påvirket av både atlantiske og arktiske vannmasser (figur 4), var temperaturøkningen i perioden 2006–2008 sterkere enn på Tromsøflaket. Dessuten endret fordelingen karakter i 2006–2008, selv om bunntemperaturene var innenfor det som har blitt observert tidligere. I Østbassenget derimot, som har de kaldeste og mest homogene temperatur¬forholdene ved bunnen i Barentshavet, var temperaturøkningen i 2006–2008 klart høyest sammenlignet med Tromsøflaket og Storbanken. Disse resultatene indikerer at fremtidige klimaendringer i Barentshavet har størst effekt på de områdene som er dominert av arktiske temperaturer i bunnvannet, slik som f.eks Østbassenget. 106 OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV Hvis vi fokuserer på den perioden bunndyrundersøkelser har pågått (2003–2009), ser vi at temperaturen i bunnvannet i 2003 var mellom 0 og 2 °C i begrensede områder sentralt i Barentshavet, mens forholdsvis store områder viste arktiske forhold (figur 14). Det bildet endret seg betydelig frem mot 2007 da områdene med temperaturer lavere enn 0 °C var vesentlig mindre enn i 2003. Fiskeriene Barentshavet er et viktig oppvekst- og høstingsområde for norsk sjømat. Dette medfører fiskeriaktiviteter på havbunnen og i de frie vannmasser. Studier viser at bunntråling påvir- Stadig økende mengder kongekrabbe og snøkrabbe (figur 16) sprer seg til nye områder i Barentshavet, noe som betyr at krabbenes byttedyr kan bli, og har blitt, påvirket i stadig større områder. Undersøkelser har vist at én voksen kongekrabbe er i stand til å fange inntil 300 g byttedyr (f.eks. muslinger, kråkeboller, sjøstjerner og slangestjerner) per døgn. Dette kan bety at områder med lav produksjon av byttedyr (lang levetid, mangeårig reproduksjonssyklus, langsom vekst) kan bli beitet fortere ned enn hva populasjonens naturlige tilvekst kan erstatte. Derfor bør områder med økende forekomst av krabber overvåkes over tid. Dvs. at aktuelle overvåkningsområder bør flyttes i henhold til krabbenes spredningsmønster. I tillegg til krabbenes antall må slik overvåking inkludere registrering av byttedyr, dvs. de artene som gjenfinnes i krabbens mageinnhold. Overvåkningsområder Foreslåtte overvåkingsområder er blitt antydet i figur 14, 15 og 16. Disse områdene er delvis blitt overvåket siden 2006 vha analyser av bifangst tatt med forskningsbunntrål. Men områdene bør ytterligere kartlegges ved bruk med grabb, liten bomtrål, slede og video for å oppnå en fullverdig kunnskapsbasis på ulike bunnbiotoper. Disse redskapene supplerer hverandre ved å fange bunndyr på ulike nivå i bunnsystemene. Viktige faktorer er knyttet til produktivitet, KAPITTEL 9 bentisk-pelagisk kobling, oppvekst og fødeområder både for bunndyr og fisk. I tillegg er det nødvendig, i samarbeid med russiske og norske fagmiljøer, å følge opp allerede gjennomført kartlegging og overvåking ved bruk av bunnredskaper. Video bør brukes på samfunn som ikke tåler fysisk slitasje (Geodia-svamp på Tromsøflaket, sjøliljeskogene der ”Heliometra glacialis” dominerer i sokkelområdene). Slik kan det bli mulig å følge de største og tydeligste indikatorartene som enkelt kan håndteres på laboratorium og artsbestemmes på en kostnadseffektiv måte. Svalbard 200 100 300 200 200 200 300 500 BARENTSHAVET Novaja Zemlja 300 400 300 200 NORGE RUSSLAND Figur 15. Norsk fiskeriaktivitet (røde punkter) i Barentshavet 2006–2008, basert på satellittsporingsdata (VMS: Vessel Monitoring System). Det er bare brukt data fra trålere som har levert fangstdagbøker i perioden, og alle data er filtrert slik at bare bunntråling er blitt inkludert (fart ca. 3–5 knop). Foreslåtte overvåkningsområder er vist som sirkler (områder med høy fiskeintensitet) og trekanter (områder med lav fiskeriintensitet og som derfor kan brukes som referanseområder). Figur 16. Utbredelse av kongekrabbe til venstre (Paralithodes camtschaticus) og snøkrabbe til høyre (Chionoecetes opilio). Data fra august/september 2009. Krabbene er tatt med Campelen bunntrål og standardisert til antall individer per nautisk mil. Foreslåtte overvåkningsområder er vist som sirkler. OSEANOGRAFI, GEOLOGI OG DYRELIV 107
© Copyright 2024