Östersjön – ett hotat innanhav
Michael Tedengren
Ett påverkat ekosystem med svåra naturliga förutsättningar
Örnsköldsvik 24/3 2015
FRÅGA:
HUR UPPFATTAR DU ÖSTERSJÖN?
-
ETT UNIKT OCH VACKERT HAV
ETT INNANHAV MED STORA MILJÖPROBLEM
ETT DÖENDE HAV
NÅGOT ANNAT
FRÅGA:
VAD TYCKER DU ÄR ÖSTERSJÖNS STÖRSTA
MILJÖPROBLEM?
-
MILJÖGIFTER
ÖVERGÖDNING
ÖVERFISKE
KLIMATFÖRÄNDRINGAR
NÅGOT ANNAT
Vad är ett ekosystem?
Ett ständigt flöde av energi och materia
Ofta stora rums och tidsskalor
• Gener – Individer - Populationer – Samhällen - Ekosystem
• Interaktioner mellan arter
Yttre hot
organism
• Omvärldsfaktorer
• Genetiska förutsättningar
• Fysiologiska och
morfologiska
anpassningar
Avrinningsområde ca 4 ggr
så stort som havets yta
9 länder delar kusten och avrinningsområdet befolkas av över 90 miljoner
människor i 14 länder med
intensivt jordbruk och industri
Mycket litet vattenutbyte med
Västerhavet, 30-50 år
Östersjöns historia
Östersjön är ett ungt hav
Under endast 10 000 år har vattnet
växlat från smältvattensjö till Atlantvik
till insjö till brackvattenhav
Baltiska issjön
Yoldiahavet
Ancylussjön
Dagens Östersjön
Littorinahavet
Västerhavet
Östersjön
Utflöde av utsötat ytvatten
Brackvatten
Tillfälliga inflöden av tungt saltvatten
Salthalten i Östersjön varierar vertikalt
Bottenvattnet är saltare och därmed
tyngre än ytvattnet.
Vid omkring 40-80 meters djup finns
salthaltssprångskiktet (haloklinen),
där salthalten ökar snabbt med flera
promille då man går mot större djup.
Denna skiktningen är stabil och stormar
förmår inte röra om vattnet. När bottenvattnet inte blandas med det syrerika ytvattnet uppstår lätt syrebrist i djuphålorna
och giftigt svavelväte bildas.
Enda sättet som syrerikt vatten kan nå
djuphålorna är via slumpartade, sällsynta
inflöden av salt vatten från Kattegatt.
Salthaltsgradient
i Östersjön
Röda siffror visar antalet
makroskopiska marina
arter
Illustrationer visar
nordliga utbredningsgränsen
Remanekurva
Livet i Östersjön
Östersjön uppvisar ett lågt
artantal men med en unik
sammansättning
Östersjöns växt- och djurvärld
utgörs av en blandning av
arter som hör hemma antingen
i marin miljö eller i sötvatten
Bristen på rovdjur och växtätare
gör att de arter som finns här är
mer långlivade…
…och gör att blåmusslor kan
bilda enorma ”musselfält”
Östersjön
-ett känsligt ekosystem
Östersjöns organismer lever
under konstant salthaltsstress
Det kostar mycket energi att
hantera detta, oavsett om du
är en marin eller sötvattensart
Många arter blir också mindre
än på Västkusten
Att Östersjön har så få arter
gör också systemet känsligt
De är också känsliga för ytterligare
stress, t ex miljögifter
- om en art slås ut finns
förmodligen ingen annan
som kan utföra den ”sysslan”
i ekosystemet
Havets olika livsrum
Artrikaste bottentypen - 2% av areal - ca 80% av arterna
Stor variation av livsrum
Arter “zonerar sig” beroende på ljustillgång
och vågrörelser (exponeringsgrad)
Bottenlevande djur sitter fast
Mjuka bottnar -98% av areal - fåtal arter
enhetliga livsmiljöer
sekundära hårdbottnar - musselskal och stenar
kärlväxter (med rötter)
havsborstmaskar - viktig grupp för syresättningen
J Hansen/Azote
Pelagial - den fria vattenmassan
Havets “gräs” - mikroskopiska planktonalger - svarar för 90% av primärproduktionen
Algblomningar
Vissa växtplankton kan producera gifter
Djurplankton “vandrar” upp och ner i vattenmassan
Effektiv fortplantning med planktoniska larver
Pelagial - den fria vattenmassan
Havets “gräs” - mikroskopiska planktonalger - svarar för 90% av primärproduktionen
Algblomningar
Vissa växtplankton kan producera gifter
Djurplankton “vandrar” upp och ner i vattenmassan
Effektiv fortplantning med planktoniska larver
Medusa
Krill (kräftdjur)
Ctenophor
Copepod
Diatoméer
Dinoflagellat
NASA's Goddard Space Flight Center/USGS
Övergödning
(eutrofiering)
• Ökad produktion av växtplankton
• Mer fintrådiga, ettåriga alger
• Ökat nedfall av organiskt material
till bottnar
• Kväve (N) och Fosfor (P)
I egentliga Östersjön är kväve det
begränsande ämnet
= vårproduktionen avstannar när det
blir ont om N
= ett P-överskott när sommaren
kommer
Ökad produktion
Fintrådiga alger
-blåstångens djuputbredning minskar
Algblomningar
-grumlar vattnet
-ändrad artsammansättning
-möjlighet till rekreation
minskar
Mer organiskt
material
-ger syrebrist
-hotar torskens förökning
ev bottendöd
Fintrådiga alger
-ålgräset minskar
-sandbottnar växer igen
-möjlighet till rekreation
minskar
Syrebrist är ett resultat av att förbrukningen
av syre är större än tillförseln till djupvattnet
Syrefattig areal nära genomsnitt
Area (km2)
SYRESITUATIONEN I EGENTLIGA ÖSTERSJÖN
60000
40000
20000
1960
1970
1980
≤2 ml/L
1990
2000
≤0 ml/L
Syrefri areal dubblerad efter 2000
Salta arter med nyckelposition
i ekosystemet
Rekryteringsproblem
•
Torsk – äggen är svävande i vattnet
•
För låg salthalt – äggen sjunker
•
Syrebrist – äggen dör
•
Stora fiskar lägger större bättre flytande ägg
•
Fisket i Östersjön inriktar sig på de stora
torskarna
•
Strömming och skarpsill äter torskägg och
yngel
•
Västerhavstorsk kan ej reproducera sig i
Östersjön
Abborre och gädda
– minskat från Blekinge och
norrut tom Trosa skärgård
Rekrytering av abborre i Östersjön
Kustekosystemet
Öppet hav
Ingen påverkan
Övergödning
Övergödning + Överfiske
Fiske
STORA ROVFISKAR
STORA ROVFISKAR
STORA ROVFISKAR
SMÅ ROVDJUR
SMÅ ROVDJUR
SMÅ ROVDJUR
ALGBETARE
ALGBETARE
ALGBETARE
PÅVÄXTALGER
PÅVÄXTALGER
PÅVÄXTALGER
N+
VEGETATION
N+
VEGETATION
VEGETATION
Ingen påverkan
Övergödning
Övergödning + Överfiske
Fiske
STORA ROVFISKAR
STORA ROVFISKAR
STORA ROVFISKAR
SMÅ ROVDJUR
SMÅ ROVDJUR
SMÅ ROVDJUR
ALGBETARE
ALGBETARE
ALGBETARE
PÅVÄXTALGER
PÅVÄXTALGER
PÅVÄXTALGER
N+
VEGETATION
N+
VEGETATION
VEGETATION
Ingen påverkan
Övergödning
Övergödning + Överfiske
Fiske
STORA ROVFISKAR
STORA ROVFISKAR
STORA ROVFISKAR
SMÅ ROVDJUR
SMÅ ROVDJUR
SMÅ ROVDJUR
ALGBETARE
ALGBETARE
ALGBETARE
PÅVÄXTALGER
PÅVÄXTALGER
PÅVÄXTALGER
N+
VEGETATION
N+
VEGETATION
VEGETATION
Regime shifts in the Baltic Sea
Exempel på skadliga ämnen:
• Tungmetaller: kadmium, bly, kvicksilver,
koppar
• Klorerade kolväten : DDT, PCB, Dioxiner
• Bromerade flamskyddsmedel
• Övrigt, tex hormonliknande kemikalier
Fortfarande okända hot
• Var i ekosystemet hamnar ämnet?
• Biotillgängligt, bioackumulerbart,
biomagnifierbart?
• Toxiska effekter?
• Cocktaileffekter?
Biotic factors
Parasites
Diseases
Starvation
Competition
Physical and chemical
factors
Pollutants
Salinity
Temperature
Oxygen levels
Fysiologisk approach -
Pg:R
Autotrof:
Produktion
(fotosyntes)
syreökning
(ljus)
syreminskning
Respiration (mörker)
Pg:R
Fysiologisk approach - energibudget
Heterotrof:
AE
SFG
Konsumtion
L/h g
Exkretion
µg/h g
Respiration
mg/h g
Scope for
Growth J/h g
Fördelar med de fysiologiska metoderna
• låg dos-respons nivå;
sub-letala förändringar kan mätas
• integrerar organismens totala respons
• konvertering till energiekvivalenter;
direkt koppling till fitness
• tidig varningssignal
Effekt på högre
organisationsnivå
Ekosystem
Förändringar i energioch näringsflöden
Samhälle
Förändringar i
strukturell och funktionell
diversitet
Population
Förändringar i
tillväxt, reproduktion,
ökad mortalitet
J Hansen/Azote