Miljöförändringar och fiske påverkar näringsväven

Östersjöns ekosystem är i ständig förändring och antal individer av olika arter varierar över tid. Även individtillståndet av en art kan variera, till exempel medelstorlek, energiförråd eller fortplantningsförmåga. Ordet individtillstånd används här för att beskriva olika sätt att mäta konditionen hos individerna inom en art eller djurgrupp, som ett komplement till andra studier som görs av hur deras antal förändras över tid. Förändringar hos en art kan bero på yttre miljöförändringar och kan i sin tur påverka andra arter i ekosystemet. I denna artikel presenteras en bild av hur omfattande dessa förändringar är och hur de förhåller sig till varandra.

Analysen har gjorts genom att titta på hur tillståndet hos olika djurgrupper i Östersjön förändrats de senaste tjugo åren och hur havsmiljöförändringar och mänsklig påverkan har bidragit till förändringarna. Ett urval av viktiga djurgrupper som påverkar varandra genom att de äter eller äts av varandra har studerats, från djurplankton och bottenlevande djur till bytesfisk, rovfisk och säl. Tillsammans representerar de en förenklad version av näringsväven i Östersjöns utsjö. Näringsväven beskriver sambandet mellan olika arter som genom sina roller som producenter och konsumenter av föda utgör ett nätverk där näring sprids och omvandlas i ekosystemet. Förändringar i djurgruppernas tillstånd i förhållande till varandra och till omgivande miljöfaktorer har undersökts med hjälp av data från pågående svensk miljöövervakning i Egentliga Östersjön.

Djuren är i sämre kondition

Under de senaste två årtiondena har flera förändringar hos olika djurgrupper ägt rum. Antalet individer har varierat och hos flera arter har antalet ökat, men deras tillstånd har inte förbättrats. Tvärtom har individernas tillstånd försämrats i näringsvävens övre del, alltså hos gråsäl, torsk och strömming. Hos gråsäl har späcktjockleken minskat och den åldersspecifika vikten hos både torsk och strömming har sjunkit.

Förändringar i antal hos flera av djuren beskrivs närmare i andra kapitel av denna HAVET-rapport. Till exempel ser man att antalet av gråsäl och skorv (bottenfauna) har ökat sedan 1990-talet. Ingen trend över tid kan ses för antalet av strömming, skarpsill och vitmärla, och inte heller för biomassan av djurplankton. För torsken är situationen svårbedömd eftersom det finns problem med de metoder som använts för att bedöma torskbeståndets storlek (antal och biomassa). I dagsläget saknas en gemensamt godkänd metod, men olika modeller är under utveckling. Säkert är dock att antalet torskar är mycket mindre idag än i slutet av 1970-talet. Hur antalet varierat under det senaste årtiondet är osäkert. Forskningsundersökningar och de modeller man använder för tillfället visar dock att antalet äldre och större torskar minskat mycket snabbt de senaste åren.

Djurens livsmiljö har förändrats

Det finns ett antal miljöförändringar och mänskliga påverkansfaktorer som skulle kunna kopplas till förändringarna i näringsväven:

• Sett ur ett mer långsiktigt perspektiv vet vi att framför allt övergödning, skapad av utsläpp av näringsämnena kväve och fosfor, har påverkat Östersjön under en lång tid. Sedan 1990-talet har kvävehalten i ytvattnet dock minskat i Egentliga Östersjön medan fosforhalten har fortsatt att öka.
• Syresituationen i Östersjön visar minskande syrehalter i djupvattnet sedan 1970-talet och sedan slutet av 1990-talet har utbredningen av syrefria bottnar tredubblats.
• Fisketrycket på torsk, strömming och skarpsill var högt och ökade under 1990-talet men minskade igen efter de första åren på 2000-talet.
• Temperaturen i ytvattnet har ökat sedan 1970-talet, men tittar man på perioden från och med 1990-talet syns ingen trend i norra Egentliga Östersjön.
• Salthalten i ytvattnet visar en minskande trend i hela Östersjön sedan 1970-talet, men inte under de senaste två årtiondena.
• Sambandet mellan djurgruppernas kondition, kallat individtillstånd, och förändringar i deras miljö har undersökts med en så kallad DISTLM-analys (Distance-based linear model). Detta är en multivariat analysmetod som gör det möjligt att studera förändringar hos flera olika djurgrupper och miljövariabler samtidigt.

Många förklaringar till försämringarna

Analysen belyser hur individtillståndet hos gråsäl, torsk och strömming har försämrats under de senaste decennierna i Östersjöns utsjö. Förändringarna i individtillstånd
samvarierar med en kombination av flera miljövariabler, framförallt minskande syrehalt, minskande kvävehalt och minskande fisketryck på strömming.

Det försämrade individtillståndet i de övre delarna av näringsväven skulle kunna förklaras av förändringar i födokvalitet och födotillgång, men även av ökad konkurrens som en följd av ett ökat antal individer i näringsvävens övre del. Under den studerade tidsperioden minskade medelvikten hos strömming, som är viktig föda för både gråsäl och torsk. Därtill kan den kontinuerliga ökningen i antalet gråsälar under senaste årtionden leda till konkurrens om födan, så att deras späcktjocklek minskar. Å andra sidan kan ett ökat antal sälar även påverka individtillståndet hos andra arter, till exempel strömming, då sälen främst inriktar sig på större strömming. Detta har visat sig vara en av orsakerna till en minskad i medelstorlek hos strömming i Bottenhavet enligt tidigare studier.

Även den minskande medelvikten hos torsk och strömming skulle kunna tolkas i skenet av ökande individantal. Tidigare studier har visat att det finns ett samband mellan försämrad medelvikt hos strömming och ökat individantal av skarpsill, som konkurrerar med strömming om djurplankton. För torskens del behöver man även beakta långvariga effekter av överfiske. Trots att en förbättrad förvaltning de senaste åren har lett till ett minskat fisketryck är torskbeståndet fortfarande kraftigt påverkad av ett långvarigt ohållbart fiske, med effekter på bland annat storleksstrukturen.

I analysen samvarierade förändringar i kvävehalten i ytvattnet framför allt med individtillstånd hos strömming, skarpsill, vitmärla och djurplankton. En minskad tillgång på näringsämnen minskar produktionen av växtplankton, vilket kan leda till lägre produktivitet också högre upp i näringsväven. Men näringshalten kan även påverka artsammansättningen av växtplankton genom att olika arter gynnas av olika halter av näringsämnen och konkurrensen mellan arter förändras. På grund av detta kan typen av respons variera i olika situationer. Kopplingen till försämrade syreförhållanden i bottenvattnet skulle kunna förklaras av att den ökade syrebristen har lett till en minskad produktion av bottenlevande djur och därmed en försämrad tillgång på viktig föda för fisk, särskilt för torsk.

Även klimatförändringar kan påverka

Analysen visade inte på några tydliga kopplingar mellan förändringar i djurgruppernas individtillstånd och klimatrelaterade miljöförändringar, såsom salthalt och temperatur. Detta kan bero på att vi undersökt en relativt kort tidsperiod under vilken andra miljövariabler har haft större påverkan. Studier som gjorts över längre tid har visat att ett varmare klimat kan påverka arternas fysiologi och tillväxt. Östersjöns unika sammansättning av såväl arter med ursprung i färskvatten som marina arter gör att artsammansättningen också påverkas av salthalten. Tidigare studier som omfattat utvecklingen under fyra årtionden har visat att förändringar i artsammansättningen av fisk i Östersjöns kustområden kan kopplas till minskad salthalt. Samtliga arter i studien som redovisas i denna artikel är av marint ursprung eller anpassade till Östersjöns bräckta vatten.

De möjliga förklaringar som presenteras här baseras på ett begränsat antal variabler och förklarar endast en del av variationen. Aspekter som inte tagits upp men som det skulle vara intressant att inkludera i kommande analyser är till exempel miljögifter och tiaminbrist. Även om förklaringarna inte är heltäckande kan de vara användbara för att diskutera möjliga orsaker, och fungera som utgångspunkt för mer detaljerade undersökningar och dataanalyser.

Läs mer

Casini M., Bartolino, V., Molinero, J.C. and Kornilovs, G. 2010. Linking fisheries, trophic interactions and climate: threshold dynamics drive herring Clupea harengus growth in the central Baltic Sea. Marine Ecology Progress Series, 413: 241-252
Östman, Ö., Karlsson, O., Pönni, J., Kaljuste, O., Aho, T & Gårdmark, A. 2014. Ecosystem changes and eco-evolutionary dynamics in body size of herring (Clupea harengus) in the Bothnian Sea. Evolutionary Ecology Research, 16: 417-433
HELCOM Core indicator fact sheets: HELCOM - Nutritional status of seals samt HELCOM - Core indicators