Havets græs har det skidt

Transkript

1 24 Havets græs har det skidt Klimaforandringer og invasive arter kan blive en dødelig cocktail for ålegræsset i de danske farvande, som i forvejen er trængt af udledningen af næringsstoffer. Hvis ålegræsset forsvinder, betyder det tab af vigtige levesteder og øget erosion af vore kyster. Af Marianne Holmer og Hannes Höffle Klimaforandringer og øget spredning af invasive arter, kan få stor betydning for vores kystnære økosystemer, som vi kender dem i dag. Det gælder f.eks. for de brede bælter af ålegræs, som findes langs mange danske kyster i de indre farvande, og som vi kan opleve under sommerens svømmeture. Den internationale klimakommission (IPCC) forudsiger en temperaturstigning på 1,1-6,4 ºC i løbet af dette århundrede med størst stigning i de arktiske områder. Dertil kommer en række følgevirkninger, som større regnmængder og større udvaskning af næringssalte til kystområder. Samtidig trues ålegræsbedene af invasioner af eksotiske tangarter, der kan udkonkurrere ålegræsset. Vi har lavet forsøg, som viser, at ålegræssets vækst og overlevelse forringes i et sådant scenario med stigende temperatur og invasion af parykalgen Gracilaria vermiculophylla. Da Ålegræs som har det dårligt... der bl.a. knytter sig et righoldigt dyreliv til ålegræsbede kan det få konsekvenser for de efterfølgende led i fødekæden og dermed hele økosystemets struktur og funktion. En nøgleorganisme i de danske farvande Ålegræs er udbredt langs danske kyster, hvor det findes i bælter ud til ca. 5 m s dybde og nogle steder helt ned til m s dybde. Også i fjordene er ålegræs udbredt, dog ofte kun til 1-3 m s dybde, som i de sidste ca. 30 år er yderligere forværret pga. dårligere lysforhold, som følge af belastning med næringssalte og efterfølgende opblomstring af planteplankton, også kaldet eutrofiering. Ålegræs er en nøgleorganisme i vore kystvande, idet ålegræs fungerer som habitat for en lang række smådyr og små fiskearter og er et vigtigt bindeled til de højere fødekæder. Det er arter som

2 25 tanglopper, rejer, strandkrabber, tangnål, tangspræl og fiskeyngel, som er specielt vigtige i ålegræssamfundet. Ålegræsset er gået drastisk tilbage siden begyndelsen af forrige århundrede, hvorfra vi har de første optegnelser af ålegræssets udbredelse. Størst tilbagegang blev observeret i 1930 erne, hvor ålegræssygen reducerede udbredelsen fra knap 7000 til 500 km 2. Ålegræsset vendte tilbage, men i 1970 erne og 1980 erne var den gal igen, da eutrofiering som følge af landbrugets stigende forbrug af kunstgødning førte til store tilbagegange. Gennemførslen af vandmiljøhandlingsplaner med reduktion af næringssaltbelastning til søer og kystområder har forbedret vandkvaliteten. Ålegræsset har således bredt sig igen, om end det går væsentligt langsommere end forventet. Det gælder specielt i de indre fjorde, hvor f.eks. havbunden flere steder ikke mere er velegnet som substrat for ålegræsplanterne. Havbunden er blevet for finkornet og sulfidholdig. I nogle tilfælde er gamle ålegræslokaliteter koloniseret med blåmuslinger, som forhindrer en genetablering af ålegræsset.... og ålegræs, som har det godt. Invasion af tangplanter Ålegræs fortæller om havmiljøets tilstand Ålegræs er udbredt i tempererede områder, men udkonkurreres af subtropiske arter, når de maksimale sommertemperaturer overstiger 25 ºC. Ålegræs dør hurtigt, hvis det eksperimentelt udsættes for temperaturer over 30 ºC, idet plantens respiration bliver højere end fotosyntesen. Der er observeret hændelser af massedød i danske farvande ved høje vandtemperaturer i varme somre, f.eks. i det Sydfynske Øhav, men kendskabet til temperatureffekter under naturlige forhold er generelt begrænset til nogle få studier. Forsøg har vist, at forskellige miljøfaktorer kan forstærke hinanden, således at planterne dør ved lavere temperaturer end forventet. Det gælder f.eks. under iltsvind, hvor lave iltkoncentrationer omkring planternes vækstpunkt der Parykalge i havgræsbed ved Fyns Hoved Ti tangarter er kendt som invasive i danske farvande med butblæret sargassotang (Sargassum muticum) og rødtot (Bonnemaisonia hamifera), som de hyppigst forekommende. Sargassotang er specielt kendt fra Limfjorden, hvor den er udbredt på lavt vand, mens rødtot fi ndes på dybere vand, hvor den kan opnå relativ stor betydning. Der er observeret ændringer i lavvandssamfundet i Limfjorden som følge af invasion af sargassotang, idet denne har udkonkurreret langsomtvoksende tangarter og formodentligt ført til større udbredelse af trådalger, som lever fastvokset på sargassotang. De fleste invasive arter i Danmark er introduceret med skib eller i forbindelse med indførsel af østers. De første observationer af invasive arter er fra omkring 1900 af bl.a. rødtot og Codium fragile, mens parykalgen er en af de seneste ankomne, idet den første gang er observeret i Nordsøen og Horsens Fjord i Nu er den udbredt i det vestlige Danmark og er de seneste år også observeret i Odense Fjord. Parykalge stammer fra Japan, men spreder sig hurtigt i disse år og er således fundet på begge sider af Atlanterhavet samt begge sider af Stillehavet. Parykalgen er modstandsdygtig overfor en lang række miljøpåvirkninger og tåler lave lysforhold, høj sedimentation, lav salinitet og store temperaturændringer. Den er derfor en typisk opportunistisk plante, som har potentiale for at opnå stor udbredelse, specielt i svækkede økosystemer som de danske fjorde med stor næringssaltpåvirkning, dårlige lysforhold og hyppige iltsvind.

3 26 Figur 1. Laboratorieopstilling af ålegræs udsat for forskellige mængder af parykalgen Gracilaria vermiculophylla. C=kontrol, ingen alge, L= 60 g alge pr. spand, H= 150 g alge pr. spand. Relativ vækstrate (% d -1 ) Mortalitet (% d -1 ) ,04 0,03 0,02 0,01 18 o C o C Kontrol Lav Høj 0, Sulfid i porevand ( μm) o C Figur 2. Relativ vækstrate hos ålegræs ved 3 forskellige temperaturer og forskellige mængder af parykalge. Figur 3. Sammenhæng mellem koncentrationen af sulfi d i havbunden og dødeligheden af ålegræs i eksperimenter, hvor ålegræs var eksponeret til stigende mængder af parykalge og stigende vandtemperaturer. ligesom græsser, sidder i overgangen mellem jordstængel og blad fører til forrådnelse i vækstpunktet. Det betyder, at iltsvind kombineret med høje vandtemperaturer kan føre til massedød. Også forekomst af sulfid i havbunden har en forstærkende effekt og fører til nedsat vækst og øget dødelighed. Ålegræs er sammen med en række andre havgræsser i Europa udvalgt som indikatorart for havmiljøets økologiske tilstand i Vandrammedirektivet. Havgræsser er velegnede indikatorer, da de er vidt udbredte, og repræsenterer relativt stabile økosystemer, som kan genfindes på samme lokaliteter år for år og dermed er relativt nemme at monitere ved dykkerundersøgelser eller analyse af luftfotos. Samtidig reagerer havgræsserne hurtigt på forandringer af havmiljøet. Udbredelsen af havgræsser er størst ved gode lysforhold, og der er fundet direkte korrelationer mellem dybdeudbredelse og lysforholdene. Omvendt, forringes lysforholdene f.eks. som følge af algeopblomstringer, mindskes dybdeudbredelsen og ålegræsset går tilbage. Truslen fra invasive arter I en verden med globaliseret økonomi, er transporten af varer steget kraftigt, ikke mindst via skibstrafik, som udover varer desværre også kan transportere invasive arter. Dræbergoplen Mnemiopsis leidyi er nok den mest kendte af de invasive arter i danske kystvande. Den har de seneste år optrådt hyppigt i medierne, da den har bredt sig utroligt hurtigt og kan forekomme i stor tæthed. En lang række andre arter, som kan have mere direkte effekt på ålegræs, er i samme periode indvandret i danske farvande. Det gælder f.eks. flere arter af tangplanter, såsom Butblæret Sargassotang (Sargassum muticum) og Codium fragile i Limfjorden, og Parykalge (Gracilaria vermiculophylla). Parykalgen er specielt interessant, da den er observeret i havgræsbede andre steder i verden

4 27 og den har ikke brug for et substrat til fasthæftelse, men kan drive rundt i store samlinger. Samtidig vokser parykalgen hurtigt og er fundet i metertykke lag, f.eks. i Holckenhavn Fjord på Fyn. Invasion af tangplanter i havgræsbede er observeret i andre lande, og det er primært herfra vi har den eksisterende viden på området. I Middelhavet er Caulerpa taxifolia, som stammer fra det Indiske Ocean, blevet kaldt Dræberalgen, idet den har overtaget flere havgræsområder, specielt i Italien. Generelt er invasive arter karakteriseret ved at være opportunistiske arter, som udviser hurtigt vækst og har stort spredningspotentiale. Parykalgen kan således vokse ud fra meget små fragmenter og samtidig overleve mørke, f.eks. nedgravning i flere måneder. Ydermere har mange tangplanter den fordel, at de vokser hurtigere end havgræsser i et næringsrigt miljø, og det kan få konsekvenser i de danske fjorde, hvor der er stor næringssaltbelastning. Masseopblomstringer af tangplanter i havgræsbede har ført til udskygning, overvoksning og udkonkurrering af havgræsserne. Mindskede iltkoncentrationer omkring havgræssernes vækstpunkt og øget forekomst af sulfid er også nævnt som mulige faktorer for havgræssers tilbagegang under invasion af tangplanter. En dødelig cocktail Kombinationen af øgede vandtemperaturer og invasion af parykalge kan således vise sig at være en dødelig cocktail for danske ålegræsbede. Vi har lavet forsøg med ålegræs og parykalge i et klimascenario med stigende sommertemperaturer fra den nuværende middeltemperatur i juli-august måned på 18 ºC og op til 27 ºC, som kan forventes i varme somre under global opvarmning. Vi har arbejdet med relativt tynde måtter af parykalge på 5-10 cm s tykkelse, som dækker det nederste af ålegræsplanten, mens bladene stikker ud i toppen. Det er ikke sandsynligt, at ålegræs kan overleve at blive dækket af meter- tykke lag, da bladenes længde normalt er mindre end 1 m i fjordområder, og de vil således blive helt udskygget (figur 1). Tilstedeværelsen af parykalge viste en nedsat vækst af ålegræs ved de lave temperaturer (figur 2), og ved den højeste temperatur på 27 ºC steg også dødeligheden signifikant. Forekomsten af parykalge førte til nedsat iltindhold i vandet omkring ålegræssets vækstpunkt, og sulfidindholdet i sedimentet steg voldsomt ved de højere temperaturer. Vi har i andre forsøg vist, at et lavt iltindhold i vandfasen kombineret med højt sulfidindhold i havbunden kan føre til stor invasion af sulfid i planterne. I dette forsøg fandt vi en klar sammenhæng mellem indholdet af sulfid i porevandet og dødeligheden af ålegræs (figur 3). Kysterosion og reduceret biodiversitet Øgede vandtemperaturer og invasion af tangplanter i havgræsbede kan altså betyde en tilbagegang af ålegræs. Det samme kan forventes for andre havgræsser, og vi har f.eks. set de samme effekter af forskellige arter af tangplanten Caulerpa for havgræsser i Middelhavet og i Australien. Det synes således at være et generelt fænomen, som er en trussel mod havgræsser langs verdens kyster. Tab af havgræsbede kan udover tab af habitat og fødekilder til de efterfølgende led i fødekæden føre til øget erosion af kysten, da havgræsserne ikke længere vil binde sandet i deres rodnet. Havgræsser bidrager ligeledes til fixering af CO 2 og lagring af kulstof i havbunden, og har således samme funktion som skove på landjorden. I vækstsæsonen binder havgræsserne tillige næringssalte, som fjernes fra vandfasen i en kritisk periode og nedsætter algeopblomstringer om sommeren. Skulle det ske, at havgræsbedene overtages af tangplanter, kan der forventes en række ændringer i økosystemets struktur og funktion. Selvom tangplanter er yderst produktive, er der en række faktorer som gør, at de er knapt så attraktive som Sneglen Batillaria australis med parykalge fasthæftet på skallen. I baggrunden små eksemplarer af havgræssen Halophila ovalis. Fotoet er fra et forsøg med alge og stigende temperaturer udført i Australien. Skræmmeeksempel fra Australien I lighed med i Danmark har parykalgen også invaderet havgræsbede i Australien. Men til forskel fra i Danmark er der i Australien en tredje spiller på banen, nemlig sneglen Batillaria australis (foto). Sneglen formodes at være invasiv i Swan River i Vestaustralien, introduceret fra Sydney. Sneglen lever af mikroalger og gammelt organisk stof på sedimentoverfl aden og kan forekomme i stort antal. I foråret sætter der sig små sporer af parykalge på sneglen og algen vokser sig hurtigt større og sætter sig enten fast i havbunden på døde snegle eller driver rundt i havgræsbedene, hvor algerne helt kan dække havgræssen Halophila ovalis, som kun er nogle få centimeter høj. Derudover ændres forholdene i sedimentet, som set for ålegræs, og de bliver stærkt reducerede med høje sulfi dkoncentrationer. Disse masseforekomster af snegle og alger har ført til store ændringer i økosystemet i Swan River, som før havde udbredte havgræsenge og kun mindre forekomster af forskellige tangplanter. Nu præges Swan River af hændelser med voldsom vækst og masseforekomster af f.eks. parykalgen eller andre tangplanter og er et eksempel på, hvor galt det kan gå, når invasive arter introduceres i følsomme økosystemer. Foto: Mads S. Thomsen

5 28 Om forfatterne Marianne Holmer er lektor ved Biologisk Institut, Syddansk Universitet Tlf.: Foto: Søren A. Sørensen Marianne Holmer samler havgræsser og sediment i Australien sammen med en kollega, Gary Kendrick. Hannes Höffl e var specialestuderende ved Syddansk Universitet (er nu ph.d.-studerende ved DTU-Aqua) Tlf.: hhoe@aqua.dtu.dk havgræsser. Ofte er biodiversiteten væsentligt lavere, specielt for invasive arter, som har en begrænset kolonisering. Parykalgen adskiller sig væsentligt fra ålegræs og selvom der findes en række arter (f.eks. tanglopper, små snegle) som koloniserer planten er det langt fra det diverse samfund, som findes i ålegræsbede. Dernæst vokser invasive arter ofte eksplosivt for derefter at henfalde med stort iltforbrug og frigivelse af næringssalte til følge. Herved kan iltsvindsområder blive mere udbredte og de frigivne næringssalte kan stimulere algeopblomstringer i perioder, hvor der ellers ikke er næringssalte tilstede. Alger fra opblomstringer synker hurtigt ned til havbunden, da græsning har begrænset effekt under opblomstringer, hvorved risikoen for iltsvind forøges. Økosystemets økologiske tilstand vil alt i alt være væsentligt forringet, og de kvalitative ændringer spiller således en rolle for både økosystemets struktur og funktion. Nødvendigt med mindre udledning af næringssalte Den vigtigste forudsætning for at undgå tilbagegang af ålegræs under eksisterende forhold er at begrænse næringssaltbelastningen af kystområder. Det vil sikre, at ålegræs har de bedste vilkår for vækst, og vil være i stand til at konkurrere med tangplanterne om de begrænsede mængder af næringssalte. Endvidere vil en mindsket næringssaltbelastning på længere sigt mindske risikoen for iltsvind og mindske sulfidpresset fra havbunden. Det er specielt vigtigt at nedsætte udledningen til fjordene, hvor ålegræsset spiller en væsentlig rolle for økosystemernes stabilitet, men også fordi det er i disse lavvandede områder, hvor de største temperaturstigninger forventes, og dermed vil disse populationer være mest udsatte. Samtidig er det her, den største opvækst af invasive tangplanter forventes at finde sted, idet studier i Middelhavet har vist at tangplanter drager fordel af svækkede havgræspopulationer, hvor f.eks. en reduceret tæthed af skud gør det muligt for tangplanter at kolonisere områder med havgræsser. De drager også fordel af næringsrigdommen og det ofte begrænsede vandskifte og vindpåvirkning sammenlignet med åbne kyster. Det er alle faktorer, som stimulerer væksten af tangplanter på bekostning af havgræsser. Vandmiljøplanen har vist, at det er muligt at nedsætte næringssaltbelastningen i fjorde og kystområder, men der er stadig lang vej at gå. Ny forskning omkring reetablering af ålegræs kan være medvirkende til at hjælpe med en prioritering af områder, hvor der kan iværksættes forsøg med genetablering af ålegræsbestande. Derudover er det vigtigt fortsat at opretholde strenge krav til transport af levende marine planter og dyr for at mindske risikoen for spredning af nye invasive arter, samt sikre at kravene til den marine skibstransport overholdes (f.eks. omkring ballastvand). Det er bekymrende, at f.eks. Odense Fjord nu er ramt af en invasion af parykalge, idet bestanden af ålegræs allerede er kraftigt reduceret som følge af årtiers næringssaltbelastning, og ålegræsset har svært ved at genetablere sig i fjorden på trods af forbedret vandkvalitet. Man kan kun frygte, at det bliver endnu sværere for ålegræsset at vende tilbage, når klimaforandringerne for alvor slår igennem. Yderligere læsning Garcias-Bonet N, Marbà N, Holmer M, Duarte CM. (2008) Effects of sediment sulfides on seagrass (Posidonia oceanica) meristematic activity. Mar. Ecol. Prog. Ser. 372:1-6 Greve T. M., J. Borum and O. Pedersen (2003) Meristematic oxygen variability in eelgrass (Zostera marina); Limnology and Oceanography 48: Holmer M, Marbà N, Lamote M, Duarte CM (2009) Deterioration of sediment quality in seagrass meadows (Posidonia oceanica) invaded by macroalgae (Caulerpa sp.). Estuaries and Coasts accepted Höffl e H (2008). Impacts of invasive species on seagrass health under present and future temperature regimes a case study from two climate zones. Specialerapport Syddansk Universitet Thomsen MS, Wernberg T, Stæhr P, Krause-Jensen D, Risgaard-Petersen N, Silliman B (2007). Alien macroalgae in Denmark a broad-scale national perspective. Marine Biology Research 3:61-72