8. Arktiske marine økosystemer ændrer sig A Peter Bondo Christensen og Lone Als Egebo Young Sund er et fjordsystem, der ligger i Nordøstgrønland i det højarktiske område. Det arktiske marine økosystem er - i forhold til marine økosystemer på lavere breddegrader - især begrænset af lys, og af at være isdækket en stor del af året, mens den lavere temperatur betyder mindre. Isen lægger sig som et låg på fjorden i otte-ti måneder, og isen dækkes af et tykt snelag som for de ferske økosystemer, se kapitel 7. Fra november til februar er solen under horisonten, men selv når solen er på himlen, betyder is- og snedækket, at kun 1 % af lysstrålingen når ned i vandet til gavn for primærproducenterne. Alligevel er der en imponerende artsrigdom i fjorden. På fjordbunden, hvor der er mørkt og -1,6 C året rundt, kan man på én kvadratmeter finde mere end hundrede forskellige arter af bunddyr. De dominerende organismer er især slangestjerner og muslinger. Det er sandsynligvis det stabile om end ekstreme miljø med kulde og mørke, der skaber den store artsdiversitet. Figur 8.1 Stor artsdiversitet på fjordbunden a. Det myldrer af liv på havbunden af de arktiske fjorde og kystnære farvande. b. Slangestjerner og muslinger. (Fotos: Peter Bondo Christensen). De fleste af dyrene på havbunden er detritusædere. Det vil sige at de lever af dødt organisk materiale fra bakterier, alger og dyr, som drysser ned gennem vandsøjlen og lægger sig på bunden. Bunddyrene er selv fødekilde for en lang række dyr i området. Muslinger er den foretrukne føde for hvalrosser, der dukker op om sommeren. De har en særlig fangstteknik, hvor de dykker ned og suger muslingens ånderør og dens bløddele ud af skallerne. En hvalros kan i løbet af de seks minutter den er neddykket, typisk nå at indtage omkring 50 muslinger. Læs mere på følgende link: http://www.emu.dk/elever4-6/natfag/arktis/index.html. Figur 8.2 viser et typisk fødenet fra området. 1
Figur 8.2 Forsimplet fødenet fra Young Sund Udgangspunktet for fødenettet er planktonalgerne. De giver føde til dyreplankton som f.eks. vandlopper og andre små krebsdyr, der igen er føde for forskelligt fiskeyngel. Fisk, fugle og f. eks. Grønlandshvalen lever både af større dyreplankton og fiskeyngel. Fisk bliver ædt af sæler, som igen bliver spist af isbjørne. Alge- og dyreplankton leverer dødt organisk materiale til fjordbundens dyr, og muslingerne tjener der som føde for hvalrosser. Sukkertang vokser i mørke Primærproduktionen i Young Sund er domineret af planktonalgerne, som vokser i den korte isfrie sommerperiode. Men de store brune makroalger bl.a. sukkertang - er også en vigtig primærproducent i Young Sund, hvor de står for 20 % af produktionen. De findes i et bælte fra 5 til 20 meters dybde og kan vokse op til halvanden meter i længden om året. På lavt vand bliver planterne ødelagt af isen, og på dybere vand er der for lidt lys. De store alger vokser paradoksalt nok mest om foråret, hvor isen forhindrer lyset i at trænge ned i vandet. Den vokser ved hjælp af oplagret energi fra den forgangne sommer og ved at optage næringssalte, som der er rigeligt af i vandet i forårsmånederne. Ved at vokse inden lyset kommer, når algen at danne en stor bladplade, så den er klar til at fange så meget lys som muligt i løbet af den korte sommer. Om sommeren må den konkurrere med planktonalgerne om både lys og næringssalte. Et varmere klima vil betyde, at den isfrie periode bliver længere. Det vil påvirke økosystemets sammensætning. 2
Figur 8.3 Sukkertang og andre store brunalger kan blive mere end seks meter lange (Foto: Peter Bondo Christensen). Klimaforandringerne ændrer fødekæden I havet er fødekæderne helt afhængige af det første led nemlig primærproduktionen. Planktonalgerne blomstrer op så snart de får lys nok i foråret. Som regel sker det, når havisen går. Når det sker, eksploderer algernes produktion. Det går så hurtigt, at de inden for få uger opbruger næringsstofferne i de øverste vandlag. Planktonalgerne søger derfor dybere ned for at få fat i de nødvendige næringsstoffer, men her dybere nede bliver de begrænset af de ringe lysmængder og forårsopblomstringen bliver derfor meget kortvarig. Vandloppen Calanus er en nøgleorganisme i det marine økosystem. Vandlopperne sender den mad planktonorganismerne har dannet, videre i fødekæden. De skal være klar til at spise de mange planktonalger i den korte periode, de findes i de øvre vandmasser. 3
Figur 8.4 En marin nøgleorganisme Vandloppen Calanus hypereboreus er en ægte arktisk vandloppe, der har kolossal betydning for de marine fødekæder i Arktis. Vandlopperne tilbringer vinteren i de dybe vandlag. Her opholder de sig i en slags dvaletilstand. Når algernes forårsopblomstring sætter ind, svømmer de op til overfladen og guffer algerne i sig. Vandlopperne opbygger fedt, som er den vigtigste fødekilde for mange andre dyr herunder masser af fiskelarver. Med klimaforandringerne forsvinder havisen tidligere og tidligere. Det betyder at forårsopblomstringen kommer tidligere og forskerne har set tilfælde, hvor vandlopperne ikke har været klar til at æde algerne de er simpelthen kommet for sent op fra det dybe vand. Sker det bliver det katastrofalt for de næste led i den marine fødekæde for så mangler den vigtige næring, se figur 8.5. Der findes tre vigtige vandlopper i de arktiske områder: Calanus hypereboreus; Calanus glacialis og Calanus finmarchicus. De to førstnævnte er det man kalder ægte arktiske arter, der hovedsageligt findes i de arktiske områder. Den sidstnævnte Calanus finmarchicus er derimod en tempereret art, der primært findes i det atlantiske vand. Men alle tre arter er altså også til stede langs kysterne af f.eks. Grønland og forskerne er bange for, at Calanus finmarchicus bliver dominerende, når havet omkring Grønland bliver varmere. Calanus finmarchicus indeholder 25 gange mindre fedt end Calanus hypereboreus og er derfor en meget dårligere fødekilde for de næste led i fødekæden. Det kan få alvorlige konsekvenser for fiskeriet omkring Grønland, som er en af landets vigtigste indtægtskilder. Men forskerne ved stadig ikke meget om, hvordan fødekæderne kommer til at se ud i et varmere hav omkring Grønland. En længere isfri periode kan give en højere primærproduktion, hvis bakterier i vandsøjlen kan regenerere tilstrækkelige mængder af næringsstoffer. Omvendt bliver der en større tilførsel af ferskvand dels som nedbør dels som afsmeltning fra land. Det kan føre til en stærkere lagdeling af vandsøjlen, der gør det sværere for det næringsrige bundvand at nå op til planktonalgerne i de øvre belyste vandlag. 4
Figur 8.5 Vandlopperne kommer for sent I et varmere Arktis forsvinder isen på havet og fjordene tidligere. Planktonalgerne får derfor tidlige lys nok til at starte forårsopblomstringen (2.-aksen viser mængden af planktonalger målt som koncentrationen af klorofyl a i μg/l). Hvis vandlopperne, der lever i de dybe vandlag ikke når op til overfladelaget i tide, får de ikke den vigtige føde. Så øger de ikke deres antal og opbygger den vigtige fedtreserve i samme grad. Det smitter af på alle de næste led i fødekæden. 5