Fra lille fytoplankton til massiv tun:Hvordan klimaændringer vil påvirke energistrømmene i havets økosystemer

Planteplankton er grundlaget for havets liv, leverer den energi, der understøtter næsten alle marine arter. Niveauer af fytoplankton i et havområde kan virke som en god forudsigelse for mængden af ​​fisk, der kan fanges der, men en ny undersøgelse foretaget af Nereus Program-forskere finder, at dette forhold ikke er så ligetil.

"At bruge målinger af fytoplanktonvækst i bunden af ​​fødenettet til at estimere den potentielle fiskefangst for forskellige dele af havet har længe været en drøm for oceanografer, " siger forfatter Ryan Rykaczewski, Adjunkt ved University of South Carolina og Nereus Program Alumnus. "Vi ved, at disse to mængder skal hænge sammen, men der er flere trin i fødekæden, der komplicerer omdannelsen af ​​planteplanktonvækst til fiskevækst."

Udgivet i dag i PNAS , undersøgelsen bruger en matematisk model til at udforske de processer, der medierer overførslen af ​​energi fra bunden af ​​fødenettet til fisk. Forfatterne fandt ud af, at der er store regionale forskelle i fiskefangst på grund af, hvordan overfladehav- og bundøkosystemer kanaliserer energikilder.

"Kystsystemer, hvor store mængder af næringsstoffer, der er kritiske for planteplanktonvækst, "opstrømmes" fra dybt vand via strømme, bidrager til den globale fiskefangst, der langt overstiger, hvad man ville forvente af planteplanktonproduktion alene, " siger hovedforfatter Charles Stock, Research Oceanographer ved NOAA/Geophysical Fluid Dynamics Laboratory og Nereus Program Principal Investigator.

Disse resultater giver mulighed for bedre forudsigelser af fangstpotentiale i forskellige økosystemer, og hvordan klimaændringer vil påvirke fiskeriet. Planteplankton kræver lys, fundet ved havets overflade, og næringsstoffer, som har tendens til at samle sig på dybere vand, at vokse og skabe den nødvendige energi til at støtte fiskeriet. Opvarmning af overfladehavet på grund af klimaændringer øger havlagdelingen - adskillelsen af ​​dybt og overfladevand. Effekterne af dette vil blive forstærket i områder med lav og mellem breddegrad, hvor beskedne til moderate fald i planteplanktonproduktionen, op til 15 %, kan resultere i et fald i fiskefangsten, der kan overstige 50 % nogle steder.

"Ændringer i bunden af ​​fødenettet blandt plankton forstærkes, når man undersøger top- og mellemrovdyr, såsom fisk, " siger forfatter Rebecca Asch, Adjunkt ved East Carolina University og Nereus Program Alumnus. "Dette indikerer, at klimaændringer vil have en væsentlig større indvirkning på arter længere oppe i fødekæden. Dette er vigtigt, da det også er de arter, som vi som mennesker er afhængige af som kilder til protein for at brødføde verden."

Dette arbejde giver mulighed for større tillid til at rådgive fiskeriforvaltere og politiske markører om virkningerne af klimaændringer på fiskeriproduktionen. Forfatterne bemærker, at der er behov for økosystembaserede fiskeriforvaltningsstrategier, der tager højde for potentielt store regionale ændringer i fangstpotentiale og et behov for forbedrede begrænsninger af sådanne ændringer.

Undersøgelsen "Reconciliing fisheries catch and ocean productivity" blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).