Varm vinter, sen vår i fjorden

Kronikk

For å forstå hvordan en økende havtemperatur påvir­ker det arktiske økosystemet er det viktig å få en bedre forståelse av hvordan algene vokser.

Planktonalger fra våroppblomstringen i Kongsfjorden i mai i år. Foto: Geir Johnsen, NTNU/UNIS

Av: Førsteamanuensis Tove M. Gabrielsen, marinbiologi ved Unis, seniorrådgiver Cecilie H. von Quillfeldt, Norsk Polarinstitutt, professor Geir Johnsen, biologi ved NTNU /Unis og professor Jørgen Berge, marinbiologi ved Unis

 Vi har i flere år fulgt den arktiske våroppblomstringen i fjordene rundt Svalbard, både gjennom forskning og undervisning ved Unis. Vi ønsker å forstå hvordan en økende havtemperatur påvir­ker det arktiske økosystemet. Da er det viktig å få en bedre forståelse av varia­ sjoner i oppblomstring av alger innen og mellom år.

I år har vi hatt særlig fokus på vår egen lille fjordarm, Adventfjorden, hvor vi har tatt ukentlige prøver i hele vinter og vår.

I vinter har vann­massene i Adventfjorden vært relativt varme. I første halvdel av april lå for eksempel temperaturen på 1,5­1,7 grader i hele vannsøylen – på denne årstiden ville man forventet temperaturer ned mot frysepunktet for sjøvann, som er 1,9 minusgrader.

Adventfjorden repre­senterer et svært dynamisk system, og vi har flere ganger observert hvor raskt vannmassene og dermed plante­ og dyre­planktonet som lever der skiftes ut. Det er ikke mange andre forskningsstasjoner i Arktis som har mulighet til både jevnlig og hyppig prøvetaking av arktiske marine organismer gjennom polarnatta og over i den produktive perioden om våren. Dette gjør oss i stand til å utføre detaljerte og unike undersøkelser av sesongvariasjon i det marine miljøet.

Grunnleggende

Planteplankton er encellete fotosyntetis­ke organismer, på samme måte som alle grønne planter på land. Gjennom foto­syntesen omdannes solenergi til organisk karbon, for eksempel sukker. Det er en prosess som forbruker karbondioksid og frigjør oksygen. Sammen med de store barskogene på den nordlige halvkule, er det marine planteplanktonet den viktig­ ste produsenten av oksygen på jorda med cirka 40 prosent hver. Planteplankton utgjør også den grunnleggende delen av det marine næringsnettet. De er derfor selve livsgrunnlaget for alle andre orga­nismer, fra mikroskopisk dyreplankton til fisk, fugl og marine pattedyr. I Arktis er det funnet nesten 2.000 ulike arter av planteplankton, men fortsatt regner man med at det er mange arter som ennå ikke har blitt beskrevet. Planteplankto­ net kan deles inn i f lere grupper basert på ulike egenskaper, men noen er mer typiske for enkelte årstider enn andre.

Nye undersøkelser av den arktiske våroppblomstringen rundt Svalbard viser en tydelig variabilitet mellom årene. Her ser vi forskere samler inn planktonprøver. Foto: Tor Ivan Karlsen / Norsk Polarinstitutt 

Hver vår har planteplanktonet en opp­blomstring. Utviklingen av denne vår­ oppblomstringen har i år vært relativt sen i Adventfjorden, noe som sannsynligvis har en sammenheng med årets svake lagdeling av vannmassene. I år med sjøis vil sjøisdannelse og påfølgende smelting om våren føre til en tydelig lagdeling i vannmassene. Denne lagdelingen er et viktig grunnlag for den arktiske våropp­ blomstringen, fordi den i praksis sørger for å holde planteplankton oppe i de øvre delene av vannsøylen der de har rikelig tilgang på både sollys og næringsstof­fer.

En oppblomstring av planktonalger vil begynne i dette øverste vannlaget, vanligvis tidlig i april. I år, derimot, ble lagdelingen brutt ned av utveksling av vannmasser fra Isf jorden og områdene utenfor sokkelen. Vi observerte da en oppblomstring i Adventfjorden som var fordelt i det meste av vannsøylen. Denne hadde en topp rundt 8. mai som bestod av typiske vårarter. Oppblomstringen foregår delvis fortsatt i skrivende stund, men er nå dominert av en helt annen art enn tidligere. Dette er nesten 40 dager senere enn hva vi har observert enkelte andre år, hvor toppen har kommet sent i mars. Den relativt høye vanntempera­turen som vi har målt i fjorden gjennom hele våren ser derfor ikke ut til å ha framskyndet våroppblomstringen.

Oppblomstring av alger

Unis har i mange år hatt et feltlaboratori­um i Billefjorden hvor vi blant annet har studert oppblomstringer av planteplank­ton. Vi har undersøkt hvordan disse oppblomstringene arter seg i ulike år, av­hengig av blant annet lystilgang, isdekke og utveksling av vannmasser med Isfjor­ den. I år med mye sjøis i Billefjorden har vi funnet oppblomstring av isalger under og i nederste del av isen etterfulgt av en oppblomstring i vannmassene etter at isen har smeltet. I fjor fant vi derimot en helt annen situasjon da vi gjennomførte vårt feltarbeid. I 2011 brøt nemlig isen opp nær Rudmosepynten i første halvdel av mai etter en periode med mye vind.

Dette resulterte i stor innstrømming av varmere vann fra Isfjorden, og økte tem­ peraturen i de øverste 50 meterne med over en grad i løpet av få dager. På grunn av dette smeltet isen fra undersiden før en oppblomstring av isalger hadde kommet i gang, og vi f ikk i stedet en tidlig våropp­ blomstring i de øverste 50 meterne.

Vårblomstring

I forbindelse med feltkurs i Kongsfjorden fant vi i midten av mai i år en forsinket våroppblomstring av planteplankton. Vi har gjennom flere år arrangert et kurs med feltarbeid i Kongsfjorden den andre uken i mai. For første gang traff vi i år midt i våroppblomstringen, tidligere har vi kommet for sent til dette. Våroppblomstringen hadde i tillegg en lokal opprinnelse og var adskilt fra oppblomstringen i de varmere og saltere vannmassene i Vestspitsbergenstrømmen, som går nordover langs vestkysten av Svalbard. I år hadde vi ikke isdannelse i Kongsfjorden, og vannmassene hadde samme temperatur og saltholdighet fra topp til bunn. Dette førte til at algene fulgte med vannmassene ned i dypet med lite lys, slik at våroppblomstringen ble forsinket med omtrent en måned. Dette er et scenario som kan blir vanligere med minkende havis i årene fremover.

Våre undersøkelser av den arktiske våroppblomstringen rundt Svalbard viser en tydelig variabilitet mellom årene. Ett av de spørsmålene vi fokuserer vår forsk­ning på, er hvilke miljøvariabler som er viktigst for tidspunkt og sammensetning av planteplanktonet i våroppblomstrin­gen. Våre foreløpige resultater tyder på at havtemperaturen i seg selv ikke er viktig med hensyn på vekst, men kan påvirke artssammensetningen (kaldtvannsarter i forhold til varmtvannsarter). Når det gjelder tidspunkt og primærproduksjon i våroppblomstringen er isdekke, lysfor­ hold og historien til vannmassene viktig. En bedre forståelse av dynamikken i våroppblomstringen og dens påvirkning på resten av det arktiske økosystemet er et av våre hovedfokus ved Unis også fremover.

Les mer om arbeidet i feltbloggen

Kronikken har tidligere vært publisert i Svalbardposten

Framsenterets kronikkserie