Publikasjon

Tittel Laks i framtidens klima
Undertittel Kunnskapsoppsummering og scenario med vekt på temperatur og vannføring
Forfattere Finstad, A.G. (ed.), Hedger, R., Jonsson, B., Kvambekk , Å.S., Ekker , R., Forseth, T., Ugedal, O., Sundt-Hansen, Line & Diserud, O.H.
År 2010
Kilde NINA Rapport 646: 99 pp. Norsk institutt for naturforskning, Trondheim.
ISBN, ISSN 978-82-426-2226-6
Referat

Denne rapporten gir klimaframskrivninger (scenarioer) for temperatur og vannføring i typiske laksevassdrag i Nord-, Vest- og Sør-Norge, basert på nedskalerte data fra to forskjellige globale sirkulasjonsmodeller og to utslippscenarioer fra FNs klimapanel. Disse temperatur- og vannføringsscenarioene blir brukt som grunnlag for å modellere effekten av klimaendringer på laksebestander. Videre gis det en oppsummering av dagens kunnskapsstatus (litteraturgjennomgang) for sammenhengen mellom laks og klima, med hovedvekt på vannføring og temperatur i ferskvann. Scenarioer for effekten av framtidige klimaendringer på temperatur og vannføring: Vanntemperatursimuleringene baserer seg på klimadata og vannføringer beregnet under det nordiske CES-prosjektet for kontrollperioden 1961-1990 og 2017-2100. Til grunn ligger de globale sirkulasjonsmodellene HadAM3H fra Hadley Centre og ECHAM4 fra Max Planck Institute, som igjen er nedskalert ved HIRHAM modellen til 55 km x 55 km. Det ble brukt klimaprojeksjonene A2 og B2 fra FNs klimapanel. Elva Nausta (Vestlandet) ble brukt som standard vassdrag i simuleringene, og elveprofilen og lengden fra denne elva ble brukt ved simuleringene i de andre elvene Gjerstad (Østlandet sør) og Karpelv (Finnmark øst). Vannføringene for de egentlige elvene i Gjerstad og Karpelv ble skalert slik at middelvannføringen i kontrollperioden ble lik for de tre vassdragene. Elvene beholdt dermed sin karakteristiske form på avrenningen gjennom året. Den endimensjonale modellen RICE ble brukt til å simulere vanntemperaturen på den lakseførende strekningen. Øvre grenseverdi ble bestemt som summen av dagens lufttemperatur og foregående beregnete vanntemperaturer, vektet eksponesielt avtagende. Faktorer i den eksponensielle vektingen avgjør virkningen av tidligere hendelser, og kan oppfattes som tregheten i systemet, eller mer konkret tolkes som andelen av grunnvann. Det ble bestemt vektfaktorer som tok hensyn til årstid, og vanntemperaturen ble simulert med en variant som tilsa mest overflateavrenning, og en med mest grunnvannsavrenning. For ytterligere å forbedre den ukjente vanntemperaturen ved øvre grenseverdi ble det foretatt en kjøring med RICE, og deretter ble øvre grenseverdi satt slik at temperaturendringen fra øvre grense til midt på den lakseførende strekningen ble lik endringen på den nederste halvdelen. Med denne justerte øvre grenseverden ble modellen kjørt på nytt og vanntemperaturene øverst, i midten og nederst ble input til laksemodellen. Vanntemperaturen steg 3-4 grader om sommeren i alle tre elvene med lite grunnvann. Vintersesongen ble nesten to måneder kortere i Karpelv, men det ble fortsatt stabilt vinter med isdekke. I Gjerstad ble det en og en halv måned kortere vinter, noe mer ustabile isforhold og 1- 1,5 grader varmere vann om vinteren, mens det ble lite is i Nausta, en måned kortere vinter og 1-1,5 grader varmere vann. Ved simuleringer med mye grunnvann ble det 2-4 grader varmere om sommeren. Om vinteren forsvant isen nesten helt i Nausta og ble sjelden i Gjerstad. I Karpelv ble det uansett en stabil, men kortere vinter. Kunnskapsstatus laks og klima: Litteraturen som omhandler virkninger av klimaendringer på økosystemer og forskjellige organismegrupper vokser raskt, og her er det beskrevet mulige klimaeffekter på fiskeproduksjonen i ferskvann og hav. Virkninger av temperatur og vannføring på laksefiskenes økologi er godt undersøkt. Ikke minst skyldes dette flere studier knyttet til økologiske effekter av vannkraftreguleringer. Korttidsvariasjon i klima påvirker laksens atferd, fysiologi og livshistorie, noe som avspeiles i gytetid, eggutvikling, klekketidspunkt, tidspunkt for når plommesekkyngelen kommer til syne i elva, vekst, størrelse og alder ved vandringer og kjønnsmodning og livslengde. Indirekte påvirker også klimaet bestandene av laksefisk ved ef- fekter på konkurrenter, predatorer, patogener og vannkvalitet med følger for bestandenes tetthet og utbredelse. Vannføring og temperatur er svært viktige parametre for laksen i ferskvanssfasen. Fordi fisk er vekselvarm, påvirker vanntemperaturen direkte hastigheten på alle de fysiologiske og biokjemiske reaksjonene i kroppen. Dette er en viktig årsak til at klimaet påvirker fiskenes utviklingshastighet, vekst og relaterte livshistorietrekk. Temperaturen kan også påvirke atferdsmessige reaksjoner slik som når fiskene vandrer fra et habitat eller område til et annet. Endring i vannføringen kan ha en tilsvarende effekt, men vannføringsendringer kan i tillegg påvirke bestandene gjennom forandringer i utnyttbart areal og dermed realisert fisketetthet, fødetilgang og gytemuligheter. Alle disse faktorene er derfor sterke påvirkningselementer for bestandenes rekruttering, tetthet, vekst, og dermed også populasjonens internregulering og gytebestandsmål. Fisken kan svare på korttidsvariasjon i klima gjennom fenotypiske endringer uten at det nødvendigvis har skjedd noen forandring i genetisk sammensetning av bestanden. Mønsteret i de fenotypiske endringene på miljøvariabler kalles reaksjonsnorm. Graden av fenotypisk plastisitet varierer imidlertid mellom bestander, og over tid kan denne evnen til fleksibel respons på miljøendringer forandres gjennom naturlig seleksjon. Vi gjør derfor ofte en forenkling når vi skiller mellom genetiske og fenotypiske responser på miljøendringer. For eksempel er responsen på endringer i isdekke forskjellig mellom ulike laksebestander, hvor fravær av overflateis påvirker overlevelsessansynlighet til lakseunger i nordlige bestander mer negativt enn sørlige, hvor fisken er tilpasset vintre med lite is. Imidlertid vil det være individuelle responser på fravær av is som styres av individets ernæringstatus og andre fysiologiske variabler. Videre har ofte forandringer i ett livshistoriestadium konsekvenser for etterfølgende stadier, ikke minst fordi overgangen mellom livshistoriestadiene er finstemte i forhold til leveforholdene i de forskjellige habitatene de bruker. Hos laksefisk er dette ofte svært forskjellige omgivelser fra bekker til hav. I tillegg har enkelte variabler, som vekst og fiskestørrelse innvirkning på mange andre variabler som alder ved smoltifisering, kjønnsmodning, livslengde, eggstørrelse og fekunditet. Forekomsten av atlanterhavslaks i Nord-Amerika har variert i takt med variasjonene i overflatetemperaturen i Atlanterhavet, karakterisert ved de såkalte atlantiske multidecale oscillasjonene (AMO). I Europa har mengden laks gradvis blitt redusert siden 1970-årene parallelt med økningen i overflatetemperaturen i Nord-Atlanteren, hvilket gir grunnlag for å tro at sjøoverlevelsen er påvirket av klima. Imdlertid er den oberverte variasjon i havtempraturen langt unna de temperaturene som skulle kunne påvirke laksens fysiologi kritisk. Det er derfor sannsynlig at andre underforliggende faktorer som samsvarer med klima, for eksempel byttetilgang, er årsak til laksens bestandsvariasjon i havet. Scenarioer for effekten av framtidige klimaendringer på laksebestander: Ingen av scenarioene vurdert i denne rapporten viser en temperaturøkning som i lengre perioder går over temperaturen for optimal vekst for lakseunger eller som overskrider kritisk temperatur for overlevelse. Resultatet av alle framskrivningene blir derfor en økning i vekst for alle aldersgrupper av lakseyngel sammenlignet med kontrollperioden. Denne effekten er størst for lakseunger i Karpelv og Nausta, og noe mindre i Gjerstad. De fleste framtidsscenarioene gir en høyere dødelighet i sommerperioden sammenlignet med kontrollperioden. Årsaken til dette er i all hovedsak høyere vekst og større eggdeponering som gir større tetthet av parr, målt i biomasse, og følgelig høyere tetthetsavhengig dødelighet. Som for vekst er det ingen klare forskjeller i dødelighet mellom ulike utslippsscenarioer. Som en følge av økt temperatur og dermed økt vekst oppnår lakseyngelen en størrelse hvor den smoltifiserer hurtigere under framtidige klimascenarioer. Smoltalder er følgelig lavere under framtidige klimascenarioer enn under kontrollperioden for alle klimascenarioer og lokaliteter. Selv om dødeligheten for laksyngel øker i sommerperioden, vil lavere smoltalder kompansere for dette. Summen av større vanndekt areal, spesielt om vinteren, sammen med raskere vekst og påfølgende lavere smoltalder gir derfor en høyere produksjon av smolt under alle klimascenarioer og i alle vassdrag. Siden marin overlevelse og vekst er satt til et konstant gjennomsnitt i de simuleringene som er presentert her, vil den høyere smoltproduksjonen gi høyere antall tilbakevandrende gytere i modellen. Dette gjør at model lert eggdeponering blir større i klimaframskrivningene. Endringer i vannføring og temperatur vil derfor isolert sett føre til økning i produksjon av laks i ferskvannfasen. Konklusjon og diskusjon: Scenarioer viser høyere vanntemperaturer for framskrivningsperioden (2071-2100), noe som vil bety økt vekst og tidligere smoltalder for laks. Det er ingen indikasjoner i temperaturscenarioene på at middels store lakseførende norske vassdrag vil oppleve temperaturer over lengre perioder som vil være direkte kritisk for overlevelsen til laks. På grunn av forventede endringer i nedbørsmønster vil også vannføringsregmiet bli endret. Spesielt vil høyere vintervannføring grunnet mindre lagring av nedbør som snø i nedbørsfeltet gi lavere konkurranse om plass for lakseunger i vinterhalvåret, som i dag er en sannsynlig kritisk periode. Dette vil isolert sett gi høyere fiskeproduksjon i ferskvannsfasen. Enkelte klimapåvirkninger blir ikke fanget opp av modellresultatene, da disse er utelatt fra modellparameteriseringen på grunn av manglende kvantitativ kunnskap. Det er imidlertid mulig å gi indikasjoner på retningen disse vil påvirke laksebestander på. Generell bakrunnsdødelighet antas å øke med økende temperatur av flere årsaker. Vinterdødelighet kan antas å øke da perioden med isdekke reduseres. Dette vil ha negativ virkning på produksjonen av smolt i vassdragene, spesielt i nordlige bestander, men størrelsesorden er svært usikker. I et varmere klima vil smoltvandringen også sansynligvis starte tidligere om våren på grunn av tidligere økning i temperatur og tidligere vårflom. Det er usikkert hvordan dette vil påvirke sjøoverlevelse, som også avhenger av forholdene i havet, men det er sannsynligvis en optimalperiode for overlevelsen for utvandrende smolt. Fisk som vandrer ut før eller etter denne periden vil derfor ha høyere dødelighet. Hvis klimaet i elvene endrer seg raskere enn klimaet i havet, kan utvandringen komme for tidlig i forhold til det optimale og sjøoverlevelsen reduseres. Videre kan endringer i vekst i sjøfasen som følge av endrede temperatur eller næringsforhold, gi endringer i alder ved kjønnsmodning. Dette kan føre til at større andel av bestanden returnerer til elven som smålaks, med redusert eggdeponering som resultat. Utenfor det geografiske området som dekkes av denne rapporten kan man særlig i sørlige deler av utbredelsen til laks vente en bestandsreduksjon som følge av temperaturøkning. I enkelte områder er vanntemperaturen i dag enn trussel for bestandenes eksistens. Motsatt kan laks også potensielt innvadere nye elver nord for dagens utbredelsesområde ettersom temperaturforholdene der blir akseptable. I nord kan dermed klimaet bli bedre for laksefiskene enn det er i dag.
Oppdragsgiver Direktoratet for naturforvaltning.

Kontakt

Norsk institutt for naturforskning
Biblioteket
N-7485 TRONDHEIM
  Tlf. +47 404 69 176
  Fax. +47 73 80 14 01
  e-post: biblioteket@nina.no