Forskningsprojekt PlantFish

PlantFish har undersökt betydelsen av kopplingar mellan bottenvegetation och rovfisk för naturvärden och ekosystemtjänster i Östersjöns kustområden. Fokus är på ekosystemet i Östersjöns grunda vikar.

Tidigare forskning tyder på att två miljöproblem är tätt sammankopplade; tillgången på vegetationsklädda bottnar verkar begränsa rovfiskens föryngring, medan rovfisken verkar kontrollera påväxtalger genom en kaskadeffekt i födoväven, vilket i sin tur gynnar bottenvegetationen.

Detta var teorier som behövde styrkas för att bli övertygande.

Kustzonsförvaltare världen runt brottas med både kollapsade bestånd av kustnära rovfiskar och förluster av den bottenvegetation som utgör livsmiljön för fisk och smådjur. Inom PlantFish har man grundligt undersökt rovfiskens och bottenvegetationens roll i en stor mängd grunda Östersjövikar.

PlantFish är ett samarbete mellan forskare vid Stockholms universitet (Institutionen för Ekologi, miljö och botanik samt Östersjöcentrum), Sveriges lantbruksuniversitet (institutionen för akvatiska resurser), Universitetet i Groningen, och AquaBiota. Projektet finansierades av FORMAS och pågick 2014-2018. Forskningssamarbetet forsätter med ett projekt kallat Spiggvågen – Användning av nätverksteori för att förstå och vända ett smittsamt regimskifte.

Karta över inventerade (blå) och intensivstuderade (orange) vikar.

Forskarna i projektet PlantFish har kombinerat studier på tre olika nivåer, från modellering av data på fiskyngel och vegetation längs hela Östersjökusten till fältstudier av födoväven i 32 vikar samt detaljerade fältexperiment vid Askölaboratoriet.

Resultaten av studierna visar att:

  • Riklig bottenvegetation kan ge klarare, mindre grumligt vatten delvis genom att stabilisera bottensedimenten.
  • Vegetationen är viktig för fiskyngel; ju mer bottenvegetation desto fler yngel av gädda, abborre och mörtfiskar.
  • Småbåtshamnar gör bottenvegetationen glesare och mer kortvuxen, vilket i sin tur kan påverka rekryteringen av fisk negativt, och potentiellt även bestånden av vuxen fisk.
  • Rovfisk som abborre och gädda kan gynna bottenvegetation genom en så kallad trofisk kaskad. Rovfisken äter och begränsar mängden mindre fiskar som storspigg, vilka i sin tur äter små djur som insektslarver, snäckor och tångmärlor, som i sin tur äter påväxtalger vilka skuggar bottenvegetationen.
  • Hur täta bestånden av bottenvegetation är påverkar hur väl växterna kan stå emot stress och konkurrens i övergödda förhållanden med få rovfiskar.
  • Den lilla fisken storspigg har tagit över allt större delar av Östersjökustens ekosystem. Spiggen orsakar lokala regimskiften där gäddans och abborrens yngel slås ut i enskilda vikar, och dessa skiften har spridit sig successivt från ytterskärgården in mot fastlandskusten. Mer spigg och färre rovfiskar förstärker övergödningssymptomen längs kusten, enligt resultaten ovan.

Starka länkar mellan fisk och växter

Genom sitt helhetsgrepp har projektet avsevärt förbättrat kunskapen om hur ekosystemet i Östersjövikar fungerar. Resultaten  styrker tidigare forskning som föreslagit att riklig bottenvegetation ger bättre vattenkvalitet och ökar kustfiskars föryngringsframgång, medan rovfiskar kontrollerar påväxtalger genom en kaskadeffekt i födoväven, vilket i sin tur gynnar bottenvegetationen.

Projektet har även dokumenterat den storskaliga förändring som skett längs kusten, där storspigg successiv ökat och genererat lokala regimskiften i ekosystemet till ett tillstånd med få rovfiskar och mycket trådformiga alger.

Två självförstärkande tillstånd?

Schematisk figur som visar hur födoväven och de ekosystemfunktioner och tjänster som produceras i grunda kustmiljöer påverkas av övergödning, fiske och exploatering och av olika typer av förvaltning. Figur: Joakim Hansen, Pierre Drackner och IAN Image Library (University of Maryland).

Forskarna inom PlantFish menar att rovfiskar och bottenväxter har starka ekologiska kopplingar. De gynnar tillsammans havsmiljöns naturvärden; som klart badvatten, rikt fiske och hög biologisk mångfald, samtidigt som det gör ekosystemet mer tåligt mot övergödning och andra störningar.

Brist på rovfisk eller bottenväxter kan istället trigga en negativ spiral. Till ett oönskat tillstånd med få rovfiskar och gles eller ingen vegetation, som istället domineras av spigg, fintrådiga alger och grumligt vatten.

Åsa N. Austin, Joakim P. Hansen, Serena Donadi, Lena Kautsky, Johan S. Eklöf - Stronger effect of individual species’ traits than shading on aquatic plant community productivity and interspecific competition (2023)

J Eklöf, J Hansen, B K Eriksson, Ö Östman, Å Austin, C Yanos, R Fredriksson, U Bergström, H Andersso - Effects of seasonal spawning closures on pike (Esox lucius L.) and perch (Perca fluviatilis L.) catches and coastal food webs in the western Baltic Sea (2023)

Austin ÅN, Hansen JP, Donadi S, Bergström U, Eriksson BK, Sundblad G, Eklöf JS - Synergistic effects of rooted aquatic vegetation and drift wrack on ecosystem multifunctionality. Ecosystems (2021)

Yanos CL, Haanstra, EP, Colgan Carey, F, Passmore SA, Eklöf JS, Bergström U, Hansen JP, Fontaine MC, - Predator biomass and vegetation influence the coastal distribution of threespine stickleback morphotypes. Ecology and Evolution (2021)

Eriksson BK, Yanos C, Bourlat SJ, Donadi S, Fontaine MC, Hansen JP, Jakubavičiūtė E, Kiragosyan K, M - Habitat segregation of plate phenotypes in a rapidly expanding population of three-spined stickleback. Ecosphere 12 (6): e03561 (2021)

Relationships between aquatic vegetation and water turbidity: A field survey across seasons and spat - Åsa N. Austin, Joakim P. Hansen, Serena Donadi, Johan S. Eklöf, PLOS One, Published: August 30, 2017, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181419

DNA metabarcoding reveals diverse diet of the three-spined stickleback in a coastal ecosystem - Eglė Jakubavičiūtė, Ulf Bergström, Johan S. Eklöf, Quiterie Haenel, Sarah J. Bourlat, PLOS One, Published: October 23, 2017, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0186929

A cross-scale trophic cascade from large predatory fish to algae in coastal ecosystems - S. Donadi, Å. N. Austin, U. Bergström, B. K. Eriksson, J. P. Hansen, P. Jacobson, G. Sundblad, M. van Regteren and J. S. Eklöf Published: Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 19 July 2017https://doi.org/10.1098/rspb.2017.0045

A spatial regime shift from predator to prey dominance in a large coastal ecosystem - Johan S. Eklöf, Göran Sundblad, Mårten Erlandsson, Serena Donadi, Joakim P. Hansen, Britas Klemens Eriksson & Ulf Bergström, Communications Biology volume 3, Article number: 459 (2020)

The Stickleback Wave: a spatial regime shift from predator to prey dominance - Johan S. Eklöf, a blogpost in Nature Ecology and Evolution Community, Aug 27, 2020

Density dependent positive feedbacks buffer aquatic plants from interactive effects of .. - ..eutrophication and predator loss Donadi, S. , Austin, Å. N., Svartgren, E. , Eriksson, B. K., Hansen, J. P. and Eklöf, J. S. (2018). Ecology. doi:10.1002/ecy.2501

Recreational boating degrades vegetation important for fish recruitment - Joakim P. Hansen, Göran Sundblad, Ulf Bergström, Åsa N. Austin, Serena Donadi, Britas Klemens Eriksson & Johan S. Eklöf. Ambio volume 48, pages 539–551 (2019)

Inga nyheter tillgängliga.
Inga evenemang tillgängliga.

I grunda vikar med mycket bryggor och båtar var växtligheten både gles och kortvuxen och de mest känsliga arterna saknades. Foto: Joakim Hansen.

Spiggen tar över Östersjökusten – vik för vik. Nya forskningsresultat visar att stora mängder av den lilla fisken storspigg successivt tagit över allt större delar av Östersjökustens ekosystem. Spiggen orsakar lokala regimskiften där gäddans och abborrens yngel slås ut i enskilda vikar, och dessa skiften sprider sig successivt som en flodvåg från ytterskärgården och in mot fastlandskusten.

Läs mer om forskningsresultaten

Starkare tillsammans: akvatiska växter hjälper varandra att klara av stress. Övergödningen och minskningen av antalet stora rovfiskar i kustnära ekosystem påverkar bottenväxter negativt, genom att gynna fintrådiga alger. Nya resultat från en omfattande experimentstudie visar att beståndstätheten är viktig för att växterna skall klara av att stå emot stress och konkurrens när koncentrationen av näringsämnen är hög och rovfiskpopulationen minskar. Studien visar att det är möjlighet att motverka negativa effekter av övergödning och minskning av antalet rovfiskar, genom att försöka behålla en hög täthet av akvatiska växter i grunda vikar.

Läs mer om forskningsresultaten

Artrik och högväxt vegetation i en ostörd grund vik. Foto: Joakim Hansen.