SLU-nyhet

Starkare tillsammans: akvatiska växter hjälper varandra att klara av stress

Publicerad: 03 oktober 2018

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.

Två av de största problemen som påverkat Östersjön negativt de senaste årtiondena är övergödning och minskning av antalet stora rovfiskar. Båda dessa kan leda till att mängden fintrådiga alger ökar. Dessa alger kan växa på, och missgynna, bottenvegetationen, som är ett viktigt hem för många olika fiskar och evertebrater, så som snäckor, musslor, kräftdjur och insekter.

Övergödningen gynnar fintrådiga alger direkt, genom de förhöjda halterna av näringsämnen i vattnet, medan minskningen av antalet rovfiskar gynnar algerna indirekt genom en så kallad trofisk kaskad. När stora rovfiskar inte finns i vattnet ökar deras byten, småfiskarna, i antal.

Småfiskarna äter evertebrater, som då minskar i antal på grund av ökat predationstryck. Evertebraterna rensar normalt bort fintrådiga alger genom betning, alltså: minskat antal evertebrater gynnar fintrådiga alger, och missgynnar växterna. När övergödning och minskning av antalet stora rovfiskar sker samtidigt kan de negativa effekterna på akvatiska växter potentiellt vara väldigt stora.

Självförstärkande återkopplingar

- Många organismer kan gynna sin egen tillväxt och överlevnad under stressade förhållanden genom att öka i antal, en mekanism som kallas täthetsberoende självförstärkande återkopplingar. Genom detta kan självförstärkande återkopplingar öka växtsamhällets motståndskraft mot störningar. I den här studien visar vi att täthetsberoende självförstärkande återkopplingar kan buffra de negativa effekterna på akvatisk vegetation som uppstår på grund av övergödning och minskning av antalet stora rovfiskar, säger Dr. Serena Donadi, forskare vid institutionen för akvatiska resurser vid SLU. 

Serena Donadi är huvudförfattare till artikeln som publicerats i den vetenskapliga tidskriften Ecology, var en del av det treåriga projektet PlantFish, som undersökte bottenvegetation och stora rovfiskar i Östersjöns kustnära vikar. 

Omfattande experiment i fält

Forskare från Stockholms universitet och Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) i Sverige, och från Groningen University i Nederländerna utförde ett fältexperiment på Askölaboratoriet i västra Egentliga Östersjön. Serena Donadi och hennes medförfattare planterade Axslinga (Myriophyllum spicatum L.) - en vanlig vattenväxt i många sjöar och kustområden - i tre olika tätheter, och testade effekterna av näringsberikning och uteslutning av rovfisk, både enskilt och kombinerat, i tre olika kustvikar.

För att stänga ute stora rovfiskar använde forskarna burar av rostfritt stål, klädda med ett plastnät, som förankrades i havsbottnen. Hälften av burarna hade öppningar längs sidorna, vilka tillät rovfiskar att simma in i burarna. För att simulera övergödning så tillsattes gödselpellets, som långsamt löstes i vattnet, till hälften av burarna. Experimentet pågick i tre månader, och burarna övervakades och rengjordes under hela experimentperioden.

I de omfattande experimenten användes burar av rostfritt stål, klädda med ett plastnät. Foto: Serena Donadi.
I slutet av sommaren togs alla burarna in, och organismsamhället i varje bur samlades in och analyserades noggrant. Foto: Serena Donadi

I slutet av sommaren togs alla burarna in, och organismsamhället i varje bur samlades in och analyserades noggrant.

Resultaten visade att mängden alger i de burar där stora rovfiskar kunde simma in (öppna burar) var låg, och där påverkade växttätheten inte växternas prestation. I burarna som i stället uteslöt rovfiskar (stängda burar) var algernas biomassa mer än dubbelt så hög, och växterna hade högre biomassa och fler grenar vid hög växttäthet, vilket indikerar en täthetsberoende positiv feedback. Denna effekt skedde dock endast i de burar där extra näringsämnen var tillsatta, alltså: under övergödning.

Forskarna menar att dessa täthetsberoende självförstärkande återkopplingar mest troligen orsakades av att tätare växtbestånd förbättrar ljusförhållandena – genom att mer näring tas upp, tillväxten av växtplankton minskar och att partiklar fångas upp lättare. Dessutom kan den höga växttätheten ha avstannat våg- och strömrörelser, vilket förhindrar att växterna går av.

Täta växtbestånd - ökad stresstålighet

Studien föreslår att undervattensväxter klarar av stress orsakad av övergödning och minskning av rovfiskpopulationen bättre om de växer tätt.

Vidare forskning behövs för att undersöka de underliggande mekanismerna för självförstärkande återkopplingar för bottenvegetation, och för att hitta potentiella tröskelvärden i växttäthet, men ett viktigt meddelande kan ändå ges till förvaltare och beslutsfattare: Att behålla hög växttäthet är nyckeln för bevarandet och välmåendet av habitatbildande bottenvegetation och de ekosystemen som byggs upp av den.

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


Kontaktinformation

Serena Donadi, forskare
Institutionen för akvatiska resurser, Sötvattenslaboratoriet, SLU
serena.donadi@slu.se, 010-478 42 09

Sidansvarig: sofia.bureborn@slu.se