1. Langtids-
utviklingen hos
bunnsamfunn M. Walday
Workshop om Nordsjøen 27. sept 2012
Mats Walday NIVA

2. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Oxygen consumption - Dead-zones globally
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA
Diaz et al. 2008, Science 321:926

3. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
• Fokus på bentos/bløtbunn
• Få studier eldre enn 50 år
• Petersen 1914 – undersøkt
igjen i 1984 og 1985
• Ingen eldre tidsserier i norske
områder
• Sentrale og sørlige Nordsjøen
• Litt om nedre voksegrense
• Litt om fjorder
• Oppsummering
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA 14.06.2012

4. Petersen’s bunnsamfunn 1914-24
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA

5. Petersen’s bunnsamfunn 1914-24
Rosenberg et al. 1987
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA

6. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Signifikant
høyere
biomasse i
1985!
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 1987, Vol. 105, pp. 219-255

7. Ytre Oslofjord
Signifikant høyere biomasse av
pigghuder og ‘Vermes’
Biomasseøkningen i Ytre Oslofjord
ble antatt å skyldes en generell
‘gjødsling’ av området
Strukturelle endringer i
samfunnene
Kun to år med undersøkelser
For få (3) stasjoner i Skagerrak –
men Josefson & Smith (1984) fikk
lignende resultater i åpne områder
av Skagerrak
Josefson (1990) kom til lignende
konklusjoner ved analyse av 1972-
1988 data fra Skagerrak-Kattegat
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 1987, Vol. 105, pp. 219-255

8. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Fant et syklisk mønster (7-8 år) i
fase hos bentosforekomster over et
stort område
NAO-indexen, med syklus på 7,9
år, korrelerte signifikant med
hydrografiske forhold
Foreslo at klimatiske forhold kunne
være mer styrende for bentos enn
eutrofi og andre tidligere foreslåtte
faktorer
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA

9. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
• Weijerman et al. 2005
– Analysed 76 different biological-
and physical data series 1960-
2003
– Regime shifts 1979, 1988 (1998)
– most evident in the biological
data (46 series)
– Shift in env. variables
• 1979: solar constant, EA-pattern,
salinity anomaly
• 1988: temperature, >NAO-indeks
– Shift in biol. variables
• 1979: phytoplkt composition, > polych
in Wadden Sea, > porpoise, fish
landings
• 1988: dramatic changes in fish,
phytoplkt
– Concomitant changes in the
North Pacific
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA 14.06.2012
Mar Ecol Prog Ser 298: 21-39, 2005

10. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
• Frid et al. 2009
– 1971-2006, benthic infauna on
one station in central western
North Sea
• No trend in abundance or genera
richness
• Trend in composition of benthos!
• Driven by: fishing impact, climate
warming, altered fluxes of phytoplkt
-no change in dominant taxa
-no change in richness an
abundance
-interannual variations in
composition
-major shifts every ca. 10 years
Most dramatic 1991-1992!
Time-lagged response to to the
North Sea ‘regime shift’ in 1988
(?)
Possibility of shifts in the
ecological functioning of the
system!
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA J. Mar. Biol. Ass. UK, 2009, 89(1), 1-10

11. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
• Frid et al. 2009
– 1971-2006, benthic infauna on
one station in central western
North Sea
“Our understanding of offshore benthos
may also be approaching a point where
we can make some short term
predictions, but the complexity of the
system, and the multiplicity of drivers
demonstrated here, make the
development of predictive tools that
could operate in the time frames desired
by policy makers and environmental
managers (5–7 years) unlikely”
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA J. Mar. Biol. Ass. UK, 2009, 89(1), 1-10

12. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
• Kröncke et al. 2011 - The North Sea Benthos
Project 2000.
– Aim to identify changes in the macrofauna species
distribution and community structure in the North Sea
and their likely causes.
• large-scale spatial distribution of macrofauna off-
shore communities in the North Sea hardly changed
between 1986 and 2000
• Observed changes were largely associated with an
increase in sea surface temperature and primary
production - most likely related to the North Sea
hydro-climate change in the late 1980s
• Most shifts in community structure were directly or
indirectly correlated to the North Atlantic Oscillation
Index in winter, especially the increase since the late
1980s
• most obvious changes found in regions with frontal
systems
• bottom water temperature, bottom water salinity,
tidal stress and stratification were most important
structuring the macrofauna communities
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA Estuarine, Coastal and Shelf Science 94 (2011) 1-15

13. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Nedslamming av hardbunn
• Tyske dykkere meldte på 80-tallet om forverrede forhold
• Stereobilder fra Langesundsfjorden
Risøyodden (F4) 30m depth - 90°
80
% of primary substrate
60
Sediment
40
'Free space'
Other
20
0
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Sedimentdekke <5% 15-20% 20-40%
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA Green & Walday in prep

14. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Nedre voksegrense
Sundene’s Pehlke & Bartsch (2008) fant en
bunnundersøkelser 1947- generell økning i nedre
1952 gjenbesøkt av voksegrense rundt Helgoland!
Fredriksen & Rueness
(1991)
økt turbiditet og
sedimentasjon
YO & KYO -overvåking
Følges opp av student pt.
International Journal of Marine Biology and
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA Oceanography, Vol. XVII, 1 suppl. 1991

15. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Dypområdene i Skagerrak
(Skagerrak basin), Alve 1996
Registrerte drastiske
endringer i foraminiferfaunaen
tidlig i 1970-årene, endringene
vedvarte utover 1900-talet
I kystnære områder og fjorder
er det med samme metodikk
vist store endringer i O2-
forhold
In: Longva & Thorsnes 1997. NGU
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA Special Publication 8, 100pp.

16. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Indre Lyngdalsfjord
Fjorden er preget av ferskvannstilførsel og
meget dårlig vannutskiftning.
1997 Oksygenforholdene er som oftest kritiske dypere
enn 20 meter, med H2S dypere enn 25 meter.
Foraminiferanalyser viser at dypvannet ble
permanent anoksisk på 1800-tallet, og
anoksiske forhold har dominert på større dyp
enn 30-40 meter siden 1950.
«Sagbruksperioden»
Begynnelsen 1600-1800
av 1900
Slutten
av 1200
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA Jahren 2000

17. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Overvåkingsbehov – HFPN 2012
• Videreføre viktige tidsserier av biologi (må dekke så mange
organismegrupper/trofiske nivå som mulig), hydrografi og
forurensning
• Videre overvåking av bunnsamfunn langs ytre kyst og i større deler av
Nordsjøområdet. Det er f.eks lite kunnskap om tilstand og utvikling
hos de dype bunnsamfunnene i Skagerrak
• På sikt å etablere økosystemtokt
• Hvordan eksisterende overvåking kan utvides for å bedre fange opp
klimaendringer
• Videreutvikle og validere metoder for fjernmåling (satellitter) som er
egnet til å overvåke store havområder, bla for å kunne avdekke
storskala effekter av klimaendringer
• Overvåking av havbunnen rundt petroleumsinnretningene fortsetter
• Økt fokus på taksonomisk sammensetning i plante- og dyreplanktonet
• Iverksette eksisterende forslag til plan for overvåking av fremmede
arter med fokus på større utskipingshavner og småbåthavner
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA 14.06.2012

18. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Oppsummering
Apn
• Undersøkelser har vist bunnsamfunn i stor endring - få eldre
undersøkelser å sammenligne med
• Dypere off-shore samfunn mindre tydelig
• Regimeskifter i slutten av 1970-årene og i slutten av 1980-
årene
• Reduksjon i nedre voksegrense siden 1950-årene
(Skagerrak)
• Kompliserte årsakssammenhenger – sannsynligvis
samvirkende påvirkning
• Vanskelig å spå utviklingen – langsiktig og god overvåking er
nødvendig
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA 14.06.2012

19. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
• Ploughing the deep sea
floor
• Most of the studies addressing the
physical disturbances of trawl gear
on the seabed have been
undertaken in coastal and shelf
environments, however, where the
capacity of trawling to modify the
seafloor morphology coexists with
high-energy natural processes
driving sediment erosion,
transport and deposition.
• Puig et al. (2012) show that on
upper continental slopes, the
reworking of the deep sea floor by
trawling gradually modifies the
shape of the submarine landscape
over large spatial scales. Causing
the deep sea floor to become
smoother over time, producing
comparable effects on the deep
sea floor to those generated by
agricultural ploughing on land.
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA 14.06.2012 Puig et al. 2012, Nature 489, 286-289

20. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
• Det har vært utført en rekke større og mindre undersøkelser av makroalgevegetasjon
langs norskekysten, men de fleste er gjort i Sør-Norge. Oslofjorden er kanskje den
mest undersøkte kyststrekningen i Norge, der blant andre Gran (1893, 1897),
Simmons (1898), Sundene (1953) og Klavestad (1967) har foretatt noen av de mest
kjente undersøkelsene. På Sørlandskysten vil arbeider av Norum (1913), Arwidsson
(1936) og Røinaas (1968) være noen av de viktigste å nevne, mens Levring (1937)
er en av flere som har bidratt til de største undersøkelsene på Vestlandet.
• Gran, H.H., 1893. Algevegetationen i Tönsbergfjorden. Christ. Vidensk. Selsk.
Forhandl., 7, 1-38.
• Gran, H.H., 1897. Kristianiafjordens algeflora. I. Rhodophyceæ og Phæophyceæ. Skr.
Vidensk. Selsk. Christiania I. Mat.-Nat. Kl., I(2), 1-56.
• Simmons, H.G., 1898. Algologiska notiser. II. Einige Algefunden bei Drøbak. Bot.
Notiser, 1898, 117-123.m
• Sundene, O., 1953. The algal vegetation of Oslofjord. Skr. norske Vidensk. Akad. I.
Mat.-Nat. Kl., 1953(2), 1-245.
• Klavestad, N., 1967. Undersøkelser over benthos-algevegetasjonen i indre Oslofjord i
1962-1965. Oslofjorden og dens forurensningsproblemer. 1. Undersøkelsen 1962-
1965, 9, NIVA, Oslo. 1-119.

21. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Infauna bløtbunn
Foto: APN
I år (dvs mai og juni) samles
det inn 2500 - 3000 biologi-
og 1500 - 2000 kjemiprøver
som skal opparbeides og
rapporteres innen april neste
år. «Normalt» vil nok 1500
biologi- og 1000 kjemiprøver
samles inn årlig (pluss/minus).
Bentoslokaliteter offshore og kyst med data fra intern database (dyphavslokaliteter navngitt)
Mareanomøte - Mats Walday NIVA 14.06.2012

22. Langtidsutviklingen hos bunnsamfunn
Norway March
Middle March
(2.3 - 23.3)
14.3
Sweden
End of February
beginning of March 14-17.3
• The transport of remnants of continental
river water 1995.
– Observations by Gunnar Thorson (NERI) 7-16.2.95,
by Argos (SMHI) and G.Dannevig (IMR) end of
February beginning of March, Skagerak (GMF) 14-
17.3.95, Arne Theselius (KMF) 14.3.95, and NIVA.
The dates indicate the front spreading.
Denmark
7-16 2.95
WS Nordsjøen - Mats Walday NIVA 14.06.2012