Effekter av klimaendringer på arter, økosystem og samfunn

Som bidrag til svar på klimautfordringene, gjennomførte NINA i perioden 2011-2015 en strategisk satsing (SIS) med forskning på effekter av klimaendringer på utvalgte organismer, samfunn og økosystemer i vann og på land. I programmet gjennomførte vi studier både inne i laboratoriet og ute i felten.

""

Klimaet er i forandring. Slik har det vært til alle tider. Men aldri synes forandringen å ha vært så rask som nå. Dette startet ved den industrielle revolusjonen og skyldes økte utslipp av klimagasser. Lufttemperaturen på jordoverflata steg med ca. 1°C i forrige århundre. En stor del av økningen skjedde etter 1970, og har gitt tydelige forandringer i økologien til mange arter. Framover ventes en betydelige sterkere temperaturstigning med konsekvenser for planter, dyr og oss mennesker. Naturforskere verden over betrakter klimaendringene som menneskehetens kanskje største utfordring de neste 100 årene.

Ved siden av temperaturstigningen øker nedbørmengden over Norge. Hvorvidt økningen kommer som snø eller regn vil variere med høyden over havet og avstanden til kysten. Episodene med ekstremvær vil sannsynligvis bli kraftigere, og spørsmålet blir om ville arter kan tilpasse seg klimaendringene gjennom fleksible forandringer i livsmønsteret, ved genetisk seleksjon eller ved forflytning til nye områder. Eller vil tapet av arter og økologiske funksjoner bli stort?

Som bidrag til svar på klimautfordringene, gjennomførte NINA i perioden 2011-2015 en strategisk satsing (SIS) med forskning på effekter av klimaendringer på utvalgte organismer, samfunn og økosystemer i vann og på land. I programmet gjennomførte vi studier både inne i laboratoriet og ute i felten. Vi har studert virkninger på enkeltarter som laks og lemen, og evaluert hvorvidt en indeks for planteproduksjon avdekker effekter av temperaturvariasjon hos furu. Videre studerte vi hvordan klima påvirker konkurranseforhold og utbredelse av to nærstående arter, ørret og røye, og hvordan snø og andre forhold i fjellet påvirker samfunn av smågnagere og bunnlevende, virvelløse dyr i fjellbekker. Klimaendringene påvirker økosystemene og næringstransporten mellom økosystemene på land og i vann. Vi har studert hvordan dette igjen påvirker enkeltarter. Til slutt har vi spurt hvilke holdninger et utvalg av nordmenn har til klimaendringene, og hvordan holdningene henger sammen med utdannelse, kjønn og sosiale forhold.

Publikasjoner

Albertsen, E. 2012. Tree recruitment in the alpine zone – limitation and facilitation processes in contrasting climatic regions. - MSc thesis, NTNU, Trondheim.

Aspaas, A.M. 2014. Snow Depth Alteration and Vegetation Cover Effects on Invertebrate Communities in Headwater Streams. - MSc thesis, NTNU.

Bellier, E., Grøtan, V., Engen, S., Schartau, A.K., Diserud, O.H. & Finstad, A.G. 2012. Combining counts and incidence data: an efficient approach for estimating the log-normal species abundance distribution and diversity indices. - Oecologia 170: 477-488.

Bernes C., Bråthen K.A. Forbes B.C., Hofgaard A., Moen J. & Speed J.D.M. 2013. What are the impacts of reindeer/caribou (Rangifer tarandus L.) on arctic and alpine vegetation? A systematic review protocol. - Environmental Evidence 2:6.

Bevanger K., Hofgaard A., Finstad A.G., Eide N., Ødegård F. & Bjerke, JW. 2013. Naturen og klima. - Kronikk i Adresseavisa 2.11.2013.

Bokhorst S., Huiskes, A., Aerts R., Convey, P., Cooper, E., Dalen, L., Erschbamer, B., Gudmundsson J., Hofgaard A., Hollister, R.D., Johnstone, J.F., Jónsdóttir I., Lebouvier M., Vijver B., Wahren C.H. & Dorrepaal E. 2013. Variable temperature effects of Open Top Chambers at polar and alpine sites explained by irradiance and snow depth. - Global Change Biology 19: 64-74.

de Wit, H.A., Bryn, A., Hofgaard, A., Karstensen, J., Kvalevåg, M., Peters, G. 2014. Climate warming feedback from mountain birch forest expansion: reduced albedo dominates carbon uptake. - Global Change Biology 20: 2344-2355. Eikland, K.A. 2014. Snow depth and vegetation cover effects on ecological functioning in headwater streams. MSc thesis, NTNU, Trondheim.

Elmendorf, S.C., Henry, G.H.R., Hollister, R.D., Björk, R.G., Bjorkman, A.J., Callaghan, T.V., Collier, L.S., Cooper, E.J., Cornelissen, J.H.C., Day, T.A., Fosaa, A.M., Gould, W.A., Grétarsdóttir, J., Harte,J., Hermanutz, L., Hik, D.A., Hofgaard, A., Jarrad, F., Jónsdóttir, I.S., Keuper, F., Klanderud, K., Klein, J.A., Koh, S., Kudo, G., Lang, S., Loewen, L., May, J.L., Mercado, J., Michelsen, A., Molau, U., Myers-Smith, I., Oberbauer, S.F., Pieper, S., Post, E., Rixen, C., Robinson, C.H., Schmidt, N.M., Shaver, G.R., Stenström, A., Tolvanen, A., Totland, Ø., Troxler, T., Wahren, C.H., Webber, P.J., Welker, J.M. & Wookey, P. 2012. Global assessment of experimental climate warming on tundra vegetation: heterogeneity over space and time. - Ecology Letters 15: 164-175.

Elmendorf, S.C., Henry, G.H.R., Hollister, R.D., Björk, R.G., BoulangerLapointe, N., Cooper, E.J., Cornelissen, J.H.C., Day, T.A., Dorrepaal, E., Elumeeva, T.G., Gill, M., Gould, W.A., Harte, J., Hik, D.A., Hofgaard, A., Johnson, D.R., Johnstone, J., Jónsdóttir, I.S., Jorgenson, J., Klanderud, K., Klein, J.A., Koh, S., Kudo, G., Lara, M., Lévesque, E., Magnússon, B., May, J.L., MercadoDías, J.A., Michelsen, A., Molau, U., Myers-Smith, I., Oberbauer, S.F., Onipchenko, V.G., Rixen, C., Schmidt, N.M., Shaver, G.R., Spasojevic, M.J., Þórhallsdóttir, Þ.E., Tolvanen, A., Troxler, T., Tweedie, C.E., Villareal, S.., Wahren, C.-H., Walker, X., Webber, P.J., Welker, J.M., & Wipf, S. 2012. Plot-scale evidence of tundra vegetation change and links to recent summer warming. - Nature Climate Change 2: 453-457.

Elmendorf S.C., Henry, G.H.R., Hollister, R.D., Fosaa, A,M., Gould, W., Hermanutz, L., Hofgaard, A., Jonsdottir, I.S., Jorgenson, J., Levesque, E., Magnusson, B.., Molau, U., Myers-Smith, I., Oberbauer, S.F., Rixen, C., Tweedie, C. & Walker, M. 2014. Experiment, monitoring, and gradient methods used to infer climate change effects on plant communities yield consistent patterns. - Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America 112: 448-452.

Evju M., Hagen D. and Hofgaard A. 2012. Effects of disturbance on plant regrowth along snow pack gradients in alpine habitats. - Plant Ecology 213: 1345–1355.

Finstad, A.G. & Jonsson, B. 2012. Effect of incubation temperature on growth performance in Atlantic salmon. - Marine Ecology Progress Series 454: 75-82.

Finstad, A.G., Forseth, T., Jonsson, B., Bellier, E., Hesthagen, T., Jensen, A.J., Hessen, D.O., Foldvik, A. 2011. Competitive exclusion along climate gradients: energy efficiency influences the distribution of two salmonid fishes. - Global Change Biology 17: 1703-1711. Effekter av klimaendringer på arter, økosystem og samfunn 23

Finstad, A.G., Helland, I.P., Ugedal, O., Hesthagen, T. & Hessen, D.O. 2014. Unimodal response of fish yield to dissolved organic carbon. - Ecology Letters 17: 36-43.

Hedger, R., Sundt-Hansen, L.E., Forseth, T., Diserud, O.H., Ugedal, O., Kvambekk, Å. & Finstad, A.G. 2013. Predicting climate change effects on subarctic/Arctic populations of Atlantic salmon (Salmo salar L.). - Canadian Journal of Aquatic Sciences 70:159-168.

Helland, I.P., Finstad, A.G., Forseth, T., Hesthagen, T. & Ugedal, O. 2011. Ice-cover effects on competitive interactions between two fish species. - Journal of Animal Ecology 80: 539-547.

Hofgaard A., Harper K.A. and Golubeva E. 2012. The role of the circumarctic forest-tundra ecotone for arctic biodiversity. - Biodiversity 13: 174-181.

Hofgaard, A., Tømmervik, H., Rees, G. & Hanssen F. 2013. Latitudinal forest advance in northernmost Norway since the early 20th century. - Journal of Biogeography 40: 938-949. Jonsson, B. 2013. Hvilke utslag gjør isdekke. - Alt om fiske 2013 (6): 62.

Jonsson, B. 2014. Blir laksen større eller mindre i et varmere klima? - Alt om fiske (2013, 1): 72.

Jonsson, B. 2014 Lykkelig laksebarndom? - Alt om fiske (2014, 4): 88-89. Jonsson, B., Finstad, A.G. &

Jonsson, N. 2012. Winter temperature and food quality affect age and size at maturity in ectotherms: an experimental test with Atlantic salmon. - Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 69: 1817-1826.

Jonsson, B., Jonsson, N. & Finstad, A.G. 2013. Effects of temperature and food quality on age at maturity of ectotherms: an experimental test of Atlantic salmon. - Journal of Animal Ecology 82: 201-210.

Jonsson, B., Jonsson, N. & Finstad, A.G. 2014. Linking embryonic temperature with adult reproductive investment. - Marine Biology Progress Series 515: 217-226.

Jonsson, N. & Jonsson, B. 2014. Vanntemperaturen under fosterutviklingen hos laks har betydning for utviklingen senere i livet. - Naturen 138: 191-195.

Kermagoret, A. 2015. Understanding the characteristics of forest encroachment into tundra ecosystems along environmental gradients in central Norway. - MSc thesis, Université Pierre et Marie Curie, Paris.

Krange, O. and Kaltenborn, B. P. 2015. Cool dudes in Norway: Climate change denial among conservative Norwegian men, - PLOS ONE (Submitted)

Kålås, I.H. 2015. Temporal and spatial variation in correspondence between climate proxies and recorded climate data. - MSc thesis, NTNU, Trondheim.

Le Vaillant, M., Elmhagen, B., Erlandsson, R., Hörnfeldt, B., Eide, N.E., Angerbjörn, A. 2015. Spatial distribution in Norwegian lemming in relation to the phase of the cycle. - Oikos (submitted).

Mathisen I.E., Mikheeva A., Tutubalina O.V., Aune S. & Hofgaard A. 2014. Fifty years of tree line change in Khibiny Mountains, Russia: advantages of combined remote sensing and dendroecological approaches. - Applied Vegetation Science 17: 6-16.

Meijer, T., Elmhagen, B., Eide, N.E., & Angerbjörn, A. 2013. Life history traits in a cyclic ecosystem: a field experiment on the arctic fox. - Oecologia, 173, 439-447.

Nystuen, K.O. Evju, M., Rusch, G., Graae, B.J. & Eide, N.E. 2014. Rodent population dynamics affect seedling recruitment in alpine habitats. - Journal of Vegetation Science 25: 1004-1014.

Orlova, M., Lukina, N., Smirnov, V., Tutubalina, O., Isaeva, L. & Hofgaard A. 2013. Plant-induced soil nutrient variability in forest-tundra ecotones in the Kola Peninsula, Russia. - Biogeochemistry 113: 283-305.

Soininen, E.M., Angerbjörn, A., Ecke, F., Eide, N., Framstad, E., Henttonen, H., Hörnfeldt , B., Ims, R.A., Jepsen J.U., Killengreen, S.T., Oksanen, L., Olofsson, J., Yoccoz, N.G. «Unraveling determinants of keystone herbivore population dynamics by a macroecological approach” (in prep).

Watz, J., Bergman, E., Calles, O., Enefalk, Å, Gustafsson, S., Hagelin, A., Nilsson, P.A., Norrgård, J.R., Nyqvist, D., Österling, M., Piccolo, J., Schneider, L., Greenberg, L., & Jonsson, B. 2015. Ice cover alters the behaviour and stress level of brown trout Salmo trutta. - Behavioral Ecology 26: 820-827.

Prosjektinformasjon:

Direkte og indirekte effekter av klimaendringern på økologiske prosesser i ferskvann og på land

Koordinator: Bror Jonsson

Samarbeidspartnere:

Tidsplan: 2011 - 2015

Budsjett: 4.0 millioner kroner årlig fra 2013

Prosjektledergruppe:

  • Anders Finstad
  • Annika Hofgaard
  • Ingeborg Palm Helland
  • Nina E. Eide                  
  • Olve Krange
  • Zlatko Petrin

Sluttrapport

Jonsson, B. (red.) 2015. Effekter av klimaendringer på arter, økosystem og samfunn. Sluttrapport fra strategisk instituttsatsing (SIS) 2011-2015. - NINA Temahefte 63. 23 s.