Month: februar 2015


Climate-driven shifts in plant species along the elevation gradient: Are we close enough to the facts?

Upsetting climate trends

The 21st century has witnessed the alarming signals of anthropogenic global climate change particularly in the high altitude/latitude regions of the world. This is indicated by the trend showing a rise in global temperatures by almost 0.85 °C over the past 130 years [1]. Regional trends of climate warming are rather distressing. The Himalaya for instance has experienced an increase of 1.5oC during the past 25 years (1982-2006) [2].

 

Observed impacts

Evidence so far reveals the rapid changes in geographical distribution of several plant species and habitat types across the globe, especially in the mountain regions, as the fingerprints of anthropogenic climate – and/or land-use – change [3]. However, precise quantification of these changes is a big challenge due to complex interactions of their drivers [3], methodological inconsistencies in analysing the species’ responses [4], and unavailability of detailed data [5].

Conceptually, the warming climate has left only three options for the earth’s biota: to shift towards newly suitable geographic locations , to adapt to a new environment , or to die , or some combination of these responses [6]. Elevation is considered a proxy for temperature because atmospheric temperature decreases with an increase in elevation and the realized ecological niche (environmental space within which a species maintains itself in presence of other species) of plant species mostly remain unchanged at least for thousands of years [7]. Therefore, in response to a warmer climate, plant species are expected to shift upslope to the cooler areas to compensate for the increased temperature; whereas those living at extremes of the elevation gradient may undergo extinction. Many authors [8-13] have attributed the upslope or poleward shifts in the range or abundance of plant species to the increase in atmospheric temperature during recent decades. However, there is enormous debate regarding the severity and frequency of these changes at different scales.

 

Lack of consensus

Methodological inconsistencies

To date, assessments of climate-driven distributional changes of species have largely been based on niche-based models. Since these models ignore species’ demography, adaptive potential and biotic interactions, they often tend to predict higher rates of extinction or distributional changes, leading to higher uncertainties [14, 15]. However, the assumption of niche-based models that the intact plant community responds in a similar fashion to the warming climate is unlikely because realized niche and biotic interactions vary greatly among the species of a community [16]. Therefore, a consistent widespread pattern of upward shifts of the species and their assemblages in response to a warmer climate cannot be expected.

The process-based models additionally include the factors responsible for range dynamics such as seedling dispersal, population dynamics, biotic interactions, eco-physiological factors, and the potential persistence of species under deteriorating conditions [14]. However, such models are scarce at the continental scale because these are applicable only to well-known species for which demography or physiology has been studied for a long time.

Other factors: land-use matters !

Several factors other than the changing climate, such as increased deposition of atmospheric nitrogen, dispersal lag in species colonization, changes in moisture regime, highly responsive species pool, and biotic interactions, have also been proposed for the observed upward shift of the plant species along the elevation gradient [see [5]].

Species’ responses observed in several regions are not straightforward as estimated earlier by the niche-based models. In the European mountain summits, the amount of change in species assemblages is found to be unrelated to the amount of climate warming [5]; whereas no shifts or unexpected downward shifts in species’ ranges have been  observed in other regions [17]. Similarly, the downslope retreat of the treeline in Himalaya and Tibetan Plateau is reported as due to the changed precipitation regime rather than the warmer temperature [18]. For several plant species and their assemblages, climatic responses lag behind the degree of temperature increase [16]. For instance, ‘thermophilization’ of plant species in temperate forests of some regions often lags behind warming. Densified forest canopy cover of the forests due to a change in the land-use regime has buffered the effect of regional climate warming via microclimate cooling. The forecasts of climate-related range shifts are thus modified by change in forest cover [19]. Analysing the distributional shifts with a focus on temperature alone might be potentially misleading due to the confounding role of other factors such as precipitation and land-use change [5].

Data-gaps enhancing uncertainties

Most of the low-elevation mountain areas are densely populated; where land-use change often has robust effects on plant communities. However, observations of climate and land-use driven plant community change in lower mountain forests are scarce in comparison to those in high-elevation ecosystems [5, 17]. Studies on climate driven vegetation changes from the biologically more diverse Asian region also remain very scarce; and ecophysiological and cytogenetic data on populations of species are in addition seriously limited [20].

 

Way forward

Analysis of climatic responses of biotic communities is critical for assessing species’ extinction risks and to formulate effective conservation measures. Realistic assessment of climate-driven geographical shifts urgently requires improved monitoring at different scales, and then attributing the observed changes to climatic variables integrated with the non-climatic, ecophysiological, and genetic factors of the species. It is critically important to develop several niche-based as well as process-based models for the same species under the same scenarios and scales, and compare their predictions in order to identify robust results.

 

References

  1. IPCC, Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, T.F. Stocker, et al., Editors. 2013, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp.
  2. Shrestha, U.B., et al., Widespread Climate Change in the Himalayas and Associated Changes in Local Ecosystems. PLoS ONE 2012. 7(5): p. e36741. doi:10.1371/journal.pone.0036741.
  3. MEA, Ecosystems and Human Well-being: Biodiversity Synthesis.World Resources Institute, Washington, DC. 2005.
  4. Dawson, T.P., et al., Beyond Predictions: Biodiversity Conservation in a Changing Climate. Science, 2011. 332(6025): p. 53-58.
  5. Grytnes, J.-A., et al., Identifying the driving factors behind observed elevational range shifts on European mountains. Global Ecology and Biogeography. DOI: 10.1111/geb.12170, 2014.
  6. Lenoir, J. and J.-C. Svenning, Latitudinal and Elevational Range Shifts under Contemporary Climate Change. Encyclopedia of Biodiversity, 2013. 4: p. 599-611.
  7. Peterson, A.T., Ecological niche conservatism: a time-structured review of evidence. Journal of Biogeography, 2011. 38(5): p. 817-827.
  8. Thuiller, W., et al., Climate change threats to plant diversity in Europe. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2005. 102(23): p. 8245-8250.
  9. Pauli, H., et al., Signals of range expansions and contractions of vascular plants in the high Alps: observations (1994–2004) at the GLORIA*master site Schrankogel, Tyrol, Austria. Global Change Biology, 2007. 13: p. 147–156.
  10. Lenoir, J., et al., A Significant Upward Shift in Plant Species Optimum Elevation During the 20th Century. Science, 2008. 320(5884): p. 1768-1771.
  11. Chen, I.-C., et al., Rapid Range Shifts of Species Associated with High Levels of Climate Warming. Science, 2011. 333(6045): p. 1024-1026.
  12. Pauli, H., et al., Recent plant diversity changes on Europe’s mountain summits. Science, 2012. 336(6079): p. 353-5.
  13. Gottfried, M., et al., Continent-wide response of mountain vegetation to climate change. Nature Climate Change, 2012. 2(2): p. 111-115.
  14. Morin, X. and W. Thuiller, Comparing niche- and process-based models to reduce prediction uncertainty in species range shifts under climate change. Ecology, 2009. 90(5): p. 1301-1313.
  15. Hampe, A., Bioclimate envelope models: what they detect and what they hide. Global Ecology and Biogeography, 2004. 13: p. 469–476.
  16. Bertrand, R., et al., Changes in plant community composition lag behind climate warming in lowland forests. Nature, 2011. 479(7374): p. 517-520.
  17. Lenoir, J., et al., Going against the flow: potential mechanisms for unexpected downslope range shifts in a warming climate. Ecography, 2010. 33(2): p. 295-303.
  18. www.scientificamerican.com/article/high-altitude-forests-in-the-himalayas-harder-hit-by-droughts/?print=true.
  19. De Frenne, P., et al., Microclimate moderates plant responses to macroclimate warming. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013.
  20. Parmesan, C., Ecological and Evolutionary Responses to Recent Climate Change. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 2006. 37(1): p. 637-669.

 

Kuber P. Bhatta

, februar 18, 2015. 1 kommentar til Climate-driven shifts in plant species along the elevation gradient: Are we close enough to the facts?. Category: English.

Hva har «The green revolution» gitt oss?

Menneskeheten har de siste årene skutt til værs og 31. oktober 2011 kom nyheten om at jordkloden hadde passert 7 milliarder mennesker [1]. Dette er en trend som kommer til å fortsette og det er antydet at vi kommer til å runde 9 milliarder mennesker når vi rundt 2050 [3]. Med økt antall mennesker på kloden, øker også behovet for resurser. Dette gjelder for eksempel økt forespørsel på mat. Selv om menneskeheten har også mat produksjonen har økt drastisk de siste årene, og stadig fler mennesker for dekket behovet for mat. Mye av utfordringene rundt matmangel ble løst gjennom en periode kalt «the green revolution». Hva skjedde egentlig da? og hvilke konsekvenser har dette hatt på økosystemet vi lever på?

Hvordan har vi løst utfordringene med matmangel?

Rundt midten av 1900 tallet skjedde en revolusjon som skulle endre jordbruket fremover. Denne revolusjonen er kalt «The green revolution», eller den grønne revolusjonen [4]. Under denne revolusjonen kom det fram flere produkter som bidrog med å øke produksjonen av avling. Kunstgjødsel kom på denne tiden, og bidrog til å gi avlingen ekstra næring som gjorde at utbytte av produksjonen ble mye større, og ting som plantevernmiddel og ugressmiddel bidrog til å holde ugress borte [4]. I tillegg begynte bøndene å drive med dobbel avling [4]. Det vil si at to avlinger ble høstet i året. Når du tar alt dette ilag med at jordbruksteknologien skjøt fart, så kan du tenke deg at mengden avling som ble høstet per m^2 øke drastisk. Studier viser at alt dette til har tilsammen ført til en bedring som tilsvarer en økning på omtrent 12% av verdens dyrkede mark [2].

green-revolution-hd-wallpaper-wallpapers-wallpaper-revolution-hd-green-wallpapers

 

 

 

 

 

Illustrasjon 1: Hentet fra: https://sites.google.com/site/greenrevolutionandworld/

Med den grønne revolusjonen har store mengder av menneskets behov for mat blitt dekket. Men har dette kommet uten konsekvenser? Asner, G. Et al. Kom i 2005 ut med en rapport som tar opp problematikken rundt menneskenes utnyttelse av jordbruksareal på jordkloden. Her kommer det fram at mennesker har brukt kloden på en uforsvarlig måte, og at vi står igjen med en utfordring på hvordan vi kan løse dette [2].

Hva menes med at vi har brukt kloden på en uforsvarlig måte?

Det første jeg har lyst til å ta fram er bruken av areal til jordbruk. Selv om den grønne revolusjonen har bidratt til å senke dette problemet, er det fortsatt et problem. Med en større og større populasjon av mennesker på kloden har behovet for bruk av areal blitt større. Dette gjelder både å plass å bo, samt jordbruksareal. Studier viser at utvidning av jordbruksareal(og utvinning av tømmer) har bidratt til et tap på 7-11 millioner km^2 med skog de siste 300 årene [2]. Konsekvensene av dette kan være forskjellige. For det første kan biodiversiteten i dette området synke. Forskning viser også at endring i landområde kan endre hele klimaet. F.eks kan det å fjerne store områder med tropisk skog føre til endring i temperatur, at det blir varmere og tørrere. Dette kan igjen få alvorlige konsekvenser. En temperaturendring på få grader kan sette flere arter i fare for å dø ut og biodiversiteten vil da synke enda mer.

Som jeg nevnte tidligere har den grønne revolusjonen bidrag til å senke behovet for å utvide jordbruksarealet, da produksjonen på nåværende jordbruksområder øker. Men som studier viser har også dette hatt sine konsekvenser. Det har blitt vist at bruken av kunstgjødsel og ugressmiddel har forurenset vannet rundt jordbruksområdene, og gjort at det ikke har vært mulig for mennesker å drikke vannet[2]. Når vi tar dette ilag med at det har vært en økning på 700% i bruk av kunstgjødsel de siste 40 årene, så ser vi at det ligger en stor utfordring i å få fikset dette [2]. Itillegg har det også blitt vist at bruk av kunstgjødsel og ugressmiddel har bidratt til å senke kvaliteten på jorden, noe som i lengden vil føre til at det ikke vil være istand til å bruke dette jordet til å produsere mat.

Noe som ikke ble nevnt tidligere men som den grønne revolusjonen også har bidratt til, er økningen i bruk av vann på dyrket område. For å få best mulig utbytte benytter bønder vann for å øke produksjonen. Men dette har også vist seg å kunne få alvorlige konsekvenser. I California f.eks har det nå oppstått en utfordring med at jorden som følge av vanning, inneholder for mye salt(salinization) [5]. Dette utfordrer jordbruket siden for mye salt i jorden vil ødelegge produksjonen. Studier viser at 1,5 hektar med dyrkbar jord forsvinner per år grunnet nettopp dette [2].

img6301p42

 

 

 

 

 

 

Illustrasjon 2: Bildet viser hvordan «salinization» gjør jorden umulig å dyrke på. Hentet fra: http://ucce.ucdavis.edu/files/repository/calag/img6301p42.jpg

så hva har den grønne revolusjonen gitt oss? Først og fremst løste den grønne revolusjonen et stort problem. Den ga mat til en sårt trengende populasjon som var(og er) under stor vekst. Den grønne revolusjonen har bidratt til å øke matproduksjonen drastisk, og økt utbytte av jordbruksareal som vi har idag. Dette har ført til at vi ikke trenger å utvide jordbruksarealet like mye som før. Men som studier viser, har dette også hatt sine konsekvenser. Studier viser bruker vi ikke jorden på en bærekraftig måte, og åkrene blir utslitt. Etterhvert som åkrene blir utslitt, vil da bøndene trenge nye områder å dyrke maten på [2]. Forsetter matproduksjonen slik som idag, vil dette fungere en liten stund framover, men det vil være en kortsiktig tenkning. Til slutt vil det ikke være plasser igjen å dykre mat på, og da vil menneskeheten ha et stort problem.

Kilder:

  1. Estensen, M.B, Murtnes, S., Lundgren, J. (2011) Nå er vi syv millarder mennesker på jorden. Tilgjengelig fra: <http://www.vg.no/nyheter/utenriks/naa-er-vi-syv-millarder-mennesker-paa-jorden/a/10015381/> [Nedlastet 15. februar 2015]
  2. Asner, G., Barford, C., Bonan, G., Carpenter, S., Chapin, F., Coe, M., … Foley, J. (2005). Global Consequences of Land Use. Science, 309(5734), 570-574.
  3. Godfray, H., Beddington, J., Crute, I., Haddad, L., Lawrence, D., Muir, J., … Toulmin, C. (2010). Food Security: The Challenge of Feeding 9 Billion People. Science,327(5967), 812-818.
  4. Cunningham, M. What Is the Green Revolution? – Definition, Benefits, and Issues. Tilgjengelig fra: <http://education-portal.com/academy/lesson/what-is-the-green-revolution-definition-benefits-and-issues.html> [Nedlastet 15. februar 2015]
  5. Letey, J. (2000). Soil salinity poses challenges for sustainable agriculture and wildlife. Tilgjengelig fra: <http://californiaagriculture.ucanr.edu/landingpage.cfm?article=ca.v054n02p43&fulltext=yes> [Nedlastet 15. februar 2015]

 

Sondre Lode

, februar 17, 2015. 3 kommentarer til Hva har «The green revolution» gitt oss?. Category: Norsk.

Sammenhengen mellom fortidens istider og nåtidens globale klimaendringer

Av Sunniva Vatle

Skeptikere til global oppvarming bruker ofte usikkerhet rundt klimadata som argument for at klimaendringer ikke er en realitet. Det er et faktum at framtiden er usikker, det kan vi alle være enige om. Det enste vi kan vite litt mer sikkert er fortiden og den vet vi faktisk mye om. Det er her nøkkelen til fremtiden ligger.

Når en arbeider med datamateriale fra naturen, så er usikkerhet noe alle forskere opererer med. Det finnes alltid avvik fra det gjennomsnittlige. De fleste vet også at det ofte er stor spredning innen gjennomsnittet også, noen ganger klynger dataene seg sammen i grupper samtidig som en har avvikere i alle retninger. Slik er det med den globale temperaturen også. Hvis en tenker seg om, så vet alle at temperaturen endrer seg gjennom dagen, den endrer seg på samme måte gjennom året og er ulik på ulike deler av jorden på grunn av ulikt klima. Det kan fortsatt være bitende kaldt i Norge om vinteren selv om det globalt sett er blitt varmere siden målingene startet. Poenget er at det er trenden vi må se på, ikke krangle om hvilket år som var varmest. Trenden viser en økning i den globale temperaturen (NOAA, 2015).

Men tilbake til fortidsklima. En rask oppsummering: for 2,6 millioner år siden begynte en tidsperiode som jorden aldri hadde sett maken til. Istider regjerte med økende styrke over hundre tusen år for så å bli avbrutt av milde perioder på ti tusen år hvor planter og dyr kom tilbake til Norge (Mangerud, 2003). Våre forfedre overlevde mange store og små istider. Under siste istid var det 10-20°C kaldere enn dagens klima i Norge (Bhagwat and Willis, 2008) Så kom våren, da jordbanens syklus kom i en posisjon som gjorde det mulig for solen å smelte bort iskappen, dette skjedde for rundt ti tusen år siden. Disse varme behagelige ti tusen årene tillot menneskene å leve ut sine drømmer og ideer i form av ny teknologi som vi drar nytte av i dag.

Men så kom den Lille Istid som varte fra 1300 til 1850. Dette er den mest urolige, ustabile og ekstreme perioden siden siste istid (for 10 000 år siden) som førte med seg tørke, flommer, stormer, år uten somre, milde vintre, iskalde vintre, men også varme somre (Fagan, 2000). Breene gikk fram i denne tidsperioden og gav navn til hele perioden. Det er fortsatt debattert hva som satte i gang den lille istid, men det var trolig en kombinasjon av noen få store vulkanutbrudd og lav solinnstråling som påvirket det globale klimaet (Miller et al., 2012). På slutten av Lille istid startet den industrielle revolusjon og samtidig som utslippene av klimagasser fra fabrikker, kjøretøy, skogbranner, kraftproduksjon etc. økte, så økte også temperaturen. Selvfølgelig kan en argumentere med at i slutten av lille istid var klimaet global sett kaldere og det er utgangen av den lille istid vi ser i de økte temperaturene. Problemet er bare at vi nå har vi beveget oss ut av den ”naturlige syklusen”.

Lille istid inntraff som følge av naturlige svingninger i solinnstråling med drahjelp fra vulkanutbrudd som senket den globale temperaturen. Den oppvarmingen vi ser nå, kan ikke forklares ut i fra naturlige sykluser som solinnstråling eller jordbanens form (IPCC, 2014). Nå kommer jeg til poenget: Vi har målt temperaturen på jorden ulike steder siden 1880, så ved å modellere klimaet hvor en legger inn ALLE variabler som kan påvirke klimaet i modellene og kjører dem på de eksisterende temperatur- og nedbørsdata vi har tilgjengelig, så simulerer modellen den globale oppvarmingen vi ser i dag. Den vil derimot IKKE simulere global oppvarming hvis vi IKKE legger til økningen i klimagasser som CO2, se figur 1 hentet fra IPCC-rapporten fra 2007 (IPCC, 2007).

global temp

Figur 1: Hentet fra IPCC-rapporten fra 2014 og viser med blått modellert klima uten menneskeskapte utslipp og med rosa modellert klima med både naturlige og menneskeskapte utslipp.

co2

Figur 2: Innholdet av CO2 i atmosfæren ved Mauna Loa Observatoriet fra 1960 til 2014 (NOAA, 2015). 

 

Når en ser på innholdet av CO2 i iskjerner fra Vostok i Antarktis vil en raskt legge merke til at temperatur og CO2 går hånd i hånd (Petit et al., 1999).

vostok

Figur 3: Hentet fra Petit et al., 1999 og viser klimagasser i en iskjerne fra Vostok, Antarktis. Tidsperioden går fra høyre mot venstre og begynner for 420 000 år siden. Det du ser er forskjellig innhold av klimagasser i iskjernen, samt temperatur (insolation betyr solinnstråling). Hvis du ser på temperatur så forteller den deg at temperaturen sank for 400 000 år siden som følge av en istid, legg merke til den gradvise senkningen med et sikk-sakk-mønster i temperatur. Deretter økte temperaturen brått i overgangen til en mellomistid. Dette mønsteret har en periodisitet på 100 000 år som følge av jordens bane rundt solen. Du vil også legge merke til at solinnstrålingen sammenfaller noen lunde med istider og mellomistider.

 

Nivået av CO2 i atmosfæren er høyere enn det har vært siden istidene begynte for 2,6 millioner år siden, det betyr at temperaturen vil følge etter slik vi har sett fra iskjernen fra Vostok. I vår mellomistid ser det ut til å ha vært mer stabil klima, hvor temperaturen har holdt seg relativt høy fram til den lille istid. Lille istid kan sees på som starten på en ny istid. Se tilbake på siste mellomistid, her varierer temperaturen mye før den når et vippepunkt og stuper fra 0°C til -5°C. Det samme kan være tilfelle nå, vi kan gå mot tider med mye variasjon, med stadige endringer fra kaldt til varmt, tørker og flommer og om et par tusen år så vil nok temperaturen stupe nok en gang mot en ny istid. MEN, klimamodellene som modellerer fortids-, nåtids- og framtidsklima modellerer at vi kan ha endret den klimatiske syklusen så mye at vi kan gå mot en høyst usikker framtid klimamessig. Det er snakk om klima vi aldri har opplevd på jorden (IPCC, 2014). IPCC rapporten fra 2014 spår en framtid som er så varm at de fleste planter og dyr ikke kan tilpasse seg det raskt nok (Steffen et al., 2007).

surfa

Figur4: Hentet fra IPCC-rapporten fra 2014 og viser i a) endring i gjennomsnittlig overflatetemperatur og b) endring i gjennomsnittlig nedbør. 90% av modellene er enige om endringene.

Du tenker kanskje at det bare er bra at vi ikke går mot en ny istid, men det burde du ikke være glad for. Fordi: vi er avhengige av mat. Mat kommer fra naturen, naturen er avhengig av et relativt stabilt klima som den har tilpasset seg i denne mellomistiden. Hvis vi nå plutselig får et helt annet klima, så vil de fleste planter, dyr, insekter, ja alt levende måtte tilpasse seg et klima vi ikke har sett maken til på minst 2,6 millioner år. Vi må redusere utslippene av CO2 til atmosfæren for å redusere fremtidens endringer til det minimale. For å svare på tittelen; sammenhengen mellom fortidens istider og nåtidens globale klimaendringer er komplekst sammensatt av naturlige sykluser og menneskeskapte utslipp av klimagasser.

 

 

Referanser:

Bhagwat, S. A. & Willis, K. J. 2008. Species persistence in northerly glacial refugia of Europe: a matter of chance or biogeographical traits? Journal of biogeography, 35, 464-482.

Fagan, B. 2000. The Little Ice Age: how climate made history, 1300-1850, NY, USA, Basic Books.

Ipcc 2007. Climate Change 2007: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. In: Pachauri, R. K. & Reisinger, A. (eds.) IPCC report. Geneva, Switzerland.

Ipcc 2014. IPCC: Summary for Policymakers. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. In: Edenhofer, O., Pichs-Madruga, R., Y. Sokona, E. F., S. Kadner, K. S., A. Adler, I. B., Brunner, S., Eickemeier, P., Kriemann, B., Savolainen, J., Schlömer, S., Stechow, C. V., Zwickel, T. & Minx, J. C. (eds.) Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Mangerud, J. 2003. Istider og jordas stilling i forhold til sola. Cicerone. Senter for klimaforskning: Cicero.

Miller, G. H., Geirsdóttir, Á., Zhong, Y., Larsen, D. J., Otto-Bliesner, B., Holland, M. M. & Thordarson, T. 2012. Abrupt onset of the little ice age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks. Geophysical Research Letters, 39.

Noaa. 2015. Global Analysis – Annual 2014 [Online]. Available: http://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/2014/13 [Accessed 6.feb.2015].

Noaa. 2015. Mauna Loa Observatory [Online]. Available: http://www.esrl.noaa.gov/gmd/obop/mlo/ [Accessed 19.feb.2015].

Petit, J. R., Jouzel, J., Raynaud, D., Barkov, N. I., Barnola, J. M., Basile, I., Bender, M., Chappellaz, J., Davis, M., Delaygue, G., Delmotte, M., Kotlyakov, V. M., Legrand, M., Lipenkov, V. Y., Lorius, C., Pepin, L., Ritz, C., Saltzman, E. & Stievenard, M. 1999. Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature, 399, 429-436.

Steffen, W., Crutzen, P. J. & Mcneill, J. R. 2007. The Anthropocene: are humans now overwhelming the great forces of nature. AMBIO: A Journal of the Human Environment, 36, 614-621.

, februar 17, 2015. 1 kommentar til Sammenhengen mellom fortidens istider og nåtidens globale klimaendringer. Category: Norsk.

«The man on the street»

What do the man on the street know about global warming and what kind of arguments do the scientist give us about this subject? This is in short terms what I want to discuss in this paper. First I want to present some of the evidence scientist use when they discuss global warming and the human impact. Then I will present some of the counter arguments skeptics’ use against the knowledge presented.

How much do people know about global warming? This is not an easy question to answer, and the answer will probably differ a lot from person to person. One thing a lot of people have in common is that they all care about the weather! Already in 2015, Norway has had some of the most extreme storms and temperature variability’s people have ever experienced, and it is only February. The sad thing is that storms and unstable weather are becoming more frequent all over the globe. How often don’t we hear about storm, hurricanes, droughts and flood in the news? One way to explain this is; the globe is changing! But what is changing?

The first and most obvious argument is the globe is getting warmer, global warming. This is often the first thing people mention when they are to discuss global warming. It is documented that the temperature has increased, and the scientists have evidence to support this observation. Since the 1850 the average temperature has increased by 0.85 degrees Celsius (IPCC Fifth Assessment Report: CSIROexperts comment. (2013)). In IPCC Fifth Assessment Report they present two main findings: 1) There is no doubt that Earth is warming. 2) It is extremely likely that more than half of warming over the last 60 years is due to human influence. The extreme likely is used in this report for the first time in 2013. They have over a series of years followed the development and they have now high confidence to believe it is due to human impact.

One example comes from Hawaii. In Hawaii, atmospheric CO2 have been measured since the 1960s. What we can see from the graph below this section is that the amount of CO2 in the atmosphere has grown from 320ppm(parts per million) in 1960 to 400ppm today. This isn’t just a linear increase, but an exponential increase, and that is devastating news. The net uptake of CO2 in the ocean and in the forests is 27% respectively. The remaining 45% goes into the atmosphere. This basically comes from fossil fuels and deforestation in the rainforest. That is almost 1000 tons per second! (Tore Furevik, the Centre for Climate Research University of Bergen).

Screenshot 2015-02-12 14.12.32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure.1: The figure shows the global carbon budget. (from the lecture notes by Tore Furevik).

Screenshot 2015-02-16 19.32.04

Figure.2: The figure shows the linear increase of CO2 in the atmosphere, taken in Hawaii (from the lecture notes by Tore Furevik).

 

How can the “man on the street” notice this increase in ppm (parts per million)? The “man on the street” cannot notice the parts per million, but they can notice the increase in temperature. Temperature rise is the result of what I have presented here with the increase in ppt, and that is what people experience physically. The people who are sceptic towards global warming may not trust the collecting data of these observations. In regard to the temperature increase, they argue and believe the records of the temperatures are unreliable and that they exaggerate the amount of warming due to the “urban heat island” effect. With the Urban heat Island they think about the location of record stations. The measurements are often taken at ground levels, in cities and towns(Totty, 2006). It is true that the stations are on Earth level, but the results presented are collected from all over the planet and converted into one statistic. The fact that the increase in temperature high up in the atmosphere is not significantly bigger does not change the overall trends that indicate global warming(Totty, 2006).

Other evidence people in the north can relate to in understanding and accepting global warming is the amount of precipitation we experience in a year, month or even a week in the most extreme areas. It is actually here in the Northern Hemisphere we find the biggest changes in temperature and precipitation. This is due to the fact that we have a lot more continents in the north. With the large, dark areas now being exposed due to the melting of glaciers and ice coverage, the continents have a larger impact than what the ocean have. The following graph displays the measurements taken in the last decade of temperature and precipitation. In IPCC Fifth Assessment Report (2013) they present the observations of temperature change and precipitation change with high confidence. Again, sceptics can argue that natural factors can be enough to account for this modern warming from the 1900th. Scientists can relate to the fact that solar energy and natural changes can have quite an impact on the world’s climate. But then again, the natural factors aren’t enough to account for the sharp increase in temperatures and precipitation since the late 1970 as we see here (Totty, 2006).

 

Screenshot 2015-02-12 14.12.11

Figure.3: The two graphs show how the annual amounts of precipitation and temperature in Norway have changes since 1900. (from the lecture notes by Tore Furevik).

One of the biggest challenges climate change has today is the amount of CO2 emission from the industry. We can discuss what to do with this forever. Scientists can present evidence, but they can just do so much. In the end, it is the politicians that have to find some common ground to develop strategies that can save the planet. Lets hope they find this in The United Nations Climate Change Conference in Paris this year.

 

 

References

CLIMATE CHANGE 2014, Synthesis Report, Summary for Policymakers. IPCC Fifth Assessment Report: CSIROexperts comment. (2013). ECOS.

TOTTY, M. 2006. What Global Warming. The Wall Street Journal, 6. December 2009[Internett] Tilgjengelig fra: <http://www.wsj.com/articles/SB10001424052748703819904574551303527570212>[Lest 6.februar 2015]

Lecture notes from Professor Tore Furevik Bjerknes from the Centre for Climate Research University of Bergen

, februar 16, 2015. 6 kommentarer til «The man on the street». Category: English.

Oncorhynchus mykiss – Regnbueørret

Hørte vi riktig? Rømte det virkelig 62500 svartelistede regnbueørreter fra et oppdrettsanlegg i Osterfjorden nå i januar(1)(3)? De siste 15 årene har vi hatt regnbueørret som har rømt hvert år fra ulike oppdrettsanlegg langs kysten. Og i tillegg har sportsfiskere flere ganger prøvd å sette denne arten ut i norsk fauna, for å kunne drive rekreasjon på den. Regnbueørreten kommer opprinnelig fra Nord-Amerika og nordøstlige deler av Russland(4). Den er altså en introdusert art, som ikke hører naturlig hjemme her. Men er det så farlig at vi årlig har rømminger, og folk som prøver å sette den ut? Globalt sett blir regnbueørreten regnet som en av de 100 mest invasive artene vi har på kloden(14). Men i Norge har det vist seg at regnbueørreten har liten sjanse for å overleve og reprodusere seg naturlig(2)(5). Til nå har den bare klart å reprodusere seg et fåtalls steder (2)(5). Så da sitter vi igjen med spørsmålet:Er det muligheter for de stadige rømmingene av regnbueørret i sjøen kan ha en økologisk påvirkning på norsk fauna? Jeg har valgt å fokusere på regnbueørret som vektor for patogener, oppgraving av gytegroper og predasjon.

rømt regnbue

Figur 1) Antall regnbueørret som har rømt fra 2001- 2014. I 2015 har vi foreløbig 65200 rømte regnbueørreter (12.02.2015). Bildet er hentet fra: www.fiskeridir.no/statistikk/akvakultur/oppdaterte-roemmingstall

Laksefamilien som lever i norsk hav, består av regnbueørret, atlantisk laks, sjøørret og sjørøye. På grunn av dette vil de dele noen av de samme patogenene(7). Dette gjør at regnbueørreten vil være med på å øke den totale mengden patogener for laksefisk i fjordene, og vil derfor kunne ha en økologisk påvirkning i norsk fauna. Har man rømt regnbueørret i fjordene kan for eksempel patogenen, lakselus, bruke regnbueørreten som en vektor for produksjon av lus(6). Dette vil kunne påvirke både lusemengden for oppdretterne av laksefisk, men også for de ville bestandene i laksefamilien. Lusemengden er med på å påvirke villfiskens overlevelse, men i et stort studie i 2014, kom de frem til at det er vanskelig å sette en felles bestandregulerende effekt av lakselus(8). Det er også vanskelig å bestemme hvor stor andel villfisk som dør på grunn av lakselus(8). Dermed er det uklart hvilken økologisk effekt disse rømmingene vil ha. Oppdrettsfisk blir vaksinert for en flere patogener, men ofte blir anleggene smittet av ulike sykdommer. Om oppdrettsfisk smitter villfisken som svømmer forbi har man begrenset kunnskap om(7). Grunnen til at de ikke vet mer om dette, tror man skyldes at syk fisk fort vil forsvinner på grunn av predasjon(11). Men nå har det for første gang blitt funnet syk oppdrettslaks i elver i Norge(9). Disse vil mest sannsynlig kunne smitte over på villfisk. Til nå er det ingen studier som kan bekrefte funn av rømt syk regnbueørret i sjøen og i elver i Norge, men rømminge som fant sted nå i januar har skapt bekymring. Are Nylund har testet noen av disse rømte regnbueørretene for diverse sykdommer, og en av fiskene fikk treff for PD(Pankreas sykdom)(10). Hvis dette blir bekreftet gyldig, vil dette kunne få store konsekvenser for villfisk i området.

6A9D.tmp

Figur 2) Regnbueørret (Oncorhynchus mykiss) . Foto: Asbjørn Borge

Regnbueørreten er hovedsaklig en vårgyter, og velger gytegropen etter helt spesielle vilkår (12). Et problem med rømming av regnbueørret er at den vil kunne grave opp gytegroper, som laks og sjøørret har laget på høsten. Det er stridigheter blant forskere om den gjør dette, men en film filmet av forskere fra Arnaelva i Bergen, viser tydelig at en regnbueørret graver i de samme elvesedimentene hvor laksen og sjøørreten gyter(4):

https://www.facebook.com/video.php?v=628789433916041&set=vb.337642276364093&type=2&theater

Filmen er filmet av forskningsgruppen LFI Uni Miljø 2009.

Problemet med dette er at gytegropene til villfisken kan bli vasket ut av sedimentene, og som vil føre til høy dødelighet for rognene som ikke har klekket. Er man uheldig å få rømminger av regnbueørret som går opp i elver for å gyte, vil dette kunne påvirke villfisken negativt.

Det er fryktet at regnbueørreten driver predasjon etter at den har rømt. Men studier av mageinnhold til rømt regnbueørret har til nå avkreftet dette(4). På oppdrettsfisk har man avlet frem egenskaper som gjør den godt egnet til oppdrett, og men av ulike grunner har den fått mye lavere sjøoverlevelse enn villfisk(13). Det kan derfor tenkes at andre arter i sjøen og fugler lever godt av disse rømmingene. Altså kan dette ha en positiv effekt for arter som utnytter seg av denne introduserte arten.

Thorstad skriver: «ved et vedvarende høyt antall rømte fisk er det en økende fare for at regnbueørret etablerer seg i norske vassdrag, siden sannsynligheten for etablering øker med med økende antall regnbueørret som over flere år vandrer opp i den samme elva.» Og ut i fra figur 1, ser det ikke ut til at rømmingstallene vil gå mye ned med det første, til tross for svært varierende mengder rømt fisk, år til år. Forskingen bak den økologiske effekten regnbueørreten er komplisert og det er vanskelig å predikere i hvilken grad den påvirker, men at den har en påvirkning er det ikke tvil om. Det trengs helt klart mer forskning på dette temaet, som kan være med på å gi et mer korrekt bilde på effekten, og konsekvensene dette har på ulike arter, da spesielt de ville laksefiskene.

Kilder:

(1) 145 000 fisk har rømt i Hordaland. (2015). Hentet 13.02.2015, fra

http://www.fiskeridir.no/akvakultur/roemming/145-000-fisk-har-roemt-i-hordaland

(2) Hindar, K., Fleming, I.A., Jonsson, N., Breistein, J., Sægrov, H., Karlsbakk, E., Gammelsæter,

M. & Dønnum, B.O. 1996. Regnbueørret i Norge: forekomst, reproduksjon og

etablering. NINA Oppdragsmelding 454: 1-32.

(3) Oncorhynchus mykiss – Regnbueørret. (2012). Hentet 13.02.2015, fra http://www.artsdatabanken.no/FremmedArt2012/N26171

(4) Barlaup, B.T. (2013). Redningsaksjonen for Vossolaksen. Direktoratet for naturforvaltning.

(5) Jonsson N, Jonsson B, Hansen LP, Aass P. 1993. Coastal movement and growth of domesticated rainbow trout (Oncorhynchus mykiss (Walbaum)) in Norway. Ecol. Freshwat. Fish 2(4): 152-159

(6) Skilbrei, O. T. (2012). The importance of escaped farmed rainbow trout (oncorhynchus mykiss) as a vector for the salmon louse (lepeophtheirus salmonis) depends on the hydrological conditions in the fjord. Hydrobiologia, 686(1), 287-297. doi:http://dx.doi.org/10.1007/s10750-012-1028-x

(7) Taranger, G., & Albretsen, Jon. (2014). Risikovurdering norsk fiskeoppdrett 2013 (Vol. 2-2014, Fisken og havet (trykt utg.)). Bergen: Havforskningsinstituttet.

(8) Vollset, K., Krontveit, R.I., Jansen, P., Finstad, B., Barlup, B., Skilbrei, O., …, Dohoo, I. (2014). The degree of returning salmon from smolt groups treated with anti‐parasitic agent compared to untreated smolt groups – a systematic review and meta‐analysis of Norwegian data – MetaLice. The Norwegian Seafood Research Fund (FHF)

(9) Madhun, A., Karlsbakk, E., Isachsen, C., Omdal, L., Eide Sørvik, A., Skaala, &., … Glover, K. (2015). Potential disease interaction reinforced: Double‐virus‐infected escaped farmed A tlantic salmon, S almo salar L., recaptured in a nearby river. Journal of Fish Diseases, 38(2), 209-219.

(10) Tydelig at det var alvorlig syk fisk. (2015). Hentet 13.02.2015, fra http://www.nrk.no/hordaland/fant-alvorlig-sykdom-hos-romt-fisk-1.12175240

(11) Rømt oppdrettslaks funnet med virus i elv. (2015). Hentet 13.02.2015, fra http://www.imr.no/nyhetsarkiv/2015/februar/romt_oppdrettslaks_med_virus_funnet_i_elv/nb-no

(12) Thorstad, E., Barlaup, B., Forseth, T. (2011) Prognoser for lakseinnsig, regnbueørret og klimaendringer: utfordringer for forvaltningen.Temarapport fra Vitenskapelig råd for lakseforvaltning nr 2,45 s.

(13) Glover, K. (2011). Genetiske effekter av rømt oppdrettslaks på ville laksebestander: Utforming av indikatorer (Vol. Nr. 5-2011, Rapport fra havforskningen). Bergen/RegnbueørretTrondheim: Havforskningsinstituttet.

, februar 13, 2015. 2 kommentarer til Oncorhynchus mykiss – Regnbueørret. Category: Norsk.

Global Change Ecology blogg

I denne bloggen skal studentene som tar kurset Global Change Ecology presentere tema basert på forelesningene og utvalgte artikler som de mener er viktige, aktuelle, og interessante innenfor temaet «global change ecolgoy».

 

In this blog the students enrolled in the course Global Change Ecology will present themes based on the lectures and selected papers that they think are important and interesting within the large topic «global change ecology»

 

 

, februar 2, 2015. Ingen kommentarer til Global Change Ecology blogg. Category: Introduction.
← Previous page