Räkna med all andning för att förstå syrebristen i havet

En ökning av syrefria område i haven. Och en minskning av syre i kustnära områden. Båda fenomenen har observerats globalt under de senaste åren. Syrebristen leder till områden där inga fiskar och skaldjur kan leva.

Miljöstrategier mot syrebristen handlar oftast om att minska utsläppen av närsalter. Kevin Vikström föreslår ett nytt perspektiv på marin miljöförvaltning där underhållsandning måste beaktas. För att motverka syrebristen behöver vi öka kunskaperna om hur syreförbrukningen i havet fördelas mellan tillväxt- och underhållsandning, menar Kevin Vikström, doktorand vid Institutionen för ekologi miljö och geovetenskap.

Måste andas för att kunna röra på sig
Andning innebär att kolföreningar och syre omvandlas till energi. Alla levande djur i havet behöver energi för tillväxt men också för underhållande funktioner, vilket betyder att energin används till exempel för att ska kunna röra på sig, upprätthålla livsfunktioner och reparera skador.

Redan under 1970-talet kunde man mäta ett behov av syre även utan tillväxt i bakterier. Forskare utvecklade också en modell som beskrev den så kallade bakteriella underhållsandingen. Modellen utvecklades vidare under 1980-talet, men hittills har all forskning varit baserad på kulturer i laboratoriemiljö.

På ekosystemnivå har också ytterligare ett sätt att se på syreförbrukningen i havet utvecklats. Konceptet liknar underhållsandningen. Fotosyntetiserande mikroskopiska växter har använts som förklarande variabel. Konceptet kallas baslinjeandning och definieras som syrekonsumtion då fotosyntesen är försumbar.

Kol från älvar används till andning
Kol från till exempel älvar och grundvatten kan användas för andning och därmed kopplas den primära produktionen från andningen bort i ekosystemet. Vilken effekt baslinjeandningen och underhållsandningen har på ekosystem har inte studerats.

Nu har alltså Kevin Vikström studerat underhållsandning och baslinjeandning  i en kustzon i Östersjön. Och gjort en uppskattning av det årliga bidraget av både baslinjerandning och bakteriell underhållsandning.

Hans resultat visar att den bakteriella underhållsandningen under högproduktiva förhållanden skulle bidra med 58 procent till den årliga bakteriella andningen.

Baslinjeandningen var också betydande och bidrog till 50 procent av den årliga syrekonsumtionen i vattenmassan.

– I ett större perspektiv visar resultaten att en minskning av bakteriell tillväxt med hjälp av minskade mängder näringsämnen inte nödvändigtvis minskar syrekonsumtionen för bakterier. I stället övergår den tillväxtbaserade andningen till underhållsandning med marginell skillnad i total konsumtion av syre som följd, säger Kevin Vikström.

Räcker inte att fokusera på tillväxt
Baslinjeandningen var främst driven av det kol som tillförs till kusten via älvarna. Därmed kan det finnas olika nivåer av baslinjeandning i olika miljöer. I ett ekosystem där baslinjeandning är hög kommer en minskning av näringsämnen inte nödvändigtvis minska syrekonsumtionen. Det får man däremot i en miljö där havets egen produktion av alger är den huvudsakliga källan av kol.

Andning för att upprätthålla livsfunktioner, men inte tillväxt, i ekosystemet kan vara hög i kustområden. Därmed kan den nutida miljöförvaltningsstrategi som fokuserar på tillväxt vara bristfällig, menar Kevin Vikström.

– Baslinje- och underhållandning är avgörande att beakta för att förstå och förvalta utvecklingen av syrefattiga kustnära områden på ett ändamålsenligt och ekonomiskt sätt.

Avhandlingen:
Importance of bacterial maintenance respiration and baseline respiration for development of coastal hypoxia.

Kontakt:
Kevin Vikström, Institutionen för ekologi miljö och geovetenskap, kevin.vikstrom@umu.se