Light, temperature and competition : understanding the causes for climate-driven regime shifts in arctic marine benthos

• Main Author: Scherrer, Kim
• Format: Bachelor Thesis
• Language: English
• Published: Uppsala universitet, Luft-, vatten- och landskapslära 2015
• Subjects: macroalgae; light; invertebrate; coralline algae; Arctic; benthic; regime shift; climate change; marin ekologi; tång; kalkalg; Arktis; regimskifte; klimatförändring; ljus; Ecology; Ekologi; Climate Research; Klimatforskning; Other Environmental Biotechnology; Annan miljöbioteknik; Svalbard; Arktis*; Climate change; Sea ice
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-266405

In the Arctic, shallow sea-floor communities have been documented to shift abruptly from an invertebrate-dominated state to a state with high macroalgal abundance. Climate warming, resulting in increased water temperatures and decreased sea ice cover, could trigger such regime shifts in benthic ecosystems, but the underlying mechanisms are not clear. To gain a better understanding, a mechanistic model of algal growth and interspecific competition was applied in two marine ecosystems in northwestern Svalbard. Unravelling the effects of light and temperature on the model parameters, the current study showed that light is a key factor determining the algal dominance in the two ecosystems. Changes in sea-ice cover, which alters the underwater light regime, is therefore considered the most likely trigger for invertebratealgae regime shifts. A continued prolonging of the ice-free season in the Arctic is likely to occur in the upcoming years, considering the current climatic development. Thus, it is expected that macroalgal cover in shallow rocky-bottom communities will continue to increase, altering species composition and function in seasonally ice-covered arctic ecosystems. I ekosystem på grunda havsbottnar i Arktis har snabba, kraftiga förändringar i artsammansättning och ekosystemstruktur dokumenterats. Organismsamhällen som tidigare främst utgjorts av ryggradslösa organismer och hårda kalkalger har plötsligt blivit dominerade av olika tångarter. Den globala uppvärmningen medför högre ytvattentemperatur och minskat havsistäcke i Arktis, vilket i sin tur innebär förbättrade ljusförhållanden. Dessa förändringar tros kunna utlösa regimskiften där de ekosystemen övergår från ett stadium dominerat av ryggradslösa djur, till ett stadium dominerat av tång. Mekanismerna bakom sådana regimskiften är emellertid inte kartlagda. Denna studie syftade därför till en bättre förståelse för regimskiften i Arktiska havsbottenekosystem. En mekanistisk modell för algtillväxt och konkurrens tillämpades på två marina ...