Kjemiske analyser av vev fra fisk kan gi oss svar på hvordan kraftregulering påvirker økosystemene i regulerte innsjøer.
CEDREN-prosjektet HydroBalance har fokus på hvilken rolle norsk vannkraft kan spille i et europeisk kraftsystem. Dersom vi skal være en leverandør av balansekraft for Europa, må vi regne med en mye mer variabel drift av norske vannkraftverk enn i dag, med hyppige endringer av vannstanden i både elver og magasiner.
Vi vet imidlertid lite om hvordan dette vil kunne påvirke livet i innsjøene. Ett av underprosjektene i HydroBalance ser på nettopp dette. Da er det godt å ha den kanadiske forskeren Michael Power (University of Waterloo) og hans ekspertise på isotopanalyser på laget. CEDREN sin postdoc Antti Eloranta i HydroBalance sender ham vevsprøver fra fisk og dyrene fisken spiser, og ved hjelp av kjemiske analyser som ser på stabile karbon- og nitrogenisotoper (se faktaboks) kan han finne ut hva fisken spiser, og hvordan regulering av innsjøer påvirker dette.
– De stabile nitrogenisotopene forteller hvor i næringskjeden fisken spiser, forklarer Power, som de siste to dagene har deltatt på en HydroBalance workshop i Trondheim.
Som en sammenligning forklarer han at han på samme måte kunne sett forskjell på en vegetarianer og en kjøttspiser ved hjelp av stabile nitrogenisotoper.
Stabile karbonisotoper forteller om fisken hovedsakelig har spist bunndyr i strandsonen (littorale områder) eller om den har spist dyreplankton i åpent vann (pelagiske områder).
– «Du er hva du spiser», så predatorene har lignende karbonisotopverdier som maten de spiser, utdyper Antti Eloranta.
(artikkelen fortsetter under faktaboksen og figuren)
Isotoper er variasjoner av et kjemisk grunnstoff. De har samme antall protoner i kjernen (atomnummeret til grunnstoffet), men ulike antall nøytroner. Stabile isotoper er til forskjell fra ustabile isotoper ikke radioaktive.
Naturlig nitrogen består av to stabile isotoper, 14Nog 15N. I tillegg finnes det en rekke ustabile nitrogenisotoper. Innholdet av 15N blir oppkonsentrert jo høyere du kommer i en næringskjede, og forholdet mellom de to nitrogenisotopene kan derfor si noe om hva som har stått på menyen (se figuren under).
Karbon består også av to stabile isotoper, 12C og 13C, og ett ustabilt, 14C. Mengden 13C sier noe om starten på næringskjedene. Store forskjeller i 13C mellom to fisk, indikerer at matkjeden de er en del av er basert på forskjellige primærprodusenter, for eksempel bunnalger fra strandsonen (littorale områder) eller planteplankton fra åpent vann (pelagiske områder).
Forskerne tar prøver av kjøttet i fisken og næringsdyrene til fisken i magasinene, og beregner nivået av stabile isotoper av karbon og nitrogen i hvert individ for å finne ut av hva fisken har spist.
Karbon- og nitrogennivået i kjøttet kan brukes som et mål på hva slags matkilder en fisk hovedsakelig har benyttet seg av gjennom vekstsesongen, i motsetning til analyser av mageprøver, som bare viser hva fisken har spist rett før den ble fanget.
Gjennom stabile isotopanalyser kan forskerne danne seg et bilde av næringsnettet i magasinene, se hva de ulike fiskeartene og aldersklassene hovedsakelig spiser, og hvordan dette eventuelt blir påvirket av reguleringsmønsteret i magasinet.
Figuren viser forskjellen mellom næringskjeden i strandsonen (littorale områder) og i åpent vann (pelagiske områder), samt trofisk nivå, når det gjelder ratioen av karbon- (13C) og nitrogenisotoper (15N). Fra Antti Elorantas doktorgradsavhandling "The Variable Position of Arctic Charr (Salvelinus alpinus (L.)) in Subarctic Lake Food Webs".
HydroBalance-forskerne har studert både uregulerte og regulerte innsjøer i Nord-Norge. Hypotesen er at regulering vil påvirke hva og hvordan fisken spiser. Ørret og røye spiser for eksempel vanligvis mer relativt store bunndyr i strandsonen enn små dyreplankton i åpent vann. Vannstandsendringer og tørking og frysing av grunne bunnområder kan imidlertid drepe bunnalger og bunndyr, og dermed tvinge fisk å spise mer pelagisk dyreplankton. Slike mulige endringer i fiskens matvaner kan påvirke strukturen og funksjonen til hele økosystemet. I tillegg til å påvirke fiskens vekst og produksjon, kan det også påvirke akkumulering av parasitter og tungmetaller hos fisk.
Eloranta har nå fått analyseresultatene fra Canada, men må gjøre flere statistiske analyser for å vite hva som foregår i næringskjedene.
Internasjonalt samarbeid er svært viktig for CEDREN, ikke bare gjennom prosjekter med internasjonalt fokus, men også gjennom at internasjonale forskere bidrar med ekspertise inn i prosjektene, slik som i dette tilfellet.
For snart tre år siden besøkte Power CEDREN som en del av det kanadiske forskernettverket HydroNet. HydroBalance var da i oppstartsfasen, og forskerne vurderte hvordan de norske og kanadiske miljøene kunne dra nytte av hverandre, eller «cross fertilize» som Power uttrykker det. Mange av de samme spørsmålene blir stilt i Canada og i Norge, som begge er store vannkraftprodusenter.
– Det var naturlig å ta med Michael Power på laget fordi han er den beste på det vi trengte, sier Ingeborg Palm Helland, som er en av arbeidspakkelederne i HydroBalance.
– «It’s a two-way street», sier Power, og legger til at godt samarbeid handler om det.
I tillegg til erfaringsutveksling og mulighet for å kalibrere teknikken, trekker han fram at samarbeidet gir mange muligheter for studentutveksling.
Kontaktperson: Antti Eloranta