Fjerning av kråkeboller for tareskogrestaurering

Hva

Det er dokumentert på global basis at fjerning av grønne kråkeboller (Strongylocentrotus droebachiensis) fra kråkebolle-dominert bunn gir tilbakekomst av tareskog. I Norge har sukkertare (Saccharina latissima) kommet tilbake i områder som er skjermet fra bølger, og stortare (Laminaria hyperborea) har kommet tilbake i mer bølgeutsatte områder. 

 

Coastal graphic: Before

Coastal ecosystem before NbS have been implemented

Coastal graphic: After

Coastal ecosystem after NbS have been implemented

 

Hvor

Denne naturbaserte løsningen er en del av økologisk restaurering og naturnær forvaltning i kystøkosysteme. Den kan også brukes i bebygde kystlandskap dominert av kråkeboller, som f.eks. molostrukturer eller andre kunstige sjøvegger. I de nordiske landene er denne NbS relevant for Norge, Island og Grønland.  

Områder som er dominert av kråkeboller er marine ørkener, som er tomme for annet liv. Oppblomstringen av kråkeboller som beiter tare og forvandler de frodige tareskogene til kråkebolleørkener, er knyttet til overfiske og en menneskeskapt ubalanse i næringskjedene gjennom fjerning av viktige predatorer som steinbit og torsk. Dette skjedde i stor romlig skala (9 800 km2) langs norskekysten, fra Midt-Norge i sør til den russiske grensen i nord, tidlig på 1970-tallet.

Hvorfor

I urbane eller konstruerte kystøkosystemer kan restaurering eller oppretting av nye tareskoger fremme lokalt biologisk mangfold og det kan bidra til å møte samfunnsutfordringer på følgende måter:  

  • Restaurert tareskog er habitat, ly og næringskilde for flere arter og organismer, inkludert kommersielle arter, og gir et bredt spekter av økosystemtjenester. Fjerning av kråkeboller som fremmer tilbakekomst av tareskog fremmer også økosystemtjenester knyttet til tareskog. Disse inkluderer forbedring av biologisk mangfold gjennom tareskogens rolle som habitat (SDG 14).  

  • Fjerning av kråkeboller som fører til restaurert tareskog kan også brukes som en NbS for å redusere og tilpasse seg til klimaendringer (SDG 13). Dette er fordi tare lagrer karbon i den stående biomassen og binder karbon ved å eksportere karbon til dypt vann. Tare har høye årlige primærproduksjonsrater. Dette tilsvarer størrelsen på den stående bestanden, og ca. 10 kg tareblad blir felt årlig per m2 og eksporteres til andre økosystemer. Omtrent 10 % av primærproduksjonen (dvs. 10 % av 1 kg karbon for L. hyperborea og S. latissima) antas sekvestrert.  

  • Tare gir klimatilfluktssteder for andre arter og kan dempe den negative effekten av varme i hetebølger. Tare er kjent for å dempe bølger og kan dermed bidra til kystbeskyttelse og redusere katastroferisiko.

  • Tarenes høye produksjonshastighet utgjør en rik matkilde for kommersielle arter.​ Derfor bidrar restaurert tare også til matsikkerhet (SDG 2).  

  • Tarens opptak av næringsstoffer bidrar til rensing av kystvann (SDG 6) og kan brukes i vannforvaltning.  

  • Restaurering av tapte tareskoger er viktig for jobbskaping (fiske og turisme), rekreasjon (fiske, snorkling, dykking) og for å støtte kystsamfunn. Tare i seg selv brukes også som råstoff til en rekke bruksområder. Derfor bidrar restaurert tareskog til økonomisk utvikling (SDG 8).  

  • Restaureringstiltak kan brukes i opplæringssammenheng og fremme nødvendig kunnskap om havet, og bidra til menneskers helse og velvære (SDG3) ved å tilby rekreasjonsmuligheter så vel som estetiske opplevelser.

Hvordan

Målet med denne NbS er å redusere mengden av kråkeboller tilstrekkelig til at taren kan komme seg etter tungt beitepress. I områder med høy rekruttering av kråkeboller er det spesielt viktig å gjenta fjerning av kråkeboller for å hindre oppblomstring av nye generasjoner av kråkeboller.  

Kråkeboller kan fjernes på forskjellige måter, inkludert destruktiv fjerning og høsting. Flere høstingsmetoder kan brukes: håndplukking utført av dykkere, feller (agnet med tang), vakuumpumper og ROV-er. Det er en økende interesse for å utvikle effektive høstemetoder for kråkeboller og å utnytte kråkebollene som en ressurs for alternative produkter.  

Ved høsting kan kråkebollene brukes som høykvalitets mat på grunn av rognen, eller som råstoff til jordforbedringsprodukter (høye kalsium-, nitrogen- og mikronæringsstoffer), biomedisin og helsekost. Kråkebollene er rike på vitaminer, mineraler, proteiner, fettsyrer og polysakkarider, og har antikreft, antikoagulerende/antitrombotiske, antimikrobielle og antioksidantegenskaper. Hvis kråkebollene har god kvalitet, kan de sendes direkte til forbrukerne. Hvis de høstes fra nedbeitede ørkenområder, sulter de og må fôres for at rognen skal være klar for salg.  

Destruktiv fjerning av kråkeboller kan gjøres i liten romlig skala ved bruk av dykkere og fridykkere for å drepe kråkebollene individuelt med en hammer (f.eks. som demonstrert av Tarevoktere i Tromsø), eller ved å sprøyte brent kalk over et større område, som utført av NIVA og HI i et storskala, vellykket restaureringsprosjekt i Porsangerfjorden i 2013. I dette prosjektet ble tilbakekomst av tareskog i et 0,7 km2 område initiert med én ukes behandling.

Alternativt, eller i kombinasjon med fjerning av kråkebollene, kan det være nødvendig å introdusere eller øke antall kråkebolle-predatorer, for eksempel steinbit eller krabbe, for å kontrollere mengdene av kråkeboller. Dette kan gjøres ved å lage egnede skjulested/huler for steinbit, og etablere områder med fiskeforbud. Begge metodene har et potensiale til å øke antallet av dette viktige rovdyret.  

For å sikre langvarig suksess er det viktig å holde forekomsten av kråkeboller på et lavt nivå. Dette innebærer enten å introdusere eller øke tilstedeværelsen av kråkebollepredatorer som krabber (taskekrabbe og/eller kongekrabbe) eller steinbit, eller å gjenta høsting av kråkeboller. Siden kongekrabbe er en fremmed art for Norge, anbefaler vi ikke å aktivt introdusere arten i et område den ikke har etablert seg i.  

Utfall

De direkte økologiske effektene av en restaurert tareskog omfatter:  

  • Økt primær og sekundær produksjon fra taren, epifyttene/makroalgene som lever på tareplantene, og den tilhørende faunaen som lever på alle deler av taren (tarens festeorgan, stilken og bladet),  
  • Økt biologisk mangfold knyttet til økt antall arter av flora og fauna knyttet til tareplantene, samt de større nisjene som skapes av den tredimensjonale tareskogen,  
  • Støtte av mer komplekse næringskjeder med flere trofiske nivåer sammenlignet med de åtseldyrdominerte økosystemene i nedbeitede ørkenområder,  
  • Restaurering av de tapte økologiske funksjonene som tareskogen har, inkludert deres rolle i eksport av taremateriale til andre økosystemer.    

Restaurering av en nedbeitede ørken på størrelse med en fotballbane (dvs. ca. 7000 m2) gir en gevinst på ca. 70 000 tareplanter, 70 t tarebiomasse og en tilsvarende mengde årlig tarebiomasseproduksjon, lagring av 22 t CO2, og ca. 700 millioner små virvelløse dyr.  

Vær oppmerksom på

For å fremme tare restaurering må høsting av kråkeboller gjøres systematisk og på en vitenskapsbasert måte. Dette inkluderer følgende hensyn:  

Substrattype:  

  • For å fremme tare restaurering må kråkebollene fjernes fra hardbunn (dvs. stein og fjell), siden tareskoger trenger en stabil, hardbunn for å trives.
  • Glatt berggrunn gjør det lettere å fjerne kråkebollene, både ved bruk av dykkere, brent kalk og ROV.
  • Steinbunn der kråkeboller kan gjemme seg er en større utfordring for effektiv fjerning.
  • Nærliggende oppveksthabitater for kråkeboller, som ruglbunner og steinete bunn, trenger spesiell oppmerksomhet som mulige kilder for rekolonisering av nye kråkebollegenerasjoner til den restaurerte tareskogen.
  • Bløt sandbunn nedenfor en steinete strandlinje kan fungere som en barriere for omkringliggende kråkeboller.  

Dybde og terreng:

  • Det viktigste dybdeintervallet for forekomst av tareskog er 0 til ca. 20 m under LAT (laveste astronomiske tidevannsnivå), derfor bør fokuset for fjerning av kråkeboller ikke være dypere enn 20 m. Den grønne kråkebollen kan leve ned til mer enn 100 m dyp.
  • Fjerning av kråkeboller bør startes på det grunneste området, hvor kråkebolletettheten er høy, og tarekolonisering og vekst er rask.
  • Flate eller svakt skrånende områder vil motta mer lys for fotosyntese per areal renset for kråkeboller, enn bratte skråninger. Derfor bør slike områder prioriteres for restaurering. 

Avstand til nærmeste tareskog og størrelse på restaureringsområdet:  

  • Tare er kjent for å komme tilbake av seg selv på tross av lange avstander til nærmeste morpopulasjon (som demonstrert av casestudiene på Vega og i Porsangerfjorden). Imidlertid vil strategisk høsting av kråkeboller på nedbeitet bunn nær eksisterende tareskog trolig tilrettelegge for en mer robust nyetablert tareskog på grunn av dens kontinuitet med den eksisterende skogen og tilstedeværelse av naturlige kråkebollepredatorer. Dette kan gjøre det lettere å restaurere et tilstrekkelig stort område.
  • Hvis det restaurerte arealet er tilstrekkelig stort, har den nye tareskogen potensiale til å huse et tilstrekkelig mangfold og antall av kråkebollepredatorer, for å kunne vedvare over tid.

Styrking av viktige rovdyr:  

  • Rovdyr kan kontrollere kråkebollebestandene og tillate tare restaurering. Mengden av stedegne rovdyr kan økes gjennom fiskeforbud, og rovdyr som har går tapt eller blitt redusert kan gjeninnføres eller styrkes gjennom avl. Effektive rovdyr med kråkeboller på menyen inkluderer steinbit og krabber.  
  • Krabber og steinbit trenger skjulesteder - særlig steinbiten når den beskytter eggene sine. Det kan derfor være nødvendig å tilrettelegge skjulesteder til disse rovdyrene for å bygge opp rovdyrbestandene slik at de kan kontrollere kråkebollene. Restaurert tare vil bidra med skjulesteder for rovdyrene.

Vedlikehold og etablering av null-fiskeområde:  

  • Forekomsten av kråkeboller må overvåkes, og kråkebollefjerning må gjentas ved behov, sannsynligvis hver eller annenhver måned.
  • Vern av rovdyr som spiser kråkeboller gjennom null-fiskeområder er nødvendig for å sikre rovdyrenes rolle i å kontrollere kråkebollene.
  • De økologiske effektene av rovdyrtiltak må testes, overvåkes og modifiseres om nødvendig.

Potensielle økologiske, økonomiske og sosiale begrensninger:  

  • Det er en interessekonflikt mellom kommersielle kråkebollefiskeres behov for kråkeboller som ressurs, og den lave mengden kråkeboller som er nødvendig for å fremme tarerestaurering. Områder med lav kråkebolletetthet vil gi lav avkastning for fiskerne og dermed være av lav interesse.
  • Det kan oppstå konkurranse mellom lurv og tare i den sørlige delen av det potensielle restaureringsområdet i Norge, noe som kan bremse tarerestaureringen. På Vestlandet kan nedbeitede ørkenområder som er dominert av langpigget kråkebolle (Gracilechinus acutus) bli transformer til en bunn dominert av trådalger i stedet for tareskog.
  • Det er flere faremomenter for dykkere og snorklere som høster eller fjerner kråkeboller. Bevissthet om risikoene, trening og overholdelse av sikkerhetsprotokoller er nødvendig for å redusere sannsynligheten for negative hendelser.
  • I dag er det ingen lover som regulerer fangst av kråkeboller i Norge, men det finnes regulering på Island. Dette kan imidlertid endre seg hvis aktiviteten øker. Utplassering av kunstige rev/skjulesteder for steinbit trenger tillatelser.
  • Mangel på en strategisk forvaltning som integrerer de foreslåtte tilnærmingene vil redusere sjansene for vellykket storskala restaurering av nedbeitet tareskog.  

Hvor mye vet vi?

Tilbakekomst av tareskog når kråkebolletettheten er tilstrekkelig redusert er svært godt dokumentert i Norge, som beskrevet i casestudiene nedenfor. Verbeek et al. (2021) gir en strategi for hvordan restaurere tapte tareskoger i Norge basert på denne NbS-en. I alle casestudiene var det ikke nødvendig å aktivt  introdusere tareplanter til restaureringsstedene. Taren var i stand til å rekolonisere lokalitetene ved hjelp av spredning av sporer fra mortareplantene som vokste til og med fjernt fra restaureringsstedet. Det er ikke undersøkt om dette er tilfelle i nedbeitede ørkener på Island og Grønland.  

Kostnader    

Kostnaden vil avhenge av høstings- eller fjerningsstrategien.  

  • Hvis en kråkebolleoppdrettsnæring er etablert vil industrien betale kostnadene knyttet til høsting. Verbeek et al. (2021) anslår at en fisker kan høste 1 tonn kråkeboller om dagen ved å bruke 150 feller med omtrent 20 % av kråkebollene større enn 4 cm i skallstørrelse. Forutsatt en gjennomsnittlig vekt på store og små kråkeboller lik 60 og 30 g, utgjør dette 30 000 individer per dag. Forutsatt en tetthet på 30 per m2, kan det høstes 1000 m2 per dag.  
  • Miller & Shears (2023) anslo at å drepe kråkeboller var 2–4 ganger raskere enn å høste kråkebollene, og at å dykke var 1,5 til 3 ganger raskere enn fridykking. Effektiviteten var lavere på storskala sammenlignet med småskala fjerning av kråkeboller, men tilstrekkelig effektiv til å fremme restaureringen av tare. Estimert tid per område ved å drepe kråkebollene var ca. 50–60 timer per ha.  

Location: Tromsøya, Troms county, Norway

Which ecosystem type: Kelp forest 

Title/ name of the NbS: Tarevoktere (guardians of the kelp) 

Summary: A voluntary initiative to preserve and restore kelp forests in Norway, mainly focused on the removal of invasive sea-urchins. A small-scale ongoing experiment with hammering the urchins, as well as harvesting urchins with traps and/or by divers picking the urchins manually.

Relevant links: https://www.tarevoktere.org/ 

Location: Troms County, Norway 

Which ecosystem type(s): Kelp forest 

Title/name of the NbS: Restoration of kelp forests 

Summary: Using sea urchin removal as a tool to connect travellers with nature conservation, and science with the rest of society, facilitating regenerative travelling.  

Relevant links: Wild Lab Projects 

Carlsson PM, Christie HC (2019) Regrowth of kelp after removal of sea urchins (Strongylocentrotus droebachiensis). NIVA report: 7431-2019.  

Christie H, Gundersen H, Rinde E, Norderhaug KM, Fagerli CW, Bekkby T, Gitmark JK, Jorgensen N, Pedersen T (2019) Can multitrophic interactions and ocean warming influence large-scale kelp recovery? Ecology and Evolution.  

Blicher M (2010) Structure and dynamics of marine macrozoobenthos in Greenland and the link to environmental drivers. PhD thesis Greenland Climate Research Centre & Department of Biology, University of Copenhagen. Greenland Institute of Natural Resources, 126 p.  

Eger A, Marzinelli EM, Baes R, Blain C, Blamey L, Carnell P, Choi CG, Hessing-Lewis M, Kim KY, Lorda J, Moore P, Nakamura Y, Pontier O, Smale D, Steinberg P, Verges A (2021) The Economic Value of Fisheries, Blue Carbon, and Nutrient Cycling in Global Marine Forest. EcoEvoRxiv.  

Hjorleifsson E, Kassa O, Gunnarsson K (1995) Grazing of kelp by green sea urchins in Eyjdafjordu, North Iceland. In: Skjoldal HR, Hopkins C, Erikstad KK, Leinass HP (eds) Ecology of fjords and coastal waters. Elsevier, Amsterdam, 593−597.  

Hynes S, Chen W, Vondolia K, Armstrong C, O'Connor E (2021) Valuing the ecosystem service benefits from kelp forest restoration: A choice experiment from Norway. Ecological Economics 179:106833.  

Leinaas HP, Christie H (1996) Effects of removing sea urchins (Strongylocentrotus droebachiensis): stability of the barren state and succession of kelp forest recovery in the east Atlantic. Oecologia 105:524-536. 

Matheson K, Gagnon P (2021) Growth and feeding resilience of green sea urchin (Strongylocentrotus droebachiensis) to visible-light quantity and quality. Marine Biology 168:179. 

Miller KI, Shears NT (2023) The efficiency and effectiveness of different sea urchin removal methods for kelp forest restoration. Restoration Ecology 31:e13754. 

Sibiya A, Jeyavani J, Sivakamavalli J, Ravi C, Divya M, Vaseeharan B (2021) Bioactive compounds from various types of sea urchin and their therapeutic effects — A review. Regional Studies in Marine Science 44:101760  

Strand HK, Christie H, Fagerli CW, Mengede M, Moy F (2020) Optimizing the use of quicklime (CaO) for sea urchin management — a lab and field study. Ecological Engineering: X:100018.  

Verbeek J, Louro I, Christie H, Carlsson PM, Matsson S, Renaud PE (2021) Restoring Norway's underwater forests. A strategy to recover kelp ecosystems from urchin barrens. SeaForester, NIVA & Akvaplan-niva, Report, 2021.