Artificiella marina skogar

Vad

Begreppet ”marin skog” används för att beskriva ekosystem vid kusten eller i havet som är rika på växtlighet. Exempel på detta är kelpskogar, klipptång och saltängar. Marina skogar spelar en viktig roll i marina ekosystem, eftersom de ger mat och skydd åt många marina arter. Dessutom reglerar de ofta vattenkvaliteten, skyddar stränder från erosion och kan fånga upp och lagra stora mängder koldioxid från atmosfären. Med artificiella marina skogar avses odling av marin vegetation eller (åter)införande av vegetation i artificiella rev i kustnära eller marina ekosystem.  

 

Coastal graphic: Before

Coastal ecosystem before NbS have been implemented

Coastal graphic: After

Coastal ecosystem after NbS have been implemented

 

Var

I kustområden kan odlingar av marina skogar bidra med vissa ekologiska funktionerna likt de som finns hos naturliga kelpskogar och andra makroalger i områden där dessa har minskat eller försvunnit. Konstgjorda rev kan också användas för att skapa en lämplig struktur för marina skogar på en mer permanent basis, för att förbättra den marina biologiska mångfalden.  

Men det finns också en stor potential för odling av marina skogar i det öppna havet, där makroalgerna inte förkommer naturligt. I detta fall kan det primära syftet med konstgjorda marina skogar vara att öka upptaget och lagringen av växthusgaser i atmosfären, eller att använda biomassan för andra ändamål (livsmedel, biogas, miljövänlig plast etc.) 

Varför

Att odla marina skogar kan ha många samhällsmässiga och ekologiska fördelar. De fyra huvudsakliga fördelarna är 

  1. Ökad biologisk mångfald: Eftersom marina skogar ger mat och skydd åt många arter bidrar återskapandet av marina skogar till att minska förlusten av biologisk mångfald. Konstgjorda rev kan ge skydd åt viktiga rovdjur i ekosystemet, exempelvis sådan som livnära sig på sjöborrar, vilket bidrar till att återskapa ekologisk balans i rubbade ekosystem

  1. Begränsning av klimatförändringarna genom upptag och lagring av växthusgaser. Endast en liten del av världens hav kan beskrivas som marina skogar (mindre än 0,5%). Ändå uppskattar man att (naturliga) marina skogar står för 70 procent av kollagringen i haven. Potentialen för konstgjorda marina skogar att fånga upp och lagra koldioxid är därför extremt stor, särskilt när de placeras i öppet hav. 

  1. Vattenförvaltning genom reglering av vattenkvaliteten. Marina skogar minskar grumligheten i vattnet genom att absorbera näringsämnen. Detta förbättrar potentialen för fotosyntes, vilket i sin tur ökar syrehalten i vattnet. Därför reglerar och bidrar marina skogar till att förbättra vattenkvaliteten. 

  1. Anpassning till klimatförändringar genom att förhindra kusterosion. Slutligen kan konstgjorda marina skogar bidra till att förhindra kusterosion och skydda kusterna från stormar genom att absorbera vågenergi.    

Hur

Odling av marina skog kan se ut på många olika sätt. Krav och metoder för genomförandet beror i hög grad på platsen, typ av art, status för det lokala ekosystemet, syftet med odlingen, lokala störningar etcetera. Det är viktigt att använda lokala arter för att undvika att påverka de inhemska arterna negativt. Frön eller sticklingar kan sås på rep eller andra substrat, eller så kan artificiella rev förses med naturliga fröer från lokala makroalger.  

Havsbaserad tångodling kan också uppnås på olika sätt, beroende på det övergripande målet, vegetationstyp, skala etcetera. För makroalger krävs till exempel en fyrkantig flytande struktur som håller odlingslinor eller nät på plats. Tången fästs vid dessa linor, som är nedsänkta några meter under ytan. Den flytande strukturen fästs vid havsbottnen med förtöjningslinor. I fallet North Sea Farm 1 placeras odlingslinorna i och fästs vid en havsbaserad vindkraftspark.    

Potentiella effekter

Användningen av konstgjorda marina skogar ger olika resultat när den tillämpas i kustområden jämfört med till havs. 

Odling av makroalger och användning av konstgjorda marina skogar i kustnära vatten 

  • Makroalger är inhemska arter och ger skydd och föda åt många marina arter, som i sin tur lockar till sig marina rovdjur. Odlingen av marina skogar kan därför tillfälligt öka den biologiska mångfalden innan biomassan skördas.    

  • Införandet och tillväxten av marina skogar på konstgjorda rev kommer också att förbättra vattenkvaliteten, producera syre och reven kan skydda kuster från erosion. 

  • Den skördade biomassan kan användas för att producera livsmedel och läkemedel. 

Odling av marina skogar till havs skiljer sig från kustnära odling eftersom den introducerar en ny art - och en hög koncentration av en monokultur av en art - och en artificiell struktur i miljön.  

  • Den största fördelen med odling till havs är att stora mängder koldioxid binds. Koldioxiden fångas upp av växterna och transporteras till havsbotten, där den i princip är begravd. Effektiviteten och omfattningen av användning av kelpbiomassa är dock osäker.  

  • Det finns en stor potential för att använda odlad marin skog som råvara för andra produkter som livsmedel, biobränsle, miljövänlig plast etcetera. 

ATT BEAKTA

Artificiella rev kan främja spridningen av invasiva arter. Det är också viktigt att använda lokala stammar av arterna vid utplantering i repen eller de konstgjorda strukturerna.  

Odling av marina skogar till havs kommer sannolikt att påverka de lokala ekosystemen på flera sätt, men det är svårt att bedöma om dessa effekter kan betraktas som positiva eller negativa. Detta är ett vanligt problem vid införandet av konstgjorda strukturer i lokala ekosystem. Ett exempel på detta är: 

  • Odling kan locka till sig ett stort antal fiskar, sjöfåglar och andra organismer, vilket kan verka positivt till en början. Men eftersom dessa ansamlingar inte förekom naturligt i den lokala miljön före odlingsprojektet är det svårt att förutse de långsiktiga konsekvenserna av dessa förändringar för det naturliga lokala ekosystemet. 

  • De konstgjorda strukturerna kan bidra till algblomningar vilka kan vara skadliga för de lokala ekosystemen, eftersom de kan påverka havsvattnets kemiska och fysiska egenskaper. 

Vad vet vi?

Mycket är känt om de naturligt förekommande marina skogarnas roll för ekosystemens funktion och deras positiva effekt på den biologiska mångfalden. De marina skogarnas potential att fånga upp och lagra växthusgaser har blivit ett ämne av stort intresse under de senaste åren. Odling av marina skog och införandet av konstgjorda marina skogar i öppet hav är dock en relativt ny företeelse, och de potentiella ekologiska konsekvenserna är fortfarande till stor del okända.  

I Nordnorge finns det ett behov av att återställa 5000 kvadratmeter betad kelpskog. Dessa områden har lämpligt substrat för kelpskog och det finns inget behov av att införa konstgjorda marina skogar här. All erfarenhet tyder på att kelp plantorna kommer tillbaka av sig själva om sjöborrarna tas bort. 

Användningen av "green gravel" och sådd eller transplantering av kelpplantor är endast relevant om småskaliga försök visar att den inhemska kelparten misslyckas med naturlig etablering. I södra Norge är förlusten av exempelvis sockertång kopplad till flera olika faktorer, så som uppvärmning av havet, övergödning, sedimentering och mörkare hav. Här är det troligen osannolikt att de naturliga kelpskogarna kan återställas med hjälp av konstgjorda rev innan orsakerna till förlusten av kelp har mildrats. I alla områden har dock konstgjorda marina skogar potential att förbättra den marina biologiska mångfalden lokalt, i liten skala. 

  

Kostnad

Kostnaderna är starkt beroende av fallspecifika förhållanden, mål och omfattning. Kelpodling är en ny självförsörjande industri. Användningen av konstgjorda marina skogar i restaueringsprojekt är också nytt och inte väl testat eller tillämpat. Därför har vi liten kunskap om kostnaderna för dem. Dessutom finns det ett stort behov av att utveckla miljövänliga material för det marina livet i kelpodlingar och i de konstgjorda strukturerna, och därför bör forsknings- och utvecklingskostnader inkluderas i pilotstudier. 

Plats: Tröndelagskusten, centrala Norge 

Vilken typ av ekosystem: Kustnära 

Titel/namn på NbS: JIP Seaweed Carbon Solutions 

Sammanfattning: En småskalig havsbaserad tångodling vid Tröndelagskusten. 

Plats: Inom den havsbaserade vindkraftsparken ”Hollandse Kust Zuid” (HKZ), ca 18 kilometer utanför Scheveningens kust.  

Vilken typ av ekosystem: Havsbaserat/marint 

Titel/namn på NbS: North Sea farm 1 

Sammanfattning: Ett pilotprojekt för att odla sjögräs inom en havsbaserad vindkraftspark. 

Relevanta länkar: NSF1 - North Sea Farmers

Plats: Metoden utvecklades i Norge och testas för närvarande av över 20 forskargrupper på fyra kontinenter. 

Vilken ekosystemstyp: Kust  

Titel/namn på NbS: Grönt grus (Green gravel) 

Sammanfattning: Små stenar sås med kelp och odlas i laboratorium tills de är 2-3 cm långa, innan de planteras ut i fält. Den utplanterade kelpväxten hade hög överlevnad och tillväxt under en 9-månaders undersökning, även när den tappades från ytan. Tekniken är billig, enkel och kräver inte dykning eller högutbildade fältarbetare. -Metoden kan användas för att introducera gener från mer motståndskraftiga kelpbestånd på sårbara rev om det behövs. Hittills har metoden haft låg framgång under en längre tidsperiod. 

Relevanta länkar: Grönt grus: ett nytt restaureringsverktyg för att bekämpa nedgången i kelpskogar. För restaurering av kelp i sjöborrebarriärer, se Christie et al. 2024. Baserat på nuvarande kunskap är det inte nödvändigt så eftersom kelp kommer tillbaka av sig själv när sjöborrtätheten är tillräckligt reducerad. 

Christie H, Moy F, Fagerli CW, Rinde E, Mette S, Tveiten L, Strand HK (2024) Successful large-scale and long-term kelp forest restoration by culling sea urchins with quicklime; and supported by crab predation. Marine Biology. 

Duarte, C. M., Wu, J., Xiao, X., Bruhn, A., & Krause-Jensen, D. (2017). Can seaweed farming play a role in climate change mitigation and adaptation?. Frontiers in Marine Science, 4, 100. https://doi.org/10.3389/fmars.2017.00100 

Eger, A. M., Marzinelli, E. M., Christie, H., Fagerli, C. W., Fujita, D., Gonzalez, A. P., ... & Vergés, A. (2022). Global kelp forest restoration: past lessons, present status, and future directions. Biological Reviews, 97(4), 1449-1475. https://doi.org/10.1111/brv.12850 

Fredriksen S, Filbee-Dexter K, Norderhaug KM, Steen H, Bodvin T, Coleman MA, Moy F, Wernberg T (2020) Green gravel: a novel restoration tool to combat kelp forest decline. Scientific Reports 10:3983  

Frigstad, H., Gundersen, H., Andersen, G.S., Borgersen, G., Kvile, K.Ø., Krause-Jensen, D., Boström, C. et al. (2021) Blue Carbon–climate adaptation, CO2 uptake and sequestration of carbon in Nordic blue forests: Results from the Nordic Blue Carbon Project. Nordic Council of Ministers. 

GRID-Arendal, Institute for Marine Research, Norwegian Institute for Water Research, 2022. Norwegian Blue Forest Network Annual Report 2021.  

Krause-Jensen, D., Gundersen, H., Björk, M., Gullström, M., Dahl, M., Asplund, M. E., ... & Hancke, K. (2022). Nordic blue carbon ecosystems: Status and outlook. Frontiers in Marine Science, 9, 847544. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.847544 

Ocean Visions and Monterey Bay Aquarium Research Institute (2022). Answering Critical Questions About Sinking Macroalgae for Carbon Dioxide Removal: A Research Framework to Investigate Sequestration Efficacy and Environmental Impacts. Available online at: New Funding Tool Available for Seaweed Researchers 

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

WHOI – Fueling the future (4 Oktober 2017) Fueling the Future – Woods Hole Oceanographic Institution (whoi.edu)