Borttagning av sjöborrar för att främja återhämtning av kelp

Vad

Att ta bort gröna sjöborrar (Strongylocentrotus droebachiensis) från områden som domineras av sjöborrar har visat sig leda till att kelpskogen återhämtar sig globalt. I Norge har sockertången (Saccharina latissima) återhämtat sig i vågskyddade områden, och trasselkålen (Laminaria hyperborea) i mer vågexponerade områden. 

 

Coastal graphic: Before

Coastal ecosystem before NbS have been implemented

Coastal graphic: After

Coastal ecosystem after NbS have been implemented

 

Var

Denna åtgärd utgör en NbS i kustekosystem som en del av ekologisk restaurering och naturnära förvaltning. Denna NbS kan också tillämpas i kustnära konstruerade landskap (exempelvis vågbrytare eller andra konstgjorda havsväggar) som domineras av sjöborrar. I de nordiska länderna är denna NbS relevant för Norge, Island och Grönland. 

Sjöborrebarriärer är marina öknar som saknar annat liv. Sjöborrar betar kelp och kan förvandla de frodiga kelpskogarna till sjöborrebarriärer. En ökad förekomst av sjöborrar är kopplad till överfiske och en obalans i näringsväven som orsakats av människan genom att viktiga predatorer på sjöborrar så som havskatt och torsk har tagits bort. Detta inträffade längs den norska kusten - från mitten av Norge till den ryska gränsen i början av 1970-talet. 

Varför

In urban or constructed coastal ecosystems, promoting recovery or building new kelp forests will benefit local biodiversity and help to address societal challenges in the following ways: 

I urbana eller konstruerade kustekosystem kommer främjandet av återhämtning eller anläggning av nya kelpskogar att gynna den lokala biologiska mångfalden och bidra till att hantera samhällsutmaningar på följande sätt: 

  •  Återställda kelpskogar fungerar som habitat, skydd och näringskälla för flera arter och organismer, inklusive kommersiella arter, och tillhandahåller ett brett spektrum av ekosystemtjänster. Borttagning av sjöborrar, som framgångsrikt främjar kelpens återhämtning, innebär också att kelpskogens ekosystemtjänster återhämtar sig. Dessa inkluderar ökad biologisk mångfald genom kelpskogarnas roll som habitat (SDG 14). 
  • Borttagning av sjöborrar som initierar återhämtning av kelp kan också användas som en NbS för begränsning av och anpassning till klimatförändringar (SDG 13). Detta beror på att kelp lagrar kol i det stående beståndet och binder kol genom att exportera kol till djupt vatten. Kelp har en hög årlig primärproduktion. Denna är lika stor som det stående beståndet, och cirka 10 kg kelp per kvadratmeter förloras och exporteras årligen till andra ekosystem. Cirka 10% av primärproduktionen (dvs. 10% av 1 kg kol för L. hyperborea och S. latissima) antas vara bundet. 

  • Kelp ger klimatskydd åt andra arter och kan dämpa de negativa effekterna av värme under värmeböljor. Kelp är känd för att dämpa vågor och kan därför bidra till kustskydd därför bidra till klimatanpassning och minskad katastrofrisk. 

  • Kelps höga produktionstakt ger föda åt kommersiella arter. Återvunnen kelp bidrar därför också till livsmedelsförsörjningen (SDG 2). 

  • Kelpens upptag av näringsämnen bidrar till att rena kustvattnet (SDG 6) och kan användas i vattenförvaltningen. 

  • Återhämtning av förlorade kelpskogar är viktigt för att skapa arbetstillfällen (fiske och turism), rekreationsmöjligheter (fiske, snorkling, dykning) och för att stödja kustsamhällen. Kelp i sig används också som råmaterial för en mängd olika användningsområden. Återvunnen kelp bidrar därför till ekonomisk utveckling (SDG 8). 

  • Restaureringsåtgärder kan användas i utbildning och främjande av en välbehövlig havskunskap och bidrar till människors hälsa och välbefinnande (SDG3) genom att erbjuda rekreationsmöjligheter och estetiska upplevelser. 

Hur

Målet med denna NbS är att minska förekomsten av sjöborrar tillräckligt för att kelp ska kunna återhämta sig från sjöborrarnas hårda betningstryck. I områden med hög tillväxt av sjöborrar är det särskilt viktigt att upprepa borttagningen av sjöborrar för att förhindra att nya generationer av sjöborrar förökar sig. 

Sjöborrar kan avlägsnas på olika sätt. Metoder som kan användas inkluderar handplockning av dykare, fällor (med tång som bete), vakuumpumpar och undervattensrobotar. Det finns ett ökande intresse för att utveckla effektivare avlägsningsmetoder och att använda sjöborrarna som en resurs för alternativa produkter. 

När sjöborrarna skördas kan de användas som högkvalitativ mat på grund av sin rom, eller som råmaterial för jordförbättringsprodukter (de innehåller höga värden av kalcium, kväve och mikronäringsämnen), biomedicin och hälsokost. Sjöborrar är rika på vitaminer, mineraler, proteiner, fettsyror och polysackarider och har cancerhämmande, antikoagulerande/antitrombotiska, antimikrobiella och antioxidativa egenskaper. Om sjöborrarna är i gott skick kan de skickas direkt till konsumenterna. Om de skördas från kala bottnar måste de matas med näringsrikt foder för att rommen ska bli klar för marknaden.  

Borttagande av sjöborrar på ett mindre område kan göras med hjälp av dykare och fridykare som dödar sjöborrarna individuellt med en hammare (som exempelvis demonstrerats av Tarevoktere i Tromsö), eller genom att spruta bränd kalk över ett större område, vilket gjordes av Norsk Institutt for Vannforksning NIVA och Havsforskningsinsituttet i ett storskaligt, framgångsrikt restaureringsprojekt i Porsangerfjorden 2013. Här påbörjades återhämtningen av kelp inom ett 0,7 kvadratkilometer stort område efter en veckas behandling. 

Alternativt, eller i kombination med att ta bort sjöborrarna, kan det vara nödvändigt att introducera eller förstärka förekomsten av effektiva sjöborrars rovdjur exempelvis havskatt eller krabbor, för att kontrollera förekomsten av sjöborrar. Genom att tillhandahålla lämpliga grottor för havskattens tidskrävande skötsel av äggen, i kombination med att inrätta områden där ingen fisk får tas upp, kan man öka förekomsten av denna viktiga predator. 

För att säkerställa långsiktig framgång är det viktigt att hålla förekomsten av sjöborrar på en låg nivå. Detta innebär att man antingen måste införa eller öka förekomsten av sjöborrens rovdjur, exempelvis krabbor (ätlig krabba och/eller kungskrabba) eller havskatt, eller upprepa skörden/dödandet av sjöborrarna. Eftersom kungskrabba är en främmande art för Norge rekommenderar vi inte att man aktivt introducerar arten i ett område där den inte har etablerat sig. 

Potentiella effekter

De direkta ekologiska effekterna av en återhämtad kelpskog inkluderar: 

  • Ökad primär- och sekundärproduktion från kelp, epifyter/makroalger som lever på kelpen och från den associerade fauna som lever på alla delar av kelp (rotfästet, stjälken och bladen), 
  • Ökad biologisk mångfald relaterad till ökat antal arter av flora och fauna som är nära förknippade med kelpväxterna, liksom till de större nischer som skapas av den tredimensionella kelpskogen, 
  • Stöd för mer komplexa näringsvävar jämfört med de asäts dominerade vävarna som idag finns på de kala bottnar.  
  • Återhämtning av de förlorade ekologiska funktioner som kelpskogen tillhandahåller, inklusive deras roll i att exportera kelpmaterial till andra ekosystem. 

Återställande av en sjöborrebank stor som en fotbollsplan (dvs. ca 7000 m2) ger en vinst på ca 70 000 kelpväxter, 70 ton kelpbiomassa och en liknande mängd årlig produktion av kelpbiomassa, lagring av 22 ton CO2 och ca 700 miljoner små ryggradslösa djur. 

ATT BEAKTA

För att främja kelpens återhämtning måste skörden av sjöborrar ske systematiskt och på ett vetenskapligt grundat sätt. Detta inkluderar följande överväganden: 

Typ av substrat: 

  • För att främja kelpens återhämtning är det sjöborrarna på steniga underlag som måste tas bort, eftersom kelpskogar behöver ett stabilt, stenigt underlag för att frodas. 
  • Slät berggrund gör det lättare att avlägsna sjöborrarna, både med dykare, snabbkalk och undervattensrobotar.  
  • Steniga bottnar där sjöborrarna kan gömma sig är en större utmaning för effektiv borttagning. 
  • Närliggande uppväxtmiljöer för sjöborrar, t.ex. maerlbäddar och steniga substrat, måste ägnas särskild uppmärksamhet eftersom de kan utgöra källor till återkolonisering av den restaurerade kelpskogen med nya generationer sjöborrar. 
  • Mjuka sediment under en klippig strandlinje kan fungera som en barriär för de omgivande sjöborrarna. 

Djup och terräng: 

  • Det huvudsakliga djupintervallet för kelpskogar är 0 till cirka 20 m under LAT (lägsta astronomiska tidvattennivå), och därför bör fokus för borttagning av sjöborrar inte ligga djupare än 20 m. Den gröna sjöborren kan leva ner till mer än 100 m djup. 
  • Borttagning av sjöborrar bör inledas på det grundaste området, där sjöborrtätheten är hög och kelpens kolonisering och tillväxt är snabb. 
  • Flacka eller svagt sluttande områden får mer fotosyntesljus per yta som har rensats från sjöborrar än branta sluttningar, och därför bör sådana områden prioriteras för restaurering. 

Avstånd till närmaste kelpskog och storleken på restaureringsområdet: 

  • Det är känt att kelp kan återhämta sig även på långa avstånd från den närmaste moderpopulationen (vilket framgår av fallstudierna vid Vega och i Porsangerfjorden). En strategisk borttagning av sjöborrar på kala bottnar nära befintliga kelpskogar skulle dock förmodligen underlätta en mer motståndskraftig återhämtning i och med närheten till existerande kelppopulationer och förekomsten av naturliga sjöborrepredatorer. Detta kan göra det lättare att återställa ett tillräckligt stort område. 
  • Om området är tillräckligt stort har den nya kelpskogen potential att hysa en tillräcklig mångfald och ett tillräckligt antal sjöborrepedatorer för att kunna försörja sig själv på lång sikt. 

Förstärkning av rovdjur: 

  • Rovdjur kan kontrollera sjöborrpopulationerna och möjliggöra återhämtning av kelp. Förekomsten av inhemska rovdjur kan ökas genom fiskeförbud, och rovdjur som försvunnit eller minskat kan återinföras eller ökas genom avel. Effektiva predatorer på sjöborrar är bland annat havskatter och krabbor. 
  • Krabbor och havskatter behöver skydd, särskilt havskatter när de skyddar sina ägg, och därför kan det behövas hus för dessa rovdjur för att bygga upp rovdjurens antal till den nivå som krävs för att kontrollera sjöborrarna. Återvunnen kelp kommer att ge ytterligare skydd för dessa rovdjur. 

Underhåll och inrättande av områden där ingen fisk får tas upp:  

  • Förekomsten av sjöborrar måste övervakas och avlägsnandet behöver upprepas vid behov, förmodligen var eller varannan månad. 
  • Skydd av sjöborrarnas rovdjur i form av områden med fiskeförbud behövs för att öka deras antal och säkra deras roll i bekämpningen av sjöborrarna. 
  • De ekologiska effekterna av åtgärderna på predatorförekomsten måste testas, övervakas och vid behov modifieras om oförutsedda negativa effekter uppstår. 

Potentiella ekologiska, ekonomiska och sociala begränsningar: 

  • Det finns en intressekonflikt mellan de kommersiella sjöborrefiskarnas behov av sjöborrar som resurs och den låga förekomst av sjöborrar som krävs för att främja kelpens återhämtning. Områden med låg täthet av sjöborrar kommer att ge låg avkastning för fiskarna och därmed vara av lågt intresse. 
  • I den södra delen av det potentiella restaureringsområdet i Norge kan det uppstå konkurrens mellan gräsalger och kelp, vilket kan bromsa kelpens återhämtning. De kala bottnar som bildas av långskäggig sjöborre (Gracilechinus acutus) i västra Norge kanske inte leder till att sockertången återhämtar sig, utan till att tångalgerna gör det. 
  • Flera faror är relevanta för dykare och snorklare som skördar eller tar bort sjöborrarna. Medvetenhet om riskerna, utbildning och efterlevnad av säkerhetsprotokoll behövs för att minska sannolikheten för incidenter. 
  • I dag finns det inga lagar som reglerar skörd av sjöborrar i Norge, men det finns regler på Island. Detta kan dock komma att ändras om aktiviteten ökar. Utplacering av konstgjorda rev/hus för havskatt kräver tillstånd. 
  • Avsaknad av strategisk förvaltning som integrerar de föreslagna metoderna kommer att minska chanserna för framgångsrik storskalig restaurering av betade kelpskogar. 

Vad vet vi?

Återhämtningen av kelp när förekomsten av sjöborrar minskar tillräckligt i sjöborreområden är mycket väldokumenterad i Norge, vilket beskrivs i fallstudierna nedan. I samtliga fallstudier behövde kelp inte aktivt introduceras på restaureringsplatserna. Kelp kunde på nytt kolonisera platserna från närliggande eller till och med avlägsna moderplantor av kelp. Om detta är fallet i kala sjöborreområden på Island och Grönland behöver testas.   

Kostnad 

Kostnaden beror på skörde- eller borttagningsstrategin. 

  • Om det finns en bransch för uppfödning av sjöborrar kommer branschen att betala skördekostnaderna. Verbeek et al (2021) uppskattar att en fiskare kan skörda 1 ton sjöborrar per dag med hjälp av 150 fällor, där cirka 20 % av sjöborrarna är större än 4 cm i teststorlek. Om man antar att medelvikten för de stora och små sjöborrarna är 60 respektive 30 g motsvarar det 30 000 fångade individer per dag. Om man dessutom antar en täthet av sjöborrar på 30 per m2 innebär det att 1000 m2 kan skördas per dag. 
  • Miller & Shears (2023) fann att det var 2-4 gånger snabbare att rensa sjöborrar än att samla in dem och 1,5 till 3 gånger snabbare att dyka än att fridyka. Effektiviteten var lägre vid storskalig än vid småskalig borttagning, men tillräcklig för att främja kelpens återhämtning. Uppskattad tidsåtgång per område för att avlägsna sjöborrar var cirka 50-60 timmar per hektar. 

Fallstudie: Tromsøya, Norge 

Plats: Tromsøya, Troms fylke, Norge 

Vilken ekosystemtyp: Kelpskog 

Titel/namn på NbS: Tarevoktere (kelpens väktare) 

Sammanfattning: Ett frivilligt initiativ för att bevara och återställa kelpskogar i Norge, främst med fokus på att ta bort invasiva sjöborrar. Ett småskaligt pågående experiment med att hamra på sjöborrarna, samt att skörda sjöborrar med fällor och/eller genom attdykare plockar sjöborrarna manuellt. 

Relevanta länkar:

 https://www.tarevoktere.org/ 

Plats: Troms fylke, Norge 

Vilken ekosystemtyp(er): Kelpskog 

Titel/namn på NbS: Restaurering av kelpskogar 

Sammanfattning: Använda borttagning av sjöborrar som ett verktyg för att koppla samman resenärer med naturvård och vetenskap med resten av samhället, vilket underlättar regenerativt resande. 

Relevanta länkar: 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.