Predation and spatial connectivity interact to shape ecosystem resilience to an ongoing regime shift

Ecosystem regime shifts can have severe ecological and economic consequences, making it a top priority to understand how to make systems more resilient. Theory predicts that spatial connectivity and the local environment interact to shape resilience, but empirical studies are scarce. Here, we use >7000 fish samplings from the Baltic Sea coast to test this prediction in an ongoing, spatially propagating shift in dominance from predatory fish to an opportunistic mesopredator, with cascading effects throughout the food web. After controlling for the influence of other drivers (including increasing mesopredator densities), we find that predatory fish habitat connectivity increases resilience to the shift, but only when densities of fish-eating top predators (seals, cormorants) are low. Resilience also increases with temperature, likely through boosted predatory fish growth and recruitment. These findings confirm theoretical predictions that spatial connectivity and the local environment can together shape resilience to regime shifts

Kartering av uppväxtområden för fisk och större kräftdjur i grunda områden i Västerhavet

I kust- och havsförvaltningen är behovet av heltäckande utbredningskartor över viktiga fiskhabitat stort både på regional och nationell nivå. Kartorna efterfrågas för både fiskförvaltning, områdesskydd och havsplanering, liksom för hanteringen av tillstånds- och dispensärenden. Habitatmodellering där man kopplar förekomst av arter i provfisken till olika miljövariabler och på så sätt predikterar lämpliga habitat är en metod som gör det möjligt att ta fram heltäckande utbredningskartor utifrån provfiskedata. Hos många fiskarter är speciellt de yngre livsstadierna starkast knutna till specifika miljöer, vilket dels gör dem extra känsliga för påverkan i dessa områden. Samtidigt gör detta dem lämpliga att kartlägga med hjälp av modellering. I denna studie har vi tagit fram heltäckande, högupplösta kartor över uppväxtområden för ett tjugotal av de viktigaste fiskarterna i grunda områden längs svenska västkusten. Vi har använt så kallad ensemblemodellering, där ett flertal statistiska metoder kombineras, för att predicera så säkra utbredningskartor som möjligt. Modellerna bygger på förekomstdata från provfisken utförda med ryssjor under maj till september, i kombination med data på fem miljövariabler (djup, rugositet, vågexponering, temperatur och salinitet). Totalt har 5 146 prover från åren 2002-2017 ingått i modelleringen. Kartorna täcker kustområden ner till 30 meter djup i Skagerrak, Kattegatt och Öresund, vilket utgör huvudsakligt utbredningsområde i svenskt vatten för merparten av de modellerade arterna. De predicerade utbredningskartorna är användbara till exempel inom fiskförvaltning, havsplanering, arbete med grön infrastruktur och områdesskydd på både nationell och regional nivå

Modellering och kartering av fiskhabitat i Östersjöns kustområden

I kust- och havsförvaltningen är behovet av heltäckande utbredningskartor över viktiga fiskhabitat stort både på regional och nationell nivå. Kartorna efterfrågas inom både fiskförvaltning, områdesskydd och havsplanering, liksom vid hanteringen av tillstånds- och dispensärenden gällande byggnation och vattenverksamhet.För att ta fram heltäckande utbredningskartor utgående från provfiskedata kan man tillämpa habitatmodellering, där man statistiskt beskriver förekomst och abundans av arter i provfisken med olika miljövariabler och därefter predikterar utbredningen av lämpliga habitat med hjälp av kartor över miljövariablerna. I denna studie har vi tagit fram heltäckande, högupplösta kartor över abundans och lämpliga habitat för tolv fiskarter genom modellering av data från provfisken med Nordiska kustöversiktsnät utförda längs svenska Östersjökusten åren 2002-2021. Artvisa kartprediktioner togs fram separat för Bottniska viken och Egentliga Östersjön för individer större än 12 cm. Vid modelleringen användes en teknik som kallas deltamodellering, där man först kartlägger förekomsten av lämpliga habitat och sedan predikterar abundansen inom dessa områden med hjälp av abundansmodeller. För båda modelltyperna, det vill säga både för förekomst- och abundansmodellerna, användes ensemblemodellering, där ett flertal konceptuellt olika statistiska modelleringsmetoder kombinerades för att få så säkra och robusta utbredningskartor som möjligt.De förekomstmodeller som låg till grund för kartorna av lämpliga habitat blev genomgående starka, med AUC-värden mellan 0.79-0.98, vilket innebär att de hade god förmåga att separera mellan lämpliga och mindre lämpliga habitat. En majoritet av de framtagna abundansmodellerna hade en förhållandevis hög förklaringsgrad på 11-44%, med ett medelvärde på 24%, medan abundansmodellerna för gädda hade lägre förklaringsgrad (5 respektive 6% för Bottniska viken respektive Egentliga östersjön). Kartorna som tagits fram i denna studie kan användas inom arbetet med fiskförvaltning, havsplanering, grön infrastruktur och områdesskydd på regional till nationell nivå

Riktlinjer för uppföljning av fiskevårdsåtgärder i kustmynnande våtmarker med fokus på gädda

Längs Östersjökusten inkom under slutet av 1990- och början av 2000-talet rapporter om sviktande bestånd av gädda och abborre. Båda arterna är populära inom fritids- och sportfisket, och spelar som rovfiskar en betydande roll för tillståndet i Östersjöns kustekosystem. I flera kustområden har man börjat restaurera kustmynnande våtmarker och vattendrag som har visat sig utgöra viktiga lek- och uppväxtområden för framför allt gädda. Till skillnad mot många andra fiskevårdsåtgärder har det för flera av dessa restaureringsprojekt genomförts utförliga utvärderingar av åtgärden. Dock har det hittills saknats en samlad beskrivning över hur man kan utvärdera och följa upp effekten av en restaureringsåtgärd i kustmynnande våtmarker och vattendrag riktad mot gädda. I denna rapport har data från ett flertal kustmynnande vattendrag och våtmarker längs den svenska kusten analyserats för att utvärdera hur man bäst och mest kostnadseffektivt kan mäta effekten av en restaureringsåtgärd riktad mot gädda. Fokus i utvärderingen är huvudsakligen riktat mot undersökningar av stigande lekfisk och utvandrande yngel. Effekterna av en restaureringsåtgärd på det vuxna beståndet av gädda är idag inte klarlagt, men i denna rapport ges även förslag på hur åtgärden kan utvärderas på beståndsnivå. För uppvandring av vuxen lekfisk visar resultaten att det fanns en koppling mellan stigande fisk och vattentemperatur, och att en provtagning när vattentemperaturen ligger mellan 6-12 ºC var tillräcklig för att fånga upp en majoritet av den fisk som vandrar upp i våtmarken. Även om det fanns en variation mellan områden, så fångade denna reducerade provtagning mellan 64-97% av det totala antalet stigande lekfiskar. För yngelutvandringen inträffade en topp oftast 30-40 dagar efter en topp i uppvandrande lekfisk. En provtagning inom intervallet 30-50 dagar efter en topp i uppvandrande lekfisk fångade upp en majoritet (68-95%) av det totala antalet utvandrande yngel i våtmarken. Eftersom gäddan fångas i liten utsträckning i traditionella provfisken, diskuteras möjligheten att använda ryssjefisken i vattendrag yngelinventeringar på kusten och yrkes- och sportfiske som informationskälla och underlag för utvärdering på beståndsnivå. Framför allt en utveckling av ett rapporteringssystem inom sportfisket bedöms utgöra en potentiellt värdefull källa till information då gäddan är en populär art bland sportfiskare. Avslutningsvis visar analyserna som ligger till grund för denna rapport att produktionen av yngel i en rätt konstruerad våtmark kan producera upp till 25 000 yngel per hektar. Produktionen varierar sannolikt mycket mellan våtmarker, områden och år, men potentialen i denna restaureringsmetod bedöms som stor. Fortsatta undersökningar där variationen mellan områden i produktionen av yngel studeras, samt där kopplingar mellan åtgärden och förändringar på beståndsnivå kvantifieras, föreslås i rapporten. Sådana undersökningar kan förhoppningsvis belysa huruvida åtgärder i kustmynnande vattendag och våtmarker är en restaureringsåtgärd som bör tillämpas för att stärka bestånden av gädda på kusten, samt hur åtgärden kan optimeras

Kartering av uppväxtområden för fisk i grunda områden i Östersjön

I kust- och havsförvaltningen är behovet av heltäckande utbredningskartor över viktiga fiskhabitat stort både på regional och på nationell nivå. Kartorna efterfrågas för både fiskförvaltning, områdesskydd och havsplanering, liksom för hanteringen av tillstånds- och dispensärenden. Habitatmodellering där man kopplar förekomst av arter i provfisken till olika miljövariabler och på så sätt predikterar lämpliga habitat är en metod som gör det möjligt att ta fram heltäckande utbredningskartor utifrån provfiskedata. Hos många fiskarter är speciellt de yngre livsstadierna starkast knutna till specifika miljöer, vilket dels gör dem extra känsliga för påverkan i dessa områden. Samtidigt gör detta dem lämpliga att kartlägga med hjälp av modellering. I denna studie har vi tagit fram heltäckande, högupplösta kartor över uppväxtområden för ett tjugotal av de viktigaste fiskarterna i grunda områden längs svenska kusten i Östersjön. Vi har använt så kallad ensemblemodellering, där ett flertal statistiska metoder kombineras, för att predicera så säkra utbredningskartor som möjligt. Modellerna bygger på data på yngelförekomst under sensommaren, baserat på provfisken utförda med små undervattensdetonationer under sensommaren, i kombination med data på sex miljövariabler (djup, vågexponering, siktdjup, temperatur, salinitet och avstånd till utsjön). Totalt har 5 867 prover från åren 2005– 2018 ingått i modelleringen. Kartorna täcker in kuststräckan från norra Bottenviken till norra delen av skånska kusten, och 0–6 m djup, som utgör huvudsakligt utbredningsområde för merparten av de modellerade arterna. De predicerade utbredningskartorna är användbara till exempel inom fiskförvaltning, havsplanering, arbete med grön infrastruktur och områdesskydd på både nationell och regional nivå

Förekomst av fisk och större kräftdjur på Västerhavets grunda mjukbottnar : kartering baserad på fallfälleprovtagning

I denna rapport sammanställer vi provfiskedata från Öresund, Kattegatt och Skagerrak, insamlade med fallfällor 2004–2019, och använder dessa data för att kartlägga habitat för fisk och större kräftdjur på grunda mjukbottnar (0−1 m). Vi fokuserar på åtta arter, inklusive årsyngel av två arter av plattfisk (rödspätta och skrubbskädda), ett antal mindre fiskarter (sandstubb, lerstubb, storspigg och tångsnälla) samt två arter av större kräftdjur (strandkrabba och sandräka). I rapporten beskriver vi tillgängliga dataset, presenterar tidsserier från de platser där upprepad provtagning har skett, och kartlägger utbredningen av de inkluderade arterna. Genom att kombinera fallfälledatat med heltäckande kartor över viktiga miljövariabler (salthalt, vågexponering, bottnens lutning), bygger vi habitatmodeller som vi använder för att prediktera sannolikheten för förekomst av de olika arterna vid grunda bottnar längs hela västkusten. Modellerna fungerar bra för att prediktera förekomst inom de områden där insamlade data finns, och visar på tydliga rumsliga mönster hos flera av arterna. Dock är prediktionerna osäkra för de områden där data inte finns att tillgå. Då fallfällor provtar ett viktigt habitat (grunda mjukbottnar) där det är ont om kunskap om utbredningen av fiskar och kräftdjur kan både det sammanställda datasetet och kartprediktionerna fungera som viktigt underlag i förvaltningen av dessa habitat i de områden där data finns att tillgå

Evaluating complex relationships between ecological indicators and environmental factors in the Baltic Sea : A machine learning approach

The state of marine ecosystems is increasingly evaluated using indicators. The indicator assessment results need to be understood in the context of the whole ecosystem in order to understand the key factors determining the status of these environmental components. Data available from the system’s different components are, however, often heterogeneous: they may represent different spatial and temporal scales, and different parameters can be measured with different accuracy. This makes it difficult to evaluate the relationship between these variables and status of the environment using indicators. We studied whether probabilistic, machine learning-based classifiers could provide for assessing the relationships between multiple environmental factors and ecological indicators. This paper demonstrates the use of Bayesian network classifiers (Tree-augmented Naive Bayes classifier, TAN as the specific case example), used together with structural learning from data and Entropy Minimization Discretization (IEMD) algorithm to study environment-indicator relationships within coastal fish communities in the Baltic Sea. By using two Baltic-wide indicators of coastal fish community status and a heterogeneous set of potentially influential natural and anthropogenic variables, we explore and discuss the potential of the approach. Given pre-defined cutting points for the indicators, such as the classification thresholds of the indicator, the method enables identifying relevant variables and estimating their relative importance. This information could be used in environmental management to demonstrate at which threshold value the state of an indicator is likely to respond to a pressure or a combination of pressures. In contrast to many other multivariate statistical methodologies, the presented approach can handle missing data as well as data of varying types, from fully quantitative to presence-absence, in the same analysis.peerReviewe

Inventering och modellering av fisk- och kräftdjurssamhället i Stigfjorden sommaren 2012

Under 31 juli-3 augusti 2012 utförde Kustlaboratoriet vid SLU Aqua ett inventeringsfiske med småryssjor i Stigfjorden mellan Orust och Tjörn med syfte att beskriva fisksamhället i fjorden och att kartlägga viktiga fiskhabitat. Totalt fiskades 80 stationer på djup från ytan ner till 20 m. Området uppvisade ovanligt höga tätheter av juvenil rödspotta, gråsej och torsk. Även fångsterna av stensnultra och tånglake var höga, och bland kräftdjuren dominerade strandkrabban. Resultaten från Stigfjorden jämförs med resultat från tidigare och samtida undersökningar av samma karaktär. Den rumsliga fördelningen av olika arter i förhållande till habitatet beskrevs statistiskt med hjälp av generella additiva modeller, där fångsterna i ryssjorna relateras till data på olika miljövariabler. De statistiska modellerna i kombination med kartor över miljövariabler i området användes sedan för att i GIS producera heltäckande kartor över potentiella habitat för arterna. De arter som modellerades var torsk <18 cm, torsk >18 cm, ål, rödspotta, vitling, stensnultra, tånglake och strandkrabba. Modellernas förklaringsgrad var generellt god, och vattendjup utgjorde den variabel som var viktigast för fördelningen av de flesta arter. Ungtorsk och rödspotta förekom i högst tätheter i de djupare delarna av fjorden, medan gulål, tånglake och strandkrabba, där de två förstnämnda tillsammans med torsken är rödlistade, främst återfanns i de grunda delarna av fjorden. Sammantaget tyder resultaten på att Stigfjorden håller viktiga livsmiljöer för ett flertal fiskarter, framför allt som uppväxtområde för arter som t ex rödspotta och gråsej