The effect of climate variation on agro-pastoral production in Africa

Using national crop and livestock production records from 1961–2003 and satellite-derived data on pasture greenness from 1982–2003 we show that the productivity of crops, livestock, and pastures in Africa is predictably associated with the El Niño Southern Oscillation and the North Atlantic Oscillation. The causal relations of these results are partly understandable through the associations between the atmospheric fluctuations and African rainfall. The range of the explained among-year variation in crop production in Africa as a whole corresponds to the nutritional requirements for ≈20 million people. Results suggest reduced African food production if the global climate changes toward more El Niño-like conditions, as most climate models predict. Maize production in southern Africa is most strongly affected by El Niño events. Management measures include annual changes in crop selection and storage strategies in response to El Niño Southern Oscillation-based and North Atlantic Oscillation-based predictions for the next growing season.Keywords: nonlinear statistical modelling, food production, North Atlantic Oscillation, Normalized Difference Vegetation Index, El Nino Southern Oscillatio

Rapport om hvordan Trafikklyssystemet påvirker arbeidet med å oppnå målene satt i Kvalitetsnorm for villaks

Sammenliknet med midten av 1980-årene er mengden villaks som vender tilbake fra havet halvert. Som et ledd i bevaringen av atlantisk laks i Norge ble kvalitetsnormen for villaks vedtatt i 2013. Formålet med Kvalitetsnormen er å «bidra til at viltlevende bestander av atlantisk laks ivaretas og gjenoppbygges til en størrelse og sammensetning som sikrer mangfold innenfor arten og utnytter laksens produksjons- og høstingsmuligheter». Ca. 80 % av villaksbestandene når ikke normen sitt mål om god kvalitet eller bedre, og i 2021 ble villaksen for første gang rødlistet i Norge. Ifølge Vitenskapelig råd for lakseforvaltning er lakselus den største trusselen mot villaks i Norge og står for over en tredel av den totale negative påvirkningen. Kvalitetsnormen for villaks har hjemmel i Naturmangfoldloven og er retningsgivende for myndighetenes forvaltning av villaks i Norge. Klassifisering etter Kvalitetsnormen er en helhetsvurdering av kvaliteten på villaksbestander basert på bestandenes oppnåelse av gytebestandsmål, høstingspotensial og genetisk integritet. For dette oppdraget er det gytebestandsmål og høstingspotensial som er relevant, fordi det er disse to lakselusa påvirker. Høstingspotensialet er det som i størst grad er styrende for måloppnåelsen i Kvalitetsnormen og vurderes i forhold til det som anses å være et estimert «normalt høstingsnivå» for en bestand. Med «normalt høstingsnivå» menes det høstingsnivået bestanden skal kunne tåle ett gitt år på bakgrunn av kunnskap om naturlig sjøoverlevelse, samtidig som bestanden når gytebestandsmålet. Systemet for kapasitetsjustering i oppdrettsnæringen omtales som Trafikklyssystemet, og er forankret i Meld. St. 16 (2014-2015) og Innst. 361 S (2014-2015). I Trafikklyssystemet er norskekysten delt inn i 13 produksjonsområder. Avgrensingen av produksjonsområdene er basert på at det skal være minst mulig spredning av lakselus mellom dem. I hvert av produksjonsområdene skal næringens miljøpåvirkning vurderes ved bruk av miljøindikatorer. Trafikklyssystemet vurderes i dag hovedsakelig ut fra én miljøindikator som er estimert dødelighet hos utvandrende laksesmolt (postsmolt) som skyldes lakselus. I henhold til produksjonsområdeforskriften §§ 9-11 kan produksjonen økes, fryses eller senkes dersom miljøpåvirkningen er henholdsvis akseptabel, moderat eller uakseptabel. Dette innebærer at dersom det er sannsynlig at under 10 % av laksesmolten dør som følge av lakselus (akseptabel, grønt lys) kan kapasiteten økes med inntil 6 %. Er det sannsynlig at mellom 10 % og 30 % av laksesmolten dør som følge av lakselus (moderat, gult lys) kan kapasiteten fryses. Er det sannsynlig at over 30 % av laksesmolten dør som følge av lakselus (uakseptabel, rødt lys) kan kapasiteten senkes med 6 %. Fra og med 2022 er kunnskapsgrunnlaget for vurderingene i Trafikklyssystemet utvidet ved at Styringsgruppens Ekspertgruppe også gjennomfører heterogenitetsanalyser for å belyse om sårbare og viktige laksebestander har en avvikende høyere gjennomsnittlig luseindusert dødelighet av utvandrende smolt enn gjennomsnittet for produksjonsområdet. Bakgrunn for heterogenitetsanalysene er utredningene «Vurdering av kriterier for å vekte laksebestander i Trafikklyssystemet» (Thorstad mfl. 2022), «Vurdering av heterogenitet i lakselusindusert villfiskdødelighet innen produksjonsområder i 2020 og 2021» (Stige mfl. 2022) og Styringruppens råd til NFD i 2022. Formålet med Trafikklyssystemet er forutsigbar vekst i oppdrettsnæringen. I praksis er det likevel også Trafikklyssystemet som setter grensen for hvor mye villaks som i snitt tillates å dø i et produksjonsområde pga. lakselus. Lakselus er imidlertid ikke det eneste som påvirker villaksen, og ved å isolere en enkelt påvirkningsfaktor tas det heller ikke høyde for eventuelle synergieffekter. Grenseverdiene for lakseluspåvirkning beskrevet ovenfor er de samme uavhengige av hvilke tiltak som rettes mot enkeltbestander. Klima- og miljødepartementet og Nærings- og fiskeridepartementet har gitt Styringsgruppen for Trafikklyssystemet i oppdrag å nedsette en arbeidsgruppe som skal utrede hvordan Trafikklyssystemet påvirker arbeidet med å oppnå målene satt i kvalitetsnorm for villaks. Gruppen skal bestå av medlemmer med relevant kompetanse på Trafikklyssystemet og kvalitetsnorm for villaks. Gruppen skal, hvis nødvendig, også kunne innhente annen kompetanse fra relevante fagmiljøer. Styringsgruppen skal følge opp arbeidsgruppens arbeid og gjennomgå og evaluere arbeidsgruppens rapport, og levere en oppsummering av denne med relevante faglige vurderinger til Klima- og miljødepartementet og Nærings- og fiskeridepartementet. Formål Det overordnede formålet med arbeidsgruppens oppdrag er å utrede hvordan innretningen på Trafikklyssystemet for kapasitetsjustering i oppdrettsnæringen påvirker muligheten for at målene i kvalitetsnormen for villaks nås, og å foreslå eventuelle endringer i innretningen på trafikklyssystemet og/eller andre tiltak som kan gjøres for å nå normens mål. Mandat Arbeidsgruppen skal gjennomføre en nærmere utredning av om innretningen på Trafikklyssystemet, herunder grenseverdiene for lakselusindikatoren, påvirker mulighetene for at målene i kvalitetsnormen for villaks nås. Oppdraget gjelder kun villaks, og det skal ikke vurderes endringer i kvalitetsnormen. Arbeidsgruppen skal påpeke eventuelle faglige barrierer og behov for ytterligere kunnskap for å kunne utrede mulige tiltak. Arbeidsgruppes arbeid og vurderinger skal skje uavhengig av Styringsgruppen. Det vil bli avhold et oppstartsmøte mellom arbeidsgruppen og Styringsgruppen før arbeidet igangsettes. Arbeidsgruppen skal informere Styringsgruppen om progresjonen i det løpende arbeidet og kontakte Styringsgruppen om det oppstår uklarheter om mandatet og arbeidet. For å avklare eventuelle uklarheter i sluttrapporten ber Styringsgruppen om at det avholdes et informasjonsmøte mellom Styringsgruppen og arbeidsgruppen når et utkast til rapport foreligger. Den endelige rapporten skal oversendes Styringsgruppen senest 1. mars 2024

Ticket to spawn: Combining economic and genetic data to evaluate the effect of climate and demographic structure on spawning distribution in Atlantic cod

Climate warming and harvesting affect the dynamics of species across the globe through a multitude of mechanisms, including distribution changes. In fish, migrations to and distribution on spawning grounds are likely influenced by both climate warming and harvesting. The Northeast Arctic (NEA) cod (Gadus morhua) performs seasonal migrations from its feeding grounds in the Barents Sea to spawning grounds along the Norwegian coast. The distribution of cod between the spawning grounds has historically changed at decadal scales, mainly due to variable use of the northern and southern margins of the spawning area. Based on historical landing records, two major hypotheses have been put forward to explain these changes: climate and harvesting. Climate could affect the distribution through, for example, spatial habitat shifts. Harvesting could affect the distribution through impacting the demographic structure. If demographic structure is important, theory predicts increasing spawner size with migration distance. Here, we evaluate these hypotheses with modern data from a period (2000–2016) of increasing temperature and recovering stock structure. We first analyze economic data from the Norwegian fisheries to investigate geographical differences in size of spawning fish among spawning grounds, as well as interannual differences in mean latitude of spawning in relation to changes in temperature and demographic parameters. Second, we analyze genetically determined fish sampled at the spawning grounds to unambiguously separate between migratory NEA cod and potentially smaller sized coastal cod of local origin. Our results indicate smaller spawners farther away from the feeding grounds, hence not supporting the hypothesis that harvesting is a main driver for the contemporary spawning ground distribution. We find a positive correlation between annual mean spawning latitude and temperature. In conclusion, based on contemporary data, there is more support for climate compared to harvesting in shaping spawning ground distribution in this major fish stock in the North Atlantic Ocean

2011: Nonlinear effect of climate on plague during the third pandemic in China. Proc Natl Acad Sci U

Over the years, plague has caused a large number of deaths worldwide and subsequently changed history, not the least during the period of the Black Death. Of the three plague pandemics, the third is believed to have originated in China. Using the spatial and temporal human plague records in China from 1850 to 1964, we investigated the association of human plague intensity (plague cases per year) with proxy data on climate condition (specifically an index for dryness/wetness). Our modeling analysis demonstrates that the responses of plague intensity to dry/wet conditions were different in northern and southern China. In northern China, plague intensity generally increased when wetness increased, for both the current and the previous year, except for low intensity during extremely wet conditions in the current year (reflecting a dome-shaped response to current-year dryness/ wetness). In southern China, plague intensity generally decreased when wetness increased, except for high intensity during extremely wet conditions of the current year. These opposite effects are likely related to the different climates and rodent communities in the two parts of China: In northern China (arid climate), rodents are expected to respond positively to high precipitation, whereas in southern China (humid climate), high precipitation is likely to have a negative effect. Our results suggest that associations between human plague intensity and precipitation are nonlinear: positive in dry conditions, but negative in wet conditions. climate variations | Yersinia pestis | generalized additive modelin

Climate change and spring-fruiting fungi

Most macrofungi produce ephemeral fruit bodies during autumn but some have adapted to spring fruiting. In this study, temporal changes in the time of spring fruiting in Norway and the UK during 1960–2007 have been investigated by statistical analyses of about 6000 herbarium and field records, covering 34 species. Nearly 30 per cent of the temporal variation in fruiting could be ascribed to spatial and species-specific effects. Correcting for these effects, linear trends towards progressively earlier fruiting were detected during the entire period in both Norway and the UK, with a change in average fruiting day of 18 days over the study period. Early fruiting was correlated with high winter temperatures in both countries, indicating that the observed phenological changes are likely due to earlier onset of spring. There were also significant correlations between climatic conditions in one year and timing of fruiting the following year, indicating that below-ground mycelia are influenced by climatic conditions over a longer time period before fruiting. Fruiting dates were, however, not strictly related to changes in vernal accumulated thermal time. Our results indicate that global warming has lead to progressively earlier fruiting of spring fungi in northwest Europe during the last half century

Climate and population density drive changes in cod body size throughout a century on the Norwegian coast

Understanding how populations respond to changes in climate requires long-term, high-quality datasets, which are rare for marine systems. We estimated the effects of climate warming on cod lengths and length variability using a unique 91-y time series of more than 100,000 individual juvenile cod lengths from surveys that began in 1919 along the Norwegian Skagerrak coast. Using linear mixed-effects models, we accounted for spatial population structure and the nested structure of the survey data to reveal opposite effects of spring and summer warming on juvenile cod lengths. Warm summer temperatures in the coastal Skagerrak have limited juvenile growth. In contrast, warmer springs have resulted in larger juvenile cod, with less variation in lengths within a cohort, possibly because of a temperature-driven contraction in the spring spawning period. A density-dependent reduction in length was evident only at the highest population densities in the time series, which have rarely been observed in the last decade. If temperatures rise because of global warming, nonlinearities in the opposing temperature effects suggest that negative effects of warmer summers will increasingly outweigh positive effects of warmer springs, and the coastal Skagerrak will become ill-suited for Atlantic cod

Wet climate and transportation routes accelerate spread of human plague

Currently, large-scale transmissions of infectious diseases are becoming more closely associated with accelerated globalization and climate change, but quantitative analyses are still rare. By using an extensive dataset consisting of date and location of cases for the third plague pandemic from 1772 to 1964 in China and a novel method (nearest neighbour approach) which deals with both short- and long-distance transmissions, we found the presence of major roads, rivers and coastline accelerated the spread of plague and shaped the transmission patterns. We found that plague spread velocity was positively associated with wet conditions (measured by an index of drought and flood events) in China, probably due to flood-driven transmission by people or rodents. Our study provides new insights on transmission patterns and possible mechanisms behind variability in transmission speed, with implications for prevention and control measures. The methodology may also be applicable to studies of disease dynamics or species movement in other systems

Shifting dynamic forces in fish stocks fluctuations triggered by age truncation?

Publicado

Direct and indirect climate forcing in a multi-species marine system

Interactions within and between species complicate quantification of climate effects, by causing indirect, often delayed, effects of climate fluctuations and compensation of mortality. Here we identify direct and indirect climate effects by analysing unique Russian time-series data from the Norwegian Sea–Barents Sea ecosystem on the first life stages of cod, capelin, herring and haddock, their predators, competitors and zooplanktonic prey. By analysing growth and survival from one life stage to the next (eggs–larvae–juveniles–recruits), we find evidence for both bottom-up, direct and top-down effects of climate. Ambient zooplankton biomass predicts survival of all species, whereas ambient temperature mainly affects survival through effects on growth. In warm years, all species experienced improved growth and feeding conditions. Cohorts born following a warm year will, however, experience increased predation and competition because of increased densities of subadult cod and herring, leading to delayed climate effects. While climate thus affects early growth and survival through several mechanisms, only some of the identified mechanisms were found to be significant predictors of population growth. In particular, our findings exemplify that climate impacts are barely propagated to later life stages when density dependence is strong