Växtplankton är grunden för havslivet, ger den energi som stöder nästan alla marina arter. Nivåer av växtplankton i ett havsområde kan verka som en bra prediktor för mängden fisk som kan fångas där, men en ny studie av forskare från Nereus -programmet finner att detta förhållande inte är så enkelt.

"Att använda mätningar av växtplanktontillväxt vid basen av livsmedelsbanan för att uppskatta den potentiella fiskfångsten för olika delar av havet har länge varit en dröm för oceanografer, "säger författaren Ryan Rykaczewski, Biträdande professor vid University of South Carolina och Nereus Program Alumnus. "Vi vet att dessa två kvantiteter måste vara relaterade, men det finns flera steg i näringskedjan som komplicerar omvandlingen av växtplanktontillväxt till fisktillväxt. "

Publicerad idag i PNAS , studien använder en matematisk modell för att utforska de processer som förmedlar överföringen av energi från basen av näringsväven till fisken. Författarna fann att det finns stora regionala skillnader i fiskfångst på grund av hur havs- och bottenekosystemen kanaliserar energikällor.

"Kystsystem där stora mängder näringsämnen som är kritiska för växtplanktontillväxt" uppväcks "från djupt vatten via strömmar bidrar till den globala fiskfångsten som långt överstiger vad man kan förvänta sig av enbart växtplanktonproduktion, "säger huvudförfattaren Charles Stock, Forskningsoceanograf vid NOAA/Geophysical Fluid Dynamics Laboratory och Nereus Program Principal Investigator.

Dessa fynd möjliggör bättre förutsägelser om fångstpotential i olika ekosystem och hur klimatförändringar kommer att påverka fisket. Växtplankton kräver ljus, finns på havets yta, och näringsämnen, som tenderar att ackumuleras i djupare vatten, att växa och skapa den energi som behövs för att stödja fiske. Uppvärmning av ythavet på grund av klimatförändringar ökar havsstratifieringen - segregeringen av djupa och ytvatten. Effekterna av detta kommer att förstärkas i områden med låg och medelstor latitud, där blygsamma till måttliga nedgångar i växtplanktonproduktionen, upp till 15%, kan resultera i att fiskfångsten minskar som kan överstiga 50% på vissa ställen.

"Förändringar vid basen av näringsväven bland plankton förstärks när man undersöker topp- och mellanrovdjur, som fisk, "säger författaren Rebecca Asch, Biträdande professor vid East Carolina University och Nereus Program Alumnus. "Detta tyder på att klimatförändringarna kommer att ha en väsentligt större påverkan på arter längre upp i näringskedjan. Detta är viktigt eftersom det också är dessa arter som vi som människor är beroende av som proteinkällor för att föda världen."

Detta arbete möjliggör större förtroende för att ge fiskechefer och policymarkörer råd om klimatförändringarnas effekter på fiskeriproduktionen. Författarna noterar att det finns ett behov av ekosystembaserade strategier för fiskeriförvaltning som tar hänsyn till potentiellt stora regionala förändringar i fångstpotentialen och ett behov av förbättrade begränsningar för sådana förändringar.

Studien "Försonande fiskefångst och havsproduktivitet" publicerades i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).