Klimatförändringarna har stadigt värmt upp havet, som absorberar det mesta av värmen som fångas av växthusgaser i atmosfären, i 100 år. Denna uppvärmning förändrar marina ekosystem och har en direkt inverkan på fiskpopulationer. Ungefär hälften av världens befolkning är beroende av fisk som en viktig proteinkälla, och fiskeindustrin sysselsätter fler än 56 miljoner människor världen över.

Min senaste studie med kollegor från Rutgers University och U.S.S. National Oceanic and Atmospheric Administration fann att havsuppvärmningen redan har påverkat globala fiskpopulationer. Vi fann att vissa befolkningar gynnades av uppvärmningen, men fler av dem led.

Övergripande, Havsuppvärmningen minskade fångstpotentialen – den största mängd fisk som kan fångas år efter år – med netto 4 % under de senaste 80 åren. I vissa regioner, effekterna av uppvärmningen har varit mycket större. Nordsjön, som har ett stort kommersiellt fiske, och östra Asiens hav, som stöder några av de snabbast växande mänskliga populationerna, upplevde förluster på 15 % till 35 %.

Även om havsuppvärmningen redan har utmanat havsfiskets förmåga att ge mat och inkomst, Snabba minskningar av utsläppen av växthusgaser och reformer av fiskeförvaltningen skulle kunna minska många av de negativa effekterna av fortsatt uppvärmning.

Hur och varför påverkar havsuppvärmningen fiskar?

Mina medarbetare och jag tycker om att säga att fiskar är som Guldlock:De vill inte ha sitt vatten för varmt eller för kallt, men helt rätt.

Uttryckt på ett annat sätt, de flesta fiskarter har utvecklat snäva temperaturtoleranser. Att stödja det cellulära maskineri som krävs för att tolerera högre temperaturer kräver mycket energi. Denna evolutionära strategi sparar energi när temperaturen är "precis lagom, " men det blir ett problem när fiskar befinner sig i värmande vatten. När deras kroppar börjar misslyckas, de måste avleda energi från att leta efter mat eller undvika rovdjur till att upprätthålla grundläggande kroppsfunktioner och söka efter kallare vatten.

Således, när haven värms upp, fiskar rör sig för att spåra sina föredragna temperaturer. De flesta fiskar rör sig mot polen eller till djupare vatten. För vissa arter, uppvärmning utökar deras räckvidd. I andra fall minskar den deras räckvidd genom att minska mängden hav som de termiskt kan tolerera. Dessa skift ändrar var fisken går, deras överflöd och deras fångstpotential.

Uppvärmning kan också ändra tillgången på viktiga bytesarter. Till exempel, om uppvärmningen får djurplankton – små ryggradslösa djur på botten av havets näringsväv – att blomma tidigt, de kanske inte är tillgängliga när ungfiskar behöver dem som mest. Alternativt uppvärmning kan ibland öka styrkan hos djurplanktonblomningar, och därmed öka produktiviteten hos ungfisk.

Att förstå hur de komplexa effekterna av uppvärmningen på fiskpopulationer balanserar ut är avgörande för att projicera hur klimatförändringar kan påverka havets potential att ge mat och inkomst till människor.

Den historiska uppvärmningens inverkan på det marina fisket

Hållbart fiske är som sunda bankkonton. Om folk lever av intresset och inte förbrukar huvudstolen, både människor och banken trivs. Om en fiskpopulation är överfiskad, befolkningens "huvudman" krymper för mycket för att generera höga långsiktiga avkastningar.

Liknande, påfrestningar på fiskpopulationer från miljöförändringar kan minska befolkningstillväxten, ungefär som en räntesänkning minskar tillväxttakten för sparandet på ett bankkonto.

I vår studie kombinerade vi kartor över historiska havstemperaturer med uppskattningar av historiskt överflöd och utnyttjande av fisk. Detta gjorde det möjligt för oss att bedöma hur uppvärmningen har påverkat dessa räntor och avkastning från det globala fiskeribankkontot.

Förlorare uppväger vinnare

Vi fann att uppvärmningen har skadat vissa fisken och gynnat andra. Förlorarna vägde tyngre än vinnarna, resulterat i en nettominskning på 4 % av hållbar fångstpotential under de senaste 80 åren. Detta representerar en kumulativ förlust på 1,4 miljoner ton som tidigare var tillgängliga för mat och inkomst.

Vissa regioner har drabbats särskilt hårt. Nordsjön, med stort kommersiellt fiske efter arter som torsk, kolja och sill, har upplevt en förlust på 35 % i hållbar fångstpotential sedan 1930. Vattnen i Östasien, granne med några av de snabbast växande mänskliga befolkningarna i världen, såg förluster på 8% till 35% över tre hav.

Andra arter och regioner gynnades av uppvärmningen. Svart havsabborre, en populär art bland fritidsfiskare på den amerikanska östkusten, utökade sitt räckvidd och fångstpotential eftersom vattnet tidigare var för svalt för att det värmdes upp. I Östersjön, ungströmming och skarpsill – en annan liten sillliknande fisk – har mer mat tillgänglig för dem under varma år än under kalla år, och har även dragit nytta av uppvärmningen. Dock, dessa klimatvinnare kan bara tolerera så mycket uppvärmning, och kan se nedgångar när temperaturerna fortsätter att stiga.

Förvaltningen ökar fiskarnas motståndskraft

Vårt arbete föreslår tre uppmuntrande nyheter för fiskpopulationer.

Först, välskött fiske, som atlantiska pilgrimsmusslor på den amerikanska östkusten, var bland de mest motståndskraftiga mot uppvärmning. Andra med en historia av överfiske, såsom atlantisk torsk i irländska och nordsjön, var bland de mest utsatta. Dessa fynd tyder på att förhindrande av överfiske och återuppbyggnad av överfiskade populationer kommer att öka motståndskraften och maximera den långsiktiga mat- och inkomstpotentialen.

Andra, ny forskning tyder på att snabba klimatanpassade förvaltningsreformer kan göra det möjligt för fiskar att mata människor och generera inkomster i framtiden. Detta kommer att kräva att vetenskapliga myndigheter samarbetar med fiskeindustrin om nya metoder för att bedöma fiskpopulationers hälsa, fastställa fångstbegränsningar som tar hänsyn till effekterna av klimatförändringarna och etablera nya internationella institutioner för att säkerställa att förvaltningen förblir stark när fisk vandrar mot polen från en nations vatten till en annans. Dessa byråer skulle likna multinationella organisationer som hanterar tonfisk, svärdfisk och marlin idag.

Till sist, nationer måste aggressivt begränsa utsläppen av växthusgaser. Inte ens de bästa fiskeförvaltningsreformerna kommer att kunna kompensera för den temperaturökning på fyra grader Celsius som forskarna tror kommer att inträffa i slutet av detta århundrade om inte utsläppen av växthusgaser minskar.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.