NFIX – Uppskatta kväveFIXering i tidigare och framtida klimat i Östersjön

NFIX-projektet kommer att uppskatta kvävefixering i tidigare och framtida klimat i Östersjön.

Övergödning är ett allvarligt hot mot Östersjöns ekosystem. Under de senaste årtiondena har problem kopplade till övergödning observerats – som syrebrist på djupa bottnar, spridning av döda bottenzoner, ökad frekvens och intensitet för cyanobakterieblomningar.

Förmågan att binda den molekylära formen av kväve (N2), som förekommer i stora mängder i luft och havsvatten, ger cyanobakterierna ett övertag i förhållande till andra arter när koncentrationerna av nitrat och ammoniak är låga.

De här processerna är emellertid inte helt kartlagda och det finns fortfarande en viss osäkerhet beträffande kvävetillförseln från kvävefixerande cyanobakterier. De uppskattningar som förekommer i litteraturen av årligt kvävetillskott från kvävefixering till Östersjön ligger i området mellan 20 106 kg N till 800 106 kg N. Området är jämförbart med det totala tillskottet av biologiskt tillgängligt kväve från atmosfär och land till Östersjön.

Den komplicerade modellen av cyanobakteriernas livscykel och den förenklade versionen
Den komplicerade modellen av cyanobakteriernas livscykel (vänster) och den nyligen framtagna förenklade versionen (höger), som lämpar sig för införande i de 3-dimensionella havscirkulationsmodellerna (Hense och Beckmann, 2010).

Projektbeskrivning

Vi kommer att införa den nya, förenklade versionen av modellen för cyanobakteriernas livscykel (se figuren) i den befintliga biogeokemiska 3D-modellen RCO-SCOBI (Swedish Coastal and Ocean Biogeochemical model) och använda tillgängliga historiska data för att utvärdera och förbättra modellerna.

Ny, högupplöst atmosfärsdrivning och dataassimilering kommer att användas för att förbättra havsmodellens prestanda under perioden 1979–2013.

Vi kommer att utföra rekonstruktioner av cyanobakterieblomningar för perioden 1850–2006 och framtida klimatscenarier som omfattar perioden 2007–2100.

Vi kommer att kvantifiera betydelsen av antropogena aktiviteter under det senaste århundradet och tillhandahålla information om möjliga referensförhållanden samt möjliga scenarier för framtida cyanobakterieblomningar, som kan användas för att definiera åtgärder och ställa upp mål vid beslutsfattande.

Vi kommer att följa de vilande stadierna, följa groningen och kartlägga de rumsliga mönstren för de två huvudstadierna i cyanobakteriers livscykler i modellen och undersöka om livscykeln kan reglera på vilka platser blomningarna startar.

Vi kommer att utföra orsakssambandsstudier för att klargöra vilka mekanismer som orsakar höga biomassor och stora ytutbredningar vid cyanobakterieblomningar.

Resultaten från projektet, nya rön och uppdateringar av försöken avseende framtida klimatscenarier kommer att diskuteras och spridas till aktörer, forskare och offentliga medier. En ny teknik för förbättrat åskådliggörande av projektresultaten kommer att användas.

Samarbete

Arbetet utförs i samarbete med professor Inga Hense (ACCOEM-Group), Institute for Hydrobiology and Fisheries Science (IHF), Center for Earth System Research and Sustainability vid Hamburgs universitet i Tyskland.

Finansiering

Detta projekt har mottagit finansiering av Forskningsrådet för miljö, areella näringar och samhällsbyggande (FORMAS).