Lacustrine fish community turnover on a century time scale in south-eastern Norway

Abstract

Menneskelig aktiviteter har bidratt til store endringer i økosystemer det siste århundret. Ferskvannsøkosystemer er spesielt sårbare mot antropogene aktiviteter som forårsaker endringer i biodiversitet. På grunn av menneskelige utsetninger har mange ferskvannsfiskearter økt spredning i et stadig økende tempo. Med tanke på bevaring og forvaltning av ferskvannsøkosystemer og igangsetting av tiltak er det viktig å identifisere mønstrene for og årsakene til endringer i artsmangfoldet. Kunnskap om endringer i artsmangfold og faktorene som forårsaker dette er begrenset, siden vi mangler data på tilstrekkelige romlige og tidsmessige skalaer. Hovedmålet med dette studiet var å identifisere endringer i lakustrine (innsjøer) ferskvannsfisksamfunn på en hundreårs-skala i sørøst Norge, samt og undersøke hvilke antropogene og naturlige faktorer som bidrar til de observerte endringene.

Tilnærmingen til dette studiet var å kombinere historisk og nåværende stor-skala data på ferskvannsfisk samfunn fra innsjøer i sørøst Norge. Det sammensatte datasettet inneholdt tilstede/fravær-data på individuelt innsjø-nivå fra 1918 og 2019. Denne informasjonen ble kombinert med miljøvariabler for å identifisere antropogene og naturlige faktorer som bidro til de observerte endringene.

Funnene mine antyder at artsrikdommen av ferskvannsfisk i innsjøer i sør-øst Norge har økt gjennom det siste århundret. Økningen i artsrikdommen var størst i de tettest befolkede områdene av studieområdet. Tempererte fiskearter opplevde de største endringene gjennom det siste århundret. Innsjøareal hadde en signifikant positiv effekt på endringene i biodiversitet. Mens innsjøens høyde over havet og strandlinje-kompleksitet (SCI) hadde en signifikant negativ effekt på endringene i biodiversitet. Menneskelig fotavtrykk indeks (HFI) hadde ingen effekt på endringene i biodiversitet.

Resultatene mine tyder på at både antropogene og naturlige faktorer har bidratt til de observerbare endringene i ferskvannsfisk faunaen i sørøst Norge. Jeg fant også et romlig mønster for endringene i biodiversitet som tyder på størst forandring i de tettest befolkede områdene innenfor studieområdet.

Anthropogenic activity has contributed to significant changes in ecosystems over the last century. Freshwater ecosystems are particularly vulnerable to species turnover caused by anthropogenic activities. Several freshwater fish species are experiencing an increase in lake presence at rates previously not possible due to anthropogenic translocations. In order to target conservation and management efforts of freshwater ecosystems, identifying patterns in and causes of species turnover are vital. Yet, knowledge on species turnover and factors driving this is limited. Most studies are conducted on limited spatial and temporal scales. The main objective for this study was to identify changes in lacustrine fish communities on a century time scale in South-eastern Norway, and identify anthropogenic and natural factors that contribute to the observed changes.

The methodological approach for this study was to make use of historical and present large scale freshwater fish inventory data from south-eastern Norway. The combined dataset containing presence/absence data for individual lakes was combined with environmental variables to study changes in community composition, and, which natural and anthropogenic factors contribute to the observed changes.

My findings suggest that the species richness increased over the last century. The increase in species richness was greatest in the densest human-populated areas of the study system. Temperate species had the greatest expansion in the last century. Lake area had a significant positive effect on species turnover, while lake elevation and shoreline complexity index (SCI) had a significant negative effect. Human footprint index (HFI) had no significant effect on species turnover.

My results indicate that both anthropogenic and natural factors contribute to the observed changes in community composition. There was a distinct spatial pattern in species turnover, correlating with the densest human-populated areas of the study system. HFI related parameters may therefore still be biologically significant for species turnover.