Deilan sem af­hjúpar tóma­rúm í vísindum Haf­ró

Nútíma veiðiráðgjöf þarf að fanga hitafar, strauma og samspil tegunda. Gervigreind sem sér mynstur í tíma og rúmi.

Ritdeila Björns Ólafssonar og Hafró um loðnuna er í raun deila um hvernig við skiljum vistkerfið í heild. Báðir benda á mikilvæg atriði en hvorug nálgunin nær ein og sér utan um hitafar, göngur og samspil innan vistkerfisins. Staðreyndin er sú að við tökum enn stórar ákvarðanir um nytjastofna við landið með líkönum sem fanga illa þetta samspil. Þegar hafið hlýnar og fiskurinn færist verða ráðleggingarnar að færast með.

Íslensk sjávarútvegur byggist ekki aðeins á einni veiðitegund heldur á fjölbreyttri samsetningu nytjastofna sem tengjast í flókinni fæðukeðju. Íslendingar veiða loðnu, síld, þorsk, ýsu, ufsa, karfa, makríl, grálúðu og fleiri tegundir. Þessar tegundir eru ólíkir hlekkir í vistkerfi Norður‑Atlantshafs. Uppsjávartegundir sem flytja orku frá svifinu til hærri stiga fæðukeðjunnar eru bráð annarra tegunda sem halda stofnum í skefjum. Þessar veiðar eru burðarás í efnahag landsins og vistfræðileg viðkvæmni þeirra kallar á öguð vísindi og opna umræðu.

Breyttar vistkerfisaðstæður og áhrif á stofna

Hlýnun hafsins og breytingar á hafstraumum hafa þegar breytt framboði og hegðun fiskistofna. Skýrsla ICES (International Council for the Exploration of the Sea) um vistkerfi við Ísland lýsir hvernig óstöðug staðsetning hafsskila, milli kaldra heimskautastrauma og heitra Atlantshafsstrauma veldur breytilegu umhverfi[1]. Undanfarin ár hafa hlýrri Atlantshafsstraumar verið ríkjandi og leitt til ýmissa breytinga. Makríll hefur aukið útbreiðslu sína í íslenskri lögsögu, loðna hefur fært sig vestar á hrygningarsvæðum og norsk vorgotssíld hefur dreift sér norður og austur fyrir Ísland í fæðuleit[1]. Hlýnun neðri sjávarlaga hefur einnig valdið færslu botnfisks norður, svo sem ýsu, skötusels, löngu og keilu á meðan tegundir sem þola kaldari sjó fara til baka[1]. Þetta sýnir að umhverfisbreytur eins og hitastig eru mikilvægar fyrir útbreiðslu og aðgengi að nytjategundum.

Aðrir stofnar hafa þolað hrun og síðan bata þegar vistkerfið breyttist. Rækjumið norðanlands hrundu um aldamótin 2000. Skýrslur ICES benda til að samspil hækkandi hitastigs, mikilar veiði og aukins þrýstings vegna rányrkju frá þorskinum hafi leitt til hrunsins[1]. Þrátt fyrir þessar áskoranir hafa stjórnvöld og Hafrannsóknastofnun gripið til markvissrar veiðistjórnunar fyrir helstu stofna okkar eins og þorsk, ýsu, ufsa, karfa og síld. Hafa veiðihlutföll verið lækkuð að eða niður fyrir FMSY (FMSY er markmiðsstig veiðidánartölu/veiðiþrýstings sem á að skila hámarks sjálfbærri langtímaafkomu) og hrygningarstofnar vaxið í kjölfarið[1]. Hér má sjá að vistkerfisbreytingar og veiðistjórnun vinna saman og geta byggt upp stofna eða valdið hruni þeirra.

Vistkerfisleg samspil milli tegunda

Hafið er vistkerfi þar sem stofnar eru háðir hver öðrum. UArctic kennsluefni (Háskólinn á norðurslóðum) um lífríki norðurslóða bendir á að margar lykiltegundir norðlægra hafsvæða sýni árstíðabundnar göngur sem tengjast hafís og kuldaskilum, þó á ólíkan hátt eftir tegundum og hafsvæðum[2]. Í vistkerfinu tengja loðna og síld frumframleiðslu við stofna ofar í fæðukeðjunni enda eru þær bráð fyrir þorsk og annan ránfisk og jafnframt fæðubanki fyrir hvali og sjófugla[2]. Þegar loðnu- eða síldarstofnar eru stórir getur þorskur og sjófuglar þrifist en þegar stofnarnir veikjast neyðast ránfiskar til að snúa sér að örsmáum svifdýrum eða svelta ella[2].

Þorskurinn gegnir lykilhlutverki sem einn mikilvægasti ránfiskur Norður-Atlantshafsins og nýtir meðal annars loðnu og síld sem orkugrunn. Þorskstofninn heldur jafnvægi í samfélagi botnlífvera og nýtir smáfisk eins og loðnu og síld sem orkuuppsprettu. Nýleg fræðigrein í Frontiers in Marine Science lýsir því hvernig þorskur er ríkjandi ránfiskur í Barentshafi og að smáar pelagískar tegundir, einkum loðna og síld, tengi frumframleiðslu við hærri lög fæðukeðjunnar. Hafspendýr eins og selir og hvalir eru aftur ofan á píramídanum[3]. Samspil milli ránfiska og þeirra fiskistofna sem þeir herja á er því viðkvæmt. Þegar smástofnar hrynja eða breytast getur þorskstofninn minnkað og fiskveiðar hrunið. Samanlögð vistkerfisþekking bendir til að beiting einstofnalíkana, sem líta aðeins á stærð eins stofns, geti gefið ónákvæma ráðgjöf þegar samspil tegunda er sterkt.

Ágreiningur um túlkun gagna

Þessi flóknu vistkerfi voru umfjöllunarefni nýlega í blaðagrein. Höfundurinn Björn Ólafsson útgerðartæknir gagnrýndi í grein sinni að loðnuveiðar hefðu verið of miklar og að hrun loðnustofna hefði dregið þorskinn með sér. Björn segir að loðnan sé lykilhlekkur í orkuflutningum til þorsks og að ofveiði á loðnu, knúin af skammtímahagsmunum, hafi gert uppbyggingu annarra nytjastofna erfiðari [4]. Björn heldur því einnig fram að ráðgjöf Hafró sé í stöðugri endurskoðun, byggðri á formúlum sem breyttust eftir á og vanræktu vistfræðilegt samhengi[4]. Björn telur að þegar sókn í loðnu væri mikil hlyti þorskstofninn að minnka og gagnrýnir stjórnvöld fyrir að líta á loðnu of þröngum augum[4]. Slík gagnrýni nær þó aðeins til hluta þess sem við er að eiga, hún lítur fram hjá því að fleiri stofnar skipta máli og að þáttur umhverfisins og veiðistjórnunar sé einnig stór.

Guðmundur J. Óskarsson og Jónas P. Jónasson, sérfræðingar hjá Hafrannsóknastofnun, svöruðu með grein þar sem þeir spurðu hvort loðnuveiðar hefðu afgerandi áhrif á þorsk og hvort loðna væri ofveidd[5]. Þeir tóku saman gögn frá Íslandsmiðum, Barentshafi og Nýfundnalandi og komust að því að stærð þorskstofna sé aðallega mótuð af veiðihlutfalli og umhverfisbreytingum en ekki beint af loðnuveiðum[5]. Þeir bentu á að þorskstofninn hafi minnkað verulega þegar mikil veiði var á honum, án tillits til loðnuveiða. Þegar loðnuveiðum var síðan sleppt styrktist þorskstofninn ekki endilega[5]. Þeir undirstrikuðu að loðna væri ekki ofveidd við Ísland samkvæmt mælingum og að hrygningarstofninn ætti að geta myndað sterka árganga[5]. Þetta svar sýnir að Hafró byggir ráðgjöf sína á einstofnalíkönum sem miðast við veiðihlutfall og aldursdreifingu.

Þrátt fyrir trausta gagnasöfnun Hafró hafa sumir gagnrýnendur bent á að umhverfisbreytur séu ekki hluti af ríkjandi líkum. Rannsókn á dreifingu fisktegunda á hafsvæðum umhverfis Ísland sýnir að 1 °C hlýnun getur fært landfræðilegan miðpunkt 72 % tegunda sem breytir aflahorfum og aðgengi til lengri tíma[6]. Ef spálíkön taka ekki tillit til hitastigs og breytinga á hafstraumum geta þau misreiknað leiðir fiskistofna. Benda má á að notkun hefðbundinna líkangerða getur ekki fangað útbreiðslu makríls eða vesturgöngu loðnu[1]. Að auki hefur lægri veiðiþrýstingur á ránfiska eins og þorsk víða skilað sér í stærri hrygningarstofni [4]. En það segir aðeins hálfa söguna, stofn getur vaxið í hagstæðu hitafari með góðu fæðuframboði og staðnað eða dalað þegar vistkerfið breytist, jafnvel þótt veiðar séu hófstilltar. Þess vegna verður deilan milli Björns og Hafró svo þrálát, annars vegar er lögð áhersla á fæðuvefinn og bráðina, hins vegar á mælingar og stjórnun veiðiþrýstings. Bæði sjónarhorn eru nauðsynleg en hvorugt nægir eitt og sér.

Ný gervigreindartól og vistkerfisnálganir

Til að takast á við þessar áskoranir hafa rannsóknir á Íslandi horft til nýrra spátækni. Í nýlegri grein kynnum við, Altair Agmata og Svanur Guðmundsson, CATCH-aðferðina Convolutional-LSTM Approach for Temporal Catch Hotspots sem spáir fyrir um aflaþéttleika í tíma og rúmi [7]. Við bendum á að ákvarðanir á miðunum byggjast enn oft á reynslu og leit, enda ná hefðbundnar spár illa utan um flókin og breytileg hreyfimynstur fiskistofna[7]. CATCH vinnur úr gögnum sem innihalda dýpi, botnhita, tíma dags og veiðigögn til að búa til nákvæmar spár um aflaþéttleika[7]. Þessi nálgun tekur beint tillit til umhverfisbreyta sem hafa áhrif á dreifingu tegunda og gæti því stutt við vistkerfismiðaða ráðgjöf. Fyrstu tilraunir sýna að slíkar aðferðir geta fækkað nauðsynlegum leitarsvæðum og aukið sjálfbærni[7].

Hvert stefnum við?

Umræðan um nytjastofna Íslands sýnir að við þurfum að horfa út fyrir einstaka tegund og skoða vistkerfið sem heild. Björn Ólafsson leggur áherslu á að mikilvægi loðnunnar liggi í orkuflutningum í vistkerfinu, þar sem hún umbreytir svifi og smákrabbadýrum í næringu fyrir ránfiska eins og þorsk[4], en um leið verður hann að viðurkenna að ránfiskar, umhverfi og veiðistjórnun eru stórir drifkraftar[5]. Hafrannsóknastofnun þarf að þróa líkön sem samþætta hitastig, strauma og samspil tegunda. Ekki aðeins til að svara gagnrýni heldur til að tryggja rétta ráðgjöf í breyttu loftslagi[6]. Ný gervigreindartól eins og CATCH benda til þess að við getum safnað og greint gögn á mun víðtækari hátt en áður[7].

Til að tryggja sjálfbærar veiðar þurfa stjórnmálamenn, sjómenn, vísindamenn og almenningur að sameinast um vistkerfisnálgun þar sem allir nytjastofnar og umhverfisbreytur eru skoðaðar í samhengi. Með því að auka gagnsæi, nýta nýjustu mælingar, innleiða gervigreind og beita veiðistjórnunaraðferðum sem taka mið af vistkerfinu getum við tryggt að vistkerfi Norður‑Atlantshafsins haldist líflegt og þjóni samfélögum okkar til framtíðar.

Höfundar eru Svanur Guðmundsson sjávarútvegsfræðingur og framkvæmdastjóri Bláa hagkerfisins ehf. og Altair Agmata gagnavísindamaður og AI-verkfræðingur.

[1] Icelandic Waters ecoregion – Ecosystem overview

https://www.hafogvatn.is/static/files/2022_2/ecosystemoverview_icelandicwaters_2021.pdf

[2] Module 11 Living Resources in the Arctic Marine Environment

https://www.uarctic.org/media/334493/mod11_7n0vV.pdf

[3] Frontiers | Comparative Modeling of Cod-Capelin Dynamics in the Newfoundland-Labrador Shelves and Barents Sea Ecosystems

https://www.frontiersin.org/journals/marine-science/articles/10.3389/fmars.2021.579946/full

[4] Björn Ólafsson Á atvinnuvegaráðherra von á kraftaverki?, ? - Vísir

https://www.visir.is/g/20252822350d/a-atvinnuvegaradherra-von-a-kraftaverki-

[5] Loðnu­veiðar og stærð þorsk­stofna - Vísir

https://www.visir.is/g/20262832628d/lodnuveidar-og-staerd-thorskstofna

[6] Shifting fish distributions in warming sub-Arctic oceans - PMC

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7536214/

[7] Convolutional-LSTM approach for temporal catch hotspots (CATCH): an AI-driven model for spatiotemporal forecasting of fisheries catch probability densities - PMC

https://academic.oup.com/biomethods/article/10/1/bpaf045/8155128

Frekari greinargerð með þessari grein er hér að finna:

https://www.arcticeconomy.com/post/deilan-sem-afhjúpar-tómarúm-í-vísindum-hafró