Lophelia pertusa in Norwegian waters. What have we learned since 2008?

Abstract

Järnegren, J. & Kutti, T. 2014. Lophelia pertusa in Norwegian waters. What have we learned since 2008? – NINA Report 1028. 40 pp. This report was requested by the Norwegian Environment Agency as a platform of knowledge to evaluate Lophelia pertusa as a possible “selected nature type” (utvalgt naturtype). It is a literature review that summarizes available knowledge since 2008 on Lophelia pertusa biology, ecosystem structure and functioning. In addition, existing knowledge on the response of Lophelia to the effects of increased ocean temperature and acidification and expanding industrial activities are described. Lophelia pertusa (Linné, 1758) is a common stony coral, which forms extensive reefs in deep waters around the world. It has a wide range of tolerance, but is most abundant where bottom water temperatures range between 6-9°C, salinity is around 35, and with oxygen levels of 6.0- 6.2 ml/L. “High quality” coral sites, such as most of the Norwegian Lophelia habitats, are associated with bottom waters with Dissolved Inorganic Carbon (DIC) values <2170 µmol/kg and within a seawater density envelope of 27.35-27.65 kg/m3 . Lophelia does not contain photosynthetic symbionts but feeds on zooplankton, phytoplankton, bacteria and Dissolved Organic Material (DOM), depending on their availability. Most Norwegian Lophelia reefs seem to depend mainly on zooplankton for feed. The occurrence of Lophelia varies from scattered colonies or groups of colonies to vast reef complexes (such as the Røst and Sula reefs). Lophelia is distributed along most of the Norwegian coast, with the highest densities occurring on the continental shelf north of Stadt up to Lofoten and along the coasts and fjords of Møre og Romsdal and Trøndelag. Lophelia has a linear polyp extension rate of approximately 10 mm year-1 and the growth of a reef can amount to 5 mm year-1 . All reefs in Norwegian fjords and on the shelf have been formed after the retreat of the ice-sheet and the oldest reefs are around 8000 years. The Lophelia reefs are regarded as hot spots for biodiversity and carbon cycling. The reefs are inhabited by a high number of invertebrates and seem to act as preferred habitat also for some common demersal fish. In the reefs carbon remineralization can be elevated by up to 25% compared to “normal” shelf sediments. Thus, Lophelia plays a key role in benthic ecosystems in Norwegian waters. Lophelia ecosystems have come under increasing anthropogenic pressure due to releases of suspended particles from the aquaculture-, oil and gas-, mining- and bottom trawling industry. Changes in ocean temperature and the ongoing acidification will act as additional stressors on Lophelia ecosystems. Ocean acidification is considered the most serious threat. Lophelia appears to cope quite well with moderate sedimentation events. Laboratory studies have shown that the short-term cost of this appears to be low on adults but appears highly detrimental for larvae. Further, laboratory studies have shown that Lophelia resists realistic near-future increases in pCO2 levels reasonably well. However, there might be substantial negative effects on the reef structure. Although studies indicate that Lophelia appears to handle single stressors over short time periods quite well, additional effects could be detrimental. It is considered urgent to learn more on the effects of multiple stress factors and long-term exposure to stressful conditions. Of all known Lophelia occurrences in the world, 30% are from the Norwegian shelf giving Norway a special responsibility in managing this species and the ecosystem it creates.

Järnegren, J. & Kutti, T. 2014. Lophelia pertusa in Norwegian waters. What have we learned since 2008? – NINA Report 1028. 40 pp. Denne rapporten er bestilt av Miljødirektoratet og skal være et kunnskapsgrunnlag for å evaluere Lophelia pertusa som en mulig utvalgt naturtype. Den består av en litteraturgjennomgang som oppsummerer tilgjengelig kunnskap siden 2008, om biologi, økosystemstruktur og funksjon hos Lophelia. I tillegg beskriver rapporten eksisterende kunnskap om artens respons til økt temperatur og forsuring av havet og økt industriaktivitet. Lophelia pertusa (Linné, 1758) er en vanlig steinkorall, som danner utstrakte rev på dypt vann overalt i verden. Den har bred toleranse, men er mest utbredt i områder der vanntemperaturen på bunn ligger mellom 6-9°C, saliniteten rundt 35 og oksygennivået er 6.0-6.2 ml/L. Korallområ- der med «høy kvalitet», sånn som mesteparten av de norske Lophelia habitatene, er karakterisert av bunnvann med konsentrasjoner av løst uorganisk karbon på <2170 µmol/kg og tetthet mellom 27.35-27.65 kg/m3 . Lophelia inneholder ikke fotosyntetiserende symbionter, men lever av zooplankton, fytoplankton, bakterier og løst organisk materiale, avhengig av hva som er tilgjengelig. De fleste norske revene av Lophelia ser ut til å hovedsakelig leve av zooplankton. Utbredelsen av Lophelia varierer fra spredte kolonier eller grupper av kolonier til vidstrakte revkomplekser (som revene på Røst og Sula). Lophelia finnes langs mesteparten av norskekysten, med de høyeste tetthetene på kontinentalsokkelen nord for Stadt og opp til Lofoten, og langs kysten og fjordene i Møre og Romsdal og Trøndelag. Lophelia har en lineær vekst på omtrent 10 mm per år og veksten av et rev kan utgjøre omtrent 5 mm per år. Alle rev i norske fjorder og på sokkelen har blitt dannet etter tilbaketrekningen av isen etter siste istid og de eldste revene er omtrent 8000 år gamle. Lophelia-revene er ansett for å være «hotspots» for biodiversitet og karbonomsetning. Revene er bebodd av et høyt antall virvelløse dyr og ser ut til å være det foretrukne habitatet for noen av de vanlige artene av bunnlevende fisk. På revene kan karbonomsettingen være forhøyet med inntil 25 % sammenliknet med «normale» sokkelsedimenter, derfor spiller Lophelia en nøkkelrolle i bentiske økosystemer i norske farvann. Lophelia-økosystemer har blitt utsatt for økt menneskelig påvirkning på grunn av utslipp av suspenderte partikler fra havbruksnæringa, olje- og gassutvinning, gruvedrift og bunntråling. Endringene i vanntemperatur og pågående havforsuring vil bety en ekstra belastning på Lophelia. Havforsuring er ansett som det største trussel. Lophelia ser ut til å håndtere moderate sedimenteringshendelser rimelig bra. Laboratorieforsøk har vist at korttidskostnadene av dette er lave for voksne individ, men øke sedimentering ser ut til å være meget skadelig for larver. Videre har laboratorieforsøk vist at Lophelia kan tåle realistiske økninger i pCO2-nivåer relativt bra. Imidlertid kan det være vesentlig negativ effekt på rev-strukturen hvis det døde skjelettet løses opp. Selv om undersøkelser indikerer at Lophelia kan håndtere en enkelt stressfaktor over kortere tidsperioder bra, kan påvirkning fra flere faktorer samtidig likevel være skadelige. Det anses som nødvendig å lære mer om effektene av flere påvirkningsfaktorer og langtidseffekter av stressende miljøforhold. Av alle kjente forekomster av Lophelia i verden er 30 % å finne på den norske kontinentalsokkelen, noe som gir Norge et spesielt ansvar for å forvalte denne arten og økosystemene den skaper.