A thick shelled river mussel (Unio crassus).

Lea SchneiderAnders Nilsson, and Martin Österling from Karlstad University, and Johan Höjesjö from University of Gothenburg, recently published the scientific article ”Local adaptation studies and conservation: Parasite–host interactions between the endangered freshwater mussel Unio crassus and its host fish in Aquatic Conservation. In the article the authors present a study on thick shelled river mussels (Unio crassus) and their interaction with potential host fishes originating from the same or a different river than the individual mussels. In the abstract they write:

”1. Parasite–host interactions can involve strong reciprocal selection pressure, and may lead to locally adapted specializations. The highly threatened unionoid mussels are temporary parasites on fish, but local adaptation has not yet been investigated for many species.

2. Patterns of local adaptation of one of Europe’s most threatened unionoids, the thick-shelled river mussel (Unio crassus) were investigated. Eurasian minnows (Phoxinus phoxinus) from two rivers (separate drainage areas) were cross-infested in the laboratory with sympatric and allopatric mussel larvae, while bullheads (Cottus gobio), inhabiting only one of the rivers, were infested with sympatric or allopatric mussel larvae. Larval encystment, juvenile mussel excystment and survival were measured.

3. For one river, but not the other, juvenile excystment from P. phoxinus was highest when infested with sympatric mussels. The opposite pattern was found for C. gobio in this river, where juvenile excystment and post-parasitic juvenile survival from allopatric C. gobio were highest. The results thus cannot confirm local adaptation of U. crassus to P. phoxinus in the study rivers, as excystment was not consistently higher in all sympatric mussel–host combinations, whereas there were potential maladaptive signs of U. crassus in relation to C. gobio. There was no loss of encysted larvae 3 days after infestation until juvenile excystment. Most juveniles were excysted between 17 and 29 days after infestation, and the numbers of excysted juveniles increased with fish size.

4. The results have implications for parasite–host ecology and conservation management with regard to unionoid propagation and re-introduction. This includes the need to (1) test suitability and adaptation patterns between U. crassus and multiple host fish species, (2) evaluate the suitability of certain unionoids and host fish strains after more than 3 days, and (3) determine whether large fish produce more juvenile mussels than smaller fish.”

Access the paper here: ”Local adaptation studies and conservation: Parasite–host interactions between the endangered freshwater mussel Unio crassus and its host fish”, or email any of the authors.

I en rapport, och vid ett seminarium på måndag i Arlanda, presenterar Karlstads universitet nu resultaten från ett femårigt forskningsprojekt som undersökt möjligheter till att öka överlevnaden hos nedströmsvandrande laxfisk i Klarälven. I ett pressmeddelande i anslutning till seminariet skriver universitetet tillsammans med Fortum:

Sedan 1930-talet har lekvandrande lax och öring årligen infångats vid första vandringshindret i älven och åkt lastbil förbi den utbyggda delen för att släppas av och möjliggöra naturlig lek på platser ovanför det åttonde kraftverket, Edsforsen. Parallellt sker kompensationsutsättningar av odlad laxfisk nedströms det första vandringshindret för att möjliggöra ett fiske efter lax och öring i Vänern. Den vilda laxfisken skyddas samtidigt genom fredningsbestämmelser.

Karlstad universitet och Fortum har bedrivit forskningssamarbete om lax och öring i Klarälven under många år. Den kumulativa dödligheten hos ung lax under nedströmsvandring och kraftverkspassager har visat sig vara hög. Bland de resultat som redovisas från det senaste projektet påvisades en ännu högre dödlighet för utlekt fisk, där endast enstaka märkta utlekta laxar framgångsrikt passerade alla dammar. Projektet – som riktat in sig på att ge underlag för att förbättra just överlevnaden för laxungar och utlekt lax på vägen från lek – visar också att spill vid kraftverken har stor betydelse för den utlekta laxens passagemöjligheter. Liknande resultat inhämtades, som en del av projektet, för ung lax i Winooski River i USA.

– Kraftverken utgör de facto vandringshinder för fisken, både uppströms och nedströms. I detta forskningsprojekt har vi fokuserat på att få kunskap om laxens vandringsbeteende för att kunna förbättra möjligheterna för fiskens nedströmsvandring. Något som tidigare varit eftersatt, inte bara i Klarälven utan på många platser i världen, säger projektledaren Larry Greenberg på Karlstads universitet.

Projektet föreslår att en ökad överlevnad bland nedströmsvandrande laxfisk skulle kunna åstadkommas genom att fisken leds av från Edsforsens turbinintag och samlas upp för transport förbi kraftverken och sätts ut nedströms Forshaga kraftverk. Eftersom det finns ytterst få exempel på avledare vid kraftverk av Edsforsens storlek och geografiska placering, är samtliga studerade åtgärdsalternativ att betrakta som experimentella och kommer att kräva utvärderingar och modifieringar under en försöksperiod som bör spänna över flera år. Av de sex olika åtgärdsförslag som studerats förordas två lösningar med s k. beta-avledare. Alternativet beräknas kosta ca. 130 milj kr som engångskostnad samt ca. 8,5 milj kr i årliga löpande kostnader.

– Det är viktigt att hitta rätt lösning för rätt vattendrag. Ett exempel på detta är just Klarälven – ett vattendrag med åtta vattenkraftverk från första vandringshinder upp till laxens kvarvarande lek- och uppväxtområden – där vi under senare tid sett en positiv trend för den unika populationen av Klarälvslax. Projektets resultat har nu gett oss viktig kunskap om hur laxstammen i Klarälven ytterligare kan stärkas, säger Marco Blixt som är fiskeansvarig på Fortum.

Av de cirka 8,3 miljoner kr som satsades i projektet mellan år 2012 och 2016 kommer 1,1 miljoner kr från Karlstads universitet, 2 miljoner kr från det EU-finansierade interregprojektet ”Vänerlaxens fria gång” samt ca 5,2 miljoner kr från Fortum: hälften från interna forskningsanslag och hälften från Fortums miljöfond, som finansieras genom försäljningen av Bra miljömärkt el.”

Rapporten finns tillgänglig online här: Förbättrad nedströmspassage för vild laxfisk i Klarälven

 

 

I Klarälven samexisterar bland annat fisk, sportfiske, turism, vattenkraft och frilufsliv i ett område med skogsbruk, industri och jordbruk.

Beatrice Hedelin, forskare med samhällsvetenskaplig inriktning inom NRRV, publicerade nyligen en artikel med titeln ”Participatory modelling for sustainable development: Key issues derived from five cases of natural resource and disaster risk management”. Artikeln presenterar en studie av Participatory Modelling. Det handlar om  ett modell-verktyg som kan användas som stöd för att driva en besluts/planeringsprocess som involverar de som är berörda. För att dels få kunskap om systemet, men även göra beslutsprocessen mer transparent, demokratisk och inkluderande. Det handlar alltså inte bara om att få kunskap om systemet utan om hur modeller kan användas för att bidra till  besluts-/planeringsprocesser. I ett rinnande vatten perspektiv kan till exempel geohydrologiska data (grundvattennivåer, nederbörd, flöden, uttag av vatten, avrinning), biologiska data (förekomst av nyckelarter, siktdjup, pH), ekonomiska data (kostnad för vattenuttag, kostnad för gödsel, inkomster från turismnäring) modelleras tillsammans med information om, och aktivt deltagande från, deltagare såsom allmänhet, kommuner, länsstyrelse, sportfiskeföreningar, lantbrukare/LRF, fastighetsägare, nationella myndigheter, turistförening.

Beatrice Hedelin beskriver själv artikeln: ”Artikeln presenterar en studie där jag och kollegor från Linköpings universitet (Anna Jonsson, numera SMHI), Lunds universitet (Johanna Alkan-Olsson) och Bonn universitet (Mariele Evers) studerar fem fall av s k participatory modelling (deltagande modellering). Participatory modelling (PM) är ett underfält till både participatory planning och environmnetal modelling, där man utvecklar och tillämpar verktyg för att stödja deltagande i planering och förvaltning av naturresurser. Modeller av socio-ekologiska system, som exempelvis ett älvsystem eller ett marint reservat, är centrala delar i verktygen. Modellverktygen är ofta datorbaserade och kan vara av olika sorter, från avancerade matematiska simuleringsmodeller av socio-ekologiska system som kräver mycket data, till verktyg som bygger på en mer förenklad modell av systemen och på olika gruppers förståelse av hur systemen fungerar, exempelvis vilka konsekvenser ett visst uttag av fisk skulle få.

De fem fall som analyseras i studien är alla relativt omfattande forskningsprojekt i Sverige, EU och Indien som rör PM inom naturresurs- och naturriskhantering. Genom att analysera de medverkande forskarnas kunskaper och erfarenheter från fallen bidrar studien till att identifiera kritiska frågor för fortsatt forskning inom PM. Studien indikerar att det finns en stor potential inom PM att stödja kunskapsintegrering och lärande hos de som är involverade i processerna, om de socio-ekologiska systemen som studeras och om förståelser av dem. Dessutom stödjer de studerade fallen transparens i beslutsprocesserna. De studerade fallen indikerar vidare att det finns ett stort behov av forskning och utveckling vad gäller PM:s förmåga att stödja helhetssyn m a p organisering, exempelvis genom att skapa strukturer för organisatoriskt lärande eller för att koppla samman PM-processen med dess politiska och organisatoriska sammanhang. Dessa frågor är tätt kopplade till möjligheten att implementera PM i praktiken.”

Läs abstrakt till artiklen här. Saknar du tillgång till tidskriftens innehåll, kontakt någon av författarna.

Dammutrivning i Nianån

Posted by Daniel Nyqvist | Dam removal

NRRV bedriver just nu flera studier av ekologiska effekter av dammutrivningar. I en studie undersöks ekologin i Gnarpån och Nianån (båda i Hälsingland) före och efter utrivningen av flera dammar. En mängd lokaler undersöks före och efter dammutrivningarna, både i de aktuella vattendragen och i opåverkade kontroller (Åtjärnsbäcken). Lokaler elfiskas för att studera förändringar i fisksamhället, bottenfauna provtas, vattenhastigheter, vattenkemi och bottensubstrat mäts in och landväxter inventeras. Dessutom har gruppen tagit vävnadsprover av fisk, flodpärlmussla, alger, terrestra växter, spindlar och akvatiska invertebrater för att undersöka förändringar i älvnärvaron av marina (eller bräkta) näringsämnen på olika platser i näringsväven.

Förra veckan revs dammen vid Sofieholms kraftverk i Nianån. Jessica Dolk är fältassistent i projektet och rapporterar om dammrivningen:

”Runt lunchtid torsdagen den 24/8 tog grävmaskinen sin första ansträngning för att avveckla Sofieholms kraftverk som utgjort ett vandringshinder i Nianån sedan 1909. Efter att smidigt tuggat sig igenom tuben var det dags att riva ut den gamla dammen. Många hade samlats för att följa händelseförloppet, både lokalbefolkning och sportfiskare, samt media.

Innan man rev dammen och släppte på vattnet elfiskades den gamla torrfåran (som nu blir huvudfåran) och fåran nedanför kraftverket för att sumpa fisken för att sedan släppa tillbaka den. SVTs Mitt i naturen fanns på plats, så också Sportfiskarna som följde utrivningen med kameror, både från land och från luften med en drönare. Detta för att göra en film om avvecklingen av det gamla kraftverket

Nianån hyser stora biologiska värden och genom utrivning och återställning gynnas b la havsöring, flodnejonöga, sik och andra vandrande arter, samt stationära organismer. Projektet med avvecklingen som nu alltså står klart ger havsöringen tillgång till tusentals kvadratmeter lekbottnar.

I och med avvecklingen kommer även ett tre hektar stort naturreservat att bildas.”

Dammen vid Sofieholms kraftverk i Nianån rivs.


En spindel av släktet Dolmedes, funnen under provtagningarna.


Denis Lefage och Rachel Bowes provtar evertebrater.

NRRV i media

Posted by Daniel Nyqvist | Nyheter

Under sommarmånaderna har NRRV-forskares arbete eller expertis uppmärksammats i olika media. Hallandsposten skrev om passagestudier med ålyngelstudier i Laholm och intervjuade Jonas Elghagen, Lutz Eckstein intervjuades angående den invasiva lupinen i Värmlands Folkblad,och en av Anders Nilssons senaste artiklar – om hur mört-braxen-hybrider är känsligare för predation än braxen och mört –  uppmärksammades av The Economist.

The principle behind downstream fish passage solutions using low sloping intake racks. The fish is swept and guided a long a beta rack to a bypass at the racks downstream end.

Hydropower dams block migration routes and disrupt longitudinal connectivity in rivers, thereby posing a threat to migratory fish species. Various fish passage solutions have been implemented to improve connectivity with varying success. For downstream migrating fish, low sloping turbine intake racks are used to guide fish to bypasses. Current knowledge, however, is based on hydropower plants with intake capacities <72 cms. There is also a trade-off between electricity generation and fish guidance (smaller bar spacing – better for fish, larger bar spacing – better for hydropower). Currently, gap widths/bar spacings of 10-20 mm are recommended but behavioral guidance effects open up the possibility of larger bar spacings.

During the autumn, Karlstad University in collaboration with Vattenfall and NINA will, experimentally study the behavior and passage performance of downstream migrating eels approaching a variety of low sloping intake racks. The experiments will be conducted in a new large experimental flume – Kungsrännan – at Vattenfalls laboratory in Älvkarleby. We will study the passage behavior and performance of eels for alpha racks – inclined from the bottom up – and beta racks – angled from one side of the channel to the other – with different gap-widths (10-30 mm).

For this, we are looking for one or two interested and ambitious laboratory assistants to join us in Älvkarleby. The assistants will be salaried and needed from September to November. Housing in the area can be provided. Are you interested in joining us? Contact Olle Calles or Daniel Nyqvist for more information.

On 28-29 August, 2017, a workshop on ”Research and Teaching for Sustainability and Stewardship will be organized at Karlstad University. The workshop’s goals are to ”introduce sustainability and stewardship topics to faculty and students at Kau and to develop research and teaching collaborations for future projects.”  The first day will be spent on presentations about international perspectives of sustainability and stewardship. On the second day Karlstad University’s Education for Sustainable Development and Service Research Center research groups will present some of their related research. See detailed schedule below:

Monday 28 August

13.15: Ricardo Rozzi, University of North Texas, USA & Universidad de Magallanes, Chile: Earth Stewardship and biocultural ethics”

13.45: Shan Gao, Soochow University, China: ”Environmental Ethics: A perspective from China”

14.15: Maria Teresa LaValle, UNTREF/SADAF, Argentina: ”A perspective from Argentina”

14.45: John Piccolo, KAU: ”A moral compass for planetary boundaries”

15.15: Coffee break

15.45 – 17.00 Discussions 

Tuesday 29 August

10.00: Niklas Gericke, KAU: ”The effect of education for sustainable development in the Swedish school system”

10.30: Teresa Berglund/Daniel Olsson, KAU: ”Case studies in Education for Sustainable Development”

11:00: Bo Enquist & Samuel Petros Sebhatu, KAU: “Stewardship and Hyper norms for Systemic Governance in Global Society”

11.30: Discussions

12.00: Lunch

13.15-15.00: Discussions

All talks will be given in Room 5F322, at Karlstad University. Everyone is welcome to attend the workshop. Register to john.piccolo@kau.se if you wish to attend.

Rachel Bowes has recently joined the NRRV-research group. Here she writes about her previous work and what she intends to do as a postdoc at Karlstad University:

rachel3

Rachel Bowes (right) with Brendan Martin, sampling algae.

”Hello! I’m Rachel Bowes and I am so excited to be joining NRRV! I just wanted to take a moment and tell you a little about me and my previous research. I have always had a deep appreciation and fascination for the natural world, and this has developed over the years into an insatiable desire to learn everything I possibly can about it. Not only do I want to discover, but I want to share these findings with everyone, and protect the Earth that I care about so much.

I completed my doctorate in May 2016 from the Department of Ecology and Evolutionary Biology at the University of Kansas (KU). My dissertation was entitled: Temporal Analysis of River Food Webs. Rivers and their tributaries are the arteries of the planet, pumping freshwater to wetlands and lakes and out to sea. Understanding energy flow up trophic levels, nutrient cycling pathways, and relative importance of terrestrial and aquatic carbon sources supporting aquatic consumers in large river food webs is essential in planning for wildlife conservation, environmental protection, and floodplain management. The principal goal of my dissertation was to understand better the factors controlling the complexity of river food webs through time.

rachel

Rachel Bowes (right) with Holly Lafferty, seining for fish in the Kansas River.

At a shorter time scale, I first looked at how season and food availability affect fish in rivers. I employed bulk tissue stable isotope analysis to determine trophic position of fish in the field, over different seasons, and fish in the lab, under different amounts of nutrient stress.

In the remaining chapters of my dissertation, I utilized a new technique, applying nitrogen and carbon stable isotope analysis of amino acids to samples to determine trophic position and carbon food sources over time.  First, I demonstrated the utility these new methods in a controlled feeding experiment in the laboratory, determining fish trophic positions. I showed that the new methods seemed to offer more accuracy and precision in trophic position estimates when compared to more traditional methods of bulk tissue isotope analysis. With these new analytical methods, I proposed multidimensional metrics for use with compound specific analyses of food webs, as well as other multidimensional community measures (e.g., fatty acids, ordinal traits). Then, I evaluated long-term historical changes in trophic position and food sources of fish museum specimens using amino acid stable isotope analyses of both the Mississippi and Ohio rivers.

rachel2

Rachel Bowes (right) in the laboratory at University of Kansas.

Rivers are among the most extensively altered ecosystems on earth. Over 60% of the world’s large river basins are now affected by dams for irrigation, urban development, navigation, and energy production. Many countries are recognizing the negative implications of these impoundments and are now actively removing dams. For my post-doc research here at Karlstad, I will be using my expertise in stable isotopes to look at river connectivity and the implications of dam removal on river ecosystems. There are several potential facets that we will be looking at, including fish movement, population genetics, and transfer of nutrients from marine to freshwater to terrestrial ecosystems. Stay tuned for more developments coming soon!

If you want to follow my current research and its progress, learn more about specific projects I have been involved in previously, or read about my diverse teaching experiences, please visit my website: rebowesecology.com. You can also follow me on Twitter @EcologyRachel.”

2012-08-15 14.06.19

River Klarälven, Värmland, Sweden.

A position as ”Senior lecturer in biology with specialisation in landscape ecology” is open for applicants at Karlstad University. The position is full time and permanent employment. It ”…involves teaching ecology at the undergraduate level, teaching specialisation courses in conservation biology, evolutionary biology or behavioural ecology, as well as relevant courses at the Master level – primarily in conservation biology. The successful applicant may also be required to teach courses in the teacher education programme or other courses in the biology programme. The position also involves complementing the research already conducted in the biology group, as well as supervising future doctoral students. We expect the successful applicant to develop new externally funded research projects together with researchers in the River Ecology and Management research group. Cooperation with the education research group SMEER is also possible…”

Last day of application is 2017-09-30. Read more about the position, and apply, on kau.se.

A graduate student position (licentiate) in the field stream fish ecology and habitat use, is now open for applicants at Karlstad University. The position is a full time position for 2 years within the River Ecology and Management (NRRV) group at the Department of Environmental and Life Sciences. Read more about the position on kau.se.