Lakselus en trussel for villaksen

Transkript

1 Lakselus en trussel for villaksen Lars Asplin, Karin Boxaspen og Anne Dagrun andvik*, *Universitetet i Bergen Resultater fra numeriske beregningsmodeller for spredning av lakselus i ognefjordområdet viser at lakselusa har en evne til å spre seg over store områder. Dermed kan den utgjøre en stor trussel for vill laksefisk. Evnen til å spre seg vil også være et problem for oppdrett, da oppdrettsanlegg med lakselusproduksjon potensielt kan eksportere smitte til anlegg langt vekk. Lakselus Lepeophtheirus salmonis Lakselus er en parasitt som sitter på laks og sjøørret. Den spiser på fiskens slim, hud og blod. Fisken blir stresset, får problemer med saltbalansen og er mer utsatt for infeksjoner. Om en laksesmolt har mer enn lakselus på seg, er den så svekket at den sannsynligvis ikke vil overleve oppholdet ute i havet før den skal returnert til elva for å gyte. Lakselus er et stort problem både for oppdrettsfisk og villfisk. Årlig verditap i orge er flere hundre millioner kroner. Lakselusas livssyklus består av ti stadier. I de tre første driver lakselusa fritt i vannmassene uten å ta til seg næring. I stadium 3 er lakselusa infektiv og i stand til å sette seg på en laksefisk. Hvor lenge stadiene varer avhenger av temperaturen på den måten at relativt kaldere vann gir lenger varighet. Ved 8 C vil det ta ca 4.5 dager fra klekking til lakselusa er infektiv, og de kan etter dette være infektive i helt opp til 23 dager. For 12 C er de tilsvarende tallene ca. 2.5 og 13 dager. Det vil si at ved 8 C kan lakselusa spre seg i nesten en måned, mens ved 12 C er den mulige spredningsperioden redusert til det halve. Med de typiske strømhastighetene i vestnorske fjordområder, betyr det at lakselusa kan bli fraktet flere hundre kilometer vekk fra klekkingsstedet mens den er i stand til å infisere laks. trømmen i kyst- og fjordområdene trømmen av vannet i fjordene og kystområdene kan på mange måter sammenlignes med været i atmosfæren. Begge er karakterisert av relativt hurtige og uforutsigbare skiftninger. pesielt for forholdene i kyst- og fjordområdene er at mange krefter virker samtidig på vannmassene. Vinden er en viktig drivkraft som skaper strøm. En annen viktig drivkraft er tidevannet, som sammen med komplisert topografi kan skape svært sterke lokale strømmer (f.eks. i trange sund). tor tilførsel av ferskvann til fjordene fører til lagdeling i vannmassene, og vi får ofte forholdsvis sterke strømmer forbundet med indre bølger og med transport av ferskvann i et overflatelag. Bredden av fjorden er vesentlig når det gjelder hvordan strømmene utvikles. I fjorder bredere enn ca. 1 km vil jordrotasjonen styre strømmen mot høyre. På kysten og kontinentalsokkelen er strømmene i stor grad del av Den norske kyststrømmen. Den norske kyststrømmen frakter forholdsvis lett (ferskt) vann fra kagerrak og nordover langs norskekysten. Typisk for denne strømmen er store variasjoner i retning og styrke. Til tider er det også en stor utveksling av vann mellom fjordene og kystfarvannet, slik at det er nødvendig å kjenne strømforholdene i kystfarvannet for å finne strømforholdene inne i fjordene. umerisk modellering av sirkulasjonen i fjordene Basert på havets fysiske lover, kan en beregne strøm, saltholdighet og temperatur med såkalte numeriske havmodeller på datamaskiner. iden en tross alt bare kan foreta et begrenset antall beregninger, må vannvolumet en skal simulere stykkes opp i en rekke mindre volumelementer som til sammen utgjør et tre-dimensjonalt rutenett (et såkalt numerisk gitter). Modellen beregner derfor middelverdier av de fysiske parameterne for hvert av disse volumelementene, som til sammen utgjør det totale bildet. For havområder (store geografiske områder) har disse volumelementene gjerne en horisontal utstrekning på 20x20 km (og en sier at modellen har en oppløsning på 20 km). Vertikal utstrekning av volumelementene varierer fra noen cm (nær overflaten) til flere hundre m (nedover i dypet). Modellens oppløsning vil begrense hvor detaljert resultatet blir, slik at detaljer i fysikken 144 HAVET MILJØ 2002

2 Aktuelle tema med utstrekning mindre enn to ganger oppløsningen ikke kan beskrives. kal vi bruke en numerisk havmodell for å beregne strømmene i fjordområder har vi to utfordringer. For det første bør modellen dekke et så stort geografisk område at en får beregnet strømmene ute i For å beregne lakselusspredning har vi satt opp en numerisk havmodell for ognefjorden (ognefjordmodellen). I dette oppsettet har vi har brukt detaljer om topografi og lokale drivkrefter (tidevann, ferskvannsavrenning og vind). Horisontal oppløsning for ognefjordmodellen er 800 m. For å inkludere utvekslingen av vann mellom ognefjorden og kysten utenfor, er det nødvendig først å simulere hele ordsjøen med en forholdsvis grov modell og deretter Vestlandskysten med en litt finere modell (Figur 6.61). Vinden i fjordene Vinden er en av de viktigste drivkreftene som lager strøm i fjordene. Dette foregår både direkte ved at vinden dytter vannet i overflatelaget av gårde, og indirekte ved at dette vannet lager oppstrømning eller nedstrømning langs land og som skaper strøm via indre bølger. Vinden bidrar også til å blande vannet i de øvre vannlagene. Figur 6.61 Bunndyp og geografi sk utbredelse for de tre modellene som brukes ved beregning av strøm og vannmassefordeling i ognefjorden. Den groveste modellen har en oppløsning på 20 km og dekker ordsjøen. Den mellomste modellen har en oppløsning på 4 km og dekker kagerrak og Vestlandskysten (oransje fi rkant). ognefjordmodellen (grønn fi rkant) har den fi neste oppløsningen som er på 800 m. Bottom topography and model domains for the three numerical models used for the production of currents and hydrography in the ognefjord. The largest model has a resolution of 20 km and covers the orth ea. The middle model has a resolution of 4 km, covering the kagerrak and the coast of western orway (orange square). The resolution of the ognefjord model is 800 m (green square). Vinden ute på det åpne havet er bestemt av høytrykk og lavtrykk i atmosfæren. Vindens retning og styrke endres forholdsvis lite over store avstander i åpent hav. På Vestlandskysten blåser det vanligvis enten nord eller sør langs kysten. I fjordene vil fjellene påvirke vinden, og inne i fjorden vil vinden som regel blåse i fjordretningen. Om det vil blåse inn eller ut fjorden kan vi ikke alltid forutsi på grunnlag av kystvinden. kystfarvannet som påvirker utvekslingen av vann med fjordene. For det andre bør den romlige utstrekningen av volumelementene i modellen være liten nok til at nødvendige detaljer i fysikken kan beskrives. Det fører til at den numeriske modellen stadig blir tyngre å kjøre for en datamaskin når vi prøver å tilfredstille disse utfordringene. Til slutt må vi finne et kompromiss mellom størrelsen på modellområdet, oppløsningen og regnekapasiteten til datamaskinen. ognefjordmodellen dekker et område hvor den lokale vinden er sterkt påvirket av fjellene. I samarbeid med Geofysisk institutt ved Universitetet i Bergen har vi blitt nødt til å gjøre egne beregninger av vinden i dette området med en vindmodell, siden slik detaljert vind ellers ikke finnes. Oppløsningen av vindmodellen er 3 km og den dekker hele Vestlandet. Resultatene fra vindmodellen viser hvordan fjellene styrer vinden, og at vinden ute på kysten avviker fra vinden innover i fjorden (Figur 6.62). HAVET MILJØ

3 KAPITTEL 6 Med sønnavind på kysten kan det blåse enten inn fjorden (Figur 6.62a) eller ut fjorden (6.62b). Det kan også være nærmest vindstille på kysten men fortsatt blåse ut fjorden (Figur 6.62c). Med nordavind på kysten kan det være vindstille inne i fjorden (6.62d), det kan blåse inn fjorden (Figur 6.62e) eller ut fjorden (Figur 6.62f). De høyeste vindhastighetene inne i fjorden for disse situasjonene er kraftige (opptil 10 m s-1). predning av lakselus Lakselusa lever fritt i vannmassene i 2-4 uker fra de klekkes til de må sette seg på en vertsfisk. Forflytningen av lakselusa vil hovedsakelig bli styrt av strømmene i vannet, dvs. den driver mer eller mindre passivt. annsynligvis kan den svømme vertikalt i vannmassene, men det knytter seg usikkerhet til hvorfor den gjør det. Vi vet at lakselusa ikke liker å oppholde seg i altfor ferskt vann, og at den derfor vil svømme nedover hvis den skulle befinne seg i slike vannmasser. Vi trenger detaljert informasjon om strømmene, saltholdigheten og temperaturen av vannmassene i fjorden for å beregne spredningen og veksten av lakselusa. Denne informasjonen er tilgjengelig fra ognefjordmodellen. I en spredningsmodell for lakselus kan vi benytte to beregningsmetoder. Den totale strømmen i fjorden beregnet ved hjelp av ognefjordmodellen settes sammen av middelstrømmen i et stort antall volumelementer som hver har horisontal utstrekning 800x800 m. Metode 1 går ut på å beregne forflytning av lakselus mellom disse volumelementene på grunnlag av strømmen i volumelementet selv og de tilgrensende a: 21. april, kl. 18 b: 23. april, kl. 00 c: 29. april, kl. 12 d: 1. mai, kl. 00 e: 2. mai, kl. 18 f: 11. mai, kl HAVET MILJØ 2002 Figur 6.62 Bakkevind beregnet med vindmodellen for seks forskjellige tider i ognefjorden. Vindvektorene har en innbyrdes avstand på 2400 m. Vindhastighetene inne i ognefjorden er opptil 10 m s-1 (de lengste pilene). urface wind as calculated by the wind model for six dates in the ognefjord.the wind vector interdistance is 2400 m. The longest wind vectors represents speed of 10 m s-1.

4 Aktuelle tema 16. April 2000, kl April 2000, kl. 00 VID VID OLUD OLUD GULE GULE 20. April 2000, kl April 2000, kl. 00 VID VID OLUD OLUD GULE GULE Figur 6.63 imulert spredning av lakselus i 10 m dyp i ytre del av ognefjorden. Lakselus spres fra en konstant kilde markert med den røde pilen basert på beregnet strøm i perioden 14. til 22. april Mørk blå farge angir høyest tetthet av lakselus, mens lysere farge og overgang til grønt betyr redusert tetthet. imulated spreading of salmon lice at 10 m depth in the outer parts of the ognefjord. almon lice spreads from a constant source (at the red arrow) based on calculated currents for the period 14 April to 22 April, Dark blue colour represents the highest density of lice, while lighter blue and green colour represent reduced densities. elementene. Utgangspunktet er mengden av lakselus innenfor hvert volumelement i starten av simuleringen. En beregner også hvor mange lus som tilføres fra ulike kilder underveis. Metode 1 er brukt i et eksempel fra ytre deler av ognefjorden (Figur 6.63) og viser hvordan lakselus spres fra en enslig kilde basert på den beregnede strømmen med start 14. april 2000 og ca. 9 dager fram i tid. ituasjonen hver andre dag i 10 m dyp er vist i Figur 6.63, og vi legger merke til en økende geografisk spredning og avtagende mengde lus jo lenger vekk fra kilden en kommer. år vinden øker fra sør vil lakselusa bli sendt langt innover ognefjorden med strømmene som oppstår. Metode 1 egner seg godt til å estimere potensiell spredning av lakselus fra oppdrettsanlegg. Metode 2 er basert på å finne forflytningen av hver enkelt lakselus for seg. Da kan vi samtidig beregne veksten av modell-lakselusene (som en funksjon av omgivelsestemperaturen), og vi kan i tillegg gi lusene en egen adferd og bevegelse. Modellen kan beregne driften av tusenvis av lakselus på én gang, og startpunkt og starttidspunkt for de enkelte lusene kan velges. om et eksempel ble det ved en bestemt kjøring sluppet løs en lakseluspartikkel per døgn i fire posisjoner i ognefjorden (Figur 6.64). Disse ble deretter forflyttet i strømmen beregnet for perioden 14. april til 22. april Partiklene fulgte individuelle baner, og omgivelsestemperatur og saltholdighet kan HAVET MILJØ

5 KAPITTEL 6 avleses (Figur 6.64). Hvis vi kjenner posisjonen til alle partiklene for alle tider, kan vi beregne samlet spredning. Vi kan også beregne spredningen av lusene ut fra hvilke livsstadier de befinner seg i, og om de har overskredet maksimal levealder. mittepresset kan finnes ved å hente ut antall lakselus som har vært innom bestemte posisjoner gjennom simuleringen, eller ved å la en modellsmolt svømme gjennom fjordområdet og telle hvor mange lakselus den kommer i nærheten av. Konklusjon Ved å benytte numeriske modeller for strøm, saltholdighet og temperatur kan vi beregne spredning av lakselus i ognefjorden. Resultatene viser at i løpet av den tiden lakselusa driver fritt i vannmassene kan den spres over store avstander. Ved gunstigste spredningsforhold vil lakselusa kunne forflyttes flere hundre km i løpet av 20 dager. etto forflytning av lakselusa kan også være liten siden strømmene skifter mye og går både ut og inn av fjordene. Målet for altholdighet for vannmassene rundt partikler 33.6 altholdighet Tid [timer] Temperatur for vannmassene rundt partikler 5.9 Temperatur [ o C] Tid [timer] Figur 6.64 Beregnet forfl ytning (trajektorier) av ca. 40 modellakselus som har drevet i ognefjorden i perioden 14. til 22. april trømmen er beregnet av ognefjordmodellen. Grafene viser tidsutvikling av saltholdighet og temperatur som lakselusene opplever. Calculated displacement of approximately 40 model salmon lice drifting in the ognefjord in the period April 14 to 22 April The currents are calculated by the ognefjord model. The graphs show the development of the ambient temperature and salinity experienced by the salmon lice. 148 HAVET MILJØ 2002

6 Aktuelle tema modellstudiene er å bidra til å redusere trusselen fra lakselusa. For eksempel kan vi gi råd om plassering av oppdrettsanlegg eller hvordan kjemisk avlusning av oppdrettsfisk bør utføres. ummary A numerical transport model for ognefjorden shows that the salmon lice in its infectious stadium can be be transported several hundred km from its hatching ground. However, the currents in the fjords change direction quite rapidly and the resulting net transport can also be very short. Key factors determining the salmon lice threat to the wild fish are the density of salmon lice, the amount of fresh water in the fjord, and the currents. The model will be used to find ways to reduce the threat of salmon lice to the salmon. HAVET MILJØ