Botndýr á Íslandsmiðum (BioIce) - nánar

Rannsóknaverkefnið Botndýr á Íslandsmiðum (BIOICE) var sett á laggirnar árið 1992 á vegum umhverfisráðuneytisins, í samtarfi Hafrannsóknastofnunar, Náttúrufræðistofnunar Íslands og Líffræðistofnunar Háskóla Íslands. Sandgerðisbær gegndi einnig lykilhlutverki í verkefninu, með aðkomu að rekstri Rannsóknarstöðvar botndýra, allt frá upphafi verkefnisins til ársloka 2012, þegar frumvinnslu sýna lauk. Meginmarkmið verkefnisins eru að rannsaka hvaða botndýrategundir lifa innan íslenskrar efnahagslögsögu, skrá útbreiðslu þeirra og magn. Slík yfirlitsþekking um botndýralíf skapar nauðsynlegan þekkingargrunn sem nýtist meðal annars við almenna umhverfisvöktun, mat á verndargildi og skynsamlegri nýtingu lífríkis á hafsbotni.

Sýnatökuáætlun

Efnahagslögsaga Íslands er 758 þúsund ferkílómetrar og umhverfisaðstæður við hafsbotn eru mjög breytilegar. Mesta sjávardýpi er rúmir 3.000 m og meðalhiti sjávar við botn er frá -0,9°C djúpt norður af landinu og yfir 10°C á grunnslóð suður og vestur  af landinu. Við gerð sýnatökuáætlunar var lögsögunni skipt í 1.144 reiti (0,25°×0,5°) og hverjum þeirra gefið gildi hvað varðar:

  • Meðalhiti og selta við botn 1985–1993
  • Frávik í meðalhita og seltu við botn 1985–1993
  • Meðaldýpi
  • Meðalhalli botns
  • Botngerð (grjót, möl, sandur, leir)

Niðurstaða klasagreiningar (e. cluster analysis) á tiltækum gögnum um smáreitina, leiddi til þess að hafsbotninum var skipt í 17 deilisvæði þar sem ofangrindir umhverfisþættir eru líkir. Sautján hafsbotnssvæði með áþekkum umhverfisskilyrðum.

Áætlaðar voru 600 sýnatökustöðvar. Þar af voru 150 stöðvar þær sömu og Hafrannsóknastofnun notar við árlegar stofnmælingar (rallstöðvar) en rúmlega 400 stöðvum var dreift tilviljanakennt á deilisvæðin 17. Auk þess var ráðgert að í leiðöngrum yrðu 50 áhugaverðar stöðvar handvaldar eftir aðstæðum.

Sýnataka

Alls voru farnir 19 leiðangrar á þremur rannsóknaskipum árin 1991 til 2004: tíu leiðangrar á Bjarna Sæmundssyni frá Hafrannsóknastofnun, átta leiðangrar á Håkon Mosby frá Háskólanum í Bergan og einn leiðangur á Magnus Heinason frá Havstovuni í Færeyjum.

Dreifing sýnatökustöðva

Dreifing sýnatökustöðva innan efnahagslögsögunnar (758.000 km2) og hlutdeild hvers þeirra þriggja skipa sem notuð voru við að taka sýnin

Notaðir voru fjórar gerðir af sýnatökum. Þríhyrnu var beitt á hörðum botni, en hún skefur dýr ofan af klöppum og stórgrýti. Á mýkri botni var þrenns konar sýnatökum beitt: Sneli-sleði skefur upp efsta botnlagið ásamt dýrum eru grafin ofan í botninn; RP-sleði (Rothlisberg-Pearcy) veiðir einkum smærri dýr sem eru á sveimi fast við og ofan á sjávarbotninum; Aggasiz trollið veiðir stærstu botnlægu dýrin, sem hending ræður hvort þau slæðast í aðra sýnataka. Einnig voru tekin greiparsýni (Shipek), til að kanna kornastærðardreifingu sets, auk ýmissa annarskonar sýna.

Sýnatökutæki

Fjöldi sýna eftir sýnatökum. Ferns konar sýnatökum var beitt til að kanna tegundasamsetningu botndýra (bláar súlur). Myndaröðin af sýnatökunum er í sömu röð og á x-ásnum. Greiparsýni voru tekin til að kanna kornarstærðardreifingu sets á mjúkum botni

Alls voru tekin 1412 sýni á 579 stöðvum sem skiptust þannig: 1032 dýrafræðileg sýni auk 380 viðbótarsýna, einkum vegna jarðfræðilegra athugana. Stöðvarnar dreifast á 20-3000 m dýptarbil og á hverri stöð var mældur sjávarhiti og selta við botn. Söfnunarstöðvar BioIce (pdf).

Dreifing sýnatökustöðva eftir sjávardýpi og sjávarhita við botn

Dreifing sýnatökustöðva eftir sjávardýpi og sjávarhita við botn

Frumvinnsla – flokkun dýra í helstu fylkingar og hópa

Einn af meginþáttum verkefnisins var að frumvinna hið mikla magn af sýnum sem barst á land, það er að hreinsa sýnin og flokka dýraeintökin til helstu fylkinga og hópa dýraríkisins. Vegna mikils umfangs sýnanna reyndist nauðsynlegt að setja á laggirnar sérstaka rannsókna- og flokkunarstöð í Sandgerði, og var hún starfrækt frá 1992 til ársloka 2012. Þar unnu sérþjálfaðir starfsmenn þessa mikilvægu grunnvinnu samkvæmt stöðluðu verklagi.

Alls voru um 4.730.000 dýraeintök flokkuð í um 50 af helstu fylkingum og hópum dýraríkisins. Auk þess voru burstaormar (Polychaeta), marflær (Amphipoda) og þanglýs (Isopoda), flokkaðar enn frekar í helstu ættir og undirhópa. Afar misjafnt er hversu algengir hinir ýmsu dýrahópar eru. Meginþorri eintakanna (yfir 70%) dreifist á sex flokkunarhópa, en afgangurinn (30%) dreifist á 45 dýrahópa. Segja má að 35 flokkunarheildir séu sjaldgæfar, því hver þeirra hefur innan við 1% af eintakafjöldanum, en aðeins tvær eru algengar, það er hvor um sig með yfir 10% af eintakafjöldanum.

Hlutfallsleg fjöldadreifing sjávardýrategunda

Hlutfallsleg (%) fjöldadreifing 4.730.000 dýraeintaka á 52 flokkunarheildir, raðað eftir algengi. Innfelda súluritið sýnir sömu gögn þar sem dýrahópar eru flokkaðir í fjóra hópa eftir algengi og dregur fram „mergð fágætanna “ (e. the abundance of rarity)

Flokkunarfræðilegar rannsóknir – nánari tegundagreining

Flokkunarfræðilegar rannsóknir á dýrahópum og nánari tegundagreiningar fara fram í samstarfi við sérfæðinga heima og erlendis og stendur sú vinna enn yfir. Forsenda slíks samstarfs er frumvinnsla sýnanna sem fór fram í Rannsóknastöð botndýra í Sandgerði.

Um 150 sérfræðingar hafa tekið þátt í flokkunarfræðilegum rannsóknum á vegum verkefnisins. Birtur hefur verið fjöldi fræðiritgerða  sem byggja að hluta eða öllu leyti á efnivið úr verkefninu. Í vísindaritum hefur meðal annars verið lýst 28 áður óþekktum dýrategundum og greint hefur verið frá hundruðum tegunda sem ekki var vitað um að lifðu hér við land. Um 45 íslenskir og erlendir námsmenn hafa tekið virkan þátt í verkefninu; sjö hafa lokið doktorsprófi, aðrir sjö luku meistaraprófi og átta BS-ritgerðir byggjast á efnivið úr verkefninu. Þátttaka burstaormafræðinga í botndýraverkefninu varð til þess að sjöunda alþjóðlega ráðstefna burstaormafræðinga (The Seventh International Polychaete Conference) var haldin í Reykjavík árið 2001 og sóttu um 160 manns ráðstefnuna.

Niðurstöður tegundagreininga eru vistaðar í gagnagrunni verkefnisins sem er rekinn sameiginlega af Hafrannsóknastofnun og Náttúrufræðistofnun Íslands. Áður en botndýraverkefnið hófst var lítið til af íslenskum sjávardýrum í söfnum hérlendis. Með verkefninu eignast íslensk þjóð gott rannsóknasafn af sjávarlífverum sem meðal annars má nýta við dýrafræðirannsóknir, kennslu á háskólastigi og til almennrar fræðslu um lífríki sjávar. Gagnagrunnurinn og vísindasafnið verða undirstaða frekari rannsókna og fræðslu fyrir skóla og almenning um ókomin ár.

Botndýr á Íslandsmiðum: BIOICE-verkefnið 2005 (pdf, 890 KB) Í verkefnisstjórn BIOICE Jón Gunnar Ottósson o.fl.; ritstjóri Guðmundur Víðir Helgason. Reykjavík: BIOICE.

NÍ-14004 (pdf, 4,4 MB). Guðmundur Guðmundsson, Jón Gunnar Ottósson og Guðmundur Víðir Helgason. Botndýr á Íslandsmiðum (BIOICE).