Energy Dynamics and Recruitment of Icelandic Capelin

Abstract

Loðna (Mallotus villosus) er ein af mikilvægustu tegundum í vistkerfi grunnsævis kringum Ísland. Lífmassi loðnu er að öllu jöfnu mikill og með göngum sínum frá ætissvæðum norður í höfum þá flytur hún mikla orku inn á íslenska landgrunnið er hún kemur inn til hrygningar ár hvert. Þannig er hún milliliður orkuflutnings frá frumframleiðslu til efri fæðuþrepa og er orkuástand hennar því mikilvægur þáttur fyrir vöxt og viðgang afræningja svo sem sjávarspendýra, sjófugla og fiska. Fita er helsta geymsluform orku í lífverum og er þeim nauðsynleg til að lifa af í því breytilega umhverfi sem einkennir hærri breiddargráður. Í þessari rannsókn var breytileiki í fituinnihaldi loðnu metinn, bæði innan árs og milli ára, út frá mælingum yfir tímabilið 1975–2012. Niðurstöður sýna að árleg vísitala fituinnihalds var í jákvæðu sambandi við NAO (North Atlantic Oscillation winter index) og vísitölu um lífþyngd dýrasvifs norðaustur af landinu. Breytileiki í nýliðun loðnu var einnig rannsakaður með Beverton-Holt nýliðunarlíkani ásamt umhverfis- og vistfræðilegum þáttum. Um 78% af breytileika nýliðunar var útskýrður með stærð hrygningarstofns (13%) ásamt árlegum breytileika í fituinnihaldi loðnu (48%) og hitastigi sjávar út af Norðvesturlandi (17%). Líklega er orsakasamhengið á bak við breytileika í nýliðun flókið þar sem þessir þættir geta haft bæði bein og óbein áhrif á nýliðun. Niðurstöðurnar benda því til þess að árlegur breytileiki í orkuástandi loðnu sé mikilvægur þáttur fyrir árangur hrygningar hjá loðnu og þess vegna fyrir vistkerfi sjávar kringum Ísland í heild.

Capelin (Mallotus villosus) is an ecological keystone species for the coastal ecosystem of Iceland, as an intermediate energetic link between primary production and higher trophic levels. Thus, the energy dynamics of capelin are important for the growth dynamics and metabolism of predators such as marine mammals, seabirds and fish. Lipids are the main form of energy storage and energy transfer, and are essential to provide dense energy reserves that sustain organisms in the variable environment at higher latitudes. In this study, the variability of the capelin fat content is analyzed, both within and between years, based on fat measurements from 1975–2012. The resulting index of annual fat content was found to be related to the North Atlantic Oscillation (NAO) index and zooplankton abundance. Capelin recruitment was also studied with the Beverton-Holt stock-recruitment model, along with environmental and ecological variables. About 78% of the observed variation in capelin recruitment was explained by the spawning stock biomass (13%), the index of annual fat content (48%) and temperature (17%). The mechanisms governing recruitment variation are likely to be complex, operating both directly and indirectly in influencing year-class strength. The results demonstrate that the annual variability in the energy dynamics of capelin is highly important for their reproductive success and the marine ecosystem as a whole.