Inference and management of populations in variable environments

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish En central frågeställning inom ekologin handlar om hur och varför organismers utbredning och antal varierar i tid och rum. Detta forskningsfält går under namnet populationsdynamik och är ämnet för min avhandling. Populationsdynamik handlar om mönster, slumpmässighet, förändringar; helt enkelt matematik! Av den anledningen är det inte bara önskvärt, utan faktiskt nödvändigt, att använda sig av matematik och matematisk statistik för att kunna utveckla vetenskapliga teorier inom fältet. Populationsdynamiska teorier utgör den biologiska grunden för hållbart resursutnyttjande. I artikel I-III studerar jag skördemodeller (där skörd innefattar fiske och jakt) i en rumsligt variabel miljö, och visar på potentiella effekter av att inrätta reservat där exploatering ej förekommer. För att förstå hur individer fördelar sig mellan reservat och omgivning antar jag en s.k. ideal och fri fördelning. Det innebär att individer är fördelade så att ingen kan få högre reproduktiv framgång genom att flytta på sig. Ett viktigt resultat är att under en ideal och fri fördelning, påverkar varken reservatets storlek eller kvalitet (resurstillgång, mortalitetsrisk etc.) det skördetryck som i genomsnitt ger högst skörd. Om det däremot sker ett riktat flöde av individer från reservatet till omgivningen, t.ex. fisklarver som driver med havsströmmar, påverkas beslut om optimal skörd av storleken på detta flöde och kvalitetsskillnader mellan reservat och omgivning. En vanlig - och ofta användbar - förenkling i populationsmodeller är att negligera säsongsmässig variation i reproduktion och överlevnad. I artikel IV ändrar jag på det antagandet och bygger in säsongsbundna händelser i en skördemodell. Min modell visar att populationsstorleken innan skörd kan vara lika stor eller t.o.m. större om man har ett lågt skördetryck än om man inte skördar alls. Detta resultat går stick i stäv mot de förutsägelser som ges av skördemodeller utan säsonger, men får visst stöd av data från jagade populationer av både fåglar och däggdjur. Säsongsmässighet är ett exempel på variation inom ett år. Naturligtvis förändras förutsättningarna för reproduktion och överlevnad även mellan åren. För att studera detta använder jag mig av slumpmodeller där jag tar hänsyn till att miljövariation ger upphov till variation i demografiska processer. I populationer som exploateras är det särskilt två processer som kan generera variation i födslar och dödslar, och därmed antalsfluktuationer. Den första är rekryteringen av nya individer till populationen och den andra är själva skördeprocessen. Under vilka omständigheter rekrytering eller skörd är den viktigaste faktorn bakom populationsfluktuationer studeras i artikel V. Det viktigaste resultatet är att skördeprocessen ofta kan vara nog så viktig som rekryteringen. Detta resultat får empiriskt stöd i artikel VI, där jag visar att variabelt fisketryck är den viktigaste faktorn för det minskande torskbeståndet i östra Östersjön. Detta är värt att tänka på innan man försöker förklara populationsnedgångar med diverse miljöfaktorer som tros påverka rekryteringen. Det går dock inte att blunda för att abiotiska faktorer och klimatvariation kan påverka populationers antalsförändringar. I artikel VII visar jag att NAO (the North Atlantic Oscillation) - ett klimatindex som speglar vinterklimatet i bl.a. Europa - påverkar flyttfåglar olika beroende på var de övervintrar. Det generella mönstret är att de arter som övervintrar i norra och centrala Europa gynnas av milda vintrar, medan de arter vi finner i Medelhavsområdet inte visar någon samstämmig påverkan av NAO. Alla arter påverkas dock inte enligt ovan och den metod som används i artikel VII kan hjälpa till att identifiera vilka arter som är känsliga för klimatförändringar återspeglade av NAO. Avhandlingen avslutas med en artikel i gränslandet mellan ekologi, statistik och filosofi. Jag visar att ekologer som analyserar data ofta måste leva med den osäkerhet det innebär att olika processer kan ge upphov till samma mönster i data. Att utifrån data avgöra vilken process som genererat data är därför inte alltid möjligt med mindre än att ytterliggare information tillförs. Min bestämda uppfattning är att vi måste ta detta problem på allvar, inte minst när våra studier ligger till grund för beslut inom vilt- och fiskeförvaltning. Artikel VIII visar när det är sannolikt att problemet med alternativa processer uppkommer och ger förslag på hur det kan hanteras i praktiken.