Strømmodellering av Troms fylke

Bakgrunn

Dette prosjektet er et samarbeid mellom Troms Fylkeskommune og Akvaplan-niva AS. Hovedmålet er å utvikle et styrings- og beslutningsverktøy til bruk i en helhetlig kystsoneforvaltning for Troms. Som et første steg er det fokusert på problemstillinger med særlig relevans for oppdrettsnæringen.

Lakseoppdrett har blitt en stadig viktigere næring langs norskekysten, med en formidabel produksjonsvekst over de siste tiårene. Denne utviklingen stiller større krav til økt kunnskap om fjordmiljøet der virksomheten finner sted. Dette prosjektet forsøker å bidra med konkrete og relevante resultater om oseanografiske forhold som bølger og strøm i fjordene i Troms.

Prosjektet har hatt tre faglige hovedmål:

Dessuten er det lagt vekt på å gjøre dataene lett tilgjengelig ved å presentere dem på en fleksibel kartløsning.

Smitteproblematikk i oppdrettsnæring

Smittsomme sykdommer og lakselussmitte er en kontinuerlig trussel for produksjon i oppdrettsanlegg. Dette henger delvis sammen med produksjonsøkningen fordi økende lokale biomasser av oppdrettsfisk øker smitteproduksjon og smittespredning.

I den tidlige fasen av næringsrettet lakseoppdrett var det sykdommer forårsaket av bakteriesmitte som representerte den største trusselen. Eksempler er sykdommene kaldtvannsvibriose (Hitrasyke) og furunkulose. Disse forårsaket store tap og stort forbruk av antibiotika. Nå er det imidlertid utviklet effektive vaksiner for de viktigste bakteriesykdommene, slik at disse ikke lenger utgjør en stor trussel. Samtidig er bruk av antibiotika i laksefiskoppdrett redusert til nært null på grunn av disse vaksinene.

Det har imidlertid vist seg mye vanskeligere å beskytte fisken mot sykdommer forårsaket av viralt smittestoff, med vaksiner. I dag er det derfor virussykdommer som utgjør den største trusselen.  Eksempler på viktige virussykdommer i dag er pankreas sykdom (PD), forårsaket av salmonid alpha virus; og infeksiøs lakseanemi (ILA), forårsaket av infeksiøs lakseanemi virus. Begge disse sykdommene er relativt strengt regulert på den måten at det er plikt til å utrede om disse kan være opphavet til observerte helseproblemer i oppdrettsfisk, og hvis det er tilfelle, skal dette rapporteres til fiskehelsemyndighetene.  For ILA, og delvis for PD, er det også krav om å slakte ut beholdninger av syk fisk for å hindre videre smittespredning.

Det andre store smitteproblemet i lakseoppdrett i dag er lakselus. Lakselus er krepsdyr som er parasittiske på laksefisk. Lakselus har vært funnet naturlig på vill laksefisk til alle tider. Problemet nå er at tettheten av laksefisk som står i sjø er mye større enn tidligere etter hvert som oppdrettsvirksomheten har vokst frem. Dette fører til at det er mange flere verter i miljøet som gjør det enklere å finne en vertsfisk for lakselusa, samtidig som det er mange flere verter å produsere smittestoff på. Disse tetthetsavhengige effektene ser man tydelig ved at lakselusproblemene er størst der oppdrettsvirksomheten er mest intens, det vil si der det er størst biomassetetthet av oppdrettslaks.

Smittekontroll og viktigheten av kunnskap om havstrømmer

På grunn av tap, og truslene mot fiskevelferd og ville fiskebestander, er det et mål å begrense risikoen for sykdomsutbrudd og lakselussmitte i bestander av oppdrettsfisk. For å oppnå dette må man enten redusere sannsynligheten for spredning av smittestoff mellom populasjoner eller man må begrense utviklingen av smitte i populasjonene etter at dette først er etablert.  Den første strategien, å hindre spredning av smittestoff, krever at man vet hvordan smitte spres. For lakselus vet man dette med sikkerhet. Reproduserende lakselushunner produserer egg som klekker til planktoniske nauplius-larver.  Etter å ha utviklet seg gjennom to stadier av disse, utvikler lusa seg til et smittsomt stadium kalt copepoditter. Om disse treffer på en laksefisk kan de feste seg på denne, og parasitten har da sikret seg en vertsfisk den kan utvikle seg videre på til den selv kan delta i reproduksjon.  Fordi hele fasen før smitte av ny vert er planktonisk, er selvsagt havstrømmene viktige for hvor individene til en hver tid befinner seg. De planktoniske stadiene har imidlertid også egenbevegelse i form av vertikalvandringer i vannsøylen. Liten kunnskap om dette i naturlige miljø kompliserer forutsigbarheten i spredningen av planktoniske lusestadier med havstrømmer.

For virus er spredningsveiene langt mer usikre og sannsynligvis mer sammensatte. Virus har ingen egne spredningsstadier, men blir skilt ut gjennom sekret fra smittet fisk (levende eller død) og kan da smitte annen mottagelig fisk.  Både PD og ILA kan smitte mellom fisk fritt gjennom vannmassene i såkalte kohabitant smitteforsøk, der smittet fisk settes sammen med usmittede mottagelige fisk. Utover smitte mellom fisk som lever/svømmer sammen, såkalt horisontal smitte, kan virus i mange tilfeller smitte vertikalt, fra foreldrefisk til avkom. Omfang og betydning av vertikal smitte har vært et stort og kontroversielt tema innen spredning av ILA. Med hensyn til utledning av antatte smitteveier for virus-sykdommer er det gjort mange analyser av data på forekomster av sykdomsutbrudd. Et gjennomgående resultat av disse analysene er at utbruddene tenderer til å forekomme i tilknytning til hverandre med hensyn til tid og rom. En annen måte å se dette på er at når sykdom bryter ut ved en lokalitet, så øker sannsynligheten for at sykdom skal bryte ut i nabolokaliteter, og størst er risikoen for de nærmeste lokalitetene. Dette er bakgrunnen for at smitte mellom lokaliteter som følge av passiv drift av smittestoff i vannstrømmene har vært anført som en sannsynlig forklaring på mønsteret i forekomster av sykdomsutbrudd over tid.

Selv om det fortsatt er usikkerhet rundt noen av smittespredningsmekanismene, er det altså grunn til å tro at kunnskap om havstrømmer til en viss grad kan bidra til redusert fare for smittespredning fordi anlegg vil kunne plasseres på en slik måte at risikoen for transport av eventuelle smittestoff fra et anlegg til et annet, reduseres. 

Metodikken som er brukt i dette prosjektet presenteres på egne sider om strømmodellering og smittemodellering.

Aktuelle referanser om smittespredning

Vitenskapelige artikler 

Scheel, I., Aldrin, M., Frigessi, A., Jansen, P.A. 2007. A stochastic model for infectious salmon anemia (ISA) in Atlantic salmon farming. Journal of the Royal Society Interface 4: 699-706.

Lyngstad, T.M., Jansen, P.A., Sindre, H., Jonassen, C.M., Hjortaas, S., Johnsen, S. & Brun, E. 2008. Epidemiological investigation of infectious salmon anaemia (ISA) outbreaks in Norway 2003 – 2005. Preventive Veterinary Medicine, 84: 213 - 227.

Kristoffersen A.B., Viljugrein H., Kongtorp R.T., Brun E., Jansen P.A. 2009. Risk factors for pancreas disease (PD) outbreaks in farmed Atlantic salmon and rainbow trout in Norway during 2003 – 2007. Preventive Veterinary Medicine, 90: 127-136.

Viljugrein, H., Staalstrøm, A., Molvær, J., Urke, H.A., Jansen, P.A. (2009). Integration of hydrodynamics into a statistical model on the spread of pancreas disease (PD) in salmon farming. Diseases of Aquatic Organisms 88: 35-44.

Aldrin M., Storvik B., Frigessi A., Viljugrein H., Jansen P.A. 2010. A stochastic model for a comparative study of transmission pathways for three infectious diseases in fish farming. Preventive Veterinary Medicine, 93: 51-61.

Lyngstad, T.M., Hjortaas, M.J., Kristoffersen, A.B., Markussen, T., Karlsen, E.T., Jonassen, C.M., Jansen, P.A. 2011. Use of molecular epidemiology to trace transmission pathways for Infectious salmon anaemia virus (ISAV) in Norwegian salmon farming. Epidemics 3: 1-11.

Aldrin, M., Lyngstad, T.M., Kristoffersen, A.B., Storvik B., Borgan, Ø. Jansen P.A. 2011. Modelling the spread of infectious salmon anaemia among salmon farms based on seaway distances between farms and genetic relationships between infectious salmon anaemia  virus isolates. Journal of the Royal Society Interface 8: 1346-1356.

Jansen, P.A., Kristoffersen, A.B., Viljugrein, H., Jimenez, D., Aldrin, M., Stien, A. 2012. Sea lice as a density-dependent constraint to salmonid farming. Proceedings of the Royal Society B, 279, 2314-2322

Lyngstad, T.M., Kristoffersen, A.B., Hjortaas, M.J., Devold, M., Aspehaug, V., Larssen, R.B., Jansen, P.A. 2012. Low virulent infectious salmon anaemia virus (ISAV-HPR0) is prevalent and geographically structured in Norwegian salmon farming. Diseases of  Aquatic Organisms, 101: 197-206.

Aldrin, M., Storvik, B., Kristoffersen, A.B., Jansen, P.A. 2012. Space-time modelling of the spread of salmon lice between and within Norwegian marine salmon farms. PLOS ONE 8(5): e64039. doi:10.1371/journal.pone.0064039

Stene A., Viljugrein, H., Yndestad, H., Tavornpanich, S., and Skjerve, E. 2014. Transmission dynamics of PD in a Norwegian fjord: aspects of water transport, contact networks and infection pressure among salmon farms. Journal of Fish Diseases 37, 123-134 (Article first published online : 1 MAR 2013, doi: 10.1111/jfd.12090).

Stene A., Bang Jensen, B., Knutsen, Ø., Olsen, A., & Viljugrein, H. 2013. Seasonal increase in sea temperature triggers pancreas disease outbreaks in Norwegian salmon farms. Journal of Fish Diseases. Article first published online: 28 AUG 2013, doi: 10.1111/jfd.12165.

Populærvitenskapelige artikler

Lyngstad, T.M., Scheel, I., Jansen, P.A. (2007).  Hvordan spres infeksiøs lakseanemi (ILA)? Norsk fiskeoppdrett nr. 9, september 2007.

Molvær, J. Staalstrøm, A. Urke, H.A., Viljugrein, H. & Jansen, P.A. 2008. AquaStrøm-prosjektet i Sunnfjord 2006-2009: Modell for strømmåling og risiko for smittespredning. Norsk fiskeoppdrett nr. 3, september 2008.

Jansen, P.A., Lyngstad, T.M., Hjortaas, M., Kristoffersen, A.B., Karlsen, E., Johansen, E.J. 2009. Bruk av slektskapsanalyser til sporing av spredningsveier for infeksiøs lakseanemi (ILA) virus. Norsk fiskeoppdrett nr. 8, august 2009.

Kristoffersen AB, Jansen PA. Den største risikofaktoren for utbrudd av PD er smittestatus i nabolaget. Norsk fiskeoppdrett nr. 11, november 2009.

Urke, H.A., Molvær, J., Staalstrøm, A., Viljugrein, H. & Jansen, P.A. 2009. Vannkontakt forklarer spredning av PD-smitte. Norsk fiskeoppdrett nr. 12, desember 2009.

Jansen, P.A., Lyngstad, T.M., Hjortaas, M., Kristoffersen, A.B., Brun, E., Aspehaug, V., Devold, M., Aldrin, M. 2011. Spredning av ILA-virus og betydning av lavvirulent ILA-virus. Norsk fiskeoppdrett nr. 8, august 2011.

Urke, H.A., Daae, K.L., Staalstrøm A., Viljugrein, H., Jansen, P.A., Kandal, I. & Hovland, F. Kunnskapsbasert sonefastsetting ved bruk av Aquastrøm. Norsk fiskeoppdrett nr. 12, desember 2011.

Jansen, P.A., Aldrin, M., Storvik, B., Kristoffersen, A.B. Betydningen av eksterne og interne smittekilder for lakselus. Norsk fiskeoppdrett nr. 5, mai 2013.

 Weblogo TF  weblogo Akvaplan

Kart

 

map