Doktorsvörn í vistfræðilíkönum - Vianny Natugonza

Vörninni verður streymt: https://livestream.com/hi/viannynatugonza

Doktorsefni: Vianny Natugonza

Heiti ritgerðar: Samanburðargreining á vistkerfislíkönum af Viktoríuvatni (Austur-Afríku) til að skilja áhrif flækjustigs og gagnaóvissu á mat á stefnu.

Andmælendur:
Dr. Johanna J. Heymans, prófessor við European Marine Board, Belgíu
Dr. Ian G. Cowx, prófessor við Háskólann í Hull, Bretlandi

Leiðbeinandi: Dr. Gunnar Stefánsson, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands

Einnig í doktorsnefnd: Dr. Erla Sturludóttir, lektor við Landbúnaðarháskóla Íslands
Dr. Chrispine Nyamweya, vísindamaður við Kenya Marine and Fisheries Research Institute (KMFRI), Kenya
Dr. Tumi Tómasson; sérfræðingur hjá Hafrannsóknastofnun

Doktorsvörn stýrir: Dr. Oddur Ingólfsson, prófessor og deildarforseti Raunvísindadeildar Háskóla Íslands.

Ágrip: 
Notkun vistkerfisnálgunar við stjórn fiskveiða á undanförnum árum hefur breikkað svið fiskveiðistjórnunar með því að ákvarðanir miðast ekki einvörðungu við hámörkun heildarafla eða afraksturs heldur er einnig tekið tillit til félagslegra og hagrænna þátta við nýtingu lifandi auðlinda sjávar. Vistkerfislíkön draga saman fjölbreytt upplýsingasöfn um hvað ræður vistkerfisbreytingum og gefa þannig samræmt heildarmat á ástandi og þá ráðgjöf sem þarf að nota fyrir vistkerfisnálgun við stjórn fiskveiða (ecosystem-based fisheries management, EBFM). Ólík vistkerfislíkön geta hins vegar gefið talsvert ólíkar spár um þróun. Slík líkan-óvissa er talsverð hindrun við notkun þessara líkana við EBMF. Þær rannsóknir sem hér eru kynntar rýna í áhrif flækjustigs líkana og óvissu í gögnum á ákvarðanir um auðlindanýtingu í ljósi EBFM og eru niðurstöður kynntar í sex greinum.

Í grein I er gefið yfirlit um notkun vistkerfislíkana á stóru vötnin í Afríku (African Great Lakes, AGL), mest með "Ecopath with Ecosim" (EwE) og Atlantis. Markmiðið hér er að skila stöðu og framförum í gerð vistkerfislíkana fyrir vötn á hitabeltissvæðum og afleiðingar fyrir fiskirannsóknir og auðlindanýtingu. Niðurstöðurnar sýna að rannsóknir á sviði vistkerfislíkana eru ekki mjög virkar fyrir ferskvatnssvæði Afríku og ráðgjöf byggir oftast á eins-stofns aðferðum.

Grein II lýsir þróun stöðulíkans (Ecopath) fyrir Viktoríuvatn, bæði miðað við ástand í nútíma (2014) og endurmat eldri Ecopath líkana, fyrir ástand upp úr 1970 og upp úr 1980. Markmiðið hér er að rannsaka þróun fæðuvefsins við röskun vistkerfisins, sérstaklega vegna innleiðingar nýrra tegunda. Niðurstöðurnar sýna að fæðuvefurinn er einfaldur, með fáum tengingum og mikilli endurvinnslu lífmassa, sem gæti bent til þess að samsetning vistkerfisins hafi ekki náð í upprunalegt horf eftir breytingar á níunda áratugnum. Í fæðuvefjunum eru nú  breyttir ferlar orkuflutninga og tegundahópar sem hafa aðlagast breyttum aðstæðum og niðurstaðan gæti því verið að vatnið muni ekki leita aftur í fyrra horf.

Grein III ber saman sögulegt EwE líkan sem fellt er að eldri tímaraðargögnum við jafnstöðulíkan lagt að nýrri gögnum. Tilgangurinn er að skilja áreiðanleika jafnstöðulíkana sem ekki nota formlega aðlögun að gögnum þegar þau eru notuð til að spá fyrir um afleiðingar stjórnvaldsákvarðana. Líkönin leiða til ólíkra niðurstaðna en munurinn minnkar ef lífmassabreytingar í nútímalíkaninu eru stilltar á að endurspegla mældar hreyfingar í lífmassa.

Grein IV ber saman EwE og Atlantis líkön til að auka skilning á hvernig líkangerð, flækjustig og forsendur hafa áhrif á mat á stjórnvaldsaðgerðum. Þótt verulegur munur sé á spá um afleiðingar fyrir staka hópa í vistkerfinu gefa líkönin svipaða heildarsýn. Þessi niðurstaða bendir til þess að vistkerfislíkön sem hafa gerólíka innri byggingu geta gefið raunhæfa yfirlitsmynd og megindlega ráðgjöf eins og þarf gjarnan fyrir EBFM.

Grein V fjallar um mat á félagslegum og efnahagslegum áhrifum stjórnunaraðgerða með Atlantis og EwE. Markmiðið hér er að skilja betur hlutfallslega áhættu og ábata þegar ólíkum markmiðum fiskveiðistjórnunar er beitt á fiskveiðar þar sem eru fáir möguleikar á bættum lífsgæðum. Niðurstöðurnar sýna að hámörkun hagnaðar er í betra samræmi við markmið um sjálfbærni og viðgang heldur en fæst með hámörkun afla (eða atvinnu). Hins vegar leiðir hámörkun hagtalna með skorðum á samsetningu vistkerfis til kröfu um minna úthald allra flota. Þessar niðurstöður undirstrika mikilvægi þess að skilgreina vel helstu markmið fiskveiðistjórnunar og að kynna áhrif hennar á hliðarmarkmið því ekki er hægt að gera ráð fyrir samtímahámörkun margra markmiða.

Grein VI metur breytileika í veiðimynstri og sókn í tíma og rúmi í samhengi við líffræðilega framleiðni tegunda og tegundahópa. Niðurstöðurnar sýna að nýting er skekkt í áttina að því að nýta tegundahópa með lága framleiðni, sem er í samræmi við mældar breytingar í tegundasamsetningu og minni meðallengdar helstu efnahagslega mikilvægra fisktegunda, til dæmis Nílarkarfa (Lates niloticus) og fleiri tegunda (s.s. Oreochromis niloticus). Frekari rannsóknir þarf til að meta hagkvæmni tilfærslu í átt til aðferðar jafnrar sóknar (balanced harvest strategy) þar sem sókn er sett sem hlutfall af framleiðslu tegundar.

Niðurstaðan er sú að vistkerfislíkön eru mikilvægur hluti verkfærakassans við ákvarðanatöku. Þau geta stutt við beitingu vistkerfisnálgunar við fiskveiðistjórnun en afar æskilegt er að beita fjölþættu safni vistkerfislíkana til að prófa og þekkja bjaga og takmarkanir mismunandi aðferða. Þessi ritgerð leggur áherslu á fiskveiðar sem tengjast vel þekktum ránfiskum eins og Nílarkarfa og lykilbráð hans (haplochromines). Auknar fjöllíkanahermanir gætu reynst vel til að bera saman mat ólíkra líkana á víxlverkandi áhrif breyttrar sóknar í aðrar tegundir og hópa.

Um doktorsefnið:

Vianny Natugonza fæddist árið 1987 og ólst upp í Kitagwenda héraði, Vestur-Úganda. Hann hóf nám við Makerere-háskólann í Kampala, þar sem hann lauk BSc-gráðu í sjávarútvegs- og fiskeldisfræðum árið 2011 og MSc-gráðu í dýrafræði árið 2015.

Vianny fluttist til Belgíu árið 2015 og starfaði við hið Konunglega safn Mið-Afríkuríkjanna. Hann flutti síðar til Íslands og starfaði við mat fiskistofna hjá Hafrannsóknastofnun og við Háskólann á Akureyri.

Árið 2017 hóf Vianny doktorsnám við Háskóla Íslands. Hann starfar nú hjá Rannsóknarstofnun fiskiðnaðarins í Úganda og býr í Jinja ásamt eiginkonu sinni, Sylvia Tukwasibwe, og tveimur börnum, Esther Lwamubito og Adrian Ampurira Lubito.