Effects of large herbivorous waterfowl in aquatic ecosystems

The dramatic increases of geese and swans in northwestern Europe do not only cause conflicts due to crop damage, but also raise concerns about consequences to ecosystems in general. The role of these birds in aquatic ecosystems is especially urgent to investigate since many wetlands are facing concurrent and drastic changes, for example brownification, eutrophication and in species composition. This is worrying, as wetlands normally are among the richest systems in terms of productivity and biodiversity. It is not known if geese and swans are prime agents behind these changes, or alternatively, if they are just benefiters. Nonetheless, it is not unlikely that the growing numbers may catalyze changes throughout wetland ecosystems, since geese and swans often constitute a large share of the total biomass of aquatic consumers.

The project "Effects of large herbivorous waterfowl in aquatic ecosystems" is financed by the Swedish Environmental Protection Agency and thus address the hypothesis that geese and swans may be drivers of the ongoing changes in wetland ecosystems. Field studies are descriptive as well as experimental, and include several trophic levels in the ecosystems, from direct grazing effects on vegetation to indirect effects (cascades) on invertebrates and other waterbirds. Results will have high universal applicability since the studies cover a large spatial scale (in Sweden and Finland) and include wetlands along the nutrient gradient. Outcomes will be of great value for wetland management, but also for the “players” in aquatic ecosystems. This includes hence not only the ecosystem as a whole, but also specific taxa such as important avian game, for example geese.

Projekttid är 2021-2026. Under denna period kommer ekologin i svenska och finska våtmarker att studeras utifrån den generella hypotesen att stora växtätande andfåglar så som gäss och svanar kan påverka andra trofinivåer och variabler i ekosystemen. Projektet ingår i doktorand Elsie Kjellers (Högskolan Kristianstad och Linnéuniversitetet) avhandlingsarbete. Fältstudier inkluderar såväl deskriptiva som experimentella studier. Nedan framgår huvuddragen för forskningsarbetet år för år.


2021

Doktorand
• Rekrytering av doktorand (Elsie Kjeller)
• Slutförda doktorandkurser i vetenskapsteori, forskningsmetodik, och forskningsetik (totalt 6 hp)

Fältarbete
• Fältarbete april-augusti i sydsvenska våtmarker med insamlingar av deskriptiva data på våtmarksfåglar, makrofyter, evertebrater och vattenkemi

Bearbetning
• Laborativt arbete (vattenkemi)
• Statistiska analyser av data

Kommunikation
• Press-release i samband med beviljat forskningsanslag; https://www.hkr.se/nyheter/2021/hur-forandrar-den-dramatiska-okningen-av-gass-och-svanar-vara-vatmarker/
• Radiointervju i samband med projektstart https://sverigesradio.se/artikel/ny-forskning-gass-och-svanars-paverkan-i-vattenriket
• Föredrag på konferensen Biosfär 2021 (Kristianstad)

Planering
• Planering av fältstudier 2022 (inhägnadsförsök i Skåne med grågås som fokusart)


2022

Doktorand
• Slutförda doktorandkurser i statistik (10,5 hp) och furageringsekologi (3 hp)

Fältarbete
• Fältarbete april-augusti i sydsvenska våtmarker med insamlingar av experimentella data (inhägnader) av makrofyter, i kombination med data på våtmarksfåglar, evertebrater och vattenkemi

Bearbetning
• Laborativt arbete (vattenkemi)
• Statistiska analyser av data
• Arbete med manus med data från 2021

Kommunikation
• Föredrag på konferenserna (1) The 17th Nordic Congress of Wildlife Research (Uppsala), (2) The 6th Pan-European Duck Symposium (Portugal), och (3) Biosfär 2022 (Kristianstad)
• Föredrag för Ringsjöbygdens fågelskådare.

Planering
• Planering av fältstudier 2023 (inhägnadsförsök i Finland med sångsvan som fokusart)


2023

Doktorand
• Slutförda doktorandkurser: Introduktionsuppsats (7 hp) och Effektivt vetenskapligt skrivande (3 hp)
• Halvtidsseminarium, 14 november

Fältarbete
• Fältarbete maj-augusti i finska våtmarker med insamlingar av experimentella data (inhägnader) av makrofyter, i kombination med data på våtmarksfåglar, evertebrater och vattenkemi

Bearbetning
• Laborativt arbete (vattenkemi)
• Statistiska analyser av data insamlade under året
• Arbete med manus med data från 2021 och 2022

Kommunikation
• Populärvetenskaplig artikel baserad på studien med data från 2021 publicerad i Skånes Ornitologiska Förenings tidskrift Anser (4: 7-12). Titel: Hur påverkas våtmarker av ökande populationer av gäss och svanar?
• Deltagande på Viltkonferensen 2023 (Naturvårdsverket, Stockholm)
• Deltagande (med presentation) i möte med Gås- och tranförvaltningsgruppen i nordöstra Skåne (Länsstyrelsen Skåne)

Planering
• Planering av fältstudier 2024 (vegetatiosstudier i södra Sverige kopplat till GPS-data från grågås)
• Ansökan inskickad till Naturvårdsverket för finansiering av projektets sista del (2024-2026)


2024

Doktorand
• Slutförda doktorandkurser i högskolepedagogik (12 hp)

Planering
• Planering av fältstudier 2024 (vegetationsstudier i södra Sverige kopplat till GPS-data från grågås)

Fältarbete
• Fältarbete i juni i sydsvenska våtmarker med insamlingar av deskriptiva data data av makrofyter, i kombination med data på våtmarksfåglar och vattenkemi

Bearbetning
• Laborativt arbete (vattenkemi)
• Statistiska analyser av data insamlade under 2022-2024
• Arbete med manus med data från 2022 och 2023

Kommunikation
• Vetenskaplig artikel med data från 2021 publicerad i Hydrobiologia (851: 107-127), https://doi.org/10.1007/s10750-023-05317-0. Titel: The hub of the wheel or hitchhikers? The potential influence of large avian herbivores on other trophic levels in wetland ecosystems
• Vetenskaplig översiktsartikel publicerad i Ornis Svecica (34: 119-137), https://doi.org/10.34080/os.v34.25271. Titel: Herbivory on aquatic macrophytes by geese and swans – a review of methods, effects, and management 
• Press-release i samband med beviljat forskningsanslag (del 2 av projektet; 2024-2026); https://www.hkr.se/nyheter/2024/stort-anslag-till-fortsatt-forskning-om-svanar-och-gass/
• Deltagande (med presentation) i möte med Gås- och tranförvaltningsgruppen i nordöstra Skåne (Länsstyrelsen Skåne)
• Föredrag på Högskolans Kristianstads "Gåsamiddag"
• Slutrapportering av projektets första del (dnr 2020-00099) till Naturvårdsverket


2025

Doktorand
• Disputation (Elsie Kjeller) genomförd med betyg Godkänd 2025-11-07

Kommunikation
• Doktorsavhandling (Elsie Kjeller) med titeln Trophic dynamics in temperate freshwater ecosystems: The influence of large herbivorous waterfowl är publicerad i DiVA här https://lnu.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A2007297&dswid=619
• Vetenskaplig artikel med data från 2022 publicerad i Freshwater Biology (70: e70114), https://doi.org/10.1111/fwb.70114. Titel: Effects of goose herbivory on littoral vegetation and aquatic macroinvertebrates during breeding season
• Vetenskaplig artikel med data från 2023 inskickad till Aquatic Ecology. Titel: Trophic interactions in boreal wetlands: whooper swan Cygnus cygnus grazing and its effects on vegetation and macroinvertebrates
• Posterpresentation på konferensen The 7th Pan-European Duck Symposium (Kristianstad), och föredrag på konferensen Biosfär 2025 (Kristianstad)
• Deltagande (med presentation) i möte med Gås- och tranförvaltningsgruppen i nordöstra Skåne (Länsstyrelsen Skåne)
• Elsie Kjellers doktorsavhandling uppmärksammas här  https://www.hkr.se/nyheter/2025/ny-forskning-stora-faglar-kan-gynna-biologisk-mangfald/ och här https://forskning.se/2025/11/24/stora-faglar-kan-gynna-biologisk-mangfald/


2026

Kommunikation
• Vetenskaplig artikel med data från 2023 publicerad i European Journal of Wildlife Research (72: 3), https://doi.org/10.1007/s10344-025-02033-z. Titel: Grazing effects of greylag goose Anser anser – a short-term exclosure experiment in beds of common reed Phragmites australis in Lake Tåkern, Sweden.
• Vetenskaplig artikel med data från 2023 publicerad i Aquatic Ecology (60: 35), https://doi.org/10.1007/s10452-026-10273-7. Titel: Trophic interactions in boreal wetlands: whooper swan Cygnus cygnus grazing and its effects on vegetation and macroinvertebrates.
• Deltagande (med presentation) i möte med Gås- och tranförvaltningsgruppen i nordöstra Skåne (Länsstyrelsen Skåne)

Forskningsresultaten i projektets första del (2021-2024) är främst kopplade till tre delstudier, där en är deskriptiv och två är experimentella.

Data i den deskriptiva studien samlades in i 39 våtmarker i södra Sverige i april-juli 2021, och analyserades för att studera förhållanden mellan gäss, svanar och andra våtmarksfågelgrupper, makrofyter, evertebrater, samt kemiska variabler. Varken gäss eller svanars abundans var negativt korrelerad med andra trofiska nivåer (abundans, rikedom eller täckning). Tvärtom var abundansen av gäss och svanar positivt relaterad till abundansen av vissa grupper av våtmarksfåglar, till täckningen av specifika makrofyter, samt till rikedom och abundans av evertebrater. Dessutom var evertebrater (antal taxa och abundans) och totalfosforkoncentration positivt associerat med abundansen av flera våtmarksfågelgrupper, medan vattenfärgen var negativt relaterad till bentiskt furagerande våtmarksfåglar.

De experimentella studierna hade sinsemellan samma upplägg, men med olika fokusarter, det vill säga gäss (främst grågås) respektive sångsvan. Data i gåsstudien genomfördes i 10 våtmarker i södra Sverige april-augusti 2022, och i sångsvansstudien i 10 våtmarker i Finland maj-augusti 2023. Strandkantsvegetation hägnades in för att studera betningseffekter, det vill säga, olika makrofyters abundans och diversitet jämfördes mellan inhägnade områden och kontrollområden i samma våtmarker. Samma typ av jämförelser gjordes för evertebraters abundans och diversitet. I gåstudien var makrofyttorrvikten tydligt högre i uthägnaderna än i kontrollområdena, men påverkades inte av variationen i gåstäthet. Det motsatta gäller för makrofyternas höjd, det vill säga, det var ingen skillnad mellan inhägnader och kontrollområden, men i höga gåstätheter var vegetationshöjden lägre än i låga tätheter. Inte heller makrofyternas diversitet skiljde sig mellan inhägnader och kontrollområden, men var högre i höga gåstätheter än i lägre. Evertebraters abundans var högre i kontrollområden än i inhägnader, och påverkades också av tätheten av gäss, där medelhöga tätheter hade högre abundans än låga och höga. Diversitet och antal taxa av evertebrater skiljde sig dock inte mellan inhägnader och kontrollområden.

Den deskriptiva studien visar att gäss och svanar i första hand är kopplade till produktiva våtmarker. Gäss och svanar är relativt lättinventerade och kan därmed användas som indikatorarter för sådana akvatiska ekosystem, det vill säga, att dessa arter finns signalerar biologiska värden sett till andra trofinivåer. Å andra sidan visar våra experimentella studier att gäss och svanar kan påverka makrofyter negativt, och i nästa led även påverka evertebrater. Vid en första anblick kan påverkan på makrofyter ses som negativ, det vill säga att de reduceras om gäss och svanar är närvarande. Å andra sidan är det högst troligt att gäss och svanar ser till att minska graden av igenväxning, framför allt i de mer näringsrika våtmarkerna, och att de alltså kan ses som facilitatorer för andra trofinivåer. Vi kan alltså se liknande positiva effekter av betande gäss och svanar på biologiska mångfald som för betande djur i terrestra miljöer, i alla fall i måttliga tätheter. Med andra ord, så länge tätheten av gäss och svanar inte blir för hög kan bland annat diversiteten av makrofyter och evertebrater gynnas av dessa fåglar jämfört med om de inte hade varit närvarande. Genom att upprätthålla måttliga tätheter av gäss och svanar kan man alltså maximera deras positiva effekter på andra trofinåver, samtidigt som man minskar risken för negativa konsekvenser. Denna kunskap är viktig för att skapa hållbara och produktiva våtmarksmiljöer.