MOM C ved Skogsholmen i Vega kommune, juli 2016

Transkript

1 2016 Miljøovervåkning av marine matfiskanlegg MOM C ved Skogsholmen i Vega kommune, juli 2016 Nova Sea AS og Vega Sjøfarm Etter Norsk Standard NS 9410: 2016 AQUA KOMPETANSE AS

2 Aqua Kompetanse A/S Kontoradresse : Strandveien, Lauvsnes Postadresse : 7770 Flatanger Telefon : Mobil : E-post : post@aqua-kompetanse.no Internett : Bankgiro : Org. Nr. : Rapportens tittel: MOM B ved Skogsholmen, Vega kommune, juli 2016 Dato for rapport: Dato for felt: 14 og Antall sider uten vedlegg: 15 Antall sider totalt: 48 Lokalitetsnummer: Driftsleder: MTB-tillatelse: Fylke: Nordland Kim Roger Fredriksen 3120 Tonn Kommune: Vega Kartkoordinater: N, Ø Forfatter: Meromkrets: 120m Prosjektleder: Kristine Brokke Kristine Brokke Merdantall: 8 Prosjekt nr.: C Oppdragsgiver: Nova Sea AS ved Ole Andreas Fatnes Tilgjengelighet: Ved forespørsel Sammendrag: Aqua Kompetanse AS har gjennomført en C-undersøkelse etter metodikk beskrevet i Norsk Standard NS 9410:2016. Akvaplan-niva har foretatt akkreditert opparbeiding og analyser. Undersøkelsen viser en noe påvirket bunn nær anlegget (klasse Ⅲ moderat), lite påvirket bunn i overgangssonen utenfor anleggsrammen (klasse Ⅱ god), og en naturlig bunn på stasjonen lengst unna anlegget (klasse Ⅰ svært god). Anleggssonen scorer likevel for beste klasse etter NS 9410, og sammenlagt gjør tilstanden på de fire stasjonene det bra. Dette betyr at MOM C skal utføres hver tredje produksjonssyklus. Emneord: MOM C, miljøtilstand, produksjonssyklus, faunaundersøkelse Ansvarlig for: Dato: Signatur: Feltarbeid: Kristine Brokke Rapport: Kristine Brokke Kvalitetssikret av: Vidar Strøm Aqua Kompetanse AS. Kopiering av rapporten kan kun skje i sin helhet. Dersom deler av rapporten (konklusjoner, figurer, tabeller, bilder eller annen gjengivelse) er ønskelig, er dette kun tillatt etter skriftlig samtykke fra Aqua Kompetanse AS C SKOGSHOLMEN

3 Innholdsfortegnelse FORORD Materiale og metode Undersøkelsesområde og stasjonsplassering Utstyr Metoder Produksjonsdata fra anlegg Resultat Hydrografisk måling Bunndyr og kjemiske analyser Oppsummering Referanser Vedlegg A Akvaplan-niva rapport Vedlegg B B1 og B2-skjema... 29

4 FORORD Aqua Kompetanse AS har gjennomført feltarbeid for å innhente prøvemateriale for oppdragsgiver Nova Sea AS og Vega Sjøfarm AS. Analysene av dette prøvematerialet er utført av Akvaplan-niva (se vedlegg A). Formålet med denne resipientundersøkelsen var å studere de marine miljøforholdene i nærområdet til oppdrettslokaliteten. Med resipient menes her et sjøområde som mottar utslipp fra oppdrettsanlegget. Resipientundersøkelsen skal gi tilstandsbeskrivelse av miljøforholdene, og vil være referansemateriale for senere undersøkelser. De marine miljøforholdene beskrives på grunnlag av vann- (hydrografi) og bunnprøver (sediment, bunnfauna og kjemi). Lovund, Prosjektansvarlig hos Aqua Kompetanse AS C SKOGSHOLMEN 3

5 Fauna Fauna tilstandsklasse (Veileder: 02:2013) Tabell 1: Hovedresultater fra MOMC-undersøkelsen (NS 9410:2016). Parameter Stasjoner GPS (prøvestasjoner): C1 (Anleggssone) N Ø C3 (Overgangssone) N Ø C4 (Overgangssone) N Ø C2 (ytre sone) N Ø Kjemi: ph/eh 7,77/87,0 7,45/22 7,75/365,8 7,52/55 Antall arter (S): Antall ind. (N): NQI1: 0,39 0,76 0,76 0,79 Shann.Wien. (H`): 1,85 4,78 4,47 4,84 Hurl.ind. n=100): (ES 8,4 37,6 33,9 39,1 J, Jevnhet (0-1): 0,49 0,76 0,68 0,78 ISI: 6,49 9,87 9,89 9,81 NSI: 10,97 22,00 20,29 25,20 DI: 0,50 0,52 0,77 0,46 AMBI: 5,388 2,595 2,595 2,105 neqr: 0,339 0,776 0,746 0,813 MOM-tilstand: 1 Normal. TOC Tot. nitrogen Tot. Org. materiale Forhold Pelitt Elementer Resultater tilstandsklasse TOC (mg/g): TOC, tilst.klasse: TN (mg/g): Kommentar: TOM (%): Kommentar: C/N: Kommentar: Kornfordeling (pelittandel (%) <0,063mm): Cu (mg/kg): Cu, tilst.klasse: Oksygen Målt verdi (%): O 2, tilst.klasse: Ansvarlig feltarbeid / Signatur: 14,3 Ⅲ Mindre god 14,0 Ⅲ Mindre god 18,4 Ⅲ Mindre god 10,5 Ⅱ God 2,29 1,56 1,32 2,26 5,7 4,5 4,1 3,9 4,9 9,0 13,9 4,6 13,7 12,7 15,2 10,8 36,5 Ⅱ God Kristine Brokke 9,4 Ⅰ Bakgrunn 3,4 Ⅰ Bakgrunn 85 % I Svært god 15,3 Ⅰ Bakgrunn

6 1. Materiale og metode 1.1 Undersøkelsesområde og stasjonsplassering Undersøkelsesområdet ligger i Vega kommune i Nordland (se figur 1 og 2). Anlegget ligger nord for Vega og sør for Herøy, beskyttet av en rekke øyer fra sør-vest til nordøst, med mer åpent hav i nordvest. Bunnen under anlegget består av silt, sand og skjellsand, og har en rimelig jevn dybde på meter på den østlige siden, og skråner så svakt ned mot dybder på meter på den vestlige siden av anlegget. Rundt anlegget skråner bunnen opp på meter, og i nordvest er det en terskel til Kilværfjorden på 50 meters dybde. Lokaliteten er vurdert etter en C-undersøkelse i henhold til NS 9410:2016. Økende biomasse gir økende antall prøvestasjoner, og med en MTB på 3120 tonn, skal det være 4 prøvestasjoner (se tabell 2). Tabell 2: Tabellen viser veiledende antall prøver som skal tas per anlegg per tonn MTB. Tabellen er hentet fra NS 9410:2016. Alle stasjoner er avmerket på kartet i figur 4. Posisjonen for stasjonene leses av i tabell 1, slik at seinere prøver kan legges til de samme koordinatene som ved denne undersøkelsen. Hovedstrømretningen for spredningsstrømmen på 45 meters dybde er mot øst-sørøst, og de fire retningene strømmen beveger seg hyppigst mot, er 105, 120, 90 og 75 grader (målinger utført av Nova Sea mars 2011). Øst-sørøst for anlegget er det for grunt for en C-undersøkelse. Stasjonene ble derfor lagt i sør-sørvest. Det ble forsøkt å grabbe på samtlige stasjoner uten hell. Stasjonene ble dermed flyttet nord-nordøst for anlegget. Heller ikke her lyktes det mannskapet å få grabbinnhold. Prosjektet ble avbrutt, og ROV bestilt. Ved bruk av ROV fikk man tatt opp prøver på den opprinnelige stasjonsplasseringen; i sør-sørvest. Stasjon C1 ble plassert på østsiden av anlegget, rundt 20 meter fra merdkant, nær der MOM B-undersøkelsens dårligste prøve (tilstand 4) ble tatt. C4 ble plassert 90 meter sør for anleggsrammen, på ganske lik dybde som anlegget. Stasjon C3 ble plassert 240 meter unna anleggsrammen i en skråning bestående av mye fjell og stein. Stasjon i ytre sone; C2 ble plassert 385 meter unna anleggsrammen. Her C SKOGSHOLMEN 5

7 begynner det å bli såpass grunt at det ikke er mulig å ta en prøve lenger unna anlegget, men 385 meter ansees som nært nok de 400 meterne som kreves ved en MTB på 3120 (tabell 2). Tabell 3: Undersøkelsesfrekvens ved ulike tilstandsklasser. Hentet fra NS 9410:2016. Ved moderat tilstandsklasse, skal ny undersøkelse utføres annenhver produksjonssyklus, og ved svært god eller god tilstandsklasse utføres undersøkelsen hver tredje produksjonssyklus. Om frekvensene på C2 og overgangssonestasjonene ikke er like, skal lokaliteten bli undersøkt etter den tilstandsklassen som gir hyppigst undersøkelsesfrekvens. Miljøtilstanden til stasjon C1 inngår ikke i fastsettingen av undersøkelsesfrekvens, men får en egen vurdering etter makrofauna Kartbilder: Stasjonsplassering og anleggslokalisering Samtlige kart er med kartdatum WGS84. Figur 1: Oversiktskart som viser undersøkelsesområdet. Målestokk: 1: Kartkilde: gislink.no

8 Figur 2: Kartet viser anleggsplassering sammen med MOM C stasjoner og fortøyninger. Gult kryss markerer strømmåling i Figur 3: Kartet viser anleggsplassering sammen med MOM C stasjoner (store bokstaver) i sør. De tre stasjonene (små bokstaver) markert nord for anlegget er stasjoner som ble forsøkt tatt 14/7.16, før ROV ble bestilt. Lilla pil viser himmelretning, blå pil viser hovedstrømretningen for spredningsstrøm C SKOGSHOLMEN 7

9 Figur 4: Tredimensjonalt isometrisk bunnkart med anleggsomriss og stasjoner. Kilde: Olex. Figur 5: Tredimensjonalt perspektivisk bunnkart med anleggsomriss og stasjoner. Kilde: Olex.

10 1.2 Utstyr og metoder Prøveinnsamlingen på stasjon C1 ble gjort fra M/S Borgskjær den 14/7-16. Grunnet vansker med hardbunn og lite eller ikke noe innhold i grabb, ble undersøkelsen fortsatt den 16/7-16 med hjelp av ROV styrt fra Seløy undervannsservice sin båt M/S Nautilus Nova. Undersøkelsen ble gjennomført av Kristine Brokke fra Aqua Kompetanse AS Utstyr Makrofauna og kjemisk/geologisk sedimentsammensetning Bunndyrprøver og sedimentprøver ble samlet inn ved hjelp av en 0.1m² Van Veen-grabb av typen fra KC-denmark med internnummer GRC_AQK_012A. På hver prøvestasjon ble det foretatt 3 grabbhugg, der biologiske prøver tas ut av to av huggene, og geologi og kjemiprøver tas ut av ett. Alle prøver sendes til analyse hos Akvaplan-niva. Elektrokjemiske målinger Elektrokjemiske målinger utføres i henhold til Norske Standarder NS 9410:2016, NS og NS-EN ISO 10523:2012. Apparatet som ble brukt er av typen Hach, modell HQ40d med internnummer EMU_AQK_033A. Strømmålinger Strømmålingene det henvises til, er utført av Nova Sea. Hensikten med strømmålingene er å kartlegge området for spredning av organisk materiale, som inngår i grunnlaget for vurdering av lokalitetens miljømessige bæreevne, samt kartlegge vannutskiftningsstrøm (overflate og dimensjonering), spredningsstrøm og bunnstrøm. CTD Konduktivitet, temperatur, oksygen og dybde måles ved bruk av en CTD (Conductivity, Temperature, Depth). Denne senkes ned til bunn på dypeste prøvestasjon. Instrumentet som er brukt her, er av typen mini CTD, modell SD204 med internnummer CTD_AQK_004A fra SAIV AS. Oksygensonden montert på instrumentet har internnummer OSE_AQK_193A. ROV Fjernstyrt undervannsfarkost (ROV) benyttet ved undersøkelsen er av type SUB-fighter 7500 fiber fra Sperre, og eies av Seløy Undervannsservice C SKOGSHOLMEN 9

11 1.2.2 Metoder Hydrografi Oksygeninnholdet i vannmassene er helt avgjørende for de fleste former for liv i sjøen. I åpne områder med god vannutskiftning og sirkulasjon er oksygenforholdene oftest tilfredsstillende. Stor tilførsel av organisk materiale kan imidlertid føre til at oksygeninnholdet i vannet blir lavt, da oksygen forbrukes ved nedbrytning av organisk materiale. Terskler og trange sund kan føre til dårlig vannutskiftning, og dermed redusert tilførsel av nytt oksygenrikt vann. Hydrogensulfid (H2S), som er giftig, kan dannes og dyrelivet vil dø ut Fullmettet vann har en konsentrasjon av oksygen i likevekt med luft under normalt atmosfæretrykk, men oksygennivået vil variere med temperatur og salinitet. Vannets evne til å holde på oksygen avtar ved økende temperatur og salinitet. Vannet kan være overmettet med oksygen, det vil si over 100 %. Oksygeninnholdet i vann kan dermed fortelle en del om tilstanden, noe som er vist i Tabell 1. Tabell 4: Klassifisering av tilstand for oksygen i dypvannet ved saltholdighet over 20. (Fra Molvær et al., 97 og Veileder 02:2013). Tilstandsklasser I II III IV V Parameter Veileder Måleenhet Bakgrunn/ God Moderat/ Dårlig Svært god Mindre Dypvann Oksygen* 97:03 ml O2/ l >4,5 4,5-3,5 3,5-2,5 2,5-1,5 <1,5 Oksygen metn.** 97:03 % > <20 *Omregningsfaktoren til mgo 2/l er 1.42 **Oksygenmetningen er beregnet for saltholdighet 33 og temperatur 6 C god Svært dårlig Det ble utført målinger av saltholdighet, temperatur og oksygen på den stasjonen med størst dyp, i dette tilfellet på stasjon C4, sør for lokaliteten (figur 3). Målingene ble utført med en mini STD/CTD modell SD-204 levert av SAIV AS. Instrumentet var innstilt for måling hvert 2. sekund når det senkes ned og hales opp gjennom vannsøylen. Målingene ble overført til datamaskin på land og de registrerte data ble bearbeidet av et dataprogram. All rådata er lagret elektronisk hos Aqua Kompetanse AS. Sediment Partikkelstørrelsen i sedimentet forteller noe om strømforholdene like over bunnen. I områder med sterk strøm vil finere partikler bli ført bort og kun grovere partikler vil bli liggende igjen. Dette gjenspeiles i kornfordelingskurven, som da vil vise at hoveddelen av partiklene i

12 sedimentet tilhører den grove delen av størrelsesspekteret. I områder med lite strøm vil finere partikler synke til bunns og avsettes i sedimentet. Kornfordelingskurven vil da vise at mesteparten av partiklene er i leire/silt-fraksjonen (pellittandel). For videre beskrivelse av metodikk for kjemiske og geologiske analyser, henvises det til rapporten fra Akvaplan-niva AS i vedlegg A. ph og Eh-måling Ved hver stasjon ble det utført ph- og Eh-målinger i sedimentet. Målingene ble utført med et multimeter levert av produsenten Hach Lange. Bunndyr Bunndyrprøver ble tatt med prøvetakingsredskapet Van Veen grabb (0,1 m 2 ) iht. metodikk beskrevet i Norsk Standard NS 9410: Prøvene ble tatt av Aqua Kompetanse AS. Akvaplan-niva AS har stått for analyser og tolkning av innsamlet materiale. For videre beskrivelse av metodikk og indekser, se Akvaplan-niva AS rapporten i vedlegg A. 1.3 Produksjonsdata fra anlegg Anlegget har vært i bruk siden 2014, og i tabellen under er tidligere MOM-undersøkelser oppført. Det er ikke tidligere utført MOM C ved Skogsholmen. Tabell 5: Tidligere MOM B-undersøkelser ved Skogsholmen. Dato feltarbeid Generasjon Biomasse ved undersøkelse Utfôret mengde Produsert mengde Lokalitetstilstand Forundersøkelse 0 tonn 0 tonn 0 tonn V tonn 1379 tonn 1325 tonn V tonn 1774 tonn 1751 tonn V tonn 2761 tonn 2626 tonn 2 Anlegget ble startet opp i april V-14-generasjonen ble flyttet i april V-15 generasjonen er den første som har stått hele syklusen frem til slakt. I tabell 6 vises totalt utfôret mengde pellets og produsert mengde fisk for de to generasjonene som har stått på Skogsholmen. Tabell 6: Produksjonsdata for tidligere generasjoner på Skogsholmen: Generasjon Utfôret mengde Tilvekst V tonn 2539 tonn V tonn 4206 tonn C SKOGSHOLMEN 11

13 2. Resultat 2.1 Hydrografisk måling Saltholdighet, temperatur og oksygeninnhold ble målt fra overflaten og ned til like over bunnen i dypområdet ved lokaliteten. Resultatene fra denne undersøkelsen presenteres i figur 6 og 7. Figur 6: Sjøtemperatur (ºC) og saltholdighet ( ) fra overflaten og ned til 104 meters dyp ved stasjon C4 på Skogsholmen 16/7-16. Sjøtemperaturen er 13ºC i det øverste sjiktet av vannsøylen. Nedover i vannsøylen faller temperaturen med økende dybde, men på rundt 30 meters dyp flater temperaturgrafen ut på cirka 7ºC. Saltholdigheten i overflaten er 22, men på en halvmeter er den steget til 31. På rundt 10 meters dybde er saltholdigheten stabil på 33.

14 Figur 7: Oksygenkonsentrasjon (mg/l) og oksygenmetning (%) fra overflaten og ned til 104 meters dyp ved stasjon C4 på Skogsholmen 16/7-16. Oksygenkonsentrasjonen i overflatevannet er 10,1 mg O2/liter og oksygenmetningen er 110 %. Ved 10 meters dyp er konsentrasjonen sunket til 9 mg O2/liter, mens metningen er 98 %. På 16 meters dyp er det en lomme med høyere oksygenkonsentrasjon og metning (9,5 mg/l og 102%), før det derfra synker ned til 8,4 mg/l og 85% metning nær bunnen. Omregnet til ml, og med en omregningsfaktor på 1,42, gir dette en konsentrasjon på 6 mg O2/liter. Dette svarer til tilstanden I Svært god etter klassifiseringen for oksygen i dypvann, gjengitt i tabell 4. Oksygenmetningen er høyere enn 65 %, noe som også tilsvarer beste tilstand etter tabell Bunndyr og kjemiske analyser For fullstendig rapport på resultatene fra bunndyrundersøkelsen og de kjemiske analysene, se rapport fra Akvaplan-niva i vedlegg A til denne rapporten. ph-, Eh og sensoriske registreringer De elektrokjemiske målingene viste normale verdier ved alle fire stasjoner. For de sensoriske registreringene fant man ingen lukt eller misfarget sediment. Konsistensen var myk på de tre stasjonene utenfor anlegget, og grabben var full på stasjon C3 og C4. Kopi av feltskjemaene finnes i vedlegg B C SKOGSHOLMEN 13

15 3. Oppsummering Den hydrografiske undersøkelsen av vannsøylen ved stasjon C4 viste en noe dempet saltholdighet i overflatemassene. Nedover i vannsøylen steg saltholdigheten til nivå som tilsvarer oseanisk vann. Oksygennivået var høyt i hele vannsøylen, selv om det sank med økende dybde. Dette gav tilstandsklassen Svært god etter klassifiseringen for oksygen i dypvann, gjengitt i tabell 4. Den kjemiske undersøkelsen viser en lav andel av organisk materiale (TOM) og av nitrogen (TN), forhøyede nivå av organisk karbon (TOC), lavt forhold mellom karbon og nitrogen (C/N) (høyt forhold ved C4) og lav pelittandel (grovkornet sediment). Det var lite kobber å spore mellom og overgangssoner, men noe ved anleggsstasjonen C1. Det var likevel ikke mer enn at det svarer til klasse Ⅱ god. Faunaundersøkelsen viser et tydelig skille mellom de fire stasjonene (se tabell 1), der C2; overgangssonen har best forhold, også når det gjelder kjemisk undersøkelse. Overgangssonen med stasjonene C4 og C3 har svært gode til gode faunaforhold og C1; anleggssonen viser dårligere faunaforhold. Likevel er antall arter funnet på stasjon C1 tilfredsstillende til miljøtilstand 1 etter NS 9410:2016. Faunatilstanden ved stasjon C2; ytre overgangssone ble tilstand I "svært god", og tilstandene i overgangssonestasjonene C3 og C4 ble klasse II "god". Det har ikke vært foretatt en MOM C-undersøkelse på Skogsholmen tidligere, men fire MOM B-undersøkelser (se tabell 5). Disse har resultert i en tilstand 1 frem til siste undersøkelse, foretatt på samme tid som denne MOM C-undersøkelsen ble gjennomført. Den resulterte i en miljøtilstand på 2, og det var første gang lokaliteten hadde hatt fisk der en hel produksjonssyklus. Lokaliteten har en C2 stasjon som er klassifisert til å være svært god, og to stasjoner C3 og C4 som er klassifisert til god. Derfor skal undersøkelsesfrekvensen være for hver tredje produksjonssyklus (tabell 3). Ettersom denne undersøkelsen ble tatt på maksimal biomasse, og neste utsett blir i april (V17), vil neste MOM C undersøkelse måtte tas i 2024 om driften går som normalt.

16 4. Referanser BROKKE, K. (2016) MOM B VED SKOGSHOLMEN, VEGA KOMMUNE, JULI AQUA KOMPETANSE RAPPORTNUMMER: C. MOLVÆR, J., KNUTZEN, J., MAGNUSSON, J., RYGG, B., SKEI, J., SØRENSEN, J. (1997) KLASSIFISERING AV MILJØKVALITET I FJORDER OG KYSTFARVANN. SFT-VEILEDNING NR. 97: S. NS 9410: 2016, MILJØOVERVÅKING AV BUNNPÅVIRKNING FRA MARINE AKVAKULTURANLEGG. NOVA SEA (2011) STRØMRAPPORT: SKOGSHOLMEN 45M MARS VEILEDER FRA DIREKTORATSGRUPPA. (2013) KLASSIFISERING AV MILJØTILSTAND I VANN. NORSK KLASSIFISERINGSSYSTEM I HENHOLD TIL VANNFORSKRIFTEN. VEILEDER 02: C SKOGSHOLMEN 15

17

18 Vedlegg A Akvaplan-niva rapport Aqua Kompetanse AS C-undersøkelse på oppdrettslokaliteten Skogsholmen, Bløtbunn C SKOGSHOLMEN Akvaplan-niva AS Rapport:

19

20 Akvaplan-niva AS Rådgivning og forskning innen miljø og akvakultur Org.nr: NO MVA Framsenteret 9296 Tromsø Tlf: , Fax: Rapporttittel / Report title Aqua Kompetanse. C-undersøkelse på oppdrettslokaliteten Skogsholmen, Bløtbunn. Forfatter(e) / Author(s) Roger Velvin Akvaplan-niva rapport nr / report no Dato / Date Antall sider / No. of pages 12 + Vedlegg Distribusjon / Distribution Gjennom oppdragsgiver Oppdragsgiver / Client Aqua Kompetanse AS Flatanger Oppdragsg. referanse / Client s reference Vidar Strøm Sammendrag / Summary Det er gjennomført en miljøovervåking type C på oppdrettslokaliteten Skogsholmen. Foreliggende delrapport presenterer resultatene fra bløtbunnundersøkelsen av overvåkingen og inkluderer økologisk tilstandsklassifisering av bløtbunnsamfunn, samt geokjemiske analyser og klassifisering av sedimenter. Prosjektleder / Project manager Kvalitetskontroll / Quality control Roger Velvin Hans-Petter Mannvik 2016 Akvaplan-niva AS. Rapporten kan kun kopieres i sin helhet. Kopiering av deler av rapporten (tekstutsnitt, figurer, tabeller, konklusjoner, osv.) eller gjengivelse på annen måte, er kun tillatt etter skriftlig samtykke fra Akvaplan-niva AS.

21

22 INNHOLDSFORTEGNELSE FORORD MATERIALE OG METODE Bløtbunn geokjemiske analyser og bunndyr Geokjemiske analyser Total organisk materiale (TOM) Total nitrogen (TN) - Kjeldahl nitrogenbestemmelse Total organisk karbon (TOC) og kornfordeling Kobber (Cu) Bunndyr Om organisk påvirkning av bunndyrssamfunn Kvantitative bunndyrsanalyser RESULTATER Geokjemiske analyser TOC og kornfordeling Kobber i sedimenter Bunndyr Kvantitative bunndyrsanalyser SAMMENFATTENDE VURDERINGER Sammenfatning REFERANSER VEDLEGG Vedlegg 1. Bunndyrstatistikk og artslister Vedlegg 2. Analyserapport C-undersøkelse Skogsholmen, Akvaplan-niva AS Rapport nr

23 Forord Akvaplan-niva har gjennomført geokjemiske analyser og karakterisering av bløtbunnsamfunnene ved oppdrettslokaliteten Skogsholmen. Oppdragsgiver har vært Aqua Kompetanse AS. Resultatene inngår i selskapets rapportering fra en C-undersøkelse på lokaliteten. Følgende personer har deltatt: Roger Velvin Akvaplan-niva Prosjektansvarlig (Akvaplan-niva). Identifisering bunndyr (Varia). Bunndyrsanalyser. Rapport, faglige vurderinger og fortolkninger. Rune Palerud Akvaplan-niva Identifisering bunndyr (krepsdyr). Statistikk. Jesper Hansen Akvaplan-niva Identifisering bunndyr (bløtdyr og børstemark). Hans-Petter Mannvik Akvaplan-niva Identifisering bunndyr (pigghuder). KS rapport, faglige vurderinger og fortolkninger. Vera Remen Akvaplan-niva Koordinator av bunndyrsortering. Ingar H. Wasbotten Akvaplan-niva Koordinering geokjemiske analyser. Aqua Kompetanse har gjennomført alle feltinnsamlingene. Akkreditert virksomhet: Analysene er utført av Akvaplan-niva AS med underleverandøren ALS Laboratory Group, Tsjekkia. Akvaplan-niva AS er akkreditert av Norsk Akkreditering for analyser av makrofauna og faglig vurderinger og fortolkninger, akkrediteringsnr. TEST 079. Akvaplan-niva er akkreditert av Norsk Akkreditering for analyser av TOC og kornstørrelse, akkrediteringsnr. TEST 061. Akkrediteringen er i hht. NS-EN ISO/IEC Czech Accreditation Institute (Lab nr 1163) ALS Laboratory Group er akkreditert av Czech Accreditation Institute (Lab nr 1163) for analyser av P-total, kobber og sink. Tromsø, Prosjektansvarlig ved Akvaplan-niva Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 2

24 Materiale og metode Bløtbunn geokjemiske analyser og bunndyr En oversikt over det faglige programmet for bløtbunnundersøkelsen er gitt i Tabell 7. Tabell 7. Faglig program for bløtbunnundersøkelsen ved Skogsholmen, TOM = total organisk materiale. TOC = total organisk karbon, TN = total nitrogen, Cu = kobber, Korn = kornfordeling.. Stasjon C1 (anleggssone) C2 (overgangssone) C3 (mellomsone) Type undersøkelse Kvantitativ bunndyranalyse. TOM. TOC. Korn. TN. Cu. Kvantitativ bunndyranalyse. TOM. TOC. Korn. TN. Cu. Kvantitativ bunndyranalyse. TOM. TOC. Korn. TN. Cu.. C4 (mellomsone) Kvantitativ bunndyranalyse. TOM. TOC. Korn. TN. Cu. For gjennomføring og opparbeiding er følgende standarder og kvalitetssikringssystemer benyttet: ISO Guidance on sampling of marine sediments. ISO Guidelines for quantitative sampling and sample processing of marine soft bottom macro fauna. NS 9410:2016. Miljøovervåking av bunnpåvirkning fra marine oppdrettsanlegg. Prosedyreark. Kvalitetshåndbok for Akvaplan-niva. SFT (nå Miljødirektoratet) veileder 97:03. Klassifisering av miljøkvalitet i fjorder og kystfarvann (Molvær m.fl., 1997) og revidert veileder TA 2229/2007 (Bakke m.fl., 2007). Veileder 02:2013. Klassifisering av miljøtilstand i vann. Norsk klassifiseringssystem for vann i henhold til Vannforskriften. Veileder fra Direktoratgruppen. Posisjoner og dyp for stasjonene ved Skogsholmen er gitt i Tabell 8. Tabell 8. Stasjonsdyp og -koordinater, Skogsholmen Stasjon C1 C2 C3 C4 Dyp (m) GPS N 65⁰ 49,894 Ø 12⁰ 04,345 N 65⁰ 49,568 Ø 12⁰ 04,397 N 65⁰ 49,639 Ø 12⁰ 04,278 N 65⁰ 49,720 Ø 12⁰ 04,288 Geokjemiske analyser Total organisk materiale (TOM) Mengden av TOM i sediment ble bestemt ved vekttap etter forbrenning ved 495 C. Vekttapet i prosent etter forbrenning ble beregnet. Reproduserbarheten av TOM-analysene er sjekket i opparbeidingsperioden ved å bruke et husstandardsediment som inneholder TOM med kjent nivå. Standard kalsiumkarbonat ble brent sammen med prøvene som kontroll på at karbonat ikke ble forbrent i prosessen Total nitrogen (TN) - Kjeldahl nitrogenbestemmelse Sedimentene blir mineralisert ved 420 C med svovelsyre og bruk av katalysatorer. Natriumhydroksid tilsettes i overskudd for å mineralisere prøvene. Deretter destilleres prøven og kondensatet går inn i C-undersøkelse Skogsholmen, Akvaplan-niva AS Rapport nr

25 en løsning med svovelsyre. Innholdet av organisk bundet nitrogen og ammoniakk/ammonium i prøven kvantifiseres spektrofotometrisk vedhjelp av en metode basert på reaksjonen mellom ammoniumioner, natriumsalicylat og trinatriumcitrat Total organisk karbon (TOC) og kornfordeling Andelen finstoff, dvs. fraksjonen mindre enn 63 m, ble bestemt gravimetrisk etter våtsikting av prøvene. Resultatene er angitt som andel finstoff på tørrvektbasis. Etter tørking ble innhold av total organisk karbon (TOC) bestemt ved IR deteksjon (LECO IR 212) etter behandling med konsentrert saltsyre (HCl) og katalytisk forbrenning ved 480 C. For å kunne klassifisere miljøtilstanden basert på innhold av TOC, er de målte konsentrasjonene normalisert for andel finstoff (ntoc) ved bruk av ligningen: ntoc = TOC + 18(1 F), hvor TOC og F står for henholdsvis målt TOC verdi og andel finstoff (%) i prøven (Aure m.fl., 1993). Klassifisering av miljøtilstanden for sedimentene er basert på normalisert TOC, og ble gjennomført i henhold til SFT (nå Miljødirektoratet) veiledning 97:03 (Molvær m. fl., 1997). Tilstandsklassifisering for organisk innhold i marine sediment (fra SFT 97:03). NTOC, mg/g < 20 I Meget god II God III Mindre god IV Dårlig > 41 V Meget dårlig Kobber (Cu) Prøven for metallanalyse ble frysetørket før den ble oppsluttet i mikrobølgeovn i lukket teflonbeholder med konsentrert ultraren salpetersyre og hydrogenperoksid. Konsentrasjonene av kobber (Cu) ble bestemt ved hjelp av ICP-SFMS.. Klassifisering av miljøtilstanden med hensyn til Cu ble gjennomført i henhold til revidert veiledning TA 2229/2007 (Bakke m.fl., 2007). Tilstandsklassifisering for metaller i marine sedimenter (Fra Bakke m.fl., 2007). Cu mg/kg < 35 Tilstandsklasse I Bakgrunn Tilstandsklasse II God Tilstandsklasse III Moderat Tilstandsklasse IV Dårlig > 220 Tilstandsklasse V Svært dårlig Bunndyr Om organisk påvirkning av bunndyrssamfunn Utslipp av organisk materiale (fôrrester/fekalier) fra marine oppdrettsanlegg kan bidra til forringede livsvilkår for mange av de bunnlevende organismene. Negative effekter i bunndyrssamfunnet kan best vurderes gjennom kvantitative bunndyrsanalyser. Fordi de fleste bløtbunnartene er lite mobile, vil faunasammensetningen i stor grad gjenspeile de stedsegnede miljøforholdene. Endringer i bunndyrssamfunnene er god indikasjon på uønskede belastninger. Under naturlige forhold består samfunnene av mange arter. Høyt artsmangfold (diversitet) er blant annet betinget av gunstige forhold for faunaen. Likevel kan eksempelvis moderate økninger i organisk belastning stimulere faunaen og eventuelt øke artsmangfoldet noe. Større belastning gir dårligere forhold der opportunistiske arter øker sine individtall, mens ømfintlige slås ut. Dette betyr redusert artsmangfold. Endringer i artsmangfold under og ved oppdrettsmerder kan i stor grad knyttes til endringer av organisk innhold (fôr og fekalier) i sedimentet. Kvantitative bunndyrsanalyser På alle fire stasjonene ble det innsamlet to prøver (replikater) iht. retningslinjene i NS 9410 (2007) på hver av stasjonene. Sortert materiale ble opparbeidet kvantitativt. Bunndyrene ble Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 4

26 identifisert til fortrinnsvis artsnivå eller annet hensiktsmessig taksonomisk nivå og kvantifisert av spesialister (taksonomer). De kvantitative artslistene inngikk i statistiske analyser. Se Vedlegg 1 for beskrivelse av analysemetoder. For økologisk tilstandsklassifisering er Direktoratgruppens veileder 02:2013 benyttet. Følgende statistiske metoder ble benyttet for å beskrive samfunnenes struktur og for å vurdere likheten mellom ulike samfunn: Shannon-Wiener diversitetsindeks (H ) Hurlberts diversitetsindeks (ES100) - forventet antall arter pr. 100 individer Pielou s jevnhetsindeks (J) Ømfintlighetsindeks (ISI2012) Indeks for individtetthet (DI) Sensitivitetsindeks (NSI) Sammensatt indeks for artsmangfold og ømfintlighet (NQI1) Ømfintlighetsindeks som inngår i NQI1 (AMBI) Normalisert EQR (neqr) Antall arter plottet mot antall individer i geometriske artsklasser Clusteranalyser De ti mest dominerende taksa pr. stasjon (topp-10) Indeksene er beregnet som snitt av to replikater. Økologisk tilstandsklassifisering basert på observert verdi av indeks (fra Veileder 02:2013). Indeks I Svært god II God III Moderat IV Dårlig V Svært dårlig NQI , H ES ISI NSI DI 0-0,30 0,30-0,44 0,44-0,60 0,60-0,85 0,85-2,05 neqr 1,0 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0,0 C-undersøkelse Skogsholmen, Akvaplan-niva AS Rapport nr

27 Resultater Geokjemiske analyser TOC og kornfordeling Nivåer av total organisk materiale (TOM), total organisk karbon (TOC), total nitrogen (TN), C/N forholdet og kornfordeling i sedimentene er presentert i Tabell 9. TOM andelen i sedimentet var lav og varierte mellom 3,9 % (C2) og 5,7 % (C1). TOC nivåene var forhøyet på alle stasjonene med tilstandsklasse III på C1, C2 og C3, og klasse II på C2. Nivåene av TN var lave og varierte mellom 1,32 og 2,26 mg/g. C/N forholdene var lave på C1, C2 og C3 (4,6 9,0), som tyder på at det organiske materialet hovedsakelig hadde naturlig marin sammensetning. På C4 var C/N forholdet 13, noe som kan indikere at deler av det organiske materialet hadde terrestrisk opprinnelse. Sedimentene var grovkornet på alle stasjoner med pelittandeler mellom 10,8 og 15,2 %. Tabell 9. Sedimentbeskrivelse, TOM (%), TOC(mg/g), TN (mg/g), C/N, kornfordeling (pelittandel % <0,063 mm). Skogsholmen, St. Sone TOM TOC N-TOC Tilst.kl.* TN C/N Pelitt C1 Anleggssone 5,7 14,3 29,8 III Mindre god 2,29 4,9 13,7 C2 Overgangssone 3,9 10,5 26,6 II God 2,26 4,6 10,8 C3 Mellomsone 4,5 14,0 29,7 III Mindre god 1,56 9,0 12,7 C4 Mellomsone 4,1 18,4 33,7 III Mindre god 1,32 13,9 15,2 Tilstandsklassifisering (SFT - Molvær m.fl., 1997) basert på TOC forutsetter at konsentrasjonen av TOC i sedimentet standardiseres for teoretisk 100% finstoff (pelitt < mm) iht. til formelen: Normalisert TOC = målt TOC + 18 x (1-F), hvor F er andel av finstoff (Aure m.fl., 1993) Kobber i sedimenter Nivåene av kobber er presentert i Tabell 10. Kobber konsentrasjonen var lett forhøyet på C1 (klasse II) og på bakgrunnsnivå i sediment fra de andre undersøkte stasjonene (tilstandsklasse I). Tabell 10. Sedimentanalyse for kobber (Cu) i mg/kg TS. Skogsholmen, St. Cu Tilst.klassif. Cu C1 36,5 II God C2 15,3 I Bakgrunn C3 9,4 I Bakgrunn C4 3,4 I Bakgrunn Bunndyr Kvantitative bunndyrsanalyser Artsmangfold, ømfintlighet og jevnhet Resultatene fra de kvantitative bunndyrsanalysene er presentert i Tabell 11. Faunaindeksen neqr i tabellen er presentert uten tetthetsindeksen DI etter anbefaling fra Miljødirektoratet. Det er av samme grunn ikke utført tilstandsklassifisering for tetthetsindeksen DI. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 6

28 På C1 ble det registrert 873 individer fordelt på 20 arter. De fleste faunaindeksene, inkludert neqr, viste økologisk tilstandsklasse IV. ISI2012 ga klasse III. På C2 ble det funnet 655 individer og 102 arter. De fleste faunaindeksene, inkludert neqr, viste økologisk tilstandsklasse I. NQI1 ga klasse II. På C3 var det 812 individer og 115 arter. De fleste indeksene, inkludert neqr, viste økologisk tilstandsklasse II. ISI2012 og ES100 ga klasse I. På C4 ble det registrert 1322 individer fordelt på 126 arter. Her viste også de fleste indeksene klasse II, mens ISI2012 lå i klasse I. J (Pielous jevnhetsindeks) er et mål på hvor likt individene er fordelt mellom artene, og vil variere mellom 0 og 1. En stasjon med lav verdi har en skjev individfordeling mellom artene og indikerer at bunndyrssamfunnet er forstyrret. Individfordelingen var jevn på C2, C3 og C4 med indekser mellom 0,68 og 0,78. På C1 var indeksen 0,49, som viste en noe skjevere individfordeling. Tabell 11. Antall arter og individer pr. 0,2 m 2, H = Shannon-Wieners diversitetsindeks. ES 100 = Hurlberts diversitetsindeks. NQI1 = sammensatt indeks (diversitet og ømfintlighet). ISI 2012 = ømfintlighetsindeks. NSI = sensitivitetsindeks. J = Pielous jevnhetsindeks. AMBI = ømfintlighetsindeks (inngår i NQI1). neqr = normalisert EQR (ekskl. DI). DI = tetthetsindeks. Skogsholmen Økologisk tilstandsklassifisering basert på observert verdi av indeks (snitt av to replikater) iht. Veileder 02:2013. St. Individer Arter H ES 100 NQI1 ISI 2012 NSI neqr DI AMBI J C ,85 8,4 0,39 6,49 10,97 0,339 0,50 5,388 0,49 C ,84 39,1 0,79 9,81 25,20 0,813 0,46 2,105 0,78 C ,78 37,6 0,76 9,87 22,00 0,776 0,52 2,595 0,76 C ,47 33,9 0,76 9,89 20,29 0,746 0,77 2,592 0,68 I Svært god II God III Moderat IV Dårlig V Svært dårlig NS 9410 Vurdering av bunndyrsamfunnene i anleggssonen (C1). I følge NS 9410 kan klassifisering av miljøtilstanden i nærsonen baseres på antallet arter vurdert mot dominansforhold i bunndyrsamfunnet (se kap. 6.7 i NS 9410:2007). Tabell 12 viser antall arter, kumulativ prosent for dominerende taksa og klassifisering av miljøtilstanden for bløtbunnsamfunnet på nærsonestasjonen C1. Data for antall arter og dominerende taksa på nærsonestasjonene er hentet fra Tabell 11 og Tabell 13. Bløtbunnsamfunnet ble klassifisert til Miljøtilstand 1 "Meget god". Antallet arter var 20 som er grenseverdien til miljøtilstand 2 "god". Tabell 12. NS 9410 Klassifisering av miljøtilstand i bløtbunnsamfunnene på stasjon C1, Skogsholmen Stasjon Lokalitet Ant. arter Dominerende taksa Miljøtilstand-NS 9410 C1 Skogsholmen 20 Capitella capitata 59 % 1 Meget god Geometriske klasser Figur 8 viser antall arter plottet mot antall individer, der antallet individer er delt inn i geometriske klasser. Det vises til Vedlegg 1 for en forklaring av begrepet geometriske klasser og beskrivelse av metoden. Bakgrunnen for analysen er at et upåvirket samfunn består av mange arter med lavt individtall, slik at kurven starter høyt på y-aksen. Et forstyrret samfunn har færre arter og noen få av dem svært tallrike, slik at kurven flater ut og strekker seg mot høyere klasser. Kurvene C1, C2 og C3 hadde alle naturlig høye startpunkter og strakk seg ikke nevneverdig langt ut mot høyere klasser. Kurveforløpene ga ingen indikasjoner på faunaforstyrrelser. C1 hadde derimot markert lavt startpunkt og strakk seg langt ut. Kurveforløpet viste faunaforstyrrelse. C-undersøkelse Skogsholmen, Akvaplan-niva AS Rapport nr

29 Ant. arter , Ant. ind Stasjon Figur 8. Bløtbunnfauna vist som antall arter mot antall individer pr. art i geometriske klasser for bløtbunnstasjonene ved Skogsholmen, 2016 (pr. 0,2 m 2 ). Clusteranalyser For å undersøke likheten i faunasammensetning mellom stasjonene ble den multivariate teknikken clusteranalyse benyttet (se metodebeskrivelse i Vedlegg 1). Resultatene fra denne er presentert i dendrogram i Figur 9. I dendrogrammet er graden av ulikhet mellom stasjonene uttrykt langs den horisontale aksen. To stasjoner med identisk arts- og individfordeling vil få 0 % ulikhet, mens to stasjoner uten like arter, vil få 100 % ulikhet. Metoden gjør det dermed mulig å identifisere grupper av stasjoner med like arts- og individforhold. I tillegg gjør den det lettere å synliggjøre eventuelle avvik som for eksempel kan knyttes til antropogene påvirkninger av bunndyrssamfunnet. Bløtbunnsamfunnene på C3 og C4 var 62 % like med hensyn til arts- og individfordeling. C2 var 52 % lik disse, mens C1 kun var 17 % lik de øvrige stasjonene. Figur 9. Stasjonsvis clusterplott for bløtbunnfaunaen ved Skogsholmen, Artssammensetning Hovedtrekkene i artssammensetningen er vist i form av en topp ti artsliste fra hver stasjon i Tabell 13. I Rygg og Norling (2013) inndeles artene i fem økologiske grupper (Ecological groups; EG) basert på verdien av sensitivitetsindeksene. Disse gruppene går fra sensitive arter (gruppe I) til forurensningsindikatorer (pollution indicator species; gruppe V). På C1 dominerte forurensningsindikatoren Capitella capitata (børstemark) med 59 % av individmengden. De fleste andre taksa var opportunistiske. Det ble også registrert en beskjeden Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 8

30 forekomst av forurensningsindikatoren Oligochaeta (fåbørstemark) blant topp-ti på stasjonen. På C2 og C3 toppet den rørbyggende børstemarken Nothria hyperborea listene, med hhv. 21 og 22 % av individene. Arten er uten kjent økologisk gruppering og vanlig i grovt sediment som grus og skjellsand. På begge stasjonene var det ellers relativt rike forekomster av nøytrale og sensitive arter. På C4 var den tolerante børstemarken Chaetozone sp. mest tallrik med 27 %. Her var det ellers innslag av opportunister, nøytrale og andre tolerante arter. Det ble også registrert en betydelig forekomst av forurensningsindikatoren Capitella capitata blant topp-ti. Tabell 13. Antall individer, kumulativ prosent og økologisk gruppe* for de ti mest dominerende artene på stasjonene. Skogsholmen C1 (anleggssone) Ant. Kum. EG C2 (overgangssone) Ant. Kum. EG Capitella capitata % V Nothria hyperborea % ik Ophryotrocha lobifera % IV Chaetozone sp % III Paramphinome jeffreysii % III Similipecten similis % II Heteromastus filiformis % IV Tharyx killariensis % I Microphthalmus sczelkowii % ik Chone sp % I Chaetozone sp % III Ampelisca sp % I Ophryotrocha sp % IV Glycera capitata % II Pholoe assimilis 4 98 % IV Heteromastus filiformis % IV Thyasira sarsii 4 99 % III Ostracoda indet % II Oligochaeta indet % V Pholoe assimilis % III C3 (mellomsone) Ant. Kum. EG C4 (mellomsone) Ant. Kum. EG Nothria hyperborea % ik Chaetozone sp % III Chaetozone sp % III Pholoe assimilis % III Heteromastus filiformis % IV Nothria hyperborea % ik Pholoe assimilis % III Capitella capitata % V Parougia eliasoni % ik Heteromastus filiformis % IV Chone sp % I Owenia sp % II Scoloplos armiger % III Maldane sarsi % IV Phascolion strombus % II Parougia eliasoni % ik Syllis cornuta % III Phascolion strombus % II Ostracoda indet % II Proclea graffii % II * Økologiske grupper: I = sensitive arter. II = nøytrale arter. III = tolerante arter. IV = opportunistiske arter. V = forurensningsindikatorer (pollution indicator species). Fra Rygg & Norling, ik = ikke kjent gruppe. C-undersøkelse Skogsholmen, Akvaplan-niva AS Rapport nr

31 Sammenfattende vurderinger Sammenfatning Resultatene fra bløtbunnundersøkelsen (type C) ved lokaliteten Skogsholmen, 2016, kan sammenholdes som følger: TOC nivåene var høye (tilstandsklasse III) på C1, C3 og C4. TOC på C2 lå i klasse II. Total nitrogen var lav på alle stasjoner og C/N forholdene viste naturlig marin sammensetning av organisk innhold på C1, C2 og C3. På C4 indikerte et høyere C/N forhold mulig terrestrisk opprinnelse. Kobbernivåene i sedimentene var lett forhøyet på C1 (tilstandsklasse II), men ellers generelt lave (klasse I). Klassifisering av økologisk tilstand basert på tilstandsverdi neqr av faunaindeksene (jmf. veileder 02:2013) viste klasse III "moderat" for bløtbunnsamfunnet på C1. C2 lå i klasse I "svært god", mens bløtbunnsamfunnene på C3 og C4 lå i klasse II "god". Med unntak av C1 var det en jevn individfordeling i bløtbunnsamfunnene. NS 9410 vurdering av bløtbunnsamfunnet i anleggssonen (C1) ga miljøtilstand 1 " meget god". Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 10

32 Referanser Aure, J., Dahl, E., Green, N., Magnusson. J., Moy, F., Pedersen, A., Rygg, B og Walday, M., Langtidsovervåking av trofiutviklingen i kystvannet langs Sør-Norge. Årsrapport 1990 og samlerapport Statlig program for forurensningsovervåking. Rapport 510/93. Bakke, T., Breedveld, G., Källqvist, T., Oen, A., Eek, E., Ruus, A., Kibsgaard, A., Helland, A., og Hylland, K., Veileder for klassifisering av miljøkvalitet i fjorder og kystfarvann Revisjon av klassifisering av metaller og organiske miljøgifter i vann og sedimenter. SFT veiledning TA-2229/ s. Direktoratgruppen, Klassifisering av miljøtilstand i vann. Veileder 02: s. ISO , Guidance on sampling of marine sediments. ISO 16665, Water quality Guidelines for quantitative sampling and sample processing of marine soft-bottom macrofauna. Molvær, J., Knutzen, J., Magnusson, J., Rygg, B., Skei, J. og Sørensen, J., Klassifisering av miljøkvalitet i fjorder og kystfarvann. Statens forurensningstilsyn. Veiledning 97: sider. NS 9410, Norsk standard for miljøovervåking av bunnpåvirkning fra marine akvakulturanlegg. Rygg, B. & K. Norling, Norwegian Sensitive Index (NSI) for marine macro invertebrates, and an update of Indicator Species Index (ISI). NIVA report SNO p. C-undersøkelse Skogsholmen, Akvaplan-niva AS Rapport nr

33 Vedlegg Vedlegg 1. Bunndyrstatistikk og artslister Diversitetsmål Diversitet er et begrep som uttrykker mangfoldet i dyre- og plantesamfunnet på en lokalitet. Det finnes en rekke ulike mål for diversitet. Noen tar mest hensyn til artsrikheten (mål for artsrikheten), andre legger mer vekt på inidividfordelingen mellom artene (mål for jevnhet og dominans). Ulike mål uttrykker derved forskjellige sider ved dyresamfunnet. Diversitetsmål er klassiske i forurensningsundersøkelser fordi miljøforstyrrelser typisk påvirker samfunnets sammensetning. Svakheten ved diversitetsmålene er at de ikke alltid fanger opp endringer i samfunnsstrukturen. Dersom en art blir erstattet med like mange individer av en ny art, vil ikke det gjøre noe utslag på diversitetsindeksene. Shannon-Wieners indeks (Shannon & Weaver, 1949) er gitt ved formelen: H ' der s i1 ni ni log 2 N N n i = antall individer av art i i prøven N = totalt antall individer s = antall arter Indeksen tar hensyn både til antall arter og mengdefordelingen mellom artene, men det synes som indeksen er mest følsom for individfordelingen. En lav verdi indikerer et artsfattig samfunn og/eller et samfunn som er dominert av en eller få arter. En høy verdi indikerer et artsrikt samfunn. Pielous mål for jevnhet (Pielou, 1966) har følgende formel, der symbolene er som i Shannon-Wieners indeks H' J log 2 s Hurlberts diversitetskurver Grafisk kan diversiteten uttrykkes i form av antall arter som funksjon av antall individer. Med utgangspunkt i totalt antall arter og individer i en prøve søker man å beregne hvor mange arter man ville vente å finne i delprøver med færre individer. Diversitetsmålet blir derved uavhengig av prøvestørrelsen og gjør at lokaliteter med ulik individtetthet kan sammenlignes direkte. Hurlbert (1971) har gitt en metode for å beregne slike diversitetskurver basert på sannsynlighetsberegning. ES n er forventet antall arter i en delprøve på n tilfeldig valgte individer fra en prøve som inneholder totalt N individer og s arter og har følgende formel: ES n der s i1 1 N N i n N n N = totalt antall individ i prøven N i = antall individ av art i n = antall individ i en gitt delprøve (av de N) s = totalt antall arter i prøven Plott av antall arter i forhold til antall individer Artene deles inn i grupper/klasser etter hvor mange individer som er registrert i en prøve. Det vanlige er å sette klasse I = 1 individ pr. art, klasse II = 2-3 individer, klasse III = 4-7 individer, klasse IV = 8-15 individer, osv., slik at de nedre klassegrensene danner en følge av ledd på formen 2 x, x=0,1,2, En slik følge kalles en geometrisk følge, derfor kalles klassene for geometriske klasser. Hvis antall arter innenfor hver klasse plottes mot klasseverdien på en lineær skala, vil Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 12

34 det fremkomme en kurve som uttrykker individfordelingen mellom artene i samfunnet. Det har vist seg at i prøver fra upåvirkede samfunn vil det være mange arter med lavt individantall og få arter med høyt individantall, slik at vi får en entoppet, assymetrisk kurve med lang hale mot høye klasseverdier. Denne kurven vil være godt tilpasset en log-normal fordelingskurve. Ved moderat forurensing forsvinner en del av de individfattige artene, mens noen som blir begunstiget, øker i antall. Slik flater kurven ut, og strekker seg mot høyere klasser eller den får ekstra topper. Under slike forhold mister kurven enhver likhet med den statistiske log-normalfordelingen. Derfor kan avvik fra log-normalfordelingen tolkes som et resultat av en påvirkning/forurensing. Det har vist seg at denne metoden tidlig gir utslag ved miljøforstyrrelse. Ved sterk forurensning blir det bare noen få, men ofte svært tallrike arter tilbake. Log-normalfordelingskurven vil da ofte gjenoppstå, men med en lavere topp og spredt over flere klasser enn for uforstyrrede samfunn. Faunaens fordelingsmønster Variasjoner i faunaens fordelingsmønster over området beskrives ved å sammenligne tettheten av artene på hver stasjon. Til dette brukes multivariate klassifikasjons- og ordinasjons-analyser (Cluster og MDS). Analysene i denne undersøkelsen ble utført ved hjelp av programpakken PRIMER v5. Inngangsdata er individantall pr. art, pr. prøve. Prøvene kan være replikater eller stasjoner. Det tas ikke hensyn til hvilke arter som opptrer. Forut for klassifikasjons- og ordinasjonsanalysene ble artslistene dobbelt kvadratrot-transformert. Dette ble gjort for å redusere avviket mellom høye og lave tetthetsverdier og dermed redusere eventuelle effekter av tallmessig dominans hos noen få arter i datasettet. Clusteranalyse Analysen undersøker faunalikheten mellom prøver. For å sammenligne to prøver ble Bray-Curtis ulikhetsindeks benyttet (Bray & Curtis, 1957): d ij n k 1 n k 1 X ( X ki ki X X der n = antall arter sammenlignet X ki = kj kj ) antall individ av art k i prøve nr. i X kj = antall individ av art k i prøve nr. j Indeksen avtar med økende likhet. Vi får verdien 1 hvis prøvene er helt ulike, dvs. ikke har noen felles arter. Identiske arts- og individtall vil gi verdien 0. Prøver blir gruppert sammen etter graden av likhet ved å bruke group-average linkage. Forholdsvis like prøver danner en gruppe (cluster). Resultatet presenteres i et trediagram (dendrogram). Ømfintlighet (AMBI, ISI og NSI) Ømfintligheten bestemmes ved indeksene ISI og AMBI. Beregning av ISI er beskrevet av Rygg (2002). Sensitivitetsindeksen AMBI (Azti Marin Biotic Index) tilordner en ømfintlighetsklasse (økologisk gruppe, EG): EG-1: sensitive arter, EG-II: indifferente arter, EG-III: tolerante arter, EG-IV: opportunistiske arter, EG-V: forurensningsindikerende arter. Sammensetningen av makroevertebratsamfunnet i form av andelen av økologiske grupper indikerer omfanget av en forurensningspåvirkning. NSI er en sensitivitetsindeks som ligner AMBI, men er utviklet med basis i norske faunadata og ved bruk av en objektiv statistisk metode. En prøves NSI verdi beregnes ved gjennomsnittet av sensitivitetsverdiene av alle individene i prøven. Sammensatte indekser (NQI1 og NQI2) Sammensatte indekser NQI1 og NQI2 bestemmes både ut fra artsmangfold og ømfintlighet. NQI1 er brukt i NEAGIG (den nordøst-atlantiske interkalibreringen). De fleste land bruker nå sammensatte indekser av samme type som NQI1 og NQI2. NQI1 indeksen er beskrevet ved hjelp av formelen: NQI1 (Norwegian quality status, version 1) = [0.5* (1-AMBI/7) + 0.5*(SN/2.7)* (N/(N+5)] Tetthetsindeks (Density index, DI) Diversitetsindeksen SN = lns/ln(lnn), hvor S er antall arter og N er antall individer i prøven DI er en indeks for individtetthet. DI er spesielt utviklet med tanke på tilstandsklassifisering av individfattig fauna. Indeksene for artsmangfold og ømfintlighet da av og til dårlig fordi de styres av tilfeldigheter i de små datasettene. Fattig fauna finnes særlig ved dårlige oksygenforhold eller ved svært kraftig industriforurensning. Ekstremt høye individtettheter C-undersøkelse Skogsholmen, Akvaplan-niva AS Rapport nr

35 av tolerante arter tyder på påvirkning av organisk belastning vanlig nær renseanlegg og matfiskanlegg. DI signaliserer også dette. Indeksen beregnes ved: DI = abs [log10(n 0,1m2 ) 2,05] Hvor abs står for tallverdi, altså at negative verdier gjøres positive, N 0,1m 2 antall individer pr. 0,1 m 2. Normalisert EQR (neqr) Observert indeksverdi omregnes til neqr (normalised ecological quality ratio): neqr = (Indeksverdi Klassens nedre indeksverdi)/(klassens øvre indeksverdi Klassens nedre indeksverdi)*0,2 + Klassens neqr basisverdi Klassens neqr basisverdi er den samme for alle indekser og er satt til: Basisverdi (nedre grenseverdi) i Klasse (I) = 0,8 Basisverdi (nedre grenseverdi) i Klasse (II) = 0,6 Basisverdi (nedre grenseverdi) i Klasse (III) = 0,4 Basisverdi (nedre grenseverdi) i Klasse (IV) = 0,2 Basisverdi (nedre grenseverdi) i Klasse (V) = 0,0 Klasseintervallet er 0,2 for alle klassene. neqr gir altså en tallverdi på en skala fra 0 til 1. Tallverdien viser ikke bare statusklassen, men også hvor lavt eller høyt i klassen tilstanden ligger fordi verdiene følger en kontinuerlig skala. F. eks. viser verdien 0,75 at tilstanden ligger tre firedeler opp i tilstand God (God = 0,6 0,8). neqr muliggjør en harmonisert sammenligning av forskjellige indekser, både innenfor samme kvalitetselement og mellom ulike kvalitetselement. Referanser: Bray, R.T. & J.T. Curtis, An ordination of the upland forest communities of southern Wisconsin. Ecol. Monogr., 27: Hurlbert, S.N The non-concept of the species diversity: A critique and alternative parameters. Ecology 52: Pielou, E. C Species-diversity and pattern-diversity in the study of ecological succession. Journal of Theoretical Biology 10, Rygg, B Indicator species index for assessing benthic ecological quality in marine water of Norway. NIVA report SNO p. Shannon, C.E. & W. Weaver, The Mathematical Theory of Communication. Univ Illinois Press, Urbana 117 s. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 14