Utvikling og bruk av nytt klassifiseringssystem iht. Vanndirektivets krav

Transkript

1 Utvikling og bruk av nytt klassifiseringssystem iht. Vanndirektivets krav Hvordan sikre en faglig god overvåking av økologisk tilstand i våre vannforekomster. Sigrid Haande, NIVA Anne Lyche Solheim, NIVA 1

2 Innhold Klassifiseringssystem iht. Vanndirektivet Bunndyr Begroingsalger Fisk Videreutvikling av klassifiseringssystem Noen erfaringer fra prosjekter hvor klassifiseringssystemet er brukt etter boka Utfordringer ved bruk av nytt klassifiseringssystem 2

3 Vannkvalitet: Klassifisering før og nå SFT s klassifiseringssystem Basert på forskjellige påvirkningstypers innvirkning på utvalgte fysisk-kjemiske parametre. For alle påvirkningstyper var det kun ett sett med grenseverdier som ble brukt for alle vanntyper Ikke basert på avvik fra naturtilstanden Vanndirektivet (Vannforskriften) Det er lagt vekt på biologiske kvalitetselementer Spesifikke grenseverdier for ulike vanntyper Avvik fra naturtilstand Det verste styrer prinsippet 3

4 Vanndirektivet Miljømål: God tilstand i alle vannforekomster, definert som akseptable avvik fra naturtilstanden for elver, innsjøer, kystvann og grunnvann Godt potensial for sterkt modifiserte vannforekomster (regulerte vassdrag) Spesifikke for hver vanntype Miljømålet er god tilstand Økologisk tilstand (basert på biologiske kvalitetselementer inkl. fysisk-kjemiske støtteparametre Kjemisk tilstand (basert på kjemiske stoffer =miljøgifter) ØKOLOGISK Naturtilstand Vanntyper og økoregioner STATUS = referansetilstand (reference conditions) Typologien = basert svært god på: tilstand SVÆRT Høyde over havet (lavland, GOD skog, fjell) Tilstand før intensivering av landbruk og industri, Størrelse før vannklosettene, (små, store) før de store Kalsium reguleringene el. alk. GOD (kalkfattig, kalkrik) Humus (klar, humøs) Pragmatisk definisjon: tilstanden slik den var før 1850, 1900 MODERAT evt. før 1940 Størrelse Elv (nedbørfelt) Kvantifiseres ut fra: Innsjø (areal) statistiske analyser DÅRLIG av eksisterende upåvirkede Dybde lokaliteter (innsjø) (medianverdi av hver parameter), SVÆRT 6 regioner paleoøkologiske DÅRLIG metoder 24 innsjøtyper modeller 18 elvetyper Tiltak 4

5 Hvorfor biologi? Barometer for miljøtilstand: hvordan reagerer våre akvatiske økosystemer og deres biologiske komponenter på menneskeskapt belastning? Integrert informasjon om økologiske effekter av påvirkning over tid: Mindre variabelt enn vannkjemien Koblet til vannkvalitet og fysiske inngrep Krav i Vannforskriften/Vanndirektivet Tilleggsinfo om biologisk mangfold Kobling til økosystemtjenester: fiske, badevannskvalitet, drikkevannskvalitet (algetoksiner), naturlig rensekapasitet, osv. Sigrid Haande

6 Dose-respons funksjoner brukes til å sette miljømålet (eks alger i innsjøer) spring/early summer samples L-N1 Total algemengde (klorofyll) IC type Typebeskrivelse Naturtilstand Svært god God Moderat Gullalger Blågrønnalger Dårlig Svært dårlig µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l LN2a Kalkfattige, klare, grunne 1,5 < >20 LN2b Kalkfattige, klare, dype 1,3 <2,5 2,5-4 H/G G/M >15 LN3a Kalkfattige, humøse 2,5 <5 5-7,5 7, >30 LN1 Kalkrike, klare 2,5 <5 5-7,5 7, >30 LN8a Kalkrike, humøse 3,5 <7 7-10,5 10, >40 Kiselalger LN5 Kalkfattige, klare 1,0 < >15 LN6 Kalkfattige, humøse 2,0 < >25 LN7 Kalkfattige, klare 0,80 <1,5 1,5-2,5 2, >12 Total fosfor Total fosfor øker med avrenning fra landbruk og kloakk % biovol late summer samples Planteplankton i innsjøer, Klorofyll a klasser (interkalibrerte klassegrenser er uthevet med fet skrift) Total algemengde C hl-a(klorofyll) 6

7 Biologiske kvalitetselementer Kvalitetselement Innsjø Elv Planteplankton Klf-a Vannplanter Artsindeks Eutrofi Påvekstalger Bunndyr Fisk Artsindeks Forsuring Artsindeks og mengde Forsuring Regulering Artsindeks Eutrofi Forsuring Artsindeks Organisk belastn. Forsuring Mengde Laksefisk Forsuring 7

8 Fysisk-kjemiske kvalitetselementer Næringsstatus Organisk materiale Innsjøer Total fosfor og total nitrogen Fosfat, nitrat og ammonium Farge, TOC Elver Total fosfor og total nitrogen Fosfat, nitrat og ammonium Farge, TOC, BOD Sikt i vannet Siktedyp, Farge, Turbiditet Farge, Suspendert stoff, Turbiditet Oksygenforhold Oksygenforhold Oksygenforhold Forsuringsstatus ph, Alkalitet, ANC, Al i ph, Alkalitet, ANC, Al i Ioneinnhold Konduktivitet Konduktivitet Temperatur Temperatur Temperatur 8

9 Overvåking Viktig å tilpasse overvåking til aktuell påvirkningstype Eutrofiering/organisk belastning Forsuring Hydromorfologiske inngrep (reguleringer) Ulike typer overvåking Basisovervåking (inkl. referanseovervåking) Tiltaksovervåking (operasjonell overvåking) Eutrofiering Forsuring Hydromorfologiske inngrep Problemovervåking (årsak ukjent) Basisovervåking Lav frekvens Alle kvalitetselementer Få stasjoner Fast stasjonsnett Tiltaksovervåking Høy frekvens Mest følsomme kvalitetselement mange stasjoner Fleksibelt stasjonsnett 9

10 Generell prosedyre for klassifisering 1. Klassifisering av enkeltparametre for hvert av de biologiske elementene 2. Kombinasjon av biologiske elementer til klassifisering av hele vannforekomsten 3. Vurdering av de abiotiske støtteparametrene Metric national EQR Normalised EQR value for the metric for the metric REF SG/G 17 G/M 11 M/D 7 SD/D 4 17/20 0,85 (0,75-0,55)*(0,80-0,60) +0,60 (0,85-0,55) 11/20 ( one-out-all-out ) 0,55 7/20 4/20 0, ,75 Det verste styrer-prinsippet 0,73 0,60 0,40 0,35 0,20 0,20 Kobling av kvalitetselementer gjøres via EQR = forhold mellom observert verdi og referanseverdi (naturtilstand) 0 0 Prepared by: Anne Lyche 0 Lyche Solheim & JRC 10

11 Videreutvikling hva mangler? Enkeltparametre for mange biologiske kvalitetselementer artssammensetning planteplankton mengde vannplanter aldersstruktur fisk Referanseverdier for mange indekser Forsuringsindekser for bunnfauna og fisk Klassegrenser for flere indekser Indekser for brakkvann (overgangsvann) Indekser for vannplanter i elver Indekser for karpefisk-samfunn 11

12 Eksempel: Planteplanktonindeks PTI n j= 1 = n a j= 1 j a s j j a j = proportion of j th taxon in the sample s j = indicator value of j th taxon in the sample PTI Lake Type Genus Optima N records LN2b LN2a LN1 LCB1 LCB2 Carteria -0, S S S VS VS Spondylosium -0, S S S VS VS Chrysochromulina -0, S S S VS VS Chrysococcus -0, S S S VS VS Rhabdoderma -0, S S S VS VS Quadrigula -0, S S S VS VS Oocystis -0, S S S VS VS Radiocystis -0, T S S VS VS Eunotia -0, T S S VS VS Synura -0, T S S VS VS Pinnularia -0, T S S VS VS Sphaerocystis -0, T S S S VS Asterionella -0, T S S S VS Cyclotella -0, T S S S VS Puncticulata -0, T S S S VS Chlamydocapsa -0, T S S S VS Peridinium -0, T S S S VS Mougeotia -0, T S S S VS Ankyra -0, T T S S VS Gonyostomum -0, T T S S VS Peridiniopsis -0, T T S S S Xanthidium -0, T T S S S Raphidocelis 0, T T S S S Woronichinia 0, T T S S S Fragilaria 0, T T T S S Cyanodictyon 0, T T T S S Katodinium 0, T T T S S Cymbella 0, T T T S S Ceratium 0, VT T T T S Navicula 0, VT VT T T T Eudorina 0, VT VT T T T Planctonema 0, VT VT T T T Closterium 0, VT VT T T T Planktosphaeria 0, VT VT T T T Anabaena 0, VT VT VT T T Volvox 1, VT VT VT T T Golenkinia 1, VT VT VT T T Treubaria 1, VT VT VT T T Coelastrum 1, VT VT VT T T Diatoma 1, VT VT VT T T Lyngbya 1, VT VT VT VT T Chlorella 1, VT VT VT VT T Planktothrix 1, VT VT VT VT VT Stephanodiscus 1, VT VT VT VT VT Ulothrix 1, VT VT VT VT VT Limnothrix 1, VT VT VT VT VT Pseudanabaena 1, VT VT VT VT VT Oscillatoria 1, VT VT VT VT VT Aphanizomenon 1, VT VT VT VT VT Nitzschia 1, VT VT VT VT VT Melosira 1, VT VT VT VT VT Golenkiniopsis 1, VT VT VT VT VT Pandorina 1, VT VT VT VT VT Microcystis 1, VT VT VT VT VT Phacus 1, VT VT VT VT VT Euglena 2, VT VT VT VT VT Cylindrospermopsis 2, VT VT VT VT VT Phillips et al (WISER) 12

13 Erfaringer med bruk av klassifiseringssystemet Lite erfaring så langt, da metodikken er helt ny Brukt i enkeltprosjekter: Leira/Nitelva, Morsa/Vansjø i 2009/2010, Basisovervåkingen

14 MORSA: Tilstandsklassfisering (Elv/Bekk) Begroingsalger 1,00 0,80 Bunndyr 0,60 0,40 Fisk Begroingsalger neqr 0,20 0,00 Svartorbekken Bergsengbekken Østbybekken Ålivassdraget Tangenelva Hobølelva Svikebøl Hobølelva Årås Hobølelva Kure Kråkstadelva Tingulstadbekken Fossbekken Skårnesbekken I Skårnesbekken II Folkestadbekken Veidalselva Begroingsalger 1,00 0,80 0,60 neqr 0,40 0,20 0,00 Veidalselva 2 Mørkelva Havoldbekken Svinna f Sæbyv Engsbekken Svinna v Klypen Mosseelva Krapfoss Guthusbekken Augerødbekken Ørejordetbekken Hananbekken Støabekken Huggenesbekken Kapteinbekken Fredskjærbekken Begroingsalger 1,00 0,80 0,60 neqr 0,40 0,20 0,00 14 Starengbekken Bjørnebekk Hukebergbekken Arnebergkanalen Heiabekken Kuråa Akersbekken Støtvikbekken Evjeåa Gunnarsbybekken Kambobekken Reierbekken Dalenbekken Norebekken Ravnsjøbekken

15 Innsjøer: Økologisk klassifisering Klorofyll-a Vannplanter Totalt fosfor 15

16 Basisovervåking Songsjøen Store Skillingen Maridalsvatn Askjemvatn Goksjø Langvatn Nøklevatn Store Lyseren Tvetervatn Bjorvatn Temse Longumvatn 16

17 Basisovervåking: Metoder Element Referanse Store Små/mellomstore E F H Kjemisk/fysiske X X X Hydromorfologiske Planteplankton X X Vannplanter X X Dyreplankton X X Bunnfauna X X Fisk X X 17

18 Resultater alle innsjøer Innsjø Potensielle referansesjøer Bjorvatn Maridalsvatn Nøklevatn Songsjøen Store Skillingen Forsurede innsjøer Langvatn Store Lyseren Tvetervatn Eutrofe innsjøer Askjemvatnet Goksjø Longumvatnet Temse Status God God God God Svært god Svært dårlig Moderat Moderat Svært dårlig Moderat Moderat Moderat Normalisert EQR 0,74 0,78 0,62 0,76 0,81 0,17 0,49 0,49 0,44 Schartau og Haande et al. 2010, i trykken 18

19 Utprøving av klassifiseringssystem Grad av usikkerhet Enkeltideks/kvalitetselement Liten usikkerhet er anslått for kvalitetselementer/indekser som er interkalibrert eller avledet fra disse i form av publiserte regresjoner Middels usikkerhet er anslått for ikkeinterkalibrerte indekser der det finnes noe erfaringsgrunnlag Planteplankton klorofyll a, µg/l) Vannplanter (TIc) Total fosfor, µg/l Bunnfauna forsuringsindeks: Raddum 1 Fangstutbytte aure: CPUE (nordisk garnserie) 1 Total nitrogen, µg/l ph ANC, µekv/l LAl, µg/l Høy usikkerhet gjelder indekser med begrenset erfaringsgrunnlag. Til denne kategorien hører også indekser som er utviklet for et begrenset antall vanntyper (siktedyp) eller som er utviklet for elver (bunndyrindekser). Bunnfauna eutrofieringindeks: ASPT (kun utløpselv) Bunnfauna forsuringsindeks: Raddum 2 (kun utløpselv) Bunnfauna forsuringsindeks: NIVA indeks (kun utløpselv) 2 Fiskeindeks: endring fiskesamfunn Siktedyp, m 19

20 Utfordringer ved bruk av nytt klassifiseringssystem (1) Fordeler: VD har utvilsomt satt vannforvaltning i fokus Europeisk samarbeid; vannforvaltning basert på nedbørfelt ikke kommune/fylkes-eller landegrenser Gir et integrert bilde av økologisk tilstand Gir tilleggsinformasjon om biologisk mangfold Lett å huske felles skala for vurdering av tilstand: normalisert EQR med klassegrenser: 0.8, 0.6, 0.4, 0.2 Flere parametre og kvalitetselementer (KEer) enn tidligere overvåkingsprogrammer gir økte muligheter men også flere utfordringer Are we lost in complexity (Hering et al. 2010)? 20

21 Utfordringer ved bruk av nytt klassifiseringssystem (2) Ulemper/utfordringer: Problem med vanntyper, hva gjør vi med vannforekomster nær typegrenser? Hva er referansetilstanden? Foreløpig stor usikkerhet for enkelte indekser For få biologer med taksonomisk kompetanse Økt innsamlingsinnsats = ressurskrevende Tilstandsvurderingen avhengig av kvaliteten på prøvene representativitet (Større utfordring for strandlevende organismer enn pelagiske) Store variasjoner mellom parametre og KEer mht økologisk tilstand Ulike parametre/keer har ulik følsomhet for ulike påvirkninger (eks. planteplankton vs fisk) Siktedyp: Klassegrensene er ikke korrigert for innhold av humus for strenge for humøse innsjøer Fiskeindeksen: Basert på data av ulik kvalitet usikre referanseverdier (men mye informasjon). 21

22 Takk for oppmerksomheten! 22