Dette foredraget gir en presentasjon av klassifiseringssystemet for innsjøer og elver basert på virvelløse dyr, primært bunndyr: 1.

Transkript

1 Dette foredraget gir en presentasjon av klassifiseringssystemet for innsjøer og elver basert på virvelløse dyr, primært bunndyr: 1. Krav til datagrunnlag (inkl prøvetaking og identifisering av bunndyr) og prosedyrer for kvalitetssikring av prøver 2. Bakgrunn for utvikling av et nytt klassifiseringssystem basert på bunndyr 3. En kort beskrivelse av klassifiseringssystemet ulike indekser med referanse- og klassegrenser 4. Ett eksempel 1

2 Bunndyr i ferskvann omfatter virvelløse dyr som lever oppe på eller nede i sedimentene. For innsjøer skiller vi mellom profundale bunndyr, som lever i dypområdene av innsjøene, der det ikke foregår noen primærproduksjon, og litorale bunndyr som lever i grunnområdene i innsjøer og elver. Det er den siste gruppen som inngår i det norske klassifiseringssystemet så langt. Til bunndyrene hører mange ulike grupper; flimmermark, igler, snegl, muslinger, krepsdyr (som for eksempel edelkreps og marflo), og larver av insekter tilhørende mange ulike grupper. I indeksene er det primært døgn-, stein- og vårfluer som inngår men også knott, fjærmygg og en rekke andre insekts grupper har sine larver i ferskvann. 2

3 Det finnes ulike innsamlingsmetoder for bunndyr. Dersom man skal skaffe god informasjon om mengder av bunndyr må man bruke andre metoder enn det som her er beskrevet. Klassifiseringssystemet er imidlertid basert på bruk av sparkemetoden og en håndholdt håv, her demonstrert av en av mine kollegaer i en av Østfolds mange innsjøer, Tvetervatn. 3

4 Til grunn for klassifiseringssystemet er det lagt til grunn at bunndyrprøvene tas vha. sparkemetoden beskrevet i norsk standard (vær oppmerksom på at denne standarden er ny fra 2012 selv om innholdet er identisk med den tidligere standarden på sparkemetoden. Standarden inneholder imidlertid ikke mye detaljer om hvordan dette skal gjennomføres. Et eget prosjekt, som skal gjennomføres i år, har som mål å gi en mer konkret veiledning både mht. prøvetaking og bearbeiding av prøver. 4

5 Erfaringsmessig blir tilstandsvurderingen veldig usikker dersom prøven er liten og inneholder få indikator bunndyr. Det er derfor ønskelig at prøven inneholder minst 200 individer tilhørende indikatortaksa, dette kan være både forsuringstolerante og sensitive bunndyr. Dersom prøven derimot inneholder stort sett bunndyr som ikke er gitt verdi i forhold til forsuring, dvs. at deres survannstoleranse er dårlig kjent eller arten er sjelden, bør prøven forkastes framfor å sette verdien lik 0. Dersom dette kriteriet er tilfredsstilt, er sannsynligvis også det neste kriteriet om minimum 30 individer av døgn-/stein-/vårfluer være tilfredsstilt. Mulig vi derfor kommer til å ta dette ut. For alle indekser, med unntak av ASPT, er påliteligheten til tilstandsvurderingen avhengig av gode taksonomiske bestemmelser som blant annet innebærer at et flertall av taksaene er bestemt til art, i det minste for de gruppene som her er nevnt. Dersom prøven er tatt på for fint substrat med lav vannhastighet vil ofte steinfluer mangle - Forsuringsindeks 2 overestimeres 5

6 Den reviderte klassifiseringsveilederen inneholder klassifiseringssystem for vurdering av forsuringstilstanden i både elver og innsjøer basert på litorale bunndyr. Det er også utviklet et system for vurdering av eutrofiering/organisk belastning basert på bunndyr. Tilstedeværelse av enkelte større virvelløse dyr, slik som edelkreps eller elvemusling, kan dessuten brukes for å fastsette at tilstanden er god selv uten en nøyaktig tilstandsvurdering. Dette er såkalte terskelindikatorer som er følsomme for ulike typer påvirkninger. I tillegg er et klassifiseringssystem for forsuring i innsjøer basert på dyreplankton under utvikling. Dyreplankton vil også kunne brukes som en viktig tilleggselement ved vurdering av innsjøeutrofiering men dette ligger noe fram i tid. 6

7 Den reviderte klassifieringsveilederen inneholder flere endringer sammenlignet med Veilder 02:2009: nye forsuringindekser (innsjøer) og revidert referanse- og klassegrenser for eksisterende forsuringsindeks (elver). Det er dessuten inkludert noen flere terskelindikatorer. Klassifiseringssystemet for eutrofiering/organiske belasting i elver er uforandret. Interkalibreingsarbeidet har bidratt til utvikling og testing av nye klassifiseringssystemer for bunndyr. Mye av arbeidet med det nye norske klassifiseringssystemet har imidlertid vært gjennomført som en del av forskningsprogrammet Bioclass-fresh 7

8 1. Vanndirektivet krever at det etableres nasjonale klassifiseringssystemer for vurdering av økologisk tilstand for både elver og innsjøer. 1. Et slikt klassifiseringssystem må være sensitivt for de vanligste påvirkningstypene 2. Når det gjelder forsuring så er bunndyr blant de mest sensitive biologiske kvalitetselementene eller organismegruppene, men klassifiseringssystem for forsurede innsjøer har tidligere manglet 2. Vurdering av økologisk tilstand skal baseres på endringer i ulike forhold som er knyttet til bunndyrsamfunnenes struktur og funksjon. Nærmere spesifisert: 1. Diversitet 2. Taksonomisk sammensetning 3. Forholdet mellom sensitive og tolerante arter 4. Mengder eller tettheter 3. Tilstandsklassifieringen må gjøres med basis i avvik fra typespesifikk eller lokalitetsspesifikk referansetilstand 8

9 Klassifiseringssystem for innsjøer basert på bunndyr.. 9

10 For innsjøer er det utviklet 3 ulike forsuringsindekser med varierende grad av kompleksitet. Den mest sammensatte som også er vanskeligst å beregne er MultiClear en multimetrisk indeks som også er interkalibrert for kalkfattige/ klare innsjøer. Den enkleste er Forsuringsindeks 1 (eller Raddum indeks 1) som er brukt helt siden 1980-tallet i Norge, men da primært for elver. For alle disse indeksene gjelder at krav til prøvekvalitet er tilfredsstilt, men Forsuringsindeks 1 bør kun brukes når MultiClear eller LAMI ikke kan brukes, dvs at de taksonomiske kravene eller vanntypen ikke er tilfredsstilt. I noen tilfeller er det også ønskelig å benytte forsuringsindeks 1 for å kunne sammenligne med tidligere resultater. Terskelindikatorene marflo (Gammarus), skjoldkreps (Lepidurus arcticus) og edelkreps (Astacus astacus) kan gi nyttig tilleggsinformasjon eller benyttes dersom overvåkingsdata på bunndyr mangler. 10

11 For alle forsuringsindeksene basert på bunndyr er det laget et klassifiseringssystem som baseres på at prøver fra strandsonen i innsjøen (eller litoralen) kombineres med prøver fra utløpselven, men klassegrensene er også justert slik at innsjøen skal kunne tilstandvurderes dersom kun litorale prøver finnes. Kun den multimetriske MultiClear tilfredsstiller alle kravene i vanndirektivet på den måten at parametere som fanger opp ulike aspekter ved bunndyrsamfunnet, slik som taksonomisk sammensetning, diversitet, forholdet mellom følsomme og tolerante taksa og menger av bunndyr, er en del av indeksen. De to øvrige indeksene er kun basert på forholdet mellom forsuringsfølsomme og tolerante taksa men indirekte er også taksonomisk sammensetning inkludert. Forsuringsindeks 1 tilfredsstiller heller ikke kravet om etablering av typespesifikk referansetilstand. Alle indeksene bør i utgangspunktet kunne brukes for alle svært kalkfattige og kalkfattige klare innsjøer men er mest pålitelig ved bruk i kalkfattige innsjøer. For humøse innsjøer er de lite egnet da de ikke fullt ut klarer å skille mellom naturlig forsuring som skyldes humussyrer og menneskeskapt forsuring. MultiClear er interkalibrert for kalkfattige/ klare innsjøer. 11

12 I forbindelse med Interkalibreringsarbeidet ble en rekke bunndyrindekser utviklet for Nord-Europa, testet for et norsk innsjødatasett. Den indeksen som synes best egnet for klare kalkfattige innsjøer er en multimetrisk indeks kalt MultiClear Selve indeksen er imidlertid ganske komplisert og består av totalt 4 ulike indekser, hvorav den siste, en modifisert Henriksson og Medins indeks, igjen er sammensatt av 5 indekser. De ulike indeksene kombineres etter en nærmere beskrevet metode. Selv om indeksen er komplisert kan det settes opp prosedyrer som beregner denne automatisk når dataene er lagt inn i et regneark. NB. de fire siste slidene i presentasjonen gir nærmere beskrivelse av hvordan MultiClear beregnes. 12

13 MultiClear viser en klar dose-respons sammenheng for klare, kalkfattige innsjøer. Datasettet er imidlertid lite, og det er spesielt få innsjøer som er litt-moderat forsuret. 13

14 Det er en klar sammenheng mellom Forsuringsindeks 1, eller Raddum indeks 1, og MultiClear. Sammenhengen mellom de to indeksene sammen med erfaringsgrunnlaget vi har for Forsuringsindeks 1, har vært brukt for å sette klassegrensene for MultiClear. Referanseverdien og Svært god/god grensen for MultiClear er basert på identifiserte referanselokaliteter tilhørende vanntypen kalkfattige og klare innsjøer. Referanseverdien = median. Grensen Svært god/god er satt lik 5% percentilen av alle referanseverdier. De øvrige klassegrensene for MultiClear er basert på klassegrenser etablert for Forsuringsindeks 1 (gjennomsnitt av flere prøver: G/M=0,75, M/D=0,5, D/SD=0,25). 14

15 LAMI er en forkortelse for Lake Acidification Macroinvertebrate Index. Denne er utviklet som en del av interkalibreringsarbeidet i NGIG (Ben McFarland, upublisert). Der fikk den navnet PAI2GenLake. Taksa av bunndyr er gitt en score på mellom 1 og 8, der økende verdi angir økende forsuringsfølsomhet. Listen over indikatortaksa er presentert i tabell V4.8 i vedlegg i veilederen. Scoren for alle indikatortaksa til stede i prøven summeres og deles på antall registrerte indikatortaksa. 15

16 LAMI viser en god korrelasjon med MultiClear. Interkalibrerte klassegrenser for MultiClear og sammenhengen mellom de to indeksene er brukt for å sette klassegrenser for LAMI. NB. Foreløpig erfaring med LAMI indikerer at denne er litt mindre streng enn MultiClear og Forsuringsindeks 1 (forsuringsskadene underestimeres?). Kan derfor bli nødvendig å justere referanse- og klassegrensene. 16

17 Siden det ikke er mulig å sette referanseverdi for Forsuringsindeks 1 kan EQR ikke beregnes for denne. 17

18 Referanseverdi og klassegrenser for MultiClear og LAMI er etablert både for 1) kombinerte prøver der prøver fra innsjøenes strandsone (eller litoralen) og fra utløpet av innsjøen er slått sammen, og for 2) litorale prøver alene. For forsuringsindeks 1 er det ikke mulig å sette referanseverdi. En indeksverdi = 1 kan ikke alene skille mellom god og svært god tilstand, men se egen prosedyre for hvordan dette kan gjøres. 18

19 Klassifiseringssystem for elver basert på bunndyr. 19

20 For elver er det utviklet 3 ulike forsuringsindekser, hvorav kun 2 er vist her. Begge disse, Forsuringsindeks 1 og Forsuringsindeks 2, har vært mye brukt i Norge. For eutrofiering/organisk belastning av elver er det utviklet en indeks, ASPT (Average Score Per Taxon). Krav til prøvekvalitet som beskrevet i vedlegg V4.3.1 i Veileder 02:2013 gjelder for alle indeksen, men Forsuringsindeks 1 bør kun brukes når Forsuringsindeks 2 ikke kan brukes, dvs at de taksonomiske kravene ikke er tilfredsstilt. I noen tilfeller er det også ønskelig å benytte forsuringsindeks 1 for å kunne sammenligne med tidligere resultater. Terskelindikatorene elvemusling (Margaritiferea margaritifera) og edelkreps (Astacus astacus) kan gi nyttig tilleggsinformasjon eller benyttes dersom overvåkingsdata på bunndyr mangler. 20

21 Kun Forsuringsindeks 2 vurderes å være kompatibel med vanndirektivets krav selv om diversitet ikke inngår i indeksen. Dette er vurdert å gi lite tilleggsinformasjon når de andre aspektene er ivaretatt. I tillegg til de to forsuringsindeksene som også har vært en del av det gamle klassifiseringssystemet så har vi utviklet en ny indeks som tilfredsstiller kravene i vanndirektivet. Denne er presentert i veilederen men det er nylig oppdaget en mulig feil i beregningen av indeksen. Vi håper at vi får rettet opp dette i løpet av kort tid men inntil videre ønsker vi ikke å fokusere på denne. Forsuringsindeks 1 og 2 bør i utgangspunktet kunne brukes for alle svært kalkfattige og kalkfattige klare elver men er mest pålitelig ved bruk i kalkfattige elver. For humøse elverr er de lite egnet da de ikke fullt ut klarer å skille mellom naturlig forsuring som skyldes humussyrer og menneskeskapt forsuring. Modifisert Forsuringsindeks 2 er interkalibrert for kalkfattige/ klare elver. ASPT bør i utgangspunktet kunne brukes for alle elvetyper, både klare og humøse. Unntak er breelver og leirelver. Også usikkert hvor godt den fungerer for svært kalkfattige elver. Størst pålitelighet har den ved bruk i kalkfattige og moderat kalkrike elver som den også er interkalibert for. 21

22 Forekommer noen feil i vedleggstabellen V5.5. Et par ekstra familier er lagt til (Psychomyiidae, Philopotamidae). Bør heller ikke brukes i leirelver eller breelver (kun breelver er nevnt i Veileder 02:2013) 22

23 Forsuringsindeks 1 som er benyttet for innsjøer er den samme som for elver. Totalt 144 taksa av bunndyr (art/slekt), primært tilhørende snegl, muslinger, igler, noen grupper av krepsdyr, døgn-, stein- og vårfluer. Ulike versjoner kan inneholde ulike taksa men den offisielle listen er den som er inkludert i klassifiseringsveilederen. Mange arter av bunndyr er selvsagt ikke inkludert i denne listen men dersom det ikke er registrert ett visst antall individer av indikatortaksa i prøven tilfredsstiller ikke prøven kvalitetskravene og prøven må forkastes. Det blir helt feil å sette indeksverdien = 0 fordi ingen indikatortaksa er funnet. 23

24 1. Forsuringsindeks 2 bygger på Forsuringsindeks 1 men i tillegg tar denne hensyn til mengdeforholdet mellom forusuringsfølsomme døgnfluer (kun arter med indeksverdi = 1) og forsuringstolerante steinfluer (kun arter med indeksverdi = 0) 24

25 1. I stor grad lik Forsuringsindeks 2 som tidligere er benyttet 2. Noen endringer sammenlignet med den opprinnelige indeksen er imidlertid foreslått for at indeksen skal kunne tilfredsstille vanndirektivets krav: Ved beregning av forholdet mellom sensitive døgnfluer og tolerante steinfluer er ikke kun Baetis rhodani inkludert men også andre svært sensitive døgfluer Maks verdien til indeksen er satt lik 4 fordi dette vil gi mulighet for å sette typespesifikke referanseverdier 25

26 Forsuringsindeks 2 verdiene for referanselokalitetene skiller seg klart fra de forsurede elvene Datasettet er imidlertid svært lite og det har så langt ikke vært mulig å teste om referansetilstanden i svært kalkfattige klare elver, som er en typisk norsk vanntype, er forskjellig fra kalkfattige klare elver. 26

27 Som en følge av IC er det gjort noen mindre justeringer i referanse- og klassegrensene SG/G og G/M for forsuringsindeks 2. Vi har også funnet det naturlig å justere G/M grensen for forsuringsindeks 1 tilsvarende. ASPT er uforandret sammenlignet med den forrige versjonen av klassifiseringsveilederen. Foreløpig gjelder samme referanse- og klassegrenser for alle vanntyper men som allerede nevnt bør indeksene kun brukes med forsiktighet for andre typer enn det de er utviklet for. Dette gjelder alle de tre indeksene. 27

28 28

29 29

30 30

31 31

32 Selv om det fremdeles er en del utfordringer med tilstandsklassifisering basert på bunndyr håper vi at dere vil ta dette i bruk. På denne måten vil vi kunne få en evaluering av hva som fungerer brukbart og hva som ikke fungerer så bra. Lykke til. 32

33 1. Dette har vært et arbeid som har pågått over flere år og involvert flere personer og prosjekter. 33

34 En detaljert prosedyre for beregning av MultiClear finnes i vedlegg i veilederen. For alle del-indekser reskaleres opprinnelige indeksverdier slik at disse del-indeksene kun vil få verdien 1, 3 eller 5. De to første del-indeksene er enkle å beregne; antall taksa bestemmer indeksens verdi. Det er dessverre oppstått en feil i veilederen. For del-indeksen antall taksa av døgnfluer oppnås verdien 3 kun dersom det er registrert 2 taksa. 34

35 AWIC fam er opprinnelig utviklet av Davy-Bowker og kollegaer i Storbrinnania. Familier av bunndyr er gitt en score på mellom 1 og 6 der økende verdi angir økende forsuringsfølsomhet. Listen over indikatortaksa er presentert i tabell V4.9 i vedlegg i veilederen. Scoren for alle indikatorfamilier til stede i prøven summeres og deles på antall registrerte indikatortaksa. 35

36 Den fjerde del-indeksen er en modifisert versjon av Henriksson og Medins indeks som en del av dere kanskje kjenner. Denne er basert på en felles liste av indikatortaksa utviklet i forbindelse med interkalibreringsarbeidet i Norden (NGIG). Indeksen kan ha en numerisk verdi som varierer mellom 0 og 14. Disse reskaleres til verdi 1, 3 eller 5 basert på beregnet indeksverdi. En score = 3 oppnås kun dersom H&M indeks er lik 2 eller 3 (NB. feil i klassifiseringsveilederen), mens verdier høyere enn 3 gir score = 5. Henriksson og Medins indeks er i seg selv en multimetrisk indeks bestående har hele 5 indekser: Tilstedeværelse av EPT indikatortaksa ligner på Forsuringsindeks 1 på den måten at det ikke tas hensyn til hvor mange indikatortaksa som er til stede. Den mest følsomme taksa som er til stede i prøven bestemmer antall poeng prøven får. Dersom bunndyr tilhørende den mest forsuringsfølsomme gruppen av døgn-, steineller vårfluer er til stede, vil prøven få 3 poeng, mens forekomst av kun de mest forsuringsfølsomme EPT taksa gir 0 poeng. 36

37 37