Kystvann: Bunndyr. Makroevertebrater og indeks for organisk belastning

Transkript

1 Kystvann: Bunndyr Makroevertebrater og indeks for organisk belastning 1

2 Innledning Makroevertebrater (virvelløse dyr) ofte kalt bløtbunnsfauna er dyr som ikke spyles gjennom sikt på 1 mm hullstørrelse. Habitat er overflatesedimenter av leire, mudder eller sand. Dominerende dyregrupper hos makroevertebrater Flerbørstemark (Polychaeta) Mollusker (muslinger og snegler) Krepsdyr (Crustacea) Pigghuder (Echinidermata) Varia Antall individer er vanligvis mellom 1000 og 3000 ind*m -2 Antall arter på en stasjon er ofte mellom 50 og 150. Ved forurensningspåvirkning kan mange av artene forsvinne, slik at artsmangfoldet blir lavere. 2

3 Makroevertebrater respons Redusert Oksidert Pearson & Rosenberg 1978 Bad Svært dårlig Poor Dårlig Moderate Moderat Good God High Svært god Directive 2000/60/EC - Vanndirektivet 3

4 Respons AMBI NSI Oslofjorden R 2 = R 2 = AMBI NSI Linear (AMBI) Linear (NSI) Km STØRRE > Påvirkning > MINDRE 0 4

5 Klassifisering Vanndirektivet (VD) Tabell 3. Klassifisering av økologisk tilstand for makroevertebrater i kystvann (Vanndirektivet). Økologisk tilstand Svært god God Moderat Dårlig Svært dårlig Vurdering (Vannforskriften) Mangfold og mengder for virvelløse taksa er innenfor det område som normalt forbindes med uberørte forhold. Alle taksa som er følsomme for forstyrrelser og forbindes med uberørte forhold, er til stede. Mangfold og mengder for virvelløse taksa er like utenfor det område som normalt forbindes med typespesifikke forhold. De fleste følsomme taksa fra typespesifikke samfunn er til stede. Mangfold og mengder for virvelløse taksa er moderat utenfor det område som normalt forbindes med typespesifikke forhold. Taksa som indikerer forurensning er til stede. Mange av de følsomme artene fra typespesifikke samfunn er fraværende. Omfattende endringer av verdiene for biologiske kvalitetselementer Alvorlige endringer av verdiene for biologiske kvalitetselementer. Karl Norling

6 Støttevariabel Klassifisering av miljøkvalitet i fjorder og kystvann SFT Veiledning 97:03 (TA 1467 / 1997) Normalisert TOC 63 = målt TOC bulk +18*(1-Finstoff) TOC-verdien må være mg/g for at beregning skal bli riktig p. 113 i veileder 02:2013 6

7 NIVA data NIVA databasen > 3000 prøver habitat type: sediment prøvetaking: van Veen 0.1m 2 sikt: 1mm hull målt parameter: abundanse indeks beregnet per grabb og normalisert til norm EQR diversitet sensitivitet Klassifisering av gjennomsnittlig verdi for +5 forskjellige indekser: H Shannon-Wiener diversity Index ES 100 Hurlberts diversity Index ISI 2012 Indicator Species Index NSI Norwegian Sensitivity Index DI Density Index NQI1 Norwegian Quality Index 7

8 Innsamling-Sortering-Artslista Innsamling, opparbeidelse av prover, artsbestemmelser og databehandling følger internasjonal standard ISO (valg av stasjoner representative for vannforekomsten) Prøver med en area 0.1 m 2 grabb (A). Innholdet i grabbene spyles med sjøvann gjennom sikt med 1 mm hull for a fjerne finmateriale, mens dyr og annet materiale større enn 1 mm blir konservert med formalin. Dyrene sorteres (A) ut og legges på sprit (<3 mån), artsbestemmes (A) og antall individer telles. Artsmangfold og ømfintlighetsindeks beregnes. Indeksverdiene regnes ut for hver grabb, og gjennomsnittet brukes til a klassifisere stasjonen Middelverdi mellom indeks og representative stasjoner. Faglig tolkning og vurdering (A) A = akkreditert metode ISO godkjent beskrivelse, utstyr & personal 8

9 Antall prøver og frekvens ISO anbefaler minst tre prøver per stasjon Vanndirektivet anbefaler at flere representative stasjoner skall prøvetaks i var vannforekomst (VF). Indekser kan beregnes for en 0.1m 2 grabb så man kan spre prøver utover vannforekomsten for at få mer representativ data, e.g. gradientdesign. WFD mener at det er nok med at vise at det er GES en gang per syklus (6 år) Ny veileder 02:2013 anbefaler innsamling XX SESONG XX FREKVENS og må følgjes i vannforekomstene 9

10 Indekser Gammel veileder 2009:1 Artsmangfold ved indeksene H og ES 100. Ømfintlighet ved indeks ISI 2012 NQI1 (og NQI2 som er tatt ut) er sammensatte indekser inneholder både artsmangfold og ømfintlighet) erstattes/kompletteres i ny veiledere Ny veileder 02:2013 Norsk Sensitivitets Indeks NSI Densitets Indeks DI Samtlige indeks beregnes til normalisert EQR 10

11 Endringer i veileder SN (artsmangfoldindeksen) er tatt ut ur klassifiseringssystemet NQI2 er tatt ut ur klassifiseringssystemet ISI 2012 oppdatert sensitivitetsindeks (591 arter) NSI nyutviklet norsk sensitivitetsindeks (591 arter) DI nyutviklet norsk indeks for individtetthet Øvre grense for klasse "Svært god" erstattet Referanseverdi Praktisere normalisert EQR for enkeltindeksene Nye enkeltindeksene har fått harmoniserte grenseverdier 11

12 Ny klassifiseringveileder Grenseverdiene for de to nye indeksene (NSI og DI) må alternativt justeres. De riktige grenseverdiene må etableres ved interkalibrering med de eksisterende indeksene. I stedet for referanseverdi settes det en øvre verdi for klasse Meget god. Denne verdien settes så høyt at den i praksis aldri overskrides Referanseverdi erstattes altså med Beste oppnåelige verdi. Observert indeksverdi kan omregnes direkte til normalisert EQR, som ikke vil bli høyere enn 1. Nytt klassifiseringssystem for bløtbunnsfauna veileder 2013:02 Indikativ parameter Type Økologiske tilstandsklasser basert på observert verdi av indikativ parameter Svært God God Moderat Dårlig Svert Dårlig NQI H Diversity ES 100 Diversity ISI 2012 Sensitivity NSI Sensitivity DI Density Karl Norling

13 Beregning av NQI indeks NQI1 = AMBI ln S ln(ln N ) 2.7 N N + 5 hvor N er antall individer og S er antall arter) p i veileder 02:2013 Karl Norling

14 Klassifisering av arter i AMBI Teoretisk model, modifisert fra Hily (1984) Hily et al. (1986) Majeed (1987) AMBI = 0*EGI+1.5*EGII+3*EGIII+4.5*EGIV+6*EGV hvor EGI er andelen av individer som tilhører gruppe I, etc. 14

15 Beskrivelse Økologisk gruppe (EG) Toleranseverdi Sensitive arter I 0 Indifferente arter II 1.5 Tolerante arter III 3 Opportunistiske arter IV 4.5 Forurensningsindikerende arter V 6 Stigende verdi av AMBI viser synkende (dårligere) tilstand. Klassifiseringen av arter i AMBI-systemet er gjort ved ekspertskjønn, og kan i praksis ikke oppdateres ved hjelp av objektive statistiske metoder. NSI er objektiv og kan objektivt oppdateres hvis man får mer data, OLF, MOM-C, etc.

16 NQI1 = AMBI ln S ln(ln N ) 2.7 N N + 5 hvor N er antall individer og S er antall arter) Karl Norling

17 Artenes ømfintlighetsverdier (ES100avg) i indeksen NSI En stasjons eller prøves ømfintlighetsindeks (NSI) beregnes ved å summere alle individenes ES100avg-verdier (av alle de klassifiserte artene), og dividere på totalsummen av individtallene av de samme artene. Prøvens NSI er altså gjennomsnittlig ømfintlighetsverdi av alle individene av alle artene i prøven NSI er objektiv og kan objektivt oppdateres hvis man får mer data, OLF, MOM-C, etc. 17

18 Beregning av indekser ISI (2012) og NSI (2012) ømfintlighetsverdier beregnes for her art ved å summere ES 100 -verdiene av alle individene av arten gjennom alle prøver i NIVAs database Densitets indeks DI beregnes til normalisert EQR direkte. DI=(ind/0.1m 2 )/(ind/0.1m 2 +24) p i veileder 02:

19 Beregning av Shannon H Karl Norling

20 Beregning av Hulbert ES 100 Karl Norling

21 Beregning av ISI 2012 Karl Norling

22 Beregning av NSI 2012 Karl Norling

23 Beregning av DI Karl Norling

24 Klassifisering av bunndyr Klassifisering av tilstand ved bruk av makroinvertebrater (bløtbunnsfauna) i henhold til VD (Veileder 02:2013) Tabell 1. Klassifiseringssystem for bløtbunnsfauna (marine makroinvertebrater). Samme grenseverdier brukes for grabbklassifisering (gjennomsnitt av grabbverdier) og stasjonsklassifisering (kumulerte grabbdata). Indikativ parameter Type Økologiske tilstandsklasser basert på observert verdi av indikativ parameter Svært God God Moderat Dårlig Svert Dårlig NQI H Diversity ES 100 Diversity ISI 2012 Sensitivity NSI Sensitivity DI Density Karl Norling

25 Tallverdiene er foreløpig de samme for alle regioner og vanntyper (ikke ferskvannspåvirket og oksygenfattig fjord). Etter hvert som ny kunnskap blir tilgjengelig, vil det bli vurdert om det er grunnlag for a innføre differensierte klassegrenser for regioner og vann typer. Karl Norling

26 Egentlig er det overflødig å gå omveien om utransformert EQR. Normalisert EQR kan beregnes direkte fra absoluttverdien: Karl Norling

27 Bestemmelse av referansetilstand Bestemme referansetilstand ved hjelp av fossil mikrofauna (foraminiferer) Bestemme referansetilstand ved hjelp av modeller basert på fysiske prediktor variabler Karl Norling

28 Tromøya - Arendal 28

29 Tromøya - Arendal Ny data tabell # AD5 # 200_ 29

30 Arendal LOKALITET ARENDAL STAS AD3 AD4 DATE AREA 0,4 0,4 S IND IND/01m SN 2,00 2,44 AMBI 3,04 2,49 AMBI_normEQR 0,57 0,74 ISI 6,80 8,78 ISI_normEQR 0,50 0,82 NQI1 0,65 0,77 NQI2 0,55 0,76 NSI 20,36 24,24 NSI_normEQR 0,63 0,82 ES100 18,25 40,41 ES100_normEQR 0,63 0,92 H 3,21 5,31 H_normEQR 0,65 0,94 DI 0,94 0,89 DI_normEQR 0,94 0,89 Norm EQR middelverdi 0,67 0,88 30

31 Glomfjord 31

32 Glomfjord Ny data tabell GLOM1 # 32

33 Glomfjord LOKALITET GLOMFJORD STAS GL3 GL4 DATE AREA (m2) 0,4 0,4 S (sp.*m-2) IND IND/01m SN 2,02 2,13 AMBI 2,68 2,19 AMBI_normEQR 0,67 0,81 ISI 9,51 10,20 ISI_normEQR 0,87 0,90 NQI1 0,68 0,73 NQI2 0,54 0,63 NSI 20,18 21,73 NSI_normEQR 0,61 0,71 ES100 16,99 24,91 ES100_normEQR 0,60 0,80 H 2,81 3,49 H_normEQR 0,57 0,72 DI 0,92 0,68 DI_normEQR 0,92 0,68 Norm EQR middelverdi 0,71 0,76 33

34 V8.4.6 Eksempel på bruk 34