Vannplanter i innsjøer Klassifisering av økologisk tilstand

Transkript

1 Vannplanter i innsjøer Klassifisering av økologisk tilstand Marit Mjelde, NIVA Foto: Hanne Edvardsen Kurs i klassifisering av miljøtilstand Lillestrøm Broddtjønnaks - Potamogeton friesii i Fiskvågvatn 1

2 Innhold Generelt om vannvegetasjon Definisjon Eksempler på grupper og arter Feltmetodikk Vanndirektivet og økologisk tilstand Eutrofiering: TIc-indeksen Vassdragsregulering: WIc-indeksen Regneeksempler eutrofi 2

3 Definisjon Antall arter i ferskvann i Norge: 100 karplanter (inkl. viktige hybrider) 18 kransalger Makrovegetasjon/makrofytter (høyere planter) er planter som har sitt normale habitat i vann Deles inn i helofytter (sivvegetasjon) og («ekte») vannplanter Vannplantene vokser helt neddykket eller har blader flytende på vannoverflata. Disse kan deles inn i 4 livsformgrupper: (2) isoetider (kortskuddsplanter) (3) elodeider (langskuddsplanter) (4) nymphaeider (flytebladsplanter) (5) lemnider (frittflytende planter) + de største algene, kransalgene Indeksene utviklet til bruk i Vanndirektivet inkluderer bare («ekte») vannplanter modifisert etter Økland og Økland

4 Isoetider - kortskuddsarter Botngras Lobelia dortmanna Stivt brasmegras Isoetes lacustris Nærbilder: foto fra internett Oversiktsbilde: Marit Mjelde 4

5 Elodeider - langskuddsarter Broddtjønnaks Potamogeton friesii Vasspest Elodea canadensis Foto: NIVA Foto: Bjørn Rørslett Marit Mjelde Blanktjønnaks Potamogeton lucens Foto: Marit Mjelde 5

6 Nymphaeiderflytebladsplanter Hvit nøkkerose Nymphaea alba og vanlig tjønnaks Potamogeton natans Foto: Marit Mjelde 6

7 Lemnider - flytere Andemat Lemna minor Foto: Marit Mjelde 7

8 Characeer - kransalger Skjørkrans Chara virgata Foto: Hanne Edvardsen 8

9 Tidspunkt: Feltmetodikk i innsjøer seinsommeren (juli-september) Områder: hele dybdesona fra vannkanten og ned til nedre voksegrense ulike deler (habitater) av innsjøen Utstyr: båt, vannkikkert og kasterive/rive (gjerne m. teleskopstang) Arter: alle arter i den «ekte» vannvegetasjonen (isoetider, elodeider, nymphaeider, leminider og kransalger) registreres Mengdevurdering for hver art (skala 1-5): 1) sjelden, 2) spredt, 3) vanlig, 4) lokalt dominerende, 5) dominerer lokaliteten 9

10 Standard feltutstyr 10

11 Eutrofiering TIc-indeksen 11

12 Trofi-indeksen (TIc): vanntyper som omfattes av metoden Innsjøtype (L-N-M) kalsium farge 001 Svært kalkfattig, klar <1 mg/l < 30 mg Pt/l 002 Svært kalkfattig, humøs <1 mg/l > 30 mg Pt/l 101 Kalkfattig, klar 1-4 mg/l < 30 mg Pt/l 102 Kalkfattig, humøs 1-4 mg/l > 30 mg Pt/l 201 Moderat kalkrik, klar 4-20 mg/l < 30 mg Pt/l 202 Moderat kalkrik, humøs 4-20 mg/l > 30 mg Pt/l 301 Kalkrik, klar > 20 mg/l < 30 mg Pt/l 302 Kalkrik, humøs > 20 mg/l > 30 mg Pt/l Omfatter innsjøer i lavland og skog, innsjøer i fjell er ikke inkludert 12

13 Utregning TIc TIc N S N N T 100 N S - antall sensitive arter i innsjøen N T - antall tolerante arter N - total antall arter, inkl. sensitive, tolerante, indifferente og andre sjeldne arter Forholdet mellom antall sensitive og antall tolerante arter i innsjøen. Gir én verdi for hver innsjø. Kan variere mellom +100, dersom alle tilstedeværende arter er sensitive, og -100, hvis alle er tolerante Utregning av EQR-verdier Ved utregning av EQR kreves en indeksverdi på en kontinuerlig skala, derfor EQR = observert verdi referanseverdi

14 SPAR HYP TOLY CAN JUNC BUL LOBE DOR UTRI INT UTRI OCH ISOE LAC ISOE SET LITT UNI UTRI MIN SPAR MIN SUBU AQU RANU PEL RANU RPT POTA POL LIMO AQU CRAS AQU CHAR STR RANU CON MYRI SIB MYRI ALT CALL PAL ELEO ACI CALL HER SPAR ANG NUPH PUM CHAR GLO POTA NIT POTA GRA UTRI VUL CHAR CON CALL HAM POTA FIL POTA PRA NITE OPA CHAR RUD CHAR DEL PEPL POR ELAT HYD CHAR ASP POTA LUC HIPP VUL POTA ALP NUPH LUT SAGI SFO POTA PER NYMP ALB ELOD CAN POTA BER POTA NAT CALL STA PERS AMP POTA FRI RANU AQU POTA CRI POTA PAN POTA RUT ELAT TRI SPAR EME POTA PEC LEMN TRI CALL COP CHAR TOM POTA OBT MYRI VER CERA DEM MYRI SPI LEMN MIN SPIR POL total phosporus (µg/l) Sensitive og tolerante arter Inndeling i sensitive og tolerante arter: plassering i forhold til total fosfor (persentiler) kombinert med PCA-analyser Totalt 51 karplanter og kransalger er karakterisert som sensitive, 28 som tolerante og 8 som indifferente. Resten av de norske artene kan ikke vurderes (sjeldne) 14

15 Sensitive arter i forhold til eutrofiering ISOETIDER ELODEIDER NYMPHAEIDER KRANSALGER Crassula aquatica Callitriche hamulata (Luronium natans) Chara aspera Elatine hydropiper Callitriche hermaphroditica Nuphar pumila (Chara braunii) (Elatine orthosperma) Callitriche palustris Potamogeton polygonifolius Chara contraria Eleocharis acicularis Hippuris vulgaris Sparganium angustifolium Chara virgata Isoëtes echinospora Juncus bulbosus (Sparganium gramineum) Chara globularis Isoëtes lacustris Myriophyllum alterniflorum Sparganium hyperboreum Chara rudis Limosella aquatica Myriophyllum sibiricum Sparganium natans Chara strigosa Littorella uniflora (Najas marina) (Nitella batrachosperma) Lobelia dortmanna (Potamogeton compressus) (Nitella mucronata) Lythrum portula Potamogeton gramineus Nitella opaca Ranunculus reptans Potamogeton x nitens Tolypella canadensis Subularia aquatica Potamogeton praelongus (Chara aculeolata) (Potamogeton x sparganifolius) (Chara tomentosa) Stuckenia filiformis (Chara sp.) (Stuckenia vaginata) Ranunculus confervoides Ranunculus peltatus Utricularia intermedia Utricularia minor Utricularia ochroleuca 15

16 Tolerante arter i forhold til eutrofiering ISOETIDER ELODEIDER NYMPHAEIDER LEMNIDER (Elatine hexandra) Callitriche cophocarpa Persicaria amphibia Lemna minor Elatine triandra Callitriche stagnalis Sparganium emersum Lemna trisulca Ceratophyllum demersum Spirodela polyrrhiza Elodea canadensis Elodea nutallii Myriophyllum spicatum Myriophyllum verticillatum (Najas flexilis) Potamogeton crispus Potamogeton friesii Potamogeton lucens Potamogeton obtusifolius Potamogeton pusillus Potamogeton rutilus (Potamogeton x zizii) (Potamogeton x suecicus) Ranunculus aquatilis Stuckenia pectinata (Zannichellia palustris) 16

17 Indifferente arter i forhold til eutrofiering ELODEIDER Potamogeton alpinus Potamogeton berchtoldii Potamogeton perfoliatus Utricularia vulgaris NYMPHAEIDER Nuphar lutea Nymphaea alba coll. Potamogeton natans Sagittaria sagittifolia I tillegg finnes en del sjeldne arter som ikke er karakterisert 17

18 Trofi-index (TIc) Trofiindeks total fosfor Sammenhengen mellom TIc og tot-p er forskjellig i kalkfattige ( ) og kalkrike ( ) innsjøer R² = 0,3475 Røde prikker: svært kalkfattige og kalkfattige (type ) Blå prikker: Moderat kalkrike og kalkrike (type 201,202,301,302) -50 R² = 0,6133 Linjer for hver innsjøtype. Kraftige linjer viser hhv. «kalkfattige» ( ) og «kalkrike» ( ) Total fosfor (µg/l) Marit Mjelde

19 Grenselinjesetting Svært god/god: 25 persentil av indeksverdien for referansesjøene for hver innsjøtype God/moderat: bestandene av store isoetider (f.eks. Isoetes lacustris) i kalkfattige innsjøer og Chara-arter i kalkrike innsjøer forsvinner («sudden-drop») Moderat/dårlig: de store isoetidene forsvinner helt Dårlig/svært dårlig: de sensitive arter forsvinner og vegetasjonen stort sett består av tolerante og/eller indifferente arter. Totalt antall arter er lavt. 19

20 TIc grenselinjer Indeksverdier Innsjøtype Ref. verdi SG/G G/M M/D D/SD 001 Svært kalkfattig, klar Svært kalkfattig, humøs Kalkfattig, klar Kalkfattig, humøs Moderat kalkrik, klar Moderat kalkrik, humøs Kalkrik, klar Kalkrik, humøs EQR-verdier Innsjøtype SG/G G/M M/D D/SD 001 Svært kalkfattig, klar 0,98 0,79 0,71 0, Svært kalkfattig, humøs 0,96 0,87 0,79 0, Kalkfattig, klar 0,98 0,87 0,78 0, Kalkfattig, humøs 0,96 0,87 0,79 0, Moderat kalkrik, klar 0,95 0,75 0,60 0, Moderat kalkrik, humøs 0,99 0,77 0,62 0, Kalkrik, klar 0,93 0,74 0,60 0, Kalkrik, humøs 0,94 0,75 0,61 0,38 KORREKSJON: Dersom store bestander av vasspest: tilstanden kan ikke være god

21 Trofiindeks (TIc) TIc i basisovervåkingen 100 Vannplanter Fra Schartau m.fl

22 Vurdere endringer i tilstand over tid Mjelde & Edvardsen

23 normaliserte EQR TIc viser bare eutrofieffekter! 1,0 0,8 eutrofiering forsuring 0,6 G/M 0,4 0,2 0,0 fra: Mjelde

24 Vannkraftregulering WIc-indeksen 24

25 Regulerte innsjøer Naturlig: forholdsvis liten variasjon over året, her: 1-1,5 m Ulike reguleringstyper påvirker strandsona og vannvegetasjonen forskjellig Reguleringsmagasin: kraftig nedtapping og stor variasjon over året (her 6 m) Drikkevann: stabilisert, liten variasjon, her 0,5-1,0 m 25

26 Utregning WIc Utviklingen av en vannstandsindeks er basert på et samarbeid mellom Finland, Sverige og Norge WI C N S N N T 100 N S - antall sensitive arter i innsjøen N T - antall tolerante arter N - total antall arter Forholdet mellom antall sensitive og antall tolerante arter i innsjøen. Gir én verdi for hver innsjø. Kan variere mellom +100, dersom alle tilstedeværende arter er sensitive, og -100, hvis alle er tolerante 26

27 Sensitive og tolerante arter i forhold til regulering fra: Mjelde et al 2012 Skillet mellom sensitive og tolerante arter ut fra tidligere kunnskap og ekspertvurdering (Rørslett 1989, Hellsten 2001, Hellsten & Mjelde 2009) 27

28 Sensitive arter i forhold til vannstandsregulering ISOETIDER ELODEIDER NYMPHAEIDER LEMNIDER Elatine hydropiper Callitriche copocharpa Nuphar lutea Lemna minor Isoetes lacustris Elodea canadensis Nuphar pumila Littorella uniflora Myriophyllum alterniflorum Nymphaea alba Lobelia dortmanna Myriophyllum verticillatium Persicaria amphibia Potamogeton alpinus Potamogeton natans Potamogeton berchtoldii Sagittaria natans Potamogeton obtusifolius Sagittaria sagittifolia Ranunculus peltatus Sparganium emersum Sparganium natans 28

29 Tolerante arter i forhold til vannstandsregulering ISOETIDER ELODEIDER NYMPHAEIDER Eleocharis acicularis Callitriche hamulata Sparganium angustifolium Limosella aquatica Callitriche hermaphroditica Sparganium hyperboreum Ranunculus reptans Callitriche palustris Subularia aquatica Hippuris vulgaris Juncus bulbosus Utricularia vulgaris 29

30 WIc-indeks WIc er en god indeks for å vise effekter av vannkraftregulering i store oligotrofe, kalkfattige og tidvis isdekte innsjøer. (fra Hellsten et al 2011) 30

31 semikvanititativ score Foreløpige grenselinjer 6 Foreløpig forslag: G/M: WIc = Begrunnelse: bestander av Isoetes lacustris forsvinner ved vinternedtapping m, tilsvarer WIc= vinternedtapping (m) 31

32 Behov for videreutvikling før indeksen kan tas i bruk! Bare 13 norske innsjøer inngår bør inkludere flere for å vurdere om det er forskjeller pga. innsjøtype, region osv. Grenselinjer må utarbeides Feltmetodikken bør gjennomgås Dessuten: ny reguleringspraksis med økt bruk av korttidsregulering på sommer-høst: dette er ikke inkludert her! 32

33 regneeksempler eutrofi 33

34 Det vi trenger for å vurdere økologisk tilstand 1. Innsjøtype (basert på kalsium og farge) 2. Tabell med sensitive og tolerante arter 3. TIc-formelen 4. EQR-formelen TIc N S N N T Tabell med referanseverdi og grenselinjer eksempel: Indeksverdier Innsjøtype Ref. verdi SG/G G/M M/D D/SD 301 Svært kalkrik, klar

35 Maridalsvatnet 2009 Ut fra kalsium- og farge-verdiene kan innsjøen karakteriseres som en klar, kalkfattig innsjø (type 101) Tot P Tot N kalsium farge ,59 20,9 Totalt 17 arter ble registrert i innsjøen, hvorav 14 sensitive, 0 tolerante, 2 indifferente og 1 annen. antall arter sensitive tolerante indifferente andre

36 Maridalsvatnet 2009 TIc N S N N T 100 Maridalvatn 2009: TIc ,4 Indeksverdier Innsjøtype Ref. verdi SG/G G/M M/D D/SD 101 Kalkfattig, klar Økologisk tilstand Maridalsvatnet 2009: Basert på TIc: SVÆRT GOD 36

37 Jarenvatn 2011 Ut fra kalsium- og farge-verdiene kan innsjøen karakteriseres som en klar, svært kalkrik innsjø (type 301) Tot P Tot N kalsium farge ,8 23 Totalt 10 arter ble registrert i innsjøen, hvorav 5 sensitive, 2 tolerante og 3 indifferente. antall arter sensitive tolerante indifferente andre Dessuten: vasspest dannet store bestander. 37

38 Jarenvatn 2011 TIc N S N N T 100 Jarenvatn 2011: TIc ,0 Indeksverdier Innsjøtype Ref. verdi SG/G G/M M/D D/SD 301 Svært kalkrik, klar Økologisk tilstand Jarenvatn 2011: Basert på TIc: GOD Korreksjon: store bestander av vasspest: MODERAT 38

39 Gardvatn i Gildeskål (Nordland) Foto: Marit Mjelde 39