Biologiske havbunnskart for Barentshavet - Redegjørelse av relevante begreper og kunnskapsgrunnlag

Transkript

1 Biologiske havbunnskart for Barentshavet - Redegjørelse av relevante begreper og kunnskapsgrunnlag Pål Buhl-Mortensen Havforskningsinstituttet Sammenstilling av biologiske og miljømessige forhold presenteres som kart under en rekke ulike navn (habitat, samfunn, naturtype og biotop for å nevne de vanligste). Enheter under disse begrepene er nyttige for: å kunne sammenlikne miljøstatus mellom områder, verdisetting og forvaltningsmessige beslutninger. Nedenfor går jeg gjennom likheter og forskjeller i disse begrepene, med vekt på å forklare definisjonene av naturtype-begreper som benyttes i MAREANO. Tabell 1 oppsummerer definisjoner av sentrale begrep for kartlegging av typer i naturen fra Bryn & Ullerud (2017). I stortingsmelding nr om naturmangfold i Norge er "naturtype" definert slik: "Ensartet type natur som omfatter levende organismer og miljøfaktorene som virker der, eller spesielle naturforekomster som dammer, åkerholmer eller lignende, samt spesielle typer geologiske forekomster". NiN (Natur i Norge) er et system for å systematisere og inndele variasjonen i naturen først i hovedtypegrupper, deretter i hovedtyper, og til slutt i grunntyper (Halvorsen et al 2009; Bryn & Ullerud, 2017). Miljødirektoratet bruker også naturtype som begrep, og det som skiller denne fra definisjonen i NiN er hvordan typene blir beskrevet og karakterisert. Naturtypene sensu Miljødirektoratet er en samling av habitater og biotoper med stor forvaltningsmessig verdi, mens NiN er et system for objektiv beskrivelse av landskap, miljø, biotoper og artsamfunn hvor artsammensetning i større grad bestemmer enhetene enn generell ekspertvurdering. Naturtyper sensu NiN ligger nær det som presenteres som biotoper i MAREANO. I MAREANO blir de karakteristiske artsammensetningene identifisert fra resultater fra analyser av videoopptak. De karakteristiske miljøforholdene blir identifisert, og utnyttet for å modellere den romlige utbredelsen av Biotoper. I slike beskrivelses-systemer (NiN og MAREANO-biotoper) er romlig skala er avgjørende for hvordan innholdet av arter og variasjon i miljø framtrer for en naturtype. I MAREANO beskrives biotopene på basis av artsammensetning i 200 m lange biter av videotransekter. Langs disse kan ulike karakteristiske habitater og samfunn forekomme flekkvis med en romlig utstrekning fra mindre enn en meter til flere ti-talls meter. Det er klart at den samlede «artssignaturen» da representerer en større skala mer typisk for det «generelle» miljøet (200m-skala) i området enn det lokale (<50mskala). Grunnen til at MAREANO har valgt 200 m som den minste skala er forklart i publikasjoner (Buhl-Mortensen et al & 2015) og i rapport til Utøvende gruppe i MAREANO (Buhl-Mortensen et al. 2016). Biotoper er også brukt som begrep for områder identifisert fra bifangst i bunntrål i Barentshavet (Dolan et al. 2015). Disse biotopene er modellert basert på grupper av stasjoner med store likheter i artsammensetning, og modellert oseanografi, bathymetri, og fortolket sedimenter er brukt som prediktorer. Sammenlikner man polygonene for modellerte biotoper basert på bifangstdata med de basert på videoanalyse (Fig. 1) ser man lett den store forskjellen i mønstrenes kompleksitet. Biotopene fra bifangstdata representerer store sammenhengende polygoner, mens de fra videoanalyser har flere og mindre flater, med uregelmessige grenser. Forskjellene skyldes romlig skala. Artsamfunnene identifisert fra bifangst i trål representerer større geografiske områder (>500m) enn video-prøvene (200m). Prediktorene som er brukt til modellering av biotoper fra bifangst i trål er grove ( m), mens de som er brukt for video-biotopene er fine (5-800m). 1

2 På bakgrunn av hvordan Biotop blir forstått i forhold til romlig skala er det ikke riktig å kalle polygonene som er modellert fra bifangstdata for biotop, men et mer relevant begrep er Økoregion. Figur 1. Venstre kart: Biotoper (økoregioner) basert på grov-skala prediktorer (GEBCO dybdedata) og bifangst i bunntrål (Økotoktdata fra HI). Høyre kart: Biotoper basert på prediktorer fra multistråle data og resultater fra videoanalyse (MAREANO). Se under «Andre kart» og «Naturtyper» på mareano.no for en forklaring på hva som karakteriserer biotopene. Kartet som er presentert av Dolan et al (2015) har flere likheter med kart over bunnsamfunn som er publisert av Kulakov et al (2005). Dette kartet er også en generell inndeling av Barentshavet i økoregioner (også kalt bioregioner). Figur 2. Dyresamfunn i Barentshavet identifisert fra grabbprøver. 1) Ophiura borealis & Hormosina globulifera, 2) Polychaeta & Sipunculoidea (Goldfingia spp.), 3) Trochosoma spp., 4) Elliptica elliptica & Astarte crenata, 5) Brisaster fragilis, 6) «softbottom community adjacent to Svalbard (Spitzbergen)», 7) «Community of St. Anna Trough slopes, 8) Strongylocentrotus spp. & Ophiopholis aculeata, 9) Shallow water coastal community of sessile filter-feeders adjacent to Svalbard (Spitzbergen)», 10) Shallow water coastal community of sessile filter-feeders on Lthothamnion spp., 11) Shallow water coastal community adjacent to western coast of Novaya Zemlya and Vise Island, 12) Astarte borealis, 13) Clinocardium ciliatum & Macoma calcarea & Serripes groenlandicus, 14) Community of bivalves adjacent to Ushakov Island, 15) Macoma baltica. (Kulakov et al 2005). Det er ikke mulig å beskrive biotoper (video-biotoper) i andre områder enn de som er kartlagt gjennom MAREANO. I området som dekkes av økosystemtoktet er det mulig å beskrive økoregioner, mens det i resten av de norske havområdene i Barentshavet ikke er mulig å gi noen beskrivelse. Det er ikke lett å navnsette biotoper som er definert ut fra artenes sammensetning slik vist i de tre eksemplene ovenfor. Dersom artsgrupperinger fremkommer fra datasett som er analysert separat er 2

3 navnesetting ytterligere komplisert. I eksempelet fra Kulakov et al. (2005) har man i flere av samfunnene satt navn etter identifisert indikatorart. I det tilfelle vil man kunne identifisere slike samfunn ved å anslå mengdeverdier over en viss terskelverdi for indikatorarten. I tilfelle med Samfunn vil man ha samme praktiske problem som ved identifisering av sårbare habitater karakterisert av svamp og åttetallskoraller (korallskog): terskelverdier er ikke definert, og man er avhengig av ekspertvurdering for å angi tilstedeværelse. For MAREANO sine biotopkart (Video) er det angitt karakteristiske arter for hver biotop, og sammenlikning mellom områder identifisert ved separate analyser er mulig. Det er likevel enkelte biotoper som viser seg å være usikre med hensyn til likhet og forskjell mellom de andre områdene. Se for øvrig den engelske versjonen av MAREANO sin bok om den norske havbunnen. Der er det gitt en tabell (Tabell 2) som oppsummerer likhetene mellom disse biotopene. Før nye biotopkart (Video-resultater) blir produsert fra MAREANO, kan kartfesting av forekomstdata (presence/absence) for sårbare arter (indikatorarter for sårbare naturtyper) gi grunnlag for evaluering av mulig utbredelse generelt for større områder. Et eksempel som viser forekomst av sjøfjær fra Mareanotokt er vist i Fig. 3. Figur 3. Tilstedeværelse av sjøfjær i Barentshavet registrert ved MAREANOtokt fram til og med våren 2017 (røde prikker). De sorte prikkene indikerer stasjoner hvor havbunnen har vært undersøkt med video på MAREANOtokt. 3

4 Definisjoner av noen naturenheter: Habitat Darwin (1859): En arts karakteristiske fysiske miljø. Biotop Whittaker et al (1973): Artsamfunn sitt karakteristiske fysiske miljø. MAREANO: Artsamfunn sitt karakteristiske fysiske miljø. I MAREANO er samfunnene definert fra informasjon fra observasjoner lang 200 m lange videolinjer. Miljødirektoratet (2007): Det området hvor en bestemt dyre- eller planteart får tilfredsstilt sine livsvilkår; skjul, næring, vann. I MAREANO blir kartlaget som viser modellerte biotoper kalt Generelle biotoper. Denne spesifikasjonen let the species compositions decide themselves who they are - bottom-up classification) Økotop Landskapselementer med karakteristisk miljø og artsammensetning. Altså en større skala enn hva man normalt assosierer med Biotop, og inndelt basert på landskapselementer (formasjoner). Økoregion Et økologisk og geografisk definert område som er mindre enn en økosone og større enn et økosystem. Økoregioner dekker relativt store områder av land eller vann, og har særegne, geografisk forskjellige sammensetninger av naturlige miljøer og arter. Økoregion er også ofte kalt Bioregion. Naturtype Både Miljødirektoratet og Artsdatabanken har presentert definisjoner av Naturtyper. Disse definisjonene har fellestrekk men skiller seg ut på vesentlige områder. Systemet er under utvikling for dype marine områder. Naturtype slik den er definert i prosjektet Naturtyper i Norge tar utgangspunkt i Naturmangfoldlovens definisjon av en naturtype: ensartet type natur som omfatter alle levende organismer som forekommer sammen på et gitt sted og miljøforholdene som virker der, samt natur med et ensartet preg forårsaket av systematiske mønstre i forekomsten av observerbare strukturer og elementer. Altså, en type natur som ved å tilfredsstille et kriteriesett kan oppfattes som ensartet, i større eller mindre grad. Miljødirektoratet (2007): Naturtype En ensartet, avgrenset enhet i naturen som omfatter plante- og dyreliv og miljøfaktorer. Sårbare habitater MAREANO: Habitater eller biotoper karakterisert av skjøre, lenge-levende arter (stor bevaringsverdi). Sårbare habitater har store likhetstrekk med Vulnerable Marine Ecosystems (VME). Special habitats (Vulnerable habitats, VMEs, Prominent, Charismatic, Long-lived, Conservation needs - top-down classification) Økosystem Miljødirektoratet (2007): Økosystem Et område av enhetlig natur. Økosystemet inkluderer alle samfunn av planter og dyr, dessuten det ikke levende miljøet (jord, luft, vann, mineraler osv.). 4

5 Tabell 1: Definisjoner av sentrale begrep for kartlegging av typer i naturen basert på feltarbeid (fra Bryn & Ullerud, 2017). Type- eller enhetsbegrep Naturtype Vegetasjonstype Habitattype Biotoptype Livsmiljøer Landskapstype Geotoptyper Definerende beskrivelser Ensartet type natur som omfatter alle levende organismer som forekommer sammen på et gitt sted og miljøforholdene som virker der, samt natur med et ensartet preg forårsaket av systematiske mønstre i forekomsten av observerbare strukturer og elementer. I NiN beskrives naturtyper på natursystemnivået, gitt på 3 nivåer: hovedtypegrupper, hovedtyper og grunntyper Ensartet type natur som omfatter alle levende plantearter som forekommer på et gitt sted og miljøforholdene som virker der. I Fremstad (1997) beskrives 3 nivåer: grupper, typer og utforminger Ensartet type natur som definerer artenes levesteder, det vil si de omgivelsene hver enkelt art lever i a) Biotoper er områder som er viktige for dyreartenes arealbruk b) Nøkkelbiotoper er områder som er særlig viktige for bevaring av det biologiske mangfoldet fordi de inneholder naturtyper, nøkkelelementer eller arter som er sjeldne i landskapet Definert som en type element med bestemte kvaliteter i forhold til treslag / rikhet og fuktighet Ensartet type landskap med hensyn til store trekk i terrengform- og landformvariasjon og forekomst og mengde av landskapselementer Lokalitetstyper med karakteristiske bergarter, geologiske lag eller fossiler Eksempler på systemer i bruk i Norge Halvorsen m. flere (2009); DN-Håndbok 13 (DN 1999, 2007); Naturtyper er brukt i Naturmangfoldloven (2009) Hesjedal (1973); Fremstad (1997); Rekdal & Larsson (2005) Ødegaard m. flere (2001) Nøkkelbiotoper i Norge (Haugset m. flere 1996, side 12) MiS (Baumann m. flere 2001) Erikstad & Halvorsen 2014 NGU (2015a) 5

6 Tabell 2. Sammenstilling av biotoper og deres karakteristikk (fra MAREANOs bok på engelsk) Referanser Buhl-Mortensen, L., P. Buhl-Mortensen, M. F. J. Dolan, J. Dannheim, V. Bellec, B. Holte Habitat complexity and bottom fauna composition at different scales on the continental shelf and slope of northern Norway. Hydrobiologia 685 (1): DOI /s Buhl-Mortensen L, Buhl-Mortensen P, Dolan MFJ, Holte B The MAREANO programme A full coverage mapping of the Norwegian off-shore benthic environment and fauna. Marine Biology Research 11(1): Buhl-Mortensen P, Dolan M, Gonzalez-Mirelis G Evaluation and development of MAREANO biotope modelling - Testing scale dependencies in biological-environmental relationships as a basis for biotope mapping within areas previously mapped by MAREANO. 9 December 2016, Report to the Executive Group (UG) and Programme Group (PG) of MAREANO, 32 sider- 6

7 Bryn A, Ullerud HA Veileder for arealdekkende kartlegging av terrestrisk naturvariasjon etter NiN i målestokk 1:5 000 og 1: Kort versjon (2.1.0b). Naturhistorisk Museum, Universitetet i Oslo 18. april 2017, 32 sider. Darwin C On the Origin of Species by Means of Natural Selection, Or, the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life. London: J. Murray. 502 sider. Direktoratet for naturforvaltning Kartlegging av naturtyper - Verdisetting av biologisk mangfold. DN-håndbok 13 2.utgave 2006 (oppdatert 2007). Dolan, M.F.J., Jørgensen, L.L., Lien, V.S., Ljubin, P., Lepland, A. 2015: Biotopes of the Barents Sea. Scale 1: Geological Survey of Norway (Trondheim), Institute of the Marine Research (Bergen) and Polar Research Institute of Marine Fisheries and Oceanography (Murmansk). Halvorsen, R., Andersen, T., Blom, H.H., Elvebakk, A., Elven, R., Erikstad, L., Gaarder, G., Moen, A., Mortensen, P.B., Norderhaug, A., Nygaard, K., Thorsnes, T. & Ødegaard, F Naturtyper i Norge Teoretisk grunnlag, prinsipper for inndeling og definisjoner. Naturtyper i Norge versjon 1.0 Artikkel 1: Kulakov MY, Pogrebov VB, Timofeyev SF, Chernova NV, A.Kiyko O Ecosystem of the Barents and Kara Seas, Coastal Segment. Pages in Robinson AR, Brink KH, eds. The Global Coastal Ocean, Interdisciplinary Regional Studies and Syntheses, vol. 2. Cambridge, MA, USA: Harvard University Press. 7