Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 37: Dansk bidrag til Vandrammedirektivets (VRD) interkalibrering fase 2

Henriksen, P., Josefson, A., Hansen, J.W., Krause-Jensen, D., Dahl, K. & Dromph, K. 2014. Danish contribution to the EU Water Framework Directive intercalibration phase 2. Aarhus University, DCE – Danish Centre for Environment and Energy, 36 pp. Technical Report from DCE – Danish Centre for Environment and Energy No. 37 dce2.au.dk/pub/TR37.pdf

Sammenfatning

Denne rapport sammenfatter det danske bidrag til Vandrammedirektivets (VRD) interkalibrering fase 2 som defineret i projektet ’Udvikling og afprøvning af værktøjer til interkalibrering af planteplankton, bundfauna og makrovegetation i de danske kystområder’ indgået mellem Naturstyrelsen og DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi.

Planteplankton

Med udgangspunkt i sammenhængen mellem koncentrationen af total kvælstof (TN) og hhv. det totale biovolumen eller den totale kulstofbiomasse af planteplankton, blev der opstillet forslag til område-specifikke klassegrænser for de to planteplanktonindikatorer ’biovolumen’ og ’carbon biomasse’. De definerede klassegrænser korrelerede med tilsvarende klassegrænser for klorofyl udviklet i et tidligere projekt.

De to delelementer ’blooms’ og ’abundans’ specificeret under det biologiske kvalitetselement planteplankton i VRD er ikke anvendt i Danmark. Der er tidligere foreslået en statistisk definition af blooms som klorofylværdier, der ligger uden for normalfordelingen i et givent område, men anvendelse af denne indikator kræver meget store datasæt med høj målefrekvens, der sjældent er til rådighed. Tilsvarende er det vurderet, at indikatoren ’abundans’ ikke er anvendelig. I nogle andre lande med beskedne overvågningsdata er den foreslået anvendt på hele planteplanktonsamfundet, hvilket er meningsløst, da abundans i så fald dækker celletæthed af organismer, hvis størrelse varierer med flere størrelsesordener, og da koblingen mellem næringsrigdommen og planteplankton vil afspejles i primært biomassen eller det samlede planteplanktonvolumen. Indikatoren abundans vil kun give mening, hvis den kan anvendes på forekomsten af en enkelt art. Der er endnu ikke i danske områder fundet en sådan anvendelig indikatorart.

Bundfauna

Det danske bundfaunaindeks, DKI-indekset, blev modificeret med henblik på også at fungere ved lavere salinitet. I indekset er der nu indbygget relationer mellem salinitet og maximal Shannon-diversitet og mellem salinitet og minimumværdi af AMBI-indekset. Indekset, benævnt DKIver2, kan nu antage værdier mellem 0 og 1 i hele salinitetsintervallet 8-33 psu, og er derfor at betragte som en sand EQR.

Metoder til grænsesætning af økologisk kvalitet er beskrevet ligesom metode til vurdering af status i vandområder.

Der blev vist signifikante relationer mellem DKIver2 og presfaktoren Clostridium som indikator for spildevand, og med organisk materiale i sedimentet målt som glødetab fra Aarhus Bugt-gradienten.

I forbindelse med interkalibreringen i type NEA8b er der udvalgt 35 Danske stationer, hvoraf de 11 er udpeget som benchmark-stationer funderet på en række proxy-baserede kriterier.

Ved interkalibreringen i Baltic GIG er der udpeget tre vandområder i type BC6 og seks vandområder i type BC8 som benchmark ’sites’ baseret på et snævert vindue i BSPI (Baltic Sea Pressure Index).

Bundvegetation

Interkalibreringen af bundvegetation mellem Danmark og Tyskland omfattede to tyske indeks:

  • ’BALCOSIS’ som benyttes langs åbne kyster (omfatter ålegræssets dybdegrænse, men har fokus på parametre for makroalger)
  • ’ELBO’ som benyttes i indre fjordsystemer (omfatter forskellige parametre for blomsterplanter og kransnålsalger)

og de danske indikatorer:

  • Ålegræssets dybdegrænse
  • Makroalgernes dækningsgrad, antal arter af flerårige makroalger og andel opportunister.

Grundlaget for interkalibreringen var tyske datasæt, hvor samtlige indeks og indikatorer kunne opgøres for et udvalg af områder. Referenceværdier for de tyske indeks var til rådighed for samtlige områder, mens referenceværdier for de danske indikatorer i de tyske områder blev vurderet ud fra referenceværdier for tilsvarende danske typeområder.

Interkalibreringen blev udført i flere trin, hvor det første var en sammenstilling af datagrundlag for interkalibrering af samtlige indeks/indikatorer. Resultatet af dette første trin var:

  • Datagrundlaget var tilstrækkeligt til at gå videre med interkalibrering mellem hvert af de tyske indeks og den danske indikator ’ålegræssets dybdegrænse’.
  • Derimod var der ikke tilstrækkeligt datagrundlag til at gå videre med interkalibreringen af de tyske indeks i forhold til de danske makroalgeindikatorer, idet 1) der ikke er defineret brugbare referenceværdier for de danske algeindikatorer i åbne områder, hvor BALCOSIS især bliver benyttet, og 2) der ikke var data for makroalger i de indre fjordområder, hvor ELBO især bliver benyttet.

Andet trin i interkalibreringen var korrelationsanalyser mellem EQR-værdier baseret på tyske indeks, og EQR baseret på ålegræssets dybdegrænse opgjort for de samme områder. Resultatet af dette trin var:

  • EQR baseret på det tyske ELBO-indeks og den danske dybdegrænseindikator var signifikant korreleret, og det var derfor muligt at gå videre med interkalibreringen af disse.
  • EQR baseret på det tyske BALCOSIS-indeks og den danske dybdegrænseindikator var ikke signifikant korreleret, og det var derfor ikke muligt at gå videre med interkalibreringen af disse.

Tredje trin i interkalibreringen var vurdering af opfølgende muligheder under ’option 2’ og ’option 3’, hvor:

  • Option 2: Anvendes når landene ikke benytter identiske metoder/indeks, og der ikke er basis for brug af begge indeks på et fælles datamateriale. I det tilfælde skal den videre interkalibrering baseres på nationale datasæt, men i forhold til en fælles biologisk parameter.
  • Option 3: Anvendes når landene ikke benytter identiske metoder/indeks, men der er basis for brug af begge indeks på det fælles datamateriale.

Da der ikke var en signifikant korrelation mellem EQR-værdierne for det danske ålegræs-indeks og BALCOSIS-indekset, var der kun mulighed for at gå videre i interkalibreringsproceduren i forhold til ELBO-indekset. Den videre interkalibrering af ålegræs-indekset og ELBO-indekset var desuden kun mulig inden for det tyske datamateriale, da flere af de parametre, som indgår i ELBO-indekset, ikke overvåges i Danmark.

  • Alternativ option 2: Som udgangspunkt skal interkalibreringen baseres på en fælles biologisk parameter. Da der ikke var nogen brugbar fælles biologisk parameter anvendtes i stedet de pseudo-biologiske parametre TN og Secchi-dybde. Det danske indeks korrelerede signifikant med Secchi-dybden, mens det tyske indeks korrelerede signifikant med både TN og Secchi-dybden. Det var dog ikke muligt inden for rammerne af dette projekt at lave øvelsen inden for den samme kystvandstype (M2), hvorfor ’option 2’ blev opgivet. Når denne øvelse ikke umiddelbart kunne lade sig gøre, skyldes det, at de danske data var baseret på ’vandplansperioden 2001-05’, hvilket gav for få data for kystvandstypen M2, mens de tyske data var for enkelte år. Etablering af de danske data for enkelte år, ville kræve en større arbejdsindsats med at fremskaffe dybdegrænser for de enkelte år i de danske lokaliteter inden for kystvandstypen M2 samt nye udtræk af TN og Secchi-dybde og endelig genberegning på baggrund af de nye data.
  • Alternativ option 3: Som udgangspunkt skal interkalibreringen ske med udgangspunkt i et fælles datamateriale. Det var som nævnt ikke muligt, men tilgangen blev alligevel forsøgt afgrænset til det tyske datamateriale. Desuden var det nødvendigt i det tyske materiale at se bort fra områder uden ålegræs, da det danske indeks er baseret på ålegræssets dybdegrænse. Med baggrund i dette var der en signifikant korrelation mellem ELBO EQR og TN men ikke mellem ELBO EQR og Secchi-dybde. Den videre analyse indikerede, at den danske EQR for overgangen mellem god og moderat skulle justeres for at matche den tyske EQR.

Konklusionen var, at det inden for rammerne af projektet ikke var muligt at lave en fuld interkalibrering mellem det danske og det tyske indeks, som fulgte den officielle procedure gennem hele analysen. I stedet blev forsøgt alternative tilgange til interkalibreringen, hvis resultat skal tages med et vist forbehold. EQR-indekset for de danske og de tyske områder tilhørte for langt størstedelens vedkommende kategorien dårlig eller moderat. De nationale korrelationer mellem EQR og TN indikerede, at for at opnå god status skal koncentrationen af TN være under 20 µmol/l.

I dag findes der ikke et dansk tilstandsvurderingsværktøj som kombinerer de eksisterende værktøjer ’dybdeudbredelse af ålegræs’, ’dækning af makroalger’ og ’antal flerårige arter’. Hver af disse indikatorer har vist sig at respondere signifikant på kvælstofkoncentrationer og lys.

Det danske makroalgeværktøj er i sin nuværende opsætning ikke anvendeligt til at beskrive tilstanden i åbne kystnære farvande. Værktøjet er tilpasset en beskrivelse af forholdene i fjorde og ikke åbne farvande. Projektet rummede ikke ressourcer til at tilpasse og teste værktøjets anvendelighed i åbne farvande

Undervandsvegetation i den danske type OW3 kunne ikke interkalibreres med den svenske typologi 7, da det ikke var muligt at finde et egnet datasæt. Det danske værktøj er som anført ovenfor ikke tilpasset en beskrivelse i åbne farvande, så resultaterne for Køge Bugt og Hjelm Bugt er ikke anvendelige. 

I Sverige anvendes dybdeudbredelse af udvalgte arter som biologisk kvalitetselement. Danske makroalgedata indsamles i 2 m intervaller, hvilket introducerer en stor usikkerhed i fastlæggelse af den danske dybdegrænse, men mangel på substrat er ofte den begrænsende faktor for algernes dybdeudbredelse i kystnære danske farvande. Den svenske metode er ikke testet på danske data.

Ålegræs er registreret i den svenske typologi 7, men data om dybdeudbredelse, som indgår i det danske værktøj, er ikke indsamlet i Sverige. Der er heller ikke etableret klassegrænser for ålegræs i svensk farvand.

Det var således ikke muligt at finde en fælles ’metric’, der kunne anvendes til en dansk-svensk interkalibrering af bundvegetation.