Faglig rapport fra DMU nr. 535: Redskaber til vurdering af miljø- og naturkvalitet i de danske farvande. Typeinddeling, udvalgte indikatorer og eksempler på klassifikation. Dahl, K. (red.), Andersen, J.H. (red.), Riemann, B. (red.), Carstensen, J., Christiansen, T., Krause-Jensen, D., Josefson, A.B., Larsen, M.M., Kjerulf-Petersen, J., Rasmussen, M.B. & Strand, J. 2005. 158 s.
Sammenfatning
Typeinddeling af kystnære farvande
I dette afsnit beskrives de kriterier, som er anvendt til at opstille en typologi for den danske kystlinie. Det blev fundet nødvendigt at anvende forskellige fysiske faktorer til at karakterisere hhv. åbne kyststrækninger og fjorde. De åbne kyster blev karakteriseret mht. salinitet, vanddybde, bølgeeksponeringsgrad og tidevandshøjde. Fjorden blev karakteriseret mht. bundsalinitet, lagdelingsgrad, et indeks beskrevet som forholdet mellem opholdstid og afstrømning, og om vandskiftet i fjorden kontrolleres af en sluse. Denne karakteristik medfører en typologi for de danske kystvande med 15 forskellige typer: 5 åbentvandstyper og 10 fjordtyper. Det store antal typer afspejler den kraftige saltgradient i området, men også at den fysiske påvirkning af fjordene er meget forskelligartet.
Hårdbundsvegetation som indikator for naturkvalitet og bevaringsstatus på stenrev
Det påvises ved hjælp af en række opstillede modeller at der er gode empiriske relationer mellem den oprette algevegetations dækning på stenrevene i Kattegat og tilførsler af næringsstoffer. Den bundlevende vegetation kontrolleres på de udvalgte stationer primært af vandets klarhed, som regulerer den lysmængde, som kan trænge gennem vandsøjlen. Vandets sigtbarhed er omvendt korreleret med tilførslen af næringsstoffer. Der er gennemført scenarieberegninger over vegetationens udvikling ved forskellige kvælstoftilførsler til brug for op-stilling af konkrete miljøkvalitetsmålsætninger, der er vigtige i relation til Habitat- og Vandrammedirektiverne.
Klassifikation af kystvande vha. makroalgernes dybdefordeling
Formålet med dette arbejde var at undersøge, om det er muligt at klassificere kystvandenes miljøtilstand ud fra makroalgernes dybde-fordeling. For at nå dertil måtte vi først undersøge, om algernes dybdeudbredelse kan benyttes som indikator for miljøkvalitet og måtte derfor som udgangspunkt besvare spørgsmålet: "Kan variationer i belastning/vandkvalitet forklare variationerne i dybdeudbredelsen af a) det samlede algesamfund, b) funktionelle algegrupper og/eller c) enkeltarter?".
Undersøgelsen er baseret på statistiske analyser af algedækning i relation til belastning, klimatiske forhold og vandkvalitet indsamlet under vandmiljøplanernes overvågningsprogrammer gennem perioden 1988 til 2002 i 33 vandområder. De anvendte modeller tog højde for, at algernes dækning afhænger af substratets sammensætning, og at dækningsgraden også varierer med dybde, station, område og år.
Dækningen af det samlede algesamfund var generelt størst i de områder, der havde de bedste lysforhold og de laveste koncentrationer af næringssalte og klorofyl. Den bedste model kunne forklare 79% af variationen i dækning mellem områder og viste, at dækningen gene-relt var størst i områder med god sigtdybde og høj saltholdighed, men at Limfjorden adskilte sig ved lavere algedækning end de øvrige områder. Variationer i algernes dækning fra år til år kunne derimod ikke forklares ud fra ændringer i vandkvaliteten.
De funktionelle grupper, der omfatter tråd- og bladformede alger med simpelt opbygget væv, er domineret af arter med opportunistisk vækststrategi, som i teorien favoriseres af øget næringsbelastning. Andelen af disse alger var størst i de mest brakke områder, men var ikke signifikant korreleret til områdernes belastning eller vandkvalitet og heller ikke til år-til-år variationer i disse. Andelen af udvalgte enkeltarter af flerårige alger udgjorde i gennemsnit en meget lille procentdel af det samlede algesamfund og varierede betydeligt mel-lem områder, så datagrundlaget var for usikkert til at opstille generelle sammenhænge med vandkvaliteten.
Dækningen af det samlede algesamfund var dermed den eneste af de undersøgte algevariable, der kunne benyttes som indikator for miljøkvalitet. For at illustrere hvordan dækningen kan knyttes til forvaltningspraksis, tog vi udgangspunkt i den fundne relation mellem algedækning og sigtdybde, og relaterede derpå sigtdybde til næringskoncentration og næringskoncentration til stoftilførslen fra land. Dermed kunne vi relatere næringssaltbelastningen til makroalgernes dækning langs dybdegradienter.
Algernes dækning er dog ikke en følsom indikator for vandkvalitet. Dækningen stiger i gennemsnit kun 4%, når sigtdybden stiger 1 m, og reagerer ikke på de variationer i vandkvalitet, der har fundet sted inden for de seneste 13 år. For at opnå bedre modeller i fremtiden er det nødvendigt at reducere den uforklarede variation i datasættet, som bl.a. kan skyldes dykkereffekter, og som bidrager til at tilsløre eventuelle sammenhænge mellem vandkvalitet og algedækning.
Ålegræs dybdeudbredelse som indikator for økologisk tilstand i kystområder
Tidligere undersøgelser har vist, at ålegræssets dybdegrænse reagerer på ændringer i vandkvalitet, idet dybdegrænsen stiger som funktion af stigende sigtdybde og faldende koncentration af TN. Forskelle i sigtdybde kan forklare omkring 60% variationen i ålegræssets dybdegrænse i danske farvande. Ålegræssets dybdegrænse er dermed blandt de biologiske parametre, der viser den bedst dokumenterede sammenhæng med eutrofiering i marine områder. De opstillede rumlige og tidslige modeller er velegnede til at beskrive generelle sammenhænge mellem ålegræs og vandkvalitet og til at forudsige den gennemsnitlige dybdegrænse ved en given næringsrigdom eller et givet lysniveau. Men modellerne kan ikke forudsige dybdegrænsen på den enkelte lokalitet præcist. Der er flere eksempler på, at mo-dellerne ikke slår til. Selvom der gennem de seneste år har været tendens til bedre sigtdybde i de danske kystvande, er der ikke tegn på, at ålegræsset vokser dybere, tværtimod er dybdegrænsen i fjordene reduceret. Tilsvarende viser mange transekter heller ikke tydelige tidsmæssige sammenhænge mellem ændringer i vandkvalitet og dybdegrænse. Formålet med dette arbejde har været at videreudvikle modellen, på baggrund af det store data materiale fra overvågnings-programmets start i 1988 og frem til i dag, således at den kan benyttes til at forudsige effekter af reduceret næringsrigdom i specifikke områder. Vi har dog ikke ved at inddrage flere data eller ved at opsplitte datasættet i en rumlig variation kunnet forbedre den tidligere model. En analyse af de mange datasæt har vist, at der ved fastlæggelse af referencetilstanden i udvalgte områder ikke opnås en bedre præcisi-on ved anvendelse af transekt- eller områdespecifikke modeller. I forhold til den empiriske model mellem dybdegrænsen og TN-koncentrationen. Generelt giver modellerne en mindre dybdeudbredelse af ålegræs end de dybdeudbredelser, der er angivet i de historiske data.
Scenarier for klassifikation af kystvande vha. ålegræssets dybdegrænse
Referencetilstand og klassifikationssystem er tidligere fastlagt for indikatoren 'ålegræssets dybdegrænse' i Danmark. Dette arbejde blev gennemført på baggrund af et første udkast til typeinddeling af danske kystområder. I mellemtiden er typeinddelingen revideret, og formålet med dette nye studium er at fastlægge referencetilstand og klassifikationssystem for ålegræssets dybdegrænse med udgangs-punkt i de nye typeområder.
Referencetilstanden for ålegræssets dybdegrænse blev defineret ud fra et stort historisk datamateriale fra omkring år 1900. Referencetilstand eller "høj miljøtilstand" i de enkelte typeområder blev beskre-vet som ³ 90% fraktilen af historiske data fra lokaliteter i typeområderne. Referencetilstanden blev desuden vurderet for farvandsområder (f.eks. Øresund) på baggrund af historiske opgørelser for disse områder. Endelig blev referencetilstanden for fjorde og kystom-råder modelleret ud fra koncentrationen af totalkvælstof under referencetilstand vha. en empirisk model. Klassifikation af miljøkvalitet ud fra ålegræssets dybdegrænse blev illustreret ved 3 eksempler med forskellig afgrænsning mellem god og moderat miljøtilstand - nemlig 15%, 20% og 25% af referencetilstanden.
Analyserne viste, at klassifikation af god miljøtilstand afhænger af, 1) om man tager udgangspunkt i typeområder, lokaliteter eller farvandsområder, 2) kriteriet for referenceniveauet (fx 90% fraktilen af historiske data), og 3) den tilladte afvigelse fra referenceniveauet (fx 15, 20 eller 25%).
Sammenfattende illustrerer studiet, at ålegræssets dybdegrænse udmærket kan benyttes som indikator for vandkvalitet under Vandrammedirektivet-/Habitat-direktivet. Brugen af typeområder er pro-blematisk, og det kan anbefales at benytte lokalitetsspecifikke oplys-ninger om referenceforhold, hvis de er til rådighed. Når man benytter historiske opgørelser af ålegræssets dybdegrænse i klassifikationen, skal man være opmærksom på, at de repræsenterer ålegræssets ho-vedudbredelsesdybde. Når man skal vurdere, om målet er opfyldt i dag, skal det derfor ske ud fra aktuelle opgørelser af hovedudbredel-se og ikke ud fra opgørelser af maksimal udbredelsesdybde.
Bundfauna
Biomasse af bundfauna kan være en anvendelig parameter til at illustrere sammenhænge mellem presfaktoren eutrofiering og responsvariablen bundfauna. Biomasse af bundfauna er i de to systemer generelt blevet fordoblet i løbet af 1900-tallet. Da vi ikke har pålidelige belastningsdata fra starten af forrige århundrede, kan der ikke fastlægges en eksakt belastningsbestemt bevaringsstatus, men forskellene mellem før og nu kan bruges som en rettesnor for det niveau, biomasse af bundfauna kan ligge på i en gunstig bevaringsstatus. Derimod kan vi ikke på det nuværende datagrundlag bruge fauna-sammensætning som responsvariabel. Biomasse af bundfauna er en parameter, der er følsom for andre påvirkninger end antropogene påvirkninger. Således påvirker saltholdigheden såvel artssammensætning som biomasse. Derfor skal gunstig bevaringsstatus for kyst-laguner nøje være afstemt med områdets forventede eller ønskede saltholdighed. Det samme gælder indikatoren artsmangfoldighed, der er undersøgt i andre sammenhænge.
Miljøfarlige stoffer og specifikke biologiske effekter
Miljøfarlige stoffer udgør mange forskellige forbindelser, og de fleste er kun målt i nyere tid, dvs. siden starten af 1980'erne. Derfor har et af formålene været at få et overblik over, hvilke data der er tilgængelige, og hvordan deres sammenhæng er med de udpegede habitatområder i særdeleshed og for de danske farvande i almindelighed. De mest veldefinerede data stammer fra det nationale overvågningsprogram NOVA-2003 og regionale programmer fra 1998-2003. Fra 2004 startede afløseren NOVANA. Før NOVA-2003 var det mest tungmetaller, der blev målt periodisk, men i enkelte programmer eller kampagner har også andre miljøfarlige stoffer været målt sporadisk. Fra 1998 er stofgrupperne PAH'ere, PCB og chlorerede pesticider samt TBT også målt regelmæssigt. NOVA-programmet dækkede ca. halvdelen af habitatområderne.
Problemet med miljøfarlig stof-indikatorer i forhold til Vandrammedirektivet er, at der oftest måles på biota (fisk og muslinger, og i en-kelte tilfælde højerestående pattedyr og fugle) og sediment, hvorimod Vandrammedirektivet arbejder med koncentrationsmål for vandfasen. Der er derfor arbejdet med 3 forskellige stofgrupper - Cd som eksempel på metaller, Naphthalen som eksempel på lette PAH'er og Benzo(a)pyren tunge PAH'er og endelig Tributyltin (TBT) som eksempel på et pesticid anvendt i bundmaling til skibe. PAH'erne og TBT repræsenterer persistente organiske forbindelser - for PAH'erne med et naturligt baggrundsniveau. For TBT er der ikke noget baggrundsniveau - det er ren antropogen tilførsel. De tre organiske forbindelser har samtidig forskellige fysisk-kemiske egenskaber mht. bioakkumuleringspotentiale, nedbrydelighed, vandopløselighed og damptryk. Ud fra økotoksikologiske kriterier er koncentrationsni-veauerne i vand, biota og sediment forsøgt sammenstillet, således at koncentrationerne i biota eller sediment kan anvendes i stedet for eller til at estimere vandkoncentrationen i et fælles klassifikationssystem, og dermed anvendes som konkrete miljømål. Det er samtidig undersøgt, om den etablerede klassificering giver samstemmende resultater på tværs af matricerne, og for TBT endog med kobling til biologiske effekter (imposex og intersex i marine snegle). Samspillet mellem de marine konventioner HELCOM og OSPAR og direktiver-ne er herudover kort beskrevet.
Hele rapporten i pdf format (3.773 kB).
