Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 324: Udvikling af biologisk indeks for fytobenthos i danske søer

Johansson, L.S., Søndergaard, M., Larsen, S.E. & Bjerring, R. 2019. Udvikling af biologisk indeks for fytobenthos i danske søer. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 98 s. - Videnskabelig rapport nr. 324.  http://dce2.au.dk/pub/SR324.pdf

Sammenfatning

Fytobenthos er ligesom makrofyter et delelement i det biologiske kvalitetselement ”Anden akvatisk flora”, som anvendes til fastsættelse af økologisk kvalitet i søer. Bentiske kiselalger og, i mindre grad, trådalger er i andre EU-medlemsstater anvendt som proxy for (repræsentant) fytobenthos. Muligheden for at anvende disse delementer i danske søer er undersøgt i denne rapport.

Trådalgernes egnethed blev undersøgt vha. analyser af sammenhængen mellem dækningsgrad af trådalger og kemiske nøglevariable i 519 søer. Endvidere blev der foretaget en overordnet analyse af de fundne trådalgetaxas præference mht. kemiske forhold og sigtdybden. De resulterende forklaringskoefficienter mellem dækningsgraden og de kemiske variable var svage, og det ser heller ikke ud til, at nogen af de fundne trådalgetaxa har en præference for totalfosfor eller andre af de kemiske nøglevariable, der er tilstrækkelig specifik til, at de kan anvendes som taksonomiske indikatorer.

På baggrund af dette kan det ikke anbefales at arbejde videre mod et indeks, der indeholder trådalger som proxy for fytobenthos. Der henvises til anbefalingerne nedenfor vedr. de bentiske kiselalger. 

Artssammensætningen og antal bentiske kiselalger blev undersøgt i prøver fra 105 danske søer med henblik på at anvende bentiske kiselalger som proxy for fytobenthos til at vurdere den økologiske kvalitet.

De ni miljøvariable, som er analyseret i projektet, forklarer tilsammen 16 % af variationen. Denne forklaringsprocent er i en størrelsesorden, som er forventelig ved biologiske data. Artssammensætningen er signifikant relateret til totalfosfor, hvilket retfærdiggør, at der kan anvendes et eksisterende indeks, der er baseret på forurening med næringsstoffer.

Beregning af optimumsværdier for fosforkoncentrationen for de mest udbredte arter i de undersøgte søer viser, at der er forskel mellem arterne. For mange arter er der er dog stor variationsbredde af forekomsten inden for de observerede fosforkoncentrationer.

Indeksværdier beregnet vha. fire eksisterende indices (TDI, IPS, IBD og IPS) er signifikant relateret til fosforkoncentrationen i de undersøgte søer af type 9 og 10.

Indekset IPS (Indice de Polluo-sensibilité Spécifique) er med held afprøvet i mange søer, og det omfatter alle kendte kiselalgearter og underarter. Endvidere viser en sammenligning mellem IPS og indekset TID, der blev brugt som ”common metric” ved EU-interkalibreringen, en god relation mellem de to indices. De danske data opfyldte desuden kriterierne for at gennemføre en EU-interkalibrering efter de gældende retningslinjer. På baggrund af dette foreslås det, at IPS anvendes i danske søer, når fytobenthos skal indgå i den økologiske klassificering af søer.

Makrofytindekset og IPS for de samme søer er sammenlignet. Sammenligningen viser, at de to indices har nogenlunde den samme forklaringsværdi i forhold til indhold af totalfosfor. Sammenligningen viser også, at der ikke er nogen signifikant sammenhæng mellem de to EQR-værdier, og for en del af de undersøgte søer er der en forskel på to (og i nogle tilfælde tre) kvalitetsklasser, når man sammenligner de to delindices i en given sø. Makrofytindekset viser en større spredning i EQR-værdier end IPS, der primært giver EQR-værdier mellem 0,6 og 0,9 (moderat og god tilstand). Anvendelsen af bentiske kiselalger som proxy for fytobenthos til den økologiske klassificering vil generelt være mindre restriktiv end anvendelsen af makrofyter, hvor makrofytindekset er under 0,7, og mere restriktiv, hvis makrofytindekset er over 0,7. Dette forhold kan ikke umiddelbart forklares.

På baggrund af de i denne rapport undersøgte søtyper kan man ikke sige, at det er tilstrækkeligt at anvende det ene af de to delkvalitetselementer med den begrundelse, at de giver sammenlignelige resultater. Hvis der anvendes et simpelt gennemsnit af de to indices, øges forklaringsværdien i forhold til totalfosforindholdet, end hvis kun det ene af de to indices anvendes (R2 øges fra omkring 0,33 til 0,44). Dette taler for at anvende begge delindices i et samlet indeks for at opnå den bedste beskrivelse af en eutrofieringspåvirkning, således at de to delkvalitetselementer supplerer hinanden – i hvert fald for de to undersøgte søtyper, type 9 og type 10.

En fordel ved at anvende kiselalgeindekset kunne endvidere være, at kiselalger må forventes at respondere hurtigere på miljømæssige ændringer end makrofyterne, og i søer under forandring vil ændringer sandsynligvis afspejles hurtigere i kiselalgesamfundet end blandt makrofyterne. Der kan også være tilfælde, hvor naturlige forhold (f.eks. stejle skrænter i søen eller meget hård eller meget blød bund) giver vegetationen dårlige vilkår for makrofyterne, men ikke for de bentiske kiselalger. I disse tilfælde kan kiselalgeindekset evt. give et mere retvisende billede af søens økologiske tilstand end makrofytindekset.

Det skal bemærkes, at i Danmark har vi gennem de seneste 20-25 år systematisk anvendt makrofyter som én af metoderne til at beskrive tilstanden i vores søer, og alt andet lige vil der være en bedre baggrundsviden ved den fortsatte anvendelse af makrofyter fremfor bentiske kiselalger, hvor der ikke er noget erfaringsgrundlag ud over de data, der er præsenteret i denne rapport. Til fordel for anvendelsen af makrofyter taler også, at de må forventes at give et tidsmæssigt bedre integreret udtryk for miljøtilstanden over en længere periode, hvor kiselalgeindekset i højere grad vil give et øjebliksbillede.

Siden de grundlæggende analyser i denne rapport blev afsluttet, er der indsamlet kiselalgeprøver og relevante vandkemiske og fysiske data i NOVANA i årene 2016-2018 i ca. 100 søer. Det betyder, at der nu eksisterer data om bentiske kiselalger fra i alt omkring 200 danske søer. Det anbefales at anvende dette samlede datasæt til at undersøge, om indekset kan optimeres til danske forhold. Således kunne der udarbejdes indikator- og følsomhedsværdier for de enkelte kiselalgetaxa, der er fundet under danske forhold, så det ikke var nødvendigt at anvende udenlandske værdier. Dette ville alt andet lige give gode muligheder for at optimere et indeks for bentiske kiselalger. Samtidig kunne det undersøges, om de bentiske kiselalger i visse søtyper ville være bedre egnet som kvalitetselement end f.eks. makrofyter. I sidste ende kunne det give mulighed for en differentieret og søtypeafhængig anvendelse af det biologiske kvalitetselement ”anden akvatisk flora”.