Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 330: Anvendelsen af fysisk-kemiske kvalitetselementer til understøttelse af økologisk tilstandsvurdering i søer

Søndergaard, M., Johansson, L.S., Levi, E., Olesen, A., & Davidson, T. 2019. Anvendelsen af fysisk-kemiske kvalitetselementer til understøttelse af økologisk tilstandsvurdering i søer. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 74 s. - Videnskabelig rapport nr. 330.  http://dce2.au.dk/pub/SR330.pdf

Sammenfatning

Den økologiske tilstand i søer, som er omfattet af EU’s vandrammedirektiv, vurderes primært på baggrund af biologiske kvalitetselementer, men derudover skal også fysisk-kemiske kvalitetselementer anvendes som støtte i tilstandsvurderingen. De fysisk-kemiske kvalitetselementer omfatter seks forhold: sigtdybde, termiske forhold, iltforhold, salinitet, forsuringstilstand og næringsstofforhold. Denne rapport vurderer relevansen af disse kvalitetselementer for danske forhold og søger at fastsætte grænser, der understøtter de forskellige økologiske klasser.

Rapporten omfatter en række dele: et litteraturstudie, der kort beskriver sammenhænge mellem de fysisk-kemiske elementer og de biologiske forhold, en præsentation af, hvordan man forholder sig til anvendelsen af fysisk-kemiske kvalitetselementer i andre lande, en præsentation og analyse af danske fysisk-kemiske kvalitetselementer omfattende også multivariate analyser og empiriske sammenhænge, en fastlæggelse af danske næringsstofgrænser ved anvendelsen af en EU-guide (tool-kit) og endelig forslag til, hvilke grænser der kan anvendes i Danmark for de fysisk-kemiske kvalitetselementer.

Blandt de seks fysisk-kemiske kvalitetselementer er det især indholdet af næringsstoffer (fosfor og kvælstof), som er vigtige for de biologiske kvalitetselementer. Sigtdybden er ligeledes relevant at inddrage i tilstandsvurderingen, men denne vil normalt være tæt knyttet til næringsstofindhold og kan også være påvirket af vanddybde (pga. resuspension) og indhold af opløste humusstoffer (brunfarvning). Flere af de andre fysisk-kemiske kvalitetselementer, herunder salinitet og forsuringstilstand, er også vigtige for tilstanden i søer, men disse elementer indgår også i fastlæggelsen af danske søtyper.

De fire undersøgte lande (Sverige, Estland, Skotland og Holland) har alle forholdt sig til anvendelsen af fysisk-kemiske støttelementer og har udarbejdet afgrænsninger for flere af dem, men i forskelligt omfang. Alle fire lande har forholdt sig til forsuring og næringsstofindhold, men med forskellige afgrænsninger og heller ikke altid for sammenlignelige søtyper. Holland har som det eneste land fastsat grænser for termiske forhold, mens to eller tre af de fire lande forholder sig til sigtdybde, iltforhold og salinitet.

Ved analysen af de danske fysisk-kemiske kvalitetselementer er anvendt: sigtdybde, temperatur/lagdeling, iltmætning i overfladevand/bundvand, ledningsevne, pH/alkalinitet samt indhold af totalfosfor og totalkvælstof (sommergennemsnit). Generelt er der store variationer for alle seks fysisk-kemiske elementer, hvis der kigges på tværs af alle søer. I næsten alle søtyper findes signifikante sammenhænge mellem indhold af næringsstoffer og indhold af klorofyl a og mellem sigtdybde og indhold af næringsstoffer. De øvrige fysisk-kemiske kvalitetselementer viser i de fleste søtyper ingen eller en ringe sammenhæng med de undersøgte biologiske kvalitetselementer. De multivariate analyser understreger, at især forhold, som udtrykker næringsstofindhold, er vigtige forklarende variable for de biologiske kvalitetselementer.

Ved anvendelsen af EU-tool-kit kunne der gennemføres analyser for tre biologiske kvalitetselementer: makrofyter, fytoplankton og fisk. Derudover blev også indholdet af klorofyl a anvendt. Der var kun tilstrækkeligt med data til at gennemføre analyser for fire af de 11 danske søtyper (søtype 9, 10, 11 og 13). Afgrænsningen ved god-moderat grænsen giver ved middelniveau af sikkerhed totalfosfor-værdier på 24-63 µg/l og totalkvælstof-værdier på 0,8-1,4 mg/l afhængig af søtype.

Samlet set vurderes især næringsstofindhold og sigtdybde at være relevant at anvende som fysisk-kemiske kvalitetselementer i danske søer. For næringsstofindhold kan der angives værdier, som understøtter god økologisk tilstand for de fleste søtyper. Hvad angår totalfosfor-indhold, varierer disse mellem 24 og 73 µg/l, og hvad angår totalkvælstof-indholdet mellem 0,5 og 1,4 mg/l afhængig af søtype. Der kan ligeledes fastsættes afgrænsninger i forhold til sigtdybde for de fleste søtyper, men der må tages søspecifikke forhold i betragtning (farvetal, søareal og søens maksimumsdybde i forhold til sigtdybde). Sigtdybden, der vurderes at understøtte god økologisk tilstand, ligger mellem 0,6 og 3,4 m afhængig af søtype og søspecifikke forhold.