Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 365: Anvendelsen af biologiske kvalitetselementer i ikke-interkalibrerede søtyper

Søndergaard M., Jeppesen E., Johansson L.S. 2020. Anvendelsen af biologiske kvalitetselementer i ikke-interkalibrerede søtyper. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 144 s. - Videnskabelig rapport nr. 365. http://dce2.au.dk/pub/SR365.pdf

Sammenfatning

Kun to af de 11 danske søtyper har været igennem en interkalibreringsproces, hvor måden at vurdere den økologiske tilstand sammenlignes med andre EU-lande, nemlig de lavvandede henholdsvis dybe kalkrige, ferske og ikke brunvandede søer (søtype 9 og søtype 10). Disse to søtyper udgør ca. halvdelen af de 857 danske søer, der er omfattet af de nuværende vandområdeplaner. For de øvrige ni søtyper kan de biologiske indeks udviklet for søtype 9 og 10 eventuelt anvendes, men det er usikkert, hvor godt disse passer på de mere sjældne søtyper. Formålet med denne rapport er at undersøge, om der kan udvikles nye indeks, der udtrykker den menneskelige påvirkning (eutrofiering) via de tre biologiske kvalitetselementer undervandsvegetation, fytoplankton og fisk for disse ni søtyper. Om muligt gives forslag til indeks, og det undersøges, hvor godt disse relaterer sig til søernes indhold af totalfosfor (TP) og totalkvælstof (TN).

Undersøgelsen er gennemført med baggrund i eksisterende data, hvor der kan være anvendt data indsamlet gennem hele overvågningsprogrammet for søer siden 1989. I dette program er der indsamlet data fra en række kemiske og biologiske forhold af relevans for de tre biologiske kvalitetselementer, som er anvendt i analyserne. Mængden af data fra de forskellige søtyper er imidlertid meget forskellig, og det betyder, at der for nogle af søtyperne ikke har været tilstrækkeligt med data til at gennemføre analyser. For andre søtyper betyder et meget begrænset datasæt, at analyserne og deres resultater bliver usikre. For de ni ikke-interkalibrerede søtyper er der for undervandsplanter anvendt data fra i alt 256 søer (366 søår), for fytoplankton fra 69 søer (100 søår) og for fisk 88 søer (142 søår).

For undervandsvegetationen har det været muligt at gennemføre analyser for søtype 1, 5, 11, 13 og 15, som alle er lavvandede søtyper og spænder over ret næringsfattige søer (især søtype 1, kalkfattige, ferske og klarvandede søer) til meget næringsrige søer (især søtype 15, kalkrige, brunvandede og saltholdige søer). For disse fem søtyper er der givet forslag til indeks, som omfatter brugen af indikatorarter, antal arter og undervandsplanternes dækningsgrad. Signifikante og de stærkeste empiriske relationer mellem indeks og næringsstofindhold kan opnås til søtype 1 (r2=0,29 til TP, r2=0,46 til TN og r2=0,49, hvis både TP og TN indgår i relationen). For de øvrige fire søtyper er der signifikante sammenhænge, men forklaringsværdien er forholdsvis beskeden. Specielt vanskeligt synes det at være at finde gode sammenhænge med næringsstofindhold i brakvandssøer (søtype 11 og søtype 15).

For fytoplankton har det været muligt at gennemføre analyser for søtype 1, 5, 11 og 13, men analyserne vurderes at være usikre på grund af det beskedne datamateriale. Til indeksberegningen anvendes indhold af klorofyl a, biovolumen af blågrønalger, %-andelen af gulalgernes biovolumen samt forekomsten af arter, der indikerer enten næringsfattige eller næringsrige forhold. For alle fire søtyper kan der etableres signifikante og relativt gode sammenhænge mellem de foreslåede indeks og næringsstofindhold (logaritmetransformeret). Forklaringsværdierne (r2) varierer mellem 0,47 og 0,65 til log10 TP og mellem ikke signifikant og op til 0,60 til log10 TN. I den brakke søtype 11 overstiger r2-værdien til log10 TN r2-værdien til log10 TP, hvilket indikerer en større betydning af kvælstof i de brakke søer.

For fisk har der blandt de ikke-interkalibrerede søtyper kun været tilstrækkeligt med data for to søtyper til at gennemføre egentlige kvantitative analyser, nemlig de lavvandede, kalkrige, saltholdige (brakke) søer (søtype 11) og de lavvandede, kalkrige, brunvandede søer (søtype 13). For disse to typer er der udviklet nye relationer baseret på relationer mellem fiskeindeksvariable og klorofyl, TP og/eller TN (salte søer). For de øvrige søtyper er data sammenlignet med de interkalibrerede søtyper 9 og 10 med henblik på groft at vurdere, om de afviger fra mønstrene her. Til indeksberegningen anvendes total fangst per garn (antal), % rovfisk>10 cm (biomasse), % skalle og brasen (biomasse) og individvægt (gennemsnitlig individvægt i den totale fangst).

For de søtyper og biologiske kvalitetselementer, hvor der kun er svage relationer til næringsstofindhold, betyder dette et usikkert grundlag for at kunne beregne et eventuelt indsatsbehov over for den eksterne næringsstoftilførsel. I disse tilfælde anbefales anvendt de kvalitetselementer eller indikatorer, som mere sikkert relaterer til næringsstofindhold. For nogle af søtyperne, herunder brakvandssøer, kan de ringe relationer til næringsstofindhold skyldes, at datasættet i stor udstrækning udgøres af næringsrige søer, og at der derved ikke opnås et ret stort spænd i næringsstofkoncentrationerne. Anvendelsen af ”one out – all out”-princippet og den samlede økologiske kvalitet bør vurderes i forhold til antal biologiske kvalitetselementer og indikatorer, der indgår i beregningen. Jo flere kvalitetselementer eller indikatorer, der anvendes, desto mindre er sandsynligheden for, at den økologiske tilstand vil være god eller derover, hvis alle skal være opfyldte.

I bilag 1, 2 og 3 er der for de tre biologiske kvalitetselementer angivet en række af de undersøgte arter eller taxa og en beskrivelse af ved hvilke næringsstofværdier, de er fundet.