Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 373: Revideret dansk makroinvertebrat indeks for søer

Wiberg-Larsen, P. & Rasmussen, J.J. 2020. Revised Danish macroinvertebrate index for lakes - a method to assess ecological quality. Aarhus University, DCE – Danish Centre for Environment and Energy, 42 pp. Scientific Report No. 373. http://dce2.au.dk/pub/SR373.pdf

Sammenfatning

Denne rapport er en revideret version af en tidligere rapport (Wiberg-Larsen & Rasmussen 2017), som uheldigvis baserede sig på software, der efterfølgende har vist sig (i visse tilfælde) fejlagtigt at frasortere dele af datagrundlaget til beregningen af de ”metrics”, som indgår i DLMI. Disse mangler er nu udbedret, nye såkaldte ankerpunkter anvendt til beregning af EQR-værdier for hvert metric præsenteret, ligesom der er foreslået ny grænseværdier for de enkelte statusklasser. Indholdet af rapporten svarer dog ret nøje til det i Wiberg-Larsen & Rasmussen (2017).

Ifølge EU’s Vandrammedirektiv er Danmark forpligtet til at tilvejebringe et nationalt indeks baseret på bundlevende makroinvertebrater (smådyr) til vurdering af økologisk tilstand i søer (ligesom for andre biologiske kvalitetselementer som planteplankton, fytobenthos & vandplanter, og fisk).

Denne rapport præsenterer et sådant nyt makroinvertebrat indeks. Dette er baseret på et allerede eksisterende Litauisk indeks (LLMI), som er interkalibreret i forhold til sammenlignelige indices fra andre lande inden for den såkaldte Central-baltiske interkalibreringsgruppe (CB-GIG), som også Danmark tilhører.

Det danske indeks, Dansk Littoralzone Makroinvertebrat Indeks (DLMI) er multimetrisk, dvs. sammensat af fire forskellige delelementer, og beregnes som:

DLMI = (ASPT + H1 + EPTCBO + %COP)/4,

hvor ASPT er et indeks udviklet i U.K. til vurdering af økologisk tilstand i vandløb, H1 (Hill’s 1) er defineret som exp(Shannon-Wiener Indekset) (et matematisk udtryk for diversitet), EPTCBO er antallet af taksonomiske grupper af døgnfluer (Ephemeroptera), slørvinger (Plecoptera), vårfluer (Trichoptera), biller (Coleoptera), muslinger (Bivalvia) og guldsmede (Odonata), og %COP er den relative hyppighed af biller, guldsmede og slørvinger.

DLMI beregnes for en given sø-lokalitet på grundlag af en såkaldt “sammensat” sparkeprøve, indsamlet over 2 minutter og ved brug af en standard ketsjer, på fast bund (sand, grus, sten) i bredzonen (også kaldet littoralzonen).

Indekset blev testet på i alt 280 prøver fra 55 danske søer. To af disse søer kunne ud fra generelt accepterede kriterier karakteriseres som ”reference” søer, dvs. nærmest upåvirkede af menneskets aktiviteter. Der indgik både lavvandede og dybe søer, som var alkaliske og basalt set med klart, ikke-humusholdigt (dvs. ikke-brunt) vand. De to nationale søtyper (9 og 10) omfatter omkring halvdelen af alle danske søer.

Indekset var signifikant og ret godt korreleret (r2 = 0,45) med en kombination af (a) en “eutrofieringsparameter” og (b) en parameter (PI), som udtrykker “menneskeskabte påvirkninger” i søens lavvandede bredzone (hvor DLMI-prøven blev indsamlet) og de nærmeste omgivelser på land. Eutrofieringsparameteren blev konstrueret på baggrund af en såkaldt “Principal Components Analysis” ud fra en række fysiske, kemiske (bl.a. fosfor og kvælstof) og biologiske faktorer (som karakteriserer den pågældende sø). Der blev ved analysen anvendt den bedst forklarende faktor, PCA1. DLMI var signifikant korreleret med hver af de to påvirkninger, men langt stærkest med eutrofiering (PCA1).

Derudover var DLMI ret stærkt og signifikant korreleret (r2 = 0,85) med det ”fælles” makroinvertebrat indeks (ICCM), som samtlige lande inden for CB-GIG er blevet interkalibreret (”benchmarked”) i forhold til, således at de enkelte landes nationale grænser mellem ”Høj/God” og ”God/Moderat” for økologisk tilstand er sammenlignelige.

Efter en foreløbig national fastlæggelse af grænserne mellem de fem klasser (Høj, God, Moderat, Ringe, Dårlig) af økologisk tilstand (udtrykt på en EQR-skala fra 0 til 1, hvor 0 er dårligst og 1 bedst, og ligeligt inddelt således: 0,80, 0,60, 0,40, 0,20) blev disse grænser interkalibreret efter præcis samme procedure som allerede anvendt ved den allerede gennemførte interkalibrering/benchmarking for flertallet af lande inden for CB-GIG (se Böhmer et al. 2014). På grund af en høj bias for grænsen M/G i forhold til de andre lande, som betyder at de nationale grænser ville fremstå ”mildere”, var det nødvendigt/hensigtsmæssigt at ændre de foreløbige grænseværdier. Med udgangspunkt i en bias inden for ±0,25 (i praksis tæt på 0) foreslås følgende justerede grænseværdier, hvorved grænserne H/G og G/M bliver mere sammenlignelige med andre landes grænser:

Grænse

H/G

G/M

M/R

R/D

DLMIEQR*

0,77

0,55

0,36

0,18

*EQR – Ecological Quality Ratio

Eftersom det er påvist, at DLMI primært afspejler eutrofiering, kan det ud fra grænserne ovenfor beregnes, at opnåelse af mindst god økologisk tilstand (det overordnede mål i Vandramme Direktivet) kræver, at en søs indhold af total-fosfor (målt som årsgennemsnit) ikke bør overstige 0,045 mgL-1 (uanset om der er tale om lavvandede eller dybe, alkaliske, ikke-brunvandede søer). På baggrund af en intern instruks fra Styrelsen for Vand- og Naturforvaltning (2016) kan god økologisk status imidlertid opnås for klorofyl-a, fytoplankton og makrofytter, hvis sommermiddel total-fosfor ikke overstiger 0,053 and 0,031 mgL-1 for hhv. lavvandede og dybe søer. En omregning fra 0,045 mgL-1 som årsmiddel til sommermiddel ift. DLMI medfører grænseværdier på 0,051 og 0,048 mgL-1 for hhv. lavvandede og dybe søer. For dybe søer er dette væsentlig højere end den nationale grænseværdi for klorofyl-a, fytoplankton og makrofytter.

Rapportens konklusion er, at DLMI kan anvendes som et nationalt indeks til vurdering af økologisk tilstand i de søtyper (9 & 10), som det er udviklet for. Desuden anbefales det af flere grunde, først og fremmest den meget svage sammenhæng mellem total-fosfor og DLMI, at målopfyldelse søges opnået på baggrund de generelle nationale grænseværdier for klorofyl-a, fytoplankton og makrofytter (for hhv. søtype 9 og 10), snarere end ud fra denne rapports tilsvarende grænseværdi/-er beregnet for DLMI.