Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 93: Udvikling og afprøvning af værktøjer til interkalibrering af fytoplankton, makrovegetation og bunddyr i de danske kystområder.

Carstensen, J., Krause-Jensen, D., Josefson, A. 2014. Development and testing of tools for intercalibration of phytoplankton, macrovegetation and benthic fauna in Danish coastal areas. Aarhus University, DCE – Danish Centre for Environment and Energy, 85 pp. Scientific Report from DCE – Danish Centre for Environment and Energy No. 93. 

Sammenfatning

Denne rapport beskriver udviklingen af indikatorer og tilstandsvurderingsværktøjer til brug for vandrammedirektivets (VRD) marine biologiske kvalitetselementer: fytoplankton, makroalger og bentisk makrofauna. Rapporten behandler også interkalibreringen af disse kvalitetselementer med Sverige og Tyskland.

Biomassen af fytoplankton, kvantificeret som koncentrationen af klorofyl a, vokser med mængden af næringssalte, mest signifikant for mængden af total kvælstof. De foreslåede referenceværdier for kystnære områder i Danmark og Sverige med samme typologi er sammenlignelige, hvorimod grænseværdierne mellem kvalitetsklasser er mere restriktive i Danmark end i Sverige. Det er vigtigt for interkalibreringen, at denne forskel mellem grænseværdier afklares mellem landene.

Sammensætningen af fytoplankton i kystområder kan hovedsageligt forklares ved hjælp af salinitet. Derudover sker der et skift fra dinoflagellater til kiselalger ved stigende niveauer af total kvælstof. Da kiselalger generelt opfattes som gode alger med en effektiv overførsel af energi til højere trofiske niveauer, udtrykker en indikator baseret på forholdet mellem de to grupper ikke en forringelse af miljøkvaliteten ved stigende kvælstofniveauer. Vidensniveauet omkring styrende faktorer for fytoplanktonets sammensætning er endnu ikke tilstrækkeligt udviklet til, at der kan udvikles operationelle indikatorer til brug i VRD.

Dækningsgrader og sammensætning af makroalger er beskrevet ved hjælp af seks indikatorer, som korrigerer for forskelle i dybder og substrat i overvågningsdata. Tre af disse indikatorer, udvalgt som de mest følsomme over for ændringer i kvælstofniveauet og med den mindste usikkerhed, er foreslået som grundlag for at vurdere den økologiske tilstand af makroalgesamfundet.

Et tilstandsvurderingsværktøj er foreslået for makroalger, men værktøjet finder generel anvendelse for andre typer af biologiske kvalitetselementer og deres indikatorer. Grundtanken er at transformere alle indikatorværdier til en fælles EQR-skala, hvor tilstandsklasserne har samme inddeling. Indikatorerne kan derefter vægtes sammen til en samlet tilstandsvurdering for det biologiske kvalitetselement. En fordel ved dette værktøj er, at det er muligt at følge beregningerne trin for trin, fra indikator til samlet tilstandsvurdering.

Miljøstatus af bundfauna kan måles ved DKI-indekset, der integrerer diversitet og følsomhed over for forstyrrelser af arter, dog kun i områder med høj saltholdighed.

Med henblik på at gøre DKI mere generelt operationelt, også i lavvandede danske kystområder og fjorde, blev en analyse foretaget med det formål at identificere vigtige naturlige faktorer for diversiteten. Både spredningsrelaterede og miljørelaterede faktorer indvirker på alpha diversiteten i fjorde, og dermed også Shannons H, hvor arter med planktoniske larver spredes fra åbne områder ind i fjordene, og hvor etableringens succes bestemmes af saltholdigheden. Eftersom flere arter kan etableres ved høj saltholdighed end ved lav saltholdighed, bliver diversiteten bestemt af saltholdigheden. Derfor er normalisering af DKI med hensyn til saltholdighed fornuftig.

Det anbefales, at man bruger de originale relationer mellem DKI-komponenter og saltholdighed fra konstruktionen af DKIver2. Indekset bliver beskrevet på ny i denne rapport med to tilføjelser til beregningen.

Det anbefales at indekset bliver benyttet generelt i danske farvande og at 20 % fraktilen af indeksdata bliver brugt med et fælles set af grænser med GM-grænsen 0,68 i stort set alle typer (undtaget type BC8, hvor grænsen er 0,72) i forbindelse med vurdering af status.