BRUGES TIL TILSTANDS- OMRÅDER? KAN MAKROALGER VURDERING AF MARINE. - og kan de anvendes i relation til EU-direktiverne? KARSTEN DAHL SENIORRÅDGIVER

Transkript

1 AARHUS UNIVERSITET 26. OKTOBER 2011 KARSTEN DAHL SENIORRÅDGIVER KAN MAKROALGER BRUGES TIL TILSTANDS- VURDERING AF MARINE OMRÅDER? - - og kan de anvendes i relation til EU-direktiverne? VERSITET UNI

2 Program 1. Hvad strukturerer algesamfund og hvor spiller den humane indflydelse ind? 2. Målsætninger og tilstandsvurderingsværktøjer (udviklet sammen med Jacob Carstensen og Dorte Krause Jensen) 3. Værktøjernes anvendelsesområder i relation til de marine direktiver

3 Hvad bestemmer makroalgers udbredelse? (1) 350 Saltholdighed Makroalgedata fra: Nielsen et al, 1995 Number of identified species Red algal Brown algal Green algal Salinity Salinity (psu) Human påvirkning: Klimaforandringer 0 Kattegat west Kattegat East Danish Belt Sea Gulf of Kiel The Sound N-W Baltic (between Sealand-Skåne) Arkona Sea HanöBalt Bornholm Sea Poland coastal waters Gulf of Gdansk Gotland Sea Baltic Proper W - coastal waters Baltic Proper E - coastal waters Baltic Proper NW - coastal waters Finish archipelago- W Åland and Estonian archipelago E Åish arch Southern Golf of Botnia Gulf of Finland Gulf of Riga Northern Golf of Botnia

4 Hvad bestemmer makroalgers udbredelse? (2) Substrat Human påvirkning: Stenfiskeri Ralsugning Trawlfiskeri/skrabning LYS Human påvirkning: LYS Fytoplankton produktion - Øget næringsalttilførsel Dybde - Ændringer i fødekæden Re-suspension

5 Hvad bestemmer makroalgers udbredelse? (3) Græsning Human påvirkning: Fiskeri - Manglende biologiske kontrol? Pladskonkurrence Human påvirkning: Eutrofiering TBT og andre toxiske stoffer

6 Biologisk målsætninger et paradigmeskift fra Vandmiljøplaner til EU s direktiver Historiske data fra perioder med manglende presfaktorer hertil krydret med en tilladt afvigelse Ikke påvirkede områder (reference områder) Brug af modeller (nødvendigt for makroalgevegetation)

7 Stenrev i åbne farvande Hårdbund i kystområder To makroalgeværktøjer Tilførsel af næringssalte bestemmer næringssaltkoncentrationerne i havmiljøet Næringssaltkoncentrationer bestemmer planktonbiomasser Plankton-biomasser påvirker lysnedtrængningen i vandsøjlen Lysmængden afgør hvor veludviklet den bentiske makroalgevegetation er på en given dybde

8 Stenrev: Algeindikatorer og -data To indikatorer Samlede dækning af opret makroalgevegetation (0-100%) Kumulative dækning af opret algevegetation (0->100%) Data: rev lokaliteter i Natura 2000 områder (>=3 års obs.) Tidsserie alge-datasæt fra 6-24m (0-6m data exkluderet) 5 rev lokaliteter > 30 observations Strukturerende data: N og P næringssalttilførsel til Kattegat og Bælt Havet aggregeret i ½ år Solindstråling (april-june) Biologiske faktorer (græsning, løse alger, pladskonkurrence med muslinger)

9 Faktorer med indflydelse på indikatorerne Samlet dækning Kum. dækning Korrelation (r 2 ) 0,835 0,801 Parametre: Solindstråling 0,0177 0,0363 Søpindsvins græsning <0,0001 <0,0001 Lokalitet <0,0001 <0,0001 Dybde*lokalitet <0,0001 <0,0001 TN tilførsel (jan-juni) *dybde*lokalitet 0,0008 0,0008 Dykker 0,0234 0,0131 TN relation signifikant (P<5%) på 5-4 lokaliteter

10 Samlet algedækning i våde år (gul) tons N) og i tørre år (blå tons N) Depth (m) Kim's Top Modelerede gennemsnits værdi 95% konfidens grænse Total cover of erect macroalgal vegetation (%)

11 Samlet algedækning i våde år (gul) tons N) og i tørre år (blå tons N) Depth (m) Kim's Top Total cover of erect macroalgal vegetation (%)

12 Samlet algedækning i en referencesituation (grøn tons N) og i en gennemsnitssituation (rød tons N) Depth (m) Kim's Top Total cover of erect macroalgal vegetation (%)

13 Den aktuelle miljøtilstand på et udvalgt stenrev Dybde (m) Kim's Top Algedækning i 2010 Algedækning i 2009 Algedækning i 2008 NB: ikke korrigeret for solindstråling

14 Analyser af kyst algal vegetation Data fra det Danske Moniterings Program (NOVANA) Indsamlingsår 2001, 2003 and kystområder in DK fordelt på inder- og yderfjorde og åben kystnære områder Maksimale vanddybde: 13 m Algedækninger og artssammensætning i specifikke vanddybder (2665 obs.) Strukturende faktorer: Information om substratsammensætning Information om fysisk-kemiske variable: - nærinssalte og salinitet

15 Algeindikatorer Samlet dækning af oprette makroalger (0-100%) Kumulativ dækning af oprette makroalger (0 - >>100%) Kumulativ dækning af opportunistiske alger (0 - >>100%) Kumulativ dækning af flerårige oprette alger (0 - >>100%) Fraktion af opportunistiske alger (0-100%) Antal af flerårige arter

16 Normalisering af algedata En generalised linear model: x = område + delområde + lokalitet + dybde + år + måned + hårdt substrat x dybde 100% X X X X 100% Total cover X X X X X X 0% 0m Depth 15m 0% 0m Depth 15m

17 Relation mellem algeindikatorerne og fysisk-kemiske forhold Gennemsnitlige koncentrationer af næringssalte og saltholdighed blev beregnet for hvert af de farvande som vi havde vegetationsdata for Variationer mellem algeindikatorer og de vandkemiske variable blev herefter analyseret vha multible regressionsanalyser

18 Faktorer der har indflydelse på algeindikatorer i kystnære områder Variable Salinitet TN Salinitet *TN R 2 Samlet algedækning + - 0,68 Kum. algedækning + - 0,70 flerårige arters dæk ,69 Opportunistiske sp. - 0,69 Fraktion af opp. /alle + - 0,64 Antal af flerårige + - 0,79 Konklusioner: Algedækning øges når vandkvaliteten bedres. Øget salinitet har også en positiv effekt på dækning Fraktionen af opportunistiske arter øges med TN

19 Estimation af reference værdier og Classgrænser sensu Vandramme Direktivet Udgangspunktet er værdier for TN tilførsler til indre danske farvande (Carstensen & Henriksen, 2009): tons: High/reference condition tons: Good/high tons: Good/Moderate tons: Moderate/poor tons: Poor/bad Tilførslerne er omregnet til N-koncentrations scenarier i de specifikke vandområder der er inkluderet i algeanalyserne Koncentrationsscenarierne er brugt i de specifikke algemodeller for hvert vandområde for at beregne tilsvarende klassegrænser for vegetationen

20 Økologisk tilstand Limfjorden v.f.mors HIGH Total Cover GOOD MODERATE 0 Ref. H-G G-M M-P P-B Quality borders Sampling year

21 Økologisk tilstand Limfjorden v.f.mors HIGH Total Cover GOOD MODERATE 0 Ref. H-G G-M M-P P-B Quality borders Sampling year

22 Økologisk tilstand Limfjorden v.f Mors 20 Number of per-annual HIGH GOOD MODERATE POOR Ref. H-G G-M M-P P-B Quality borders Sampling year

23 Status for værktøjer Vi har makroalgeværktøjer som kan anvendes til tilstandsvurdering på udvalgte rev og fjordområder. Værktøjerne kan/bør forbedres: Flere års data i analyserne Udtrykke algedækningen og grænseværdierne ved større vanddybder end 7m i åbne farvande Sigtdybder i stedet for næringssaltekoncentrationer RISIKO: Udvanding af vores datagrundlag for åbne farvande ( Secchi dybder, næringssalte) Udarbejde fælles principper og metoder for miljømål for vegetationens udbredelse I Kattegat/Skagerrak med SV og NO (interkalibrering)

24 Foreløbig anvendelse: Effekter på tangskoven af Næringssalttilførsel Referencer: DMU s faglige rapporter no 663 og artikler, + to NMR rapporter (Moy et al, 2010 og en ny in prep ) Skibsfart Reference: Dahl et al, in prep BaltSea Plan INTERREG projekt) Fysisk forstyrrelse (sandsynligvis fiskeri) Reference Dahl, 2005 (DMU rapport 526) Overgræsning af søpindsvin (DMU rapport flere)

25 Algeværktøjernes anvendelighed i relation til direktiverne - og status for deres implementering Habitatdirektivet, bevaringsstatus for naturtyperne: Rev Boblerev Lavvandede bugte og vige Vandrammedirektivet, økologisk tilstand: Kvalitetselementet Undervandsvegetation Havstrategidirektivet, miljøtilstand for deskriptorerne: Biological diversity, incl. Habitats Seabed integrity Eutrophication

26 Bidragende kollegaer: Jacob Carstensen Karsten Dromph Dorte Krause-Jensen Jesper Andersen