Er miljømålene i Vandrammedirektivet mulige at nå? Jacob Carstensen Afd. for Marin Økologi, DMU
Vandmiljøplanerne I, II og III
Reduktionsmål i vandmiljøplanerne Kilder Kvælstof (tons) Fosfor (tons) Baseline Target Red. (%) Baseline Target Red. (%) Diffuse 260,000 311,000 133,000 158,600 49% 4,400 400 91% Point 30,000 23,000 12,000 8,600 63% 10,600 5,720 2,600 1,420 75% Total 290,000 334,000 145,000 167,200 50% 15,000 9,120 3,000 1,820 80%
Udvikling i tilførsler af næringssalte Vandføringsvægtede koncentrationer N ~ 47% P ~ 69% Kilde: Windolf & Ovesen (2009)
1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Total kvælstof (µg l -1 ) Total fosfor (µg l -1 ) 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Uorganisk kvælstof (µg l -1 ) Uorganisk fosfor (µg l -1 ) DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER Udvikling i næringssaltskoncentrationer 200 150 Årsmidler Klimakorrigerede 30 25 20 Årsmidler Klimakorrigerede 100 15 50 0 DIN ~ 78% 10 5 0 DIP ~ 68% 800 700 Årsmidler Klimakorrigerede 80 60 Årsmidler Klimakorrigerede 600 500 400 300 TN ~ 39% 40 20 0 TP ~ 48%
Vandrammedirektivet tager over Overfladevand skal opnå god økologisk tilstand i 2015, hvilket fortolkes som svage ændringer fra uforstyrret tilstand Skift fra udledningskrav til miljømål
Forventet respons i akvatiske økosystemer Oligotrofiering Eutrofiering Kilde: Vollenweider (1968)
men virkeligheden er mere kompleks Kilde: Duarte et al. (2009)
men DANMARKS virkeligheden MILJØUNDERSØGELSER er mere kompleks Return to Neverland: Shifting baselines affect eutrophication restoration targets Kilde: Duarte et al. (2009)
Kilde: Boström et al (2003) DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER Hvad er realistiske miljømål? Historiske dybdegrænser: Fjorde 5-6 m Åbne kyster 10-12 m Miljømål er 74% af referencen
1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Ålegræs dybdeudbredelse (m) 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER Er der tegn på re-etablering af ålegræs? 800 700-1 TN (µg l ) 600 500 Historiske dybdegrænser: Fjorde 5-6 m Åbne kyster 10-12 m Miljømål er 74% af referencen 400 6.5 6 5.5 5 4.5 Åbne kyster Fjorde 4 3.5 3 2.5
Dybdeudbredelse (m) Afvigelse (m) DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER Er sedimenterne uegnede til ålegræs? 8 6 y = 0.741x R 2 = 0.817 n = 42 p<0.0001 2 1.5 1 0.5 4 0-0.5 2-1 0 0 2 4 6 8 10 Sigtdybde (m) -1.5-2 n=42 1 1.5 2 2.5 Densitet (g ww cm -3 ) Ålegræssets dybdeudbredelse responderede til sediment C, N, P, glødetab, silt-ler andel, vandindhold, densitet, porøsitet, H 2 S Kilde: Krause-Jensen et al. (subm.) L&O
Dybdeudbredelse (m) Afvigelse (m) DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER Er sedimenterne uegnede til ålegræs? 8 6 4 2 0 og hvad så lige med overbegroning 2 af y = epifyter 0.741x og algemåtter? R 2 1.5 = 0.817 n = 42 1 p<0.0001 0.5 0 2 4 6 8 10 Sigtdybde (m) Ålegræssets dybdeudbredelse responderede til sediment C, N, P, glødetab, silt-ler andel, vandindhold, densitet, porøsitet, H 2 S 0-0.5-1 -1.5-2 n=42 1 1.5 2 2.5 Densitet (g ww cm -3 ) Kilde: Krause-Jensen et al. (subm.) L&O
1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Sigtdybde (m) Klorofyl (µg l -1 ) DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER.. men hovedårsagen er at lysforholdene ikke er blevet bedre 5.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 4.0 3.5 3.0 3.5 2.5 PARADOX: Klorofyl og sigtdybde er uændrede på trods af reduktioner i næringssalte på 40-50%!!!!!!
Klorofyl-udbyttet vokser med tiden -1 Chlorophyll a (µg ) L 100 10 1 0.1 C Chesapeake Bay: log(y)=-0.60+0.71log(x) R 2 =0.3881 p<0.0001 Denmark coast: log(y)=-1.31+0.68log(x) R 2 =0.5367 p<0.0001-1 Residuals log(chlorophyll a (µg )) L 1 0.8 "Regional B models" 0.6 0.4 0.2 0-0.2 Chesapeake Denmark Baycoast Denmark coast Tampa Bay Wadden Sea Wadden Sea: log(y)=-1.75+0.91log(x) -0.4 R 2 =0.2624 p<0.0001 Linear regression: -0.6 Residuals Tampa Bay: y=-24.0+0.0120x -0.8 Chla:TN log(y)=-1.60+0.92log(x) p=0.0030-1r 2 =0.3495 N Chesapeake Bay =149 1975 p<0.0001 1980 1985 1990 N Denmark =256 N Tampa Bay =104 N Wadden Sea =197 1995 2000 2005 10 100 1000 Total Nitrogen (µmol L -1 ) GAM: p=0.0003 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04-1 Chl-a:TN ratio (µg µmol ) Kilde: Carstensen et al. (subm.) L&O
Hvorfor genetablerer økosystemet sig ikke i kystområdet? Temperaturstigninger påvirker omsætningen af organisk stof og fytoplanktonets sammensætning Muslingefiskeri reducerer filtrationskapaciteten Overfiskeri ændrer fødenettet (ex. stigende forekomst af gopler) med et mindre græsningstryk på fytoplankton Kilde: Carstensen et al. (subm.) L&O Kilde: Scheffer et al. (2005) TREE
Klorofyl a (µg L -1 ) DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER Havmiljøet i dag uden vandmiljøplanerne? 100 Realiseret reduktion i klorofyl a Tilstand uden VMP Baseline -skift 10 1 Opnået tilstand Tilsyneladende uændret klorofyl a Udvikling med kvælstofsreduktion Udvikling uden VMP Udgangspunkt Kvælstofsreduktion Generel Chla vs. TN relation Kilde: Carstensen et al. (subm.) L&O 10 100 1000 Total Nitrogen (µmol N L -1 )
Konklusioner Vandmiljøplanerne har været en succes og har reduceret N/P tilførsler og koncentrationer i havet. men fremtidens forvaltning af havmiljøet skal inddrage alle presfaktorer (næringssalte, fiskeri, klimaforandringer). og fastsætte miljømål, som ikke er baseret på en uopnåelig historisk tilstand,. men som opretholder et sundt og velfungerende økosystem