26.03.2012 Anne Lyche Solheim 1

Planteplankton innsjøer: Ny komplett metode for klassifisering

av økologisk tilstand

Anne Lyche Solheim og Birger Skjelbred, NIVA

Vannmiljøkonferansen 2012

Resultater basert på BIOCLASS-FRESH prosjektet, finansiert av Norges Forskningsråd, kontraktsnr. 184002/S30, med støtte fra Direktoratet for

Naturforvaltning (DN), Klima- og Forurensningsdirektoratet (KLIF), NIVA og NINA.

Datagrunnlag

• Norske og nordiske data fra ca. 1400 innsjøer:

– klorofyll, fosfor og typedata

– artsdata med harmonisert taksonomi for >1000 taxa,

25.03.2011 ALS 2

25.03.2011 ALS 3

Oversikt over indekser

• Biomasse (Abundans): – Klorofyll a

– Biovolum

• Artssammensetning: – Trofisk indeks basert på vektet middel av alle arter i hht.

indikatorverdier (Ptacnik 2009)

• ”Bloom” indeks: – Cyanobakterie-biomasse (bloom intensity)

• Alle indekser og klassegrenser er interkalibrert

Klorofyll a, µg/l

Phillips, Lyche-Solheim et al. in prep.

25.03.2011 ALS 4

Biovolum, mg/l

25.03.2011 ALS 5

25.03.2011 ALS 6

Trofisk indeks (Ptacnik 2009)

• Indikatorverdier fastsatt ut fra artenes forekomst langs trofigradienten

• Indeksen (PTI) er vektet middel av indikatorverdi og relativ biomasse for hver artene i en prøve, summert for alle artene

n

j

j

n

j

jj

a

sa

PTI

1

1

aj = andel av jth taxon i prøven

sj= indikator verdi av jth taxon i prøven

Indikatorverdier

25.03.2011 ALS 7

RebeccaID Taxon Optima, as

Ln(TP) Optima as TP, µg/l Records

R0016 Acanthoceras zachariasii 2,699 14,9 22

R0117 Achnanthes 1,84 6,3 143

R1574 Achroonema 3,5 33,1 93

R0471 Actinastrum hantzschii 4,986 146,3 10

R1667 Amphidinium 2,174 8,8 11

R1548 Anabaena 3,273 26,4 13

R1531 Anabaena circinalis 3,268 26,3 59

R1536 Anabaena flos-aquae 2,962 19,3 335

R1539 Anabaena lemmermannii 3,345 28,4 51

R1544 Anabaena planctonica 3,276 26,5 183

R1549 Anabaena spiroides 4,461 86,6 61

R0477 Ankistrodesmus bibraianus 4,137 62,6 11

R0480 Ankistrodesmus falcatus 3,301 27,1 117

R0486 Ankistrodesmus spiroides 2,361 10,6 11

25.03.2011 ALS 8

Fastsettting av klassegrenser Trofisk indeks:

• Ref.verdi: median av ref.sjøer, SG/G: 90%il av ref.sjøer

• G/M: Knekkpunkter i korrelasjoner av trofisk indeks mot andel følsomme og tolerante arter

Blågrønnalge maks (mg/l)

SD/D: WHO middels risiko nivå: 5 mg/l

G/M: WHO lav risiko nivå: 1 mg/l

25.03.2011 ALS 9

Klassegrenser direkte koblet til brukermål (WHO-grenser badevann)

Blågrønnalger

25.03.2011 ALS 10

Risiko for overskridelse av WHO

helserisiko nivå for blågrønnalger

(biomasse 2mg L-1)

10% overskridelse ved 20 µg L-1 TP

30% overskridelse ved 40 µg L-1 TP

27.03.2012 11

Interkalibrerte klassegrenser for Planteplankton

Absoluttverdier EQR

Type Klasse Klorofyll bio-

volum PTI Cyano max Klasse Klorofyll

bio-volum PTI

Cyano max

Plante-plankton

µg/l mg/l mg/l EQR EQR EQR EQR EQRnorm

LN8a ref 3,5 0,34 2,25 0,00 ref 1,0

kalkrike HG 7,0 0,77 2,45 0,16 HG 0,50 0,94 0,89 0,98 0,8

humøse GM 10,5 1,24 2,65 1,00 GM 0,33 0,86 0,77 0,90 0,6

grunne MP 20 2,66 2,85 2,00 MP 0,18 0,65 0,66 0,80 0,4

PB 40 6,03 3,25 5,00 PB 0,09 0,15 0,43 0,50 0,2

maks verdi 7,00 4,00 10,00

LN2b ref 1,3 0,11 1,90 0,00 ref 1,0

kalkfatt HG 2,0 0,18 2,10 0,16 HG 0,65 0,98 0,90 0,98 0,8

klare GM 4,0 0,40 2,30 1,00 GM 0,33 0,92 0,81 0,90 0,6

dype MP 7,0 0,77 2,50 2,00 MP 0,19 0,81 0,71 0,80 0,4

PB 15 1,90 2,70 5,00 PB 0,09 0,49 0,62 0,50 0,2

maks verdi 3,60 4,00 10,00

Anne Lyche Solheim

Kombinasjon av enkeltindekser til totalresultat

27.03.2012 Anne Lyche Solheim 12

Biovolum

Klorophyll a

Planteplankton

EQRn EQRn

midling Biomasse EQRn

EQRn

PTI EQRn

Cyanomax EQRn*

midling

Indeks for

artssammensetning (PTI)

Bloom indeks: Blågrønnalge

maksimum biomasse *

* Cyanomax brukes kun hvis EQRn er verre enn middelverdi av EQRn for PTI og Biomasse

Eksempel 1 Akersvannet 2010

Artssammensetning PTI

EQRn 0.21

Planteplankton

EQRn 0.18,

Svært dårlig

Her tas Cyanomax biomasse med fordi den

forringer vannkvaliteten.

Cyanomax EQRn < mean (BM+PTI) EQRn.

Foto: Hilde Birkeland

Eksempel 2 Maridalsvannet 2009

Artssammensetning

PTI EQRn 0.76

Planteplankton

EQRn 0.79,

God

Her tas ikke Cyanomax biomasse med

siden den ikke forringer vannkvaliteten:

Cyanomax EQRn > mean (BM+PTI) EQRn.

Foto: Wikipedia

Cyanomax

EQRn 0.98

Planteplankton: Videre arbeid

• Publisering av komplett norsk metode

• Site-spesifikk estimering av naturtilstand vha modeller, inkl. klfa for store, dype innsjøer (LN2b absolutt-grensene for klorofyll er for slappe!!)

• PTI og biovolum grenser for fjellsjøer mangler

25.03.2011 ALS 15