Dela på Facebook Dela på Twitter Skicka e-post Skriv ut

Taggar: Miljöövervakning

Växtplankton, bakterieplankton, primärproduktion och blomningar

Remissversion - Övervakning av den marina miljön ger underlag för att bedöma och följa utvecklingen av miljöns tillstånd och de miljöförändringar som uppstår till följd av mänskliga aktiviteter. Insamlade data kommer till användning i förvaltningen av havet och de marina resurserna.

Plankton

Det myllrar av mikroskopiskt liv i havet. Växtplankton är de viktiga primärproducenterna. Foto: Ann-Turi Skjevik, SMHI

Övergripande information

Definition och syfte

Växtplankton och cyanobakterier är encelliga (ibland kolonier/kedjor) autotrofa (ljusberoende) organismer som producerar syre och tar upp koldioxid. Cyanobakterier är oftast kvävefixerare som tar upp kvävgas ur luften. Bakterieplankton är heterotrofa (ljusoberonde) encelliga organismer som konsumerar syre och avger koldioxid. Primärproduktion är processen i alla autotrofa organismer där koldioxid tas upp och syre produceras.

Växtplankton utgör basen i näringsväven och har en snabb tillväxt vid gynnsamma förhållanden. De kan därmed reagera snabbt på förändringar i till exempel näringstillgång. Artsammansättningen kan även påvisa klimatförändringar eller förändringar i födoväven då arter tillkommer eller försvinner. Genom att övervaka långtidsförändringar i förekomst och artdiversitet samt uppskatta biomassan i form av biovolym och/eller mängden klorofyll a kan effekter av övergödning påvisas, där ökad näring snabbt ger ökad förekomst av alger. Det är även av intresse för att bedöma förändringar i födoväven, inklusive förekomst och utbredning av algblomningar (i Östersjön är det oftast cyanobakterier som blommar). En detaljerad analys av växtplankton är viktigt eftersom vissa arter kan vara giftiga (se Kontroll av musslor som livsmedel). Exempelvis kan de innehålla diarrégift eller nervgift som kan orsaka obehag för människor och till och med livsfara i vissa fall för djur som dricker vatten med alggifter. Därför informeras allmänheten om förekomster av sådana så nära realtid det är möjligt.

Primärproduktionen är fundamental för allt liv på jorden då syre produceras, och den är även en viktig faktor för hur mycket koldioxid som kan tas upp av havet. Primärproduktionen är också avgörande för om koldioxiden binds i form av biomassa i nästa steg i näringsväven. Balansen mellan primärproduktion och bakterieproduktion är extremt viktig för att avgöra om och när systemet ”andas in och ut”, det vill säga om det är netto-upptag eller en utsöndring av koldioxid till atmosfären. Detta gör primärproduktion och bakterieproduktion till viktiga faktorer att studera inte minst i klimatsammanhang och i studier av marina näringsvävar.

Ansvarig myndighet

  • Havs- och vattenmyndigheten när det gäller växtplankton, bakterieplankton och primärproduktion.
  • SMHI när det gäller algblomning.

Typ av övervakning

Startår

Växtplankton började övervakas regelbundet i Östersjön år 1983 samt i Nordsjöområdet år 1986. Klorofyll a har mätts sedan 1982 med relativ regelbundenhet. Tidigaste data på bakterieplankton finns från 1989 och primärproduktion från 1979. 1994 kom övervakningen av primärproduktion igång mer omfattande.

Algblomning har övervakats med satellit sedan 2002.

Regional samordning

Vad Sverige övervakar styrs bland annat av olika EU-lagstiftningar som ställer samma krav på alla EU:s medlemsstater (se Hur data används).

Beskrivning av övervakning

Dessa data samlas in

I provtagningar mäts:

  • Växtplankton
    - Artsammansättning
    - Abundans (celler/liter)
    - Biovolym (mm3/liter)
    - Biomassa (mg C/liter)
  • Klorofyll-a (µg/liter)
  • Bakterieplankton
    - Abundans (celler/liter)
    - Biomassa (mg C/liter)
    - Produktion (cells/liter/d)
  • Primärproduktion (enheten mg C/m3/h vanligast, ca 60% av all data)
  • Algblomning
    • - Förekomst och utbredning
      - Artsammansättning med speciellt fokus på eventuellt giftiga arter

Rumslig och tidsmässig täckning

Det nationella programmet har utformats utifrån det hydrografiska övervakningsnätverkets stationer för att med få biologiska stationer täcka in utsjö och kustvatten och därmed möjliggöra en övergripande övervakning av områdena. De regionala programmen och recipientkontrollprogrammen är lokaliserade i områden där risk för antropogen påverkan kan förekomma.

Växt- och bakterieplankton

I dag sker provtagning av växtplankton och bakterieplankton mellan 1–26 gånger per år. Vid de flesta stationer sker provtagningen generellt en gång i månaden under hela året eller under den produktiva delen. Några utvalda stationer har tätare provtagning för att bättre fånga in förändringar i artsammansättning och även registrera blomningsförlopp via FerryBox med fartyget Tavastland (före detta TransPaper). Bakterieplankton provtas mellan åtta till tolv gånger per år.

I Nordsjön sker provtagning av växtplankton vid 19 stationer, en gång i månaden förutom vid en station i vardera havsbassängen där provtagning sker två gånger per månad samt vid två stationer som provtas cirka två gånger i månaden via ett FerryBox-system på fartyget Tavastland (före detta Transpaper).

I Östersjön sker provtagning av växtplankton vid 29 stationer och bakterieplankton provtas vid tolv stationer (endast i Bottniska viken). I Egentliga Östersjön sker provtagning av växtplankton varje månad förutom vid en utsjöstation och en kustnära station där provtagning sker cirka 20–26 gånger per år med mer intensiv provtagning under vår och sommar. I Bottniska viken sker provtagning av växtplankton cirka tio gånger per år, med undantag för några regionala stationer som provtas årligen. Tre stationer provtas cirka två gånger i månaden.

Klorofyll a mäts i alla Sveriges havsområden, på omkring 30 stationer 12-24 gånger per år, och även i grannländernas havsområden inom Helcoms och Ospars gemensamma miljöövervakning.

Primärproduktion

De nuvarande miljöövervakningsprogrammen mäter primärproduktion vid 14 stationer, fördelat på kust- och utsjöstationer i de olika havsbassängerna.

Blomning

Större yttäckande cyanobakterie(alg)blomningar kan detekteras dagligen runt hela Sverige med satellit (om det inte är molnigt).

Metoder

Växt- och bakterieplankton

Övervakningen följer undersökningstypen Växtplankton för provtagning, abundansberäkningar samt uppskattning av biovolym. Standardmetoden är att ta ett integrerat prov med slang i intervallet 0–10 meter. Enda undantaget till standarddjupintervallet på 0-10m är vid två stationer i Östersjön där prov tas från 0–20 meter. Skälet till detta är att tidsserier från dessa djup redan fanns då manualen skrevs och att man inte vill bryta dessa tidsserier. Växtplanktonprover analyseras (artsammansättning och antal) vanligen med mikroskopi men nya metoder är under utvärdering exempelvis flowcytobot som kan analysera större mängd på kortare tid (är beroende av ett referensbibliotek med bilder på identifierade arter).

Övervakningen av bakterieplankton följer undersökningstypen Bakteriell syrekonsumtion. Vattenprover tas med en vattenhämtare. Analyser görs genom inkubering på liknande sätt som vid analys av primärproduktion, fast i mörker.

Klorofyll a, som ofta används som en indikator för plaktontillväxt till följd av övergödning, analyseras med vattenprover som filtreras ner och mäts optiskt enligt undersökningstypen Hydrografi och närsalter. Klorofyll är också en viktig variabel för att övervaka vattnets optiska egenskaper, där en annan metod används (se Vattnets optiska egenskaper).

Primärproduktion

Övervakningen följer undersökningstypen Primärproduktion. En avvikelse från undersökningstypen är att vid alla stationer förutom två kustnära i Egentliga Östersjön provtas ett integrerat prov med slang i intervallet 0–10 meter. I princip går det ut på att inkubera vattnet (antingen på däck i kontrollerat ljus eller in situ, i naturligt ljus i vattnet) och mäta upptag av en radioaktiv kol-isotop .

Blomning

För närvarande används SMHI:s system, Baltic Algae Watch System, BaWS, som från fjärranalysprodukter gör en manuellt granskad karta. Via informationscentraler kan även allmänheten och massmedia få mer information.

Övervakningen av eventuellt giftiga alger med avseende på livsmedelsfrågor sker vanligen med vattenprover som analyseras med mikroskop för att se om giftiga arter förekommer.

Kvalitetssäkring

Alla analyser av de nationella proverna analyseras av Swedac-ackrediterade laboratorier. Provtagningar utförs också med kvalitetssäkrad och ackrediterad metodik. Resultaten interkalibreras genom att laboratorierna deltar i olika provningsjämförelser, samt genom egenanordnade jämförelser mellan de nationella utförarna. Mellan Östersjöländerna sker även regelbundna interkalibreringar samt årlig kunskapsöverföring mellan experter från dessa laboratorier.

Utveckling

För närvarande undersöks förbättrade metoder och framförallt samverkan inom området fjärranalyserat klorofyll, se Fjärranalys av fria vattenmassan.

Hur data används

Övervakningsdata används för att följa upp och bedöma tillståndet i miljön i enlighet med nationella och internationella krav och överenskommelser. I de fall det saknas metoder för att bedöma status baserat på övervakningsdata pågår oftast ett utvecklingsarbete i internationella expertgrupper där svenska experter deltar. Att bedömningsmetoder saknas kan ibland bero på brister i data och i andra fall på svårigheter att fastställa gränser för bedömning av status.

Vattendirektivet

Vattendirektivet är implementerat i svensk lagstiftning genom vattenförvaltningsförordningen, i vilken 7 kapitlet föreskriver att övervakning av vattnets tillstånd ska genomföras i enlighet med direktivets bilaga V. Enligt kapitel 1.3 i bilaga V ska kontrollerande övervakning ge underlag för bedömning av det allmänna tillståndet och långsiktiga förändringar inom ett vattendistrikt. Operativ övervakning ska ge underlag för fastställande av ekologisk status i en vattenförekomst eller grupp av vattenförekomster.

I kapitel 1.1.4, bilaga V, framgår att övervakning av växtplankton i kustvatten ska omfatta följande:

  • Sammansättning, förekomst och biomassa hos fytoplankton

Läs mer i handbok för övervakning enligt vattenförvaltningsförordningen.

Hur ekologisk status definieras och vilka parametrar som används för att bedöma ekologisk status regleras genom HaV:s föreskrifter HVMFS 2013:19.

Bedömning

Statusklassning av växtplankton ska göras enligt HaV:s föreskrifter HVMFS 2013:19. Växtplankton i kustvatten ska statusklassas utifrån biovolym och klorofyll a. Bedömningen ska baseras på data från minst tre år. Prover ska tas månadsvis från ytvattnet (0-10 m) under sommarperioden.

Havsmiljödirektivet

Havsmiljödirektivet är implementerat i svensk lagstiftning genom havsmiljöförordningen, vilken anger att övervakning av havets miljötillstånd ska genomföras i enlighet med direktivets Bilaga III, tabell 1.

Här framgår att följande bör övervakas och bedömas:

  • artsammansättning, abundans och/eller biomassa (geografisk och tidsmässig variation)
  • halt av klorofyll a
  • planktonblomningsrekvens och geografisk utsträckning

Hur god miljöstatus definieras och vilka indikatorer som används för att definiera god miljöstatus regleras genom HaV:s föreskrifter HVMFS 2012:18. Föreskrifterna bygger på EU:s Kommissionsbeslut om god miljöstatus, i de fall det finns svenska data och en indikator med tillhörande tröskelvärde. I kommissionsbeslutet framgår vilka kriterier som ska (primära) eller kan (sekundära) användas vid bedömning och det ges även riktlinjer för övervakning. De sekundära kriterierna är endast relevanta om det finns en risk att inte uppnå god miljöstatus eller om de behövs för att komplettera bedömningen enligt de primära kriterierna.

Växtplankton ingår i deskriptor 1 (biologisk mångfald), deskriptor 4 (marina näringsvävar) och deskriptor 5 (Övergödning), och:

  • Det primära kriteriet D1C6: Tillståndet i livsmiljötypen, inklusive dess biotiska och abiotiska struktur och dess funktioner (till exempel dess typiska artsammansättning och dessa arters relativa abundans, frånvaro av särskilt känsliga eller sårbara arter eller arter som tillhandahåller en viktig funktion, arternas storleksstruktur) är inte negativt påverkad till följd av mänskliga belastningar.
    Måttenhet: Omfattning av livsmiljötypen som är negativt påverkad uttryckt i kvadratkilometer (km2) och som procentandel av livsmiljötypens totala omfattning.
  • Det primära kriteriet D4C1: Den trofiska gruppens mångfald (artsammansättning och arternas relativa abundans) är inte negativt påverkad till följd av mänskliga belastningar.
  • Det primära kriteriet D4C2: Balansen i total abundans mellan de trofiska gilderna är inte negativt påverkad till följd av mänskliga belastningar.
  • Det primära kriteriet D5C2: Klorofyll a-halterna ligger inte på nivåer som tyder på negativa effekter av näringsberikning.
    Måttenhet: Halter av klorofyll a (biomassa) i mikrogram per liter (µg/l)
  • Det sekundära kriteriet D5C3: Antal, rumslig utbredning och varaktighet av skadliga algblomningstillfällen, ligger inte på nivåer som tyder på negativa effekter av näringsberikning.
    Måttenhet: Algblomningar, uttryckt i antal algblomningar, varaktighet i dagar och rumslig omfattning i kvadratkilometer (km2) per år.

Övervakningen ger i dagsläget underlag för bedömning av kriterierna D1C6, D4C1, D5C2 och D5C3.

Bedömning

Havsplanering

Havsplanering genomförs i Sverige utifrån kraven i havsplaneringsförordningen och är till för att visa hur havet utanför kustzonen ska användas effektivt och hållbart, nu och i framtiden.

I havsplaneringen görs en miljöbedömning för att studera havsplanernas konsekvenser för havsmiljön. Det är en del i tillämpningen av ekosystemansatsen. Syftet med miljöbedömningen är bland annat att integrera miljöaspekter i havsplanerna för att främja en hållbar utveckling.

Bedömning

  • HaV har utvecklat ett planeringsverktyg som heter Symphony för att rumsligt uppskatta miljöpåverkan och känslighet i ekosystemen. Med Symphony kan den sammanlagda, kumu­lativa, miljöpåverkan från olika belastningar visas utifrån nuläge, framtids­bild eller förändringar genom planeringen. Med kumulativ miljöpåverkan menas den sammanlagda belastningen från olika mänskliga verksamheter på växt- och djurliv i havet.

Helcom

Som part i Helsingforskonventionen ska Sverige delta i arbetet med att skydda Östersjön samt följa de rekommendationer som tas fram inom konventionen.

Data på växtplankton och algblomning ingår i Helcom Monitoring Manual i underprogrammen pigments och phytoplankton species composition, abundance and biomass.

Bedömning

Inom Helcom har medlemsländerna enats om indikatorer med gränsvärden som ska användas vid regional bedömning av Östersjöns tillstånd (core indicators). Det finns två gemensamma indikatorer som rör växtplankton:

  • Chlorophyll a
    Motsvarar den svenska indikatorn 5.2B enligt HVMFS
  • Cyanobacterial bloom index
    Motsvarar den svenska indikatorn 5.3A enligt HVMFS

Dessa indikatorer användes senast för att bedöma Östersjöns tillstånd i State of the Baltic Sea – Second HELCOM holistic assessment 2011-2016 – Eutrophication.

Ospar

Som part i Ospar-konventionen ska Sverige delta i arbetet med att skydda Nordsjön samt följa de beslut, rekommendationer och överenskommelser som tas fram inom konventionen.

Övervakning av växtplankton ingår i Ospar Cemp som är en del i Joint Assessment and Monitoring Programme (JAMP): tema B - Biodiversity and Ecosystems.

I North East Atlantic Environmental Strategy framgår att ett övergripande mål inom Ospar är att genom ekosystemansatsen förvalta mänskliga aktiviteter så att den biologiska mångfalden bevaras.

Bedömning

Miljömål

Svenska miljökvalitetsmålen

För att följa upp de svenska miljökvalitetsmålen behövs dataunderlag. Övervakning av plankton ger underlag till preciseringarna om god miljöstatus i miljökvalitetsmålen Ingen övergödning (indirekt) och Hav i balans samt levande kust och skärgård.

De svenska miljömålen följs upp genom en årlig uppföljning på nationell och regional nivå. Det görs även en fördjupad utvärdering vart fjärde år.

Agenda 2030

Av FN:s 17 globala miljömål kan plankton användas för att följa upp mål 14 – Hav och marina resurser. Plankton tillsammans med andra miljödata kan användas för att följa upp delmålet 14.2:

  • Senast 2020 förvalta och skydda marina och kustnära ekosystem på ett hållbart sätt för att undvika betydande negativa konsekvenser, bland annat genom att stärka deras motståndskraft, samt vidta åtgärder för att återställa dem i syfte att uppnå friska och produktiva hav.

Agenda 2030 på HaV:s webb

Övriga

Förutom kraven från förordningarna och miljökvalitetsmålen har livsmedelsverket nytta av att eventuellt skadliga algblomningar kartläggs. Marina algtoxiner i musslor och ostron kan vara skadliga för människor och då bör musslorna inte skördas under den period blomningen pågår. Det är livsmedelsverket som ansvarar för kontroll av musslor och ostron i Sverige. Se Kontroll av musslor som livsmedel.

Dela på Facebook Dela på Twitter Skicka e-post Skriv ut

Taggar: Miljöövervakning