Växtplankton, bakterieplankton, primärproduktion och blomning
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 våra marina ekosystem.
Det myllrar av mikroskopiskt liv i havet. Växtplankton är de viktiga primärproducenterna. Foto: Ann-Turi Skjevik, SMHI
Övergripande information
Växtplankton och cyanobakterier är encelliga primärproducenter (autotrofa) som producerar syre och tar upp koldioxid. Cyanobakterier är ofta kvävefixerare som kan ta upp kvävgas. Bakterieplankton är vanligtvis ljusoberoende (heterotrofa) 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. Antal celler, biomassa och artsammansättning reagerar snabbt på förändringar i tillgång av näringsämnen. Artsammansättningen kan även förändras på grund av klimatförändringar eller förändringar i födoväven. Genom att övervaka förekomst och artdiversitet samt uppskatta biomassan i form av biovolym och/eller mängden klorofyll a kan ekologisk status och miljötillstånd bedömas.
Det är även av intresse för att bedöma förändringar i födoväven, inklusive förekomst och utbredning av växtplankton, cyanobakterier och bakterieplankton. En detaljerad analys av cyanobakterier och växtplankton är viktigt eftersom vissa arter kan vara giftiga.
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 hög förekomst av levande eller döda cyanobakterier och växtplankton. 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 viktig för att avgöra om och när havsområden tar upp eller släpper ut koldioxid till atmosfären.
- Havs- och vattenmyndigheten (växtplankton, bakterieplankton och primärproduktion).
- SMHI (algblomning, samt finansierar och ansvarar för delar av övrig övervakning).
- Nationell akvatisk övervakning
- Regional miljöövervakning
- Verksamheters recipientkontroll
Växtplankton började övervakas regelbundet i Östersjön år 1983 samt i Västerhavsområdet år 1986. Klorofyll a har mätts sedan 1982. Bakterieplankton har mätts sedan 1989.
Primärproduktion har skattats sedan 1979 och övervakningen har varit mer omfattande sedan 1994. Förekomst av cyanobakterier och växtplankton har övervakats med satellit sedan 2002.
Vad Sverige övervakar styrs bland annat av olika EU-lagstiftningar som ställer samma krav på alla EU:s medlemsstater (se Vad styr vad som ska övervakas och hur används data?).
Växt- och bakterieplankton
Sveriges övervakning av växt- och bakterieplankton är samordnad med övriga länder inom havskonventionerna Helcom och Ospar, genom att följa de vägledningar som finns framtagna inom dessa. Sverige deltar aktivt i expertgrupper inom Helcom och Ospar som samordnar och bidrar till utvecklingen av ländernas övervakning och bedömningsmetoder.
Fjärranalys av cyanobakterier och växtplankton
Sveriges övervakning täcker in hela Östersjön och ger därmed underlag för andra länder. SMHI:s system för övervakning av förekomst av cyanobakterier, BaWS (Baltic algae Watch system). EU-programmet Copernicus tillgängliggör marina dataprodukter. Sverige deltar aktivt för att utveckla metoder och samordna övervakningen inom de regionala havskonventionerna.
Beskrivning av övervakning
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
Algblomningar
- Förekomst och utbredning
- Artsammansättning med speciellt fokus på eventuellt giftiga arter
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. Nationell övervakning förtätas i kustområden av regional övervakning. Recipientkontrollprogrammen kompletterar övervakningen i områden med mänsklig påverkan.
Växt- och bakterieplankton
I dag sker provtagning av växtplankton och bakterieplankton mellan 1–24 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 Västerhavet sker provtagning av växtplankton vid 19 stationer, en gång i månaden förutom vid en station i vardera havsbassäng där provtagning sker två gånger per månad samt vid två stationer som provtas cirka två gånger i månaden via ett ferryboxsystem 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 blomningar av cyanobakterier och växtplankton kan detekteras molnfria dagar med satellit.
Växt- och bakterieplankton
Övervakningen följer denna övervakningsmanual 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 (IFCB).
Bakteriebiomassa mäts enligt övervakningsmanualen
Prover tas på 4 djup med provhämtare. Bakterieantal, deras form och storlek mäts med epifluorescensmikroskopi och bildanalys. Den totala levande massan för bakteriesamhället beräknas från dessa storheter.
För bakteriell syrekonsumtion tas prover med en vattenhämtare på 4 till 7 djup. Mätning av tillväxthastigheten hos bakterieplankton görs direkt i provet genom upptag av tymidin till arvsmassan (DNA). Med den tillhörande bestämningen av bakteriebiomassan kan sedan produktionen av bakteriebiomassa beräknas
Klorofyll a övervakas med vattenprover som filtreras och mäts optiskt enligt övervakningsmanualen
Klorofyll är också en viktig variabel för att övervaka vattnets optiska egenskaper, där en annan metod används
Primärproduktion
Övervakningen följer övervakningsmanualen Primärproduktion.En avvikelse från övervakningsmanualen 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 havet, i naturligt ljus) 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 giftiga cyanobakterier och växtplankton i livsmedel sker vanligen med vattenprover som analyseras med mikroskop för att se om giftiga arter förekommer och provtagning av musslor/ostron i produktionsområden.
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 för växtplankton och klorofyll samt årlig kunskapsöverföring mellan experter från dessa laboratorier.
För närvarande undersöks förbättrade metoder och framförallt samverkan inom området fjärranalysering av klorofyll.
Växtplankton i Västerhavet och Östersjön analyseras utöver vanlig mikroskopi med imaging flowcytobot (IFCB) som kan analysera majoriteten av de vanligaste arterna på kortare tid (är beroende av ett referensbibliotek med bilder på identifierade arter).
Vad styr vad som ska övervakas och hur används data?
Vad Sverige ska övervaka styrs av en rad nationella och internationella lagstiftningar, rapporteringskrav och konventioner. Dessa styr också hur övervakningsdata ska användas för att följa upp och bedöma statusen i den akvatiska miljön.
Om 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 är implementerat i svensk lagstiftning genom vattenförvaltningsförordningen I kap. 7 i förordningen anges det att övervakning av vattnets tillstånd ska genomföras i enlighet med direktivets artikel 8 och artikel 3 i direktiv 2008/105/EG. I vattendirektivet artikel 8 hänvisas till bilaga V. I denna bilaga beskrivs bland annat vilka kvalitetsfaktorer som ska övervakas samt hur övervakningsprogrammen ska utformas.
Enligt avsnitt 1.3 i bilaga V ska kontrollerande övervakning ge underlag för bedömning av det allmänna tillståndet och långsiktiga förändringar. Operativ övervakning ska ge underlag för fastställande av ekologisk status i en vattenförekomst eller grupp av vattenförekomster samt bedöma förändringar av statusen som åtgärdsprogrammen resulterar i.
I avsnitt 1.1.4, bilaga V, framgår att övervakning av växtplankton i kustvatten ska omfatta följande:
- Sammansättning, förekomst och biomassa hos växtplankton (fytoplankton)
Hur ekologisk status definieras och vilka parametrar som används för att bedöma ekologisk status regleras genom HaV:s föreskrifter HVMFS 2019:25.
beskrivs ett lämpligt tillvägagångssätt för att klassificera ekologisk status och kemisk ytvattenstatus.
Bedömning
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 är implementerat i svensk lagstiftning genom havsmiljöförordningen. I 22 § i förordningen anges det att övervakning av havets miljötillstånd bland annat 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 pdf, 580.1 kB. om bland annat fastställande av kriterier och metodstandarder för god miljöstatus i marina vatten och specifikationer och standardiserade metoder för övervakning, i de fall det finns svenska data och en indikator med tillhörande tröskelvärde.
I kommissionsbeslutet framgår vilka kriterier som ska (obligatoriska) eller kan (kompletterande) användas vid bedömning och det ges även riktlinjer för övervakning. De kompletterande kriterierna är endast relevanta om det finns en risk att inte uppnå god miljöstatus eller om de behövs för att komplettera bedömningen enligt de obligatoriska kriterierna.
Växtplankton ingår i deskriptor 1 (biologisk mångfald), deskriptor 4 (marina näringsvävar) och deskriptor 5 (Övergödning), och:
- Det obligatoriska 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 obligatoriska kriteriet D4C1 - Den trofiska gruppens mångfald (artsammansättning och arternas relativa abundans) är inte negativt påverkad till följd av mänskliga belastningar.
- Det obligatoriska kriteriet D4C2 - Balansen i total abundans mellan de trofiska gilderna är inte negativt påverkad till följd av mänskliga belastningar.
- Det kompletterande kriteriet D4C3 - Individernas storleksfördelning inom den trofiska gilden är inte negativt påverkad till följd av mänskliga belastningar.
- Det komletterande kriteriet D4C4: Produktiviteten inom den trofiska gilden är inte negativt påverkad till följd av mänskliga belastningar.
- Det obligatoriska 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 obligatoriska 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
För bedömning av god miljöstatus gällande växtplankton finns 5 svenska indikatorer framtagna enligt HVMFS 2012:18:
Förordning (EU) 2024/1991 om restaurering av natur och om ändring av förordning (EU) 2022/869
Bedömning
Tillståndet och trenden för tillståndet i livsmiljötyperna och kvaliteten och trenden i kvalitet hos livsmiljöerna för de arter som avses i artiklarna 4 och 5 i de områden som är föremål för restaureringsåtgärder på grundval av den övervakning som avses i artikel 15.3.
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.
HaV har utvecklat ett planeringsverktyg som heter Symphony för att rumsligt uppskatta miljöpåverkan och känslighet i ekosystemen. Övervakningen av växtplankton, bakterieplankton och blomning är relevant för havsplaneringen och data kan ingå i underlag för uppdatering av datalager i Symphony.
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 Helcoms övervakningsprogram Pigments och phytoplankton species composition, abundance and biomass.
I Baltic Sea Action Plan (BSAP) bidrar plankton till att följa upp mål under tema biodiversitet; Natural distribution, occurrence and quality of habitats and associated communities och övergödning; Natural distribution and occurrence of plants and animals samt Natural level of algal blooms.
Bedömning
Inom Helcom har medlemsländerna enats om indikatorer med gränsvärden som ska användas vid regional bedömning av Östersjöns tillstånd (core indicators). Det finns tre gemensamma indikatorer som rör växtplankton
Dessa indikatorer användes senast för att bedöma Östersjöns tillstånd i State of the Baltic Sea – Third HELCOM holistic assessment 2016-2021.
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
Inom Ospar används data på växtplankton och djurplankton tillsammans för att beskriva förändringar i planktonsamhället.
Detta gjorde senast för att beskriva Nordsjöns status i Quality Status Report 2023.
Resultatet finns att läsa här
Svenska miljökvalitetsmålen
För att följa upp de svenska miljökvalitetsmålen behövs dataunderlag. Övervakning av plankton ger underlag till preciseringarna om god miljöstatus i
De svenska miljömålen följs upp genom en årlig uppföljning på nationell och regional nivå. Det görs även en fördjupad utvärdering vart fjärde år.
Mer information om miljökvalitetsmålen
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."
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 då blomningen pågår. Det är Livsmedelsverket som ansvarar för kontroll av musslor och ostron i Sverige.
