Utvärdering av bottenfaunakluster längs svenska ostkusten

I rapporten analyseras bottenfaunadata från den svenska ostkusten med hjälp av övergripande variabler, BQI, antal arter, och totalbiomassa, i syfte att undersöka om nuvarande bottenfaunaövervakning är dimensionerad på ett sätt som minimerar osäkerheten i tolkningen av resultaten. Analysen har fokuserats på varianskomponenter för mellanårsvariation, kluster och stationer för att hitta den lämpligaste avvägningen mellan antalet kluster och antalet stationer inom kluster givet bibehållet antal prov. Underlagsdata i analyserna har utgjorts av data från nationell och regional miljöövervakning samt från recipientkontrollprogram där data funnits tillgängliga och kvalitetssäkrade. Alla tillgängliga data har inte använts i analyserna eftersom det skulle lett till obalans i analyserna med osäkra varianskomponentskattningar som resultat. I varje enskild variansanalys ingick data från sex år och fem stationer från varje kluster. Valet av fem stationer gjordes för att få en likartad dimensionering i samtliga analyser och antalet stationer begränsades då av att några kluster hade enbart fem stationer. Bootstrap-teknik användes för att belysa osäkerheten i varians-komponenterna. I samband med slumpningarna i bootstrappen indelades provtagningsåren i överlappande sexårsperioder. I varje enskild analys slumpades en sexårsperiod samt fem stationer bland alla tillgängliga stationer inom respektive kluster. De utslumpade stationerna var desamma för samtliga sex år i den enskilda analysen. Proceduren upprepades 9999 gånger för varje havsbassäng; Bottenviken, Bottenhavet, norra och mellersta Östersjön, samt södra Östersjön. För varje omgång beräknades samtliga varianskomponenter. Med hjälp av dessa resultat analyserades osäkerheten i årsmedelvärdesskattningar, skattningar för sexårsperioden, samt möjligheten att upptäcka trender med hjälp av de tre utvalda variablerna. Enligt resultaten har nuvarande program god kapacitet att påvisa trender i BQI och antalet taxa i de flesta havsområdena på ostkusten (dock ej Bottenviken kust), medan förändringar i totalbiomassa kräver betydande trender för att kunna upptäckas inom enskilda kluster. Den rumsliga osäkerheten i klustrens medelvärden för de tre undersökta variablerna BQI, antal taxa och totalbiomassan var genomgående relativt hög, vilket i sig inte motiverar att minska antalet stationer i klustren. Den rumsliga osäkerheten i ett enskilt klusters BQI som beräknats utifrån bedömningsgrunden var däremot låg om man enbart beaktar ett enskilt års data, givet minst 10 stationer per kluster. Osäkerheten ökar påtagligt om man minskar antalet stationer per kluster från 10 till 5, och 10 stationer framstår därför som ett minimum. Mellanårsvariationen tillför en osäkerhet i de fall ett enskilt års medelvärde i en vattenförekomst skall användas för bedömning av ekologisk status för en hel sexårscykel inom Vattendirektivet. Detta var speciellt påtagligt i kustzonen i Bottenviken. För att kunna göra en mer tillförlitlig bedömning av statusen i en vattenförekomst rekommenderas därför att prover insamlas från mer än ett år. I de flesta tidsserier som analyserades var autokorrelationen signifikant med en tidslagg på ett år. Det innebär att en stor del av informationen från ett år finns kvar i systemet året efter. Behovet av ökad rumslig täckning för att kunna bedöma flera vattenförekomster med hjälp av faktiska data skulle därför kunna tillgodoses inom befintlig kostnadsram om man övergår till provtagning vartannat år samtidigt som man etablerar flera kluster. Den årliga provtagningen skulle då omfatta lika många kluster som nu, men att man alternerar mellan olika kluster under jämna respektive udda år. Den ökade rumsliga täckningen med provtagning vartannat år ger något sämre möjligheter att upptäcka trender. För de nationella och regionala programmen torde den ”försämringen” inte betyda så mycket eftersom regionala eller storskaliga förändringar i en havsbassäng till följd av antropogen påverkan eller åtgärder förväntas gå långsamt. Däremot försvåras uppföljningen inom recipientkontrollprogrammen om även dessa läggs över till provtagning vartannat år, eftersom det då inte längre går att upptäcka snabba lokala förändringar. Ett mellanting mellan årlig och vartannatårsprovtagning för de nationella och regionala programmen vore att behålla ett kluster intakt med årlig provtagning inom varje havsbassäng och provta resterande kluster vartannat år. I områden med integrerad monitoring av ekosystemkomponenter rekommenderas årlig provtagning av bottenfaunan. Det finns flera kluster i Bottenviken respektive egentliga Östersjön som uppvisar stor samvariation. Ett kluster i vart och ett av dessa områden kan därför utgå. Om man väljer att reducera programmet bör man i första hand utesluta kluster med stationer som är svåra att provta eller som ligger kring haloklinen. I Bottenhavets utsjöområde samvarierar inte resultaten från de olika klustren som i de övriga havsbassängerna och något enskilt kluster kan därför inte pekas ut som ”överflödigt”. Konkreta förslag till framtida dimensionering av bottenfaunaprogrammet presenteras som avslutning i avsnitten om respektive havsbassäng. Den höga rumsliga osäkerheten i resultaten från Bottenvikens kustområden skulle kunna förbättras om man slumpar nya stationer vid varje provtagningstillfälle inom Vattendirektivets sexårscykel, men att man återbesöker samma stationer de kommande sexårscyklerna. Kostnaden för en sådan förändring blir att trendövervakningen försvåras betydligt eftersom en del av variationen mellan stationer då hamnar som mellanårsvariation. Ett betydligt bättre alternativ vore att försöka reducera osäkerheten genom att förbättra bedömningsgrunden för bottenfauna så att samma provtagningsstrategi kan tillämpas i hela Östersjösystemet. En detalj som inte påverkar vare sig kostnader eller provtagningsstrategin är behovet att se över de stationer som används inom respektive provtagningskluster. Vi har observerat att en del av stationerna har mycket varierande sedimentegenskaper mellan olika år, ibland även mellan replikat när sådana finns. I en del fall har det även varit svårt att få ett godkänt prov i samband med provtagning. Prov från sådana stationer ger vanligen stor spridning i resultaten. Det vore därför önskvärt att dessa stationer flyttas till ett närliggande område med mer homogena sediment. På motsvarande sätt bör man överväga att flytta stationer i Egentliga Östersjön som befinner sig under 60 m djup till grundare bottnar. Det är mer kostnadseffektivt att utvärdera utbredningen av syrefria bottnar med hjälp av syreprovtagning istället för med bottenfaunaprovtagning