Djurplanktonindikator för statusklassning i Östersjön

Vi utvecklade indikator för djurplankton baserat på biomassan och medelstorlek (MSTS) för att utvärdera statusen hos pelagiska näringsvävar. Därmed bedömer man miljöstatus med hjälp av dels djurplanktons medelstorlek, och dels för den totala biomassan av djurplankton. Indikatorn är en del av deskriptorerna för näringsvävar (D4) och biodiversitet (D1) i MSFD. För utvärdering av GES använde vi data på djurplankton, som samlats in av svenska nationella miljöövervakningsprogrammet för fria vattenmassan och dess finska och tyska motsvarigheter över en 30 årsperiod. Resultatet av projektet är en D4-indikator baserad på djurplankton, med rekommendationer för statistisk analys och GES för svenska vatten i Östersjön. Avgränsningarna för god miljö (GES) skickades till projektet HOLAS II (HELCOM) och användes för att bedöma miljöstatus i Östersjön mellan 2011 och 2015. • Djurplankton betar av växtplankton och utgör föda för predatorer, så som fisk. De utgör därför en livsviktig roll i marina näringsvävar då de transporterar energi till högre trofinivåer och därmed ökar produktiviteten i ekosystemet. Dessutom hjälper de till att omsätta näringsämnen och kol. Därför är det nödvändigt att utvärdera djurplanktonsamhällen för att analysera pelagiska näringsvävar. • Djurplanktons medelstorlek ger en indikation på hur det står till med födotillgång för fisk och betestryck som djurplankton utövar på växtplankton. Storvuxna individer av djurplankton i stora antal ger större möjlighet till effektiv energitransport från växtplankton till fisk. Om djurplanktonsamhället istället domineras av småväxta individer så sker oftast ett större svinn av energi. Med detta i åtanke är det alltså önskvärt med rika djurplanktonsamhällen med storvuxna individer då detta ger en effektivare näringsväv. Därmed är djurplanktonsamhällen som inte består av många storvuxna individer suboptimala och begränsande när det gäller produktivitet och energitransport i näringsväv. • Indikatorn Djurplanktons storlek och mängd (Mean size and total stock; MSTS) använder dels djurplanktons medelstorlek och dels deras totala biomassa för att utvärdera strukturen av pelagiska näringsvävar med fokus på lägre trofinivåer för att utvärdera huruvida god miljöstatus (GES) uppnås. I regel sker detta då individerna är storvuxna och många till antalet. Ett område anses ha god miljöstatus när både medelstorlek och total biomassa hos djurplankton uppnår specifika tröskelvärden. Värdena för god miljöstatus varierar mellan de olika bassängerna i Östersjön. • MSTS är gemensam för alla bassänger inom HELCOM. Indikatorn utvärderas med hjälp av HELCOMs bedömningsskala 2. Framöver bör diskuteras huruvida exempelvis kustområden och havsområden börbedömas olika. Tillförlitligheten hos indikatorn är hög då dataserierna som använts i analysen är långa. • Bedömning av status med hjälp av indikatorn är redo för Norra Östersjön, Bottniska havet, Bottniska viken och Ålands hav. För resten av Östersjöns bassänger pågår arbetet med att fastställa de för utvärderings skull nödvändiga tröskelvärdena. I svenska vatten, saknar vi en fastslagen bedömning för djurplankton i Kvarken, Västra Gotlandshavet, Östra Gotlandshavet, Södra Östersjön, Arkona, Öresund och Kattegat i dagsläget. • God status under perioden 2011-2015 uppnåddes i Bottniska viken och Bottniska havet. I norra Östersjön och i Ålands hav har dock medelstorlek och total biomassa av djurplankton dalat de senaste decennierna, så god miljöstatus uppnåddes ej för perioden 2011-2015. Denna negativa trend är ett resultat av dels fler småvuxna djurplanktonarter (på grund av övergödning) och dels en minskning av hoppkräftor (på grund av högre tryck från predatorer). Det är också möjligt att andra faktorer, som exempelvis minskande salthalt och högre temperatur, skulle kunna ha spelat en roll. Den negativa trenden i flertalet av Östersjöns bassänger indikerar att de pelagiska näringsvävarna är suboptimala apropå energitransport från växtplankton till fisk.We developed ecological indicator that employs zooplankton mean size and total stock (MSTS) to evaluate pelagic food web structure, with particular focus on lower webs. MSTS evaluates good environmental status (GES) using two boundaries, one for mean size and one for total standing stock (biomass) of zooplankton. The indicator contributes to the descriptors D4 (food webs) and D1 (biodiversity) of the MSFD. For GES evaluation, we used zooplankton data collected by the Swedish National Marine Monitoring in combination with Finnish and German Monitoring data; most data series are over 30 years long, and consistent sampling and analysis methodologies have been employed during this time. The outcome of the project is ready-to-use zooplankton indicator, with recommendations on the statistical evaluation and GES values for Swedish waters (Gulf of Bothnia, Baltic Proper and Bornholm basin). The GES boundaries were submitted to HOLAS II project and adopted for Baltic Sea assessment period 2011-2015. • Zooplankton includes an array of macro and microscopic invertebrates. They play a vital role in the marine food webs. The herbivorous zooplankton feed on phytoplankton and in turn constitute prey to animals at higher trophic levels, including fish. Therefore, zooplankton is an essential link in aquatic food webs, influencing energy transfer in the pelagic food webs and recruitment to fish stocks as well as ecosystem productivity, nutrient and carbon cycling. Hence, the evaluation of zooplankton communities is a prerequisite for analysis of pelagic food web structure. • The rationale for MSTS is as follows. Mean size of a zooplankter in the community is indicative of both fish feeding conditions and grazing pressure on phytoplankton. High standing stocks of zooplankton composed by larger organisms have higher capacity for transfer of primary production to fish production (i.e., higher energy transfer efficiency). By contrast, dominance of small-sized organisms indicates prevalence of picoand small nanophytoplankton and thus inefficient energy transfer due to losses in microbial loops. Thus, abundant zooplankton with high mean individual size would represent both favourable fish feeding conditions and high grazing potential, whereas all other combinations of zooplankton stock and individual size would be suboptimal and imply food web limitations in terms of energy transfer from primary producers to higher trophic levels and poorer food availability for planktivorous fish. • MSTS evaluates whether good environmental status (GES) is achieved using two threshold values, one for mean size and one for total standing stock (abundance or biomass) of zooplankton. An area is evaluated as having achieved good status using the MSTS indicator when both mean size and total stock achieve their specific threshold values. Due to strong environmental gradients in the pelagic communities in the sub-basins of the Baltic Sea, the GES threshold values are specific for each assessment unit. • The indicator is applicable in the waters of all the countries bordering the Baltic Sea. MSTS is evaluated using HELCOM assessment scale 2; the assessment units are defined in the HELCOM Monitoring and Assessment Strategy (Annex 4). In the future, it should be further discussed whether a higher spatial resolution (i.e. separating coastal and offshore areas) can improve the assessment. • The indicator-based status evaluation has been completed for the northern Baltic Sea, namely the Gulf of Bothnia, Gulf of Finland, Åland Sea, and Northern Baltic Proper. For the other basins, work to establish the threshold values needed to carry out the evaluation is still in progress. In Swedish waters, GES thresholds are currently not available for the Quark area, Gotland Sea, Arkona, Öresund and Kattegat. • Good status during the assessment period 2011-2105 was found in the Bothnian Bay and the Bothnian Sea. By contrast, in the Åland Sea, Gulf of Finland and Northern Baltic Proper, zooplankton mean size and/or total biomass have declined during the last decades, and MSTS show not good status during the assessment period of 2011-2015. This negative development results from both an increased contribution of small zooplankton species as a consequence of eutrophication, and a decreased share of copepods as a consequence of higher predation by zooplanktivorous fish. It is also possible, albeit not verified, that altered environmental conditions (e.g. decreased salinity, increased temperature and deep water hypoxia) have contributed to these trends. The detected trends in the mean size and total stocks of zooplankton communities indicate that today’s pelagic food web structure is not optimal for energy transfer from primary consumers (phytoplankton) to fish