Taxonomisk provningsjämförelse med marin mjukbottenfauna

Transkript

1 Taxonomisk provningsjämförelse med marin mjukbottenfauna Hans Cederwall Baltic Bentos Lumagatan Stockholm Fredrik Pleijel Nereis et al. Björneröd Grankärr Strömstad Uppdrag från Svenska Naturvårdsverket Dnr Mm och Dnr Mm 29 december 29

2 SYFTE På uppdrag av Naturvårdsverket har vi utfört en taxonomisk provningsjämförelse med marin mjubottenfauna. Testet innebär att de laboratorier som utför identifikationsarbeten av marin mjukbottenfauna från Östersjön och svenska västkusten artbestämmer prover som koordinatorerna har sänt till dem. Resultaten används sedan för att bedöma felprocent i bestämningarna och få ett mått på vilken precision och variation som förekommer. BAKGRUND EG:s ramdirektiv för vatten framhåller vikten av jämförbarheten mellan data framtagna av olika laboratorier. I CIS Guidance Document no 7 (EC 23) fastslås att laboratorier som tar fram data under vattendirektivet ska delta i provningsjämförelser. HELCOM (Helsinki Commission, Baltic Marine Environment Protection Commission) har infört ett gemensamt övervakningsprogram för länderna kring Östersjön. För att undersökningarna ska vara jämförbara har interkalibreringar genomförts inom och mellan de olika länderna. HELCOM har låtit utföra fyra interkalibreringar, den senaste (IC 198; HELCOM 1983; HELCOM 1991) En provningsjämförelse av marin bottenfauna utfördes 21 22, finansierad av Naturvårdsverket via länsstyrelsen i Blekinge (Cederwall 22). Nationella provningsjämförelser rörande marin bottenfauna har inte utförts tidigare. Försteförfattaren av denna rapport har fungerat som koordinator för Östersjön, andreförfattaren för västkusten. MEDVERKANDE LABORATORIER OCH KONTAKTPERSONER Östersjön: Ekströms Hydrobiologi, ekstrom.christina@spray.se Eurofins AB, andersstehn@eurofins.se Fiskeriverkets Kustlaboratorium, kerstin.mo@fiskeriverket.se Kalmarsundslaboratoriet, Högskolan i Kalmar, Stefan.Tobiasson@hik.se Medins Biologi AB, ulf.ericsson@medins-biologi.se Naturvatten i Roslagen AB, ulf@naturvatten.se Pelagia Miljökonsult AB, kenneth.karlsson@pelagia.se Systemekologiska institutionen, Stockholms universitet, jonas@ecology.su.se Toxicon AB, fredrik.lundgren@toxicon.com Umeå Marina Forskningscentrum, Umeå universitet, jan.albertsson@umf.umu.se Totalt antal medverkande personer ostkusten 2. Västkusten: Marin ekologi, Göteborgs universitet, stefan.agrenius@marecol.gu.se Marine Monitoring. marina@marine-monitoring.se Marin mätteknik, helena.stromberg@mmt.se PAG Miljöundersökningar, pag.miljo@bredband.net Toxicon AB, fredrik.lundgren@toxicon.com Totalt antal medverkande personer västkusten 8. 2

3 TESTUPPLÄGG Upplägg Östersjön: Ett prov med arter/taxa identifierade av koordinatorn skickades ut till varje person som deltar i provningsjämförelsen. Eftersom antalet arter och vilka arter som förekommer varierar starkt med salthalten i Östersjön delades området upp i tre delområden: Södra egentliga Östersjön, norra och mellersta egentliga Östersjön samt Bottniska viken. Deltagande laboratorier fick ange i vilket eller vilka områden de bedriver eller avser bedriva verksamhet. Detta styrde valet av vilka och hur många arter/taxa som respektive laboratorium erhöll. Baserat på data från den nationella miljöövervakningen valdes 1 arter/taxa ut för varje delområde, huvudsakligen de vanligaste. Då vissa arter/taxa är vanliga i flera delområden har antalet arter/taxa per prov varierat mellan 1 och 18. Det varierande antalet beror på att flera av laboratorierna deltog i mer än ett delområde och att vissa arter var gemensamma för flera delområden. Antalet individer av varje art/taxon varierade mellan en och tre. Deltagarna fick också en lista över alla arter som kan förekomma i området. En förteckning över utsända arter/taxa finns i bilaga 1. Upplägg västkusten: Ett prov med arter identifierade av koordinatorn skickades ut till varje person som deltar i provningsjämförelsen. Varje prov innehöll 25 arter med 1 5 individer av varje art. Deltagarna fick också en lista över alla arter som kan förekomma inom området. Deltagarna identifierade arterna i proverna och skickade tillbaka resultatet till koordinatorn. En förteckning över utsända arter/taxa finns i bilaga 1. Resultatbedömning Resultaten har bedömts på följande sätt: Rätt släkte och artnamn, 1p Rätt släkte, inget artnamn,.75 p Rätt släkte, fel artnamn,.5 p Fel släkte och fel art, p. För vissa djurgrupper krävdes endast bestämning till familj eller högre. Där gavs 1 poäng för rätt bestämning och poäng för fel bestämning. För att åskådliggöra hur mycket de enskilda laboratorierna avviker från ett medianlab summerades poängen för varje deltagande laboratorium. Medianvärdet av poängsummorna beräknades och därefter den standardiserade skillnaden Z för varje laboratorium enligt Z = (poängsumma lab n medianpoängsumma)/s där s är standardavvikelsen för samtliga poängsummor (Federal Environment Agency of Germany, 2; Schilling 27). Den standardiserade skillnaden Z följer approximativt en normalfördelning, om den sanna kompetensnivån hos laboratoriet i fråga överensstämmer med den hos ett medianlaboratorium. Då är sannolikheten approximativt 95 % att Z ligger mellan och +2. Om värdet +2 överskrids innebär det att laboratoriet är signifikant bättre än medianlaboratoriet. Om värdet i stället underskrider är laboratoriet signifikant sämre än medianlaboratoriet (Federal Environment Agency of Germany 2). Resultatet av beräkningarna redovisas i diagramform. 3

4 RESULTAT Resultaten redovisas dels för varje deltagande person, dels för varje deltagande laboratorium (baserat på medianvärdet av de deltagande personerna). Resultaten redovisas såväl i tabellform som i stapeldiagram. Östersjön Södra egentliga Östersjön Tabell 1. Resultat från deltagande personer och laboratorier för södra eg. Östersjön. Uppnådd maxpoäng (1) ger Z-värde. Provnummer: Poängsumma Z per person Labpoäng Z per lab Lab 6 Prov nr Lab 7 Prov nr 1 1 Lab 7 Prov nr 4 1 Lab 7 Prov nr Lab 4 Prov nr Lab 5 Prov nr 15 1 Lab 5 Prov nr Lab 8 Prov nr 3 1 Lab 8 Prov nr Laboratorium och provnummer Lab 6 Prov nr 5 Lab 7 Prov nr 1 Lab 7 Prov nr 4 Lab 7 Prov nr 8 Lab 4 Prov nr 6 Lab 5 Prov nr 15 Lab 5 Prov nr 18 Lab 8 Prov nr 3 Lab 8 Prov nr 19 -,5,5,5-3 -3,5 Figur 1. Standardiserad skillnad (Z) mellan personer vid analys av djur från södra eg. Östersjön. 4

5 Laboratorium Lab 4 Lab 5 Lab 6 Lab 7 Lab 8 -,5,5,5-3 -3,5 Figur 2. Standardiserad skillnad (Z) mellan laboratorier vid analys av djur från södra eg. Östersjön. Åtta personer och fyra laboratorier har analyserat alla taxa rätt. En person i ett laboratorium (Lab 4) har felbestämt de marina polychaeterna Nephtys ciliata och Scoloplos armiger, vilke lett till ett Z- värde klart under (Tabell 1, Fig 1, 2). Norra och mellersta egentliga Östersjön Tabell 2. Resultat från deltagande personer och laboratorier. Uppnådd maxpoäng (9.5) ger Z-värde. Poängsumma Z per person Labpoäng Z per lab Lab 2 Prov 9 9,5 Lab 2 Prov 16 9,5 Lab 2 prov 2 9,5 9,5 Lab 4 Prov 6 9,5 9,5 Lab 5 Prov 15 9,5 Lab 5 Prov 18 9,5 9,5 Lab 7 Prov 1 9,5 Lab 7 Prov 4 9,5 Lab 7 Prov 8 9,5 9,5 Lab 8 Prov 3 9,5 Lab 8 prov 19 9,5 9,5 Lab 9 Prov14 7,662 Lab 9 Prov 12 7,662 7,662 Lab 1 Prov 2 9,5 Lab 1 Prov 7 9,5 Lab 1 Prov 17 9,5 9,5 5

6 Laboratorium och provnummer Lab 9 Prov14 Lab 9 Prov 12 Lab 8 Prov 3 Lab 8 prov 19 Lab 4 Prov 6 Lab 1 Prov 2 Lab 1 Prov 7 Lab 1 Prov 17 Lab 2 Prov 9 Lab 2 Prov 16 Lab 2 prov 2 Lab 5 Prov 15 Lab 5 Prov 18 Lab 7 Prov 1 Lab 7 Prov 4 Lab 7 Prov 8 -,5,5,5-3 Figur 3. Standardiserad skillnad mellan personer vid analys av djur från norra och mellersta eg. Östersjön. Laboratorium Lab 2 Lab 4 Lab 5 Lab 7 Lab 8 Lab 9 Lab 1 -,5,5,5-3 Figur 4. Standardiserad skillnad (Z) mellan laboratorier vid analys av djur från norra och mellersta eg. Östersjön. Fjorton personer och sex laboratorier analyserade alla taxa rätt. Två personer på laboratorium 9 har felbestämt Bylgides sarsi, Pygospio elegans och Hydrobia sp, vilket lett till Z-värden mindre än (Tabell 2, Fig 3, 4). 6

7 .Bottniska viken Tabell 3. Resultat från deltagande personer och laboratorier. Uppnådd maxpoäng (9.75) ger Z-värde. Poängsumma Z per person Labpoäng Z per lab Lab 1 Prov 13 9,75 9,75 Lab 2 Prov 9 9,897 Lab 2 Prov 16 9,897 Lab 2 Prov 2 9,75 9,25,265 Lab 3 Prov 1 9,897 Lab 3 Prov 11 9,897 9,897 Lab 4 Prov 6 9,75 9,75 Lab 5 Prov 15 9,75 Lab 5 Prov 18 9,75 9,75 Laboratorium och provnummer Lab 1 Prov 13 Lab 2 Prov 9 Lab 2 Prov 16 Lab 2 Prov 2 Lab 3 Prov 1 Lab 3 Prov 11 Lab 4 Prov 6 Lab 5 Prov 15 Lab 5 Prov 18 -,2 -,4 -,6 -,8,2,4,6,8 Figur 5. Standardiserad skillnad (Z) mellan personer vid analys av djur från Bottniska viken. 7

8 Laboratorium Lab 1 Lab 2 Lab 3 Lab 4 Lab 5 -,2 -,4 -,6 -,8,2,4,6,8 Figur 6. Standardiserad skillnad (Z) mellan laboratorier vid analys av djur från Bottniska viken. Fem personer och tre laboratorier har analyserat alla taxa rätt. Fyra personer vid två laboratorier (Lab 2 och 3) har felbestämt Pisidium till Sphaerium, men då de bägge arterna tillhör samma familj har ingen person fått ett Z-värde på eller lägre. Laboratorium 3 ligger dock nära (Tabell 3, Fig 5, 6). Västkusten Tabell 4. Resultat från deltagande personer och laboratorier. Uppnådd maxpoäng (25) ger Z-värde. Poängsumma Z per person Labpoäng Z per lab Lab 1 Person ,718 Lab 1 Person 2 21,868 Lab 1 Person 3 24,75 -,179 22,917,236 Lab 2 Person 4 25 Lab 2 Person Lab 3 Person Lab 4 Person Lab 5 Person

9 Laboratorium och personnummer Lab 1 Person 1 Lab 1 Person 2 Lab 1 Person 3 Lab 2 Person 4 Lab 2 Person 5 Lab 3 Person 6 Lab 4 Person 7 Lab 5 Person 8 -,5,5,5-3 -3,5 Figur 7. Standardiserad skillnad (Z) mellan personer vid analys av djur från västkusten. Laboratorium Lab 1 Lab 2 Lab 3 Lab 4 Lab 5 -,5,5,5 Figur 8. Standardiserad skillnad (Z) mellan laboratorier vid analys av djur från västkusten. Fem av åtta personer och fyra av fem laboratorier har identifierat alla organismer rätt i proverna (25 rätt av 25 möjliga; Tabell 4). Övriga tre personer erhöll 21, 23 och 24,75 rätt, beräknat för laboratoriet rätt. En person på laboratorium 1 erhöll ett Z-värde nära -3, vilket drog ner medelvärdet för laboratoriet till under. Figur 7 och 8 redovisar resultaten i stapeldiagram baserade på de standardiserade skillnaderna. 9

10 DISKUSSION AV RESULTAT Östersjön Generellt sett har de deltagande nått mycket bra resultat. De flesta deltagarna har bestämt alla arter/taxa rätt. Man ska dock vara medveten om att det huvudsakligen är de vanligaste arterna som ingått i testen. Några laboratorier har klarat sig sämre. Två av tre personer på Lab 2 felbestämde en art medan detsamma gäller för bägge personerna från Lab 3. Lab 4 felbestämde 2 arter från södra eg. Östersjön, men var felfritt för de övriga områdena (norra o. mellersta eg. Östersjön, Bottniska viken). Lab 9 har felbestämt 3 arter. Den nya bedömningsgrunden bygger på att de olika arterna är olika känsliga för en störning orsakad av förorening. Skillnaden i känslighet kan vara stor mellan arter t o m inom samma familj. Det är därför viktigt att artbestämningen blir rätt. I de flesta av de här funna felbestämningsfallen innebär det att djuren hamnar i samma eller i en angränsande känslighetsklass (t ex känslighetsvärde=5 i stället för 1). Laboratorium 9 har dock bestämt Bylgides sarsi till Hediste diversicolor. Den förra har känslighetsvärde=15 medan den senare har känslighetsvärde=5 (NFS 28). Av de felbestämda arterna tillhör fyra gruppen Polychaeta, två tillhör gruppen Mollusca. I denna provningsjämförelse tilläts de deltagande personerna att vid behov, konsultera någon annan person. De måste dock anteckna detta i de resultatprotokoll de skickade in. Ser man till dessa anteckningar finner man att det är polychaeterna som krävt mest konsultationer. Sammantaget tyder detta på att ett behov av taxonomisk utbildning vad gäller polychaeter, t ex i form av workshop, föreligger. Baserat på de insända protokollen verkar de flesta deltagarna ha klarat sig utan konsultationer. Undantaget utgörs av laboratorium 1, där konsultationer var vanliga. Övriga kommentarer utgjordes framför allt av mer specificerad artbestämning än den som krävdes. Det var t ex ganska vanligt att de utsända chironomiderna i kommentarspalten angavs som Chironomini, Chironomus eller t o m Chironomus plumosus. Koordinatorns bedömning är att det sannolikt var Chironomus som sändes ut, men kravet var endast Chironomidae, eftersom alla chironomider i bedömningsgrunden ges samma klassning. I ett fall har Hydrobia specificerats som Hydrobia ventrosa. Då skalformen på Hydrobia-arterna är synnerligen variabel kan inte arternas skiljas annat än efter preparation, varför denna bestämning är tveksam. Västkusten Resultatet är generellt mycket bra och majoriteten av personer och laboratorier har bestämt samtliga djur i proverna rätt. Endast en person (med alla rätt) utnyttjade möjligheten att konsultera annan person, och detta gällde grupperna Crustacea, Polychaeta och Bivalvia. De felidentifikationer som förekommit i laboratorium 1 är samtliga inom grupperna Polychaeta och Bivalvia. Delvis förklaras detta av att dessa taxa är dominerande grupper på mjuka bottnar, men även av att det rör sig om svåridentifierade taxa där god bestämningslitteratur ofta saknas. Av de felidentifierade arterna har musslan Mysella bidentata vid två tillfällen felbestämts till den Montacuta ferruginea och Ennucula tenuis till Nucula nucleus, samt havsborstmaslen Panthalis oerstedii till Sthenelais boa. En annan felidentifierad havsborstmask var Glycera unicornis som bestämts till G. tesselata. Förmodligen är identifikationen baserad på en felaktig fyndrapport i Danmarks fauna, och arten förekommer inte norr om Engelska kanalen och var inte heller med i den artlista som bifogats. 1

11 Med tanke på en framtida eventuell workshop för identifikation av marin bentisk fauna föreslår koordinatorn därför att dessa två grupper bereds stort utrymme. SAMMANFATTNING OCH REKOMMENDATIONER Sammanfattningsvis kan sägas att de allra flesta laboratorierna klarat artbestämningen felfritt. Inom varje geografiskt delområde har något laboratorium dock missat någon eller några arter. I vissa fall innebär det att en felbestämning påverkar index-värdet vid en klassning baserad på bottenfaunaprover. Det är därför viktigt att personalens taxonomiska kompetens stärks, t ex via workshops. Det är också viktigt att internkontroller genomförs vid laboratorierna och att man för en aktiv diskussion vad gäller artbestämningen. Rekommendationer gällande artbestämningslitteratur bör utfärdas och taxonomiska workshops organiseras. I första hand gällande grupperna Polychaeta och Mollusca. Vid denna taxonomiska provningsjämförelse har tonvikten legat på de vanligast förekommande arterna/taxa. I en kommande taxonomisk provningsjämförelse bör fler mindre vanliga arter/taxa ingå. På sikt bör även provningsjämförelser vad avser kvantifieringen av bottenfauna genomföras. REFERENSER Cederwall, H. 22. Rapport från taxonomisk ringtest av mjukbottenfauna från Östersjön. Bilaga 4 till Cederwall, H.: Kvalitetssäkring av data från undersökningar av mjukbottenfauna inom miljöövervakningen. Länsstyrelsen i Blekinge län, 1-3. EC 23. Monitoring under the Water Framework Directive. Guidance Document No. 7. Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive (2/6/EC). Federal Environment Agency (Bundesumweltamt) 2. 1st Macrozoobenthos ring test. Species identification for selected macrozoobenthic species. Final report. January 2. Federal Environment Agency, Section II 3.3, Berlin. 1-5 HELCOM Second Biological Intercalibration Workshop. August 17, Rønne, Denmark. Baltic Sea Env. Proc. 9. HELCOM, Third Biological Intercalibration Workshop August 199, Visby, Sweden. Baltic Sea Environment Proceedings 38, 153. IC 198. Interim Baltic Marine Environment Commission Biological Workshop. August 26 September 1, 1979, Stralsund, German Democratic Republic. NFS 28. Naturvårdsverkets föreskrifter och allmänna råd om klassificering och miljökvalitetsnormer avseende ytvatten. Naturvårdsverkets författningssamling 28:1. Schilling, P. 27. Quality Assurance of the German Marine Programme: The Quality Assurance Panel and Inter-laboratory Comparisons, In: Kusber, W.-H. & Jahn, R. (ed), Proceedings of the 1 st Central European Diatom Meeting 27. Botanic Garden and Botanical Museum Berlin-Dahlem, Freie Universität Berlin, Berlin

12 FÖRTECKNING ÖVER UTSÄNDA ARTER/TAXA Bilaga 1 Bottniska viken Oligochaeta Marenzelleria Corophium volutator Monoporeia affinis Saduria entomon Chironomidae Pisidium Macoma balthica Hydrobia Potamopyrgus antipodarum Norra och mellersta egentliga Östersjön Oligochaeta Bylgides sarsi Marenzelleria Pygospio elegans Monoporeia affinis Pontoporeia femorata Chironomidae Macoma balthica Hydrobia Potamopyrgus antipodarum Södra egentliga Östersjön Nephtys ciliata Bylgides sarsi Pygospio elegans Terebellides stroemi Scoloplos armiger Monoporeia affinis Pontoporeia femorata Diastylis rathkei Macoma balthica Halicryptus spinulosus Västkusten Abra nitida Abyssoninoe hibernica Amphiura chiajei Amphiura filiformis Aphrodita aculeata Artacama proboscoidea Brada villosa 12

13 Callianassa subterranea Cylichna cylindracea Diastylis lucifer Diplocirrus glaucus Ennucula tenuis Eriopisa elongata Eudorella emarginata Galathowenia oculata Glycera alba Glycera unicornis Golfingia vulgaris Goniada maculata Heteromastus filiformis Hyale vitrea Labidoplax buskii Leucon nasica Leucothoe liljeborgii Myrtea spinifera Mysella bidentata Nephtys incisa Nephtys paradoxa Notomastus latericeus Nucula nitidosa Ophiodromus flexuosus Ophiura albida Panthalis oerstedii Paramphinome jeffreysii Pectinaria auricoma Pectinaria belgica Pennatula phosphorea Philine aperta Philomedes globosus Pholoe pallida Phoronis muelleri Pista cristata Podarkeopsis helgolandicus Priapulus caudatus Prionospio fallax Prionospio multibranchiata Scalibregma inflatum Scionella lornensis Sphaerodorum gracile Spiophanes kroyeri Terebellides stroemi Thyasira flexuosa Trachythyone elongata Trichobranchus roseus Turitella communis Varicorbula gibba 13