Sötvatten Årsskrift från miljöövervakningen 2003
Innehåll Förord................................................. 1 Riksinventeringar av sjöar och vattendrag............. 2 Biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten... 6 Vad påverkar sjöars och vattendrags kemiska sammansättning?............................ 16 Bottendjurens svar på miljöpåverkan............... 20 Det ovanliga året 2000............................... 24 Notiser från den regionala miljöövervakningen 2002............................. 30 Miljöövervakning i sötvatten........................... 35 Sötvatten årsskrift från miljöövervakningen 2003 Utgiven av Naturvårdsverket. Ansvarig utgivare: Håkan Marklund Redaktör: Maria Lewander/Grön idé AB Författarna är ansvariga för sakinnehållet. Skriften har tagits fram genom anslag från miljöövervakningen Naturvårdsverket. Beställning: Ordertelefon: 08-505 933 40 Orderfax: 08-505 933 99 E-post: natur@cm.se Postadress: CM Gruppen Box 110 93 161 11 Bromma Internet: www.naturvardsverket.se/bokhandeln ISBN nummer 91-620-8129-2 Omslagsfoto: Per Bengtson/Grön idé. Grafisk form och layout: Grön idé AB Fotografer: Per Bengtson sid.1, 16, 19 21, 30, 33. Lars Lindqvist, Länstyrelsen i Norrbottens län sid. 5, 15. Björn Wiklund/IMA sid 6 7. Joakim Dahl sid. 23. Mats Wilhelm/Naturfotograferna sid. 24. Jan-Erik Åslund sid. 27. Per Isakson sid. 32 och Maria Lewander sid 35. Illustratörer: Niklas Jansson sid. 8 och Christine Hammar sid. 10. Tryck: Katarinatryck AB, juni 2003 Upplaga: 700 ex. Papper, omslag och inlaga: Linné naturvit. Typsnitt: Adobe Caslon och Eurostile Condensed Copyright: Naturvårdsverket.
Förord årets upplaga av sötvatten har Riksinventeringen som genomgående tema. Det innebär att vi tar en noggrann titt på hur man arbetar för att systematiskt samla in, bearbeta och presentera miljödata för sötvatten från hela Sverige. För innehållet svarar forskare vid Institutionen för miljöanalys, Statens Lantbruksuniversitet, Ultuna. riksinventeringen har en tradition som går drygt 30 år tillbaka i tiden. Då gjordes den första nationella sjöinventeringen i Sverige. 1985 genomfördes den allra första s.k. riksinventeringen och sedan har den utförts vart femte år, senast år 2000. Det digra materialet tar lång tid att analysera och bearbeta och först nu under våren 2003 är allt material slutbearbetat och presenterat. riksinventeringen 2000 hade fokus på litoralfauna (faunan i strandzonen), surhet, eutrofiering och tungmetaller. I Sötvatten presenteras hur forskarna går tillväga vid urval och analys av material, vilka modeller och index som används och hur dessa fungerar i verkligheten. Hur står det till med bottenfaunan i landet? Hur påverkades miljön av det oerhörda regnandet hösten 2000? Allt detta kan du läsa om, samt sammanfattningar av några intressanta miljöövervakningsrapporter från landets länsstyrelser. Kopplingar till de nationella miljömålen rörande vatten finns givetvis också presenterade. vill du läsa mer om Riksinventeringen 2000 finns nu hela rapporten att ladda ner, i pdf-format från Naturvårdsverkets hemsida (www.naturvardsverket.se). stort tack till alla artikelförfattare för deras bidrag till denna årsskrift. Håkan Marklund Programansvarig vid Naturvårdsverket Maria Lewander Redaktör sötvatten 2003 1
Riksinventeringar av sjöar och vattendrag Anders Wilander MILJÖMÅL Levande sjöar och vattendrag Ingen övergödning Giftfri miljö Bara naturlig försurning Begränsad klimatpåverkan Vi vill av olika anledningar veta hur det står till med våra sjöar och vattendrag. Hur påverkas de till exempel av försurning, övergödning eller vädervariationer? Hur ser den biologiska mångfalden ut? För att ta reda på det här genomförs den s.k. Riksinventeringen. Riksinventeringen är så nära en heltäckande undersökning man kan komma. Den har utformats så att den, trots att man omöjligt kan provta alla sjöar och vattendrag, ändå kan få en rättvisande bild av miljötillståndet. Riksinventeringen, baserad på ett statistiskt urval av både sjöar och vattendrag, genomfördes första gången 1985 och nu senast år 2000. Dessförinnan gjordes flera större undersökningar som blev föregångare till nuvarande riksinventeringar. Riksinventeringen hösten 1995 gav en bild av försurningsläget, näringstillståndet och den biologiska mångfalden i landets alla sjöar och vattendrag. Den innebar också en kartläggning av överskridande av kritiska belastningsgränser för svavel och kväve. År 2000 fokuserade riksinventeringen på litoralfauna, surhet, eutrofiering och tungmetaller. Riksinventeringens föregångare Allt eftersom resande med bil gav möjligheten att någorlunda enkelt besöka olika sjöar och vatten har regionala undersökningar skett i Sverige. FAKTA Riksinventering Riksinventering av sjöar och vattendrag har genomförts sedan 1985. Riksinventeringen är ett försök att på ett så rättvisande sätt som möjligt redovisa miljötillståndet i landets sjöar och vattendrag. Eftersom provtagning av de ca 100 000 sjöar och ca 11000 vattendrag som finns i landet i praktiken är omöjligt genomförs inventeringen med hjälp av ett slumpmässigt, statistiskt urval. Underlagen som används hämtas från SMHI:s register. Riksinventeringen har tidigare genomförts vart femte år, men från och med 2000 utförs den istället vart sjätte år (en anpassning till EU:s ramdirektiv för vatten). Riksinventering och miljömål Sverige har 16 nationella miljömål. Riksinventeringarna bidrar med information till fyra av dessa Ingen övergödning Bara naturligt försurning Giftfri miljö Levande sjöar och vattendrag 2 sötvatten 2003
riksinventering av sjöar och vattendrag Tabell 1 atidigare nationella sjöinventeringar (Wilander m.fl. 1998) Data finns på www.ma.slu.se Tid Antal sjöar Typ Referens Augusti 1972 1250 nationell Johansson och Karlgren 1974, Dietrichson 1975 Våren 1975 1000 nationell Dietrichson 1975 1977 1980 8000 länsvis Johansson och Nyberg 1981, Bernes 1981 Vintern 1985 6900 nationell Bernes 1986 Vintern 1990 4018 nationell Bernes 1991 Hösten 1995 4113 nationell Wilander m.fl. 1998 Men redan 1914 genomförde Klas Sondén (en utredare från den s.k. dikningslagskommittén) den troligen första nationella genomgången av vattenkvalitet; Anteckningar rörande svenska vattendrag med hänsyn till beskaffenheten af vattnet i desamma. Han presenterade där en sammanfattning av tidigare undersökningar. Målsättningen var att undersöka motsättningar mellan deras intresse, hvilka behöfva undanskaffa affallsämne, och deras, som lida skada eller olägenhet genom dessa. 1937 publicerade professor Einar Naumann (vid Lunds universitet) en undersökning av sjöar i södra Sverige. Han studerade, med hjälp av cyklande rekognoseringsgrupper cirka 460 sjöar. Naumanns undersökning var helt inriktad på sjöar med sjömalm (järnoxid), men ger ändå en tidig bild av några vattenkemiska förhållanden. En milstolpe bland sjöinventeringar är den som gjordes av Gunnar Lohammar under 1930-talet. Han var i första hand intresserad av vattenvegetationen, men hans bestående insats gäller de vattenkemiska undersökningarna i Uppland, Dalarna och Norrbotten. Data för de två senast nämnda undersökningarna finns på hemsidan hos Institutionen för Miljöanalys, SLU. 1 Regionala undersökningar blir riksinventering På uppdrag av Naturvårdsverket genomförde Naturvårdsverkets laboratorium i Drottningholm i augusti 1972 en Tusen sjö-inventering. Inför denna undersökning valde varje länsstyrelse ut ett 50-tal sjöar, och därmed blev tätheten större i södra delen av landet jämfört med den i de stora, nordliga länen. Undersökningen kom att omfatta hela landet med ca 1250 sjöar. Resultaten gav en uppfattning om försurningsgrad, närsalthalter och halter av naturligt organiskt material. Detta var också den första undersökningen som inbegrep en stor undersökning av växtplankton. 2 Våren 1975 gjordes den andra större sjöinventeringen och där ingick flertalet av sjöarna från den tidigare, men med inriktning mot försurning. 1985 genomfördes den första s.k. riksinventeringen. Då kunde också urvalet av sjöar göras på statistiskt riktigt sätt, utgående från ett nationellt sjöregister som täckte nästan alla sjöar som var större än 0,01 km 2. Vid riksinventeringen 1990 fanns ett datoriserat register som möjliggjorde ett objektivt urval av sjöar. Inför riksinventeringen 1995 3 gjordes ett stratifierat urval för att få en rimlig fördelning med avseende på geografisk spridning och sjöstorlek. Det är viktigt att få en god bild av de större, men färre sjöarna. Stratifieringen innebar att urvalet gjordes så att en större andel stora än små sjöar valdes ut fördelade över hela landet Dessutom valdes ett litet större antal sjöar i sydliga, mer påverkade län, än i de nordligaste. I och med undersökningen 1995 utökades inventeringen på två sätt; dels ingår litoralfauna 4 dels valdes 700 mindre vattendrag för undersökning. Vattendragen kunde väljas statistiskt ur två av SMHI:s register. Att välja rätt sjö och vattendrag Hur ska man ta reda på hur det står till i alla svenska sjöar utan att tvingas studera de ca 100 000 som finns? För Riksinventeringen görs ett stratifierat, statistiskt urval med hjälp av SMHI:s register för sjöar och deras register för vattendrag. Detta innebär att ca 3000 sjöar och 700 vattendrag provtas och dessa förväntas då ge en god bild av tillståndet i landet. Urval av sjöar SMHI klassar sjöar efter storlek i fem klasser (A E). För storleksklass E (0,01 0,1 km 2 ) väljs sjöar med en yta större än 0,04 km 2 istället för den vanliga nedre klassgränsen på 0,01 km 2. (Detta beror på en samordning med övriga nordiska länder.) Vidare görs urvalet av sjöar med hänsyn till: a. Variationen hos några mätvariablerna i sjöarna (känd från tidigare riksinventeringar), b. Antalet objekt i NILU rutor (50 x 50 km), 5 sötvatten 2003 3
riksinventering av sjöar och vattendrag Totalfosfor (μg/l) 12,5 12,5 25 25 50 > 100 Figur 1 Exempel på aggregering av data. Överskridande av kritisk belastning för försurning redovisade som 95 percentil ("största" överskridande) inom NILUrutor (50x50 km). 95-percentil ekv/ha.år Figur 2 Exempel på aggregering av data, s.k. kriging som mjukt utjämnar närliggande mätvärden så att en mer översiktlig bild framträder. Totalfosfor i sjöar. 105 0 0 59 0 200 25 200 400 14 400 700 5 700 1000 4 1000 3000 c. Stickprovsstorleken efter kriterium a och b skulle resultera i en provstorlek i intervallet 1% < x < 8%. d. Proportionen (anges inom parentes) i storleksklasserna ska vara 0,04 0,1 km2 (1), 0,1 1 km2 (1), 1 10 km2 (4) 10 100 km2 (8) samt däröver alla sjöar (t.ex. Vänern och Torne träsk). Detta leder till att 3025 sjöar ingår i det nationella inventeringen. Samma sjöar provtogs både 1995 och 2000. Urval av vattendrag Urvalet av provtagningslokaler i vattendrag gjordes genom att 1200 provpunkter valdes ut slumpvis över hela landet med hjälp av SMHI s digitala vattendrags- och avrinningsområdesregister. Vattendragsregistret omfattar omkring 5500 rinnsträckor med information om in- och utloppsställen, vattendragens namn m.m. Detta register saknar dock information om avrinningsområdenas storlek och karaktär. Avrinningsområdesregistret innehåller 10 655 delavrinningsområden. Genom att länka information från avrinningsområdesregistret till vattendragsregistret innehåller det slutliga registret, förutom vattendragens namn och var det ligger, bl.a. information om avrinningsområdets storlek, andel skog i området och områdets medelhöjd över havet. Den färdiga listan innehåller 3767 vattendrag. Ur denna väljs sedan vattendragen ut enligt följande kriterier: a. Alla vattendrag med ett avrinningsområde mellan 15 och 250 km2 (=3198 stycken). b. Av dessa 3198 st väljs slumpvis 600 vattendrag med avrinningsområde i storleken 15 50 km2 och 600 i storleken 50 250 km2. c. Nu görs, med hjälp av det topografiska kartan, en preliminär bedömning om lokalerna kan nås och provtas på ett rimligt sätt. Bland de kvarvarande 1077 vattendragen väljs slumpvis 700 ut (350 med avrinningsområde 15 50 km2 och 350 med 50 250 km2). Det slutgiltiga antalet provtagningslokaler vattendragen kommer alltså att landa på ca 700 st av de från början utvalda 1200. Riksinventeringen redovisas Resultatet av riksinventeringen kan sedan redovisas på många olika sätt, allt beroende på hur informationen ska användas. Institutionen för miljöanalys, SLU, redovisar exempelvis: enskilda objekt länsvis statistik nationellt aggregerade för ytor. En god beskrivning av förhållandena för ett större område kräver någon form av aggregering. Ett sätt är att redovisa resultat, t.ex. som medelvärde) för en vald ruta (EMEP-ruta). Så sker vid presentation av syranedfallets effekter (kritisk belastning). Genom att väga tillsamman resultat för minst tre närbelägna provplatser enligt vissa formler kan en utjämnad bild skapas (s.k. kriging). 4 sötvatten 2003
riksinventering av sjöar och vattendrag destratifierade data. I alla ovanstående presentationer används resultaten från proverna (samplet). Men för att få en uppfattning om förhållandena för alla sjöar (populationen) måste man destratifiera. Varje provtagen sjö (samplet) i en viss storleksklass och visst område (län) representerar alla sjöar inom samma storleksklass och område som finns (populationen). Urvalet av sjöar görs ju slumpartat med avseende på storlek och område (län); alltså i två strata. En provtagen sjö kan då få representera många små sjöar i länet. Om det endast finns en stor sjö i länet och denna provtas får den vikten 1. Genom denna viktning erhålls en statistisk fördelning av de vattenkemiska förhållandena i alla sjöar, t.ex. i Sverige. Resultaten används internationellt I samband med riksinventeringen 1990 påbörjades ett nordiskt samarbete beträffande gemensam utvärdering av försurningsförhållandena i sjöar. Resultaten från denna utvärdering blev också ett svenskt underlag för förhandlingar om minskning av svavel- och kväveutsläpp genom rapportering till LRTAP (Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution). Eftersom konventionen numera även innefattar utsläpp av bly och kadmium är undersökningar av dessa också värdefulla i detta sammanhang. Resultaten ingår även i EU:s (EEA) utvärdering av vattenkvaliteten i sjöar och vattendrag; The Water Indicator Report som just sammanställs. Hur gör man i andra länder? I många andra länder finns endast ett mindre antal sjöar än i de nordiska länderna. Behovet av inventeringar är därmed ofta mindre. Man koncentrerar sig istället på viktiga, ofta större sjöar och sådana som är påverkade. I stora delar av USA har emellertid inventeringar gjorts på likartat sätt som våra. anders wilander är forskare vid Institutionen för Miljöanalys, SLU. noter och källhänvisningar 1 http://info1.ma.slu.se/max/www_max.acgi$project?id=intro 2 Rosén G. 1981. Tusen sjöar. Växtplanktons miljökrav. Naturvårdsverket. 3 Wilander, A., Johnson, R.K., Goedkoop, W. Och Lundin, L. 1998. Riksinventering 1995. Naturvårdsverket Rapport 4813 4 litoralfauna = faunan i strandzonen 5 NILU-ruta, numera EMEP50 = I en modell för beräkning av hur emissioner av svavel påverkade deposition valdes ett rutnät över Europa på 150x150 km (EMEP-ruta).Detta för att få en rimlig möjlighet att beräkna depositionen. Senare förfinades mät- och beräkningsmetoder så att en högre upplösning kan nås (EMEP50). sötvatten 2003 5
Biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten Willem Goedkoop Richard K. Johnson MILJÖMÅL Levande sjöar och vattendrag Riksinventeringen innebär, förutom en vattenkemisk provtagning, även en insamling av bottenlevande djur. De har visat sig vara goda indikatorer på övergödning, försurning och annan miljöpåverkan. 1 Här redovisas resultaten av bottenfaunainventeringen under riksinventeringen 2000 och principen för hur denna inventering genomförts. En jämförelse med resultaten från 1995 års riksinventering presenteras också. Ide senaste två riksinventeringarna (1995 och 2000) ingick, förutom den vattenkemiska provtagningen, även insamling av bottenfaunaprover från 700 vattendrag (strömsträckor) och 700 sjöar (litoral). Bottenfauna har i svenska och internationella undersökningar visat sig vara en god indikator på övergödning, försurning och annan miljöpåverkan.1 Bottenlevande djur är stationära, lätta att provta, förhållandevis lätt bestämbara och det finns en rad arter med olika, väldefinierade krav på miljön de lever i. 2 Inkludering av biologiska prover ligger dessutom helt i linje med EU:s vattendirektiv som kräver bedömningar av ekologisk status för medlemsländernas vatten. Urval av sjöar och vattendrag De sjöar och vattendrag som ingick i riksinventeringen 2000 var samma objekt som provtogs under riksinventeringen 1995. Dessa sjöar och vattendrag hade valts ut slumpvis efter en första stratifiering med avseende på storlek. Det slumpvisa urvalet medför att vissa objekt blir långt från idealiska att provta t.ex. bottenlösa myrgölar, vattendrag med leriga bottnar och branta stränder där det rentav är farligt för provtagaren att kliva ned i vattnet, och där bottensubstratet i stället måste håvas från kanten. Men också vatten där provtagningen av någon anledning måste anpassas, utgör en del av landets av sjöar och vattendrag och kan inte uteslutas. Riksinventeringen är ju en undersökning som syftar till att ge en bild av miljötillståndet i landets samtliga vatten, inklusive de som är påverkade. Faktorer som påverkar provtagningen Förutom en stor spridning i de naturliga förutsättningarna påverkas provtagningen, och därmed resultatet, även av variationer i klimatet. Under riksinventeringen 1995 var tidig isläggning ett problem för litoralprovtagningen i delar av landet. Hösten 2000 kännetecknades av en ovanligt hög nederbörd som medförde höga vattenstånd och flöden. Västra Götalands län, Värmlands län, Örebro län och Västmanlands län drabbades extra hårt, och som följd av de extrema väderleksförhållandena saknas från Örebro län 6 sötvatten 2003
biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten FAKTA INDEX Följande index används i bedömningsgrunderna för miljökvalitet för att förklara miljötillstånd och miljöpåverkan (Naturvårdsverket 1999). Shannons diversitetsindex Indexet sammanväger information om antalet taxa och deras relativa förekomst i provet. Man får på så vis ett mer nyanserat mått på den biologiska mångfalden än om man enbart tar hänsyn till antalet taxa. Till exempel har ett prov med tre arter som förekommer med lika många individer i provet en högre diversitet än ett prov där en art dominerar kraftigt och två arter förekommer med enstaka individer. Ett högt Shannonindex innebär en hög diversitet och betyder att det i provet förekommer många arter samt att förekomstfrekvensen av dessa arter i provet är ungefär lika stora. Vattendrag omgivet av jordbrukslandskap brukar för det mesta ha låga flöden och mjuka, leriga bottnar. Även dessa typer av vattendrag är dock en del av landets vattendragspopulation och har provtagits inom ramen för Riksinventeringen. Här provtar Oskar Andersson, forskningsingenjör från Institutionen för miljöanalys, en lerig jordbrukså i Uppland. samtliga bottenfaunaprover utom ett i riksinventeringen 2000. Från övriga län kom det in 677 bottenfaunaprover från sjöar och 701 från vattendrag. Provtagningen startade i början av september i Norrbotten och skedde sedan successivt nedåt landet. De sista proverna togs i Dalarna och Västra Götalands län i slutet av december. Vid varje lokal fyllde provtagaren i ett fältprotokoll med bl.a. uppgifter om det provtagna objektet; bottnarnas beskaffenhet, vattenvegetation, närmiljöns utseende och om någon tydlig påverkan föreligger. Uppgifter från protokollet utgör bl.a. underlag för fördjupade utvärderingar. Samtliga data från riksinventeringen är digitaliserade och finns tillgängliga på www.ma.slu.se. Där finns även en utförlig rapport (som pdf ) där genomförandet och resultatet från riksinventeringen 2000 redovisas. ASPT ASPT (Average Score Per Taxon) är ett s.k. renvattenindex som speglar allmän ekologisk kvalitet. Till ASPT bidrar ett flertal olika familjer med sina s.k. indikatorvärden ( scores ). Djur inom familjer som indikerar rena vatten och ostörda förhållanden har indikatorvärdet 10, medan djur som indikerar mer eller mindre förorenade förhållanden bidrar med indikatorvärden längs en fallande skala från 10 till 1. Ett lägre indikatorvärde får således djur som är tåliga mot olika typer av föroreningar och annan yttre påverkan. Det slutgiltiga ASPT-värdet erhålles genom summering av poängen för samtliga indikatorvärden och division med antalet familjer som påträffades i provet. Surhetsindex Medin och Henrikssons surhetsindex är ett index som utnyttjar olika bottendjurs känslighet för försurning, samt artrikedomen. Indexet beräknas enligt 5 kriterier som alla bidrar med ett antal poäng. Kriterierna är: 1) Förekomst av dagsländor, bäcksländor och nattsländor med olika ph-tolerans, 2) Förekomst av märlkräftor, 3) Förekomst av försurningskänsliga iglar, bäckbaggar, snäckor och musslor, 4) Kvoten mellan antalet arter av dagsländor och bäcksländor, 5) Det totala antalet taxa i provet (enligt en standardiserad lista). Det slutgiltiga indexvärdet beräknas som summan av värdena för de 5 kriterierna. Mycket högt surhetsindex = bottenfaunan liknar den som normalt påträffas i opåverkade vatten, klass 1 enligt bedömningsgrunderna. Högt surhetsindex = klass 2 enligt bedömningsgrunderna. Måttligt högt surhetsindex = klass 3 enligt bedömningsgrunderna. Lågt surhetsindex = klass 4 enligt bedömningsgrunderna. Mycket lågt surhetsindex = bottenfaunan består enbart av surhetstoleranta taxa, klass 5 enligt bedömningsgrunderna. Miljötillståndet i sjöar I litoralprover från sjöarna hittades mellan 2 och 41 sötvatten 2003 7
biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten Tabell 1 aartrikedom i sjöar Tabell 2 avanliga arter i sjöar Litoralprov Andel av sjöarna Antal taxa 10% < 7 taxa 80% 8 23 taxa 10% > 23 taxa Median*: 14 Medelvärde: 14, 7 Min: 2 taxa (Lillsjön, Jämtlands län) Max: 41 taxa (Levrasjön, Skåne län) Art Antal sjöar Andel sjöar Sötvattengråsugga 360 53% (Asellus aquaticus) Dagsländan 355 52% (Leptophlebia vespertina) Dagsländan 315 47% (Leptophlebia marginata) * Medianvärde är det centrala (mittersta) värdet bland sjö- eller vattendragsproverna när de är ordnade efter storlek. FAKTA Faktorer som påverkar bottenfaunasamhällen Faktorer som påverkar diversiteten är förutom vattenkvalitet även kvalitén på habitatet; ett mått på bottnarnas beskaffenhet och förekomst av olika substrat- och födotyper. Även graden av förbindelse med andra vatten styr diversiteten då det påverkar spridningsvägar för akvatiska djur, framförallt för taxa som saknar ett landlevande vuxenstadium (dvs. alla utom insekterna). Dagslända, släktet Leptophlebia, tål försurning mycket bra men är känslig för föroreningar. taxa 3 (tabell 1). De tre vanligaste arterna i sjöproverna var sötvattengråsuggan Asellus aquaticus och dagsländorna Leptophlebia vespertina och Leptophlebia marginata (tabell 2). Shannons diversitetsindex visar relativt många sjöar med högt index ( 6,9) belägna i östra Götaland (figur 1a). På och väster om det sydsvenska höglandet, samt i Dalsland och Värmland förekommer relativt få sjöar med mycket hög diversitet. Denna geografiska fördelning i diversitet speglar sannolikt skillnader i försurningsskador mellan den östra och västra delen av södra Sverige. Sjöar som uppvisar mycket låga Shannon diversitet återfinns framförallt i Norrlands inland och fjällregionen. Indexet ASPT (Average Score Per Taxon) visar en mindre tydlig geografisk trend. Sjöar med mycket låga ASPT indexvärden ( 4,5) finns såväl i söder som i norr (figur 1b). Detta kan ha naturliga orsaker men också bero på mänsklig påverkan. ASPT-värdet påverkas av vattnets föroreningsgrad, men det kan också påverkas av den naturliga utbredningen av i indexet ingående taxa. I norra Sverige, i synnerhet i fjällkedjan, kan det vara så att vissa bottenfaunafamiljer, som bidrar med höga poäng till indexvärdet, saknas av naturliga skäl. Sjöarna över trädgränsen har i allmänhet en låg buffertkapacitet, är näringsfattiga och saknar näringstillskott från markkällor i form av löv, grenar och annat organiskt material. I dessa system saknas en grupp bottendjur som tillhör sönderdelare (shredders). De står för sönderdelning av grovt organiskt material. Exempel på vanliga sönderdelare är sötvattengråsuggan Asellus aquaticus och diverse arter av nattsländelarver. Avsaknaden av denna grupp leder till att många högt belägna sjöar får relativt låga ASPT-värden. Medin och Henrikssons surhetsindex visar tydligt de försurningsskador på sjöar som förekommer i sydvästra Sverige (figur 1c). Även i den boreala regionen norr om Dalälven finns många sjöar som får mycket låga värden ( 1) för surhetsindexet. Detta indikerar delvis att det finns många naturligt sura sjöar i landets norra halva, men visar också att Medins surhetsindex inte utan vidare är tillämpbart för sjöar som av olika skäl kan vara naturligt artfattiga. Många av sjöarna i Norrland som hamnar i bedömningsklass 5 har även en relativt låg Shannon diversitet och låg 8 sötvatten 2003
biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten Miljötillstånd - Sjöar a) Shannon diversitet b) ASPT c) Surhetsindex klass 1; mycket högt index klass 2; högt index klass 3; måttligt högt index klass 4; lågt index klass 5; mycket lågt index Figur 1. Tillståndsklassning för sjöar med Shannons diversitetsindex (a), ASPT (b) och surhetsindex (c). I bakgrunden syns de sex ekoregioner 7 som fastställts av Nordiska Ministerrådet (1984). artrikedom. Iögonenfallande är också den koncentration av sjöar med mycket låga surhetsindex, dvs. sjöar som är starkt försurade som finns i Sundsvall-Härnösandstrakten. Miljötillstånd i vattendrag I proverna från vattendragen påträffades mellan 3 och 54 taxa (tabell 3, sid. 10). Den vanligaste arten i vattendragen var den försurningskänsliga dagsländan (Baetis rhodani) följt av bäcksländan (Leuctra hippopus) och sötvattensgråsuggan Asellus aquaticus (tabell 4, sid. 10). Shannons diversitetsindex för vattendrag visar tydliga skillnader mellan den norra och den södra delen av landet (figur 2a). I Götaland och Svealand finns förhållandevis många vattendrag med låga eller mycket låga diversitetsindexvärden (tillståndsklass 4 5), vilket innebär låg diversitet och troligen också stor miljöpåverkan. I Norrland är andelen vattendrag med låga indexvärden betydligt färre. Undantaget är nordligaste Norrland där påfallande många vattendrag har låg eller mycket låg diversitet. En låg diversitet kan antingen bero på lokal påverkan eller på provtagningssvårigheter, men det kan också vara så att vattendragen har en naturligt låg diversitet. En naturligt låg diversitet kan vara en följd av en låg produktivitet i ekosystemet (oligotrofi), en låg grad av s.k. habitatkomplexitet (t.ex. avsaknad av vegetation, död ved och/eller stenar av olika storlek på bottnarna). Även graden av isolering för ett vatten påverkar diversiteten eftersom avsaknaden av spridningsvägar begränsar kolonisering/återkolonisering. Exempel på bäckar med en sådan naturligt låg diversitet är flera fjällbäckar i Gällivare, Kiruna och Jokkmokk som är extremt näringsfattiga och ligger relativt isolerade i hög terräng. ASPT-indexet visar ett tydligt geografiskt mönster där vattendrag med mycket låga indexvärden återfinns i delar av landet som domineras av stora befolkningscentra och/eller jordbruksbygder, dvs. Mälardalen, Götalands slätter och Skåne (figur 2b). Här är trycket på vattendragen, som följd av relativt intensiv markoch vattenanvändning störst, vilket leder till utslagning av känsliga taxa. Något överraskande har också samtliga 10 vattendrag på Gotland låga eller mycket låga ASPT värden (tillståndsklass 4 eller 5). Norr om Dalälven har många av vattendragen sötvatten 2003 9
biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten Tabell 3 aartrikedom i vattendrag Tabell 4 avanliga arter i vattendrag Litoralprov Min: 3 taxa (Stora Även, Varberg, Hallands län) Max: 54 taxa (Söderängsån, Norrtälje, Stockholms län) Andel av sjöarna Antal taxa 10% < 11 taxa 80% 12 32 taxa 10% > 32 taxa Median*: 21 Medelvärde: 21,6 Art Antal vattendrag Andel vattendrag Dagsländan (Baetis rhodani) 464 66% Bäcksländan (Leuctra hippopus) 333 48% Sötvattengråsugga 326 47% (Asellus aquaticus) * Medianvärde är det centrala (mittersta) värdet bland sjö- eller vattendragsproverna när de är ordnade efter storlek. Bäcksländor, släktet Leuctra, tål försurat vatten relativt bra, men är mycket känsliga för grumliga vatten och organiska föroreningar. höga eller mycket höga ASPT-värden (tillståndsklass 1 eller 2). Här finns med andra ord många representanter för de familjer som klassas som känsliga enligt ASPT-indexet. Surhetsindexet visar att många vattendrag i Götaland och Svealand har skador på bottenfaunan (figur 2c). Många vattendrag har låga eller mycket låga surhetsindexvärden. Även utmed Norr- och Västerbottens kust (mellan Umeå och Luleå) och i norra Norrlands fjällen finns flera vattendrag med mycket låga surhetsindex (tillståndsklass 5). Även om det i enstaka fall kan handla om sura eller försurade bäckar, till exempel genom utsläpp från punktkällor eller genom oxidation av sulfidhaltiga jordar, är det sannolikt att det bland dessa vattendrag i norra Sverige som hamnar i tillståndsklass 5 finns ett antal falska, positiva resultat. Med falska, positiva resultat menas vatten där indexvärdet tyder på en påverkan, trots att en sådan påverkan i verkligheten inte finns. De 32 vattendrag i Norrbotten, Västerbotten och Västernorrland som hamnade i tillståndsklass 5 med surhetsindexet hade i själva verket ph-värden mellan 5,98 och 7,45 och en buffertkapacitet mellan 0,022 och 0,509 mekv/l. I 20 av vattendragen fanns en god eller mycket god buffertkapacitet (alkalinitet) och bara i Lillån, Robertsfors rådde negativ buffertkapacitet. Falska, positiva resultat kan också orsakas av att flera av de indikatortaxa som ingår i indexet helt enkelt saknas i norra Norrlands fjällvatten. Denna något missvisande bild som surhetsindexet följaktligen ger för norra Sverige gör det mindre lämpligt för bedömning av nordsvenska vatten. Ett geografiskt stråk av sura vattendrag mellan Umeå, Luleå och Abisko (ph <5) bekräftas av ett annat surhetsindex, Raddums index4. Har miljötillståndet förbättrats sedan riksinventeringen 1995? Det är lockande att jämföra resultatet från riksinventeringen 2000 med det från 1995, men man bör komma ihåg att inventeringar ger ögonblicksbild och att skillnader kan bero på en mängd andra miljöfaktorer än just föroreningsläget. Miljödata visar normalt en mellanårsvariation som bl.a. beror på variationer i klimat och/eller tillfälligheter. Det är därför vanligt att mätvärden skiljer mellan olika år. Detta gäller även jämförelsen mellan två olika inventeringstillfällen. För att ändå kunna identifiera trender mot bakgrund av denna mellanårsvariation tas därför prover inom ramen för de s.k. tidsserieprogrammen (referenssjöar, referensvattendrag). Jämförelser med tillståndsklasser Ett sätt att jämföra riksinventeringarna från 2000 och 1995 med varandra är att se hur objekten fördelar sig över de olika tillståndsklasserna (fakta). Tillståndsklassningen visar på fler sjöar och vattendrag i klass 1 och 2 för Shannon och ASPT under 2000 än man kunde förvänta med utgångspunkt av fördelningen 10 sötvatten 2003
biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten Miljötillstånd Vattendrag a) Shannon diversitet b) ASPT c) Surhetsindex klass 1; mycket högt index klass 2; högt index klass 3; måttligt högt index klass 4; lågt index klass 5; mycket lågt index Figur 2. Tillståndsklassning för vattendrag med Shannons diversitetsindex (a), ASPT (b) och surhetsindex (c). I bakgrunden syns de sex ekoregioner 7 som fastställts av Nordiska Ministerrådet (1984). som ligger till grund för nuvarande bedömningsgrunderna. Frekvensfördelningen för dessa index visar för riksinventeringen 2000 en lätt förskjutning åt vänster, dvs. flera sjöar och vattendrag med höga indexvärden och låg tillståndsklass (figur 3, sid. 12). Man kan tolka det som om tillståndet för landets sjöar och vattendrag har förbättrats något jämfört med 1995. Sammanlagt hamnar mellan 43% och 58% (figur 3) av objekten i bedömningsklass 1 och 2 (mot 37% 1995). Klassningen med surhetsindexet visar dock på motsatsen, dvs. generellt något lägre indexvärden jämfört med 1995. För riksinventeringen 2000 finns betydligt färre än 10% av sjöarna och vattendragen i klass 1, medan 13% och 18% har hamnat i klass 5 med avseende på surhetsindex. FAKTA Tillståndsklasser Klassningen av miljötillståndet i sjöar och vattendrag i nuvarande bedömningsgrunder för miljökvalitet bygger på statistiska fördelningar från riksinventeringen 1995. Tillståndsklassning Percentil Indexvärde Klass 90 100% mycket högt 1 63,4 90% högt 2 36,7 63,4% måttligt högt 3 10 36,7% lågt 4 0 10% mycket lågt 5 sötvatten 2003 11
biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten sjöar Shannons diversitet vattendrag Antal sjöar 250 200 150 100 50 20% 38% 27% 12% 2% 10% 33% 32% 17% 8% 200 150 100 50 Antal vattendrag 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 ASPT Antal sjöar 250 200 150 100 50 10% 35% 30% 15% 10% 19% 35% 20% 17% 9% 250 200 150 100 50 Antal vattendrag 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Surhetsindex Antal sjöar 200 150 100 50 5% 13% 39% 25% 18% 3% 31% 27% 13% 200 150 100 50 Antal vattendrag 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 klass 1; mycket högt index klass 2; högt index klass 3; måttligt högt index klass 4; lågt index klass 5; mycket lågt index Figur 3. Antal och relativ andel sjöar (vänster) och vattendrag (höger) i olika tillståndsklasser för Shannon diversitet (övre), ASPT (mitten) och surhetsindex (undre) enligt bedömningsgrunder. Andra sätt att jämföra Ett annat sätt att jämföra data från de båda riksinventeringarna är jämföra de objekt som ingick med hjälp av parade t-tester. Med parade t-tester jämför man om skillnaderna mellan resultaten från 1995 och 2000 skiljer sig signifikant från noll. En sådan jämförelse för sjöar visar att de största förändringarna har skett i landets norra del. I den Mellanboreala regionen är medelantalet taxa och samtliga medelvärden för olika index högre än samma sjö hade 1995. Även i de nordliga boreala och arktiskt alpina regionerna är antalet taxa och flera indexvärden något högre än under 1995-års riksinventering. Längre söderut i landet är skillnaderna mot 1995 inte signifikanta för sjöarna. För vattendragen är bilden ungefär den samma med signifikant högre värden än 1995 i den nordlig boreala och mellanboreala regionen. Även vattendragen i den sydlig boreala regionen uppvisar högre värden än 1995 för antal taxa, ASPT och surhetsindex, men inte för Shannon diversitet. I den arktiskt alpina regionen i nordväst och i den nemorala regionen längst ned i söder är skillnaderna inte signifikanta Bedömning av påverkan Förutom en tillståndsklassning innehåller bedömningsgrunderna också en klassning av påverkan. Det är helt enkelt ett sätt att bedöma hur pass utsatt för miljöpåverkarn ett vattendrag eller en sjö är. Påverkan beräknas för bottenfaunaindex som avvikelse från ett jämförvärde, specifikt för en viss ekoregion, som representerar ett förväntat, naturligt tillstånd utan mänsklig påverkan. Sättet att beräkna påverkan i bedömningsgrunderna följer de ekologiska kvalitetskvoter5 som EU:s vattendirektiv kräver för beräkning av ekologisk status. Här redovisas de sjöar och vattendrag som hamnar i bedömningsklass 3, 4 och 5 och som visar tydliga till myck- 12 sötvatten 2003
biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten Miljöpåverkan Sjöar a) Shannon diversitet b) ASPT c) Surhetsindex klass 3; tydlig påverkan klass 4; stor påverkan klass 5; mycket stor påverkan Figur 4. Geografisk spridning för påverkansklassning (klass 3, 4 och 5) av sjöar för Shannons diversitetsindex (a), ASPT (b) och surhetsindex (c). I bakgrunden syns de sex ekoregioner 7 som fastställts av Nordiska Ministerrådet (1984). et starka effekter av störning. Detta är alltså sjöar och vattendrag som inte anses uppnå god ekologisk status, om man antar att gränsen mellan god och måttlig ekologisk status går mellan påverkansklass 2 och 3.6 Miljöpåverkan i sjöar Sjöar med en tydlig, stor, eller mycket stor avvikelse från jämförvärdet (klass 3, 4, 5) för Shannons diversitet och ASPT, 78 respektive 27 till antalet, ligger väl spridda över landet (figur 4a och b). Dessa objekt i påverkansklass 3 5 visar tydliga till mycket starka effekter av störning på bottenfaunasamhället. Det är iögonenfallande att inga sjöar hamnar i påverkansklass 5 med ASPT (svarta prickar). Bilden för surhetsindex är annorlunda. Surhetsindexet visar på en stark till mycket stark påverkan för relativt många sjöar i sydvästra Sverige, där försurningstrycket har varit och fortfarande är störst (figur 4c). Även några objekt i Södermanland och Västmanland hamnar i påverkansklass 5. Det är även värt att notera att många sjöar i Norrlands skogslandskap och fjällregionen uppvisar mycket stora avvikelser från jämförvärdet (klass 5). Många sjöar hamnar i påverkansklass 5, vilket indikerar att de skulle vara utsatta för en stark påverkan. Detta skulle vara alarmerande om bedömningen visar en sann bild av försurnings- och/eller surhetsläget i norra delen av landet. Mer sannolikt är att Medins surhetsindex, som utvecklats för södra Sverige, felklassar en stor andel av dessa sjöar i Norrland. Anledningen till det är att indexet styrs av antalet taxa och förekomsten av ett antal indikatortaxa och att vatten längre norrut, i synnerhet i fjälltrakterna, hyser färre taxa och av naturliga skäl saknar flera av de indikatortaxa som ingår i indexet.. sötvatten 2003 13
biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten Miljöpåverkan Vattendrag a) Shannon diversitet b) ASPT c) Surhetsindex klass 3; tydlig påverkan klass 4; stor påverkan klass 5; mycket stor påverkan Figur 5. Geografisk spridning för påverkansklassning (klass 3, 4 och 5) av vattendrag för Shannons diversitetsindex (a), ASPT, b) och surhetsindex (c). I bakgrunden syns de sex ekoregioner 7 som fastställts av Nordiska Ministerrådet (1984). Miljöpåverkan av vattendrag Bedömningen av miljöpåverkan av vattendrag visar att 87 (eller 12%) vatten visar tydliga till mycket starka effekter av störning (klass 3, 4, 5) när bedömning görs med Shannons diversitetsindex. (figur 5a). De flesta objekt i påverkansklass 3 5 ligger i Svealand eller i nordligaste Norrland. Inga vattendrag landar i påverkansklass 4 eller 5 med renvattenindexet ASPT, medan 22 objekt hamnar i påverkansklass 3 (figur 5b). Trenden med relativt få vattendrag i klass 5 vid påverkansbedömning med ASPT liknar resultatet för sjöarna och det verkar osannolikt. Egenligen borde det bland provtagna vatten inom riksinventeringen 2000 finnas ett antal vattendrag som är kraftigt påverkade. Att så få vattendrag hamnar i påverkans klass 3 5 beror troligen på att jämförvärdena för de olika ekoregionerna 7, som är framtagna med hjälp av opåverkade vatten från riksinventeringen 1995, har satts för lågt. Surhetsindexet visar att de flesta vattendrag med tydliga till mycket starka effekter av störning finns i Götaland och Svealand (figur 5c). Även utmed norra Norrlands kust och i högfjällsområdet i nordväst finns flera bäckar som visar en stark till mycket stark surhetspåverkan. Fjällbäckarna missklassas med största sannolikhet av anledningar som spekulerats om ovan (i avsnittet om sjöar). Längre söderut i fjällkedjan finns dock få vattendrag med tydliga till starka effekter av störning (påverkansklass 3 och 4) och inga med mycket starka effekter av störning (påverkansklass 5). Detta visar att taxa som ingår i surhetsindexet finns längre söderut i fjällbäckar och att indexet därmed är ett lämpligt verktyg för bedömning av surhetspåverkan. Vad används resultaten till? Riksinventeringen har visat sig mycket användbar. Inventeringen från 1995 har bland annat: 1) givit värdefull information om arters förekomst i svenska sjöar och vattendrag, 2) givit upphov till de första svenska bedömningsgrunderna för bottenfauna (under 1999) 3) varit underlag för ett flertal vetenskapliga studier om relationen mellan bottenfaunasamhällenas sammansättning och omgivningsfaktorer. Uppgifterna från riksinventeringarna kan även användas för rapportering av miljöstatus för svenska vatten till EU. 14 sötvatten 2003
biologisk mångfald och miljökvalitet i svenska vatten Sjöar som omges av myrmarker är ofta bottenlösa, d.v.s de saknar fasta, steniga strandzoner där provtagaren kan kliva ned för att ta ordinarie sparkprover. I stället provtas dylika sjöar och tjärn genom håvning från stranden (se text för utförlig förklaring). Bilden visar Mikael Östlund som provtar ett tjärn i Norrbottens inland. Data från år 2000 är användbara i den kommande revisionen av bedömningsgrunderna, som ska anpassas till EU:s vattendirektiv när det gäller påverkan. En viktig del i detta arbete är att få fram de jämförvärden som speglar ett s.k. naturligt tillstånd (ostörda förhållanden) för en mängd olika typer av sjöar och vattendrag (efter storlek, höjd över havet, m.m.). En annan viktig del är att testa bedömningen av påverkan i vatten som skiljer sig markant med avseende på föroreningar, t.ex. kemiska och fysiska. En annan stor utmaning är att med underlag av data från riksinventeringen 2000 vidareutveckla befintliga surhetsindex. För närvarande finns t.ex. inte något bra index för bedömning av nordsvenska vatten, i synnerhet sjöar. Det har inte minst denna artikel visat. Kunskapen om olika bottenfaunaorganismers känslighet för effekter av låga ph i vattnet, så som den finns samlad via de fyra surhetsindex som idag finns i bruk, har visat sig vara låg. Här finns mer arbete att uträtta. willem goedkoop är docent i ekologi vid Institutionen för miljöanalys, SLU. richard k. johnson är professor i akvatisk ekologi vid Institutionen för miljöanalys, SLU. noter och källhänvisningar 1. Johnson, R.K., T. Wiederholm och D.M. Rosenberg. 1993. Freshwater biomonitoring using individual organims, populations, and species assemblages of benthic mecroinvertebrates. 2. Rosenberg, D.M. och V. Resh. 1993. Freshwater biomonitoring and benthic macroinvertebrates. Chapman and Hall, New York. 3. Antal taxa utgående från 517 taxa som ingår i den standardiserade taxonomiska listan (Naturvårdsverket 1999). 4. Raddums index Ett bottenfaunaindex som är utvecklat i Norge för att mäta försurningsskador på vatten. Raddum, G., A. Fjellheim och T. Hesthagen. 1988. Monitoring of acidity by the use of aquatic organisms. Verh. Internat. Verein. Limnol. 23: 2291 2297 5. EU:s s.k. ekologiska kvalitetskvoter är kvoten som bildas av den observerade ekologiska kvaliteten för ett vatten och den förväntade ekologiska kvaliteten under referensförhållanden. 6. Observera dock att detta är ett antagande och att de verkliga klassgränserna är under revision. 7. Ekoregioner = en naturgeografisk indelning av landet med avseende på klimatfaktorer och vegetation. sötvatten 2003 15
Vad påverkar sjöars och vattendrags kemiska sammansättning? Sonja Stendera Sjöar och vattendrags kemi påverkas av flera olika variabler. Ett sätt MILJÖMÅL Levande sjöar och vattendrag att försöka beräkna påverkan är bland annat att använda s.k. multivariata analyser. Här beskrivs hur dessa använts som verktyg inom Riksinventeringen. Iriksinventeringen hösten 2000 ingick 3464 sjöar och 724 vattendrag, spridda över hela landet. Över 30 fysikalisk-kemiska variabler analyserades och dessutom samlades information om avrinningsområdena, närmiljön och habitat in. Med hjälp av denna bakgrundsinformation är det möjligt att klassificera de akvatiska ekosystemen. Klassificeringen är en del i arbetet med att kunna fastställa kvantitativa regionala miljömål. På så vis kan vi också få en mer kostnadseffektiv övervakning och lättare se förändringar och trender. En övergripande målsättning med riksinventeringarna har alltid varit att kartlägga hur vattenkemin i sjöar och vattendrag varierar över landet. För att kunna göra detta på ett bra sätt, och också utveckla en klassificeringsram, är det väsentligt att förstå rumslig variation på olika skalor. Till exempel påverkar landskapet ytvattens kemiska sammansättning genom flera komplexa mekanismer och processer som rör sig från lokala, över regionala till mer globala nivåer. Idag finns det bara en begränsad förståelse för hur sambanden ser ut, men ett djupare insyn är grundläggande för ett uthålligt nyttjande av sötvattenekosystemen. Multivariata metoder Multivariata statistiska metoder gör det möjligt att komma ett steg närmare en förståelse av sambanden mellan de olika nivåerna. Multivariata ordinationstekniker används för att analysera stora mängder data genom summering av data och reducering av antalet variabler. Genom en ordination får man en datasvärm ordnad och sorterad på så sätt att är det möjligt att hitta samband mellan flera variabler på en gång. Redundancy analysis (RDA) är en multivariat ordinationsteknik som binder samman kemiska variabler (s.k. beroende variabler) med omvärldsfaktorer (oberoende variabler, t. ex. substratstruktur, sjöstorlek, storlek av avrinningsområde m. m.). En utveckling av denna metod är den s.k. Partial Redundancy analysis (prda), som gör det möjligt att fördela variansen inom t.ex. ett dataset för vattenkemi på flera dataset med olika omvärldsfaktorer. Med prda kan man kvantifiera den varians som beskrivs bara från en grupp variabler men som inte förklaras av en eller två andra grupper (s.k. kovariabler) och dessutom den varians som förklaras av alla grupper tillsammans och den oförklarade variansen (se faktarutan). Exempelvis bidrar regionala faktorer med en ganska hög andel till den 16 sötvatten 2003
vad påverkar sjöars och vattendrags kemiska sammansättning? FAKTA Redundancy analysis (RDA) och partial RDA (prda) Variation i vattenkemin Nästan alla dataset med en serie av olika variabler som beskriver en lokal är ett multivariat dataset som användas för en ordination, dvs. en sortering och ordning av alla variabler. Om man till exempel har vattenkemidata från 50 sjöar i Sverige, så kan man använda ordinationstekniker på två olika sätt: vilka variabler har liknande distribution i alla dessa sjöar och/eller vilka sjöar har samma eller liknande vattenkemimönster. På så sätt används en enkel analys för att ersätta en lång rad av korrelationer. Oförklarad GRL Geografisk Geografisk & Regional 2,9 1,7 20,1 18,8 38,9 34,1 39,9 43 RDA är som ordinationsmetod mest lämpad för linjära data, dvs. data (beroende) med en linjär relation till omvärldsgradienter (oberoende). Det finns ingen gräns för hur många beroende och oberoende data som kan användas. Om man har vattenkemidata, som i det här fallet, så krävs det i de flesta fallen en omvandling av data för att säkerställa en normalfördelning. Första steget inom RDA är en analys av de omvärldsfaktorer som har ett insignifikant förhållande till kemivariablerna. De ska uteslutas ur själva analysen. Som resultat av en RDA får man ett värde, s.k. eigenvalue, som motsvarar den förklarade variationen som finns i datasetet. Ju högre den förklarade variationen är, desto mer skiljer sig sjöarna eller vattendrag från varandra. Partial RDA är en metod ämnad för att fördela variationen mellan olika komponenter (datagrupper). På så sätt får man fram den variation som kan förklaras av bara en komponent. Dessutom får man fram den variation som kan förklaras av alla komponenter tillsammans och den oförklarade variationen. Denna metod kallas variation partitioning. Geografisk & Lokal Regional Regional & Lokal Lokal 1,3 0,3 8,1 6,9 9 6,5 18,4 22,6 0 10 20 30 40 50 Variation (%) sjöar vattendrag Figur 1. Andelen av variationen i vattenkemin för sjöar och vattendrag (i procent) som förklaras av olika faktorer och deras kombinationer på olika skalor. totala variansen och denna varians kan bara förklaras av regionala faktorer och inte av geografiska eller lokala faktorer (figur 1). Kombinationen av regionala faktorer och lokala faktorer tillsammans förklarar mycket mindre variation, vilket betyder att de två grupperna tillsammans innehåller överflödig information. För att förstå vilka faktorer som styr den kemiska sammansättningen i sjöar och vattendrag och vilken skala de tillhör så valdes 21 fysikalisk-kemiska variabler ut för 361 sjöar och 391 vattendrag (tabell 1, sid 18) som ingick i riksinventeringen. De utvalda lokalerna var så naturliga som möjligt, dvs. med minsta möjliga, mänskliga påverkan. 39 variabler fördelades på tre grupper: en grupp med geografiska faktorer, en med regionala faktorer och en med lokala faktorer (tabell 2, sid 18). Olika körningar av prda med dessa variabelgrupper och deras kombinationer resulterar i att olika andelar av variansen förklaras av de olika omvärldsfaktorerna. Resultat av analysen Figur 1 visar att 39,9% av variansen av sjöarnas vattenkemi, respektive 43% av variansen av vattenkemin i vattendrag förklaras av alla faktorer tillsammans (dvs. både av geografiska, regionala och lokala faktorer). Geografiska faktorer var för sig och deras kombination med lokala faktorer, såväl som lokala faktorer var för sig och deras kombination med regionala faktorer, förklarar mindre än 10% av variationen i vattenkemi för både sjöar och vattendrag. Däremot kan 18,4% av variansen för sjöar och 22,6% av variansen för vattendrag förklaras av regionala faktorer. Kombinationen av regionala och geografiska faktorer förklarar 20,1% av variansen för sjöar och 18,8% av variansen för vattendrag. RDA beräknar dessutom andelen av den varians som förklaras av enstaka variabler. Därmed är det möjligt att direkt se vilka omvärldsfaktorer som har störst påverkan på den kemiska sammansättningen av ytvatten. De viktigaste är, i de allra flesta fall, regionala faktorer. Men sjöarnas och vattendragens vattenkemi påverkas av olika variabler. 55,7% av variationen för sjöar förklaras av deras placering, men motsvarande siffra för vattendrag är endast 9% (tabell 2, sid. 18). Däremot kan 60,6% av variationen förklaras av åkermark i vattendragens avrinningsområde, medan denna sötvatten 2003 17