508
Biologisk status i kalka inhsjøer
Torbjørn Forseth Godtfred A. Halvorsen Ola Ugedal lan Fleming Ann Kristin L. Schartau Terje Nøst Rita Hartvigsen Gunnar Raddum Wolf Mooij Einar Kleiven
NINA.NIKU NINA Norsk institutt for naturforskning Biologiskstatusikalkainnsjøer
TorbjørnForseth GodtfredA.Halvorsen OlaUgedal lanFleming Ann KristinL.Schartau TerjeNøst RitaHartvigsen GunnarRaddum Wolf Mooij EinarKleiven
NINANorskinstituttfornaturforskning nina oppdragsmelding 508
NINA•NIKUs publikasjoner Forseth, T., Halvorsen, G.A., Ugedal, 0., Fleming, I., Schartau, A.K.L., Nøst, T., Hartvigsen, R., Raddum, G., NINA•NIKU utgir følgende faste publikasjoner: Mooij, W. & Kleiven, E. 1997. Biologisk status i kalka inn- sjøer. - NINA Oppdragsmelding 508: 1-52. NINA Fagrapport NIKU Fagrapport Trondheim, desember 1997 Her publiseres resultater av NINAs og NIKUs eget fors- kningsarbeid, problemoversikter, kartlegging av kunn- ISSN 0802-4103 skapsnivået innen et emne, og litteraturstudier. Rapporter ISBN 82-426-0871-7 utgis også som et alternativ eller et supplement til inter- nasjonal publisering, der tidsaspekt, materialets art, mål- Forvaltningsområde: gruppe m.m. gjør dette nødvendig. Forurensning, Naturovervåking Opplag: Normalt 300-500 Pollution, Nature monitoring
NINA Oppdragsmelding Rettighetshaver 0: NIKU Oppdragsmelding Stiftelsen for naturforskning og kulturminneforskning Dette er det minimum av rapportering som NINA og NIKU NINA.NIKU gir til oppdragsgiver etter fullført forsknings- eller utred- ningsprosjekt. I tillegg til de emner som dekkes av fag- Publikasjonen kan siteres fritt med kildeangivelse rapportene, vil oppdragsmeldingene også omfatte befar- ingsrapporter, seminar- og konferanseforedrag, års- rapporter fra overvåkningsprogrammer, o.a. Opplaget er begrenset. (Normalt 50-100)
NINA•NIKU Project Report Serien presenterer resultater fra begge instituttenes pro- sjekter når resultatene må gjøres tilgjengelig på engelsk. Serien omfatter original egenforskning, litteraturstudier, analyser av spesielle problemer eller tema, etc. Opplaget varierer avhengig av behov og målgrupper.
Temahefter Disse behandler spesielle tema og utarbeides etter behov bl.a. for å informere om viktige problemstillinger i sam- Redaksjon: funnet. Målgruppen er "almenheten" eller særskilte Ann Kristin Schartau grupper, f.eks. landbruket, fylkesmennenes miljøvern- NINA.NIKU, Trondheim avdelinger, turist- og friluftlivskretser o.l. De gis derfor en mer populærfaglig form og med mer bruk av illustrasjoner Design og layout: enn ovennevnte publikasjoner. Synnøve Vanvik Opplag: Varierer Sats: NINA.NIKU Fakta-ark Hensikten med disse er å gjøre de viktigste resultatene av Kopiering: Norservice NINA og NIKUs faglige virksomhet, og som er publisert andre steder, tilgjengelig for et større publikum (presse, Opplag: 300 ideelle organisasjoner, naturforvaltningen på ulike nivåer, politikere og interesserte enkeltpersoner). Kontaktadresse: Opplag: 1200-1800 NINA.NIKU Tungasletta 2 I tillegg publiserer NINA og NIKU-ansatte sine forsknings- 7005 Trondheim resultater i internasjonale vitenskapelige journaler, gjen- Tel: 73 58 05 00 nom populærfaglige tidsskrifter og aviser. Fax: 73 91 54 33
Tilgjengelighet: Åpen Oppdragsgiver:
Prosjekt nr.: 13536 Bestandsstatus - kalka innsjøer Direktoratet for naturforvaltning
Ansvarlig signatur:
2
O Norsk institutt for naturforskning (NINA) 2010 http://www.nina.no Vennligst kontakt NINA, NO-7485 TRONDHEIM for reproduksjon av tabeller, figurer, illustrasjoner i denne rapporten. nina oppdragsmelding 508
denne andelen er lav og akseptabel. Analysen av bunndyr Referat antyder ikke noe om hvilke kalkingsmetode eller kalktype som er å foretrekke. Forseth, T., Halvorsen, G.A., Ugedal, 0., Fleming, I., Schartau, A.K.L., Nøst, T., Hartvigsen, R., Raddum, G., Ved å betrakte hele økosystemet samlet fant vi at bare en Mooij, W. & Kleiven, E. 1997. Biologisk status i kalka inn- innsjø ble kategorisert som sterkt forsuringspåvirket, 19 (21 sjøer. - NINA Oppdragsmelding 508: 1-52. %) innsjøer ble plassert i kategori upåvirket, mens de fleste innsjøene ble vurdert som mulig eller svakt påvirket. Biologisk status i fiskebestander, plankton- og bunndyrsam- Økosystemene i 24 av innsjøene (27 %) er med stor sann- funn ble undersøkt i 90 tilfeldig utvalgte kalka innsjøer i Sør- synlighet fortsatt negativt påvirket av forsuring. Norge. Status i fiskebestandene ble kartlagt ved å studere alderssammensetning, rekruttering, vekst og samfunns- Vi konkluderer med at kalkingsprogrammet er vellykket og struktur. Bunndyr og planktonsamfunnene i våre lokaliteter at kalking av innsjøer ikke ser ut til å gi noen negative ble sammenlignet med faunaen i typisk sure og lite sure effekter på faunaen. Det er imidlertid fortsatt rom for for- innsjøer og forekomsten av tolerante og følsomme arter ble bedring både i utvelgelse av innsjøer og i kalkingsstrategi. vurdert. Emneord: Kalking, sur nedbør, fisk, bunndyr, dyreplankton. Fiskesamfunnene var noe fattigere enn forventet i innsjøer i de østlige fylkene. Reetablering av østlige fiskearter (som Torbjørn Forseth, Ola Ugedal, lan Fleming, Ann Kristin L. karpefiskene) har enten ikke funnet sted eller så er Schartau, Terje Nøst & Rita Hartvigsen: Norsk institutt for kalkingsinnsatsen fokusert mot innsjøer med abbor eller naturforskning, Tungasletta 2, N-7005 Trondheim. ørret. I de fleste av innsjøene med abbor og/eller ørret har Godtfred A. Halvorsen & Gunnar Raddum: Universitetet i vi selvrekrutterende bestander. Kalkingen ser ut til å være Bergen, Zoologisk institutt, LFI-Bergen, Allégt. 41, N-5007 mer vellykket for abbor enn for ørret idet knappe 8 % av Bergen abborbestandene ser ut til å ha forsuringsrelaterte pro- Wolf Mooij: Netherlands Institute of Ecology, Richstatweg 6, blemer, mens det tilsvarende tallet for ørret var 55 %. 3631 AC Neuwersluis. Forskjeller i kalkingsstrategi kan ha påvirket dette forholdet, Einar Kleiven: Norsk institutt for vannforskning, Sørlands- idet bekkekalkinger mer enn innsjøkalkinger ser ut til å virke avdelingen, Televeien 1, N-4890 Grimstad. gunstig på ørretbestander, mens abborbestander respon- derer like godt på alle kalkingsstrategier.
Fiskens vekst var primært korrelert med bestandenes tetthet. Svært få sammenhenger mellom vekst og vann- kjemiske parametre ble funnet. Det ble heller ikke funnet sammenhenger mellom vannkjemi og fisketetthet. Kalking ser ikke ut til å ha endret fiskens vekst i noen konsekvent retning. Vi fant ingen sammenheng mellom fiskevekst og antall år med kalking, og tilbakeberegninger av vekst hos fisk i de enkelte innsjøene viste både økt vekst, redusert vekst og ingen endringer etter kalking.
Over halvparten av innsjøene hadde krepsdyrplankton som fremdeles er påvirket av forsuring etter flere års kalkings- virksomhet. De viktigste faktorene som forklarer forskjeller i dyrplanktonets sammensetning er geografiske forskjeller i artenes utbredelsesområde (øst-vest og sør-nord gradient- er, h.o.h.). Geografiske variasjoner i artssammensetning kan knyttes til geografiske variasjoner i beitetrykk fra fisk, vannkjemi, temperatur, trofigrad, siktedyp og til en viss grad kalkingsstrategier.
Kalking har i de aller fleste tilfellene redusert skadene på bunnfaunaen forårsaket av sur nedbør. Alle statistiske test- er på artsantall, individantall og forsuringsindekser viser signifikante forskjeller mellom kalkede og ukalkede lokali- teter. Majoriteten av de kalkede lokalitetene ble kategorisert som upåvirket eller svakt forsuringspåvirket, mens bare en mindre andel (12 %) ble kategorisert som sterkt påvirket etter kalking. Tar en i betraktning de mange forhold som kan forsinke rekolonisering av følsomme arter mener vi at
3 O Norsk institutt for naturforskning (NINA) 2010 http://www.nina.no Vennligst kontakt NINA, NO-7485 TRONDHEIM for reproduksjon av tabeller, figurer, illustrasjoner i denne rapporten. nina oppdragsmelding 508
and acceptable when considering the number of factors Abstract which may delay the reintroduction of sensitive taxa. The zoobenthos analysis did not indicate whether some Forseth, T., Halvorsen, G.A., Ugedal, 0., Fleming, I., methods of liming or lime types were better than others. Schartau, A.K.L., Nøst, T., Hartvigsen, R., Raddum, G., Mooij, W. & Kleiven, E. 1997. Biological status in limed By considering the ecosystem as a whole, we categorised lakes. - NINA Oppdragsmelding 508: 1-52. only one lake as being heavily influenced by acidity and 19 (21 %) lakes as not influenced, whereas most lakes were The biological status of fish, zooplankton and zoobenthos regarded as possibly or weakly influenced. We conclude communities was studied in 90 randomly selected limed that the ecosystems in 24 (27 %) of the studied lakes are lakes in southern Norway. We examined the age distribu- likely still negatively influenced by acidity. tion, recruitment, growth and community structure of fish populations. Zoobenthos and zooplankton communities The liming programme appears to have been successful at were compared to communities in unaffected lakes and reducing the negative effects of acid rain upon lake related to the occurrence of acid-tolerant and acid-sensitive ecosystems in Norway, and that liming of lakes, itself, species. appears to have no negative effects on fauna. There is, however, potential for improvements both when selecting The fish communities were less diverse than expected in lakes for inclusion in the programme and in liming the eastern parts of the study area. There may be two strategies. reasons for this: (1) eastern fish species (such as cyper- nids) have not recolonised the lakes after liming or (2) lakes Key words: Liming, acid rain, fish, zoobenthos, zooplankton. where these species originally (before acidification) were found are not included in the liming program. Natural Torbjørn Forseth, Ola Ugedal, lan Fleming, Ann Kristin L. recruitment of European perch and/or brown trout was Schartau, Terje Nøst & Rita Hartvigsen: Norwegian Institute observed in most lakes and most populations were self- for Nature Resarch, Tungasletta 2, N-7005 Trondheim, sustaining. Liming appeared more effective for perch than Norway. brown trout, as only 8 % of the perch populations appeared Godtfred A. Halvorsen & Gunnar Raddum: University of negatively influenced by acidity while 55 % of the brown Bergen, Department for Zoology, LFI-Bergen, Allégt. 41, N- trout populations appeared influenced. This may be a 5007 Bergen, Norway consequence of the method of liming. Brown trout respond Wolf Mooij: Netherlands Institute of Ecology, Richstatweg 6, better to liming of inlet streams than to whole-lake liming, 3631 AC Neuwersluis. whereas perch respond equally well to all methods. Einar Kleiven: Notwegian Institute for Water Research, Southern department, Televeien 1, N-4890 Grimstad, Fish growth was correlated with fish densities. Very few Norway. relationships were established between fish growth and water quality parameters. No relationships were found be- tween fish abundance and water quality. Liming did not appear to influence growth in a consistent way. No rela- tionship was found between fish growth and the number of years a lake had been limed, and back-calculations of growth for fish from the individual lakes showed no consi- stent difference before and after liming.
More than half of the studied lakes had zooplankton communities influenced by acidity. The community structure was primarily determined by geographical differences in species distribution (east-west and north-south gradients, altitude). Geographical variation in species distribution was influenced by geographical variation in predation pressure from fish, water chemistry, temperature, productivity, secchi disk transparency and to some extent, the method of liming.
In general, liming has reduced the damage to zoobenthos communities caused by acid rain. All statistical analyses on the number of species present, the number of individuals and damage indices revealed significant differences be- tween limed and unlimed localities. In the majority of lakes, zoobenthos communities were categorised as unaffected or weakly affected by acidity, and only a small proportion (12 %) as heavily affected. We regard this proportion as low
4
O Norsk institutt for naturforskning (NINA) 2010 http://www.nina.no Vennligst kontakt NINA, NO-7485 TRONDHEIM for reproduksjon av tabeller, figurer, illustrasjoner i denne rapporten. nIna oppdragsmelding 508 Forord Innhold
I 1995 fikk Norsk institutt for naturforskning (NINA) i sam- Referat 3 arbeid med LFI-Bergen i oppdrag fra Direktoratet for Abstract 4 naturforvaltning (DN) å gjennomføre feltinnsamlinger i totalt Forord 5 90 kalka innsjøer i Sør-Norge. Ut fra materialet som ble samlet inn i løpet av 1995 og 1996, skulle vi evaluere 1 Innledning 6 effekten av kalking på ferskvannsøkosystemer. Materialet skulle bearbeides og rapporteres i løpet av 1997. Prosjektet 2 Materiale og metoder 6 ble administrert og koordinert av NINA. De administrative 2.1 Overordnede betraktninger 6 oppgavene bestod av samkjøring av delstudiene, kommu- 2.2 Innsjøer og bakgrunnsinformasjon 6 nikasjon med DN og fylkesmannens miljøvernavdelinger, 2.3 Fisk 7 inklusive innsamling og systematisering av bakgrunnsdata. 2.4 Planktoniske krepsdyr 11 NINA har hatt ansvaret for undersøkelsene av fisk og 2.5 Bunndyr 12 dyreplankton og LFI-Bergen for bunndyrundersøkelsen. Etter avtale med DN består rapporteringen av to hoved- 3 Resultater og diskusjon 16 deler: (1) En rapport (NINA Oppdragsmelding 508, denne) 3.1 Beskrivelse av innsjøene 16 som tar opp de generelle effektene av kalking på øko- 3.2 Fisk 16 systemene og en generell vurdering av kalkingsprosjekt- 3.2.1 Fangst av fisk 16 enes egnethet. I denne rapporten er resultatene ikke knyttet 3.2.2 Fiskesamfunn 16 direkte opp mot enkelt-innsjøer. (2) En vedleggsrapport 3.2.3 Alders og størrelsesfordelinger 27 (NINA Oppdragsmelding 509) hvor tilstanden i de enkelte 3.2.4 Vekst og livshistorie 29 innsjøene beskrives med figurer og lettfattet tekst. Ved- 3.2.5 Bestandsstørrelse 30 leggsrapporten vil primært ha interesse for miljøvern- 3.2.6 Forsuringsskader på fisk 30 avdelingene og de som på det lokale plan forvalter inn- 3.2.7 Diettbredde og forsuringsskader 31 sjøene. 3.2.8 Fisk og kalkingsstrategi 31 3.2.9 Fisk og kalkingskriterier 31 I gjennomføringen av feltinnsamlingene var også Norsk 3.2.10 Oppsummering fisk 31 institutt for vannforskning (NIVA), representert ved Einar 3.3 Planktoniske krepsdyr 31 Kleiven, knyttet til prosjektet. Netherlands Institute of 3.3.1 Totalt antall arter og geografisk Ecology representert ved Wolf Mooij ble knyttet til prosjektet utbredelse 31 under den statistiske behandlingen av fiskematerialet. 3.3.2 Artsmangfold i enkeltlokaliteter 32 Innsamlingene og bearbeiding av og dyreplankton- 3.3.3 Biomasser 32 materialet har vært basert på stor innsatsvilje fra en rekke 3.3.4 Artssammensetning og forsuring 33 NINA-ansatte og -engasjerte. Forfatterne takker følgende 3.3.5 Samvariasjon mellom plankton- personer for en flott gjennomført jobb: Leidulf Fløystad, samfunnet og miljødata 33 June Breisten, Helen Guldseth, Rita Strand, Anders 3.3.6 Samlet vurdering av krepsdyr- Lamberg Hans Mack Berger, Bodil Wilmann, Karstein planktonet 33 Hårsaker, Sturla Brørs, Øivind Brevik og Eilif Brodtkorp. 3.4 Bunndyr 36 Bearbeidingen av bunndyrmaterialet ble i hovedsak gjort av 3.4.1 Innsjøene 36 Arild Fjeldså (LFI-Bergen). Prosjektet kunne videre ikke 3.4.2 Kalkingsmetoder og kalktype 37 vært gjennomført uten velvillighet fra miljøvernavdelingene i 3.4.3 Multivariate analyser 37 de 12 fylkene i Sør-Norge som framskaffet bakgrunnsin- 3.4.4 Samlet vurdering av bunndyrfauna 39 formasjon. En stor takk også til alle disse. På vegne av 3.5 Samlet vurdering 45 feltarbeiderne vil vi også takke de som lokalt har bidratt på ulike måter under feltinnsamlingene. I de aller fleste til- 4 Konklusjoner 47 fellene ble vi møtt med stor interesse og velvillighet. Til slutt vil vi takke DN for oppdraget og for godt samarbeid i alle 5 Referanser 47 deler av prosjektgjennomføringen. Vedlegg 50
Trondheim, desember 1997
Torbjørn Forseth prosjektleder
5
O Norsk institutt for naturforskning (NINA) 2010 http://www.nina.no Vennligst kontakt NINA, NO-7485 TRONDHEIM for reproduksjon av tabeller, figurer, illustrasjoner i denne rapporten. nina oppdragsmelding 508 1 Innledning 2 Materiale og metoder
Forsuring av overflatevann er den største trusselen mot det 2.1 Overordnede betraktninger akvatiske miljø i Norge. Landarealet med skader på fiskebe- stander er mer enn femdoblet fra 1950 og fram til i dag Det er to prinsipielt forskjellige måter å undersøke effekter (Hesthagen et al. 1994). I fylkene sør for Møre og Romsdal av kalking på innsjøøkosystemer: (1) Langtidsserier i få og Sør-Trøndelag er det skader på fiskebestander innen et lokaliteter hvor man kartlegger situasjonen før kalking og areal på 88 400 km2 (Hesthagen & Henriksen 1994), og 15 observerer endringene etter kalking og (2) undersøkelser i % av dette arealet har betydelige til store skader. et større antall innsjøer med ulik kalkingshistorie. Den første metoden gir resultater med høy oppløselighet (god be- For å bøte på disse skadene, og forhindre ytterligere skade skrivelse av hendelsesforløp) men med lavere generalitet på fiskebestandene og den generelle artsdiversiteten, driv- (kan resultatene fra en innsjø overføres til andre?). Den es et omfattende kalkingsprogram. Mer enn 2 000 innsjøer i andre metoden, som er brukt i dette prosjektet, gir resultater Sør-Norge er med i dette programmet som krever store av høy generalitet men resultatene kan værte noe vanske- økonomiske ressurser. Imidlertid er det til nå ikke gjennom- ligere å tolke. For å få maksimalt ut av denne metoden er ført systematiske og landsdekkende studier av effektene følgende viktig: a) Å ha standardisert innsamlingsmetodikk, avttiltakene. Som et svar på dette har vi studert øko- b) å gjennomføre relativt avansert statistisk bearbeiding av systemenes tilstand ved å kartlegge fiskebestandene, data og c) å skaffe gode bakgrunnsdata fra innsjøene. dyreplankton- og bunndyrsamfunnene i 90 kalka innsjøer i Sør-Norge. Hensikten med prosjektet har vært å evaluere Med bakgrunn i dette har vi prioritert å få til en god videre- effektene av kalking. Status i fiskebestandene ble kartlagt behandling av materialet og innsamling av bakgrunnsdata ved å studere alderssammensetning, rekruttering og vekst. fra innsjøene. Vi har også lagt vekt på å få til en sam- Bunndyr og planktonsamfunnene ble sammenlignet med menstilling av resultatene fra delstudiene (fisk, plankton og faunaen i sure og lite sure innsjøer og relatert til tolerante bunndyr) for å få gode totalbeskrivelser av situasjonen. og følsomme former.
Bunndyrarter som er følsomme for forsuring er kraftig redusert i sure områder. En rekke invertebrater som snegl, 2.2 Innsjøer og bakgrunns- en del store krepsdyr, døgnfluer m.m. er mer følsomme enn informasjon fisk (Økland & Økland 1986, Fjellheim & Raddum 1990). Disse populasjonene vil derfor være skadet i like store Det ble i løpet av 1995 og 1996 prøvefisket og samlet inn eller større områder enn fisken. De største skadene finnes i bunndyr og dyreplankton fra et tilnærmet randomisert utvalg Vest- og Aust-Agder, deler av Telemark og sørlige del av på 90 innsjøer av totalt omlag 2 200 kalka innsjøer. Først Vestlandet. ble fordelingen av antall innsjøer mellom fylkene bestemt ved å ta hensyn både til andelen av totalarealet som var skadet av forsuring og antallet kalkingsobjekter. Deretter ble de kalkede innsjøene innenfor hvert fylke nummerert og tilfeldige tall ble trukket ut (vha. en randomiserings- funksjon). I utgangspunktet ble bare innsjøer som lå for langt unna vei (praktisk kriterium), lå utenfor vårt størrelses- kriterium (fra 5 til ca. 150 ha) eller manglet innløp/utløps- bekker forkastet. I enkelte tilfeller ble innsjøer tatt ut av programmet fordi de bare hadde svært tynne forekomster av utsatt fisk eller fordi miljøvernavdelingene av ulike år- saker uttrykte sterke ønsker om dette. Innsjøer som ble tatt ut av programmet pga. tynne fiskebestander ble imidlertid registrert slik at de inngår i vurderingen om kriterier for kalking er oppfylt (to innsjøer).
Feltinnsamlingene ble gjennomført i innsjøer i de 12 fylkene sør for Møre og Romsdal og Sør-Trøndelag. Fylkene som ble dekket og antall innsjøer i hvert fylke (i parentes) var som følger: Sogn og Fjordane (4), Hordaland (5), Rogaland