Gjenanalyse av intensive overvåkingsfelter for markvegetasjon i Endalen, Svalbard 2014. Endringer i vegetasjon fra 2009 til 2014 og vurdering av overvåkingsmetodikk
Research report
View/ Open
Date
2015-06-30Metadata
Show full item recordCollections
- NINA Rapport/NINA Report [2357]
Abstract
Bakkestuen, V., Aarrestad, P.A. & Stabbetorp O.E. 2015. Gjenanalyse
av intensive overvåkingsfelter for markvegetasjon i Endalen,
Svalbard 2014. Endringer i vegetasjon fra 2009 til 2014
og vurdering av overvåkingsmetodikk - NINA Rapport 1122. 37
s. Markvegetasjonen på Svalbard forventes å bli påvirket av klimaendringer, samtidig som tilførsel
av miljøgifter, sur nedbør og langtransportert nitrogen kan øke som et resultat av økt nedbør og
økt avsmelting av snø og is. I 2009 ble det opprettet et overvåkingsfelt for markvegetasjon i
Endalen som et ledd i den pågående overvåking av miljøet på Svalbard. Gjenanalyse ble utført
i 2014. Målsettingen har vært å avdekke mulige effekter av klimaendringer, sur nedbør, eutrofiering
og annen luftforurensing på bakkenær vegetasjon. Her rapporteres endringer i vegetasjonen
etter første gjenanalyse av overvåkingsfeltet 5 år etter etablering med en vurdering av overvåkingsmetodikken.
Endalen ligger i mellomarktisk region i et område med varmekjære arter på Svalbard nær Longyearbyen
med løsmasser fra sedimentære bergarter som sandstein, siltstein og leirskifer. Det er
benyttet tilsvarende metodikk som for vegetasjonsøkologisk overvåking i Program for terrestrisk
naturovervåking (TOV) på fastlandet, der arters forekomst og mengde overvåkes i permanent
oppmerkede analyseruter i de viktigste floristiske og økologiske gradienter innen overvåkingsområdet.
Økologiske parametere som kan forklare artssammensetning og endring i vegetasjon
måles samtidig. Vegetasjonen er overvåket i en gradient fra reinroserabb, via kantlynghei til
grassnøleie, med vekt på overgangssoner mellom de tre habitatene.
Ti analysefelter à 5 m x 10 m ble i 2009 subjektivt lagt ut i den sørøsteksponerte dalsiden, to
felter i hvert habitat og to felter i hver overgangssone. I hvert felt ble det lagt ut 5 analyseruter à
0,5 m x 0,5 m med tilfeldig plassering av rutene, totalt 50 analyseruter. I hver analyserute ble det
registrert prosent dekning av totalt vegetasjonsdekke, feltsjikt, bunnsjikt, strø, stein og åpen jord,
død kantlyng og avstand til nærmeste kantlyngbestand. Vegetasjonen i rutene er i 2009 og 2014
analysert ved hjelp av 0,5 m x 0,5 m aluminiumsrammer inndelt i 16 småruter. I hver av smårutene
er forekomst og fravær av alle karplanter, moser og lav registrert. I tillegg er dekning av
hver art innen analyseruta angitt i prosent. Alle analyseruter og småruter er fotografert med digitalt
kamera. En temperaturlogger er satt ned i øvre jordlag utenfor hver analyserute for kontinuerlig
måling hver tredje time. Disse må innsamles og settes ut hvert år. I inneværende periode
har vi temperaturdata for 2009-2012. Det ble satt ut nye loggere i 2014.
Antall kryptogamer i analyserutene, særlig bladmoser, er betydelig høyere enn antall karplanter,
og diversiteten er størst i grassnøleiene. Ordinasjonsanalyser viser en gradient i vegetasjonen
fra relativt tørre, vindeksponerte reinroserabber med grovt mineralrikt substrat, via arter som er
mer tilpasset et humusrikt jordsmonn i mer beskyttet kantlynghei til fuktigere, moserike grassnøleier.
Vegetasjonen er også påvirket av en gradient i mikroklima fra rabb til snøleie. Resultatene
fra gjenanalysen i 2014 viser foreløpig små endringer, noe som i sin helhet tyder på at vegetasjonen
har vært nokså stabil i perioden 2009 – 2014. Imidlertid ses en trend i klimarelaterte
endringer som avsviing av kantlyng og tilbakegang av lav, trolig på grunn av økt veksling mellom
frost og mildvær med isdannelse på bakken, noe som kan gi frost- og tørkeskader på følsomme
planter. Videre ser vi en framgang av reinrose og graminider som tyder på en svak utvikling mot
mer rabbepreget vegetasjon. Etasjemose, som er en varmekjær mose her, har økt i mengde.
Overvåkingsmetodikken fanger opp små utviklingstrender og er velegnet til å gi et tidlig varsel
på eventuelle større endringer i framtiden. Det bør vurderes å utvide overvåkingsprogrammet til
også å omfatte mer kjølige vegetasjonselementer i overgangen mellom mellomarktisk og høyarktisk
region. The ground vegetation on Svalbard will probably be affected by changes in climate, increased
input of organic and inorganic pollutants, acid rain and long-range transported nitrogen as a
result of scenarios of increased precipitation and increased melting of snow and ice. As a part of
an ongoing environmental monitoring program for Svalbard a site for monitoring ground vegetation
was established in Endalen in 2009. The aim of the project is to identify possible effects of
climatic change and air pollution on the floristic composition of the ground vegetation. The site
was re-analysis for vegetation change in 2014 and evaluated for further use.
The valley Endalen is situated in the mid arctic region in an area with relative thermophilous
species near Longyearbyen. The valley consists of deposits from sedimentary bedrocks such as
sandstone, siltstone and clay schist. The monitoring design is comparable with methods used in
the Terrestrial Monitoring Program (TOV) on the mainland. Species abundances are monitored
in permanent plots in the most important floristical and ecological gradients within the monitoring
area. Environmental variables that explain the variation and changes in species composition are
measured simultaneously. In Endalen the gradient from Dryas octopetala ridges, through Cassiope
tetragona heaths to grass-dominated snow beds were monitored, with an emphasize on the
ecotones between the habitats.
Ten macroplots, each 5 m x 10 m, were placed subjectively in the south-east exposed hillside,
two plots in each habitat and two plots in each transitional zone. Five mesoplots, each 0.5 m x
0.5 m, were randomly distributed within each of the macroplots, totally 50 plots. The percentage
cover of the field layer, ground layer, total vegetation cover, litter, stone, open soil, dead Cassiope,
and the distance to the nearest Cassiope were recorded from each mesoplot. The species
composition of the mesoplots was analysed by use of 0.5 m x 0.5 m aluminum frames divided
into 16 subplots. The abundance of vascular plants, bryophytes and lichens was estimated using
percentage cover of each species within the mesoplot, and by frequency distribution based on
present/absent data of the species from each of the 16 subplots. Digital photos of all plots were
recorded. Soil samples were collected outside each mesoplot for analyses of soil humidity and
bulk density. So far, chemical analyses have not been carried out.
The number of cryptogamic species within the mesoplots, especially bryophytes, was considerably
higher than the number of vascular plants, and the species richness was highest in the snow
beds. Ordination analysis showed a gradient in species composition related to environmental
gradients from wind-exposed, relative dry ridges with coarse mineral soil, through more protected
humus-rich soil in the Cassiope heath to humid snow beds, rich in bryophytes. The vegetation
also reflects a soil temperature gradient. The results from the re-analyses in 2014 show small
changes in species composition. However, there is a climate-induced reduction of Cassiope and
lichen coverage, probably due to more frequent shifts between freezing and thawing periods
leading to icy conditions on the ground. In contrast, there is an increase in coverage of Dryas
and grasses common on ridges. The bryophyte Hylocomium splendes, a species that on Svalbard
is thermophilous, has increased its coverage in the monitoring plots
The methodology used is highly suited to discover small changes and give early warning signals
for future predictions of vegetation change. We recommend to expand the monitoring area on
Svalbard to include areas that are typical for more high arctic vegetation.