Likheter og forskjeller i vannforskriftens klassifisering og naturindeksen for ferskvann/kystvann. Evaluering av metodikk og datagrunnlag

Abstract

Schartau, A.K., Gundersen, H. & Pedersen, B. Likheter og forskjeller i vannforskriftens klassifisering og naturindeksen for ferskvann/kystvann. Evaluering av metodikk og datagrunnlag. - NINA Kortrapport 5. 44 s. Denne rapporten sammenligner vannforskriftens klassifisering (VD) og naturindeksen (NI) for ferskvann og kystvann gjennom en evaluering av datagrunnlag og klassifiseringsmetodikk. Vi har forsøkt å synliggjøre hvordan tilstanden avhenger av hvilke data som benyttes og av tilnærmingsmåten for fastsettelse av tilstanden (dvs. av klassifiseringsmetodikken). Videre har vi vurdert hvilke innflytelse indikatorene som inngår i VDs klassifisering har i NI, og sett på forbedringspotensialet dersom mer av det tilgjengelige datamaterialet for disse indikatorene blir brukt. Evaluering av klassifiseringsmetodikken har fokusert på tre forhold: fastsettelse av referanseverdier og bruk av skaleringsfunksjoner, kombinasjonsregler for samlet tilstandsvurdering og bruk av fysisk-kjemiske støtteparametere i tilstandsvurderingen. Basert på denne evalueringen gir rapporten noen klare anbefalinger mht. samordning av arbeidet med klassifisering etter VD og beregning og oppdatering av NI. Som et ledd i arbeidet med å avgjøre om vannforekomstene oppfyller miljømålene etter vannforskriften, skal miljøtilstand i vannforekomstene fastsettes. Dette skal gjøres med bakgrunn i kunnskap og informasjon om såkalte økologiske kvalitetselementer (planteplankton, bunndyr osv.), fysisk-kjemiske støtteparametere og hydromorfologiske støtteparametere. NI på sin side skal vise tilstand og utvikling for biologisk mangfold i ulike hovedøkosystemer. I begge tilfeller fastsettes tilstanden som avvik fra natur-/referansetilstanden og fortrinnsvis på grunnlag av overvåkingsdata. Informasjon om biologiske forhold er en viktig del av dette grunnlaget. NI for ferskvann er basert på 33 indikatorer, mens NI for kystvann er basert på 64 ulike indikatorer. Flere av indikatorene brukt i NI for ferskvann og kystvann er de samme som anvendes ved vurdering av økologisk tilstand av norske elver, innsjøer og kystvann etter VD; totalt 6 indikatorer for ferskvann og 4 indikatorer for kystvann. Ut over dette varierer utvalget av biologiske indikatorer i de to klassifiseringssystemene og prinsippene for fastsettelse av tilstand er også noe forskjellige, hvilket har betydning for tilstandsverdiene. Skalering av indikatorverdier er forskjellig i VDs tilstandsklassifisering og NI. Hensikten er den samme i begge systemene, å transformere verdiene fra de opprinnelige måleskalaene som va-rierer mellom indikatorene, til en felles skala for alle indikatorer. En slik felles skala er en forut-setning for å beregne gjennomsnittlige tilstander for en gruppe indikatorer slik det gjøres ved beregning av NI og for grupper av indikatorer innenfor samme kvalitetselementer som er sensitive mht. samme påvirkningsfaktor i VD. En felles skala er også en forutsetning for å anvende verste styrer prinsippet ved å sammenlikne tilstandene på tvers av påvirknings-faktorene og kvalitetselementene i VD for å finne den dårligste tilstanden blant dem. Både innenfor NI- og VD-systemet transformeres de opprinnelige indikatorverdiene til en skala fra 0 til 1. For enkelte av indikatorene som inngår i begge systemene er formen på skalerings-funksjonene som benyttes i VD og NI, så forskjellige at en indikatorverdi kan bli transformert til svært ulike skalerte verdier mellom 0 og 1 i de to systemene. Dette skjer selv om en benytter samme referanseverdi ved skaleringene. De skalerte indikatorverdiene i NI er derfor i mange tilfeller ikke konsistente med de tilsvarende tilstandsverdiene som ligger til grunn for tilstandsklassifiseringen i VD. I både NI og VD er referanseverdien for en indikator den verdien indikatoren vil ha i et økosystem med minimal menneskelig påvirkning. Naturlig variasjon er imidlertid behandlet forskjellig i de to systemene. VDs klassifiseringssystem spesifiserer hvordan en skal forholde seg til naturlig variasjon ved fastsetting av referanseverdier. I VD settes referanseverdien lik gjennomsnitts-verdien for en indikator i referansetilstanden. Klassegrensen svært god/god (nEQR = 0,8) representerer dessuten en nedre grense for vannforekomster i naturtilstand. Det er ikke beskrevet en tilsvarende strategi ved fastsetting av referanseverdier innenfor NI. Praksis tyder på at de ansvarlige ekspertene har benyttet ulike strategier for hvordan referanseverdiene er fastsatt i relasjon til naturlig variasjon. Noen følger prinsippene i VD og fastsetter referanseverdien som gjennomsnittsverdien for en indikator i referansetilstanden, mens andre eksperter oppfatter referanseverdien som en nedre tilstandsgrense for naturtilstanden tilsvarende klassegrensen svært god/god i VD. Denne variasjonen i oppfatning finnes også blant VD-indikatorene som inngår i NI. Beregnede naturindeksverdier framstår imidlertid som robuste mht. systematiske endringer av referanseverdiene. Forhold som bidrar til dette er: stor spredning i indikatortilstander i reelle datasett, skalering av de fleste indikatorer skjer ved hjelp av low modellen, low-modellen er robust mht. endringer i referanseverdiene, og naturindeksen beregnes som gjennomsnitt av indikatorenes tilstander. Eventuelle forskjeller i fastsettelsen av referanseverdiene ikke er like kritisk for konsistensen mellom VD- og NI-skalaene som formen til skaleringsfunksjonene. Innenfor VDs klassifiseringssystem anvendes verste styrer prinsippet til å karakterisere tilstanden til en vannforekomst ut fra et utvalg gjennomsnittlige tilstandsverdier, der gjennomsnittene, i første omgang, er beregnet over indikatorer som tilhører samme biologiske kvalitetselement og som er sensitive mht. den samme påvirkningsfaktoren. Dette medfører at vannforekomstens til-stand bestemmes av den gruppa av indikatorer som er mest forringet i forhold til naturtilstanden, dvs. at den bestemmes ut fra den påvirkningsfaktoren som synes å representere de største utfordringene for vannforekomstens kvalitet og fra de kvalitetselementer som synes mest utsatt. Verste styrer prinsippet er dermed tilpasset formålet med vanndirektivets klassifiseringssystem som er å karakterisere tilstanden til den enkelte vannforekomsten på en slik måte at behovet for forvaltningstiltak og hvilke tiltak som er relevante, synliggjøres. NI, derimot, skal kunne beregnes for flere økosystemer samlet, f.eks. alle kystvannsforekomster eller ferskvannsystemer innenfor geografiske enheter som kommuner, landsdeler eller hele landet. Anvendelse av verste styrer prinsippet i en slik kontekst ville medføre at vannforekomstenes samla tilstand ville bli satt lik tilstanden til vannforekomsten i dårligst forfatning. Der det er stor variasjon i tilstand mellom vannforekomstene, ville dette utgjøre en lite representativ og misvisende sammenfatning av tilstanden i de aktuelle økosystemene. Det er vanskelig å se at en slik framgangsmåte ville ha en praktisk verdi for forvaltningen av disse systemene. Det synes derfor mer naturlig i NI sammenheng å sammenfatte tilstandene til en gruppe økosystemer eller vannforekomster som gjennom-snittet av tilstandene, slik som det gjøres med dagens metodikk. Analyser viser at anvendelse av verste styrer prinsippet i NI sammenheng resulterer i at tilstand til hoved-økosystemene fersk-vann, kystvann pelagisk og kystvann bunn framstilles som betydelig dårligere enn tilstanden gitt ved veid middel. Alle indikatorene som inngår i både VDs klassifiseringssystem og NI regnes som nøkkelindikatorer i NI. Flere av indikatorene er imidlertid dokumentert med data fra kun svært begrensede geografiske områder. Dette medfører at de, til tross for at de vektlegges som nøkkelindikatorer, likevel har lav vektandel og teller lite ved beregning av naturindeks for større geografiske områ-der slik som landsdeler og hele landet. Alle VD-indikatorene er samlet som punkt-observasjoner, men må gis en geografisk representativitet på kommune- eller fylkesnivå i NI. Bruk av ulike metoder som involverer beregning av snittverdier eller f.eks. modellering viser at det er mulig å øke vekten for alle VD-indikatorene som inngår i NI for ferskvann. De fylkesvise beregningene gir god geografisk representativitet, men liten geografisk variasjon, mens de kommunevise beregningene gir dårligere geografisk dekning (og dermed lavere vektlegging i naturindeksen), men noe høyere variasjon. Ved statistisk modellering ender vi opp med et heldekkende kart med estimerte verdier. For å gjøre en vurdering av presisjonen på modellen vil det være nødvendig å gjøre en form for modellvalidering, der de beregnede verdiene testes mot et uavhengig datamateriale.