Overvåking av fiskebestander i store innsjøer. Metodeutprøving og anbefalinger

Abstract

Sandlund, O.T. (red.), Brabrand, Å., Gjelland, K.Ø., Høitomt, L.E., Linløkken, A.N., Olstad, K., Pettersen, O. & Rustadbakken, A. 2016. Overvåking av fiskebestander i store innsjøer. Meto-deutprøving og anbefalinger. - NINA Rapport 1274. 64 s. + vedlegg. Fiskebestandene i de åpne vannmassene (pelagialsona) ble undersøkt i seks store innsjøer (Nisser, Norsjø, Eikeren, Tinnsjå, Tyrifjorden, Randsfjorden) i Sør-Norge i august-september 2015. Målsetningen for prosjektet var å gi anbefalinger om hvilke metoder som bør brukes for innsamling av data om fiskebestandene i forbindelse med overvåking av økologisk tilstand under vannforskriften, samt å klassifisere vannforekomstene basert på de pelagiske fiskebestandene etter WS-FBI-indeksen (Weighted Stratified Fish Biomass Index). Denne indeksen relateres til eutrofiering i innsjøen og beregnes ut fra fiskebiomasse over og under sprangsjiktet (i hhv. epi- og hypolimnion). Utprøvingen av metoder viste at ekkolodd egner seg godt til analyse av pelagisk fiskebestand, men bør ledsages av dokumentasjon av hvilke arter og størrelsesgrupper som forekommer i pelagialsona i vannforekomsten. Prøvefisket med partrål og ulike typer flytegarn viste at partrål fanger alle størrelsesgrupper av fisk i de åpne vannmassene i innsjøer med krøkle og sik som dominerende pelagiske fiskearter, dvs. f.o.m. årsyngel av krøkle (30-40 mm) til gytemoden sik (300 mm og mer). I henhold til WS-FBI-indeksen er både Nisser, Norsjø, Tinnsjå, Tyrifjorden og Randsfjorden i svært god tilstand i forhold til påvirkning fra eutrofiering. Eikeren er noe mer påvirket, men er også den i god tilstand. Det ble foretatt hydroakustiske (ekkolodd-) registreringer av pelagiske fiskebestander om natta i alle innsjøene. Fangst av fisk ble utført med pelagisk trål i tre av innsjøene, nordisk oversiktsgarn flytegarn i fire av sjøene og serier av flytegarn i tre av sjøene. I Nisser ble det fisket med nordisk oversikts flytegarn i tre dyp (ned til 24 m). Det var små fangs-ter; åtte sik og tre aure, mellom 180 og 350 mm, alle fanget i 0-6 m dyp. Total biomasse beregnet ut fra ekkolodd-data var 1,03 kg ha-1, som fordelte seg med 0,54 kg ha-1 over sprangsjiktet (i epilimnion) og 0,49 kg ha-1 under sprangsjiktet (i hypolimnion). Små garnfangster gjør det vans-kelig å beregne andel sik og aure i dette. Basert på WS-FBI-indeksen betyr dette at fiskebestan-den i de åpne vannmassene i Nisser er i svært god tilstand i forhold til eutrofiering. I Norsjø ble det fisket med trål i to dyp (ned til 25 m), med nordisk oversikts flytegarn i tre dyp (ned til 24 m) og flytegarn i SNSF-serien i to dyp (ned til 12 m). Fangstene i alle redskaptyper var størst nær overflata (<10 m dyp). Trålen fanget krøkle i alle størrelsesgrupper, fra 30-40 mm (0+) til 130 mm (kjønnsmoden fisk). Sikfangstene i trålen var dominert av fisk mellom 210 og 300 mm (juvenil og kjønnsmoden fisk), og med enkelte ungfisk ned til 110 mm. Nordisk flytegarn fanget ikke 0+ krøkle, men ellers tilnærmet de samme lengdegruppene som trålen, dvs. fra krøkle på ca. 75 mm til sik på 300 mm. SNSF-serien fanget ikke krøkle, bare sik fra 10 til 285 mm. Biomasse av pelagisk fisk i Norsjø beregnet ut fra ekkolodd-data var 1,47 kg ha-1 krøkle og 4,08 kg ha-1 sik. Basert på WS-FBI-indeksen indikerer fiskebestanden i de åpne vannmassene at Norsjø er i svært god tilstand i forhold til eutrofiering. I Eikeren ble det fisket med trål i tre dyp (ned til 23 m) og med nordisk oversikts flytegarn i tre dyp (ned til 24 m). Fangstene av krøkle var størst nær overflata (<6 m), mens siken fordelte seg jevnere på alle avfiskete dyp. Trålen fanget krøkle mellom 35 og 130 mm (fra årsyngel til gyte-moden fisk), mens flytegarna fanget krøkle mellom 80 og 120 mm (vesentlig gytemoden fisk). De to redskapstypene fanget sik innenfor tilnærmet de samme lengdegruppene; fra 110 til 300 mm. Krøkle dominerte både i fangstene og i ekkolodd-data. Ekkolodd-data viste at det var svært ujevn fordeling av fisk i epilimnion, med hhv. 2263, 185 og 289 fisk ha-1 i den sørlige, midtre og nordlige delen av innsjøen. I gjennomsnitt for hele innsjøen var biomassen av krøkle 2,52 kg ha-1 og av sik 22,0 kg ha-1. Basert på WS-FBI-indeksen indikerer fiskebestanden i de åpne vann-massene at Eikeren er i god tilstand i forhold til eutrofiering. I Tinnsjå viste fiske med nordisk oversikts flytegarn og flytegarn i utvidet Jensen-serie i 2013-14 at det var omtrent like mye aure og røye i pelagialsona. Auren i fangstene var mellom 180 og 350 mm, mens røya var mellom 180 og 330 mm. Modallengden til auren var 265 mm, for røya 255 mm. Ekkolodd-data fra Tinnsjå er vanskelig tolkbare, da en stor del av det registrerte spen-net av ekkostyrke synes å representere fisk som er mye mindre enn det som ble fanget i flyte-garnfisket. Ved en standard beregning av pelagisk fiskebiomasse i Tinnsjå fant vi som ventet, lave verdier. I hele vannsøylen var biomassen 1,04 kg ha-1, fordelt på 0,73 kg ha-1 i epilimnion og 0,31 kg ha-1 i hypolimnion. Basert på WS-FBI-indeksen indikerer fiskebestanden i de åpne vannmassene at Tinnsjå er i svært god tilstand i forhold til eutrofiering. I Tyrifjorden ble det fisket med trål i to dyp (ned til 25 m). Det var størst fangst av krøkle nær overflata (0-8 m), mens mest sik ble fanget på dypere vann (17-25 m). Krøkle dominerte i fangs-tene, med nesten 2200 fisk >60 mm, samt et stort antall årsyngel. Krøklefangstene omfattet alle lengdegrupper fra årsyngel på 30-40 mm til gytemoden fisk på 90-120 mm. Sikfangsten var totalt 35 fisk, og var dominert av gytemoden fisk på 240-280 mm, samt en og annen ungfisk ned til 160 mm. Biomasse av pelagisk fisk i Tyrifjorden beregnet ut fra ekkolodd-data var 1,44 kg ha-1 krøkle og 4,06 kg ha-1 sik. Basert på WS-FBI-indeksen indikerer fiskebestanden i de åpne vann-massene at Tyrifjorden er i svært god tilstand i forhold til eutrofiering. I Randsfjorden ble det fisket med flytegarn i SNSF-serien i tre dyp (ned til 26 m). Det ble fanget fire krøkle (90-129 mm) i 1-16 m dyp, mens sik ble fanget i alle avfiskete dyp, men mest i 10-16 m. Siken var mellom 130 og 330 mm, med topper i fordelingen på ca. 180 og 300 mm. Ekkolodd-data viste at den pelagiske fiskebestanden i Randsfjorden er dominert av årsyngel, eldre ungfisk og gytemoden fisk av krøkle, med en vesentlig mindre tetthet av ung og gytemoden sik. Bio-masse av pelagisk fisk i Randsfjorden beregnet ut fra ekkolodd-data var 5,05 kg ha-1 krøkle og 4,21 kg ha-1 sik. Basert på WS-FBI-indeksen indikerer fiskebestanden i de åpne vannmassene at Randsfjorden er i svært god tilstand i forhold til eutrofiering. Prøvefisket viste at partrål fanger alle størrelsesgrupper av fisk i de åpne vannmassene i innsjøer med krøkle og sik som dominerende pelagiske fiskearter, dvs. f.o.m. årsyngel av krøkle (30-40 mm) til gytemoden sik (300 mm og mer). Nordisk oversikts flytegarn fanger fiskestørrelser fra 8-10 cm, dvs. fra gytemoden krøkle til og med gytemoden sik. SNSF og lignende garnserier med minste maskevidde 10 mm fanger i liten grad gytemoden krøkle. Ekkolodd egner seg godt til analyse av pelagisk fiskebestand, men tolkningen av data avhenger i stor grad av at man har dokumentert hvilke arter og størrelsesgrupper som forekommer i pela-gialsona i vannforekomsten ved hjelp av minst mulig selektive fangstmetoder. Det er særlig viktig å være oppmerksom på at bruk av artsfordeling fra garnfangster ved fordeling av akustisk esti-merte fisketettheter, kan resultere i kraftig overestimering av biomasse dersom de relevante ar-tene har forskjellig fangbarhet. Større fisk er som oftest overrepresentert i garnfangster, selv om man bruker oversiktsgarn. Et eksempel på dette er innsjøer med sik og krøkle. Bruk av gjennom-snittsvekter basert på garnfangster ved beregning av biomasse vil derfor bidra til at biomassen blir overestimert. Dersom fiskesamfunnet blir undersøkt med garn og ekkolodd, er det altså eks-tra viktig å bruke ekkostyrkefordelingen som støtte ved beregning av biomasse. Forholdet mellom ekkostyrke («target strength», TS) og fiskelengde er imidlertid mangelfullt un-dersøkt for fiskearter i norske innsjøer, og det hersker usikkerhet om hvorvidt tidligere brukte regresjoner er gyldige for de relevante arter. Vi analyserte forholdet mellom ekkostyrke og fiske-lengde for sik og krøkle i Norsjø, Tyrifjorden og Randsfjorden, og fant modeller for sammen-hengen som skiller seg noe fra tidligere publiserte modeller. Den mest brukte regresjonen for norske fiskesamfunn har vært TS = 19,7log10(L) – 68 (Lindem & Sandlund 1984), der L er fiskens lengde (totallengde) målt i cm. Vi fant at denne funksjonen ser ut til å overestimere TS for krøkle, mens den underestimerer TS for sik, og da særlig stor sik. Dette har forårsaket at biomasse er overestimert for underøkelser der biomasseestimatene er basert på TS og Lindem-Sandlund regresjonen. Det er nødvendig med oppfølgende studier av forholdet mellom TS og fiskelengde, fortrinnsvis med data fra innsjøer med både liten og stor pelagisk sik, og eksperimentelle og teoretiske vurderinger.

Sandlund, O.T. (Ed.), Brabrand, Å., Gjelland, K.Ø., Høitomt, L.E., Linløkken, A.N., Olstad, K., Pettersen, O. & Rustadbakken, A. 2016. Monitoring of pelagic fish in large lakes – exploring methods. - NINA Rapport 1274. 64 pp. + annexes. The pelagic fish stocks were investigated in six large lakes (Nisser, Norsjø, Eikeren, Tinnsjå, Tyrifjorden, Randsfjorden) in south-eastern Norway in 2015. The aims of the project were: 1) To recommend cost-effective methods for monitoring fish stocks in large lakes under the EU Water Framework Directive (in Norway: «vannforskriften»). 2) To classify the ecologcal status of the water bodies according to the Weighted Stratified Fish Biomass Index (WS-FBI), which is related to eutrophication of lakes, and is estimated based on fish biomass in epi- and hypolimnion, re-spectively. The trials with different methods demonstrated that the splitbeam echosounder is well suited to analyse the pelagic fish stock. The analyses should be based on water body specific documen-tation of which species and size groups of fish that are present. This documentation must, to the extent possible, be based on catches with non-selective fishing gear. The fishing gear trials demonstrated that the pair trawl caught all size groups of fish in the pelagic zone in lakes with smelt and whitefish as major fish species, i.e. from YOY smelt (30-40 mm) to adult whitefish (>300 mm). According to the WS-FBI-index, five of the six investigated lakes were in very good condition in relation to eutrophication. These are Nisser, Norsjø, Tinnsjå, Tyrifjorden, and Randsfjorden. The only exception was Lake Eikeren, in good condition, i.e. a little more influenced by eu-trophication. Hydroacoustic recordings of pelagic fish were performed during night in August – September 2015 with a SIMRAD EY60 splitbeam echosounder in all six lakes. Fish was sampled with a pelagic pair trawl in three lakes, with pelagic Nordic survey nets in four lakes, and pelagic net series in three lakes. In Lake Nisser, Nordic survey nets were fished in three depths 0-24 m. Catches were eight whitefish (Coregonus lavaretus) and three brown trout (Salmo trutta), all in the 0-6 m depth zone. Total pelagic fish biomass estimated from hydroacoustic data was 1.03 kg ha-1 (0.54 kg ha-1 in epilimnion and 0.49 kg ha-1 in hypolimnion). The restricted gillnet catches renders estimation of species specific biomass difficult. According to the WS-FBI index, the ecological status of the pelagic fish stock in relation to eutrophication in Nisser is very good. In Lake Norsjø, the pelagic pair trawl was fished in two depths between 0 and 25 m, the pelagic Nordic survey nets in three depths 0-24 m and the pelagic single net series (SNSF-series) in two depths 0 - 12 m. All gear types caught most fish close to the surface (<10 m). The trawl catches consisted of all size groups of smelt (Osmerus eperlanus), from 30-40 mm (age 0+) to 130 mm (adult fish). The whitefish catches were dominated by fish in the size groups between 210 and 300 mm (i.e., subadult and adult fish), with a few juvenile as small as 110 mm. Pelagic Nordic survey nets did not catch any age 0+ smelt, but otherwise the same length groups as the trawl, from smelt at 75 mm up to whitefish at 300 mm body length. The SNSF-series of pelagic nets caught only whitefish, from 160 to 280 mm length. The biomass of pelagic fish in Norsjø was estimated at 1.47 kg ha-1 smelt and 4.08 kg ha-1 whitefish. According to the WS-FBI index, the ecological status of the pelagic fish stock in relation to eutrophication in Norsjø is very good. In Lake Eikeren, the pelagic pair trawl was fished in three depths 0-23 m, and the pelagic Nordic survey nets in three depths 0-24 m. Smelt catches were highest close to the water surface (<6 m), while whitefish catches were more evenly distributed in all three depths. The trawl caught smelt between 35 and 130 mm (from age 0+ to adults), while smelt in pelagic net catches were between 80 and 120 mm (mainly adult fish). Both gear types caught whitefish of similar length groups, 110 to 300 mm. Smelt size groups dominated in catches as well as in the hydroacoustic recordings. The hydroacoustics indicated great horizontal variation in fish density in Eikeren; with 2263, 185 and 289 fish ha-1, respectively, in the southern, central and northern section of the lake. The mean biomass in the pelagic zone of the lake was 2.52 kg ha-1 of smelt and 22.0 kg ha-1 of whitefish. According to the WS-FBI index, the ecological status of the pelagic fish stock in relation to eutrophication in Eikeren is good. In Lake Tinnsjå, fishing with pelagic Nordic survey nets and a series of single nets (extended Jensen-series) in 2013 and 2014 caught similar numbers of brown trout and Arctic charr (Salveli-nus alpinus). The trout was between 180 and 350 mm (modal length 265 mm), while the charr was between 180 and 330 mm (modal length 255 mm). It is difficult to evaluate the hydroacoustic data from Tinnsjå because a large part of the recorded range of target strengths seems to indi-cate much smaller fish than caught by gillnets. As expected, a standard estimate of pelagic fish biomass resulted in low values. The total biomass was 1.04 kg ha-1 (0.73 kg ha-1 in epilimnion, 0.31 kg ha-1 in hypolimnion). According to the WS-FBI index, the ecological status of the pelagic fish stock in relation to eutrophication in Tinnsjå is very good. In Lake Tyrifjorden, the pelagic pair trawl was fished in two depths 0-25 m. Maximum number of smelt was caught close to the surface (<8 m), while whitefish catches were highest in deeper waters (17-25 m). Smelt dominated in the catches, with 2200 fish between 60 and 120 mm and a large but unrecorded number of age 0+ fish (30-40 mm). The total catch of whitefish was 35 fish, mainly adults between 240 and 280 mm, with a few juveniles down to 160 mm. Estimated biomass of pelagic fish in Tyrifjorden based on hydroacoustics was 1.44 kg ha-1 smelt and 4,06 kg ha-1 whitefish. According to the WS-FBI index, the ecological status of the pelagic fish stock in relation to eutrophication in Tyrifjorden is very good. In Lake Randsfjorden, fishing was done in three depths (0-26 m) with pelagic nets of the SNSF-series. Only four smelt were caught (90-129 mm) in the 1-16 m depth zone. Whitefish was caught in all fished depths, with a maximum in 10-16 m. The whitefish lengths, between 130 and 330 mm, indicated a bimodal distribution with modes at approx. 180 and 300 mm. The hydroacoustic recordings indicated that the pelagic fish stock was dominated by smelt of all age groups (age 0+, subadults and adults), and with a substantially lower density of subadult and adult whitefish. Estimated biomass of pelagic fish in Randsfjorden based on hydroacoustics was 5.05 kg ha-1 smelt and 4.21 kg ha-1 whitefish. According to the WS-FBI index, the ecological status of the pelagic fish stock in relation to eutrophication in Randsfjorden is very good. The survey fishing with different gear types in lakes with a dominance of smelt and whitefish in the pelagic habitat demonstrated that the pelagic pair trawl caught all species and size groups present. This corresponds to fish body lengths from 30 mm to 300 mm and above. Pelagic Nordic survey nets caught fish groups between adult smelt (80-100 mm) and adult whitefish (>300 mm). The SNSF-series and similar series of single pelagic nets with minimum mesh sizes at approx. 10 mm caught none, or only a few, adult smelt. The splitbeam echosounder is well suited to record and analyze pelagic fish stocks in large lakes, but the interpretation of data depends to a large extent on a documentation of the species and size groups present with unselective fishing gears. In particular, applying the species distribution in gillnet catches to assign fish densities in the hydroacoustic data may result in major overesti-mation of biomass if the catchability varies among species. Large fish is normally overrepre-sented in gillnet catches, even in Nordic survey nets. One example is lakes with smelt and white-fish. Applying mean weights from gillnet catches will therefore result in overestimated biomass values. In such cases, it is important to use the target strength distribution from the echosounder data as the basis for biomass estimates. However, the relationship between target strength and fish length is poorly investigated for the fish species present in Norwegian lakes, and the reliability of previously published regression models is uncertain. We analyzed the relationship between target strength and fish length for whitefish and smelt in Norsjø, Tyrifjorden og Randsfjorden, and found regression models which differ from earlier models. The most used earlier model appears to overestimate target strength for smelt and underestimate target strength for whitefish, in particular for large whitefish. This has resulted in overestimated biomass values in investigations based on this model. Further investigations of the relationship between target strength and fish length are required, in partic-ular from lakes with both small and large pelagic whitefish, accompanied by experiments and theoretical considerations.