Species distribution models

Species distribution models are a group of methods often used to estimate consequences of global change, to assess ecological status and for other ecological applications. The main idea behind species distribution models is that the geographical distributions of species can, to a large part, be explained by environmental factors and that species distributions therefore can be predicted in time or space. For robust and reliable applications, models need to be based on sound ecological principles, predictions need to be as accurate as possible, and model uncertainties need to be understood. Two approaches are available for modelling entire species communities: (1) each species can be modelled individually and independently of other species or (2) community information can be incorporated into the models. The first study in this thesis compares these two modelling approaches for predicting phytoplankton assemblages in lakes. The results showed that predictive accuracy was higher when species were modelled individually. The results also showed that phytoplankton can be used for model-based assessment of ecological status. This finding is important because phytoplankton is required for assessing the ecological status of European water bodies according to the European Water Framework Directive. Dispersal barriers in the landscape or limited dispersal ability of species might be a reason for species being absent from suitable habitats, and these factors might therefore affect model accuracy. The second study in this thesis examines the influence of dispersal and the spatial configuration of ecosystems on prediction accuracy of benthic invertebrate and phytoplankton distribution and assemblage composition. The results showed only a minor influence of spatial configuration and no effect of flight ability of invertebrates on model accuracy. However, the models used may partly account for dispersal constraints, since dispersal-related factors, such as lake surface area, are included as predictor variables. The result also showed that composition of littoral invertebrate assemblages was easier to predict at sites located in well-connected lake systems, possibly because the relatively unstable littoral zone necessitates a need for species to re-colonize disturbed habitats from source populations

Global warming opens the door for invasive macrophytes in Swedish lakes and streams

Global warming opens the door for invasive macrophytes in Swedish lakes and streams The increased travelling and transporting by man has caused more species to be moved to new areas, e.g. in ballast water. These species are called introduced species or alien species. Some alien species manage to reproduce and grow rapidly in their new environment. They are then called invasive species. Invasive species is a threat against biodiversity and an economical problem. They compete with other species and can change the environment for these species. In this study aquatic plants (macrophytes) are treated. Some invasive macrophytes have such an immense growth that they are an obstacle for swimmers and anglers. Examples of aquatic species that has been introduced to Sweden and caused problems are the water weed (Elodea canadensis) and the fringed water lily (Nymhopides peltata). Due to the emissions of so called greenhouse gases, the scientist believes that the climate is changing. They estimate that the annual mean temperature in Sweden will rise with 2.5–4.5°C. The consequences are that species that previously was not able to survive in Sweden might be able to survive in the future. In this study I have compiled a list of aquatic vascular plants introduced somewhere in the world. I have examined if the species described as invasive could establish in Sweden, both at the current climate, and in the future climate predicted by two different models from the Swedish Metrology and Hydrology Institute (SMHI). By matching the species distribution with current climate using the computer program GARP (Genetic Algorithm for Rule-set Prediction), I have created a niche for each species. These niches have been projected onto the future and current climate. The results show that the risk of introductions of invasive species to Swedish freshwater habitats will increase in the future. Many of the invasive species are also able to establish at the current climate. The results show that the species which have the biggest possibility to establish in Sweden are: Azolla filiculoides, Crassula helmsii, Lagarosiphon major, Lemna minuta, Myriophyllum aquaticum and Zizania aquatica. They can establish at both the current climate, and a future warmer climate.Klimatförändringar möjliggör etablering av nya makrofyter i svenska sötvatten Människans ökade resande och transporterande har medfört att fler arter förflyttas till nya områden, t ex i barlastvatten. Dessa arter kallas för främmande arter eller introducerade arter. En del främmande arter klarar sig väldigt bra i sin nya miljö och får en snabb och kraftig tillväxt. De kallas då för invasionsarter. Invasionsarter är ett hot mot biodiversiteten och ett ekonomsikt problem. De kan konkurrera ut andra arter och förändra livsmiljön för dessa arter. I detta arbete behandlas akvatiska växter (makrofyter), som växer i sötvattensmiljö. En del makrofyter tillväxer så kraftigt att de hindrar människor från att bada och fiska. Exempel på akvatiska växter som introducerats till Sverige och blivit problem är vattenpest (Elodea canadensis) och sjögull (Nymhopides peltata). På grund av utsläpp av så kallade växthusgaser tror forskare att vårt klimat håller på att förändras. Man uppskattar att årsmedeltemperaturen i Sverige kommer öka med 2,5–4,5°C. Det innebär att arter som förut inte kunde överleva i landet nu kommer att kunna göra det. I den här studien har jag sammanställt en lista över introducerade akvatiska kärlväxter i hela världen. Jag har undersökt om de som beskrivs som invasionsarter någonstans i världen kan etablera sig i Sverige i dagens klimat och i det klimat som förutspås inträffa år 2100 av två olika klimatsimuleringar gjorda av SMHI. Genom att jämföra klimatet med utbredningsdata för växterna har jag, med hjälp av datorprogrammet GARP (Genetic Algorithm for Rule-set Prediction), skapat nischer för varje art. Nischerna har sedan projekterats på nutida och framtida (år 2100) klimat. Resultatet visar att Azolla filiculoides, Crassula helmsii, Lemna minuta, Lysichiton americanus, Myriophyllum aquaticum och Zizania aquatica är de arter som har störst möjlighet att etablera sig i Sverige, både i dagens klimat, och i ett framtida varmare klimat

Harmonisering av taxonomiska standarder för inlandsvattnens bottenfauna i bedömningsgrunder, Dyntaxa och databasen freshwaterecology.info

I den här rapporten beskrivs arbetet med att förena taxonomiska standarder och nomenklaturer för bottenfauna i Dyntaxa med taxonomin som används i Havs- och vattenmyndighetens föreskrifter (HVMFS 2013:19) om klassificering och miljökvalitetsnormer avseende ytvatten. Resultatet kan användas som underlag vid beräkningar av de bottenfaunaindex som används för statusklassning enligt föreskrifterna

Analyser av resultat från övervakningsprogram fjällvegetation

Inom övervakningsprogrammet Fjällvegetation inventeras vegetationen på tolv svenska fjäll. Inventeringarna utförs i provytor utlagda längs transekter som utgår från toppen av fjällen och är riktade åt olika håll. Varje fjäll inventeras var femte år. Åreskutan, som var det första fjället att inventeras, har inventerats tre gånger. I den här rapporten presenteras resultaten från analyser av de tre inventeringarna på Åreskutan. Det övergripande målet har varit att föreslå metoder och tillvägagångssätt för att analysera och presentera data från övervakningsprogrammet, samt tillhandahålla en vägledning som kan användas för analyser av data i framtiden. Analyserna av data visade att vegetationen som förväntat påverkas av bland annat höjd över havet och lutning, samt att vegetationen skiljer sig mellan de olika transekterna. Vi fann signifikanta förändringar i artsammasättning mellan inventeringarna, men förändringarna var små jämfört med variationen mellan ytor, och det fanns ingen enhetlig riktning i förändringarna. Analys av omsättning av arter över tid visade på skillnader mellan olika ytor, men den skillnaden kunde inte förklaras med ytornas höjd, lutning, riktning eller markfuktighet, och skiljde sig heller inte mellan transekterna. Sammantaget indikerarar dessa resultat att det ännu inte finns några storskaliga riktade förändringar i vegetationen på Åreskutan. Analyser av enskilda arter visade att vissa arter var vanligare vissa år, exempelvis var ängsfryle vanligare 2006 än övriga år, och mattlummer vanligast vid inventeringen 2017. Många arters förekomstfrekvens förändrades mellan inventeringarna, och många av arterna med största förändringar var lavar. Den stora ökningen av många lavars förekomstfrekvens är intressant, och bör undersökas ytterligare. Exempel på arter vars förekomstfrekvens minskade mellan 2006 och 2017 är odon, fjällglim och fjällskära. Medianhöjd över havet för enskilda arters förekomster minskade för 60 arter, var oförändrad för 15, och ökade för 56 mellan 2006 och 2017. Den största ökningen observerades för revlummer, vars medianhöjd ökade med 223 meter. Den högsta observationen på fjället var högre 2017 än 2006 för 50 av 131 arter, oförändrad för 52 arter och lägre för 29 arter. Svartfibblors maxhöjd minskade mest, med 328 meter, medan revlummers maxhöjd ökade mest, med 308 meter. Antalet träd per provyta och medelhöjd på träden förändrades inte signifikant under perioden 2006–2017. Däremot minskade både trädskiktets täckningsgrad och fältskiktets täckningsgrad. Även flera enskilda vegetationstypers täckningsgrad minskade mellan inventeringarna. Om de olika observerade förändringarna beror på naturlig klimatvariation, skillnader i betestryck, klimatförändringar, andra mänskliga aktiviteter, eller om den beror på variation i inventeringarna, går inte att klargöra. När analyserna upprepas för fler fjäll, och när mer data finns tillgängliga, kommer det bli lättare att dra slutsatser om orsaker till observerade förändringar

Övervakning av biologi i vattendrag i jordbruksintensiva områden: resultat av elva års övervakning samt utvärdering av övervakningsprogrammet

Bekämpningsmedel som används inom jordbruket kan genom vindavdrift, ytavrinning och läckage genom marken hamna i vattendrag i närheten av fälten som besprutas. Miljöövervakning visar att halter som överskrider de riktvärden som indikerar att skador på vattenlevande organismer skulle kunna uppkomma inte är ovanliga. SLU Centrum för kemiska bekämpningsmedel i miljön (CKB) övervakar därför biologiska samhällen i fyra av de vattendrag, alla omgivna av intensivt jordbruk, där också bekämpningsmedelshalter regelbundet undersöks inom den nationella miljöövervakningen. Årlig provtagning av bottenlevande ryggradslösa djur (bottenfauna) och alger som växer på exempelvis stenar (påväxtalger) har genomförts sedan 2010. Inventeringar genomfördes även 2007 och 2008, och andra organismgrupper har provtagits i samma vattendrag. Målet med det här arbetet har varit att utvärdera resultaten av provtagningen som utförts samt att diskutera möjliga sätt att förbättra övervakningen. Resultaten från provtagningarna visar att relativt många olika bottenfaunaarter förekommer i vattendragen. Antalet arter av kiselalger klassades däremot i flera fall som mycket lågt, vilket skulle kunna bero på påverkan från jordbruk. Index för både påväxtalger och bottenfauna visade också att vattendragen är näringsrika. Andelen missbildade kiselalgsskal, en indikator för påverkan av bekämpningsmedel eller metaller, var i några fall över den gräns som anses vara en indikation på betydande påverkan. Bottenfaunaindexet SPEAR, som ska visa påverkan från bekämpningsmedel, indikerade större påverkan i jordbruksbäckarna än i andra vattendrag i södra Sverige. Det går dock inte att säga om bekämpningsmedel verkligen är det som påverkar andelen missbildade algskal och SPEAR-indexet. Provtagningen av bottenfauna och kiselalger i de fyra jordbrukspåverkade vattendragen utgör en viktig källa för övervakning och utvärdering av bekämpningsmedelspåverkan tack vare den unika kombinationen av tidsserier för både biologi och bekämpningsmedelshalter. Övervakningen skulle kunna förbättras genom att kompletteras med exempelvis DNA-baserad provtagning, provtagning av andra typer av akvatiska ekosystem, eller genom att undersöka andra organismgrupper och fler biologiska parametrar (exempelvis ekosystemprocesser och molekylära markörer), vilket diskuteras i rapporten. Det är dock av stor vikt att fortsätta med nuvarande provtagning för att hålla tidsserierna intakta, vilket gör analyser av förändring över tid möjliga. Eventuella ytterligare analyser bör endast vara kompletteringar till nuvarande upplägg

Sjöhjortronets lämplighet som indikator för miljömålen Bara naturlig försurning, Levande sjöar och vattendrag samt Ett rikt växt- och djurliv [elektronisk resurs] : statistisk analys av inventeringsresultat från Blekinge, Skåne, Kronoberg och Jönköpings län

Detta är en första delrapport från undersökningen av lämpliga indikatorarter för stabila vattenmiljöer och artrikedom.Den rödlistade makroskopiska cyanobakterien sjöhjortron (Nostoc zetterstedtii) har föreslagits som en lämplig indikator. För att undersöka om så är fallet har 29 sjöar i Blekinge, Skåne, Kronoberg och Jönköpings län inventerats på förekomst av sjöhjortron, fisk och makrofyter (växter synliga för blotta ögat). Olika statistiska metoder har använts för att undersöka om sjöar med och utan sjöhjortron skiljer sig åt beträffande artsammansättning och vattenkemi.Resultaten har visat att sjöar med sjöhjortron har lägre pH, alkalinitet, lägre näringshalter och klarare vatten än de utan. Sjöarna med sjöhjortron hade också färre makrofytarter, men inga skillnader i antalet fiskarter kunde upptäckas mellan sjötyperna.Multivariata analyser visade dock att sjöar med sjöhjortron hade annorlunda sammansättning av makrofyt- och fiskarter än sjöar utan sjöhjortron. Sjöhjortron skulle därför kunna fungera som en indikator för näringsfattiga klarvattensjöar och i förlängningen eventuellt även för miljömålen Ett rikt växt- och djurliv och Levande sjöar och vattendrag.Regionala inventeringsrapporter import från MDP 2015-05</p

Analyser av resultat från övervakningsprogram fjällvegetation - vägledning samt analys av Åreskutans vegetation 2006-2017.

Denna rapport utgör rapportering av ett projekt med syfte att utföra olika analyser av vegetationsdata på Åreskutan, från det regionala miljöövervakningsprogrammet Fjällvegetation, och beskriva metodiken så analyserna kan upprepas när mer data finns tillgängligt för Åreskutan, och för andra fjäll inom övervakningsprogrammet. Projektet har utförts av SLU på uppdrag av Länsstyrelsen i Jämtlands län, enligt överenskommelse med diarienummer 502-6782-2017 och med Tomas Bergström som länsstyrelsens kontaktperson

Vandrarmusslans spridningspotential i Sverige : Litteraturgenomgång och vattenkemisk riskmodell

Vandrarmusslan utbredning i Sverige är idag begränsad till kalkrika områden. Utbredningen verkar begränsas av vattenkemin. De vattenkemiska variabler som styr är främst pH och kalciumkoncentration. För att predicera vandrarmusslans potentiella utbredning använde vi data på nuvarande utbredning och vattenkemi för att skapa en riskmodell. När modellen applicerades på data från riksinventeringen av sjöar och vattendrag visade det sig att vandringmusslan skulle kunna öka sin utbredning i måttlig utsträckning. Ett tjugotal vatten i jordbruksområden kring Vänern och Vättern, ett större antal vatten i Uppland, samt sjöar i Skåne och på Gotland har en vattenkemi som enligt modellen tillåter att vandrarmusslan etablerar sig. För en etablering kärvs dock även att arten sprids till de aktuella vattnen. För att övervaka artens spridning är det viktigt att regelbundna inventeringar görs framför allt i de områden som bedöms som möjliga för vandrarmusslan att kolonisera