Mixing apples and oranges: Assessing ecological status and its confidence from multiple and diverse indicators

Ecosystem responses to increasing human pressures are complex and diverse, affecting organisms across all trophic levels. This has prompted the development of methods that integrate information across many indicators for environmental management. Legislative frameworks such as the European Water Framework Directive (WFD), specifically prescribe that integrated assessme nt (IA) of ecological status must consider indicators representing various biological and supporting quality elements. We present a general approach for an IA system based on a piece-wise linear transformation of indicator distributions to a standardized scale, allowing for integrating information from multiple and diverse indicators through a policy-dependent aggregation scheme. Uncertainties associated with monitoring data used for calculating indicators and their propagation throughout the integration scheme allow for confidence assessment at all levels of the hierarchical integration. Specific pressures leading to ecological impact can be identified through the most impaired indicators in the hierarchical and transparent aggregation scheme. The IA and its confidence are facilitated though the development of an online tool that accesses information from monitoring databases and presents the outcome at all levels of the assessment, ensuring consistency and transparency in the calculations for all potential stakeholders. We demonstrate the versality and applicability of the approach using indicators and aggregation principles from the Swedish national guidelines for assessing ecological status of rivers, lakes and coastal waters according to the WFD. Although the approach and the tool were developed specifically for the WFD ecological status assessment in Sweden, the generality of the approach implies that it can easily be adapted to the WFD assessment methods of other countries as well as other policies, where an integrated assessment is required.publishedVersio

Physical and numerical modeling of the role of hydrodynamic processes on adult-larval interactions of a suspension-feeding bivalve

The importance of hydrodynamic processes for adult-larval interactions in the cockle, Cerastoderma edule, was examined through physical and numerical modeling. A set of physical experiments in a flow-tank using adult cockles and larval mimics showed that the settlement of particles was affected by adult cockles. Settlement was reduced by 20% in an area of 2.5 cm2 surrounding the siphons, and the most marked decrease occurred near the inhalant siphon. On a larger spatial scale downstream of the siphons, settlement was more heterogeneous compared to surfaces without cockles. The experimental results near individual cockles were compared with numerical models of settlement dynamics in conditions with no horizontal flow. The models suggest that the vertical position of the siphon orifice determines whether any small-scale reduction in larval settlement should be expected near suspension-feeding benthic invertebrates. The results are compared qualitatively and quantitatively with previous observations of small-scale patterns (≈1 cm) around individual C. edule and with observations of larger-scale (1-10 m) differences among patches with varying densities of cockles. These comparisons indicate that passive hydrodynamic processes can explain patterns around individual cockles, whereas a combination of active and passive processes are necessary to explain differences among patches. Such hydrodynamic modification of larval behavior has previously been reported to greatly increase rates of mortality for settling bivalve larvae

Seabed Mapping and Marine Spatial Planning: A Case Study from a Swedish Marine Protected Area

Physical chemistr

Chapter Seabed Mapping and Marine Spatial Planning: A Case Study from a Swedish Marine Protected Area

Physical chemistr

Testing the Potential for Predictive Modeling and Mapping and Extending Its Use as a Tool for Evaluating Management Scenarios and Economic Valuation in the Baltic Sea (PREHAB)

Peer reviewe

Cleaning up seas using blue growth initiatives : Mussel farming for eutrophication control in the Baltic Sea

Eutrophication is a serious threat to aquatic ecosystems globally with pronounced negative effects in the Baltic and other semi-enclosed estuaries and regional seas, where algal growth associated with excess nutrients causes widespread oxygen free “dead zones” and other threats to sustainability. Decades of policy initiatives to reduce external (land-based and atmospheric) nutrient loads have so far failed to control Baltic Sea eutrophication, which is compounded by significant internal release of legacy phosphorus (P) and biological nitrogen (N) fixation. Farming and harvesting of the native mussel species (Mytilus edulis/trossulus) is a promising internal measure for eutrophication control in the brackish Baltic Sea. Mussels from the more saline outer Baltic had higher N and P content than those from either the inner or central Baltic. Despite their relatively low nutrient content, harvesting farmed mussels from the central Baltic can be a cost-effective complement to land-based measures needed to reach eutrophication status targets and is an important contributor to circularity. Cost effectiveness of nutrient removal is more dependent on farm type than mussel nutrient content, suggesting the need for additional development of farm technology. Furthermore, current regulations are not sufficiently conducive to implementation of internal measures, and may constitute a bottleneck for reaching eutrophication status targets in the Baltic Sea and elsewhere. Highlights • Mussel farming is a viable internal measure to address Baltic Sea eutrophication. • Rates of nutrient removal depend on salinity at the regional scale and food availability at the local scale. • Cost effectiveness of nutrient removal by mussel farming depends also on farm type. • Total farm area needed for achieving HELCOM nutrient reduction targets is realistic

Analys av befintlig miljöövervakning – utvärdering av biologisk mångfald.Makrofauna mjukbotten, trend- och områdesövervakning.

i princip gemensam strategi i alla havsområden. I Västerhavet finns dock viss brist på integrering eftersom existerande prover från Kattegats kustområden ej är tillgängliga i den är gemensamma databasen. Vidare är övervakningen av Västerhavets utsjöområden förhållandevis svag. Övervakningsprogrammet för mjukbottensfauna förefaller i vissa delar användbart för att övervaka uppfyllelsen av det 16:e miljömålet på nationell såväl som på regional skala. Porgrammet kan användas för att övervaka övergripande förändringar och medeltillstånd i artdiversitet. I vilken mån det kan användas för att bedöma andelen hotade arter (enligt Artadatabankens rödlista) är däremot mer osäkert och när det gäller diversiteten av naturtyper har programmet mindre att erbjuda. Däremot är det tydligt att det existerande materialet och nuvarande program bör ha en unik potential som underlag för kommande beslut om åtgärder i olika havsområden. För att denna potential skall realiseras krävs dock att det på ett mer omfattande sätt än idag används för målmedvetna analyser på relevanta rums- och tidsskalor. I denna rapport utvärderas i vilken mån övervakningsprogrammet för mjukbottensfauna kan användas för att utvärdera förändringar i biodiversitet. Utvärderingen tar sin utgångspunkt i kraven som ställs i det 16:e miljömålet (”Ett rikt växt- och djurliv”) och innefattar variabler som artrikedom, Shannon-Wieners diversitetsindex och förekomst av rödlistade arter. Specifikt utvärderas i vilken mån programmet uppvisar långsiktiga trender och vilken förmåga det har att påvisa rumsliga mönster, att ge precisa skattningar på medelvärden (= små standardfel och konfidensintervall) och att upptäcka förändringar med en tillfredsställande sannolikhet (=god statistisk styrka). Rapporten omfattar data från början av 1970-talet till 2005 från stationer i Västerhavet och Östersjön. Totalt sett har 781 taxa observerats i miljöövervakningen (Västerhavet: 689; egentliga Östersjön 93 och Bottniska viken 71). Nya taxa observeras kontinuerligt i samtliga havsområden. Flera analyser antyder att artdiversiteten har genomgått förändringar både i Västerhavet och Östersjön under de senaste 20-30 åren. I Västerhavet kan man observera en minskande trend i artrikedom och Shannon-Wiener indexet, tendensen är den motsatta i egentliga Östersjön och i Bottniska viken. Orsaken till och tillförlitligheten hos dessa mönster bör undersökas närmare. Analyserna visar också att faunan uppvisar variation på olika rumsskalor och att mjukbottensprogrammet har förmåga att upptäcka dessa både när det gäller artrikedom och Shannon-Wieners index. På grund av olikheter i faunans sammansättning och skillnader i provtagningens utformning skiljer sig precision och statistisk styrka mellan havsområden. Precision och statistisk styrka skiljer sig mellan olika rumsliga skalor men generellt ökar de med ökad rumsskala. I absoluta tal är standardfel och konfidensintervall större i Västerhavet än i Östersjön men detta kan i stor utsträckning förklaras av att Västerhavet har en högre diversitet. Sett i relation till medelvärdet är precisionen i allmänhet 5-10% av medelvärdet i samtliga områden. Analyserna visar också att programmen i de olika områdena på 20 års sikt har goda möjligheter att upptäcka förändringar med en årlig takt på ≈ 1%. På 10 års sikt måste förändringarna i allmänhet vara 2 – 5%. Programmens utformning och omfattning förefaller i allmänhet adekvat förutsatt att dessa skattningar av precision och förändringstakt anses tillräckliga. Eftersom programmet i egentliga Östersjön nyligen omstruktureras finns e

Dimensionering av uppföljningsprogram: komplettering av uppfölningsmanual för skyddade områden

Denna rapport ger detaljerad information om provtagningsmetoders precision och kostnader vid dimensionering och metodval av uppföljningsprogram. Data från befintliga övervaknings- och forskningsprogram användes för att modellera precision vid olika provtagningsintensitet och därmed också ge en skattning på kostnad för att uppnå önskad precision med olika metoder och för olika typer av målindikatorer