The use of the multivariate Principal Response Curve (PRC) for community analysis: a case study on the effects of carbendazim on enchytraeids in Terrestrial Model Ecosystems (TME).

The effects of the fungicide carbendazim (formulation Derosal®) on enchytraeids were determined in Terrestrial Model Ecosystem (TME) tests. TMEs consisted of intact soil columns (diameter 17.5 cm; length 40 cm) taken from three grassland sites (Amsterdam (The Netherlands), Bangor (Wales, England) and Flörsheim (Germany)) or an arable site (Coimbra (Portugal)). Results for each TME site were evaluated using the multivariate Principal Response Curve (PRC) method. The resulting No-Observable Effect Concentrations (NOECs) for the community were compared with the NOECs generated by univariate statistical methods. Furthermore, the E

Pilot project Biological Indicator for Life Support Functions of the soil

In het milieu- en natuurbeleid is er een groeiende behoefte aan instrumenten die de kwaliteit van ecosytemen kunnen voorspellen in relatie tot milieudrukfactoren. Duurzame ontwikkeling en duurzaam gebruik van biodiversiteit zijn in dit verband de sleutelwoorden. In Nederland is het biodiversiteitsbeleid gebaseerd op de klassieke benadering van soortbescherming en natuurreservaten. Er is echter een toenemende zorg bij de overheid of deze maatregelen ook voldoende zijn om een duurzaam gebruik van bijv. agrarische ecosystemen te waarborgen. Het hier beschreven onderzoek vindt z'n oorsprong in het biodiversiteitsverdrag van Rio de Janeiro (UNCED 1992). Er wordt verslag gedaan van een pilotproject dat is uitgevoerd om het Bodembiologische Indicatorsysteem in de praktijk te te testen. Dit werd gedaan in het kader van het Landelijk Meetnet Bodemkwaliteit op 20 veehouderijbedrijven op zeeklei en 17 vollegrondstuinbouwbedrijven. De Bodembiologische indicator is ontworpen om een geintegreerd beeld te geven van de eologische bodemkwaliteit. Door de opzet van de indicator wordt een koppeling gelegd tussen structuur en functies van het ecosysteem zoals afbraak van organisch materiaal en mineralisatie van stikstof . Gebruikte indicatorgroepen waren: nematoden, pot- en regenwormen, potentiele nitrificatie, diversiteit van microbiole afbraakroutes en aantal, biomassa en activiteit van microorganismen. Analyse van bodemmijten en een complete voedselwebmodellering kon slechts op twee locaties worden uitgevoerd. In het rapport worden aggregatiemethoden gepresenteerd (AMOEBE en index) waarmee een ecologische kwaliteitsbeoordeling kan worden uitgevoerd. Aansluitend worden de bevindingen van de pilot geevalueerd. Het leidt tot de aanbeveling om het meetprogramma uit te breiden naar meerdere grondsoorten en bodemgebruikstypen, en een goede referentieset op te bouwen. Hierdoor ontstaat een database waarmee ook een prognostisch instrument te maken is in de vorm van habitat-responsrelaties, naar voorbeeld van het MOVE-model.Environmental policy shows a growing interest in instruments to measure and predict the quality of ecosystems in relation to the influence of human activities. Keywords in this respect are 'sustainable development', and 'sustainable use of biodiversity'. In the Netherlands, policy regarding biodiversity is based on the 'classical' approaches, such as the protection of endangered species and nature areas. However, governmental concern is growing whether this approach is sufficient to attain a sustainable use of ecosystems, e.g. the agricultural use of soils. The research initiative is related to the Treaty on Biological Diversity adopted in Rio de Janeiro (UNCED 1992). This report presents the results of a pilot- project in which an indicator system for biological soil quality was tested in a soil-monitoring network (in 1997: 20 grasslands on clay soil and 17 horticultural farms). The indicator system should produce an integrated view of the ecological state of the soil in relation to specific Life Support Functions (production, mineralization, nutrient cycling, etc.). Indicator groups were: nematodes, earthworms, enchytreads, potential nitrification, diversity of microbial functions (Biolog-system), bacterial growth rate and biomass. Identification of the mite fauna and complete food web sampling were performed on a limited number of sites. Some ways to integrate soil biological parameters into an aggregated presentation format (AMOEBE and Soil Quality Index) are presented. Additionally, problems of choice, like proper references or policy targets, are discussed. It is recommended to extend the biological monitoring programme to different soil types and land use forms. It will also provide a database with the opportunity to derive statistical habitat-respons relations for a prognostic instrument.DGM-BW

Pilot project Biological Indicator for Life Support Functions of the soil

Environmental policy shows a growing interest in instruments to measure and predict the quality of ecosystems in relation to the influence of human activities. Keywords in this respect are 'sustainable development', and 'sustainable use of biodiversity'. In the Netherlands, policy regarding biodiversity is based on the 'classical' approaches, such as the protection of endangered species and nature areas. However, governmental concern is growing whether this approach is sufficient to attain a sustainable use of ecosystems, e.g. the agricultural use of soils. The research initiative is related to the Treaty on Biological Diversity adopted in Rio de Janeiro (UNCED 1992). This report presents the results of a pilot- project in which an indicator system for biological soil quality was tested in a soil-monitoring network (in 1997: 20 grasslands on clay soil and 17 horticultural farms). The indicator system should produce an integrated view of the ecological state of the soil in relation to specific Life Support Functions (production, mineralization, nutrient cycling, etc.). Indicator groups were: nematodes, earthworms, enchytreads, potential nitrification, diversity of microbial functions (Biolog-system), bacterial growth rate and biomass. Identification of the mite fauna and complete food web sampling were performed on a limited number of sites. Some ways to integrate soil biological parameters into an aggregated presentation format (AMOEBE and Soil Quality Index) are presented. Additionally, problems of choice, like proper references or policy targets, are discussed. It is recommended to extend the biological monitoring programme to different soil types and land use forms. It will also provide a database with the opportunity to derive statistical habitat-respons relations for a prognostic instrument.In het milieu- en natuurbeleid is er een groeiende behoefte aan instrumenten die de kwaliteit van ecosytemen kunnen voorspellen in relatie tot milieudrukfactoren. Duurzame ontwikkeling en duurzaam gebruik van biodiversiteit zijn in dit verband de sleutelwoorden. In Nederland is het biodiversiteitsbeleid gebaseerd op de klassieke benadering van soortbescherming en natuurreservaten. Er is echter een toenemende zorg bij de overheid of deze maatregelen ook voldoende zijn om een duurzaam gebruik van bijv. agrarische ecosystemen te waarborgen. Het hier beschreven onderzoek vindt z'n oorsprong in het biodiversiteitsverdrag van Rio de Janeiro (UNCED 1992). Er wordt verslag gedaan van een pilotproject dat is uitgevoerd om het Bodembiologische Indicatorsysteem in de praktijk te te testen. Dit werd gedaan in het kader van het Landelijk Meetnet Bodemkwaliteit op 20 veehouderijbedrijven op zeeklei en 17 vollegrondstuinbouwbedrijven. De Bodembiologische indicator is ontworpen om een geintegreerd beeld te geven van de eologische bodemkwaliteit. Door de opzet van de indicator wordt een koppeling gelegd tussen structuur en functies van het ecosysteem zoals afbraak van organisch materiaal en mineralisatie van stikstof . Gebruikte indicatorgroepen waren: nematoden, pot- en regenwormen, potentiele nitrificatie, diversiteit van microbiole afbraakroutes en aantal, biomassa en activiteit van microorganismen. Analyse van bodemmijten en een complete voedselwebmodellering kon slechts op twee locaties worden uitgevoerd. In het rapport worden aggregatiemethoden gepresenteerd (AMOEBE en index) waarmee een ecologische kwaliteitsbeoordeling kan worden uitgevoerd. Aansluitend worden de bevindingen van de pilot geevalueerd. Het leidt tot de aanbeveling om het meetprogramma uit te breiden naar meerdere grondsoorten en bodemgebruikstypen, en een goede referentieset op te bouwen. Hierdoor ontstaat een database waarmee ook een prognostisch instrument te maken is in de vorm van habitat-responsrelaties, naar voorbeeld van het MOVE-model

Site specific ecological risk assessment. Research with the TRIAD approach: part 3

The TRIAD approach was tested for its applicability in assessing actual ecological risks on five sites around the zinc factory near the city of Budel, in The Netherlands. The TRIAD method offers the possibility of a tiered approach to actual risks for the local ecosystem. Risk assessment is derived on the basis of three elements, i.e. chemistry, toxicology and ecology. It is meant as an improvement for the present remediation urgency systematics. Three of the five sites were contaminated with zinc and cadmium at different levels, that did not exceed the Dutch 'intervention values'. Besides total soil contents, mobile soil metal fractions and pore-water concentrations were measured during the chemical assessment. Several variants of the toxic pressure calculations were compared. In the toxicological assessment several bioassays were performed, which showed different sensitivities to heavy metals and influence of soil-pH and nutrients. There are still very few tests that can be used for acid sandy field soil. Many soil biological analyses (microbial and soil fauna groups) and a vegetation inventory were used for the ecological assessment. In this field study they showed a larger deviation from the reference site than the chemical and toxicological indicators. From the overall TRIAD assessment it can be concluded, among others, that selection of a non-contaminated reference site is both crucial as well as difficult. Polluted sites generally differ in more aspects from a local reference site than just in the concentration of contaminants. Although the TRIAD approach is relatively time consuming, uniformity and the scientific basis of the actual ecological assessment have improved considerably. Therefore the TRIAD approach is recommended for the future as a standard tool to assess actual ecological risks of contaminated soil.Het doel van het onderzoek was de beproeving van de TRIADE methodiek voor de inschatting van locatiespecifieke ecologische risico's in een praktijksituatie. De TRIADE geeft de mogelijkheid om trapsgewijs effecten van verontreinigingen te bepalen voor de aspecten chemie, toxicologie en ecologie. Deze methodiek moet een verbetering opleveren ten opzichte van de ecologische risicoschatting in de huidige saneringsurgentie-systematiek. Het onderzoek werd uitgevoerd op vijf locaties rond de zinkfabriek te Budel. Twee van deze locaties lagen op grotere afstand en werden als (lokale) referentie gebruikt. Drie locaties in de nabijheid van de zinkfabiek hadden verhoogde gehaltes aan zink en cadmium. Interventiewaarden werden niet overschreden. Het chemische onderzoek richtte zich op totaal-gehaltes, extraheerbare fracties en poriewaterconcentraties van zware metalen. Op basis daarvan werd de toxische druk berekend. Het ecotoxicologisch onderzoek bestond uit bioassays met algen, springstaarten en radijsplanten. De gebruikte testorganismen vertoonden verschillende gevoeligheden voor zware metalen, mede als gevolg van bodemeigenschappen als zuurgraad en voedingsstoffenbeschikbaarheid. Het TRIADE-onderdeel "ecologie" werd ingevuld met indicatoren uit de Bodembiologische Indicator (BoBI) en met een vegetatie-inventarisatie. Verontreinigde locaties verschillen bijna altijd in meer eigenschappen van de referentie dan alleen de concentratie van de contaminanten. Het vaststellen van een simpele oorzaak-gevolg relatie voor ecologische effecten zal daarom meestal niet mogelijk zijn. Uit het TRIADE-onderzoek kan worden geconcludeerd, dat de keuze van de locale referentie aanzienlijke invloed heeft op het berekende ecologisch risico. De TRIADE-systematiek geeft de ecologische risicoschatting desondanks een aanzienlijk bredere basis dan de huidige urgentiesystematiek. De methodiek is gebaseerd op het 'multiple weight of evidence' principe en biedt een kwantitatieve maat voor ecologische risico's. Aangezien ook het bodembeschermingsbeleid zich ontwikkelt naar een meer locatiespecifieke benadering, wordt verder inpassing van de TRIADE-methodiek aanbevolen

Site specific ecological risk assessment. Research with the TRIAD approach: part 3

NB RIVM-rapporten 711701026 (deel 1) en 711701032 (deel 2)Het doel van het onderzoek was de beproeving van de TRIADE methodiek voor de inschatting van locatiespecifieke ecologische risico's in een praktijksituatie. De TRIADE geeft de mogelijkheid om trapsgewijs effecten van verontreinigingen te bepalen voor de aspecten chemie, toxicologie en ecologie. Deze methodiek moet een verbetering opleveren ten opzichte van de ecologische risicoschatting in de huidige saneringsurgentie-systematiek. Het onderzoek werd uitgevoerd op vijf locaties rond de zinkfabriek te Budel. Twee van deze locaties lagen op grotere afstand en werden als (lokale) referentie gebruikt. Drie locaties in de nabijheid van de zinkfabiek hadden verhoogde gehaltes aan zink en cadmium. Interventiewaarden werden niet overschreden. Het chemische onderzoek richtte zich op totaal-gehaltes, extraheerbare fracties en poriewaterconcentraties van zware metalen. Op basis daarvan werd de toxische druk berekend. Het ecotoxicologisch onderzoek bestond uit bioassays met algen, springstaarten en radijsplanten. De gebruikte testorganismen vertoonden verschillende gevoeligheden voor zware metalen, mede als gevolg van bodemeigenschappen als zuurgraad en voedingsstoffenbeschikbaarheid. Het TRIADE-onderdeel "ecologie" werd ingevuld met indicatoren uit de Bodembiologische Indicator (BoBI) en met een vegetatie-inventarisatie. Verontreinigde locaties verschillen bijna altijd in meer eigenschappen van de referentie dan alleen de concentratie van de contaminanten. Het vaststellen van een simpele oorzaak-gevolg relatie voor ecologische effecten zal daarom meestal niet mogelijk zijn. Uit het TRIADE-onderzoek kan worden geconcludeerd, dat de keuze van de locale referentie aanzienlijke invloed heeft op het berekende ecologisch risico. De TRIADE-systematiek geeft de ecologische risicoschatting desondanks een aanzienlijk bredere basis dan de huidige urgentiesystematiek. De methodiek is gebaseerd op het 'multiple weight of evidence' principe en biedt een kwantitatieve maat voor ecologische risico's. Aangezien ook het bodembeschermingsbeleid zich ontwikkelt naar een meer locatiespecifieke benadering, wordt verder inpassing van de TRIADE-methodiek aanbevolen.The TRIAD approach was tested for its applicability in assessing actual ecological risks on five sites around the zinc factory near the city of Budel, in The Netherlands. The TRIAD method offers the possibility of a tiered approach to actual risks for the local ecosystem. Risk assessment is derived on the basis of three elements, i.e. chemistry, toxicology and ecology. It is meant as an improvement for the present remediation urgency systematics. Three of the five sites were contaminated with zinc and cadmium at different levels, that did not exceed the Dutch 'intervention values'. Besides total soil contents, mobile soil metal fractions and pore-water concentrations were measured during the chemical assessment. Several variants of the toxic pressure calculations were compared. In the toxicological assessment several bioassays were performed, which showed different sensitivities to heavy metals and influence of soil-pH and nutrients. There are still very few tests that can be used for acid sandy field soil. Many soil biological analyses (microbial and soil fauna groups) and a vegetation inventory were used for the ecological assessment. In this field study they showed a larger deviation from the reference site than the chemical and toxicological indicators. From the overall TRIAD assessment it can be concluded, among others, that selection of a non-contaminated reference site is both crucial as well as difficult. Polluted sites generally differ in more aspects from a local reference site than just in the concentration of contaminants. Although the TRIAD approach is relatively time consuming, uniformity and the scientific basis of the actual ecological assessment have improved considerably. Therefore the TRIAD approach is recommended for the future as a standard tool to assess actual ecological risks of contaminated soil.VROM-DGM-BW

Contrasting influence of soil nutrients and microbial community on differently sized basal consumers

There is increasing evidence of the coexistence of trophic and environmental constraints belowground. While too often ignored in current literature, the extent to which phosphorus is relevant for soil biota was demonstrated in this study by positive correlations of soil C/P and N/P ratios with all the measured microbial parameters (biomass, density and activity), with the numerical abundance of roundworms (Nematoda) and potworms (Enchytraeidae) from lower trophic levels and with the roundworm biomass. Total worm biomass seems dependent on land use, being in rangelands about twice as high as in croplands, although the relative contribution of potworms remains comparable for both land use types (49 ± 20 % SD versus 45 ± 27 % SD). Besides soil [P], soil type plays an important role in the relative biomass of potworms compared to roundworms. Soil parameters (here pH, C/P and N/P ratios) are better predictors for the abundance and biomass of roundworms than microbial parameters. We also propose a graphical way to visualize the major responses of basal consumers to their microbial drivers