 |
Vandløbsøkologiske studier af invertebratfaunaen i - et typisk bornholmsk sprækkedalsvandløb af Preben Kristensen pk@ringeby.dk |
.jpg) |
|
|
Vandløbsøkologiske studier af invertebratfaunaen i - et typisk bornholmsk sprækkedalsvandløb af Preben Kristensen pk@ringeby.dk |
|
Metodik
Vandføring
Kvantitativ prøvetagning i Kobbeå 1999-2000
Sparkeprøver i Kobbeå 1999-2000
Sammenligning af Kobbeå med andre sprækkedalsvandløb på Bornholm
Effekten af reduceret vandføring på invertebratfaunaen 1984
Effekten af store vandføringer (”spates”) på invertebratfaunaen
Vandføringen måles løbende ved BRK’s hydrometriske station (målebygværket), der er beliggende ca. 400 m nedstrøms prøvelokaliteten og ca. 200 m fra udløbet i havet. Relationen mellem vandføring og vandspejlshøjde ved målebygværket kontrolleres årligt 5-6 gange ved hjælp af strømhastighedsmålinger med en vingemåler af BRK, mens DMU’s Fagdatacenter for Hydrometri indsamler, bearbejder og publicerer disse data. Af BRK har jeg imidlertid fået tilladelse til selv at ”kontakte” målebygværket via et PC modem og downloade en datastreng, der bl.a. indeholder tidspunktet og vandspejlskoten. Vandføringen kan herefter beregnes, idet relationen mellem vandspejlshøjde og vandføring er kendt.
En datastreng fra den Hydrometriske station ser således ud:
2003090300006704 18112015140701004422+1158
Den første blok indeholder dato (de første 8 karakterer i formatet yyyymmdd), herefter 4 0’er som ikke har betydning, og afsluttes med 6704 der angiver stationsnummeret (67.04).
Tidspunktet er angivet i 2. bloks karakterer 9-12 (som i dette tilfælde er 1407) og angiver tidspunktet i UTC (dvs. dansk normaltid). Så her må lige korrigeres til sommertid i den relevante periode.
Vandspejlskoten (+ 100 cm) er de sidste 4 cifre i datastrengen (her: 1158) og svarer i dette tilfælde til en vandspejlshøjde på 15,8 cm over bunden af det centrale V på målebygværket.
Målebygværkets samlede profil er konstrueret af 3 forskellige delprofiler (se skitsen nedenfor).
Det betyder, at der til beregning af vandføringen må benyttes 3 sæt ligninger, der skal anvendes afhængigt af vandspejlskoten. Vandføringen VF beregnes således:
VF = 0,022*(vandspejlskote – 100)^2,50 når vandspejlskoten < 126,8 (I)
VF = 0,142* (vandspejlskote – 112)^2,36 når vandspejlskoten er mellem 126,8 og 136,8 (II)
VF = 0,085*(vandspejlskote – 119,7)^2,85 når vandspejlskoten > 136,8 (III)
I regnearket (i dette tilfælde linje 605) ser beregningsformlen således ud (EXCEL):
=HVIS(F605>136,8;0,085*((F605-119,7)^2,85);HVIS(F605<126,8;0,022*((F605-100)^2,5);0,142*((F605-112)^2,36)))
Dvs. at vandspejlskoten er ”klippet ud” af datastrengen og kopieret til celle F605 i regnearket, der således er input til beregningsformlen.
Til brug for sammenligning af vandføringen mellem Kobbeå og andre danske (og bornholmske) vandløb, er der fra DMU’s Fagdatacenter for Hydrometri indhentet time- og døgnmiddelværdier, samt oplysninger om afstrømningsområdets størrelse.
Temperaturens årsvariation er søgt belyst ved følgende målinger og dataindsamlinger:
Fra den meteorologiske station Klemsker Øst, ca. 10 km fra prøvestrækningen ved Kobbeå, er indhentet månedlige luftmiddeltemperaturer for perioden oktober 1998 til april 2000.
Vandtemperaturens årsvariation er søgt belyst ved 2 metoder: Fra BRK er indhentet temperaturmålinger fra aflæsninger, der er foretaget ca. hver 14. dag omkring middag i perioden 1990-1997 ved målebygværket. Til disse målinger er benyttet et kviksølvtermometer med en opløsning på 0,1 °C.
Disse data er suppleret med egne målinger af vandtemperaturen gennem hele år 2001. Til disse målinger er benyttet et digitalt termometer af fabrikatet Pronamic med en opløsning på 0,1 °C. Termometerets udlæsning er før brug og 2 gange i måleperioden kontrolleret med et kviksølvtermometer med en opløsning på 0,1 °C, og variationen var i alle tilfælde under 0,3 °C.
Der aflæstes max. og min. vandtemperatur med et interval på 2-14 dage, med 7 dage som middel interval mellem målingerne.
Temperaturens variation i og omkring Kobbeå er i dagene 8. august – 10. august fulgt med ca. 2 timers interval.
Vandtemperaturen er målt på 2 stationer med instrumentet OxyGuard Handy Mk. III med en nøjagtighed på 0,1 °C:
1) prøvestrækningen, > 95 % beskygget og 2) umiddelbart nedstrøms en lysåben strækning på ca. 100 m, beliggende mellem prøvestrækningen og målebygværket.
Lufttemperaturen er målt i ca. 2 meters højde i ådalen på samme lokaliteter som ovenstående, samt i ca. 2 meters højde udenfor sprækkedalen (åbent land). Der er til disse målinger benyttet et digitalt termometer af fabrikatet Pronamic med en opløsning på 0,1 °C.
Samtidig med temperaturmålingerne på de to vandløbsstationer som beskrevet ovenfor, er vandets iltindhold og relative iltmætning målt med OxyGuard Handy Mk. III. Nøjagtigheden af iltmålingerne er ifølge specifikationerne bedre end +/- 2 % af den aktuelle værdi. Instrumentet er kalibreret inden måleserien indledtes samt efter 1 døgn, hvilket ifølge producenten er tilstrækkeligt.
Fra BRK er indhentet normaliserede (vandføringsvægtede) årsmiddelkoncentrationer af Ammonium-N; Nitrat-N; Total-N; Ortho-P; Total-P og pH i 17-års perioden 1986-2002 for 3 stationer, nemlig
Kobbeå. Undergrunden består af granit, dækket af et tyndt morænelag. Oplandets største anvendelse er landbrugsdrift, men hertil kommer et ikke ringe areal med skov og naturområder. Der var tidligere (eller er stadig?) overløbsbygværk fra Østerlars By, hvor fortyndet spildevand i forbindelse med skybrud tidligere ledtes til vandløbet. Hertil kommer en del fritliggende ejendomme i oplandet, hver med mindre udledninger af husholdningsspildevand og evt. gårdbidrag til vandløbet. For Kobbeå findes pH data kun i perioden 1987-92, mens de øvrige data findes for perioden 1987-97.
Bagå. Undergrunden består af aflejringer fra Juraperioden, bestående af især sand, ler og kul. Kvartært morænemateriale er siden opblandet i en dybere horisont end for Kobbeå. Kun under en mindre del af afstrømningsområdet, øverst i vandløbssystemet, er undergrunden grundfjeld (granit). Oplandet anvendes overvejende til landbrugsformål, og der er i oplandet adskillige svinefarme. Til gengæld er der ikke megen spredt bebyggelse, og ingen større bysamfund. Skov og naturområder (ugødede arealer) dækker under 10 %.
Øle Å ved Vibebakke. Vibebakke er en referencestrækning næsten uden kulturpåvirkning, hvor oplandet er stærkt domineret af naturområder, hovedsagelig nåleskov, foruden søer og vådområder. Den resterende del af oplandet er landbrugsareal, men dette afvandes via et moseområde, der virker som et biologisk filter (Klavs Nielsen, BRK, pers. komm.)
Da vandløbsbunden hovedsagelig består af sten i varierende størrelse samt klippestykker, valgtes som den eneste praktisk anvendelige metode til en kvantitativ bedømmelse af invertebratfaunaen, at indsamle nævestore sten fra bunden (Se fx Macan 1958). Prøveperioden strakte sig fra 23-4-1999 til 17-4-2000, i hvilken periode der blev der indsamlet 12 prøveserier med ca. en måneds interval. Hver prøveserie bestod af 15 eller 20 sten, udtaget stratified random.
Selve prøvetagningen foregik ved, at der på hvert forudbestemt prøvetagningssted blev udtaget en sten af standardstørrelse (ca. 10 cm x 10cm). En sigte (maskevidde 200µm) blev holdt bag stenen, som blev taget op og børstet af. Ophvirvlet materiale blev opfanget i sigten, og hele prøven blev overført til glas og konserveret i 70 % sprit. Stenens længde og bredde blev målt, og stenens areal, svarende til arealet af den enkelte prøve, er opgjort som længde x bredde.
I laboratoriet er dyrene udsorteret i bakker med både lys og mørk baggrund ved anvendelse af en lup-lampe (forstørrelse 2x). Bestemmelsen af dyrene er foretaget med hjælp af stereolup (10-30x) til så lavt et taxonomisk niveau som muligt. I mange tilfælde har jeg konsulteret specialister for hjælp til bestemmelsen.
Udvalgte taxa er målt ved hjælp af en stereolup med okularmikrometer. Hver okularenhed (OE) var 100 µm og 33 µm ved en forstørrelse på hhv. 10x og 30x. Ancylus er målt som skallængden ved 10x forstørrelse. De øvrige taxa er målt ved 30x forstørrelse. Billerne er målt som længden af pronotum. Gammarus er målt som længden af 1. kropssegment (målt dorsalt), mens de øvrige taxa er målt som den største bredde af hovedkapslen. Der måltes i alle tilfælde til nærmeste enhed.
Kvantificering af det samplede areal i hver stenprøve er foretaget ved at forudsætte, at arealet er repræsenteret ved stenens bredde x længde.
For alle 12 prøveserier, bestående af 20 (15) prøver, blev individtallet, udtrykt som den aritmetiske middelværdi samt 95 % confidensgrænser, beregnet for standard prøvestørrelsen. Standard prøvestørrelsen er defineret som den aritmetiske middelværdi af stenenes areal i den aktuelle prøveserie. Alle prøveserier er testet for, om data har været normalfordelte (χ²-test). Eftersom der typisk er tale om en klumpet fordeling af dyrene, har en transformation af data i de fleste tilfælde været nødvendig. Der er i de prøveserier, der indeholdt 0-data benyttet transformationen log(x+1). For taxa, der ikke indeholdt 0-data, er data log(x) transformeret.
Ud fra den således beregnede middelværdi og 95 % confidensgrænser for standard prøvestørrelsen, er antal dyr/m² med tilhørende confidensgrænser beregnet (Elliott 1977).
Ud over de kvantitative stenprøver blev der ved hver prøvetagning indsamlet 3 sparkeprøver, hvis formål bl.a. var at skaffe materiale til måling af dyrenes vækst.
Hver sparkeprøver bestod af 4 dobbeltspark (”standardspark”), og repræsenterede således hver et transect, som beskrevet i Miljøstyrelsen_(1998). Sparkeprøverne blev foretaget på fast substrat (sten/grusbund). Udsortering, bestemmelse og opmåling af dyrene er som for de kvantitative stenprøver.
Imagines blev indsamlet ved bredderne og på sten i vandet på de dage, hvor der blev taget faunaprøver eller aflæst termometre, for at registrere insekternes flyveperiode. Insekterne er indsamlede med ketcher, pincet eller insektsuger.
I perioden fra oktober 1999 til december 2002 er der taget ca. 350 faunaprøver på omkring 100 vandløbsstationer, fordelt på de fleste vandløb på Bornholm, for at undersøge udbredelsen af vandløbsdyr i andre vandløb og vandløbstyper end Kobbeå, samt i sammenlignelige vandløb. De fleste af disse prøver er ”generelle” kombinerede prøver, bestående af dels sparkeprøver, dels afbørstning af ca. 5 sten, samt pilleprøver, alt samlet i ét glas.
Hertil kommer indsamling af imagines ved bredderne i varierende omfang, samt specialindsamlinger efter en bestemt art/dyregruppe, som eksempelvis Stratiomyidae og Nematomorpha.
Brönmark et al. (1984) publicerede et arbejde, som var baseret på indsamlinger af faunaen i 22 sprækkedalsvandløb på Bornholms nordøstkyst. Formålet med undersøgelsen var bl.a. at undersøge, om antallet af arter i vandløbene var proportionalt med vandløbenes størrelse, som den ø-biogeografiske teori forudsætter. Et af hovedresultaterne af undersøgelsen var, at der faktisk var en signifikant (p<0,001) lineær relation mellem antallet af taxa og vandløbenes størrelse (udtrykt som vanddækket areal). Faunaprøverne fra Brönmark et al. (1984)’s undersøgelse udgør materialet til en sammenligning af disse vandløb med Kobbeå, der var ét af de vandløb, der indgik i undersøgelserne fra 1982.
Fra de 22 bornholmske vandløb indsamlede svenskerne i juni 1982 sparkeprøver (maskevidde: 0,6 mm) samt pilleprøver. Samplingstiden per vandløb var ca. 2 mandtimer, og prøverne blev i alle tilfælde taget i hovedløbet nær udløbet i havet. Der skelnedes ved udsorteringen mellem 57 taxa, og faunalisten er rent kvalitativ.
For hvert vandløb måltes pH, ledningsevne K20 (mS m-1) og NO3 (mg l-1), samt relative mål for beskygning og forekomst af vandløbsvegetation i form af Fontinalis og Cladophora. Herudover måltes vandløbets bredde og dybde nær udløbet, og vandløbets areal approximeredes til en triangel, hvor basis var vandløbets bredde ved udløbet, og højden var vandløbets længde (uden tilløb), aflæst på et kort over Bornholm (målestok: 1:60.000).
På basis af faunalisterne har jeg for hvert vandløb beregnet en tilnærmet værdi af DVFI, se Miljøstyrelsen_(1998). Oplysninger om vandløbenes opland stammer fra BRK (Klavs Nielsen, BRK, pers. komm.).
Som mål for similaritet er beregnet Bray-Curtis similaritet, similaritet efter Czekanowski samt Euklidisk distance, og resultaterne er afbildet i dendrogrammer ved hjælp af clusteranalyser. Til at anskueliggøre fordelingen af de 22 sæt vandløbsdata er der udarbejdet MDS plot efter data fra similatitetstestene. Til beregninger og grafik er benyttet Primer v5.2.4 for Windows samt CAP (Community Analysis Package), v1.2.
For også at undersøge, hvordan faunasammensætningen i Kobbeå er i forhold til andre danske vandløb er der indhentet data (faunalister) fra vandløb i hele landet.
Kriterierne for, hvilke vandløb der har kunnet benyttes til sammenligningen er følgende:
God strøm og fast substrat
Identifikationsniveau mindst som denne Kobbeå undersøgelse
Ubelastede vandløb
Beskyggede vandløbsstrækninger om muligt
Til sammenligningen benyttedes fra Bornholm de 12 månedlige kvantitative prøver fra Kobbeå, samt kvalitative faunalister (sparke- og børsteprøver) fra 3 andre store sprækkedalsvandløb på Bornholms nordøstkyst: Døndal Å, Bobbeå og Gyldenså. Hertil kommer en samlet kvalitativ faunaliste fra Svenskebæk, der er et skovvandløb i Læså systemet.
Fra de øvrige amter i Danmark benyttedes følgende antal stationer/indsamlinger: Sønderjyllands Amt 1; Ribe Amt 2; Vejle Amt 3; Nordjyllands Amt 4; Fyns Amt 5; Fredensborg Amt 8 samt Storstrøms Amt 2.
Undersøgelsen omfatter således 44 sæt vandløbsdata. Appendix 3 viser en beskrivelse af de i undersøgelsen benyttede vandløbsstationer og nøgletal. Der er i alle tilfælde benyttet faunalister, baseret på indsamlinger foretaget i forårsperioden (februar-april).
Vandløbene er sammenlignede vej hjælp af flere metoder:
Rank-Abundance (RA) kurverne er dannet ud fra den totale faunaliste fra hver station. Hældningen og forløbet af en RA kurve er et mål for udtryk for faunaens diversitetsfordeling, idet en stejlt faldende RA kurve er tegn på en faunasammensætning med enkelte stærkt dominerende taxa. Omvendt er en svagt faldende kurve udtryk for en faunasammensætning med stor evenness, dvs. at der findes mange taxa, hvor ingen er stærkt dominerende.
Der er udarbejdet følgende sæt RA kurver:
Kobbeå alene: 12 sæt Kobbeå data fra perioden april 1999 – april 2000 er sammenlignet med en samlet faunaliste dækkende hele perioden; Sjællandske vandløb vs. Kobbeå; Fynske vandløb vs. Kobbeå og endelig Jyske vandløb vs. Kobbeå
På baggrund af den fulde kvantitative/semikvantitative faunaliste fra Kobbeå og vandløbene fra det øvrige land, har jeg beregnet forskellige diversitetsindeks. Metoderne er beskrevet i Magurran (1988) og Jacobsen (1998).
Richness indeks
Antallet af taxa S
Antallet af taxa S er et glimrende richness mål, der er let at gå til.
Shannon-Wiener’s diversitetsindeks H´
hvor N er total antal individer, S antallet af arter, og ni er antal individer af art i. Indekset er moderat følsomt overfor samplestørrelsen. Indekset måler richness.
Margaleff’s species richness index d
Som det ses af formlen vil dette indeks være stærkt påvirket af prøvestørrelsen og angiver middel antal individer per taxon. Diskriminant egenskaberne er gode, og indekset måler richness.
Fisher’s α
Beregning af Fisher’s α foregår således: Først bestemmes x ud fra ligningen ved iteration, idet x skal bestemmes med mindst 5 decimaler:
Selve indekset Fisher’s α kan herefter findes ved:
Indekset er i henhold til ovenstående særdeles besværligt og tidsrøvende at beregne ”i hånden”, men heldigvis kan indekset let beregnes med softwarepakker som fx PRIMER.
Fisher’s α måler richness, og er ufølsomt overfor prøvestørrelsen (i modsætning til Margaleff indekset).
Evenness indeks
Pielou’s evenness indeks J
Indekset er i princippet det ”relative Shannon-Wiener indeks”, idet H´ divideres med max antal arter, dvs S. Indekset er derfor ikke påvirket af antallet af arter, og kan max antage værdien 1, hvis alle arter forekommer lige hyppigt. Dette er som navnet antyder et evenness indeks.
Brillouin’s evenness indeks H
Indekset måler evenness. Indekset har dårlige diskriminerende egenskaber og er moderat følsomt overfor samplestørrelsen.
Simpson’s index 1-λ
Simpson’s indeks udtrykker graden af dominans. Indekset har moderate diskriminerende egenskaber, og en lav følsomhed overfor samplestørrelsen. Indekset er kraftigt vejet mod de mest abundante arter i samplen.
Q statistics (og modifikationer heraf)
Q er en ren regnestørrelse og er defineret således:
Hvor
½ nR1 er halvdelen af antal arter i klassen, hvor den nedre kvartil falder
Σnr er det totale antal arter mellem kvartilerne
½ nR2 er halvdelen af antallet af arter i klassen hvor den øvre kvartil falder
R1 er antallet af individer i klassen med den nedre kvartil og
R2 er antallet af individer i klassen med den øvre kvartil.
Indekset måler den interkvartile hældningskoefficient af den kumulerede arts-abundans-kurve. Det svarer i princippet til at måle hældningskoefficienten på ”midterstykket”, fra 25 % kvartilen til 75 % kvartilen, af kurven i et rank-abundance plot. Q er altså et mål for evenness, der ikke vejer de meget almindelige og meget sjældne arter med. Med hensyn til hældningskoefficienten i RA plottet, så er det jo sådan, at jo lavere hældningskoefficient, jo højere evenness, så indekset er den reciprokke værdi.
Det modificerede Q, altså den interkvartile hældningskoefficient af rank-abundance plottene, kaldes herefter QPK og er det modificerede index, der benyttes i sammenligningen her, sammen med (den reciprokke) hældningskoefficient af hele linjen i RA plottet, herefter kaldet αPK. I modsætning til QPK er αPK altså en størrelse, der vejer alle arters bidrag med, også de dominerende og sjældne.
Med undtagelse af QPK og αPK der er foretaget ”manuelt” ud fra Rank-abundance kurverne, er beregning af de øvrige indeks foretaget med softwarepakken PRIMER version 5.2.4
Til sammenligning af vandløbene er beregnet similaritet efter Bray-Curtis, og på basis af disse beregninger er der udarbejdet dendrogrammer og MDS plot. For at kunne sammenligne vandløbene med hinanden ved hjælp af similaritetsberegninger, er data reducerede, så der er anvendt fælles identifikationsniveau. Eksempelvis er Hydracarina i nærværende Kobbeå undersøgelse ikke bestemt nærmere (til slægt eller art), hvorfor samtlige taxa af Hydracarina i de øvrige undersøgelser er reducerede til ”Hydracarina indet.”
Der er i similaritetsberegningerne benyttet prescence/absence værdier, da abundanser fra kvantitative stenprøver ikke direkte kan sammenlignes med resultater af sparke- og pilleprøver. For at belyse, hvilke arter der er mest afgørende for forskellene mellem vandløbene, er der lavet SIMPER analyser. Endelig er der på ovenstående kvalitative materiale også lavet en PCA ordination. Beregninger og ordinationer er foretaget med softwarepakken PRIMER, version 5.2.4
I perioden fra 1. maj til 15. oktober 1984 gennemførtes et forsøg med eksperimentelt reduceret vandføring på en 50 m delstrækning af Kobbeå. Eksperimentet blev foretaget som et specialeprojekt, der af forskellige årsager blev opgivet og ikke siden er publiceret. En del af resultaterne af disse undersøgelser har imidlertid stor relevans i forbindelse med nærværende undersøgelse af invertebraternes livscyklus og biologi, hvorfor de medtages her.
Formålet med undersøgelsen i 1984 var at undersøge, hvorledes reduceret vandføring påvirker faunasammensætningen af vandløbsdyr, samt hvorledes ørredbestanden reagerer på reduceret vandføring. I forbindelse med nærværende projekt skal dog kun omtales eksperimentets design, materialer og metoder, hvad angår invertebratfaunaen.
Undersøgelsens princip byggede på opførelsen af en dæmning mellem forsøgsstrækningen (A-strækningen), der er den nordlige gren, og strækningen ovenfor, der fungerede som referencestrækning (B-strækning). Fig. 021 viser en skitse af forsøgsområdet, der viser placeringen af reference- og prøvestrækningen, omløbet samt dæmningen.
Ved hjælp af et regulerbart spjæld i dæmningen kunne vandføringen på forsøgsstrækningen vilkårligt reduceres, idet en større eller mindre vandmængde ledtes ad det sydlige parallelløb, udenom forsøgsstrækningen. Fig. 022a og fig. 022b viser dæmningen set hhv. nedstrøms fra og opstrøms fra.
Forsøgsdesignet muliggjorde, at variationer fra år til år elimineredes: Såvel de fysisk/kemiske som de faunamæssige ændringer som følge af den reducerede vandføring på A-strækningen kunne direkte sammenlignes med de naturlige forhold på referencestrækningen (B-strækningen) ovenfor dæmningen.
For at kontrollere, at forsøgslokaliteten før indgrebet var homogen, dvs. at de to strækninger var ens med hensyn til invertebratfaunaens sammensætning, blev der primo maj 1984 indsamlet faunaprøver på begge strækninger.
17. maj blev de to strækninger separeret af dæmningen. I perioden med reduceret vandføring blev der indsamlet 3 serier faunaprøver på hver strækning med halvanden til to måneders mellemrum.
Daglige middelvandføringer ved BRK’s hydrometriske målestation, der anses at være repræsentativ for vandføringen på referencestrækningen (B-str.), blev indhentet for prøveperioden i 1984.
På prøvestrækningen (A-str.) måltes vandføringen med en vingemåler på et sted, hvor vandet passerede et klart defineret profil. Til målingen benyttedes en af BRK’s vingemålere med en propellerdiameter på ca. 2 cm. Måleperioden var 60 sekunder, og der benyttedes middelværdien af 2 målinger. Vandføringen måltes ved forskellige vandføringer ca. 10 gange i prøveperioden fra maj til oktober.
Ved at afbilde de målte vandføringer på på A-strækningen med reduceret vandføring som funktion af vandføringsværdierne ved BRK’s målestation kunne der opstilles en relation mellem vandføringen på de to strækninger, således at vandføringen på A-strækningen med reduceret vandføring kunne estimeres for hele prøveperioden.
Opholdstiden t og middelstrømhastigheden over strækningen v er bestemt ved hjælp af sporstofforsøg med Rhodamin B (Miljøstyrelsen, 1984) ved 2 forskellige vandføringssituationer på hver af de 50 m lange strækninger A og B.
Metoden går i korthed ud på at udsprede en kendt mængde opløst stof (her: Rhodamin B) øverst på den strækning der skal undersøges til tiden t=0. Nederst på den 55 m lange strækning blev der med passende intervaller (ned til 15 sekunder) udtaget vandprøver. Middelopholdstiden er tiden der går, indtil halvdelen af den tilsatte stofmængde har passeret opsamlingspunktet nederst på strækningen. Indholdet af stof i vandprøverne kan bestemmes ved spektrofotometrisk at måle absorbansen i prøven, idet der som reference er lavet en fortyndingsserie med kendt koncentration af stoffet i åvand. Der måltes ved den bølgelængde, hvor absorptionen var størst. I dette tilfælde var der maximal absorption ved 530 nm.
Der gennemførtes 2 døgnmålinger 10.-11. juni og 3.-4. august af luft- og vandtemperatur samt iltindhold og relativ iltmætning. Målingerne gennemførtes med ca. 2 timers interval fra ca. klokken 15 og et døgn frem.
Ved alle temperaturmålinger blev benyttet et kalibreret kviksølvtermometer med en nøjagtighed på 0,1 °C. Lufttemperaturen måltes i hovedhøjde nær vandløbet, mens vandtemperaturer blev målt 3 steder: Øverst (Bø) og nederst (Bn) på den 50 m lange referencestrækning (B-str.) med naturlig vandføring, samt øverst (Aø) og nederst (An) på den 50 m lange prøvestrækning (A-str.) med reduceret vandføring.
På samme steder og tidspunkter, som der måltes temperatur, blev vandets iltindhold målt med et kalibreret digital iltmålerudstyr af fabrikatet ”Kent Eil”. Iltkoncentrationen måltes med en præcision på 0,1 mg O2, mens den relative iltmætning ved den aktuelle temperatur udlæstes med en præcision på 1 procentpoint.
Der blev indsamlet fire serier faunaprøver på både prøvestrækningen (A) og referencestrækningen (B) i perioden fra 1.maj 1984 til 15. oktober 1984. Første indsamling (prøveserie 1) udførtes 1.-2. maj inden dæmningen etableredes (17. maj) for at vurdere, hvorvidt den samlede forsøgsstrækning (A- og B-strækningen) var homogen. Ved hver indsamling blev der udtaget 20 samples på prøvestrækningen (A-str.) og 20 samples på referencestrækningen (B-str.). Prøveserie 2 blev taget 3.-4. juli 1984, prøveserie 3 blev taget Prøvetagningen foretoges stratified random efter samme procedure som ved prøvetagningen i 1999-2000, bortset fra følgende:
I 1984 blev ophvirvlet materiale opfanget i en sigte med maskevidden 500 µ, mens der benyttedes en sigte med en maskevidde på kun 200 µ i 1999-2000. Dette betyder, at der var flere (og mindre) dyr i 1999-2000 prøverne.
De enkelte samples blev i 1984 konserveret i 2-4 % formalin ved prøvetagningen, hvorefter de inden udsorteringen overførtes til 70 % alkohol gennem en 500 µ sigte. I 1999-2000 blev de enkelte samples direkte konserveret i alkohol. Den i 1984 benyttede procedure rummer potentielt muligheden for tab af dyr.
Bestemmelsen i 1984 var ikke nær så detaljeret som i 1999-2000. Således blev eksempelvis Chironomidae kun inddelt i 4 underfamilier; Limnephilidae blev ikke bestemt til art (der fandtes hovedsagelig Potamophylax cingulatus og Chaetopteryx villosa), og Simuliidae blev ikke nærmere bestemt. Endelig kan nævnes, at der i 1984 fandtes 2 arter indenfor familien Polycentropodidae (Polycentropus flavomaculatus og Plectrocnemia conspersa), men de blev dengang ikke artsbestemt.
For alle prøveserier (bestående af 20 samples fra hver af strækningerne A og B) blev individtallet, udtrykt som den aritmetiske middelværdi, samt 95 % confidensgrænser, beregnet for standard samplestørrelsen. Standard samplestørrelsen er defineret som den aritmetiske middelværdi af stenenes areal i den aktuelle prøveserie. Eftersom der typisk er tale om en klumpet fordeling af dyrene, har en transformation af data været nødvendig. Der blev som standard benyttet transformationen log(x+1), idet mange prøver indeholdt 0-tællinger.
Ud fra den således beregnede middelværdi og confidensgrænserne for standard samplestørrelsen, er disse omsat til antal dyr/m² med de tilhørende confidensgrænser (Elliott, 1971).
Sammenligningen af prøveserier på de to strækninger er foretaget med den non-parametriske Mann-Whitney U-test (Siegel 1956; Campbell, 1974). Testen afgør, om medianerne i de to prøveserier er forskellige, dvs. om de to uafhængige prøveserier er udtaget fra samme population eller ej.
I oktober 2002 steg vandføringen i Kobbeå til meget høje niveauer i forbindelse med store nedbørsmængder. Den 14-10-2002 (før spaten) blev der indsamlet sparkeprøver ved en vandføring på ca. 100 l/s. I perioden fra den 17-10-2002 til den 29-10-2002 var vandføringen større end 1.000 l/s med et maximum på 5.600 l/s den 19-10-2002. Efter denne periode faldt vandføringen gradvist, dog afbrudt af et sekundært maximum på 3.300 l/s den 17-11-2002.
I en 2 måneders periode fra den første indsamling den 14-10-2002 (før spaten) indsamledes sparkeprøver med et interval på 5-14 dage. Sparkeprøverne blev indsamlet efter forskrifterne for DVFI prøvetagning (Miljøstyrelsen, 1998) med den modifikation, at prøverne fra hver af de tre transecter blev holdt adskilt og behandlet separat. Ved prøvetagningen benyttedes en ketcher med en åbning på 25x25 cm og en maskevidde på 500 µ. Hver prøve overførtes til glas, blev etiketteret og konserveret i ca. 70 % ethanol.
Groft materiale fjernedes først fra prøverne under en luplampe (2x forstørrelse), hvorefter samtlige prøver udsorteredes under stereolup med en forstørrelse på 10x. Herefter fjernedes ethanolen og erstattedes med en stærk NaCl opløsning, og de resterende dyr (hovedsagelig små individer såsom Hydracarina) kunne som følge af flotation let fjernes fra opløsningens overflade.
Antallet af individer, fordelt på 65 taxa i hvert af de tre transecter samt SE er beregnet for hver prøvedato i perioden fra 14-10-2002 (før spate) til 15-12-2002.
Referencer:
Brönmark, C.; Herrmann, J.; Malmqvist, B.; Otto, C. & Sjöström, P. (1984): Animal community structure as a function of stream size. Hydrobiologia 112: 73-79.
Campbell, R.C. (1974): Statistics for Biologists, Second Edition. Cambridge University Press, 385 pp.
Jacobsen, D. (1998): Introduktion til analyse af samfundsstruktur – Et kompendium til brug ved kursusmodulet ”Biologisk forureningsbedømmelse af vandløb”. 2. udgave. Ferskvandsbiologisk Laboratorium, 16pp + appendiks.
Macan, T.T. (1958): Methods of sampling the bottom fauna of stony streams. – Mitt. Int. Verein. Theor. Angew. Limnol. 8: 1-21.
Magurran, A.E. (1988): Ecological Diversity and Its Measurement. Croom Helm, London & Sidney, 179 pp.
Miljøstyrelsen (1984): Måling af opholdstid og blandingsforhold i søer og vandløb. Rapport udarbejdet af Isotopcentralen /ATV for Miljøstyrelsen, januar 1984, 38pp.
Miljøstyrelsen (1998): Biologisk bedømmelse af vandløbskvalitet. Vejledning fra Miljøstyrelsen 1998/05, 39 pp.
Siegel, S. (1956): Nonparametric Statistics for the Behavioural Sciences. McGraw-Hill, New York.
.gif){kind=small}