Taxonomisk provningsjämförelse med marin mjukbottenfauna

Hans Cederwall Baltic Bentos Lumagatan 11

120 63 Stockholm

Fredrik Pleijel Nereis et al.

Björneröd Grankärr 452 93 Strömstad

Uppdrag från Svenska Naturvårdsverket Dnr 230-7146-09Mm och Dnr 230-6396-09Mm

29 december 2009

SYFTE På uppdrag av Naturvårdsverket har vi utfört en taxonomisk provningsjämförelse med marin mjubottenfauna. Testet innebär att de laboratorier som utför identifikationsarbeten av marin mjukbottenfauna från Östersjön och svenska västkusten artbestämmer prover som koordinatorerna har sänt till dem. Resultaten används sedan för att bedöma felprocent i bestämningarna och få ett mått på vilken precision och variation som förekommer. BAKGRUND EG:s ramdirektiv för vatten framhåller vikten av jämförbarheten mellan data framtagna av olika laboratorier. I CIS Guidance Document no 7 (EC 2003) fastslås att laboratorier som tar fram data under vattendirektivet ska delta i provningsjämförelser. HELCOM (Helsinki Commission, Baltic Marine Environment Protection Commission) har infört ett gemensamt övervakningsprogram för länderna kring Östersjön. För att undersökningarna ska vara jämförbara har interkalibreringar genomförts inom och mellan de olika länderna. HELCOM har låtit utföra fyra interkalibreringar, den senaste 1995. (IC 1980; HELCOM 1983; HELCOM 1991) En provningsjämförelse av marin bottenfauna utfördes 2001–2002, finansierad av Naturvårdsverket via länsstyrelsen i Blekinge (Cederwall 2002). Nationella provningsjämförelser rörande marin bottenfauna har inte utförts tidigare. Försteförfattaren av denna rapport har fungerat som koordinator för Östersjön, andreförfattaren för västkusten. MEDVERKANDE LABORATORIER OCH KONTAKTPERSONER Östersjön: Ekströms Hydrobiologi, ekstrom.christina@spray.se Eurofins AB, andersstehn@eurofins.se Fiskeriverkets Kustlaboratorium, kerstin.mo@fiskeriverket.se Kalmarsundslaboratoriet, Högskolan i Kalmar, Stefan.Tobiasson@hik.se Medins Biologi AB, ulf.ericsson@medins-biologi.se Naturvatten i Roslagen AB, ulf@naturvatten.se Pelagia Miljökonsult AB, kenneth.karlsson@pelagia.se Systemekologiska institutionen, Stockholms universitet, jonas@ecology.su.se Toxicon AB, fredrik.lundgren@toxicon.com Umeå Marina Forskningscentrum, Umeå universitet, jan.albertsson@umf.umu.se Totalt antal medverkande personer ostkusten 20. Västkusten: Marin ekologi, Göteborgs universitet, stefan.agrenius@marecol.gu.se Marine Monitoring. marina@marine-monitoring.seMarin mätteknik, helena.stromberg@mmt.se PAG Miljöundersökningar, pag.miljo@bredband.net Toxicon AB, fredrik.lundgren@toxicon.com Totalt antal medverkande personer västkusten 8.

2

mailto:marina@marine-monitoring.se

TESTUPPLÄGG Upplägg Östersjön: Ett prov med arter/taxa identifierade av koordinatorn skickades ut till varje person som deltar i provningsjämförelsen. Eftersom antalet arter och vilka arter som förekommer varierar starkt med salthalten i Östersjön delades området upp i tre delområden: Södra egentliga Östersjön, norra och mellersta egentliga Östersjön samt Bottniska viken. Deltagande laboratorier fick ange i vilket eller vilka områden de bedriver eller avser bedriva verksamhet. Detta styrde valet av vilka och hur många arter/taxa som respektive laboratorium erhöll. Baserat på data från den nationella miljöövervakningen valdes 10 arter/taxa ut för varje delområde, huvudsakligen de vanligaste. Då vissa arter/taxa är vanliga i flera delområden har antalet arter/taxa per prov varierat mellan 10 och 18. Det varierande antalet beror på att flera av laboratorierna deltog i mer än ett delområde och att vissa arter var gemensamma för flera delområden. Antalet individer av varje art/taxon varierade mellan en och tre. Deltagarna fick också en lista över alla arter som kan förekomma i området. En förteckning över utsända arter/taxa finns i bilaga 1. Upplägg västkusten: Ett prov med arter identifierade av koordinatorn skickades ut till varje person som deltar i provningsjämförelsen. Varje prov innehöll 25 arter med 1–5 individer av varje art. Deltagarna fick också en lista över alla arter som kan förekomma inom området. Deltagarna identifierade arterna i proverna och skickade tillbaka resultatet till koordinatorn. En förteckning över utsända arter/taxa finns i bilaga 1. Resultatbedömning Resultaten har bedömts på följande sätt: Rätt släkte och artnamn, 1p Rätt släkte, inget artnamn, 0.75 p Rätt släkte, fel artnamn, 0.5 p Fel släkte och fel art, 0 p. För vissa djurgrupper krävdes endast bestämning till familj eller högre. Där gavs 1 poäng för rätt bestämning och 0 poäng för fel bestämning. För att åskådliggöra hur mycket de enskilda laboratorierna avviker från ett ”medianlab” summerades poängen för varje deltagande laboratorium. Medianvärdet av poängsummorna beräknades och därefter den standardiserade skillnaden Z för varje laboratorium enligt Z = (poängsummalab n – medianpoängsumma)/s där s är standardavvikelsen för samtliga poängsummor (Federal Environment Agency of Germany, 2000; Schilling 2007). Den standardiserade skillnaden Z följer approximativt en normalfördelning, om den sanna kompetensnivån hos laboratoriet i fråga överensstämmer med den hos ett medianlaboratorium. Då är sannolikheten approximativt 95 % att Z ligger mellan -2 och +2. Om värdet +2 överskrids innebär det att laboratoriet är signifikant bättre än medianlaboratoriet. Om värdet i stället underskrider -2 är laboratoriet signifikant sämre än medianlaboratoriet (Federal Environment Agency of Germany 2000). Resultatet av beräkningarna redovisas i diagramform.

3

RESULTAT Resultaten redovisas dels för varje deltagande person, dels för varje deltagande laboratorium (baserat på medianvärdet av de deltagande personerna). Resultaten redovisas såväl i tabellform som i stapeldiagram. Östersjön Södra egentliga Östersjön Tabell 1. Resultat från deltagande personer och laboratorier för södra eg. Östersjön. Uppnådd maxpoäng (10) ger Z-värde 0. Provnummer: Poängsumma Z per person Labpoäng Z per lab Lab 6 Prov nr 5 10 0 10 0Lab 7 Prov nr 1 10 0 Lab 7 Prov nr 4 10 0 Lab 7 Prov nr 8 10 0 10 0Lab 4 Prov nr 6 8 -3 8 -3Lab 5 Prov nr 15 10 0 Lab 5 Prov nr 18 10 0 10 0Lab 8 Prov nr 3 10 0 Lab 8 Prov nr 19 10 0 10 0

Laboratorium och provnummer

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

Lab 6 Provnr 5

Lab 7 Provnr 1

Lab 7 Provnr 4

Lab 7 Provnr 8

Lab 4 Provnr 6

Lab 5 Provnr 15

Lab 5 Provnr 18

Lab 8 Provnr 3

Lab 8 Provnr 19

Stan

dard

iser

ad s

killn

ad Z

Figur 1. Standardiserad skillnad (Z) mellan personer vid analys av djur från södra eg. Östersjön.

4

Laboratorium

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

Lab 4 Lab 5 Lab 6 Lab 7 Lab 8

Sta

ndar

dise

rad

skill

nad

Z

Figur 2. Standardiserad skillnad (Z) mellan laboratorier vid analys av djur från södra eg. Östersjön. Åtta personer och fyra laboratorier har analyserat alla taxa rätt. En person i ett laboratorium (Lab 4) har felbestämt de marina polychaeterna Nephtys ciliata och Scoloplos armiger, vilke lett till ett Z-värde klart under -2 (Tabell 1, Fig 1, 2). Norra och mellersta egentliga Östersjön Tabell 2. Resultat från deltagande personer och laboratorier. Uppnådd maxpoäng (9.5) ger Z-värde 0. Poängsumma Z per person Labpoäng Z per labLab 2 Prov 9 9,5 0 Lab 2 Prov 16 9,5 0 Lab 2 prov 20 9,5 0 9,5 0Lab 4 Prov 6 9,5 0 9,5 0Lab 5 Prov 15 9,5 0 Lab 5 Prov 18 9,5 0 9,5 0Lab 7 Prov 1 9,5 0 Lab 7 Prov 4 9,5 0 Lab 7 Prov 8 9,5 0 9,5 0Lab 8 Prov 3 9,5 0 Lab 8 prov 19 9,5 0 9,5 0Lab 9 Prov14 7 -2,662 Lab 9 Prov 12 7 -2,662 7 -2,662Lab 10 Prov 2 9,5 0 Lab 10 Prov 7 9,5 0 Lab 10 Prov 17 9,5 0 9,5 0

5

Laboratorium och provnummer

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0La

b 9

Prov

14

Lab

9 Pr

ov 1

2

Lab

8 Pr

ov 3

Lab

8 pr

ov 1

9

Lab

4 Pr

ov 6

Lab

10 P

rov 2

Lab

10 P

rov 7

Lab

10 P

rov 17

Lab

2 Pr

ov 9

Lab

2 Pr

ov 1

6

Lab

2 pr

ov 2

0

Lab

5 Pr

ov 1

5

Lab

5 Pr

ov 1

8

Lab

7 Pr

ov 1

Lab

7 Pr

ov 4

Lab

7 Pr

ov 8

Stan

dard

iser

ad s

killn

ad Z

Figur 3. Standardiserad skillnad mellan personer vid analys av djur från norra och mellersta eg. Östersjön.

Laboratorium

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

Lab 2 Lab 4 Lab 5 Lab 7 Lab 8 Lab 9 Lab 10

Sta

ndar

dise

rad

skill

nad

Z

Figur 4. Standardiserad skillnad (Z) mellan laboratorier vid analys av djur från norra och mellersta eg. Östersjön. Fjorton personer och sex laboratorier analyserade alla taxa rätt. Två personer på laboratorium 9 har felbestämt Bylgides sarsi, Pygospio elegans och Hydrobia sp, vilket lett till Z-värden mindre än -2 (Tabell 2, Fig 3, 4).

6

.Bottniska viken Tabell 3. Resultat från deltagande personer och laboratorier. Uppnådd maxpoäng (9.75) ger Z-värde 0. Poängsumma Z per person Labpoäng Z per lab Lab 1 Prov 13 9,75 0 9,75 0Lab 2 Prov 9 9 -1,897 Lab 2 Prov 16 9 -1,897 Lab 2 Prov 20 9,75 0 9,25 -1,265Lab 3 Prov 10 9 -1,897 Lab 3 Prov 11 9 -1,897 9 -1,897Lab 4 Prov 6 9,75 0 9,75 0Lab 5 Prov 15 9,75 0 Lab 5 Prov 18 9,75 0 9,75 0

Laboratorium och provnummer

-2

-1,8

-1,6

-1,4

-1,2

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

Lab 1 Prov13 Lab 2 Prov 9

Lab 2 Prov16

Lab 2 Prov20

Lab 3 Prov10

Lab 3 Prov11 Lab 4 Prov 6

Lab 5 Prov15

Lab 5 Prov18

Sta

ndar

dise

rad

skill

nad

Z

Figur 5. Standardiserad skillnad (Z) mellan personer vid analys av djur från Bottniska viken.

7

Laboratorium

-2

-1,8

-1,6

-1,4

-1,2

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0Lab 1 Lab 2 Lab 3 Lab 4 Lab 5

Stan

dard

iser

ad s

killn

ad Z

Figur 6. Standardiserad skillnad (Z) mellan laboratorier vid analys av djur från Bottniska viken. Fem personer och tre laboratorier har analyserat alla taxa rätt. Fyra personer vid två laboratorier (Lab 2 och 3) har felbestämt Pisidium till Sphaerium, men då de bägge arterna tillhör samma familj har ingen person fått ett Z-värde på -2 eller lägre. Laboratorium 3 ligger dock nära -2 (Tabell 3, Fig 5, 6). Västkusten Tabell 4. Resultat från deltagande personer och laboratorier. Uppnådd maxpoäng (25) ger Z-värde 0. Poängsumma Z per person Labpoäng Z per lab Lab 1 Person 1 23 -0,718 Lab 1 Person 2 21 -2,868 Lab 1 Person 3 24,75 -0,179 22,917 -2,236Lab 2 Person 4 25 0 Lab 2 Person 5 25 0 25 0Lab 3 Person 6 25 0 25 0Lab 4 Person 7 25 0 25 0Lab 5 Person 8 25 0 25 0

8

Laboratorium och personnummer

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

Lab 1Person 1

Lab 1Person 2

Lab 1Person 3

Lab 2Person 4

Lab 2Person 5

Lab 3Person 6

Lab 4Person 7

Lab 5Person 8

Sta

ndar

dise

rad

skill

nad

Z

Figur 7. Standardiserad skillnad (Z) mellan personer vid analys av djur från västkusten.

Laboratorium

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

Lab 1 Lab 2 Lab 3 Lab 4 Lab 5

Sta

ndar

dise

rad

skill

nad

Z

Figur 8. Standardiserad skillnad (Z) mellan laboratorier vid analys av djur från västkusten. Fem av åtta personer och fyra av fem laboratorier har identifierat alla organismer rätt i proverna (25 rätt av 25 möjliga; Tabell 4). Övriga tre personer erhöll 21, 23 och 24,75 rätt, beräknat för laboratoriet 22.92 rätt. En person på laboratorium 1 erhöll ett Z-värde nära -3, vilket drog ner medelvärdet för laboratoriet till under -2. Figur 7 och 8 redovisar resultaten i stapeldiagram baserade på de standardiserade skillnaderna.

9

DISKUSSION AV RESULTAT Östersjön Generellt sett har de deltagande nått mycket bra resultat. De flesta deltagarna har bestämt alla arter/taxa rätt. Man ska dock vara medveten om att det huvudsakligen är de vanligaste arterna som ingått i testen. Några laboratorier har klarat sig sämre. Två av tre personer på Lab 2 felbestämde en art medan detsamma gäller för bägge personerna från Lab 3. Lab 4 felbestämde 2 arter från södra eg. Östersjön, men var felfritt för de övriga områdena (norra o. mellersta eg. Östersjön, Bottniska viken). Lab 9 har felbestämt 3 arter. Den nya bedömningsgrunden bygger på att de olika arterna är olika känsliga för en störning orsakad av förorening. Skillnaden i känslighet kan vara stor mellan arter t o m inom samma familj. Det är därför viktigt att artbestämningen blir rätt. I de flesta av de här funna felbestämningsfallen innebär det att djuren hamnar i samma eller i en angränsande känslighetsklass (t ex känslighetsvärde=5 i stället för 10). Laboratorium 9 har dock bestämt Bylgides sarsi till Hediste diversicolor. Den förra har känslighetsvärde=15 medan den senare har känslighetsvärde=5 (NFS 2008). Av de felbestämda arterna tillhör fyra gruppen Polychaeta, två tillhör gruppen Mollusca. I denna provningsjämförelse tilläts de deltagande personerna att vid behov, konsultera någon annan person. De måste dock anteckna detta i de resultatprotokoll de skickade in. Ser man till dessa anteckningar finner man att det är polychaeterna som krävt mest konsultationer. Sammantaget tyder detta på att ett behov av taxonomisk utbildning vad gäller polychaeter, t ex i form av workshop, föreligger. Baserat på de insända protokollen verkar de flesta deltagarna ha klarat sig utan konsultationer. Undantaget utgörs av laboratorium 10, där konsultationer var vanliga. Övriga kommentarer utgjordes framför allt av mer specificerad artbestämning än den som krävdes. Det var t ex ganska vanligt att de utsända chironomiderna i kommentarspalten angavs som Chironomini, Chironomus eller t o m Chironomus plumosus. Koordinatorns bedömning är att det sannolikt var Chironomus som sändes ut, men kravet var endast Chironomidae, eftersom alla chironomider i bedömningsgrunden ges samma klassning. I ett fall har Hydrobia specificerats som Hydrobia ventrosa. Då skalformen på Hydrobia-arterna är synnerligen variabel kan inte arternas skiljas annat än efter preparation, varför denna bestämning är tveksam. Västkusten Resultatet är generellt mycket bra och majoriteten av personer och laboratorier har bestämt samtliga djur i proverna rätt. Endast en person (med alla rätt) utnyttjade möjligheten att konsultera annan person, och detta gällde grupperna Crustacea, Polychaeta och Bivalvia. De felidentifikationer som förekommit i laboratorium 1 är samtliga inom grupperna Polychaeta och Bivalvia. Delvis förklaras detta av att dessa taxa är dominerande grupper på mjuka bottnar, men även av att det rör sig om svåridentifierade taxa där god bestämningslitteratur ofta saknas. Av de felidentifierade arterna har musslan Mysella bidentata vid två tillfällen felbestämts till den Montacuta ferruginea och Ennucula tenuis till Nucula nucleus, samt havsborstmaslen Panthalis oerstedii till Sthenelais boa. En annan felidentifierad havsborstmask var Glycera unicornis som bestämts till G. tesselata. Förmodligen är identifikationen baserad på en felaktig fyndrapport i ”Danmarks fauna”, och arten förekommer inte norr om Engelska kanalen och var inte heller med i den artlista som bifogats.

10

Med tanke på en framtida eventuell workshop för identifikation av marin bentisk fauna föreslår koordinatorn därför att dessa två grupper bereds stort utrymme. SAMMANFATTNING OCH REKOMMENDATIONER Sammanfattningsvis kan sägas att de allra flesta laboratorierna klarat artbestämningen felfritt. Inom varje geografiskt delområde har något laboratorium dock missat någon eller några arter. I vissa fall innebär det att en felbestämning påverkar index-värdet vid en klassning baserad på bottenfaunaprover. Det är därför viktigt att personalens taxonomiska kompetens stärks, t ex via workshops. Det är också viktigt att internkontroller genomförs vid laboratorierna och att man för en aktiv diskussion vad gäller artbestämningen. Rekommendationer gällande artbestämningslitteratur bör utfärdas och taxonomiska workshops organiseras. I första hand gällande grupperna Polychaeta och Mollusca. Vid denna taxonomiska provningsjämförelse har tonvikten legat på de vanligast förekommande arterna/taxa. I en kommande taxonomisk provningsjämförelse bör fler mindre vanliga arter/taxa ingå. På sikt bör även provningsjämförelser vad avser kvantifieringen av bottenfauna genomföras. REFERENSER Cederwall, H. 2002. Rapport från taxonomisk ringtest av mjukbottenfauna från Östersjön. Bilaga 4 till Cederwall, H.: Kvalitetssäkring av data från undersökningar av mjukbottenfauna inom miljöövervakningen. Länsstyrelsen i Blekinge län, 1- 3. EC 2003. Monitoring under the Water Framework Directive. Guidance Document No. 7. Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive (2000/60/EC). Federal Environment Agency (Bundesumweltamt) 2000. 1st Macrozoobenthos ring test. Species identification for selected macrozoobenthic species. Final report. January 2000. Federal Environment Agency, Section II 3.3, Berlin. 1-50 HELCOM 1983. Second Biological Intercalibration Workshop. August 17-20, 1982. Rønne, Denmark. Baltic Sea Env. Proc. 9. HELCOM, 1991. Third Biological Intercalibration Workshop. 27-31 August 1990, Visby, Sweden. Baltic Sea Environment Proceedings 38, 1-153. IC 1980. Interim Baltic Marine Environment Commission Biological Workshop. August 26 – September 1, 1979, Stralsund, German Democratic Republic. NFS 2008. Naturvårdsverkets föreskrifter och allmänna råd om klassificering och miljökvalitetsnormer avseende ytvatten. Naturvårdsverkets författningssamling 2008:1. Schilling, P. 2007. Quality Assurance of the German Marine Programme: The Quality Assurance Panel and Inter-laboratory Comparisons, In: Kusber, W.-H. & Jahn, R. (ed), Proceedings of the 1st Central European Diatom Meeting 2007. Botanic Garden and Botanical Museum Berlin-Dahlem, Freie Universität Berlin, Berlin. 139-144.

11

Bilaga 1 FÖRTECKNING ÖVER UTSÄNDA ARTER/TAXA Bottniska viken Oligochaeta Marenzelleria Corophium volutator Monoporeia affinis Saduria entomon Chironomidae Pisidium Macoma balthica Hydrobia Potamopyrgus antipodarum

Norra och mellersta egentliga Östersjön Oligochaeta Bylgides sarsi Marenzelleria Pygospio elegans Monoporeia affinis Pontoporeia femorata Chironomidae Macoma balthica Hydrobia Potamopyrgus antipodarum

Södra egentliga Östersjön Nephtys ciliata Bylgides sarsi Pygospio elegans Terebellides stroemi Scoloplos armiger Monoporeia affinis Pontoporeia femorata Diastylis rathkei Macoma balthica Halicryptus spinulosus

Västkusten Abra nitida Abyssoninoe hibernica Amphiura chiajei Amphiura filiformis Aphrodita aculeata Artacama proboscoidea Brada villosa

12

Callianassa subterranea Cylichna cylindracea Diastylis lucifer Diplocirrus glaucus Ennucula tenuis Eriopisa elongata Eudorella emarginata Galathowenia oculata Glycera alba Glycera unicornis Golfingia vulgaris Goniada maculata Heteromastus filiformis Hyale vitrea Labidoplax buskii Leucon nasica Leucothoe liljeborgii Myrtea spinifera Mysella bidentata Nephtys incisa Nephtys paradoxa Notomastus latericeus Nucula nitidosa Ophiodromus flexuosus Ophiura albida Panthalis oerstedii Paramphinome jeffreysii Pectinaria auricoma Pectinaria belgica Pennatula phosphorea Philine aperta Philomedes globosus Pholoe pallida Phoronis muelleri Pista cristata Podarkeopsis helgolandicus Priapulus caudatus Prionospio fallax Prionospio multibranchiata Scalibregma inflatum Scionella lornensis Sphaerodorum gracile Spiophanes kroyeri Terebellides stroemi Thyasira flexuosa Trachythyone elongata Trichobranchus roseus Turitella communis Varicorbula gibba

13