Endringer i vannkjemi og krepsdyrfauna i Lifjellområdet, Telemark (1979-2005)

Abstract

Denne mastergradsoppgaven går ut på å studere endringer i vannkvalitet og krepsdyrfauna i Lifjellområdet som ligger i Telemark fylke i Sør-Norge, og ble utført sommeren 2005. En liknende undersøkelse ble gjort i 1979 (Spikkeland 1980), og danner grunnlaget for denne undersøkelsen. De undersøkte lokalitetene viser stor variasjon i vegetasjon, topografi og høyde over havet. Berggrunnen i området er dominert av næringsfattig kvartsitt. Det undersøkte området består hovedsaklig av bart fjell og et skrint løsmassedekke, mens enkelte lavereliggende lokaliteter har tykkere, og mer sammenhengende løsmasser. Prøvetakingen foregikk i periodene juni/juli, august og august/september. Vannprøver og pelagiale håvtrekk ble gjort på det åpne vannspeilet. Ved innsamling av littorale krepsdyr ble det lagt vekt på representativitet fra ulike vegetasjonstyper og bunnforhold. For å studere endringene siden 1979 ble det brukt hypotesetester og Detrended Correspondence Analysis (DCA). Konsentrasjonen av organisk stoff i lokalitetene viste en signifikant økning (P < 0,001). Dette tilskrives til dels kalking og til dels en mulig endring i klimatiske forhold. Økning i pH (P = 0,014) ble registrert i tilnærmet samtlige lokaliteter, noe som skyldtes kalking og reduksjon i langtransportert forurensing. Lifjellområdet har, sammenliknet med resultatene fra Spikkeland (1980), fortsatt lav bufferkapasitet, med liten eller ingen motstandsevne mot forsuring. Kalka vann viste en moderat bedring i alkalitet. De høyeste konsentrasjonene av aluminium ble observert i lokaliteter med pH < 6,0, noe som henger sammen med at løseligheten til aluminium er sterkt avhengig av pH. Høy konsentrasjon av reaktivt aluminium var ikke synonymt med høy konsentrasjon av labilt aluminium. Dette skyldtes høy konsentrasjon av organisk materiale som danner kompleksbindinger med aluminium. Ioneinnholdet i Lifjellområdet var generelt lavt med unntak av natriuminnholdet som var relativt høyt i enkelte lokaliteter. Påvirkning av sjøsalter kan være av betydning. Konsentrasjonen av kalsium var høyere i 2005 (P = 0,042), spesielt i kalka vann. Innholdet av magnesium i lokalitetene var lavere i 2005 (P = 0,042). Dette skyldtes trolig langtidspåvirkning av sur nedbør. Det ble totalt registrert 46 krepsdyrarter (31 arter vannlopper og 15 arter hoppekreps) i 2005. Spikkeland (1980) påviste 36 arter (25 arter vannlopper og 11 arter hoppekreps). De høyeste artsantallene ble observert i lavereliggende lokaliteter. Antall pelagiale og pelagiallittorale arter i lokalitetene varierte mellom tre og ni begge år. Både i 2005 og 1979 var Bosmina longispina, Holopedium gibberum, Cyclops scutifer og Heterocope saliens de vanligste krepsdyrartene i pelagialen. Forskjellen i artsantall i littoralen mellom 2005 og 1979 var større enn i pelagialen. I 2005 varierte artsantallet i littoralen mellom 12 og 23, mens det i 1979 varierte mellom sju og 19. Økningen i innholdet av organisk materiale og bedringen i pH ser ut til å være faktorer som kan ha hatt betydning for artsantallet og forekomsten av forsuringsfølsomme arter. I hovedsak ble littoralsamfunnet i 2005 dominert av Bosmina longispina, men i enkelte tilfeller kunne også Polyphemus pediculus og Alonopsis elongata dominere littoralen. Blant hoppekrepsene var Heterocope saliens og Eucyclops serrulatus de vanligste artene. I Spikkeland (1980) var Bosmina longispina, Alonopsis elongata, Chydorus spharicus og Polyphemus pediculus de vanligste artene i littoralen. I 2005 ble det registrert seks krepsdyrarter som regnes for å være forsuringsfølsomme. Enkelte av disse funnene, for eksempel Mixodiaptomus laciniatus som ble påvist i tre lokaliteter, er regnet som en indikator på bedret vannkvalitet i form av økt pH. Andre funn, for eksempel Ophryoxus gracilis og Eucyclops macrurus i lavereliggende lokaliteter, knyttes i større grad til endringer i konsentrasjonen av organisk materiale enn til endringer i pH. DCA-ordinasjonene for artsdata fra 2005 og 1979 viste at høyde over havet (r = 0,91) og temperatur (r = -0,78) korrelerte med 1. aksen. Denne aksen korrelerte negativt med artsantall (r = -0,68), noe som betyr at de ovennevnte parameterne i stor grad var viktig i forbindelse med artsantallet i lokalitetene. Akse 2 som korrelerte med pH (r = -0,62) indikerte en økning i artsantall. Dette var spesielt tydelig i kalka lokaliteter. I DCA-ordinasjonen med kun sammenslåtte data fra 2005 viste også innhold av organisk materiale seg som en faktor som kunne påvirke artsantallet (r = -0,76) i tillegg til høyde over havet (r = 0,85) og temperatur (r = -0,80). Akse 2 korrelerte godt med pH (r = 0,71). Det er imidlertid vanskelig å avgjøre hva 2. aksen beskriver, men det kan se ut som den sier noe om artssammensetning.

The main objective of this investigation was to study changes in water chemistry and the crustacean community of a sample of lakes in the Lifjell Mountains, Telemark County, southern Norway, summer 2005. A similar investigation was conducted in 1979 (Spikkeland 1980) and provides the basis of comparison for this investigation. The study sites varied considerably with regards to vegetation, topography and altitude. The bedrock, mainly quartzite, is primarily covered by a shallow soil layer, while lower-lying areas consist of a more continuous soil layer of greater thickness. Samples were collected in June /July, August and August/September. Water samples and pelagic crustaceans were collected from the pelagic zone. Littoral crustaceans were collected along the shoreline from vegetation and substrate of varying character. Detrended Correspondence Analysis (DCA) and test of hypotheses were used to examine possible changes since 1979. All study sites showed a significant increase in levels of organic material (P < 0.001). This was partial due to liming, though climatic changes may have been of some importance. A rise in pH (P = 0.014) was recorded in almost all study sites, and was probably a result of liming and reduction of long-range transport of acid emissions. Like Spikkeland?? (1980) results, the study site samples showed low or no buffer capacity, with poor ability to resist acidification. However, limed lakes showed a slight improvement in alkalinity. The highest concentrations of aluminum were recorded in lakes with pH < 6.0. This is related to the solubility of aluminum which is strongly pH-dependant. A great amount of reactive aluminum was not synonymous with correspondingly high concentrations of labile-aluminum. This was due to high concentrations of organic material that can form complex bonds with aluminum. Concentrations of ions in the lakes were generally low, though relatively high concentrations of sodium (0.90-1.50 mg/l) were recorded in some lakes, possibly a result of marine salt deposits. A rise in concentrations of calcium (P = 0.042) were observed, particularly in limed lakes, while magnesium levels were lower (P = 0.042), probably due to long-term influence of acid precipitation. In all, 46 species were recorded including 31 cladocerans and 15 copepods. Spikkeland (1980) found 36 crustaceans including 25 cladocerans and 11 copepods. The number of species was highest in lowland lakes. The number of pelagic and pelagic littoral species in lakes was found to vary from 3 to 9 in both studies. Bosmina longispina, Holopedium gibberum, Cyclops scutifer and Hetrocope saliens were, as in Spikkeland (1980), the most common pelagic crustaceans recorded. Differences in species number between 2005 and 1979 were most visible in the littoral community. The number of littoral species in 2005 varied from 12 to 23, and in 1979 from 7 to 19. Rised levels of organic material and an increase in pH seem to be of importance for species richness and the presence of acid-sensitive species. The littoral community was mainly dominated by Bosmina longispina, and in some cases Polyphemus pediculus and Alonopsis elongata. Among copepods, Heterocope saliens and Eucyclops serrulatus were the most common. In Spikkeland (1980) Bosmina longispina, Alonopsis elongata, Chydorus spharicus and Polyphemus pediculus were the most common littoral crustaceans recorded. Six of the species recorded in 2005 were considered to be acid sensitive including Mixodiaptomus laciniatus which was found in 3 lakes, and whose presence often indicates improved water quality due to increased pH. Records of other acid-sensitive species, e.g. Ophryoxus gracilis and Eucyclops macrurus in low-land lakes, are considered to be a result of changes in concentrations of organic material rather than changes in pH. The DCA-ordination on species data of 2005 and 1979 resulted in a strong correlation between the first axis and the two environmental variables altitude (r = 0.91) and temperature (r = -0.78). This axis was correlated with species number (r = -0.68) in lakes, indicating a relationship between altitude, temperature and species number. The second axes was correlated to pH (r = -0.62), indicating a relationship between pH and increased species number. This was most visible in limed lakes. Results of the DCA-ordination on exclusively 2005 data suggested that organic material (r = -0.76), in addition to altitude (r = 0.85) and temperature(r = -0.80), was of importance for species number. The second axis was strongly correlated to pH (r = 0.71), a relationship that seemed to be associated with species composition.