Forskningskommunikation

2019.12.06

Långa tidsserier – nödvändiga för att förstå förändring

Miljöövervakningens långa tidsserier är den enda källan till kunskap om storskaliga processer i havsmiljön och borde därför k-märkas. Det var budskapet vid veckans Baltic Breakfast där även Östersjöcentrums nya policy brief presenterades.

Text och foto: Lisa Bergqvist

En enskild mätning säger ingenting, men frekventa mätningar över lång tid säger allt vi vet om tillståndet i havet. Bara genom att följa ett fenomen under en längre tid kan vi slå fast om det sker en förändring i miljön och vad den i så fall kan bero på. Och eftersom det i Sverige inte finns några långsiktiga forskningsprogram i marin miljö så är det de mätningar som görs inom ramen för miljöövervakningen som forskarna har att tillgå när det gäller studier av förändringar över tid, berättade Agnes Karlsson, docent i marin ekotoxikologi vid Institutionen för ekologi, miljö och botanik vid Stockholms universitet.

 – Utan de långa tidsserierna skulle vi inte förstå hur Östersjön fungerar, berättade hon.

Tillsammans med flera andra forskare från Stockholms universitets Östersjöcentrum står Agnes Karlsson bakom en policy brief med rekommendationer till beslutsfattare om den svenska miljöövervakningen och om vikten av att värna de långa tidsserierna.

 – Värdet av dem är obeskrivbart för forskningen. Man borde i princip k-märka de långa tidsserierna och snabbt återuppta tidsserier som lagts ner.

Frekvensen på provtagningarna måste anpassas till det fenomen man vill studera, förklarade Agnes Karlsson. 

 

Decennielånga cykler

Ett exempel på hur viktiga de långa tidserierna är för förståelsen av långsiktiga processer i havet är de regelbundna mätningarna av närsalter, alltså kväve och fosfor. När det kommer ett stort inflöde av saltvatten från Västerhavet till Östersjön stiger halterna av salt och syre i Östersjöns bottenvatten. Samtidigt sjunker halterna fosfatfosfor i bottenvattnet, eftersom det binds till sedimentet, medan halterna oxiderat kväve stiger.

 – Det här märks sedan med viss fördröjning även ytvattnet och de här mängderna kväve och fosfor motsvarar flera års belastning.

Utan att förstå dessa naturliga processer går det inte att tolka halterna av kväve och fosfor i ytvattnet på ett korrekt sätt och till exempel utläsa om åtgärder mot övergödningen haft effekt.

 – Det här är decennielånga cykler så det behövs ett långt tidsperspektiv för att förstå dem.

Ibland krävs frekventa mätningar ...

Studierna av salt-, syre och närsalter bygger på månatliga mätningar under lång tid, men när det gäller vissa fenomen krävs mer frekventa provtagningar. Ett exempel är mätningarna av mängderna växtplankton som sommartid görs veckovis utanför Stockholms universitets fältstation Askö och utanför Landsort.

 – Vårblomningen i havet har ett snabbt förlopp som beror på en mängd faktorer. Om man mäter mer sällan än en gång i veckan riskerar man att missa toppen av blomningen och dra slutsatsen att det var en väldigt liten blomning ett år fast det inte alls var det, sa Agnes Karlsson.

 – Det här är viktigt men ändå finns det bara två stationer i hela Östersjön där man mäter så här ofta. De här frekvent provtagna stationerna måste vi vara väldigt rädda om.

... och ibland mätningar på många platser 

När det gäller djurlivet på de djupa bottnarna sker oftast inte så snabba förändringar, men där kan det i stället finnas geografiskt stora skillnader, berättade Agnes Karlsson. Resultaten av mätningarna kan skilja mycket mellan två stationer så nära som en kilometer ifrån varandra.

 – Som tur är har inte bara två stationer utan vi har ett helt gäng stationer på olika djup, vilket är nödvändigt för att vi ska få ett bra underlag eftersom det är så fläckvis förekomst av de här djuren.

Samanalys ger ny kunskap

När olika typer av mätserier över tid sätts samman kan de ge helt ny information. Agnes Karlsson exemplifierade med en nyligen genomförd studie där hon tillsammans med flera andra forskare kopplat mängderna av djurplankton och bottenfauna till hälsomått hos fisk och säl.

 – Den visade att djurlivet på botten har betydelse för fiskens hälsa, något som ofta är förbisett. Den här studien kunde vi göra bara för att alla de här sakerna var provtagna samtidigt och vi inte saknade data för vissa år.

Ibland kan också sparade prover från gamla mätningar leda till nya upptäckter. I en annan studie har forskarna kunnat koppla nedgången av mängden blåmussla utanför Askö till mängden växtplankton i vattnet. Genom att kemiskt studera gamla arkiverade musselprover för stabila isotoper kunde man se att musslornas diet förändrats under perioden, vilket blev ytterligare ett bevis på att förändringarna i mängden växtplankton var en drivande faktor bakom minskningen av blåmussla.

 – Nu skulle det vara spännande att se hur blåmusslan påverkas av temperaturförändringar, till exempel den extremt varma sommaren 2018. Men det går inte för 2017 avslutades programmet när det gäller blåmussla, på grund av att mätprogrammet förfinades. 

De sparade proverna i miljöprovbanken är en guldgruva för forskningen, berättade intendent Suzanne Faxneld från Naturhistoriska riksmuseet.

 

Fjädrar berättar

Även när det gäller miljögifter har gamla sparade prover haft stor betydelse för den kunskap vi har idag.

Suzanne Faxneld, intendent vid Enheten för miljöforskning och övervakning vid Naturhistoriska riksmuseet, berättade vid seminariet att den miljöprovbank som finns vid riksmuseet kom till efter att man på 1960-talet kopplat samman de minskande populationerna av bland annat säl och havsörn med utsläpp av miljögifter som PCB, DDT och kvicksilver. En nystartad forskargrupp vid museet tog då fågelfjädrar från museets samlingar och analyserade dem för kvicksilver. Man såg att halterna var låga under 1800-talet och början av 1900-talet för att sedan öka dramatiskt i mitten av 1900-talet.

 – Man förstod då hur viktigt det är att spara material, och inte bara torrt material utan även fryst, berättade Suzanne Faxneld.

Övervakning av miljögifter

Genom det miljöövervakningsprogram för miljögifter i marin miljö, som Naturhistoriska riksmuseet driver, samlas flera arter av fisk, blåmussla och ägg från flera olika fåglar in från 27 lokaler utanför den svenska kusten varje år. Proverna analyseras för kända miljögifter och sparas sedan i miljöprovbanken.

 – De sparade proverna är en guldgruva eftersom de kan analyseras retrospektivt för ämnen som vi inte känner till eller kan analysera idag.

Den äldsta mätserien från miljögiftsövervakningen finns på sillgrissleägg insamlade från Stora Karlsö utanför Gotland. Ur de tidsserierna kan man bland annat utläsa att halterna av det kända miljögiftet dioxin minskat ända sedan mätningarna startade 1969. De många åtgärder som genomförts under perioden för att få ner halterna har haft effekt och minskningen fortsätter även de senaste tio åren.

 – Det är ju väldigt bra att det inte tycks som att kurvan planat ut utan att kurvan fortsätter att gå ner.

Halterna av bromerade flamskyddsmedel har minskat i sillgrissleägg, liksom halterna av dioxiner.

 

Flamskyddsmedel

När det gäller de bromerade flamskyddsmedlen, ämnen som tillsätts i många produkter för att de inte ska börja brinna, går det att följa både uppgång, utfasning och nedgång i miljöövervakningsdatan.

Fram till 1980-talet syns ökade halter, men efter att ämnet ersatts av ett annat och så småningom förbjudits helt minskade också halterna i sillgrissleäggen.

 – Det här kan vi se tack vare att vi har den här långa tidsserien, sa Suzanne Faxneld.

Under början av 2000-talet uppmärksammades en ny grupp giftiga ämnen: de perflourerade eller högflourerade ämnen dit bland annat PFOS hör. PFOS har funnits i bland annat brandsläckningsskum och orsakat stora problem med dricksvattnet på flera håll i landet.

2007 gjorde Naturhistoriska riksmuseet en retrospektiv studie på perflourerade ämnen från sillgrissleägg från miljöprovbanken. Studien och de fortsatta mätningarna inom miljöövervakningen visar att halterna ökade fram till mitten av 2000-talet. Någon nedåtgående trend av PFOS-halterna kan man dock inte se trots att ämnet började fasas ut år 2000 och numera är förbjudet.

 – Det är viktigt att vi fortsätter att övervaka de här ämnena så att vi kan följa om förbudet mot PFOS har effekt.

Det kan tyckas dyrt att ha en omfattande miljöövervakning, men det är nödvändigt för att man ska se att åtgärder har effekt, framhöll forskarna.

 

 

Viktigt med täta mätningar

Även Suzanne Faxneld underströk vikten av att genomföra mätningar kontinuerligt. Ett exempel är halterna PCB i sillgrissleägg. Årliga mätningar under perioden 2004-2017 visar att dessa halter kraftigt minskat. Om man i stället valt att mäta halterna var tredje år hade man fått helt olika resultat beroende på vilket år man började mäta.

Om mätningarna börjat 2004 hade man inte sett någon trend alls och började man mäta 2005 blir nedgången kraftigare än den egentliga. Bara om man börjar mäta 2006 får man en kurva som liknar den när man mätt varje år.

 – Det här visar ju att det är viktigt att mäta varje år, annars får man helt olika budskap. Man kanske inte kan se om ett förbud har haft effekt eller så kanske man tror att det haft större effekt än det har. Mäter man mer sällan behöver man en mycket längre tidsserie för att säkerställa en förändring, förklarade Suzanne Faxneld.

 – På 1960- och 70-talen såg man att miljögifterna var ett problem Nu är klimatet viktigt. Vad behöver vi börja övervaka idag som vi kan ha användning för om 20-30 år, undrande Jorid Hammersland från Miljömålsberedningen, som besökte frukostseminariet.

Agnes Karlsson slog ett slag för ett eget övervakningsprogram för blåmussla.

 – Det är till biomassa sett det djur vi har mest av i Östersjön. Det finns tecken på att de minskar på grunda djup och vi vet från andra håll att varmare vatten kan vara problematiskt för dem.

 – Man vet inte vad som händer med miljögifter med högre temperatur eller förändrat pH, men jag tycker att man ska satsa på non-targetanalys där man förutsättningslöst tittar på olika toppar i ett prov, sade Suzanne Faxneld.

Att ett välutvecklat miljöövervakningsprogram i längden är kostnadseffektivt var forskarna överens om.

 – Det kan te sig dyrt att ha stora övervakningsprogram, men det är värre att genomföra åtgärder som inte ger effekt, konstaterade Agnes Karlsson.

Se hela frukostseminariet här:

 

Läs mer

Se Agnes Karlssons presentation som pdf här.

Se Suzanne Faxnelds presentation som pdf här.

Läs hela vår policy brief Bevara och utveckla miljöövervakningens långa tidsserier här.

Läs en intervju med miljöanalytikern Carl Rolff, en av författarna till policy briefen, här

Se en film om policy briefen här nedan: