Högskolan i Skövde

Rapporten presenterar och redovisar ett kunskapsunderlag om förutsättningar för biologisk mångfald knuten till barrnaturskog inom och i närområdet av projektområde för vindkraftspark Trollugnsberget i Smedjebackens kommun. Utifrån underlaget kan OX2 prioritera markanvändning och arbeta för att bibehålla och utveckla en grön infrastruktur som bidrar till att uppfylla miljökvalitetsmålen Ett rikt växt- och djurliv samt Levande skogar.

Kunskapsunderlaget har tagits fram med en ny metod benämnt Biotope Biodiversity Capacity Indicator (BBCI). BBCI är en indikator som uppskattar ett biotoplandskaps förmåga att hålla biologisk mångfald. Metodutveckling har finansierats av Naturvårdsverkets miljöforskningsanslag och framtagning av det specifika underlaget och analyserna i rapporten har finansierats av OX2.

BBCI bygger på ekologisk kunskap om hur landskapets struktur påverkar arters överlevnad och biologisk mångfald. Med hjälp av indikatorn kan man undersöka om i) landskapet som helhet är hållbart ur ett biologiskt mångfaldsperspektiv, ii) hur många och vilka patcher¹ som inte är hållbara i sig själva och iii) hur känsligt landskapets biologiska mångfald är för negativ påverkan på specifika patcher och var en förstärkning skulle kunna göra störst nytta.

BBCI har beräknats för barrnaturskog som finns inom projektområdet för vindparken samt i dess närhet. Som underlag och indata till biotoplandskapens struktur användes data från genomförd naturvärdesinventering samt från skogsbolagens nyckelbiotopsklassificering. I rapporten redovisas barrnaturskogens långsiktiga hållbarhet för biologisk mångfald och dess känslighet för tidsperspektivet 100 år. Beräkningar har gjorts utifrån två olika fokusarter² där fokusart 1 har mindre arealkrav jämfört med fokusart 2. Resultaten visar att befintliga förekomster av barrnaturskog inte är hållbara i ett 100-årsperspektiv, varken för fokusart 1 eller 2. Åtgärder som stärker barrnaturskogens förutsättningar att hålla biologisk mångfald är därför att rekommendera.

1 Patcher kallas de fragment eller avgränsade ytor som finns i landskapet och som består av den biotop som studeras. En patch är ett avgränsat fragment av biotopen som omges av andra typer av livsmiljöer än den som biotopen består av.

2 BBCI bygger på modellering av fokusarter. En fokusarts möjlighet att fortleva i landskapet indikerar även att många andra arter, som är en del av det ekosystem fokusarten representerar, också kan fortleva i landskapet och därmed biologisk mångfald.

Rapporten presenterar och redovisar ett kunskapsunderlag som tagits fram för arbete med blå och grön infrastruktur i Mariestad, Götene och Lidköping kommun. Utifrån underlaget kan kommunerna prioritera markanvändning så att man bibehåller och utvecklar en grön infrastruktur som bidrar till att uppfylla miljökvalitetsmålet Ett rikt växt-och djurliv¹. Andra miljökvalitetsmål som också berörs är Myllrande våtmarker, Levande skogar, Ett rikt odlingslandskap och God bebyggd miljö.

Kunskapsunderlaget har tagits fram med en ny metod som utvecklats parallellt under projektets gång. Metoden som använts är Biotope Biodiversity Capacity Indicator (BBCI). En indikator som uppskattar ett biotoplandskaps förmåga att hålla biologisk mångfald. Metodutveckling har finansierats av Naturvårdsverkets miljöforskningsanslag och framtagning av det specifika underlaget och analyserna i rapporten har finansierats av ett LONA projekt.

BBCI bygger på ekologisk kunskap om hur landskapets struktur påverkar arters överlevnadoch biologisk mångfald. Med hjälp av indikatorn kan man undersöka om i) landskapet som helhet är hållbart ur ett biologisk mångfaldsperspektiv, ii) hur många och vilka patcher som inte är hållbara i sig själva och iii) hur känsligt landskapets biologiskamångfald är för påverkan på specifika patcher.

Sammantaget har BBCI beräknats för fem biotoplandskap, som valts i dialog med de tre kommunerna. De analyserade biotoperna är gräsmark, äldre barrskog, ädellövskog, våtmarker samt fågelskär. Som underlag och indata till biotoplandskapens struktur användes marktäckedata från fler olika databaser. I rapporten redovisas biotoplandskapens långsiktiga hållbarhet för biologisk mångfald och känslighet för tidsperspektivet 100 år. BBCI analyser presenteras dels i ett regionalt perspektiv och dels i ett kommunalt perspektiv.

1 Miljökvalitetsmålen beskriver det tillstånd i den svenska miljön som ska nås. Det finns 16 miljökvalitetsmål som alla berör viktiga miljöområden. Arbetet med att nå miljökvalitetsmålen och generationsmålet utgör grunden för den nationella miljöpolitiken.

Through a systematic review and a series of meta-analyses, we evaluated the general responsiveness of putative transcriptional biomarkers of general toxicity and chemical stress. We targeted metal exposures performed on bivalves under controlled laboratory conditions, and selected six transcripts associated with general toxicity for evaluation: catalase (cat), glutathione-S-transferase (gst), heat shock proteins 70 and 90 (hsp70, hsp90), metallothionein (mt) and superoxide dismutase (sod). Transcriptional responses (n = 396) were extracted from published scientific articles (k = 22) and converted to log response ratios (lnRRs). By estimating toxic units (TUs), we normalized different metal exposures to a common scale, as a proxy of concentration. Using Bayesian hierarchical random effect models, we then tested the effects of metal exposure on lnRR, both for metal exposure in general and in meta-regressions using TU and exposure time as independent variables. Corresponding analyses were also repeated with transcript and tissue as additional moderators. Observed patterns were similar for general as for transcript- and tissue-specific responses. The expected overall response to arbitrary metal exposure was a lnRR of 0.50, corresponding to a 65 % increase relative a non-exposed control. However, when accounting for publication bias, the estimated ‘true’ response showed no such effect. Furthermore, expected response magnitude increased slightly with exposure time, but there was little support for general monotonic concentration-dependence with regards to TU. Altogether, this work reveals potential limitations that need consideration prior to applying the selected transcripts as biomarkers in environmental risk assessment. This article is protected by copyright. All rights reserved. Environ Toxicol Chem 2022;00:0–0. 

Skogsstyrelsen redovisar i sin utvärdering av miljömålet Levande skogar 2019 att centrala hinder för uppfyllelse av miljömålet är minskande och fragmenterade livsmiljöer och minskande och/eller små populationer av ett antal hotade arter knutna till skogsekosystemet. En väg framåt för att vända denna trend är att framtidens skogsbruk bland annat bör utvecklas utifrån ett landskapsperspektiv och där hyggesfria skogsbruksmetoder ökar i omfattning.

Länsstyrelserna i Sverige har genom sitt arbete med regionala handlingsplaner för grön infrastruktur identifierat så kallade värdekärnor – områden av stor betydelse för skogsarternas överlevnad. I denna studie har Västra Götalands läns värdekärnor analyserats med avseende på deras förmåga att stödja biologisk mångfald i ett landskapsperspektiv. Arbetet har gjorts i samverkan med Länsstyrelsen för Västra götalands län.

Metoden som använts är Biotope Biodiversity Capacity Indicator (BBCI). Metoden har utvecklats inom forskningsprojektet “Landscape biodiversity capacity: a tool for measuring, monitoring and managing” finansierat av Naturvårdsverkets miljöforskningsanslag (2019-2022).

Resultaten visar vilka geografiskt avgränsade värdekärnor som idag har hög ekologisk funktionalitet och som utgör biologiska överlevnads- och spridningshotspots för arter knutna till barrskogar. Vidare visar resultaten att endast sju kommuner har BBCI-värden över 1, det vill säga, ett hållbart skogslandskap som kan hålla fokusarten i ett 100-årsperspektiv.

För att nå de svenska miljömålen Levande skogar och Ett rikt växt- och djurliv samt skapa bättre förutsättningar för skogens biologiska mångfald att fortleva behöver nuvarande skogsmetoder med trakthyggesbruk anpassas till brukningsformer som tar större hänsyn till skogens ekosystem. Resultaten från denna studie kan ge prioriteringsunderlag för inom vilka produktionsskogar en så kallad återvildning genom förändrad brukningsmetod skulle kunna resultera i betydelsefull ökad ekologisk funktionalitet på landskapsnivå för de västgötska barrskogarna.     

We tested concentration-dependence of selected gene transcripts (cat, gst, hsp70, hsp90, mt and sod) for evaluation as biomarkers of chemical stress. Contrary to the common approach of factorial designs and few exposure concentrations, we used regression across a high-resolution concentration series. Specifically, freshwater mussels (Anodonta anatina) were acutely (96 h) exposed to Cu (13 nominal concentrations, measuring 0.13–1 600 µg/L), and transcripts were measured by RT-qPCR. In digestive glands, cat, hsp90 and mt decreased with water Cu (p < 0.05), but response magnitudes saturated at < 2-fold decreases. In gills, gst, hsp70, hsp90 and mt increased with water Cu (p < 0.05). While hsp70, hsp90 and mt exceeded 2-fold increases within the exposure range, high Cu concentrations were required (38–160 µg/L). Although gill responses were generally more robust compared to digestive glands, overall small response magnitudes and moderate sensitivity may set limit for potential application as general biomarkers of chemical stress.

Rapporten beskriver ett nytt verktyg framtaget för att underlätta planering av grön infrastruktur på landskapsnivå och ger via fallstudier exempel på hur verktyget kan användas. Projektet har utförts i ett samarbete med expertis inom teoretisk ekologi, ekologi, biodiversitetsinformatik och tillämpad matematik.

Forskningsprojektet har utvecklat en modell för att uppskatta ett landskaps för-måga att hålla biologisk mångfald i dess olika biotoper (Biotope Biodiversity Capacity Indicator, BBCI). Ett teoretiskt ramverk baserat på ekologisk kunskap har tagits fram som grund för modellen.

Syftet med BBCI är att modellen ska kunna användas som ett planeringsverktyg för att:

• stärka biologisk mångfald i ett landskap,
• förbättra förutsättningarna för arter att använda hela landskapet och
• skapa bättre förutsättningar för hänsyn till biologisk mångfald i samband med samhällsutveckling.

För att testa och beskriva verktygets användbarhet har fyra fallstudier genomförts med olika fokus:

1. Analys av fragmenteringen i ett barrskogslandskap som sköts med särskild naturhänsyn i Västernorrlands län.
2. Analys av barrskogsvärdekärnors kapacitet för biologisk mångfald inom Västra Götalands län som synliggör vikten av kommunöverskridande samverkan.
3. Analys av potentiella målkonflikter mellan två biotoper, ädellövskog och öppen mark med skyddsvärda träd i Valle.
4. Analys av kapacitet för biologisk mångfald hos äldre ädellövträd i ett landskap mixat med urbana miljöer och landsbygd, Mjölby kommun.

Parallellt med utvcklingen av BBCI har en tät dialog och samverkan skett med olika intressenter och slutanvändare. Den breda dialogen har medfört ett effektivt kun-skapsutbyte mellan olika parter.

Rapporten avslutas med att beskriva utmaningar och verktygets utvecklings-potential både avseende pedagogik och teknik men även hur modellen kan byggas på och utvecklas med ytterligare funktioner för en breddad tillämpning.

The report describes a new tool, developed to facilitate the planning of green infrastruc-ture at the landscape level, and provides via case studies examples of how the tool can be used. The project has been a collaboration with expertise in theoretical ecology, ecology, biodiversity informatics and applied mathematics.

The research project has developed a model for estimating a landscape’s ability to maintain biodiversity in its various biotopes (Biotope Biodiversity Capacity Indicator, BBCI). A theoretical framework based on ecological knowledge has been developed as a basis for the model.

The purpose of the BBCI is to be a planning tool to:

• strengthen landscape biodiversity,
• improve the conditions for species to use the entire landscape and
• create better conditions for consideration of biological diversity in connection with societal development.

To test and describe the usefulness of the tools, four case studies with different focuses have been conducted:

1. Analysis of the fragmentation in a coniferous forest landscape that is managed with special consideration for nature in Västernorrland County.
2. Analysis of valuable coniferous forest cores and their capacity for biological diversity within Västra Götaland County, with highlights on the importance of cross-municipal collaboration.
3. Analysis of potential target conflicts between two biotopes, deciduous forest and open land with trees worthy of protection in Valle.
4. Analysis of capacity for biodiversity in older deciduous trees in a mixed urban and countryside landscape, Mjölby municipality.

Parallel to the development of BBCI, a close dialogue and collaboration has taken place with stakeholders and end users. The broad dialogue has resulted in an effective exchange of knowledge.

The report concludes by describing challenges and development potential of the tool, both in terms of pedagogy and technology as well as how the model can further developed with additional functions.

Using a selection of molecular biomarkers, we evaluated responses in freshwater mussels (Anodonta anatina) exposed to effluent from an industrial wastewater treatment facility. The aims of this work were to (1) assess biomarkers of general toxicity under sublethal exposure to an anthropogenic mixture of chemicals, represented by an arbitrary effluent, and (2) evaluate the potential of A. anatina as a bioindicator of pollution. Adult mussels (n = in total 32; 24 males and 8 females) were exposed (96 h) in the laboratory to a fixed dilution of effluent or to a control treatment of standardized freshwater. Metal concentrations were in general higher in the effluent, by an order of magnitude or more, compared to the control. Toxic unit estimates were used as proxies of chemical stress, and Cu, Ni, and Zn were identified as potential major contributors (Cu> Ni > Zn). Six transcriptional (cat, gst, hsp70, hsp90, mt, sod) and two biochemical (AChE, GST) biomarkers were analyzed in two tissues, gills, and digestive glands. Out of the 16 responses (eight biomarkers x two tissues), 14 effect sizes were small (within +/- 28 % of control) and differences non-significant (p > 0.05). Results did however show that (1) AChE activity increased by 40% in gills of exposed mussels compared to control, (2) hsp90 expression was 100% higher in exposed female gills compared to control, and (3) three marker signals (AChE in both tissues, and hsp70 in gills) differed between sexes, independent of treatment. Results highlight a need for further investigation of molecular biomarker variability and robustness in A. anatina.

This study is a complement to previous studies of regional action plans of green infrastructure in Valle (County Administrative Board 2016; County Administrative Board 2019). The aim was to identify the relative importance of biotope patches of broadleaved forest and open lands with valuable trees, respectively, in Valle for the maintenance and enhancement of biodiversity. A testversion of the method Biotope Biodiversity Capacity Indicator (BBCI) was applied on the two biotopes of broadleaved forest and open lands with valuable trees in Valle. BBCI was developed within the project “Landscape biodiversity capacity: a tool for measuring, monitoring and managing” financed by the Swedish Environmental Protection Agency, Miljövårdsanslaget (2019-2021).The results of the BBCI-analysis identified hotspots areas for the two studied biotopes in Valle, that is, areas with important patches for the sustainability of BBCI. For broadleaved forest, the northern part of Valle stands out as highly importantand for open lands with valuable trees the south-southwest parts of Valle stands out as the most important area. In this study, effects on BBCI from restauration of broadleaved forests to open land with valuable trees was evaluated. Calculations of BBCI shows encouraging results of an increased capacity for biodiversity of the biotope with open lands with valuable trees but not a significant decrease in biodiversity capacity of broadleaved forest, despite the area losses and fragmentation caused from the restauration. Both biotopes have BBCI values above one, showing that they are sustainable within a 100 year period. The result can be used as support to management plans of nature reserves in a landscape setting and as recommendations or advice to private land owners. Moreover, the study was produced within the work of BIOGOV, where regional action plans for nature, tourisms, culture and small enterprises were under development.