Ytsubstrat på grunda havsbottnar

havsbottnar

En nationell sammanställning

och analys av befintlig data

N A T U R V Å R D S V E R KE T

Ytsubstrat på grunda havsbottnar

Beställningar

Ordertel: 08-505 933 40 Orderfax: 08-505 933 99 E-post: natur@cm.se

Postadress: CM Gruppen AB, Box 110 93, 161 11 Bromma Internet: www.naturvardsverket.se/publikationer

Naturvårdsverket

Tel: 010-698 10 00 Fax: 010-698 10 99 E-post: registrator@naturvardsverket.se Postadress: Naturvårdsverket, 106 48 Stockholm

Internet: www.naturvardsverket.se ISBN 978-91-620-6519-5

ISSN 0282-7298 © Naturvårdsverket 2012 Tryck: CM Gruppen AB, Bromma 2012

Omslag: Metria AB

Förord

I uppbyggandet av nationella kunskapsunderlag för havsområden med syfte att beskriva utbredningsmönster av olika naturtyper på havsbotten krävs kartläggning av olika fysiska förhållanden där ökad kännedom om samansättningen av ytsubstrat är en viktig del.

Denna rapport beskriver förbättringar av nuvarande kartläggningar av bottensub-strat på grunda havsbottnar med utgångspunkt från befintlig kartinformation. Analysområdet för detta arbete är Sveriges kustnära bottnar inom en schematiskt framställ fotisk zon och analyserna har utförts med avseende på ytsubstraten; hård-botten, mjukbotten och sandbotten.

Genom att sammanställa befintliga underlag och lägga ihop dem efter dess tillför-litlighet har den relativa sannolikheten angetts för potentiellt förekomst av botten-substrat. Det vill säga vilket substrat som har högst sannolikhet att förekomma givet tillgängliga fysiska data.

Resultatet kan användas i arbetet med skydd och förvaltning av grunda livsmiljöer, som underlag för fysisk planering samt vid planering av fältinventeringar eller GIS-analyser som kräver information om ytsubstrat. Det är dock viktigt att upp-märksamma användaren av material på dess begränsningar då ytsubstrat klassning-en inte kan förväntas överklassning-ensstämma med verklighetklassning-en på klassning-en detaljnivå på 25*25 meter (en pixel) men däremot vara en viktig vägledning i ett större område. Resultaten i form av kontinuerliga utbredningskartor finns tillgängliga och ned-laddningsbara på Naturvårdsverkets miljödataportal

(www.miljodataportalen.naturvardsverket.se).

Sammanställning, analys och rapport har producerats av Oscar Törnqvist, Greger Lindeberg och Anna Engdahl på Metria AB. Arbetet har initierats och letts av Na-turvårdsverket, Cecilia Lindblad, på Avdelningen för Analys och Forskning. Oktober 2012

Innehåll

Djupmodeller och Sjöfartsverkets djupdatabas 11

Maringeologiska kartan 12

Omklassning av maringeologiska kartan 13

Jordartskartan 14

Vågexponering 15

Inventeringsdata 15

Ortofoton och satellitbilder 16

5 METOD 17

5.1 Avgränsning av fotisk zon 17

5.2 Djupmodell 20

5.3 Bottenlutning 20

5.4 Bottenstress och sedimentens mobilitet 21

5.5 Kontinuerliga utbredningskartor 22 Hårdbotten 22 Mjukbotten 26 5.6 Klassindelad utbredningskarta 28 Hårdbotten 28 Mjukbotten 29 Sandbotten 29

Heltäckande underlag med flera substratklasser 32

Klassindelning av substrattyper 32

6.1 Kontinuerlig utbredningskarta 35 Mjukbotten 35 Hårdbotten 37 6.2 Klassindelad utbredningskarta 38 7 DISKUSSION 44 7.1 Kvalitet 44 7.2 Validering 47 7.3 Framställning 47 7.4 Begränsningar 48 8 REKOMMENDATIONER 49 8.1 Exempel på användningsområden 52

Nationell och regional miljöövervakning 52

Inledande kartering och uppföljning av skyddade områden 52

Regional planering i marin miljö 52

8.2 Förbättringsmöjligheter 53

ORDLISTA 55

KÄLLFÖRTECKNING 56

BILAGA 1 58

1 Sammanfattning

Det finns ett stort behov av kartunderlag avseende den marina miljön för planering, rapportering och uppföljning inom olika verksamheter som kustzonförvaltning, fysisk planering, uppföljning av skyddade områden och inom miljöövervakning. Sammanställning av marina kartunderlag avseende fysiska förhållande påbörjades 2006 och följdes upp med en sammanställning avseende fysiska påverkansfaktorer i marin miljö. Det råder emellertid fortfarande stor brist på kartunderlag som be-hövs för nationella och internationella planerings- och rapporteringsarbeten. Syftet med aktuell studie är att förbättra befintliga kartunderlag avseende ytsubstrat på grunda havsbottnar, speciellt där de i dagsläget har som störst begränsningar. Naturvärdena i marin miljö är starkt knutna till ytsubstraten, vilket gör detta till ett högt prioriterat kunskapsunderlag.

Analysområdet för arbetet är den fotiska zonen i hela landet. Analysen har utförts med avseende på ytsubstraten hårdbotten, mjukbotten och sandbotten. Resultatet kan användas för fysisk planering, statistik, som underlag för bedömning av poten-tiella habitat och naturvärden, planering av fältinventeringar eller andra GIS-analyser som kräver information om ytsubstrat.

Resultatet av arbetet är två nationella kontinuerliga rasterdataskikt samt en utbred-ningskarta av det mest troligt förekommande ytsubstratet. De kontinuerliga raster-dataskikten anger i relativ skala potentialen för förekomst av mjukbotten respektive hårdbotten. Utbredningskartorna är ett förslag på hur de kontinuerliga skikten kan användas genom att klassificeras och vägas samman med utvalda indikatorer. Den klassindelade utbredningskartan kräver en bakomliggande bedömning av var varje klassgräns går, vilket också kan medföra att information som kan vara intressant i andra sammanhang kan gå förlorad. Det klassindelade resultatet ger ett bra visuellt stöd men fungerar sämre som underlag för t.ex. överlagsanalyser i GIS eller som modelleringsunderlag. För dessa ändamål passar de kontinuerliga resultaten bättre. Rapporten fungerar också som en sammanställning av de befintliga data som kan användas för att bedöma potentiellt ytsubstrat.

I relation till befintliga kartor innebär resultaten från föreliggande studie en förbätt-ring, företrädesvis i de delar som tidigare endast har karterats på regional skala av SGU samt i grunda kustnära områden, främst i skärgårdsområden. Att kommuni-cera hur resultatet ska användas är viktigt eftersom analyserna bygger på befintliga data med olika typer av begränsningar i olika delar av landet. Den viktigaste fak-torn för förbättrad kvalitet när det gäller framställande av marint kunskapsunderlag baserade på GIS-modelleringar är tillgång till högupplöst djupdata.

2 Summary

There is a great need for spatial data regarding the marine environment in order to support planning, reporting and monitoring within different areas such as coastal zone management, spatial planning, monitoring of protected areas and the national monitoring program for the seas.

In 2006, the Environmental Protection Agency initiated the compilation of marine spatial data with respect to physical environmental factors. This was followed by a compilation of data concerning physical disturbance in the marine environment. Despite these efforts, additional spatial information is still needed in order to carry out national and international planning and reporting demands.

The aim of this study was to improve current information regarding the geograph-ical distribution of substrate on the surface of the seafloor in shallow areas. The occurrence of biological conservation values in the marine environment is mainly governed by the substrate at the seafloor surface, thus making this dataset highly prioritized.

The area for the analysis was the photic zone along the coast. The analyses focused on hard-, soft- and sandy substrate types. The results can be used for spatial plan-ning purposes, statistics, to support assessment of the distribution of potential habi-tats and conservation values, as guidance for field inventories and/or for different GIS-analyses.

The study resulted in two GIS datasets and a classified map. The datasets contain continuous data (i.e. non-discrete values) of the probabilities of hard and soft sur-face substrate using a relative scale from low to high. The classified map shows the most probable substrate types for an area and can be seen as an example of how the datasets can be used in conjunction with ancillary data. In order to classify the data, it must first be transformed to a binary map, which also implies a loss of infor-mation that could be useful for other purposes. The classified map might be used as a visual guidance on probable substrate but cannot be used as input to overlay analyses in a GIS of for statistical modeling. For these purposes the continuous datasets are more suitable. Furthermore, the report might serve as a compilation of available datasets and how they can be used in order to make assessment of poten-tial surface substrate.

As a result of this study, the surface information relative to other available maps – especially in areas that have been mapped on a regional scale by the Swedish Geo-logical Survey – and more generally in shallow, coastal areas has been improved. However, it is important to communicate to the users of the results how it should and should not be used. The input data suffers from various kinds of quality defi-ciencies in different parts of the country. Finally, the most important factor in

de-termining the potential for improvement of marine spatial data is less restricted access to high resolution bathymetric data.

3 Inledning

Behovet av kartunderlag för rumslig planering och förvaltning av den marina mil-jön är stort och ständigt ökande. Underlag behövs även för de nationella miljökva-litetsmål samt för uppföljning och rapportering av olika direktiv, som till exempel vattendirektivet (2000/60/EG), marina direktivet (2008/56/EG) samt art- och habi-tatdirektivet (92/43/EEG). Det snabbt växande intresset för havsbaserad vindkraft har också tydliggjort behovet av fysisk planering av haven. Fysisk planering be-hövs för att kunna väga kommersiella intressen mot insatser för bevarande och skydd och utgör alltså grunden för ett långsiktigt och hållbart nyttjande av de ma-rina resurserna.

En havsplaneringslag kommer att träda i kraft under 2012 (SOU 2010:91, 2011:56). I dagsläget råder dock stor brist på geografiskt heltäckande planerings-underlag över både fysiska förhållanden samt mänsklig påverkan i havsmiljön (SOU 2011:56).

3.1

Syfte och mål

Målet i föreliggande arbete är skapa utbredningskartor för ytsubstrat i Sveriges grunda, kustnära områden. Dels i form av så kallade kontinuerliga rasterdata som visar på olika grad av sannolikhet, i en relativ skala från låg till hög, för förekomst av hårdbotten respektive mjukbotten och dels i form av en klassindelad utbred-ningskarta som visar den mest tänkbara fördelningen av ytsubstratklasserna hård-botten, mjukhård-botten, sandbotten och mosaikbotten. Både det kontinuerliga rasterda-tat samt utbredningskartan baseras på modeller över möjlig utbredning av respek-tive ytsubstrat som produceras genom att analysera befintliga data från många olika källor. Den klassindelade utbredningskartan skapas genom en sammanlagring av de framtagna indikatorerna i ordning efter kvalitet och noggrannhet.

Syftet med denna studie är att förbättra befintliga kartunderlag, speciellt där de har störst begränsningar, t.ex. i skärgårdsområden. Naturtyper i marin miljö är starkt knutna till ytsubstraten och det är därför viktigt att kunna peka ut dess förekomster för att underlätta naturvärdesbedömning och främja en hållbar fysisk planering av den marina miljön i Sverige.

3.2 Bakgrund

Sammanställning av marina kartunderlag avseende fysiska förhållande påbörjades 2006 i och med rapporten SAKU, ”Sammanställning och analys av kustnära under-vattensmiljöer” (NV rapport 5591). År 2010 presenterades också en sammanställ-ning avseende fysiska påverkansfaktorer i marin miljö (NV rapport 6376). Det finns ett flertal undersökningar som beskriver de fysiska förhållandena punktvis men geografiskt heltäckande underlag med god detaljeringsgrad saknas. Det råder emellertid fortfarande stor brist på kartunderlag som behövs för att underbygga

myndigheters och kommuners nationella och internationella planerings- och rap-porteringsarbete. Brist på kartunderlag leder också till att viktig kartering av exem-pelvis habitat- och artutbredning försvåras, vilket i sin tur hämmar framtagandet av kartor som beskriver utbredningen av områden med höga naturvärden.

Underlag avseende havsbottnarnas geologi och sediment finns endast i mycket grovt utförande och med skiftande karteringsnoggrannhet. Dessa underlag lämpar sig bäst för analyser på nationell eller regional skala, men inte alltid för analyser och planeringsunderlag på läns- eller kommunnivå. Framförallt saknas tillförlitlig information om de grunda och kustnära bottnarna som med sin höga produktivitet och diversitet är mycket intressanta ur ett naturvärdes- och förvaltningsperspektiv. Tillgängliga underlag avseende bottensubstratutbredning är maringeologiska kartan från Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) samt en omklassning av densamma till ytsubstratklasser enligt det europeiska habitatklassificeringssystemet EUNIS. Båda dessa är ganska grova och med olika detaljeringsgrad i olika delar. Mer detal-jerade uppgifter avseende bottensubstrat finns endast i spridda och mycket lokala områden från lokala fältinventeringar och karteringar.

4 Ingående

data

Fastighetskartans strandlinje

Strandlinjen karteras av Lantmäteriet, antingen som del av den periodiska uppfölj-ningen av grundläggande Sverigedata eller på beställning av Sjöfartsverket vid uppdatering av sjökort. Strandlinjen avgränsas vid medelvattenstånd så långt det är möjligt. Denna gräns användes tidigare inom projektet ”Sammanställning och Ana-lys av Kustnära Undervattensmiljö” (SAKU). Avgränsningar mellan land och hav i föreliggande arbete baseras på dessa tidigare använda avgränsningar för att främja kompatibilitet med tidigare framtagna data.

Kustinventeringen 1969

Planverket utförde 1969 en nationell inventering av kusten som innefattade hela fastlandskusten (utom Norrbotten) samt öar med broförbindelse (t.ex. Öland; Sta-tens planverk 1971). Inventerare tog sig fram längs med strandlinjen och anteck-nade karaktärer för både den s.k. uppehållszonen (100 meter upp på land från strandkanten) samt för vattnet närmast stranden. Data från denna inventering om-tolkades och digitaliserades 2006 till ett urval typiska strandklasser som sand-strand, klippstrand etc. (Liljeberg & Wennberg 2006, Naturvårdsverket 2006). Karteringsnoggrannheten är därmed 100 meter och informationen mycket tillförlit-lig vilket gör att detta underlag ges hög prioritet vid tolkningen av potentiellt yt-substrat. Dock saknas information i detta underlag för öar utan broförbindelse samt för kusten i Norrbotten. För flertalet av strandtyperna har inte undersökningsresul-tatets ålder stor inverkan. Områden med högt exploateringstryck samt områden med rörlig kust kan dock ha ändrat karaktär sedan inventeringen 1969.

Sjökortsdata

Information om djup i sjökort anges dels som djupkurvor och dels som punkter med bestämda, uppmätta djup. Sjökorten tas fram för säkrare navigering till sjöss vilket medför att informationen är bäst i närheten av större farleder och sämst i grunda kustnära områden. Generellt sett är sjökortets djup grundare än det verkliga djupet. Djupinformationen i djupkurvor är grova generaliseringar som anger minsta djup inom kurvan. Däremot kan partier med större djup förekomma inom en djup-yta med angivet djup enligt en djupkurva. Sjökortsdatat tar inte hänsyn till djupva-riationen på en mindre skala eftersom syftet är att ta fram en generaliserad djup-bild. Detta är trots sina brister det bästa tillgängliga djupdata på nationell nivå. Djupmodeller och Sjöfartsverkets djupdatabas

För några delområden har djupmodeller baserade på interpolationer av djupdata-punkter från Sjöfartsverkets djupdatabas använts. Dessa djupmodeller har tagits fram inom olika projekt med syfte att generera utbredningskartor för arter och habi-tat. Djupmodellerna täcker Gräsö i Uppsala län, Råneå i Norrbottens län (Natur-vårdsverket 2009) samt hela Östergötlands (Carlström, Florén m.fl. 2010) och

Västernorrlands län (Florén, Nikolopoulos m.fl. 2012) (figur 1). Dessa djupmo-deller bygger på mer exakta djupdata och man kan förvänta sig att djupbilden stämmer mer överrens med verkligheten. Djupmodellerna är emellertid generali-serade till en grövre geometrisk upplösning av sekretessmässiga skäl. Kartorna har i de flesta fall producerats med en upplösning om 25 meter vilken sedan generali-serats till 150-300 meter. Sjöfartsverkets djupdatabas innehåller djupdata i punkt-form, vilka är uppmätta i fält.

Figur 1. Bilden visar djupmodellen från sjökortsdata i blått överlagrad med de områden där mer detaljerade djupmodeller finns tillgängliga.

Maringeologiska kartan

Den maringeologiska kartan tas fram av Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) och bygger på en kartering i olika skalor (regional och lokal) i olika delar av landet (figur 2). Den regionala skalan är karterad med 13 km mellanrum och avsedd för

presentation i skala 1:500 000. Den lokala skalan är karterad med 1 km mellanrum och avsedd för presentation i skala 1: 100 000. Mellan karteringsstråken görs en manuell tolkning baserat på en generalisering och interpolation av karteringsin-formationen. Informationen i de maringeologiska kartorna utgår ifrån ett geologiskt perspektiv där klassificeringen av jordarter/sediment avser mäktigheter och förhål-landet cirka 0,5 meter under själva havsbottenytan. Detta betraktas generellt som primärt jordartsmaterial, relativt opåverkat av recenta processer. Det allra ytligaste bottenmaterialet betraktas som påverkansskikt eller residualmaterial. I karteringen skiljs på huvudjordart och tunna ytlager som inte är heltäckande.

Omklassning av maringeologiska kartan

Ur ett biologiskt perspektiv är det översta substratlagret mycket viktigt eftersom detta avgör vilka växter och djur som kan trivas i och på bottnarna. För att anpassa den maringeologiska kartan till biologiska användningsområden fick därför SGU i uppdrag av Naturvårdsverket att göra en omtolkning av den maringeologiska kar-tan till klasser som representera substratet på ykar-tan av havsbotten.

Klassificeringen gjordes enligt det Europeiskt klassificeringssystemet EUNIS (Hallberg m.fl. 2010). För omklassningen användes information om ytsubstrat från videoobservationer som samlats in i samband med karteringarna. För omtolkningen testades olika modelleringsmetoder samt en direktöversättning av klasserna, för att utvärdera vilket som gav bäst resultat. Det visade sig att en enkel direktöversätt-ning av de gamla klasserna gav bäst resultat (Hallberg m.fl. 2010). Den direktöver-satta ytsubstratkartan har därmed ärvt samma upplösning och avgränsningar som den maringeologiska kartan som den baseras på.

Figur 2. Täckning av lokal och regional maringeologisk kartering i orange. Sammanhängande ytor visar täckningen av den s.k. lokala karteringen, medan randiga ytor visar täckningen av den regionala karteringen.

Jordartskartan

Jordartskartan på land tas också fram av SGU och beskriver jordarternas fördelning samt olika ytkaraktärer som blockighet och förekomst av olika isälvsmaterial. Även denna är karterad med olika noggrannhet i olika delar av landet (figur 3). De lokala kartorna är karterade med större noggrannhet medan felmarginalerna är större för de regionala kartorna. Dagens digitala kartor baseras delvis på äldre pap-perskartor som har digitaliserats. Beroende på papperskartans ålder är också karte-ring utförd med olika metoder och mätutrustning. Detta medger olika noggrannhet och olika grader av felaktigheter. För respektive område har jordartskartor med den största noggrannhet och detaljeringsgrad använts för att få bästa möjliga informat-ion om potentiellt substrat på strandnära bottnar.

Figur 3. Täckning av lokal/detaljerad jordartskarta (svart) i skalområdet 1:50 000. Lokal kartering finns även för kustområdet i Norrbottens län, vilket dock inte visas på kartan. Regional kartering i skalområdet 1:100 000 visas i rött. För övriga områden finns endast kartering av nationell karaktär, i skalområdet 1:1 000 000.

Vågexponering

Beräkningar av vågexponering gjordes 2006 på ett enhetligt sätt för hela svenska kusten (Isaeus 2004, Naturvårdsverket 2006). Beräkningarna baseras på avståndet av öppet vatten (stryklängd) och medelvindar i 16 riktningar. Enheten är m2/s, vilket beskriver den generella graden av exponering på en position. Kustlinjen är hämtad från terrängkartan (skala 1:50 000). Spridningseffekt har inkluderats i mo-dellen för att efterlikna vågors refraktion/diffraktionsmönster runt landområden. Modellen tar dock inte hänsyn till hur bottnarnas fysiska form påverkar expone-ringsgraden, vilket kan ha stor betydelse i vissa områden. Revformationer och andra uppgrundningar under vattenytan gör att vågorna bryter längre ut från kusten, vilket gör att vågenergin har minskat innan den når stranden.

Inventeringsdata

Inom den nationella miljöövervakningen samlas prover in för att följa förändringar inom olika typområden. Inom miljöövervakningen av grunda vegetationsklädda bottnar (Naturvårdsverket 2004a) samt inom basinventeringen av Natura 2000 områden har information om substrat samlats in tillsammans med information om växt- och djurliv längs så kallade transekter på bottnarna. Dessa transekter fördelas

för att optimera chanserna att upptäcka förändringar i alg- och växtsamhällens djuputbredning. Detta innebär att transekterna läggs på hårdbotten i medelexpone-rade miljöer. Inom miljöövervakningen av mjukbottenlevande makrofauna (Natur-vårdsverket 2004b) görs årligen bottenhugg på mjuka bottnar enligt ett bestämt stationsnät. Förekomst av och antal djur som lever i bottnarna samlas in tillsam-mans med en beskrivning av substratet som följer med huggaren upp i båten. Detta är en kvalitativ beskrivning frikopplat ifrån någon bestämd klassindelning. Inom ramen för föreliggande arbete har dessa beskrivningar tolkats till bestämda sub-stratklasser för att kunna användas som valideringsdata.

Ortofoton och satellitbilder

Digitala ortorektifierade flygbilder (ortofoton) finns för hela kuststräckan som vanliga färger och infrarött. Upplösningen är 0,5 meter. För större orter är upplös-nigen 0,25 meter. Bilderna bearbetas och distribueras av Lantmäteriet. Dessa kan ge bra information om potentiellt bottensubstrat i områden med bra siktdjup i vatt-net och där förhållandena vid fototillfället har varit gynnsamma. Däremot är in-formationen i områden med grumligt vatten mycket sparsam. Vid gynnsamma förhållanden kan flygbilder ge information i djupområdet 1-10 meter. Även bilder från satelliten SPOT (10 meters upplösning) kan användas, vilka finns fritt tillgäng-liga genom det nationella SACCESS-arkivet. I detta arbete har flygbilder använts för att skilja på sand och hårdbotten runt Öland och Gotland där bildernas innehåll bedömdes kunna ge ett stort tillskott av information avseende potentiellt ytsubstrat. Som stöd för tolkningen användes även SPOT-bilder som komplement, främst i områden där informationen i ortofotot är reducerat på grund av solblänk.

5 Metod

Analysen baseras på en sammanställning av dataunderlag som bedöms kunna ge en indikation om olika typer av substrat på havsbottens yta. De ytsubstrat som analys-eras är hårdbotten, mjukbotten och sandbotten. Analysområdet för arbetet är Sveri-ges grunda, kustnära bottnar inom en schematisk framställd fotisk zon. Analysme-toden anpassades för att resultera i både kontinuerliga och i klassindelade utbred-ningskartor för olika ytsubstrat. De kontinuerliga utbredutbred-ningskartorna redovisas i två rasterfiler, en för hårdbotten och en för mjukbotten, vilka anger den relativa sannolikheten, från låg till hög, för förekomst av respektive ytbottensubstratet. De klassindelade utbredningskartorna är en vidare bearbetning av de kontinuerliga resultaten, som då klassindelas och läggs samman med övriga framtagna indikato-rer för olika ytsubstrat. Den klassindelade kartan tas fram som exempel på hur rapportens kontinuerliga utbredningskartor kan användas tillsammans med övriga indikatorer för att producera användarspecifika kartunderlag. Inför arbetet med den klassindelade kartan delades dataunderlagen upp i mindre delområden för möjlig-göra anpassningar till regionala variationer.

Alla ingående data konverterades till raster och bearbetades så att de erhöll samma utsträckning, geografiska upplösning och överensstämmande rasterindelning. Fas-tighetskartans uppdelning mellan land och hav används genomgående i analyser och bearbetningar i rapporten. Generella bearbetningar av djupdata gjordes genom att ta fram en nationell djupmodell och göra beräkningar av lutning och botten-stress utifrån denna för att kunna användas för vidare analyser av specifika sub-strattyper

5.1

Avgränsning av fotisk zon

Avgränsningen av fotisk zon inbegriper områden som potentiellt kan hysa makro-fyter och inte bara områden som på grund av nuvarande miljöstörande verksamhet är dagens fotiska zon.

För att avgränsa fotisk zon användes den framtagna djupmodellen baserat på sjö-kortsdata. Icke sjömätta områden kompletterades med en djupmodell som togs fram inom BALANCE-projektet1 (figur 4). Gränser för vattenförekomster hämta-des från SMHI. Dessa rastrerahämta-des och modifierahämta-des för att passa in i analysmasken med avseende på kustlinje och förekomst av öar. Vattenförekomsterna kodades med det siktdjup som den anges ska ha vid hög ekologisk status enligt Naturvårds-verkets bedömningsgrunder för kustvatten och vatten i övergångszon (Naturvårds-verket 2007). För vattenförekomster i övergångszon saknas gränsvärden för

1

gisk status. Därför skapades en siktdjupsgradient med hjälp av gradienten för sali-nitet enligt salisali-nitetsdata från Svealands kustvattenvårdsförbund2. Data som använ-des avsåg salinitetsvärden augusti 2006. För övriga vattenförekomster i övergångs-zon (främst Blekinges och Östergötlands kustvatten) har data angående salinitet hämtats från olika övervakningsprogram och kompletterats med expertbedömning där data saknas. Siktdjupet multiplicerades med 1,9 (Al-Hamdani & Reker 2007) för att få fotiskt djup (figur 5). Fotisk zon (figur 6) erhölls genom att analysera fram havsbottnar där djupet är grundare än fotisk zon.

Land 0-3 m 3-6 m 6-10 m 10-15 m 15-20 m Osjömätt/6-200 m

Figur 4. Komplettering av djupmodell från SAKU med data från BALANCE. Överst: stora delar av skär-gårdshaven och många andra grundområden är angivna som ej sjömätta i SAKU (grå områden). Nederst: Komplettering med data från BALANCE ger en heltäckande djupmodell.

2

Data hämtades från webbaserad presentation på http://www.kustdata.su.se, för rapport hänvisas till Larsson m.fl. 2006).

Figur 5. Fotiskt djup beräknat utifrån bedömningsgrunder för vattenkvalitet (Naturvårdsverket 2007) samt salinitetsmätningar utförda av Svealands kustvattenvårdsförbund och systemekolo-giska institutionen på Stockholms universitet (Larsson m.fl. 2006).

Figur 6. Analysmask - fotisk zon (lila område) utifrån djupmodellen och analysen av fotiskt djup. Kartan anger maximal fotisk zon vid hög ekologisk status.

5.2 Djupmodell

För att ta fram en nationellt täckande djupmodell användes djuppunkter och djup-kurvor från sjökort. Djupdjup-kurvorna bearbetades först för att eliminera de topolo-giska fel som orsakas av att linjerna som avser 3- och 6-meters djupkurvor ofta skär eller överlappar varandra. Som gräns mot land användes fastighetskartans uppdelning av land och vatten. Denna gräns kodades med djupet 0 meter. Djupkur-vorna och djuppunkterna från sjökort interpolerades (TopoToRaster) därefter till-sammans med hav-landgränsen från fastighetskartan till ett raster med programva-ran ArcMAP (figur 7). Interpolationsmetoden är relativt snabb och kan använda både djupkurvor och djupvärden i punktform. Vattenytan delades upp i topogra-fiska storrutor med överlapp av beräkningstekniska skäl. Därefter lades rutorna ihop till ett heltäckande raster för hela kusten och medelvärdesbildades i överlapp-en. Den interpolerade djupmodellen gavs en geometrisk upplösning på 25 meter. Denna upplösning valdes för att harmonisera materialet med andra ingående data. Upplösningen representerar dock inte djupdatas noggrannhet. Generaliseringsgra-den för djupdata varierar avsevärt längs kusten beroende på sjökortens olika karte-ringsnoggrannhet. Den interpolerade djupmodellen i rasterformat överlagrades med andra mer detaljerade djupunderlag som finns tillgängliga i några områden. Dessa är baserade på mer detaljerad data från Sjöfartsverkets djupdatabas (figur 1).

Figur 7. Del av djupmodellen i Stockholms norra skärgård. Ju mörkare blå, desto djupare.

5.3 Bottenlutning

Bottenlutning (slope) i grader beräknades utifrån djupmodellen. En förändring i bottenlutning är en bra indikator på förändring i bottensubstrat, samtidigt som vissa

bottensubstrat dominerar inom olika lutningsintervall. Bottenlutning i kombination med strandtyp och hydrodynamiska förhållanden som bottenstress och strömmar kan ge en indikation om vilket bottensubstrat som finns. Kraftigt ventilerade (vå-gexponerade) miljöer med kristallin berggrund i strandkanten och kraftig lutning ger en stark indikation om att det förekommer kristallin berggrund som ytsubstrat även under vattnet, förutsatt att lutningen är fortsatt hög även under vattenytan. Det omvända förhållandet, dvs. grundområden skyddade från vågor med stränder rika på organiska material och där bottenlutningen är svag, indikerar att det föreligger mjukbottnar.

Vid användning av en generaliserad djupmodell är det inte möjligt att använda värden på lutning som är giltiga i verkligheten för avgränsning av substrat. Genom att jämföra resultatet av avgränsningar utifrån olika grader av lutning i områden med kända ytsubstrat gjordes istället en bedömning av vilka värden på lutning som kunde motsvara olika substrattyper. En lutning på mindre än 2 grader visade sig representerade flata bottnar, medan en lutning på minst 4 grader representerade lutning med geomorfologisk relevans för hårda bottnar (rev, revlar, klippor etc.). Från bottenlutningen skapades tre skikt, vilka motsvarade en lutning av <2, <=4 respektive <=5 grader. Dessa användes som mask för avgränsning av den mest sannolika utbredningen av mjuk- respektive hårdbotten. Lutningsberäkningar uti-från en höjd- (eller djup-) modell är som sagt skalberoende. Detta betyder att den geometriska upplösningen hos djupmodellen sätter gränserna för vad som kan ses som kraftig eller svag lutning i geologiskt hänseende och därmed utgöra avgräns-ning för de olika bottentyperna. Se avsnitt 7.1 för mer diskussion kring upplösavgräns-ning- upplösning-ens inverkan på lutningsberäkningarna.

5.4

Bottenstress och sedimentens mobilitet

Bottenstress, eller skjuvspänning, är den kraft som sedimenten utsätts för vid grän-sen mellan vatten och sediment. Med hjälp av kornstorlek och värden på vattnets och sedimentets densitet kan man beräkna vilken bottenstress som krävs för att göra sedimenten mobila (rörliga). Om bottenstressen är större än vad som krävs för att göra en viss kornstorlek rörlig betecknas sedimentet som mobilt.

Från vågexponeringsdata (Isaeus 2004) och djup beräknades potentiell våginduce-rad bottenstress enligt metod beskriven i Hallberg m.fl (2010; figur 8). Ett generellt värde för vågperiod om 4 sekunder och en våglängd om 50 meter användes i samt-liga beräkningar. Dessa värden hämtades från Jönsson (2002) och motsvarar ett scenario med relativt hårt väder. Bottenstress till följd av t.ex. strömmar är inte medtagna i beräkningen, eftersom underlag som beskriver bottenströmmar saknas.

Figur 8. Bottenstress utifrån vågverkan, exempel från Stockholms norra skärgård

5.5 Kontinuerliga

utbredningskartor

Hårdbotten

För att skapa en kontinuerlig utbredningskarta över sannolikhet för förekomst av hårdbotten viktades olika indikatorer för hårdbotten samman beroende på relevans, dvs. hur tillförlitligt indatat är samt hur stor sannolikhet för förekomst av hårdbot-ten som är kopplat respektive indikator. Underlag till indikatorer hämtades bland annat från jordartskartan, kustinventeringen och sjökort. Exempelvis användes information om stenar och grynnor från sjökorten. Som heltäckande underlag an-vändes dels den ytsubstratklassade maringeologin från SGU och dels en ett un-derlag som baserasdes på en kombination av substratinformation från jordartskar-tan och bottenstress. Nedan beskrivs de olika indikatorerna som användes samt hur dessa viktades och lades samman till en kontinuerlig utbredningskarta. Dessutom beskrivs hur kalibrering och validering av resultatet utfördes.

INDIKATORER FRÅN SJÖKORT

Från sjökort användes information om övervattens- och undervattensstenar, gryn-nor samt bränningar. En tät ansamling inom en liten yta antogs indikera blockrik botten och/eller uppstickande klippor. Spridd ansamling anger mosaikbotten; an-tingen åsar av block och häll med mellanliggande grus- eller mjukbottnar eller blockrik botten. I ArcMAP gjordes en densitetsanalys (Spatial Analyst/point

den-sity) för ett skikt med alla stenar sammanslagna. Densitetsrastret delades in i 5

klasser, av vilka en eller flera klasser, beroende på delområde, klassades som hård-botten.

Djupkurvor (3 meter) analyserades separat. Ett urval gjordes av de 3-meterskurvor som är friliggande från kusten och därmed antas indikerar uppstickande rev eller blockrika bottnar. I vissa regioner som t.ex. Norrbotten kan dessa dock peka ut sandbankar, varför indikatorn anpassades per delområde.

INDIKATION FRÅN LUTNING

Vid hög lutning antogs hårdbotten vara det dominerande substratet. En lutning på 4-5 grader beroende på delområde användes därför som indikation på hårdbotten.

INDIKATION FRÅN STRANDINVENTERINGEN

Strandnära indikatorer för hårdbotten hämtades från kustinventeringen. Klassen klippstränder expanderades 1 pixel ut i vattnet.

INDIKATIONER FRÅN JORDARTSKARTAN

Det finns stora områden, främst på intermediära djup, där det är svårt att uppskatta substratet med tillgängliga underlag enligt de metoder som har beskrivits ovan. För att kunna göra ett heltäckande underlag som täcker in även dessa områden kombi-nerades förekommande substrattyper enligt jordartskartan och bottenstress. Graden av exponering i form av bottenstress och graden av hårdhet som avspeglas i jord-artskartans substratklasser antas tillsammans vara en tillämpbar så kallad proxyva-riabel för substratets hårdhet när bättre djupdata saknas.

Ett skikt som beskriver en relativ skala mellan mjukt och hårt substrat togs med denna metod fram genom att dela in jordartskartan i olika klasser som passar ana-lysen (tabell 1) samt dela in bottenstress i olika klasser och sedan kombinera dessa för att på det sättet ta hänsyn till exponeringsgrad. Den omklassade jordartskartan expanderades ut i vattnet så att den täckte in hela den fotiska zonen. Bottenstressen klassindelades baserat på kornstorlek (tabell 2, jmf t.ex. Erlandsson & Lindeberg 2007). Den klassindelade bottenstressen kombinerades därefter med den omklas-sade jordartskartan i ett begränsat antal klasser som speglar en relativ skala från mjukt till hårt ytsubstrat (se tabell 3).

Tabell 1. Existerande klasser i jordartskartans ytlager grupperade i fem klasser.

1. Mjukbotten 2. Lera/silt 3. Sand 4. Block/sten 5. Hårdbotten

Torv, gyttja, svämsediment och isälvssedi-ment t o m silt Lera, silt, grovsilt, fin-, mellan och lerig grovsilt

isälvssediment med fin- och grovsand

isälvssediment med grus, sten och block Berg, urberg, sedimentär bergart (ffa kalksten) Lergyttja, gyttje-lera Moränlera, lerig morän

Sand, lerig sand, flygsand, finsand

Sten, block

Morän, sandig Skaljord

Morän (sten,

grus och blockig) Klasserna i jordartskartan omklassades till fem nya klasser enligt tabellen.

Tabell 2. Kornstorleksklasser för klassindelning av bottenstressen Klass Benämning Kornstorlek (mm)

1 Ler (Mud)** <0.002 2 Silt (Mud)* 0,002 - 0,063 3 Finsand* 0,063 - 0,25 4 Sand (mellan-grov)* 0,25 - 2 5 Grus (fin-mellan)* 2 -16 6 Grus (grov)* 16 - 64 7 Sten* 64 - 256 8 Block* 256<

Valda kornstorleksklasser för analysen. Klasserna är huvudsakligen hämtade från korngruppsska-lan som används inom EUNIS* med tillägg av klassen ler som hämtats från SS-EN ISO 14688-1** (2002). I korngruppskalan som används inom EUNIS omfattar klassen ”mud” kornstorlekar mellan 0-0,063 mm. Största kornstorlek per klass användes för att avgränsa bottenstressen i relevanta klasser för analyserna.

Tabell 3. Kombinationsmatris för omklassade jordarter (klass 1-5) och bottenstress (klass 1-8). Färgkoden indikerar tolkad substratklass.

  _{Omklassad jordartskarta, klass}

  _{1 2 3 4 5} Bo tt enst ress kla ss 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 1 1 3 1 2 3 3 2 4 2 3 3 4 4 5 2 3 4 4 5 6 2 3 4 4 5 7 3 4 5 5 5 8 4 5 5 5 5

Kombinationsmatris av den omklassade jordartskartan (klass 1-5) och bottenstressklasser (1-8) med resulterande tolkad potentiellt bottensubstrat. Matrisen anpassas efter respektive analysområ-den och tillgänglig inventeringsdata.

VIKTNING AV INDIKATORER

En viktad sammanlagring av alla indikatorer för hårdbotten gjordes för att skapa en kontinuerlig utbredningskarta för hårdbotten. De olika indikatorerna gavs olika vikt (0-4) baserat på tillförlitlighet och sannolikhet för hårdbottenförekomst. De viktade klasserna summerades sedan, vilket resulterade i en summa mellan 0-14. Till detta lades expanderade hårdbottnar från kustinventeringen som direkt gavs summan 15 eftersom dessa bedöms som mycket tillförlitliga. Se tabell 4 för en sammanställ-ning av viktsammanställ-ning och summering av indikatorer.

Tabell 4. Viktning vid addering av hårdbottenindikatorer.

Indikator för hårdbotten Vikt (0-4)

Friliggande djupkurvor (3 meter) från sjökort 3 Matris baserat på bottenstress (8 klasser) * jordartskarta (5

klas-ser) Klass 1-5 har givits vikt motsvarande 0-4.

0-4

Ytsubstratklassad maringeologi (SGU)* 0-2

Mjukbotten t.o.m. grovsand 0

Grus och sten 1

Stora stenar, block och häll 2

Lutning 0-3

< 2 grader 0

2 grader 1

3 grader 2

>= 4 grader 3

Sjökort densitet (inom 100 meter) 0-2

0-50 0 51-200 1 >200 2

Hårdbotten från kustinventeringen (expanderad 1 pixel; 25 me-ter)

15

Summa: 0-29

*De engelska namnen på klasserna är motsvarande ”Mud t.o.m. coarse sand”, ”Pebbles, cobbles and boulders” samt ”Cobbles, boulders and bedrock”.

REKOMMENDERADE KLASSER FÖR INDELNING

Rekommenderade klasser för indelning av sannolikheten för hårdbotten togs fram genom avstämning mot kända områden (se tabell 5).

Tabell 5. Sannolikhet för hårdbotten Klass Summa

vik-tade indika-torer Sannolikhet för hårdbot-ten Beskrivning av klassen

1 0-1 Mkt liten huvudsakligen mjukbotten, vissa sten-revlar, sandbankar

2 2 Liten mjukbotten, lera, sand med revlar 3 3 Viss ventilerade grus- och stenrevlar, vissa

mjukbottenfickor

4 4-5 Ganska hög frekvent block-stenmosaik på sand/lera 5 6-29 Hög hårdbottenmosaik i utsatta lägen, lokala

VALIDERING

Resultatet validerades med hjälp av substratinformation insamlat genom fältinven-teringar inom de nationella miljöövervakningsprogrammen för vegetationsklädda bottnar samt bottenlevande makrofauna (Naturvårdsverket 2004a/b).

Substratinformationen från miljöövervakningen jämfördes med klassificeringen i det kontinuerliga rastret (klass 1-5). Figur 9 visar vilken substrattyp som förekom-mer enligt fältinventeringar i jämförelse med klasserna i det kontinuerliga rastret för hårdbotten.

Figur 9. Klasserna 1-5 är en skala av sannolikhet för hårdbotten som spänner mellan hög sannolikhet

(rött) till mycket liten sannolikhet (blått). Det relativa mönstret från mjukt till hårt substrat avspeglas väl i valideringsdata i och med att andelen hög sannolikhet för hårbotten är mycket låg i punkter där fältdata indikerar mjukbotten och tvärt om.

I figuren framgår av sista stapeln att i punkter som enligt fältdata är block/häll, dvs. hårdbotten, anger det kontinuerliga rastret i 75 % av fallen ganska hög (klass 4) till hög sannolikhet (klass 5) för hårdbotten.

Mjukbotten

För att ta fram en kontinuerlig utbredningskarta över mjukbotten användes djup-modellen tillsammans med bottenstress. Benämningen ”Mjukbotten” i detta fall innebär bottnar som huvudsakligen består av ler och silt samt har inblandning av organiskt material. På sådana bottnar sker vanligen ackumulation av material. Analysen gjordes utifrån två antaganden om förutsättningarna för mjukbotten; (1) sannolikheten att påträffa en mjukbotten ökar med minskad bottenstress, (2) sanno-likheten att påträffa en mjukbotten ökar i de djupa delarna av naturliga bassänger (se t.ex. Jonsson 2003).

För analysen användes s.k. Fuzzy logic. Det är användbart när det inte är möjligt att noggrannt bestämma vid vilket absolutvärde av en viss variabel man kan för-vänta sig förekomst av en målvariabel. I Fuzzy logic transformeras variablernas ursprungsvärden till värden mellan 0 och 1, där värdet 1 representerar det som betraktas som mest sannolikt. Operationerna utfördes i ArcMAP.

MJUKBOTTEN VID LÅG BOTTENSTRESS

För att skapa ett underlag som motsvarar det första antagandet, om att sannolikhet-en att påträffa sannolikhet-en mjukbottsannolikhet-en ökar med minskad bottsannolikhet-enstress, transformerades vär-den på bottenstress till en fuzzy logic - funktion där höga värvär-den (nära 1) represen-terar gynnsamma förhållanden för mjukbotten.

MJUKBOTTEN I BASSÄNGBOTTNAR

För att skapa ett underlag som motsvarar det andra antagandet, om att sannolikhet-en att påträffa sannolikhet-en mjukbottsannolikhet-en ökar i de djupa delarna av naturliga bassänger kräv-des ett underlag över bassängindelning. Befintligt bassängunderlag från SMHI avgränsar stora naturliga bassänger men då ett behov fanns att avgränsa mindre bassänger gjordes en bassänganalys baserat på djupmodellen. Baserat på skillnader i djup mellan djupmodellens pixlar beräknades först en flödesriktning som sedan användes för att identifiera vattendelare i terrängen. Analysen resulterade i cirka 100 000 enskilda bassänger runt kusten. Utifrån djupmodellen beräknades därefter medeldjup i varje bassäng. Eftersom djupmodellen är relativt grov och det förelig-ger en risk med att avgränsa bassänförelig-ger efter gränser som inte är väl karterade gjor-des även en jämförelse med den befintliga bassänguppdelningen som tagits fram av SMHI för arbetet med vattendirektivet. Då bassängerna från SMHI inte gav bättre resultat användes de naturliga bassängerna från bassänganalysen. Därefter beräk-nades ett index som anger hur en viss punkt förhåller sig till medeldjupet. Höga värden indikerar lågt läge i bassängen och därmed större sannolikhet att påträffa mjukbotten. Även detta underlag transformerades med en fuzzy logic – funktion till värden mellan 0 och 1.

SAMMANLAGRING

De båda skikten (fuzzy bottenstress och fuzzy bassängbottnar) överlagrades med fuzzy overlay (OR) så att sammanlagda höga värden motsvarar större sannolikhet att påträffa mjukbotten baserat på något av antagandena ovan.

KALIBRERING OCH BRYTPUNKTER

Modellen av mjukbotten kalibrerades genom jämförelser med klassen postglacial lergyttja/gyttjelera samt i vissa fall klassen postglacial silt från den maringeolo-giska kartan.

En expertbedömning gjordes av vilka värden som representerar rimliga brytpunkter mellan hög och låg sannolikhet för mjukbotten. Rekommenderade brytpunkter per delområde finns sammanställt i tabell 8.

VALIDERING

Mjukbottenmodellen validerades med hjälp av provtagningsdata från de nationella miljöövervakningsprogrammen för bottenlevande makrofauna och

vegetat-ionsklädda bottnar (Naturvårdsverket 2004a/b). Provtagningsdata från bottenfau-naprogrammet innehåller en textuell beskrivning av vilken typ av sediment som provtagits. Endast provtagningspunkter där det gick att översätta beskrivningen till någon generell substratklass användes. För data från vegetationsklädda bottnar anges bestämda substrattyper i olika täckningsgradsklasser. För validering valdes de punkter ut som hade minst 75 % täckningsgrad av respektive substrat.

Efter klassning av resultatet till hög respektive låg sannolikhet för mjukbotten gjordes ett urval av de provtagningspunkter som sammanföll med utbredningen av klassen hög sannolikhet för mjukbotten. Tabell 6 visar ett exempel från validering-en av område 9. Man kan utläsa att 399 st prover (71%) indikerar Gyttjelera eller Gyttja vilket kan betraktas som en mjukbotten. Det vill säga 71% av proverna indi-kerar att modellen är korrekt. Det ytsubstrat som enligt proverna står för det största felet är kategorin ”Lera av glacial typ, ibland med yta av sand och grus”. Se Bilaga 1 för valideringsresultat för övriga delområden.

Tabell 6. Validering av mjukbotten i delområde 9 (n=563)

Bottenmaterial enligt provtagning Antal prover Andel (%)

Grus, ibland med inslag av sten 1 0

Gyttjelera eller Gyttja (Mud), motsvarar ytsubstratet mjukbotten 399 71

Lera av glacial typ, ibland med yta av sand grus 128 23

Sand, fin till grov 35 6

Totalt: 563 100

Valideringsresultat för delområde 9. Tabellen visar fördelningen mellan olika kategorier av sub-strat av de prover som ligger inom det som avgränsats som potentiell mjukbotten.

5.6 Klassindelad

utbredningskarta

För att skapa en utbredningskarta, eller en så kallad klassindelad utbredningskarta med avseende på hårdbotten, mjukbotten, sandbotten och mosaikbotten skapades en modell (se bilaga 2) baserat på de kontinuerliga rasterdata som togs fram samt alla framtagna indikatorer per substrattyp. Förutom tidigare beskrivna indikatorer togs även indikatorer för sandbotten fram, vilka beskrivs nedan.

Hårdbotten

Som indikatorer för hårdbotten användes till stor del samma indikatorer som till den kontinuerliga utbredningskartan för hårdbotten. Som grundläggande underlag

torn baserad på lutning, samt indikatorerna från sjökort. Till dessa redan beskrivna indikatorer lades ytterligare några indikatorer, bland annat från kustinventeringen och jordartskartan, vilka beskrivs nedan.

KUSTNÄRA INDIKATORER

Från kustinventeringen användes klassen klippstränder som expanderades ut i vatt-net, begränsat av en lutning (se avsnitt 5.3) på 4-5 graders beroende på delområde. Där kustinventeringen saknas (Norrbotten samt öar utan broförbindelse) kommer strandinformationen endast från jordartskartan. Jordartskartan klasser klassades om till de 5 klasser som används i arbetet (se tabell 1). Substratklasserna från jordarts-kartan expanderades 50 meter (2 pixlar).

Mjukbotten

Som indikatorer för mjukbotten användes den kontinuerliga utbredningskartan för mjukbotten, klassen hög sannolikhet enligt tabell 8. För strandnära indikatorer användes dessutom jordartskartan och kustinventeringen.

STRANDNÄRA INDIKATORER

Information om strandnära mjukbottnar togs från jordartskartan och kustinvente-ringen där det förra underlaget bidrar med indikationer via jordarter med kornstor-lekar understigande sand och det senare underlaget med strandremsor karterade som fuktig strand eller strand med vass, säv eller flytbladsväxter. För att kunna använda dessa två strandunderlag expanderades klassningarna ut i vattnet. Expan-deringen begränsades baserat på lutning (se avsnitt 5.3). För mjukbottnar expande-rades strandinformationen inom max 2 graders lutning.

Där kustinventeringen saknas (Norrbotten samt öar utan broförbindelse) kommer strandinformationen endast från jordartskartan. Jordartskartan klasser klassades om till de 5 klasser som används i arbetet (se tabell 1). Substratklasserna från jordarte-kartan expanderades 50 meter (2 pixlar).

Till denna mjukbottenanalys fogades även extremt vågskyddade områden, utifrån vågexponeringsklasserna (EUNIS) Extremely sheltered och Ultra sheltered (se Naturvårdsverket 2006).

Sandbotten

STRANDNÄRA INDIKATORER

Sandklasserna från kustinventeringen expanderades 1 eller 25 pixlar (25 respektive 625 meter) för användning inom olika delområden. Den större expanderingen (625 meter) avgränsades därefter baserat på bottenstress. Vid stora yttäckande områden med sand användes den generösare expanderingen medan den mer begränsade expanderingen användes i övriga fall.

Områden med sand enligt jordartskartan expanderades baserat på bottenstress för sand. Dessa sandområden beskars sedan ytterligare genom att skära bort ytor där substratmobiliteten understiger klassen finsand, eftersom dessa områden troligtvis täcks av finare sediment och organiskt material vilket därmed ger klassen mjukbot-ten.

INDIKATORER FRÅN MARINGEOLOGISKA KARTAN

Från maringeologiska kartan användes områden med fin- eller grovsand som hu-vudjordart, vilka saknar överlagring av tunna ytlager eller som överlagras av ett tunt lager av finsand. Till detta fogades områden med postglacial fin- eller grov-sand i tunna ytlager. Denna bearbetning tillför djupare grov-sandförekomster. I SGU:s omklassning av maringeologiska kartan har stora fin- och grovsandområden - i framförallt Skåne – översatts till samma klass i EUNIS-omkodningen som glacial-leror med grovsand i t ex Stockholms skärgårds djupområden. Dessutom har stora grovsandområden i t.ex. Höllviken översatts till grus, sten och block i EUNIS-omkodningen trots att grus ingår i EUNIS-klassen grovsand. För föreliggande ar-bete bedömdes det som mer rimligt att tilldela dessa områden klassen sand. På detta sätt lyfts stora sandområden in i karteringen som hade varit svåra att fånga upp med andra indikatorer. Med analysen ovan fångas främst detaljkarterade om-råden i maringeologiska kartan upp. Dessutom lyftes finsandomom-råden ut från EUNIS-omklassningen och lades till sandbottenanalysen – även här ansågs den regionala karteringen av maringeologi tillföra sandbottnar till modellen (bilaga 2) på ett tillfredsställande sätt. Se figur 10 och 11 för exempel.

Figur 10. I omklassningen av maringeologiska kartan har Hanöbukten inte sand utan grovsand och grus, ”Sand, coarse sand, gravel and pebbles”, som bottensubstrat, dvs. samma som i t.ex. Stockholms skärgårds djupområden.

Figur 11. Områden med sand och finsand som inte har överlagras av grövre (eller finare) material har använts som indikation om sandförekomst i detta arbete.

DIGITALISERING AV SANDYTOR BASERAT PÅ ORTOFOTON

I delområde 5 (Öland och Gotland) avgränsades sandiga ytor baserat på informat-ionen i ortofoton. Bilderna preparerades genom histogramsträckning för att opti-mera informationen i vattenområdet. Därefter skärmdigitaliserades sandiga ytor (figur 12).

Figur 12. Exempel från ett område kring Ottenby på södra Öland där sandiga områden har digitaliserats från ortofoton (röd avgränsning).

Heltäckande underlag med flera substratklasser

Som heltäckande underlag användes kombinationen mellan jordartskarans klasser och bottenstress. Skiktet är detsamma som beskrivs i tidigare avsnitt (5.5) avseende den kontinuerliga utbredningskartan för hårdbotten, men där klasserna (1-5) i ma-trisen tabell 3 har översatts till sannolik ytsubstratklass genom att göra en bedöm-ning av vilket ytsubstrat respektive kombination antogs ge upphov till.

Genom att kombinera jordarter med bottenstress går det att fånga upp uppstickande toppar (vilka bedöms ha samma substratsammansättning som närliggande strand-områden), skyddade sänkor (i vilka samlas mjuka sediment) och där emellan en relativ skala av kornstorlekar På så sätt ges en yttäckande illustration av ytsubstra-tens utbredning. Detta heltäckande substratunderlag delades in delområdesvis och klassningen anpassades för respektive område med stöd av tillgängligt invente-ringsdata.

Klassindelning av substrattyper

De olika indikatorerna pekar dels ut substratklasser som kan avgränsas med relativt hög sannolikhet som hård- respektive mjukbotten men de rymmer även mer rela-tiva övergångsklasser mellan dessa ytterligheter. Den slutgiltiga klassindelningen återspeglar detta i och med dess innehåll av både bestämda klasser som mjukbotten och hårdbotten samt klasserna mosaikbottnar med mer relativ karaktär (Tabell 7). Tabell 7. Klassindelning och beskrivning av klasserna.

Klass Benämning Beskrivning

1 Mjukbotten Hög sannolikhet för ackumulationsbotten.

2 Sandbotten Klassen baseras på observationer och karteringar av sand. 3 Mosaikbotten

Glaciallera/Sand/Grus

Relativt låg bottenstress och hög sannolikhet för finkornigt sediment som sand och grus, denna klass kan även innebära glaciallera överlagrat med ett tunt lager av sand.

4 Mosaikbotten

Sten/Grus/Block

Relativt hög bottenstress med förutsättningar för lite mindre blockfraktioner samt sten och grus.

5 Mosaikbotten

Mobilt, block

Mycket exponerade miljöer med hög bottenstress vilket ger förutsättningar för hög frekvens av block i olika storlekar. 6 Hårdbotten Klassen baseras på observationer och relativt säkra indikatorer

på förekomst av hårdbotten i form av häll och större block eller riklig blockförekomst.

Tabellen visar de klasser av ytsubstrat som har använts för den klassindelade utbredningskartan. Förutom klasserna mjuk- sand- och hårdbotten så har 3 klasser av mosaikbotten lagts till. Dessa representerar en relativ skala av ökad hårdhet mellan sandbotten och hårdbotten. Mosaikklasser-na har lagts till för att öka informationsmängden i kartan. Beskrivningen av klasserMosaikklasser-na anger vad

klassen avser för typ av substrat samt vad den baseras på.

Klassning och sammanlagring per delområde

För respektive framtagen indikator för de ingående ytsubstrattyperna gjordes ett nationellt täckande underlag. Sammanslagningen av de olika indikatorerna gjordes

enligt en bestämd prioritetsordning baserat på en bedömning av underlagens grad av noggrannhet och tillförlitlighet. Den generella prioritetsordningen var:

1. Strandanknutna indikatorer 2. Hårdbottenindikatorer 3. Sandbottenindikatorer 4. Mjukbottenindikatorer

5. Heltäckande substratunderlag baserat en kombination av bottenstress och substrat enligt jordartskartan.

Se bilaga 2 för en grafisk modell över alla indikatorer samt prioritetsordningen för hopläggning.

För att bättre kunna anpassa klassificeringen till sådana regionala förutsättningar som inte alltid kan fångas upp med fysiska förutsättningar som t.ex. vågexponering och djup, delades Sverige in i 12 delar (figur 13). Modeller gjordes därefter per delområde, vilka tar hänsyn till skiftande förutsättningar i delområden. För kalibre-ring av indikatorerna i respektive delområde användes information om substrat insamlat inom basinventeringen av Natura 2000-områden samt inom miljööver-vakningsprogrammen för vegetationsklädda bottnar och bottenlevande makro-fauna.

Figur 13.Delområden för den klassindelade ytsubstratkartan. Legenden visar ytsubstrat enligt jordartskartan och EUNIS (engelska klassnamn).

6 Resultat

Resultatet av arbetet är kontinuerliga utbredningskartor för hårdbotten respektive mjukbotten samt klassindelade utbredningskartor med ytsubstratklasserna hård-, sand-, mjuk- och mosaikbotten. De kontinuerliga utbredningskartorna visar en relativ sannolikhet från låg till hög för förekomst av hårdbotten respektive mjuk-botten. De klassindelade ytsubstratkartorna är framtagna som förslag på hur man kan använda de kontinuerliga utbredningskartorna tillsammans med andra fram-tagna indikatorer för olika ytsubstrat för att ta fram en karta som visar den mest sannolika substrattypen. Samtliga resultat är framtagna i formatet GeoTiff och i projektionen SWEREF 99 TM. Metadata enligt INSPIRE-direktivet samt visnings-tjänster har skapats för de kontinuerliga resultaten och finns tillgängliga på Natur-vårdsverkets miljödataportal.

6.1 Kontinuerlig

utbredningskarta

Mjukbotten

Mjukbotten som kontinuerligt raster levereras enligt samma indelning (figur 13) som tidigare beskrivna områden för analys. För varje delområde anges ett rekom-menderat brytvärde (tabell 8) för hög respektive låg sannolikhet för mjukbotten. Dessa brytvärden har använts för uppdelning mellan hög och låg sannolikhet i tillhörande filer som beskriver hur data ska visas (så kallade lyrfiler) (figur 14). Det underliggande kontinuerliga datasetet (figur 15) kan dock klassas på olika sätt utifrån aktuell frågeställning. Valideringsresultatet i bilaga 1 är gjord utifrån dessa brytvärden.

Tabell 8. Rekommenderade värden i det kontinu-erliga datasetet för gränsen mellan hög/låg san-nolikhet att påträffa mjukbotten per delområde. Delområde Rekommenderat

bryt-värde 1 0,75 2 0,70 3 0,80 4 0,70 5 0,75 6 0,60 7 0,75 8 0,75 9 0,80 10 0,75 11 0,70 12 0,70

Figur 14. Bilden visar sannolikheten att påträffa mjukbotten, klassificerad enligt rekommenderad brytpunkt för område 7, i låg och hög sannolikhet för mjukbotten. Utsnittet är från Stockholms län.

Figur 15. Bilden visar sannolikheten att påträffa mjukbotten i en relativ skala. Utsnittet är från Stockholms län.

Underlaget kan även användas omvänt, tillsammans med underlaget som visar potentiella ytor för hårdbotten. Områden med mycket låga värden indikerar att området är en höjd eller är utsatta för mycket hög bottenstress vilket är en bra indi-kation om hårdbotten.

Hårdbotten

De olika indikatorerna för hårdbotten lades samman enligt tabell 4 i syfte att gene-rera ett nationellt kartskikt över den relativa sannolikheten att påträffa hårdbotten. Resultatet levereras som ett heltäckande nationellt dataset. Rekommenderade bryt-värden för klassning levereras i tillhörande lyrfil och motsvarar klasserna i tabell 5. För specifika områden eller frågeställningar kan underlaget dock anpassas och andra klassindelningar göras. Exempel från Östergötland (figur 16) och Norrbotten (figur 17) visas nedan.

Områden med lägst sannolikhet för hårdbotten kan därmed användas som indikat-ion på det motsatta, dvs. mjukbotten.

Figur 16. Bilden visar sannolikheten att påträffa hårdbotten i 5 klasser enligt legenden. Utsnittet är från Östergötlands län.

Figur 17. Bilden visar sannolikheten att påträffa hårdbotten i 5 klasser enligt legenden. Utsnittet är från Norrbottens län.

6.2 Klassindelad

utbredningskarta

Nedan presenteras några exempel på hur den klassindelade utbredningskartan kan se ut. Resultaten visar alltså den sammanvägda högsta sannolikheten för utbred-ningen av respektive ytsubstrattyp och kallas i kartorna för potentiellt ytsubstrat.

DELOMRÅDE 1

Området täcker huvudsakligen Västra Götalands län och karaktäriseras av ett fjord-landskap med höga och ofta branta klippkuster, med små insprängda sand- eller grusstränder. Skyddade områden har ofta en mjukbotten av siltblandad lera och skalgrus. Skärgårdslanskapet är mycket kargt och exponerat och där klipporna planar ut under vattnet tar ofta en sand/skalgrusbotten vid (figur 18).

Figur 18. Bilden visar ett utsnitt av den klassindelade ytsubstratkartan från delområde 1.

DELOMRÅDE 4

Området täcker huvudsakligen Blekinge län och utgörs av en flack och grund skär-gård med låga öar, holmar och skär med omkringliggande fjärdar som i västra de-len av området övergår till en mer öppen kust med morän och sandstränder. Kusten domineras av hårdbotten men med mjukbottnar i skyddade lägen (figur 19).

DELOMRÅDE 5

Området sträcker sig huvudsakligen över Gotlands län och Öland i Kalmars län. Kusten domineras av klintkust, huvudsakligen kalkstensklint och flack moränkust omväxlande med större sammanhängande sandområden. Välutbildade klap-perstensfält förekommer i delar av området (figur 20).

Figur 20. Bilden visar ett utsnitt av den klassindelade ytsubstratkartan från delområde 5.

DELOMRÅDE 7

Området sträcker sig huvudsakligen över skärgårdsområdet i Uppsala, Stockholms, Södermanlands och Östergötlands län. Regionen är en biologisk övergångszon för limniska såväl som marina organismer och med en landhöjning på 4-5 mm/år sker en kontinuerlig förskjutning av skärgårdszonerna från en maritim till en mer konti-nental karaktär vilket i förlängningen bidrar till en förändring av undervattensmil-jöerna. Området domineras av ett utpräglat sprickdalslandskap i ett urbergsområde med djupa vikar och en vidsträckt skärgård som kännetecknas av klippiga och steniga skär, uddar och sund samt mer eller mindre vidsträckta fjärdar. Blåmusslor breder ut sig på vegetations- och sedimentfria klippbottnar och lerområden är van-ligt förekommande (figur 21).

Figur 21. Bilden visar ett utsnitt av den klassindelade ytsubstratkartan från delområde 7.

DELOMRÅDE 8

Området täcker delar av Gävleborgs län och sträcker sig över södra Bottenhavet berggrunden består övervägande av sandsten/lersten. Området går från småkuperad till flack klipp- och moränkust med block- och klapperstensstränder. Kring älv-mynningarna och inne i fjärdarna finner man sand- och lerstränder (figur 22).

DELOMRÅDE 9

Området sträcker sig från Sundsvall i söder till Nordmaling i norr och omfattar delvis det som kallas Höga kusten. Kuststräckan har mycket höga naturvärden och finns sedan 2000 på UNESCO:s lista över världsarv.

Landhöjningen i detta område är den högsta i världen, cirka 8 mm årligen. Kusten kännetecknas av djupa dalgångar och relativt branta exponerade stränder. Vatten-områdena är förhållandevis djupa och större sammanhängande grunda områden (< 6m) är sällsynta. På grund av den snabba landhöjningen pågår ständigt processer med t.ex. avsnörning av havsvikar i området. Det förekommer också laguner inom området vilka är speciellt viktiga som fortplantningsområden för fisk.

Jordarterna på land är oftast starkt påverkade av landhöjning och ursvallning vilket bland annat har gett upphov till stora klapperstensfält och kalspolade hällar. Den marina geologin är delvis en avspegling av landgeologin. Nära strand återfinns ofta sand- och grusavlagringar till följd av den starka exponeringen för vågverkan. End-ast i de djupEnd-aste och mest skyddade vikarna återfinns ackumulationsbottnar. I detta område är den fotiska zonen mycket liten till följd av att djupet ökar mycket snabbt ut från stränderna. Däremot är siktdjupet gott i större delen av området (Ny-gård m.fl. 2011). Se figur 23 för exempel från området.

Figur 23. Bilden visar ett utsnitt av den klassindelade ytsubstratkartan från delområde 9.

DELOMRÅDE 11

Området sträcker sig från Piteå i norr till Umeå i söder och präglas av en stor söt-vattenspåverkan. Kusten karaktäriseras av en öppen och måttligt exponerad miljö i söder där en botten bestående av morän med inslag av sand och lera dominerar.

Norra delen av området karaktäriseras av grunda skärgårdsområden med botten bestående av gyttja/lera och morän med ett inslag av ren sand (figur 24).

7 Diskussion

7.1 Kvalitet

VARIATIONER I UNDERLAGSDATA

Det finns stora skalskillnader i de olika ingående dataunderlagen som har använts. Skalskillnaderna återfinns dels mellan olika underlag och dels inom vissa underlag som t.ex. jordartskartan och maringeologin. Det är viktigt att ha detta i minnet vid tolkningen av resultaten. Variation i skala och noggrannhet gör att den geometriska precisionen i resultaten varierar. I strandnära lägen pekas hårdbottenstränder och strandnära revlar ut med god precision jämfört med något djupare lägen och längre ut i skärgårdarna eftersom underlagsdata här har en grövre geometrisk upplösning. De skiftande naturliga förutsättningarna längs med kusten påverkar också precis-ionen i resultaten. Raka sanddominerande kustlinjer längs Sveriges sydkust är lät-tare att hantera jämfört med stora skärgårdsgradienter. Analysmetoden som utgår ifrån avgränsning av bassänger resulterade likväl i bättre resultat i de mer kom-plexa skärgårdsområdena eftersom dessa har mer distinkta bassänger. På så sätt kan en djupmodell generera relevant bassänginformation även i områden där djupmo-dellen baseras på grova djupdata. I områden med små djupvariationer och därmed diffusa bassänger är det svårare att med grovt karterade sjökortsdata analysera fram korrekta naturliga bassänger.

DATABRIST

Substratmodeller av potentiellt ytsubstrat har utgått ifrån befintliga underlag. Det är viktigt att komma ihåg att vissa styrande faktorer som är viktiga för tolkningen av potentiellt ytsubstrat inte har kunnat tas hänsyn till, exempelvis strömmar. I dags-läget finns inga nationellt användbara underlag för denna variabel.

Att få tillgång till korrekt djupdata är förstås avgörande för resultatet. I dagsläget råder sekretess på djupdata i Sjöfartsverkets djupdatabas. Det går att ansöka om tillgång till sekretessbelagt djupdata men analysresultat baserat på dessa djupdata kräver spridningsstillstånd vilken inte alltid medges. Det försvårar kommunikat-ionen och användbarheten av framtagna djupmodeller och andra analysresultat. En grundläggande förutsättning för att kunna skapa bra planeringsunderlag för landets marina miljö är en förbättrad tillgång till bästa tillgängliga djupdata för hela landet.

DJUPMODELLEN

Djupmodellen som har tagits fram i arbetet är den bästa möjliga utifrån befintliga djupdata. Det innebär att tillgängliga djupmodeller som har karterats inom andra projekt med djupdata från Sjöfartsverket djupdatabas har lagts till i djupmodellen. I övrigt är det en interpolation av punkter och linjer från sjökort. Sjökortet har som framgår i rapporten olika karteringsnoggrannhet i olika delar. Djupkurvor är också

generaliseringar och visar generellt sett grundare djup än verkligt djup. I mycket grunda kustnära områden med få djuppunkter och djupkurvor finns en ökad risk för underskattning av djupet. Detta ger effekter på efterföljande analyser som t.ex. bottenstress.

Den framtagna djupmodellen har ärvt de generaliseringar och variationer i karte-ringsnoggrannhet som förekommer i sjökorten och vidare analyser eller modelle-ringar baserade på denna blir därför också generaliserade på samma sätt. Där un-derlaget baseras på djupdata från sjökort är djupunun-derlaget relativt generaliserat men interpolerat med en geometrisk upplösning på 25 meter. Där underlaget base-ras på interpolation av punkter med bestämda djup från Sjöfartsverkets djupdatabas är underlaget mer djupmässigt korrekt men har sämre geometrisk upplösning (150-300 meter, se avsnitt 3.2) på grund av sekretesskäl.

GEOMORFOLOGI BASERAT PÅ DJUPMODELLEN

Analyser av lutning, kurvatur eller topografiskt index (höjd, sluttning, bassängbot-ten osv.) har anpassats till bristerna som den framtagna djupmodellen är behäftad med. Geomorfologiska analyser som försvårar på grund av den dåliga noggrann-heten hos befintliga djupdata är bland annat kartering av hårdbottnar utifrån före-komst av höjder i terrängen. En lokal höjd (potentiellt rev) definieras som högre än sin omgivning, och en upplösning på t.ex. 100 meter innebär att höjder mindre än detta inte går att fånga upp i analysen.

Avgränsning av lutning har också fått anpassas. Lägre upplösning på djupdata ger en mer generaliserad lutning. Vid låg upplösning måste därför hårdbotten baserad på lutning avgränsas redan vid mycket vaga fluktuationer i lutning (4-5 grader) med resulterande brist i positionsnoggrannhet (figur 25). Det är därför inte heller möjligt att ge en allmänt giltig rekommendation för avgränsning av hårdbotten baserat på lutning. Den måste anpassas efter djupdatats kvalitet och upplösning. Ju finare upplösning på djupdata desto mindre generaliserad blir modellen och grad-antalet på lutningen kan då också sägas avspegla lutning i verkligheten på ett bättre sätt.