TOV etter 2020. Utvikling av TOV som økosystembasert overvåking

Framstad, E., Bakkestuen. V., Halvorsen, R., Ihlen, P.G., Nilsen, E.B., Olsen, S.L., Pedersen, B., Stokke, B.G., Töpper, J. & Økland, T. 2020. TOV etter 2020. Utvikling av TOV som økosystembasert overvåking. NINA Rapport 1877. Norsk institutt for naturforskning. Program for terrestrisk naturovervåking (TOV) ble etablert i 1990 for å overvåke utviklingen av markvegetasjon, epifytter og fauna i vanlige økosystemer i skog og lavereliggende fjell. Formålet er å undersøke påvirkningen fra langtransportert forurensing, klimaendringer og ev. andre faktorer. TOVs ambisjon er å påvise og belyse ev. årsaker til viktige endringer på økosystemene. Dette kan trolig best lykkes ved å videreutvikle TOV som integrert og økosystembasert overvåking. Denne rapporten drøfter hvordan TOV dekker gradienter i sentrale påvirkninger, viktige økosystemkomponenter og ulike variabler for disse komponentene, samt hvordan disse elementene ev. bør justeres eller suppleres for å gjøre TOV mer økosystembasert. TOV dekker i dag overvåking av markvegetasjon, epifytter og fauna i seks områder i bjørkeskog pluss Solhomfjell (med barskog), så vel som markvegetasjon i åtte områder i granskog. Det anbefales å videreføre overvåkingen i både bjørkeskog og granskog. De viktigste ytre påvirkningene på TOV-områdene er klimaendringer og langtransportert forurensing. TOV-områdene dekker det meste av aktuelle gradienter for slik påvirkning, men mangler dekning for de mest oseaniske høyereliggende bjørkeskogene. Det anbefales derfor å supplere dagens TOV-områder med et nytt område i sterkt oseanisk og nordboreal klimaregion. I tillegg bør det plasseres enkelte prøvefelt/transekter høyere i lavalpin sone i nordboreale bjørkeskogsområder for å utvide dekningen av lokale klimagradienter. Den konseptuelle modellen for TOV tar utgangspunkt i næringsnettet som forbinder de viktigste økosystemkomponentene. Dette omfatter planter som primærprodusenter, nedbrytere, planteetere og predatorer på ulike trofiske nivåer. Dagens TOV i bjørkeskog og Solhomfjell dekker ulike grupper innen disse kategoriene, unntatt nedbrytere, mens overvåkingen i granskog nå omfatter markvegetasjonen. For å sikre bedre forståelse av endringer i komponentene i TOV, forbindelsene mellom dem og ev. årsaker til endringer, er det behov for å supplere overvåkingen med flere komponenter og nye variabler. TOV bruker modellerte klimadata fra MET og lokale temperaturloggere, men disse bør suppleres med lokale målinger av nedbør og snødybde. Tre- og busksjiktet har stor innflytelse på de fleste andre komponenter i økosystemet, og det er behov for bedre data for horisontal og vertikal struktur for trær og busker på skalaer tilpasset de ulike komponentene. Jordsmonnet er helt sentralt for plantenes vekst, og dagens jordkjemiske analyser i bjørkeskog bør suppleres med tilsvarende analyser i granskog, samt måling av nedbrytingshastighet ved standard strøprøver. For å knyttet plantene bedre til planteeternes bestandsvaria-sjoner, bør dagens registrering av plantearters mengde suppleres med mål på deres biomasse og beitekvalitet. I bjørkeskogsområdene registreres mengde av smågnagere, bjørkemålere og hønsefugl. Dette bør suppleres med mål på aktiviteten til viktige beitedyr som ville hjortedyr og husdyr. Aktiviteten til beitedyr bør også registreres for granskogsområdene. Det er dessuten behov for en bedre dekning av viktige predatorer som røyskatt, snømus, rødrev, mår og kråkefugler, i tillegg til dagens overvåking av ungeproduksjonen av kongeørn. Vi anbefaler bredt anlagt overvåking inkludert fauna i bjørkeskogsområdene og Solhomfjell, mens overvåkingen i øvrige granskogsområder avgrenses til markvegetasjonen og komponenter av direkte betydning for denne. Overvåking av markvegetasjonen i granskogsområdene bør imidlertid foregå hvert femte år, som for bjørkeskogsområdene. TOVs data representerer en stor verdi som noen av de lengste tidsseriene for viktige komponenter i terrestriske økosystemer i Norge. For å øke nytteverdien av TOV anbefaler vi også at det utvikles flere indikatorer basert på TOV i Naturindeksen og Fagsystemet for økologisk tilstand. Dessuten bør det utvikles og settes i verk en forskningsplan for å utvikle og teste metoder og utnytte TOVs resultater best mulig, en forbedret dataforvaltningsplan for å sikre og tilgjengeliggjøre TOVs data, og en formidlingsplan for å sikre at TOVs resultater blir tilgjengelige og nyttige for aktuelle brukere.

Framstad, E., Bakkestuen. V., Halvorsen, R., Ihlen, P.G., Nilsen, E.B., Olsen, S.L., Pedersen, B., Stokke, B.G., Töpper, J. & Økland, T. 2020. TOV after 2020. Development of TOV as eco-system-based monitoring. NINA Report 1877. Norwegian Institute for Nature Research. The Terrestrial Ecosystems Monitoring Program (TOV) was established in 1990 to monitor the development of terrestrial vegetation, epiphytes and fauna in common ecosystems in forests and the low alpine zone. The purpose is to investigate the impact of long-range pollution, climate change and various other factors. TOV's ambition is to detect any significant changes in ecosystems and indicate their possible causes. To improve our ability to detect and understand changes, we propose to develop TOV further towards integrated and ecosystem-based monitor-ing. This report discusses how TOV covers gradients in key impact factors, important ecosystem components and various variables for these components, as well as how these elements may be adjusted or supplemented to make TOV more ecosystem-based. TOV currently covers monitoring of ground vegetation, epiphytes and fauna in six sites in birch forest plus Solhomfjell (with coniferous forest), as well as ground vegetation in eight sites in spruce forest. It is recommended to continue the monitoring in both birch forests and spruce forests. The most important external impacts on the TOV sites are climate change and long-range pollution. The TOV sites cover most of the relevant gradients for such factors, but lack coverage for the most oceanic birch forests at higher elevation. It is therefore recommended to supplement the current TOV sites with a new site in the strongly oceanic and north boreal climate region. Some additional sampling plots should be placed at higher elevation in the alpine zone of the birch forest sites, to expand the coverage of local climate gradients. The conceptual model for TOV is based on the trophic network that connects the most important ecosystem components. This includes plants as primary producers, decomposers, herbivores, and predators at different trophic levels. TOV in birch forests and Solhomfjell covers various groups within these categories, except decomposers, while monitoring in spruce forests now covers the ground vegetation. To ensure a better understanding of changes in the components of TOV, the connections between them and possible reasons for changes, there is a need to supplement the monitoring with more components and some new variables. TOV has modelled climate data available from MET and local temperature loggers, but these should be supplemented with local measurements of precipitation and snow depth. The tree and shrub layers have a great influence on most other components in the ecosystem, and there is a need for better data for horizontal and vertical structure for trees and shrubs on scales relevant for the various components. The soil is central to the plants' growth, and current soil chemical analyses in birch forests should be supplemented with similar analyses in spruce forests, as well as meas-uring the rate of decomposition with standard litter bags. In order to better link the plants to the herbivores, the current registration of plant species composition and amounts should be supplemented with measures of their biomass and grazing quality. In the birch forest areas, the amount of small rodents, geometrid moths and grouse is recorded. This should be supplemented with measures of the activity of important grazers such as wild cervids and domestic livestock. Activity of mammalian herbivores should also be monitored in the spruce forest sites. There is a need for better coverage of important predators such as stoats, weasels, red foxes, martens and corvids, in addition to the current monitoring of juvenile production of golden eagles. In the birch forest areas and Solhomfjell, we recommend continued broad-based monitoring including fauna, while the monitoring in other spruce forest areas should be limited to the ground vegetation and components of direct importance for this. Monitoring in spruce forest sites should be performed every five years, as in the birch forest sites. TOV's data represent great value, since they represent some of the longest running time series for important components in terrestrial ecosystems in Norway. To increase the usefulness of TOV, we also recommend that more indicators based on TOV be developed for the Nature Index and the System for Assessing Ecological Conditions. In addition, three plans should be developed and implemented: a research plan to develop and test methods and make the best possible use of TOV's results, an improved data management plan to secure and make available TOV's data, and a dissemination plan to ensure that TOV's results are available and useful to relevant users.