The aim of this report is to contribute to the base of knowledge on environmental monitoring by increasing understanding of how eDNA, electrofishing and sampling fishing may be used to examine fish biodiversity. It also aims at understanding if fish indexes developed within the Water Framework Directive reflect biodiversity, as well as the potential of eDNA data to serve as input to these indexes. This was done by using three different approaches. Firstly, in order to establish which of the methods eDNA, electrofishing and sampling fishing is more suitable to measure the different dimensions of biodiversity (species richness, species evenness and genetic diversity), a literature review comparing the different methods was carried out. It was found that eDNA yields a more detailed results for species richness, electrofishing yields better results for species evenness and sampling fishing is outperformed by eDNA and electrofishing alike. Both electrofishing and sampling fishing may collect data for genetic diversity analysis, however electrofishing outperforms sampling fishing with regards to amount of species caught, making electrofishing a more suitable data collection method. Secondly, in order to gain insight on practical usage of eDNA, a case study of Spjutmo (Dalarna county) was reviewed. It was established that eDNA generated more detailed information of species richness in the case of Spjutmo (as compared to electrofishing). The relative abundance data generated by the eDNA study might be seen as a measure of species evenness. However, electrofishing yielded data which may serve as input to species evenness indices. To the best knowledge of the author, none of the methods generated data on genetic diversity in this specific case. Officials from the energy company Fortum and the county board of Dalarna were also interviewed in order to get insight on what potential they see for eDNA to contribute to environmental monitoring. Both officials point at the ability to estimate abundance as a desired feature, hence a better understanding of what the relative abundance results indicates is wanted. The two interviews indicate that this understanding is an important feature to develop in order to make metabarcoding studies effective in current environmental monitoring. Thirdly, in order to understand if fish indexes developed within the Water Framework Directive reflect biodiversity, a literature review was performed. It was found that, all but one of the compared indexes incorporates or somewhat incorporates species richness. However, only five indexes are indicative or somewhat indicative of species richness. Species evenness is incorporated or somewhat incorporated by two indexes, which are also indicative or somewhat indicative of species evenness. None of the indexes incorporate or indicate genetic diversity. Within the third literature review, the potential of eDNA data to serve as input to current fish-based indexes developed within the Water Framework Directive, was studied. It was found that eDNA data may serve as input to only one index in its present form. However, five indexes also use proportional information (e.g. proportion of tolerant species), which possibly could be provided by eDNA data. The index where usage of eDNA data is currently possible uses presence-absence information. / Målet med denna rapport är att bidra till kunskapsläget kring miljöövervakning genom att öka förståelsen för hur eDNA, elfiske och provfiske kan användas för att undersöka fisk biodiversitet. Målet är också att förstå om fisk-index utvecklade inom ramen för det Europeiska vattendirektivet reflekterar biodiversitet samt om data från eDNA kan utgöra input till dessa index. För att uppfylla dessa mål användes tre metoder. För att etablera vilken av metoderna eDNA, elfiske och provfiske är mer lämpad att mäta de olika dimensionerna av biodiversitet (artrikedom, distribution av arter och genetisk diversitet), genomfördes en litteraturstudie. Slutsatsen kunde dras att eDNA mäter artrikedom med högst noggrannhet, elfiske mäter distribution av arter mer detaljerat och att provfiske överträffas av både eDNA och elfiske i alla dimensioner. Både elfiske och provfiske kan samla data för analys av genetisk diversitet, men elfiske överträffar provfiske gällande hur många arter som fångas, vilket gör elfiske mer lämpligt som metod att samla in data för genetisk analys. För att få praktisk insikt i ett fall där eDNA använts, granskades en fallstudie från Spjutmo (i Dalarnas län). eDNA genererade mer detaljerad information om artrikedom än elfiske i detta fall. Datan genererad av eDNA kring relativ abundans mellan arter skulle kunna tolkas som ett mått på distribution av arter. Data genererad av elfiske kan å andra sidan användas som input till olika index för distribution av arter. Författaren veterligen, genererade varken eDNA eller elfiske mått på genetisk diversitet i detta specifika fall. Två personer, en från Fortum och en från länsstyrelsen Dalarna intervjuades också för att få insikt i deras syn på potentialen av att använda eDNA som ett miljöövervakningsverktyg. Båda intervjupersonerna pekade på att en bättre förståelse av de relativa abundansvärdena indikerar är önskad. Båda intervjupersonerna pekade på att det är en viktig aspekt för att metabarcoding studier ska vara effektiva i nuvarande miljöövervakning. För att förstå om fisk-index utvecklade för EU’s vattendirektiv reflekterar biodiversitet, genomfördes en komparativ litteraturstudie av index. Alla index förutom ett inkorporerar eller delvis inkorporerar artrikedom. Bara fem indikerar eller delvis indikerar artrikedom. Distribution av arter inkorporeras eller delvis inkorporeras av två index som också indikerar eller delvis indikerar distribution av arter. Inom den komparativa litteraturstudien av index, studerades även potential att fungera som input av data genererad av eDNA till indexen. Data genererad av eDNA kan i dagsläget fungera som input till ett av indexen. Fem index använder någon form av proportionell data (t.ex. proportion av toleranta arter), som möjligen skulle kunna ges av eDNA. Indexet till vilket det är möjligt att använda eDNA data använder närvarande-ej närvarande information som input.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-235981 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Hellmér, Elin |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 18464 |
Page generated in 0.0034 seconds