Ecological effects of pesticide use in the Netherlands: Modeled and observed effects in the field ditch

Abstract

Dit rapport behandeld een nieuwe methode voor het berekenen van het ecologische risico in kavelsloten dat wordt veroorzaakt door het gebruik van een groot aantal bestrijdingsmiddelen (261) in Nederland voor het jaar 1998. De gehele berekening is terug te voeren op een GIS-kaart van het agrarisch landgebruik, waarbij 51 verschillende teelten worden onderscheiden. Hierdoor is het mogelijk om de resultaten in kaartbeelden weer te geven. Door de toepassing van soortengevoeligheidsverdelingen (SSD) en rekenregels voor combinatietoxiciteit, wordt de berekende blootstelling omgerekend naar een risicoschatting voor de aquatische levensgemeenschap die aanwezig hoort te zijn in kavelsloten. Dit risico wordt weergegeven als de fractie van de soorten die wordt geacht enig effect van de blootstelling te ondervinden. In de samenvatting van de risicokaarten wordt aangetoond dat het merendeel van het voorspelde risico wordt veroorzaakt door het gangbare bestrijdingsmiddelengebruik in de aardappelteelt. Slechts 7 van de 261 bestrijdingsmiddelen zijn verantwoordelijk te stellen voor 95% van het voorspelde risico. Voor alle bestrijdingsmiddelen tezamen is 50% het maximum risico dat is berekend voor enige plek in Nederland. Met behulp van simpele statistische regressie technieken is het berekende risico vergeleken met de door waterkwaliteitsbeheerders gemeten soortensamenstelling in het veld. Deze analyse levert een zwakke indicatie dat de voorspelde aantasting van het ecosysteem ook werkelijk waarneembaar is in het veld. Het geringe aantal beschikbare biologische waarnemingen in klavelsloten tezamen met een grote variabiliteit in de meetgegevens is er echter voor verantwoordelijk dat er geen significante relatie tussen modelvoorspelling en waarnemingen is aan te tonen.

This study dealing with risks to the aquatic ecosystem imposed by the application of pesticides in the Netherlands made use of a novel method to calculate aquatic exposure to a large variety of pesticides (261 in total), which is worked out in detail here. Since the entire calculation is founded on GIS-based maps of agricultural land use (51 crops in open culture), it is possible to generate country-wide maps of the results. Through the application of Sensitivity Distributions for aquatic species (SSD), in combination with rules for mixture toxicity calculation, the modeled exposure is transformed to a risk estimate for the species assemblage in the aquatic ecosystem. The risk is expressed as the proportion of species likely to be suffering any effect from the exposure. In the summary of the risk maps, the majority of predicted effects is observed to be caused by the pesticide application practice in growing potato crops: 95% of the predicted risk is caused by only 7 of the 261 pesticide ingredients. The maximum local risk of pesticide use is estimated to affect about 50% of species. For the purpose of validation, local toxic risk estimates were compared to observed species composition in field ditches using simple statistical methods (regression analysis). However, the number of field observations was not sufficient enough to generate quantitative results. The unexplained variability in the biotic field data collected by a range of non-aligned monitoring networks does not allow highly significant conclusions. Nevertheless, there is a weak indication that the predicted risks are associated to biodiversity changes in field-exposed communities.