ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015 Report of the Workshop on ...

1 downloads 198 Views 1MB Size Report
Feb 25, 2015 - the review process of the Marine Strategy Framework Directive (MSFD), ..... sents a GAM smoother, grey po
ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015 ICES ACOM C OMMITTEE ICES CM 2015\ACOM:49

Report of the Workshop on guidance for the review of MSFD decision descriptor 4 – foodwebs II (WKGMSFDD4-II)

24-25 February 2015 ICES Headquarters, Denmark

 

 

International Council for the Exploration of the Sea  Conseil International pour l’Exploration de la Mer  H. C. Andersens Boulevard 44–46  DK‐1553 Copenhagen V  Denmark  Telephone (+45) 33 38 67 00  Telefax (+45) 33 93 42 15   www.ices.dk  [email protected]  Recommended format for purposes of citation:  ICES. 2015. Report of the Workshop on guidance for the review of MSFD decision de‐ scriptor 4 – foodwebs II (WKGMSFDD4‐II), 24‐25 February 2015, ICES Headquarters,  Denmark. ICES CM 2015\ACOM:49. 52 pp.  For permission to reproduce material from this publication, please apply to the Gen‐ eral Secretary.  The document is a report of an Expert Group under the auspices of the International  Council for the Exploration of the Sea and does not necessarily represent the views of  the Council.  © 2015 International Council for the Exploration of the Sea   

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| i

C on t en t s Executive Summary ............................................................................................................... 1  1 

Introduction .................................................................................................................... 3  1.1 





Background ........................................................................................................... 3 

Approach of the workshop .......................................................................................... 4  2.1 

Participation .......................................................................................................... 4 

2.2 

Structure of the workshop ................................................................................... 4 

Issues relevant to a potential revision ....................................................................... 5  3.1 

Definition of terms ................................................................................................ 5 

3.2 

Suggested Revision of the foodweb criteria ...................................................... 5 

3.3 

Technical Guidance on the setting of indicator targets and limits ................. 7  3.3.1  Methods to derive limits for indicators ................................................ 8  3.3.2  Data and knowledge available is very limited .................................. 11  3.3.3  Data exists, no undesirable effects have been observed but  knowledge is limited ............................................................................. 11  3.3.4  Data  are  available  and  good  knowledge  exists  about  the  indicator and its relation to other ecosystem characteristics ........... 13  3.3.5  Defining limits where ecosystem trends or changes occur .............. 15  3.3.6  Determining if the indicator is within limits or not .......................... 16 

3.4 

Technical  guidance  on  aggregating  indicator  assessments  for  determining if GES has been achieved under D4 ........................................... 18  3.4.1  3.4.2  3.4.3  3.4.4  3.4.5  3.4.6 

3.5  4 



The specific nature of the foodweb indicator ..................................... 18  Consideration of pressure‐state relationships ................................... 18  Surveillance indicatorsvs.state indicators .......................................... 18  Aggregation of indicator assessments ................................................ 19  Aggregation across criteria ................................................................... 19  Response  to  reviewers’  comments  in  relation  to  GES  aggregation ............................................................................................. 19 

Potential for gaps and overlaps in relation to Descriptor 1 .......................... 20 

Comments on the previous version of the D4 manual ......................................... 21  4.1 

Suggestion to modify the three criteria to two criteria .................................. 21 

4.2 

The issue of trophic guilds ................................................................................ 21 

4.3 

Methods  and  clarification  of  the  concepts  associated  with  boundaries, GES definition, and use of surveillance indicators. .................. 22 

4.4 

Approaches to aggregation of GES decisions (e.g. OOAO). ......................... 22 

4.5 

Future potential indicators and the knowledge base. .................................... 22 

Roadmap  for  future  development  of  science  for  implementation  and  evaluation ...................................................................................................................... 28  5.1 

Regional and Cross‐regional scientific advice process .................................. 28 

5.2 

Information flow between descriptors: Gaps and overlaps .......................... 28   

ii |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

5.3 

Uncertainty and GES .......................................................................................... 29 

5.4 

Indicator development ....................................................................................... 30 

5.5 

Aggregation  for  GES  assessment  within  D4,  including  spatial  integration ............................................................................................................ 31 



Conclusions .................................................................................................................. 34 



References ..................................................................................................................... 35 

Annex 1. List of participants ............................................................................................... 38  Annex 2. Agenda ................................................................................................................... 39  Annex 3. Compilation of national, scientist and NGO comments on previous  version of the manual. ................................................................................................ 40  Annex 4. Review Group Technical Minutes ................................................................... 46     

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 1

Executive Summary The second Workshop to review the 2010 Commission Decision on criteria and meth‐ odological  standards  on  good  environmental  status  (GES)  of  marine  waters  (2010/477/EC); Descriptor 4 Foodwebs met in Copenhagen, 24‐25 February 2015. It met  to provide input to the review of the possible approach to amend Decision 2010/477/EC  and respond to comments from Member States, scientists and other stakeholders on  the  previous  version  of  the  D4  Manual.  The  workshop  participants  were  experts  in  MSFD implementation and/or scientists specialising in assessing foodwebs.  The submitted comments and this workshop supported the proposal of WKMSFDD4  (2014) to replace the three criteria in the Commission Decision under Descriptor 4 with  two criteria: 4.1 Foodweb Structure; 4.2 Foodweb Function. For GES under Descriptor  4 to be achieved, both the structure and function of foodwebs need to be at appropriate  levels.  Many foodweb indicators show substantial variation due to factors not related to an‐ thropogenic pressures (weak or indirect links to human pressure). Indicators often re‐ flect the desire to achieve a balanced ecosystem, and hence having very high or very  low indicator values could be considered equally undesirable. The desired level of a  specific indicator may be related to avoiding undesirable effects on other ecosystem  components  and  hence  requires  information  and  knowledge  of  the  relationship  be‐ tween different foodweb components. Given these special considerations, a foodweb  indicator may be associated with different combinations of available data (monitoring  time‐series) and knowledge (about the relationship of the indicator with foodweb com‐ ponents). Guidelines were developed to derive indicator limits, according to the avail‐ ability of data and knowledge. Common to these guidelines are the principles that:  i. ii. iii.

indicators should be reported together with estimates of their precision;  highly variable indicator estimates should not lead to changes in limits;  a lack of knowledge of limits and effects of falling outside limits should not be  used as an excuse for lack of action. 

This would allow the use of precautionary principles when deciding on management  actions. Such use of surveillance indicators, based on monitoring, triggers action when  indicators move beyond the limits. This action should determine whether anthropo‐ genic pressures are causing changes to the foodweb. Indicator limits should relate to  current conditions of the ecosystem, implying that limits will need to be reviewed reg‐ ularly and updated where necessary in response to natural variability of the ecosystem.  For the GES assessment of foodwebs at the criterion level, the application of simple  aggregation or averaging rules is not considered suitable. Assessments should follow  a decision tree that takes into account different pressure‐state relationships; varying  levels of uncertainty in the indicators; their interrelationships and whether indicators  are surveillance indicators. State indicators that have clear links to pressures require  both pressure and state indicators to be within limits, lag periods should be taken into  account.  Surveillance  and  non‐surveillance  indicators  can  either  be  assessed  and  re‐ ported separately, due to their different response requirements (i.e. further investiga‐ tion or management action) or combined by applying different weightings. Although  methods to aggregate indicators can differ across the two D4 criteria, both structure  and function need to be at GES for overall GES to be achieved. 

 

2 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

The workshop also clarified issued raised about the definition and use of trophic guilds  and  commented  on  potential  gaps  in  coverage  of  ecosystem  properties  between  de‐ scribed approaches for D4 and D1. It also provided a road map for further research for  the implementation and development of foodweb indicators to support the MSFD. It  highlighted  regional  and  cross‐regional  coordination,  information  flow  between  de‐ scriptors (gaps and overlaps), how to account for uncertainty when assessing GES and  aggregation issues as important for further development.   

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

1

| 3

Introduction This report documents the main discussions at the second ICES workshop to review  the 2010 Commission Decision on criteria and methodological standards on good en‐ vironmental status (GES) of marine waters (2010/477/EC); Descriptor 4 Foodwebs.  The aim of the workshop was to provide a forum for scientists to provide input into  the  review  process  of  the  Marine  Strategy  Framework  Directive  (MSFD),  especially  with regards to Descriptor 4 ‐ Foodwebs. This workshop is part of the ICES led process  to review the MSFD 2010 Commission Decision on fisheries, foodwebs, seafloor integ‐ rity and introduced energy (noise). The process has been instigated by the European  Commission DG Environment to inform the national Marine Directors about the chal‐ lenges  facing  the  implementation  of  the  current  MFSD  decision.  It  was  carried  out  through the MoU between EC and ICES. 

1.1

Background In accordance with the Commission Staff Working Document 2014, all Member States  who have reported have defined indicators for Descriptor 4. Only two Member States  were judged to have an adequate definition of GES, six were found to have a partially  adequate definition whereas eight were found to be inadequate (CSWD, 2014). Four  Member States have not defined GES for this descriptor. The definitions provided ap‐ plied to their entire marine waters, with one exception where a Member State makes a  minor differentiation between its subregions.  The GES definitions vary enormously in their content and level of detail; most were  qualitative and many were rather vague, lacking definitions of key terms used or spec‐ ificity as to which elements of foodwebs were addressed (CSWD, 2014). Most Member  States  have  referred  to  specific  foodweb  components  in  their  GES  definition,  some‐ times in addition to defining it for all foodweb components. In the Baltic region, most  Member States have put an emphasis on fish communities. Most Member States re‐ ferred  to  components  such  as  “key”  species  or  “functional  groups”,  and/or  to  “top  predators” or “species at the top of the foodweb”. Very few Member States included  in their GES definitions specific species or habitats as indicators of change. Indicator  species include the harbour porpoise and the harbour seal and indicator habitats in‐ clude Posidonia meadows. Only three Member States included a reference to the pres‐ sures of foodweb components, in particular fisheries. 

MSFD Descriptor 4 Foodwebs All  elements  of  the  marine  foodwebs,  to  the  extent  that  they are known, occur at normal abundance and diversity  and levels capable of ensuring the long‐term abundance of  the species and the retention of their full reproductive ca‐ pacity. 

 

 

4 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

2

Approach of the workshop

2.1

Participation Experts in MSFD implementation or scientific issues regarding the descriptors were  invited to participate through national representatives allowing each country to nom‐ inate 1–2 participants. If nominations exceeded the meeting space available ICES re‐ served  the  right  to  reject  participants.  No  timely  nomination  was  refused  for  this  workshop. Participants joined the workshop at national expense. Participants were not  limited to those nominated by ICES Delegates and ACOM and participants from non‐ ICES EU countries were specifically encouraged via an invitation from DGENV to the  national marine directors.  To conform to best practice and ICES policy, NGOs and stakeholders were permitted  to attend the workshop on the understanding that policy statements were not permit‐ ted. Regional Sea Conventions were encouraged to participate through their member  countries.  The 19 participants present consisted of scientists, industry representatives, NGO rep‐ resentatives and managers. Scientists came from the NE Atlantic, Baltic and Mediter‐ ranean MSFD regions and the USA. 

2.2

Structure of the workshop The workshop was planned and organized by the six chairs with expertise in foodwebs  and MSFD implementation. The Chairs came from Denmark, Ireland, USA, UK, Fin‐ land, JRC and the ICES secretariat.  The workshop began with an introduction and setting of the scene. The agenda was  discussed and agreed. The workshop was basically structured around the following  issues:  

Definition of terms 



Potential revision of the foodweb criteria 



Technical Guidance on the setting of indicator targets and limits 



Methods to derive limits for aggregate indicators at criteria level 



Remaining comments on the previous version of the D4 manual 



Road map for future development of science for implementation and eval‐ uation. 

Each of the topics was addressed by parallel subgroups after a common introduction  to that topic to ensure that all participants understood the task at hand. The subgroup  participants were selected at random and no groups were the same between different  sessions.  Group  work  was  facilitated  by  a  designated  member  of  the  group  and  re‐ ported by summarizing the conclusion in plenary after each subgroup session. Gener‐ ally participants were divided into four groups. This approach was used to ensure the  widest possible participation in the workshop considerations and to prevent the over  dominance  of  any  individual  opinions.  The  majority  of  participants  contributed  ac‐ tively to discussions in the subgroups.

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

3

Issues relevant to a potential revision

3.1

Definition of terms

|5

The workshop participants came from different backgrounds and interpreted certain  terms very differently from each other. For example, the term ‘reference level’ was per‐ ceived by some as describing the ‘normal’ or baseline variability of an indicator; yet  OSPAR defined ‘Reference state’ or ‘Reference condition’ as “The value or range of values  of state at which impacts from anthropogenic pressures are absent or negligible. “ (OSPARʹs  MSFD  Advice  Manual  on  Biodiversity  v.3  [5/12/2011]  –  see  meeting  paper  ICG‐ MSFD(4) 11/2/3 –E).  As a result of this, the following common terminology is used in this document:  Foodweb Surveillance Indicators: The aim of surveillance indicators is to monitor key  aspects of the foodweb structure and function and, by doing so, gain evidence to better  understand the relationship between the monitored aspect and other ecosystem com‐ ponents as well as pressure/state relationship for these indicators. Surveillance indica‐ tors are defined as indicators of aspects of the structure or function of the foodweb, for  which  it  is  either  not  possible  (through  lack  of  evidence)  to  define  limits  based  on  knowledge of the system or where the link to anthropogenic pressures a weak or un‐ clear, so direct management actions cannot be prescribed.  Limit: a limit defines the indicator value(s) at which a Foodweb Indicator changes be‐ tween a desirable and undesirable state.  Within limits: Foodweb Indicators are defined as ‘within limits’ when they are in the  ‘desirable state’.  Target: The target equates to the values or range of values that are ‘within limits’ and  represent a ‘desirable state’.  GES of criteria: GES is measured for each Foodweb criterion. The assessment of GES  is based on indicators under each criterion The exact link between the number, level  and other aspects of indicator that need to be ‘within limits’ in order to achieve GES  depends on the specific aggregation methods that are used to combine indicator as‐ sessments and the methods used to set GES boundaries (sec. 3.4).  GES boundaries: GES boundaries define the difference between GES and sub‐GES in  assessments of Criteria and Descriptors. GES boundaries are defined according to the  assessments of an agreed set of indicators and according to agreed methods of aggre‐ gating these indictor‐level assessments (sec. 3.3).  GES of Descriptor 4: Descriptor 4 should be assessed as achieving GES when both D4  criteria are assessed as being at GES.  3.2

Suggested Revision of the foodweb criteria WKGMSFDD4 (ICES 2014) proposed the revision of the three criteria in the Commis‐ sion Decision under Descriptor 4 into two criteria: 4.1 Foodweb Structure; 4.2 Foodweb  Function (see Figure 3.1). The workshop supported this proposal, as did the comments  received on the WKGMSFDD4 Report (ICES 2014).  Foodweb  structure  and  function  each  represent  different  ambitions  of  the  MSFD  in  achieving GES. The MSFD defines GES as follows: ‘good environmental status’ means the  environmental status of marine waters where these provide ecologically diverse and dynamic   

6 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

oceans and seas which are clean, healthy and productive within their intrinsic conditions, and  the use of the marine environment is at a level that is sustainable, thus safeguarding the poten‐ tial for uses and activities by current and future generations [...].  As Rossberg et al., (2015) point out, this definition of GES makes reference to “potential  for uses and activities by [...] future generations”. In doing so, the MSFD recognizes the  needs of future generations might be different from those of the present generation.  The structure of foodwebs could be relevant to identifying ecosystem characteristics  that we, as a society, would want to preserve for potential use by future generations.  This aspect of GES relates to the concept of ‘strong sustainability’, as used in environ‐ mental economics (e.g. Figge, 2005), where ecological “capital” is preserved, irrespec‐ tive of current needs or uses. Alternatively, ‘weak sustainable use’ aims to maintain  current patterns of use into the future.  In order to achieve GES, as defined above, ‘strong sustainable use’ would be required.  The proposed criterion 4.1 on foodweb structure will provide the framework within  which to assess whether the ecosystem is subjected to sufficiently ‘strong sustainable  use’. GES also requires that ecosystems effectively support current uses by being suffi‐ ciently  “productive”.  A  productive  ecosystem  requires  fully  functioning  foodwebs.  The  proposed  criterion  4.2  on  foodweb  function  will  provide  the  framework  within  which the following can be assessed: a) functioning of foodweb, b) negative human  impacts of overexploitation can be identified, and c) responses to management.  WKGMSFDD4‐II warned that the two proposed foodweb criteria – structure and func‐ tion, should not be assessed in isolation. Structure is sensitive to overexploitation, but  could recover with appropriate management. However, if foodweb functioning in sig‐ nificantly affected,  recovery  of  the foodweb  may  be  much  more  difficult  to achieve.  Hence, for GES to be achieved, both the structure and function of foodwebs need to be  at appropriate levels. The aggregation of assessments of the criteria for structure and  function are considered in section 3.3.  The  relationship  between  foodweb  structure  and  function  in  examples  of  benthic  macro invertebrate communities and associated benthic‐feeding fish in the Baltic Sea  was discussed. Direct anthropogenic pressure alters structural properties of foodwebs,  for  example  seen  as  reduced  diversity  and  complexity  of  trophic  networks  for  soft‐ sediment macrofauna along a gradient of increasing organic enrichment and decreas‐ ing oxygen levels (Nordström and Bonsdorff, in prep.). There are non‐random patterns  of functional diversity in benthic foodwebs, structured by trophic interactions and bi‐ ological traits such as body size. Degradation of interaction networks is thereby likely  to affect the functioning of the foodweb by reducing the range of interacting compo‐ nents/nodes that maintain processes of consumption and energy flow in the commu‐ nity  (Nordström  et  al.,  in  review).  However,  even  drastic  changes  in  community  composition do not always imply immediate alteration of trophic processes. Despite  the  regime  shift  seen  for  Baltic  Sea  pelagic  biota  in  the  late  1980’s  (Österholm  et  al.,  2007), the main processes remain dominant in the foodweb, as shown by a network  motif approach examining foodweb processes before and after the regime shift in Baltic  Sea offshore and coastal areas (Yletyinen et al., in prep.). 

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

|7

 

Figure 3.1 Suggested revision of criteria under D4. 

3.3

Technical Guidance on the setting of indicator targets and limits Foodweb indicators differ from indicators of other descriptors in a number of ways.  First, many foodweb indicators have weak or indirect links to human pressure and  may show substantial variation due to factors not related to anthropogenic activities.  With such indicators, it is difficult or impossible to identify values of the indictor that  are desirable or undesirable in relation to human impacts. Further, indicators often re‐ flect the desire to achieve a balanced ecosystem, and hence having very high or very  low indicator values can be equally undesirable. This is in contrast to, for example,  indicators for environmental contaminants, where an upper limit alone constraints the  desired range of values. Finally, the desired level of a specific indicator may be re‐ lated to avoiding undesirable effects on other ecosystem components and hence re‐ quires  information  and  knowledge  of  the  relationship  between  different  foodweb  components.  Given these special considerations, a foodweb indicator may be associated with differ‐ ent combinations of available data with which to construct the indicator and knowledge  of the relationship of the indicator with the foodweb components in the specific ecosys‐ tem, as illustrated in Figure 3.2. Each combination of knowledge and data availability  requires associated guidance for setting indicator limits. Below, in sections 3.3.2‐3.3.5,  we have provided examples of existing indicators that have set limits foodweb indica‐ tor application within each knowledge/data scenario. 

 

8 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

 

Figure 3.2. Illustration of the scenarios explored for setting of indicator limits and ranges, consid‐ ering data (time‐series) and the available knowledge of the relationship of the indicator with the  foodweb  components  in  the  specific  ecosystem.  Low  data  and  knowledge,  higher  date  and  low  knowledge, high data and knowledge. 

3.3.1

Methods to derive limits for indicators

Limits for indicators can be determined by several methods. For many foodweb indi‐ cators, there is little knowledge of what values of the indicator should be considered  desirable or undesirable. In such cases, limits can be derived from the range of varia‐ tion  in  the  indicator,  which  is  known  from  past  time‐series  or  from  historical  knowledge, where limits could be set at, for example, ± 1 SD of the mean of the previous  time‐series (e.g. Gaichas et al., 2014). Other options are available when more knowledge  exists, including expert elicitation, empirical analysis, and modelling (also reviewed by  WKFooWI 2014).  Expert elicitation allows for synthesis across a range of understandings between indi‐ cators and associated pressures. Link (2005) and Shin et al., (2010) summarize candidate  limit reference points from literature (Link 2005) and a team of experts from many ma‐ rine systems (Shin et al., 2010, Figure 3.3). Formal stakeholder participation processes  that form part of a risk assessment procedure to identify and test candidate reference  points for indicators can also be used (e.g. Levin et al., 2009, Samhouri et al., 2011, Smith  et al., 2007).  Empirical analyses to determine limits have focused on identifying critical points (with  or without relation to a specific pressure‐response relationship) associated with large  changes in the value for indicators. Time‐series methods have included CUSUM con‐ trol charts (Hinkley, 1970) and sequential t‐tests (e.g. STARS, Rodionov, 2004). Vert‐ Pre et al., (2013) used the STARS approach to define change‐points in productivity (sur‐ plus production) of fish stocks over time, and Szuwalski et al., (in press) related esti‐ mated changes to possible shifts at ecosystem level. Large et al., (2013) used GAMs to  estimate thresholds in foodweb indicators in pressure‐state relationships, identifying  empirical thresholds in indicator responses to both fishing pressure and environmental  drivers  (Figure  3.4).  These  statistical  approaches  have  also  been  applied  to  identify  threshold levels in response to multiple pressures concurrently, allowing for change in  targets and limits with changing environmental conditions (Large et al., 2015, Figure  3.5.  Non‐parametric  methods  (e.g.  gradient  forests,  Baker  et  al.,  2014,  Large  et  al.,  in   

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

|9

press) have also been used to evaluate points for which changes occur across a suite of  indicators and also investigate the influence of a range of pressures.  Simulation modelling exercises offer the opportunity to investigate expected indicator  behaviour across a range of scenarios for system dynamics and management strategies  (e.g. Fay et al., 2013). Models can therefore be used to identify limit levels for indicators  but also to evaluate expectations for the frequency of indicators falling outside limits,  useful for determining decision rules for when indicators should be considered falling  outside targets for determination of status. Samhouri et al., (2010) combined the results  of ecosystem models with piece‐wise regressions to identify breakpoints in indicators  related to fishing pressures. The desirable range can also be determined from the prin‐ ciple  of  strong  sustainable  use.  For  example,  the  DEVOTES  project  (Rossberg  et  al.,  2015) proposed that the desirable range is that from which the indicator could revert  to its natural (in the sense of pressure‐free) range of variation within a fixed, given time  interval. Model testing of indicators, for example using a Management Strategy Eval‐ uation (MSE) framework, can be used to identify the suitability of limit levels for indi‐ cators for achieving objectives (Fay et al., in press), and to test robustness of alternatives  for deciding when indicators are outside limits (e.g. probabilities of indicators having  crossed limits given a mean of recent values for the indicator). The suitability of alter‐ native approaches depends on the feasibility of measuring the indicators, the availa‐ bility  of  data,  and  on  the  pressure  pressures  affecting  on  the  indicator,  and  on  our  ability to detect these impacts.  

  

Figure 3.3Density distributions of Indicator Limit Reference Levels (LRL) from surveys of scientific  experts (from Shin et al., 2010) 

 

10 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

 

Figure 3.4 Indicator (pelagic to demersal ratio) response to fishing pressure. (f) Dashed line repre‐ sents a GAM smoother, grey polygon represents 95% bootstrap CI, points represent the raw data,  black solid line indicates significant positive or negative trends, and grey solid lines indicate sig‐ nificant thresholds. (h) First derivative of the GAM smoother with black polygon and arrow indi‐ cating direction (positive or negative) of the trend where the 95% CI pass above or below zero ;  from Large et al., 2013.   

 

Figure 3.5 Topographic surfaces representing the pressure−environment−state fi t of 2 covariate gen‐ eralized  additive  models.  (a)  Mean  length  and  (b)  pelagic  to  demersal  ratio  response  to  fishing  pressure and environment summarized using dynamic factor analysis (DynFA) 2. From Large et al.,  2015.  

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

3.3.2

| 11

Data and knowledge available is very limited

When the data and knowledge available is very limited, for example, when sampling  has only just begun, appropriate limits can be suggested based on expert knowledge  from similar ecosystems, theoretical considerations or a desired direction of change. In  all cases, the estimated limits are highly uncertain and this should be reported together  with the indicator. Limits should be updated regularly as more information becomes  available.  3.3.3

Data exists, no undesirable effects have been observed but knowledge

is limited

Where data exists, no undesirable effects have been observed but knowledge of the  direct relationship between the indicator and other ecosystem characteristics is lim‐ ited, the indicator limits should described the observed range of known indicator val‐ ues. Protocols should be in place, such that, when the indicator is not within‐limits, this  triggers further investigation to determine the cause of the change as well as the effects  on  other  ecosystem  components.  The  likely  impacting  pressures  should  also  be  re‐ viewed. As there is limited knowledge of the relationship between the indicator and  other components, there is a possibility that undesirable effects occurred but were not  recorded. This should be reflected in the reported uncertainty of assessments.  3.3.3.1 Structure indicator example: Biomass of demersal fish trophic guilds in the North Sea

Biomass  of  demersal  fish  trophic  guilds  in  the  North  Sea  shows  substantial  historic  variation followed by pronounced recent trend (Figure 3.6.). Guild membership was  determined taking account of both variation in the diet between species and ontoge‐ netic development of the diet within species. Numbers‐at‐length of each species were  determined using data derived from the ICES coordinated first quarter (Q1) Interna‐ tional Bottom Trawl Survey (IBTS) that were raised to take account of both between‐ species and within‐species (length‐related) variation in catchability in the GOV trawl  (Fraser et al., 2007). Species abundance‐at‐length were converted to estimates of bio‐ mass at length using both published and unpublished species‐specific weight‐at‐length  power  function  relationships.  Both  the  demersal  benthivore  and  demersal  piscivore  fish guilds display trends that show a marked increase in biomass towards the end of  the time‐series. However, our lack of understanding of foodweb structure in the North  Sea prevents us from concluding that these recent marked increases in the biomass of  both guilds is necessarily “good”. We cannot therefore determine boundary levels as  other than the historical range.  In both instances, the most recent guild biomass estimates represent the highest level  observed  throughout  the  Q1  IBTS  time‐series.  In  the  case  of  demersal  benthivorous  fish, biomass in 2011 was over twice that recorded at the start of the time‐series. Given  our lack of understanding as to what exactly GES for each guild would look like, the  fact that both time‐series are moving out of the bounds of our empirical experience is  perhaps worrying. This suggest the need for additional research to determine whether  such biomass levels in each guild represent the foodweb moving towards a more de‐ sirable state, or conversely whether such trends might indicate a departure away from  GES. 

 

12 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Figure 3.6. Biomass of piscivore and benthivore fish trophic guilds (taking ontogenetic develop‐ ment in the diet into account,), derived from Q1 IBTS estimates of species biomass density at length  estimates raised to take account of species‐ and size‐related catchability in the GOV trawl (solid  line shows total). Dashed horizontal lines show the boundaries of GES of an assessment made 6  years before the most recent data point.  3.3.3.2 F unction indicator example: Eastern Baltic cod weight-at-age

The mean body size (weight‐at‐age, length‐at‐age and condition) of the Eastern Baltic  cod has declined since the early 1990s (ICES 2014a). The reasons for the decline are not  fully understood, but it might be a consequence of the combination of several factors  such as density‐dependent effects, food availability, anoxic areas and parasites. Recent  changes in cod mean weight in stock are presented in Figure 3.7.  A strong statistical relationship between cod body size and hypoxic areas can be ex‐ plained by different mechanisms (ICES 2014a), such as increased density‐dependence  (same or higher amount of fish concentrated in a more restricted area, resulting in in‐ creasing competition), decrease in benthic food, reallocation of cod into the pelagic wa‐ ter  mass,  and  direct  physiological  effects.  Density‐dependence  and  food  limitation  were also significantly correlated to cod mean body size, although these correlations  were much weaker than the one with hypoxic areas.  Due to increasing numbers of grey seals, an increasing cod parasite infestation (in prev‐ alence and intensity) is recently observed (ICES 2014a). Seals act as the final host for  parasites, such as cod worm (Pseudoterranova decipiens) and liver worm (Contracaecum  osculatum),  with  crustaceans/polychaetes  and  cod  constituting  first  and  second  transport hosts, respectively. 

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 13

7 Age 2 Age 3

6 WEST: Mean weight in Stock (kg)

Age 4 Age 5

5

Age 6 Age 7

4

Age 8+

3

2

1

2 014

2 012

2 013

2 010

2 011

2 009

2 007

2 008

2 005

2 006

2 003

2 004

2 002

2 000

2 001

1 998

1 999

1 996

1 997

1 995

1 993

1 994

1 991

1 992

1 990

0

 

Figure 3.7 COD in SD 25 ‐ 32. WEST: Mean weight in stock (kg). Based on ICES WGBFAS 2014b  report (Table 2.4.13). Dashed horizontal lines show the potential boundaries of GES of an assess‐ ment of age 8+ made 6 years before the most recent data point. 

3.3.4

Data are available and good knowledge exists about the indicator and

its relation to other ecosystem characteristics

Where data exists and undesirable effects on other ecosystem components has been  observed  or  is  predicted  based  on  solid  knowledge  of  the  direct  relationship  be‐ tween the indicator and other ecosystem aspects, the range of indicator values asso‐ ciated with no (substantial) undesirable effects on other components should be used to  set  limits  that  denote  the  desirable  range  of  indicator  values.  If  the  indicator  is  not  within‐limits, means action should be triggered. This action would involve further in‐ vestigation to determine the cause of the deviation from the desired range, as well as  the effect on other ecosystem components.  The presence of (substantial) undesirable effects on ecosystem components can be de‐ termined based on a variety of measures. Ideally, the evaluation includes both expert  judgment, analyses of historic data and investigation of model results.  3.3.4.1 Structure indicator example: Baltic Sea zooplankton community

The dominating role in the Central Baltic Sea zooplankton community is played by the  copepod species Acartia spp., Temora longicornis and Pseudocalanus acuspes dominate in  the Central Baltic Sea zooplankton community (Figure 3.8). During spring, a clear shift  has occurred from a dominance of P. acuspes until the end of the 1980s to Acartia spp.  and T. longicornis afterwards. This shift in taxonomic composition might be explained  by decreased salinity and high sprat predation pressure (P. acuspes) and increased tem‐ perature  (Acartia  spp.,  T.  longicornis)  (Möllmann  and  Köster,  2002;  Möllmann  et  al.,  2003). Despite much higher variability during summer, the shift can still visible (ICES  2007).  Replacement of big copepods (i.e. Pseudocalanus) by smaller species had pronounced  consequences  for  feeding  conditions  of  larval  cod and  adult  sprat  and  herring.  This  shift in species composition is considered to be a reason for a decrease in the growth   

14 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

rate of herring since the early 1980s and of sprat since the early 1990s (Möllmann et al.,  2000). 

 

Figure 3.8. Changes in zooplankton species composition in the Central Baltic Sea: Anomalies of  Pseudocalanus acuspes in spring and summer (ICES 2007). Dashed horizontal lines show the pos‐ sible  limit  of  copepod  biomass,  below  which  six  there  are  undesirable  effects  on  the  growth  of  dependent species (clupeids).  3.3.4.2 Structure indicator example: LFI in the North Sea

The Large Fish Indicator (LFI) is an example of a situation where the historical indica‐ tor trajectory is considered to be at least partly outside the limits, and the appropriate  limit assumed to be above the range of the historical data. The indicator is defined as  the proportion by biomass of large fish in demersal trawl surveys, where fish are con‐ sidered as large if they exceed a length threshold, for example, 40 cm (Greenstreet et  al., 2011). The pressure‐state relation for the LFI is well understood (Fung et al., 2013)  and historical time‐series can be reproduced by models (Figure 3.9). The indicator is  sensitive and specific to fishing pressure (Houle et al., 2012) that truncates the upper  end of the fish size spectrum (Sheldon et al., 1972). Exhibiting recovery times on the  order of magnitude of decades (Greenstreet 2011, Fung et al., 2012, 2013), the indicator  quantifies a characteristic of marine foodwebs that are slow to recover and often under  intense pressure. In many EU waters, indicator values are considered outside appro‐ priate  limits  over  most  of  the  documented  time  intervals  (Greenstreet  et  al.,  2011,  Shephard et al., 2011, Modica et al., 2014); the observed low indicator values have been  found to be inconsistent with sustainable fishing (Greenstreet et al., 2011), fast and se‐ cure indicator recovery (Shephard et al., 2013), and conservation of biodiversity (Fung  et al., 2013). Proposed indicator limits are therefore larger than the values observed.  Reference levels for the LFI have been set using historic time‐series of the LFI and com‐ bined  fishing  pressure  (Greenstreet  et  al.,  2011).  Fish  stocks  were  thought  to  be  ex‐ ploited at a sustainable rate in the early 1980s, so in a process echoing the precautionary  approach to fish stock management, this was considered the reference period for the  LFI, suggesting a value of 0.3 as appropriate. 

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 15

 

 

Figure  3.9  Variation  in  the  redefined proportion of LFI  calculated  for  both  the Q1  IBTS  and  the  SAGFS datasets. The current LFI value is indicated, as is the EcoQO level for the indicator of 0.3  for the North Sea demersal fish community (Greenstreet et al., 2011). 

3.3.5

Defining limits where ecosystem trends or changes occur

Foodweb indicators are often influenced by a combination of several factors including  climatic conditions, changes in other ecosystem components and anthropogenic pres‐ sures. To ensure that the limits continue to be relevant, the limits should relate to cur‐ rent  conditions  of  the  ecosystem.  Hence,  if  the  foodweb  has  exhibited  pronounced  regime shifts, the limit level should reflect the current regime rather than historic re‐ gimes. This conclusion also applies to the case where the regime shift is caused by ex‐ cessive  human  pressure  at  an  earlier  time,  for  example,  excessive  removal  of  top  predators have led to an increase in forage fish and a subsequent decrease of zooplank‐ ton (trophic cascade), but the system appears stable in the present regime. In this case,  the current limit level for zooplankton biomass should reflect the current regime rather   

16 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

than  a  regime  where  predators  have  returned.  If  top  predators  are  returning  to  the  system, limit levels should be updated accordingly. When ecosystem trends are more  gradual, such as is often the case with the effect of climate change on foodwebs, a grad‐ ual change in the limit level should be implemented.   Another example is the introduction of alien species with apparent disruption of food‐ web structure and/or function. Examples of this include Pacific oysters in the Wadden  Sea,  American  jackknife  clam  along  the  southern  North  Sea  coast,  and  Red  Sea  fish  entering the eastern Mediterranean. All of these introductions are irreversible and have  a likely effect on the foodweb and may limit the use of historical data for determination  of assessment limits.  Concluding that limit levels should reflect current conditions implies that limit levels  will need to be reviewed regularly and updated where necessary. This applies even in  cases where there is a known effect of, for example, temperature, as it is necessary to  review and update the relationship regularly to ensure that it is still present.  3.3.5.1 Function indicator example: Kittiwake breeding success in the North Sea

An example of an indicator of foodweb function where the limit depends on environ‐ mental  conditions  is  kittiwake  breeding  success  (Cook  et  al.,  2014).  This  indicator  is  constructed from data on annual mean breeding success (number of chicks fledged per  pair) of black‐legged kittiwakes (Rissa tridactyla) at colonies on the UK North Sea coast.  The indicator is based on previous work by Frederiksen et al., (2004, 2007), which found  kittiwake breeding success at seven colonies along the North Sea coast of the UK to be  significantly negatively correlated with local mean sea surface temperature (SST) two  winters previously (SST‐1). The relationship is thought to be related to larval sandeel  survival  and  the  subsequent  availability  of  1  year‐class  (1‐group)  sandeels  for  kitti‐ wakes to rear their chicks on. The premise of the indicator is that any statistically sig‐ nificant negative deviation from the relationship of annual breeding success and SST‐1,  may indicate a detrimental anthropogenic impact (Figure 3.10). A statistically signifi‐ cant negative relationship between annual breeding success and SST‐1 was found at 29  colonies (Figure 3.11).  Cook et al., (2014) also found a significant effect on kittiwake breeding success from a  fishing pressure factor denoted by the interaction between the annual North Sea stock  size of lesser sandeels and the proportion of the stock that was harvested.  3.3.6

Determining if the indicator is within limits or not

There are three types of uncertainty in determining the location of current state of the  indicators relative to their limit or limits: uncertainty about the correct limit level, un‐ certainty  about  the  precision  of  the  indicator  estimated  from  data  and  uncertainty  about the effect of pressures on the indicator and hence about the potential effect of  management measures. Ideally, the indicator relative to the limit is determined from  properly determined limit levels, an accurate estimate of the indicator and a strong and  well‐known  relationship  between  management,  pressure  and  indicator.  In  this  case,  pressures should be managed in accordance with the defined acceptable risk of falling  outside limits. 

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 17

 

Figure 3.10: Kittiwake breeding success indicator at Isle of May and Sumburgh Head colonies be‐ tween 1986 and 2010 (Cook et al., 2014). Solid line shows level of breeding success expected at each  colony given the Sea Surface Temperature in February and March of the previous year. The lower  95% confidence limit of the relationship, shown by the broken line, is the limit of the indicator, so  points below the broken line are considered outside the limit. 

 

Figure 3.11: Change in kittiwake breeding success indicator in relation to the presence of the Wee  Bankie sandeel fishery (From Cook et al., 2014). Following Frederiksen et al., (2004) the sandeel  fishery was assessed as present from 1990 – 1998. Each pie chart represents a kittiwake breeding  colony, green indicates that breeding success reflected the underlying environmental conditions in  the target year, red indicates that breeding success was lower than expected given the underlying  environmental  conditions  and  black/white  indicates  colony  was  not  recorded  in  the  target  year.  Darker segments indicate the proportion of the preceding years in which the target level of breed‐ ing  success  was  not  achieved  in  the  pre‐fishery  (1986‐1989),  operational  fishery  (1990‐1998)  and  closed fishery (1999‐2010) periods. 

In the case of foodwebs, one or more of these uncertainties are often considerable. De‐ spite this, the advice format should remain the same: the probability that the indicator  is not within limits should be derived from the observed variance of the estimated in‐ dicator. If the estimated indicator is being measured with a poor precision, there is a  strong likelihood that the indicator will be recorded as outside the limits. It is important  that  this  does  not  lead  to  revised  (wider)  limits.  Instead,  the  frequent  occurrence  of  indicators outside limits, or a high probability of being outside limits, should provide 

 

18 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

the incentive to improve the precision of the indicator. Where the link between man‐ agement, pressure and state of the indicator is poorly understood, assessments of such  indicators, should include explicit advice on a) the probability of the indicator being  outside the agreed limits, b) the quality and reliability of the limits, and c) the strength  of the link with pressures and management. This information can be used when aggre‐ gating assessments of different in order to determine if GES has been achieved at the  criterion or Descriptor level (section 3.4).  3.4

Technical guidance on aggregating indicator assessments for determining if GES has been achieved under D4 3.4.1

The specific nature of the foodweb indicator

When  deciding  on  methods  for  aggregation  or  combination  of  different  indicators  within criterion and across the two criteria structure and function, the specific nature  of the foodweb descriptor must be considered. Most foodweb indicators do not have  clear pressure‐state relationships; there are many indirect impacts and close linkages  between different foodweb components exist. For instance, rebuilding predator popu‐ lations  may  cause  cascading  effects  through  the  ecosystem  or  cyclic  behaviour,  in  which  case  not  even  an  undisturbed  and  perfectly  monitored  ecosystem  will  neces‐ sarily show all indicators within limits at a specific point in time. In addition, there are  indicators that are used for surveillance purposes which induce further investigation.  This aspect means that the application of simple aggregation or averaging rules (e.g.  one out all out, % agreed targets) are not suitable for foodweb criteria. Assessments of  different indicators should be aggregated using a decision‐tree that takes into account  the varying qualities of each indicator, in terms of their pressure‐state relationships,  levels  of  uncertainty  in  their  estimation,  relationships  with  other  foodweb  indictors  and  whether or  not  they  state  indicators  or  surveillance  indicators.  The aggregation  method for foodweb indicator assessments will depend on the suite of indicators being  assessed.  Not  all  indicators  will  be  considered  equally  important.  Not  all  indicators  will be assessed with equal confidence, due to differences in precision and/or accuracy  of indicator values and the degree to which the indicator’s limits relate to changes be‐ tween desirable and undesirable states.  3.4.2

Consideration of pressure-state relationships

Foodweb indicators can show multiple pressure‐state relationships that may be indi‐ rect and difficult to observe. When there are known linkages between indicator state  and pressures, these should be listed, even if only qualitative. State indicators that have  clear links to pressures, would require associated pressure indicators to also be within  desirable  limits.  There  will  likely  be  scenarios  where  pressure  indicators  are  within  limits, while state indicators are not. These mismatches may be due to lag periods (e.g.  slow recovery times), other forcing, or different requirements for determining status.  Relevant pressures should be listed with estimated response time required for status  to reach GES to incorporate time‐lags.  3.4.3

Surveillance indicatorsvs.state indicators

As defined in section 3.1, foodweb state indicators are constructed from attributes that  can either be qualitatively described or quantitatively assessed as ‘desirable’ or ‘unde‐ sirable’, where a ‘desirable state’ will contribute to achieving GES at the Criterion and  Descriptor  level  and  an  undesirable  state  will  detract  from  GES.  The  distinction  be‐ tween  desirable  and  undesirable  is  not  possible  for  surveillance  indicators.  It  is  still   

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 19

possible to set limits for surveillance indicators (see section 3.3.), but when an indicator  is not within limits, it is unclear what it means for the foodweb.  Aggregation of indicator assessments with respect to limits needs to consider how to  combine assessments of both surveillance and state indicators. One option is to assess  and report the assessment results of the two types of indicators separately. The out‐ come of the assessment on surveillance indicators will inform on the required response  in relation to further investigation and/or monitoring. The outcome of the assessment  of state indicators should provide guidance for required management actions. A sec‐ ond option is to apply different weightings to the two types of indicators in a combined  assessment at the criterion level.  3.4.4

Aggregation of indicator assessments

Some  form  of  aggregation  of  individual  indicator  assessment  results  is  necessary  to  determine whether foodwebs are at GES at the criterion level and/or to measure pro‐ gress towards GES. This summary of GES should not replace the reporting of the out‐ come  of  individual  indicator  assessment  results  towards  GES  to  ensure  all  the  information is available to determine adequate management actions.  Prior to combining foodweb indicator assessments, indicators must be assigned to cri‐ teria and a decision needs to be made on whether to weight indicator assessments and  how to do so. For example, indicator assessments could be weighted according to the  precision of the indicators estimation and/or the perceived importance of the indicator  the assessment of foodweb structure or function. In many cases, spatial aggregation of  indicators is required, for example, where different time‐series are used to cover one  assessment area. The assessment result of each indicator can be scored as either 0 or 1  depending on whether the current value for the indicator is outside or within limits.  As stated above, weighting procedures for D4 indicators should not be one‐out‐all‐out  (OOAO). Borja et al., (2014) reviewed methods for weighting, as well as considering the  pros and cons of different methods. Borja et al., (2014) is a useful to guide for choosing  the most appropriate aggregation method. Various possible aggregation scenarios can  be tried and compared to find the most preferable approach, given the properties of  the indicators being assessed. For some indicators that receive a very high weighting  (e.g. they are tightly linked to management) it may be appropriate to provoke a one‐ out‐all‐out response if such indicators are not within limits.  The historical development of the aggregated assessment results should be evaluated.  It is important not to make the assumption that indicators behave independently; many  foodweb indicators are highly correlated. Assumption of independence of indicators  can be tested by quantifying the covariance and modelling indicator behaviour. Pro‐ jections of possible indicator behaviour should incorporate stochasticity, for example  by using estimated indicator covariance.  3.4.5

Aggregation across criteria

Although  methods  to  aggregate  indicators  within  the  D4  criteria  might  differ,  there  was broad agreement that both structure and function need to be at GES for overall  GES to be achieved.  3.4.6

Response to reviewers’ comments in relation to GES aggregation

Comments 8, 14 and 29 relate to the guidance in aggregation methods at criterion and  descriptor  level.  Comments  8  and  29  are  addressed  in  the  paragraphs  on  surveil‐ lancevs.non‐surveillance  indicators  and  construction  of  composite  indicators,  while   

20 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

comments 14 and 29 are addressed in the paragraph on aggregation across criteria. The  issue raised in comment 29 on GES assessment across descriptors was raised and it was  highlighted that GES targets need to be considered for each descriptor and in the con‐ text of each descriptor.  3.5

Potential for gaps and overlaps in relation to Descriptor 1 As the workshop was tasked with considering cross cutting issues, the concepts of D4  compared to D1 were briefly discussed. Some in the workshop considered that some  of  the  biodiversity  issues  covered  by  the  forthcoming  D1  manual  failed  to  address  foodweb biodiversity in a coherent manner.  One of the functions of foodwebs is to harbour biodiversity. Feeding interactions lead  to many ecological niches beyond those provided by habitat alone, which lead to the  characteristic pyramidal structure of foodwebs (Rossberg 2013). This aspect of ecosys‐ tem structure is often seen to be more genuine to D1 than to D4 (see, e.g. WKFooWI  report), which is why only few D4 indicators cover it. To identify potential for gaps or  overlaps between the scope of a revised COM DEC for D4 and D1, Sections 5.2 and 5.3  of the current draft D1 review template (version 2.2 dated 30/11/2014) are useful. Ac‐ cording to the suggested revisions for D1, the species‐level criteria will concentrate on:  i )

species listed under EU Directives and international agreements ; 

ii )

Key species (as representatives of key structural components or functions  of the ecosystem); 

iii )

commercially exploited species (in relation to Descriptor 3); 

iv )

genetically distinct forms of indigenous species. 

Species under (a) are mostly species of immediate conservation concern. It is explained  that GES for the listed species is equivalent to the “favourable conservation status” as  defined by the Habitats Directive. In addition to typical and endangered species, GES  is required for the commercially exploited species addressed by the Common fisheries  policy legislation (EC 2008b), the criteria and indicators for healthy stocks detailed in  Descriptor 3.  Indicators addressing changes in or pressures on biodiversity over large proportions  of ecological communities, such as OSPARʹs indicators B‐1, FC‐1 or FW‐1 (addressing  general trends in abundances of birds and fish) might therefore not be within the scope  of the species‐level criterion.  The criterion for “ecosystem structure” remains restricted  to “Composition and relative proportions of ecosystem components (habitats and spe‐ cies)”, so excluding, for example, biodiversity indicators modelled after SEBI2010 indi‐ cator number 1. In discussion of potential additional indicators, it is noted that “these  indicators should be complementary (rather than overlapping) to ecosystem function‐ ing elements already addressed in descriptors D4 (foodwebs) and D6 (sea‐floor integ‐ rity).”  Overall,  the  wording  of  the  draft  D1  review  template  therefore  suggests  that  there is a larger potential for gaps in scope between D1 and D4, and for overlaps.  

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

4

| 21

Comments on the previous version of the D4 manual Eight submissions in response to the previous draft of the manual were received from  various countries, scientists and stakeholders (Table 4.1). Seven of the eight were sup‐ portive, or required clarification of the approach. One respondent was more critical of  the approach suggested. The comments on the suggest revision of the criteria, the set‐ ting  of  reference  boundaries  and  surveillance  indicators,  approaches  to  aggregation  have been addressed above in section 3. 

4.1

Suggestion to modify the three criteria to two criteria The majority of the respondents (three out of four) suggested that the proposed revi‐ sion from to two criteria on structure and function was appropriate and a useful devel‐ opment. See section 3.1. 

4.2

The issue of trophic guilds Seven comments from five respondents ranged from extremely supportive of the pro‐ posed approach, to requesting clarification or potential methods to one respondent ap‐ parently disagreeing with the proposed approach.  It  was  clear  that  clarification  was  required  on  how  trophic  guilds  could  be  defined,  selected and whether the proposed approach was exclusive.  The  workshop  decided  to  include  the  table  from  the  previous  report  in  the  manual  (Table  4.1).  The  clarification  required  would  explain  that  MS  can  monitor  as  many  guilds as deemed appropriate (with a minimum of three), but that at least two non‐fish  guilds were required to ensure that not only fish are monitored. The workshop also  agreed that the manual should clarify that guild groups can refer to important prey  groups (defined by who eats them) as well as predators (a group that eats the same  thing).  The  proposed  approach  does  not  exclude  other  approaches  to  determining  guilds, such as using information on taxonomy or habitat.  Table 4.1. Trophic guilds. X denotes where the taxonomic groups contribute significantly to each  guild. Nekton includes bony fish, elasmobranchs and squids  Phytoplank

Zooplankto

Guild\Taxonomic group

ton1

n

Benthos

warmblooded

Seabirds

mammals

Primary producers 



 

 

 

 

 

Secondary producers 

 



 

 

 

 

Filter‐feeders 

 

 



 

 

 

Deposit‐feeders 

 

 



 

 

 

Planktivores 

 

 









Sub‐apex pelagic predators 

 

 

 







Sub‐apex demersal  predators 

 

 









Apex predators 

 

 

 







1

 

Nekton excl.

In shallower waters, macrophytes may also be important. 

Marine

22 |

4.3

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Methods and clarification of the concepts associated with boundaries, GES definition, and use of surveillance indicators.

It is clear from the comments from respondents (nine comments submitted) that this  issue was most unclear, and least developed in the previous manual. Thus the work‐ shop focused mostly of this issue. See section 3.3.  In response to comment 2, the workshop agreed that the GES definition must ensure  that undesirable effects on other foodweb components should be avoided with high  probability i.e. precautionary principle should be used, also when knowledge is lim‐ ited. Measurement uncertainty should be low enough to ensure that false positives are  rare. Policy discussion is required whether false Good or false Bads are more danger‐ ous. However, as reference levels are often poorly defined and the discussion of pre‐ cautionary limits may be premature.  4.4

Approaches to aggregation of GES decisions (e.g. OOAO). Three comments were received related to aggregation issues. See section 3.4. 

4.5

Future potential indicators and the knowledge base. Four comments. The discussions provided input into the future roadmap (see section  5). 

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 23

Table 4.1. Compilation into subject areas of comments from national authorities, scientists and other stakeholders.  C OMMENT

C OUNTRY

S UBMITTED

C OMMENT / INPUT

NUMBER

Relates to modification of the criteria from 3 to 2 (structure and function)  16 

Malta 

M. Rizzo 

Malta agrees with the proposed way forward with respect to the amalgamation of the current indicators into ‘foodweb  structure’ and ‘foodweb function’, noting that further discussions are required to identify the trophic guilds that need to be  considered by Member States.  



Italy 

C.  Silvestri, S.  Raicevich 

We agree on the rearrangement of the criteria according to the proposal into 4.1 and 4.2 criteria. We believe that the revision  of the Decision (or annexes) should better define the definition of the boundaries for the indicators taking into account (and  specifying) different options  like historical baselines, historical range of variability, current/recent data, modelling data,  expert judgment as well as specifying the need to associate to boundaries an assessment of the scientific validity (trust) into  the defined thresholds.  



France 

I. Terrier 

It is really important to change the 3 present criteria into the 2 proposed new criteria to have a more holistic view of  foodwebs and to allow the inclusion of a wide variety of indicators in this descriptor :  4.1 Foodweb structure – Abundance/biomass of, and size distribution within trophic guilds.  4.2 Foodweb function – Productivity of trophic guilds. 

12 

France 

Isabelle  Terrier 

Structure and functions of foodwebs are closely linked and both included in the concept of resilience. Both of them should be  considered. 

20 

UK 

A.  Scarsbrook 

The decision D4 criteria should be simplified to 4.1 Foodweb structure and 4.2 Foodweb function.  It is difficult to reconcile ICES analysis of the implementation of Descriptor so far (as per ICES advice book 11.2.1.4) with  ICES recommendation for a way forward. Citing the related JRC report, ICES criticize the low degree of consistency and  coherence in the D4 implementation. This is the outcome of vague language in the Commission Decision. The logical  conclusion would then be to propose more specific guidelines for proven methodological standards, such as those developed  in the WKFooWI workshop held at ICES in March‐April and the ICES advice building on this. Unfortunately, ICES miss this  opportunity in their advice for the indicator revision; it remains vague and helps little to overcome current issues with  consistency and coherence of implementations. 

Relates to definition and use trophic guilds representing differences between D4 and D1 in terms of ecosystem functioning 

 

16 

Malta 

M. Rizzo 

Discussions should also take into consideration the difficulties which may be encountered in assigning trophic guilds, noting  that the information available through literature may be of a general nature. 



Italy 

C.  Silvestri, S.  Raicevich 

We agree on the opportunity to consider at least three trophic guilds, however the selection of them should be pragmatic but  also should ensure that relevant processes (and components) of the ecosystems are taken into account.  

10 

France 

I. Terrier 

The notion of trophic guilds should replace all the other terms used (functional/key trophic group or species), because from a 

24 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

foodweb point of view, the conservation of functions in ecosystems is more important than the conservation of species  themselves, which is more a D1 objective.  11 

France 

I. Terrier 

The minimum of 3 trophic guilds to be monitored, covering different parts of the foodweb (low, middle, high trophic levels),  is also an essential requirement. 

21 

UK 

A.  Scarsbrook 

The criteria should be applied to trophic guilds, not taxonomic groups. An indicative list of guilds is provided. The categorization of  foodwebs using taxonomy should be removed from the decision.  In their advice, ICES insist that any taxonomic grouping used to define indicators for D4 should be replaced by groupings by  trophic guild (defined though food type or feeding mode), without providing any clear rationale. It is well known among  foodweb experts (e.g. Rossberg et al., Journal of Theoretical Biology, 241, 2006:552—563. Naisbit, et al. Proceedings of the  Royal Society B, 279, 2012:3291—3297) that taxonomy is closely related to the roles species play in foodwebs as prey, although  it is only loosely related their roles are predators. Therefore, taxonomic groupings can make good sense for foodweb  indicators. By ICES proposal to work with trophic guilds and the indicative list for guilds they provide, foodweb indicators  would group basking sharks into the same guild as mussels (both are “filter‐feeders”), and many seabirds into the same  group as marine mammals and most large fish, as far as these are “pelagic piscivores”.  There is a high risk that indicators  based on such groupings would be difficult to define, to interpret and to manage. Other issues with the proposal are that,  upon closer inspection, trophic guilds are not sharply defined and many species run through several trophic guilds during  different life stages (all of which are equally important for the survival of the species). 

22 

UK 

A.  Scarsbrook 

Of the minimum requirement of three trophic guilds per region, a maximum of one should be an exclusive fish guild.  There is no sensible way of restricting  all fish to a single trophic guild and still have something than makes any sense in  foodweb terms! The theory of size structured foodwebs when applied to fish only should be sufficient to suggest that this is  non‐sensical. Fish operate at different trophic levels as they increase in size, and within marine foodwebs fish perform many  quite different trophic fundctions. The ERSEM model for example uses four fish guilds dmersal piscivores and benthivores,  and pelagic piscivores and planktivores. The ERSEM model would not produce meaningful output with fewer fishi guilds. I  would argue that in order to comfortably assign all fish in the North Sea to trophic functional guilds, a fifth guild, demersal  planktivores, is actually required. 

28 

RSPB 

E. Dunn  

Included in elements to be taken out of the Decision and included in the guidance document is:  • ʺThe recommendation that not all trophic guilds in each ecosystem need to be assessed but that, by region, a minimum of at least three  trophic guilds should be monitored. [...] Of the minimum requirement of three trophic guilds per region, a maximum of one should be an  exclusive fish guild.ʺ  • The choice of trophic guilds is expected to reflect regional differences in priorities and ecosystem dynamics.   This guidance, while necessary, is not sufficiently explicit. The advice in the WKGMSFD D4 report (page 9) states that: ‘As a  general rule, at least three trophic guilds should be considered [for monitoring] spanning as widely as possible from primary  producers to apex predators’. The manual text should be revised to capture more precisely this guidance on selecting for  monitoring a set of trophic guilds representative of the spectrum of foodwebs.   This guidance is also relevant to the fact that currently some Member States consider only higher trophic levels (see Criterion  4.3 Abundance/distribution of key trophic groups/species). 

Relates methods and clarification of the concepts associated with boundaries, GES definition, and use of surveillance indicators. 

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

 

| 25



Italy 

C.  Silvestri, S.  Raicevich 

Possibly would be needed to specify that the indicators should be within acceptable ranges that ensure  the high probability  to maintain the full reproductive capacity 



Italy 

C.  Silvestri, S.  Raicevich 

We agree on considering most of (in not all) D4 indicators as surveillance indicators due to the lack of indicators reflecting  strong pressure‐state relationships (and lack of scientific knowledge/methods to disentangling the relative role of different  pressures). However, the revision of the Decision should clearly specify the procedure to be adopted when surveillance  indicators show to reach values that are considered to be critical. Without setting a common and agreed approach, it is likely  that such surveillance indicators will be little use and have little influence on the challenge to reach GES. 

13 

France 

I. Terrier 

The notion of surveillance indicators is really important for D4, because changes and shifts in foodwebs are possible to detect  but the direct pressure‐state relationships are often not yet established considering the complexity of foodwebs and the lack  of knowledge. 

15 

France 

I. Terrier 

Agreement on methodological standards for defining GES: the precautionary principle should be followed when surveillance  indicators are out of bounds (known experience) because of the lack of knowledge of foodwebs (to the extent that they are  known): investigation needed. 

17 

NL 

F. van den  Ende 

“ Movements beyond those bounds should be seen as possibly/potentially leaving GES..”   When the cause turns out not to be human activity (or is climate change) the GES bounds should be adapted 

18 

Germany 

A. Weiß 

We consider the two important questions raised within the document crucial to the development of an indicator supporting  the main objectives of the MSFD, i. e. to set up measurement programmes which allow to measure GES. The two questions  are: how do we determine GES thresholds or boundaries. 

24 

UK 

A.  Scarsbrook 

GES can only be considered if 4.1 and 4.2 are within the GES boundaries.  This is key to development of the foodweb indicators. With changing climate it will become increasingly difficult to set  specific targets representing GES. Particularly for foodwebs, if we see trophic guild biomass indicators heading off into  regions that have never been seen before, either higher or lower than previously observed, this should be cause for concern,  and froma precautionary perspective, we should ensure that human activity is not the cause of  such a trend. 

25 

UK 

A.  Scarsbrook 

ʺUsually environmental influence has a high impact on foodweb structure and function. Current scientific understanding is such that  anthropogenic pressure is difficult to distinguish from the environmentally influenced variability.[..] In the absence of strong indicators  reflecting pressure‐state relationships, the indicators of D4 should be treated as surveillance indicators (monitoring change in the foodweb  across the minimum three guilds).ʺ  In their advice, ICES reiterate that, based on their scientific understanding, anthropogenic pressures are difficult to  distinguish from the environmentally influenced variability. It is hard to reconcile this finding with the role ICES plays in  fisheries management. The scientific literature describes for several aspects of foodweb structure how these are affected by  anthropogenic pressures. What ICES might have meant to say when negating existence of human‐attributable change in  foodwebs is that, for many conceivable foodweb indicators, indicator values fluctuate widely and these fluctuations are  difficult to attribute to causes. However, this just means that such indicators are poorly designed. They should neither be  used for “surveillance”, as ICES suggest, nor for management. Another reason might be that some aspects of foodwebs  simply are not vulnerable to anthropogenic pressures. Indicators properly designed to quantify vulnerable high‐level  properties of foodwebs do not suffer from these problems 

26 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Comment above highlighted in yellow (UK n.6) also relevant here (page 18; lines 18‐20).  26 

UK 

A.  Scarsbrook 

ʺMethodological standards for defining GES should describe a state within prescribed bounds based on our known experience of natural  variability of that foodweb’s state. Movement beyond those bounds should be seen as leaving GES, and lead to an investigation into the  cause or the change in GES status and, when relevant, trigger more precautionary management.ʺ  Please clarify what ‘natural’ means here.  Comment above in yellow also relevant here.  ICES propose that GES for D4 would correspond to indicator values within the natural range of variation. Depending on  what ICES mean by “natural” , this stipulation, too, seems to be add odds with ICES role in fisheries management. More  appropriate might be a recent proposal developed by the DEVOTES project (Rossberg et al., unpublished ms): GES  corresponds to indicator values such that these would return to the natural range of variability within [30 year] if,  hypothetically, all anthropogenic pressures removed. 

Relates to Approaches to aggregation of GES decisions (e.g. OOAO).  8 

Italy 

C.  Silvestri, S.  Raicevich 

Although we do understand the merit of having a pragmatic approach for GES determination within the criteria level (i.e. not  using the OOAO approach), we do not necessarily agree on the fact that GES would never be reached. This is very depending  on the range of variability that is set for the indicators and in the actual state of the marine environment. We agree on the  need of better refining the GES interpretation for D4, also in the light of the precautionary approach. As already discussed,  the procedure (management procedure? Monitoring procedure? Other?) triggered by falling apart from boundaries set for  the definition of GES for indicators should be clearly defined for surveillance indicators. 

14 

France 

I. Terrier 

The principle of one out, all out at the criterion level appears to be the more suitable to D4: functions are as important as  structure.  

29 

RSPB 

E. Dunn  

Regarding the following text: ”One out, all out was considered appropriate at the criterion level. Hence, there can only be GES of D4 if  both structure and function are at GES. However, the effect of the one out, all out” method within each criterion would likely be a  permanent state of D4 outside GES, with management action unlikely to succeed in bringing the indicator inside GES. This might be  counterproductive as the perception of an indicator which is always outside the bounds of management action will likely lead to ignoring  the issues which can be addressed through management.ʺ  We agree with the rationale underlying that, within each D4 criterion, the OOAO rule for GES is inappropriate. However,  given that some Member States perceive that D4 is covered by D1 targets, and don’t set any D4 targets at all, then the OOAO  rule should apply to D1. We appreciate that this linkage is more relevant to the Review of the GES Decision 2010/477/EU and  MSFD Annex III – cross‐cutting issues but make the comparative point again here for the sake of completeness. 

Relates to future potential indicators and the knowledge base. 

 

18 

Germany 

A. Weiß 

We consider the two important questions raised within the document crucial to the development of an indicator supporting  the main objectives of the MSFD, i.e. to set up measurement programmes which allow to measure GES. The two questions  are: (1) how can anthropogenic pressure be distinguished from environmentally influenced variability  



Italy 

C.  Silvestri, S.  Raicevich 

It should be noted that this interpretation could determine a reduction in the efforts towards the understanding and  monitoring of foodwebs. This is due in particular to the fact that only part of the FW components are at present well  monitored and known, and such interpretation (while being pragmatical) could imply that no effort for new monitoring 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 27

could be enforced (also resulting in avoiding to consider some relevant trophic guild of relevance level). Therefore we suggest  this interpretation to be amended quoting the need of filling gap of knowledge for those trophic guilds whose role is  considered potentially relevant (or have been shown to be relevant  thanks to modelling or experimental studies).   4 

Italy 

C.  Silvestri, S.  Raicevich 

It is worth noting that some ecosystem indicators are being considered in the Barcelona Convention not in the EO4  (Foodweb) but, rather, under other Ecological objectives, for instance the EO3 related to fishing effects. A process for the  integration/alignment of new MSFD definition and the work carried out so far by the RSC should be established, because the  changes in the Decision could determine a mismatch with the current and ongoing definition/selection  of foodweb  indicators. 

23 

UK 

A.  Scarsbrook 

The criterion 4.1 Foodweb structure should be subdivided into biomass of guilds over time and size structure within those guilds.   There is more to foodweb function than productivity (e.g. the ability of foodwebs to regulate abundances along the food  chain [oceans without zooplankton would be green] or their role of harbouring biodiversity [species richness is coupled  across trophic levels, see e.g. Warren and Gaston, Phil Trans R Soc London B, 338, 1992:113‐210, Rossberg, “Foodwebs and  Biodiversity”, Wiley 2013]), and more to foodweb structure than abundance and size structure within groups (e.g. a balance  between benthivorous fish and benthic food available to them). WKFooWI acknowledged these complications, noting that  they often cut across Descriptors, and recommended that these cross‐cutting issues are identified and addressed by the  appropriate Descriptors. These insights and recommendations were not taken up by ICES in their advice for the D4 revision. 

General comments and text corrections 

 

 

31 

RSPB 

E. Dunn  

Amend to cite as 2014a and 2014b. 



FI 

S.  Korpinen 

Nothing to report 

19 

UK 

A.  Scarsbrook 

Given the recent ICES advice on D4 it would be more useful for us to comment on the new Decision draft when it becomes  available. This previous ICES advice to the Commission provided a useful Roadmap for D4 implementation, which should be  referred to. There is also no reference to the need to consider the biodiversity descriptors D1, 3, 4 and 6 as an integrated set  and where possible use a common suite of indicators. We find some of the wording is a bit vague, for example on the  definition of guilds, and targets linked to natural variability.  

27 

RSPB 

E. Dunn  

The document faithfully reflects the outcomes of the ICES WKGMSFD D4, 26‐27 August 2014 which achieved a high level of  consensus among stakeholders. 

30 

RSPB 

E. Dunn  

Rational and technical background for proposed revision:  Presumably ‘Rationale’? 

28 |

5

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Roadmap for future development of science for implementation and evaluation The proposed roadmap considers the following two aspects:  

What needs to be done for the implementation for the current review of the Commis‐ sion Decision? 



What are the necessary steps for future reviews? 

Timelines  considered  were  immediate steps in  the next  24  months’ and  longer‐term  action within  a 48  months’  time frame.  The  most  important  issues  to address in  the  roadmap were identified as:   

Regional and Cross‐regional coordination 



Information flow between descriptors: Gaps and overlaps 



Uncertainty and GES 



Further steps in indicator development 



Aggregation for GES assessment within D4 including spatial integration 

This section should be considered an exploration of issues, rather than a specific road  map. It is designed as a collection of issues and ideas.  5.1

Regional and Cross-regional scientific advice process Closer  cooperation  is  necessary  between  foodweb  experts  both  within  and  between  regional seas to facilitate the sharing of scientific knowledge, experience and expertise.  Such  cooperation  will  provide  consistent  interpretation  and  application  of  scientific  evidence to the implementation of D4 within and between regions.  Regional  workshops  or  groups  (OSPAR  already  has  a  D4‐foodweb  expert  working  group) could focus on ensuring consistent interpretations of indicators, limits and es‐ timation methods within regions to facilitate a more consistent scientific advice to the  individual Member States. In some Regions, comprehensive lists of indicators at the  Regional or European level have already been agreed upon. At both Regional and Eu‐ ropean  level,  work  should  continue  to  gradually  expand  agreed  lists  of  appropriate  indicators. This would require broad participation of decision‐makers and scientist.  A cross‐regional workshop should focus on identifying key research questions, nomi‐ nating groups of expert to work on each question and nominating groups to formulate  research proposals. The recommendations from the workshop could include specific  Terms of Reference for existing groups, such as ICES Working Groups, and the OSPAR  expert group on Foodwebs or newly formed regional D4 assessment groups. This pro‐ cess will provide scientific input into the development of D4 indicators and assessment  methods in all Regional Seas – starting immediately, ongoing into the future. In the  longer term, a scientific review of the Article 8 assessments submitted by MSs in 2018  could help to inform any revision of the Commission Decision and the work towards  the next assessment in 2024. 

5.2

Information flow between descriptors: Gaps and overlaps Biodiversity  descriptors  (D1,  4,  6)  are  often  grouped  together  in  reporting,  but  with  different teams working on each descriptor. It is important to tease out foodweb inter‐ actions or specifics relating to each indicator. Whereas the same indicators may be used  in different descriptors, their meaning, targets and interpretation may be different. The   

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 29

use of similar terminology can be misleading in different contexts and so it is important  that the descriptor‐specific meanings are clear both within and across the biodiversity  descriptors. Gap analysis between descriptors will ensure that all aspects of the marine  ecosystem are sufficiently covered within the directive.  Suggested biodiversity crosscutting issues to be addressed are:  

Overlaps of indicators ‐ do they measure the same thing, or do they have  descriptor‐specific functions? Do they require different target settings? 



The understanding of ecosystem functioning ‐ is it common across the bio‐ diversity descriptor or does it merit specific definitions by descriptor? 



The concepts of biodiversity aspects as currently used by the MSFD (benthic  and pelagic habitats, fish and cephalopods; marine mammals and reptiles;  marine birds) vs. trophic guilds ‐ can these two concepts be combined into a  three‐dimensional matrix (e.g. table in last D4 report) that can be aggregated  as required or are descriptor specific groupings required? 



Gap analysis ‐ are all aspects of marine ecosystem’s biodiversity sufficiently  covered by the Directive?  

It is important that communication between descriptor groups is initiated as soon as  possible and continues through the process. This relates specifically with overlaps with  D1 and D6, although also covers D3. A task group of representatives from each biodi‐ versity descriptor (JRC/ICES) may address biodiversity‐specific crosscutting issues ei‐ ther by correspondence or meetings.  5.3

Uncertainty and GES ʺWe demand rigidly defined areas of doubt and uncertainty!ʺ  (Vroomfondel, a philosopher) Douglas Adams  Multiple sources of uncertainty affect the ability to determine how D4 indicator bounds  and changes can be interpreted for GES. Without a framework for updating knowledge  of implications for indicator bounds that reflect updating of the science it will be not  be possible to interpret D4 indicators for GES. There are three issues that require fur‐ ther attention: statistical uncertainty with respect to measuring indicators, uncertainty  reflecting  whether  the  values  for  indicators  relate  to  desirable  or  undesirable  states,  and how direct and indirect linkages between indicators and pressures affect D4 indi‐ cator behaviour.  Identification and application of empirical, modelling and conceptual tools (e.g. expert  elicitation) can be used to identify and test the performance of thresholds, and indicator  behaviour that develops knowledge of reference levels and pressure‐state relationships  with a goal to move surveillance indicators to better informed target ranges. These ap‐ proaches (e.g. simulation modelling) should enhance predictions of the consequences  of perturbations, demonstrate the value of empirical data and help to better identify  reference levels to determine status.  There are two levels of work that need to be addressed. Broader scale methodological  advances and review, and system‐specific work related to improving and refining in‐ dicator measurement. A lot of ongoing and existing research exists, and some of this  may sit outside the MSFD community.  

 

30 |

5.4

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Indicator development WKGMSFDD4‐II sees a The workshop stated the need to understand the relationship  between variation in anthropogenic pressure and change in surveillance or state indi‐ cators used to monitor change in marine foodwebs, and in this process, to be able to  distinguish between human‐driven and environmentally‐driven change in the food‐ web indicators. In order to be able to assess changes in foodweb structure and function  that are primarily caused by a changing environment, there is a clear need for indica‐ tors  that  monitor  change  in  lower  trophic  level  guilds,  such  as  phytoplankton,  zoo‐ plankton and benthos. In attempting to meet the requirement to monitor three trophic  guilds, of which at least two are non‐fish guilds, Member States might be tempted to  focus their monitoring activity on higher trophic level guilds, such as seabirds or and  marine mammals, and this could seriously hamper our capacity to interpret variation  in  foodweb  structure  as  caused  by  either  human  activity  or  environmental  change.  There are many regions where few data on abundance of benthic guilds is available to  inform  assessments.  Although  important  proportions  of  the  benthic  community  are  sampled in fisheries trawl surveys, additional efforts would be needed to systemati‐ cally evaluate these samples, to process and store the resulting data. Planning for these  activities can start in the near future.  The abundances of guilds in isolation do not tell the full story of the state and the pro‐ cesses occurring in a foodweb. Better assessments of whether (i) the foodweb is in a  forced state from which recovery is difficult, (ii) behaves in an unexpected way, and  (iii) does not function to its full capacity, will be possible when abundance‐indicator  time‐series are interpreted through models. Such models also make it possible to dis‐ tinguish indirect effects of pressures from natural variability. Beyond the use of models  in developing a better understanding of foodwebs and indicators, future assessments  of GES should therefore make direct use of models in conjunction with the indicator  data. Appropriate models, such as Strath2E2 are available (Heath et al., 2014a, b) and  development of corresponding assessment methodologies can begin in the near future.  As  models  and  understanding  improve,  we  can  convert  surveillance  indicators  into  indicators associated with clear targets. The proposed D4 cross‐regional scientific ad‐ vice process could support these developments.  Management strategy evaluations (MSE) are now well established in fisheries manage‐ ment. For the purpose of determining the validity and uncertainties of assessments of  foodweb status and effectiveness of management measures, such MSE could be used.  For the policy process, it is important that the potential value of MSE is recognized,  especially in conjunction with model‐based assessments. Future MSFD assessment cy‐ cles might include MSE.  The rationale for determining ecological guilds for the purpose of D4 assessment needs  to be developed further. Feeding habits are an important criterion for grouping species,  but they are not exclusive. Potential predators, preferred habitats, and, for the purpose  of  comparability,  also  taxonomic  similarity  can  also  be  considered.  Good  choices  of  guilds can affect the quality of assessments. This becomes particularly clear for model‐ based assessments: it is known that models with “intermediate complexity”, i.e. mod‐ els  resolving  an  intermediate  number  of  carefully  chosen  guilds,  are  most  effective  (Fulton et al., 2003). Guilds should be chosen based on how effective they support as‐ sessments of status and function of the foodweb as a whole.  Foodweb dynamics are characterized by both trophic (predator–prey) interactions and  non‐trophic interactions, such as habitat modification, and therefore it is important to  quantify both types of processes when trying to assess changes in both structural and   

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 31

functional properties in foodwebs (Kéfi et al., 2015). Habitat modification and species  removal caused by human pressure, such as fishing activities and ecosystem change  driven by environmental and climate conditions may be reflected in non‐trophic inter‐ actions in foodwebs and therefore, non‐trophic dimensions need to be considered in  further development of foodweb indicators.  We can increase our understanding of how complex ecological systems respond to dis‐ turbance  by  using  non‐trophic  interactions  to  explain  variation  not  explained  by  trophic interactions (Kéfi et al., 2015; Pocock et al., 2012). Next steps would be to char‐ acterize ecological networks that occur among species and quantify both trophic and  non‐trophic  interactions.  This  aspect  can  be  described  by  using  available  modelling  tools for visualizing ecological networks (Kéfi et al., 2015; Thompson et al., 2012). Con‐ sideration of an ecological network approach for the development of foodweb indica‐ tors  is  currently  on  going.  First  there  is  a  need  to  establish  a  robust  approach  and  methodology to quantify trophic interactions. Secondly, future effort will benefit to in‐ corporate non‐trophic interactions in foodweb dynamics, to fully characterize the com‐ munity and assess the ecological status of the foodweb towards GES.  5.5

Aggregation for GES assessment within D4, including spatial integration A scientific basis for rules of aggregation should be developed. To allow inclusion of  all available information, aggregation rules are needed which account for that indica‐ tors vary in, for example, their degree of development, the length of time‐series of data,  uncertainty (both statistical and conceptual), and the pressure‐state relationship. Ag‐ gregation  guidelines  are  needed  very  quickly  after  the  suite  of  indicators  is  agreed  upon regionally, well in time before the next reporting of Member States to EC. A work‐ shop of foodweb experts either at regional scale, or preferably together (if agreed by  RSCs), to agree on aggregation rules that can be applied both at the regional and na‐ tional level.  Should Member States see the need for it, the MSFD allows for subregions to be split  into spatial subdivisions for the purpose of assessment. For example, there is clear ev‐ idence of spatial heterogeneity within both the benthic invertebrate and the fish com‐ munities in the North Sea (Figure 5.1). Hence, it would make ecological sense to carry  out  assessments  of  state  with  ecological  subunits.  In  the  Baltic  Sea  (Figure  5.2.),  the  marked gradient in salinity, and all the ecological variation associated with this, sug‐ gests that single assessments made at the whole subregional scale could mask variabil‐ ity that would be apparent should assessment be made at an appropriate subdivisional  scale. In some subregions, monitoring programmes do not cover the entire area; hence,  assessments would most likely be carried out using the individual survey monitoring  programmes. In both instances, in coming to an overall assessment of status for a par‐ ticular indicator at the subregional scale, integration of individual subdivisional scale  assessments would be required. Subregional scale assessment outcome is strongly de‐ pendent upon the aggregation/integration methodology applied (Figure 5.3). A single  subregional scale indicator assessment also gives a “Not GES” outcome; the same out‐ come is achieved using the OOAO rule or an “averaging” integration method. 

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Degrees Latitude

32 |

 

Figure 5.1. Potential partitioning of the North Sea into five spatial subdivisions based on spatial  heterogeneity in the composition of the demersal fish community and showing an east‐west split  separating the UK EEZ from the remainder of the North Sea. 

 

Figure 5.2. Map of the Baltic Sea presenting subdivisions into 17 open sub‐basins and 42 coastal  areas used for the HOLAS assessment. 

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 33

 

Figure 5.3. Integration of separate subdivisional‐scale assessments to derive an overall assessment  status  based  on  a  single  indicator  at  the  scale  of  an  MSFD  subregion  and  showing  the  effect  of  using five different aggregation methods. Deriving the “common indicator” is the first step in the  aggregation process and this is simply done by dividing the observed indicator value by its target  value. 

 

34 |

6

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Conclusions The  review  comments  and  this  workshop  supported  the  proposal  of  WKMSFDD4  (ICES 2014) to replace the three criteria in the Commission Decision under Descriptor  4 with two criteria: 4.1 Foodweb Structure; 4.2 Foodweb Function. These two criteria  will  provide  the  framework  within  which  to  assess  whether  marine  ecosystems  are  subjected to sufficiently ‘strong sustainable use’ (criterion 4.1 on foodweb structure)  and  whether the  ecosystems  can effectively  support  these  uses  by  being  sufficiently  “productive” (criterion 4.2 on Foodweb Function). For GES under Descriptor 4 to be  achieved, both the structure and function of foodwebs need to be at appropriate levels.  Many foodweb indicators show substantial variation due to factors not related to an‐ thropogenic pressures (weak or indirect links to human pressure). Indicators often re‐ flect the desire to achieve a balanced ecosystem, and hence having very high or very  low indicator values could be considered equally undesirable. The desired level of a  specific indicator may be related to avoiding undesirable effects on other ecosystem  components  and  hence  requires  information  and  knowledge  of  the  relationship  be‐ tween different foodweb components. Given these special considerations, a foodweb  indicator may be associated with different combinations of available data (monitoring  time‐series) and knowledge (about the relationship of the indicator with foodweb com‐ ponents). Guidelines were developed for varying data and knowledge scenarios to de‐ rive indicator limits (reference areas). Common to these guidelines are the principles  that:  i. ii. iii.

indicators should be reported together with estimates of their precision,  highly variable indicator estimates should not lead to changes in limits  a lack of knowledge of limits and effects of falling outside limits should not be  used as an excuse for lack of action. 

This would allow the use of precautionary principles when deciding on management  actions. This use of surveillance indicators, based on monitoring, triggers action when  indicators move beyond the limits. This action should determine whether anthropo‐ genic pressures are causing changes to the foodweb. Indicator limits should relate to  current conditions of the ecosystem, implying that limits will need to be reviewed reg‐ ularly and updated where necessary in response to natural variability of ecosystem.  For the GES assessment of foodwebs at the criterion level, the applications of simple  aggregation or averaging rules are not considered suitable. Assessments should follow  a decision tree flow that takes into account different pressure‐state relationships; var‐ ying levels of uncertainty in the indicators; their interrelationships and whether indi‐ cators  are  surveillance  indicators.  State  indicators  that  have  clear  links  to  pressures  require both pressure and state indicators to be at within limits, however lag periods  need to be taken into account. Surveillance and non‐surveillance indicators can either  be assessed and reported on separately, due to their different response requirements  (ii.e.., further investigation or management action) or combined by applying different  weightings.  Although  methods  to  aggregate  indicators  can  differ  across  the  two  D4  criteria, both structure and function need to be at GES for overall GES to be achieved.  Comments submitted to ICES on the previous version of the manual also requested  clarification and guidance with regards to the use and definition of trophic guilds. The  workshop  decided  to  add  text  to  the  manual  and  include  a  table  on  potential  ap‐ proaches. Some of the comments related to the need for further work and these were  used to create a roadmap for further research required for the implementation and de‐ velopment of foodweb indicators to support the MSFD.   

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

7

| 35

References Baker, M. R., and Hollowed, A. B. (2014). Delineating ecological regions in marine systems: In‐ tegrating physical structure and community composition to inform spatial management in  the eastern Bering Sea. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 109,  215‐240.  Borja A, Prins TC, Simboura N, Andersen JH, Berg T, Marques J‐C, Neto JM, Papadopoulou N,  Reker J, Teixeira H and Uusitalo L (2014) Tales from a thousand and one ways to integrate  marine  ecosystem  components  when  assessing  the  environmental  status. Front.  Mar.  Sci.  1:72. doi: 10.3389/fmars.2014.00072  Cook A.S. C. P., Daria Dadam, Ian Mitchell, Viola H. Ross‐Smith and Robert A. Robinson. 2014.  Indicators of seabird reproductive performance demonstrate the impact of commercial fish‐ eries on seabird populations in the North Sea. Ecological Indicators 38: 1–11.  CSWD (2014) Annex Accompanying the document Commission Report to the Council and the  European Parliament. The first phase of implementation of the Marine Strategy Framework  Directive  (2008/56/EC).  The  European  Commissionʹs  assessment  and  guidance.  Brussels,  20.2.2014 COM(2014) 97 final  Fay, G., Large, S. I., Link, J. S., and Gamble, R. J. (2013). Testing systemic fishing responses with  ecosystem indicators. Ecological Modelling, 265, 45‐55.  Fay, G., Link, J. S., Large, S. I., and Gamble, R. J. (2014). Management performance of ecological  indicators in the Georges Bank finfish fishery. ICES Journal of Marine Science: Journal du  Conseil, fsu214.  Frederiksen  M.,  Wanless  S., Harris  M.P.,  Rothery  P.,  Wilson  L.J.  (2004). The  role of  industrial  fisheries and oceanographic change in the decline of North Sea black‐legged kittiwakes. J.  Appl. Ecol. 41: 1129–1139.  Frederiksen, M., Jensen, H., Daunt, F., Mavor, R.A. and Wanless, S. 2008. Differential effects of a  local industrial sand lance fishery on seabird breeding performance. Ecol. Appl. 18: 701–710.   Frederiksen,  M.,  Mavor,  R.A. and  Wanless, S.  2007.  Seabirds  as  environmental  indicators:  the  advantages of combining data sets. Mar. Ecol. Prog. Ser. 352: 205–211.  Fulton, EA and Smith, ADM and Johnson, CR (2003) Effect of complexity on marine ecosystem  models. Marine Ecology Progress Series, 253. pp. 1‐16.   Fung, Tak, Keith D. Farnsworth, David G. Reid, and Axel G. Rossberg. 2012. ‘Recent Data Sug‐ gest No Further Recovery in North Sea Large Fish Indicator’. ICES Journal of Marine Science  69 (2): 235–39.  Fung, Tak, Keith D. Farnsworth, Samuel Shephard, David G. Reid, and Axel G. Rossberg. 2013.  ‘Why the Size Structure of Marine Communities Can Require Decades to Recover from Fish‐ ing’. Marine Ecology Progress Series 484: 155–71.  Furness R.W. and Tasker M.L. 2000. Seabird‐fishery interactions: quantifying the sensitivity of  seabirds to reductions in sandeel abundance, and identification of key areas for sensitive  seabirds in the North Sea. Mar. Ecol. Prog. Ser. 202: 253–264.  Gaichas, S. K., Link, J. S., and Hare, J. A. (2014). A risk‐based approach to evaluating northeast  US fish community vulnerability to climate change. ICES Journal of Marine Science: Journal  du Conseil, 71(8), 2323‐2342.  Greenstreet, S. P. R., Rogers, S. I., Rice, J. C., Piet, G. J., Guirey, E. J., Fraser, H. M., and Fryer, R.  J. 2011. Development of the EcoQO for the North Sea fish community. ICES Journal of Ma‐ rine Science, 68: 1–11.  Greenstreet, S. P. R., S. I. Rogers, J. C. Rice, G. J. Piet, E. J. Guirey, H. M. Fraser, and R. J. Fryer.  ‘Development of the EcoQO for the North Sea Fish Community’. ICES Journal of Marine Sci‐ ence: Journal Du Conseil 68, no. 1 (2011): 1–11. 

 

36 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Heath,  Michael  R,  Douglas  C  Speirs,  and  John  H  Steele.  2014a.  “Understanding  Patterns  and  Processes in Models of Trophic Cascades.” Ecology Letters 17 (1): 101–14.  Heath,  Michael  R,  Robin  M  Cook,  Angus  I  Cameron,  David  J  Morris,  and  Douglas  C  Speirs.  2014b. “Cascading Ecological Effects of Eliminating Fishery Discards.” Nature Communi‐ cations 5.  Houle, J. E., K. D. Farnsworth, A. G. Rossberg, and D. G. Reid. 2012. ‘Assessing the Sensitivity  and Specificity of Fish Community Indicators to Management Action’. Canadian Journal of  Fisheries and Aquatic Sciences 69 (6): 1065–79. doi:10.1139/f2012‐044.  ICES Advice. 2014. Baltic Sea Cod in Subdivisions 25 – 32. http://www.ices.dk/sites/pub/Publi‐ cation%20Reports/Advice/2014/2014/cod‐2532.pdf   ICES. 2007. Report of the ICES/HELCOM Working Group on Integrated Assessments of the Bal‐ tic Sea (WGIAB). ICES CM 2007/BCC:04, 75p.  ICES.  2014a.  Report  of  the  Workshop  on  Scoping  for  Integrated  Baltic  Cod  Assessment  (WKSIBCA). ICES CM 2014/ACOM:62, 51p.  ICES.  2014b.  Report  of  the  Baltic  Fisheries Assessment  Working  Group  (WGBFAS).  ICES  CM  2014/ACOM:10, 932p.  Kéfi, S., et al. (2015). Network structure beyond food webs: mapping non‐trophic and trophic  interactions on Chilean rocky shores. Ecology, 96, 291‐303.  Large, S. I., G. Fay, K. D. Friedland, and J. S. Link. 2013. Defining trends and thresholds in re‐ sponses  of  ecological  indicators  to  fishing  and  environmental  pressures.  ICES  Journal  of  Marine Science: Journal du Conseil 70:755–767.  Large SI, Fay G, Friedland KD, Link JS (2015) Critical points in ecosystem responses to fishing  and environmental pressures. Mar Ecol Prog Ser 521:1‐17  Large SI, Fay G, Friedland KD, Link JS. In press. Quantifying patterns of change in marine eco‐ system response to multiple pressures. PLoS ONE.10.1371/journal.pone.0119922.  Levin, P. S., Fogarty, M. J., Murawski, S. A., and Fluharty, D. 2009. Integrated ecosystem assess‐ ments: developing the scientific basis for ecosystem‐based management of the ocean. PLoS  Biology, 7:e14. doi:10.1371/journal.pbio.1000014  Link, J. S. (2005). Translating ecosystem indicators into decision criteria. ICES Journal of Marine  Science: Journal du Conseil, 62(3), 569‐576.  Modica, Larissa, Francisco Velasco, Izaskun Preciado, Maria Soto, and Simon P. R. Greenstreet.  2014. ‘Development of the Large Fish Indicator and Associated Target for a Northeast At‐ lantic Fish Community’. ICES Journal of Marine Science: Journal Du Conseil 71 (9): 2403–15.  doi:10.1093/icesjms/fsu101.Sheldon, R. W., A. Prakash, and W. H. Sutcliffe, Jr. 1972. ‘The Size  Distribution of Particles in the Ocean’. Limnology and Oceanography 17: 327–40.  Möllmann, C. and Köster, F. W. 2002. Population dynamics of calanoid copepods and the impli‐ cations of their predation by clupeid fish in the Central Baltic Sea. Journal of Plankton Re‐ search, 24: 959–977  Möllmann, C., Kornilovs, G., and Sidrevics, L. 2000. Long‐term dynamics of main zooplankton  species in the central Baltic Sea. J. Plankton Res. 22: 2015–2038  Möllmann, C., Köster, F. W., Kornilovs, G. and Sidrevics, L. 2003. Interannual variability in pop‐ ulation dynamics of calanoid copepods in the Central Baltic Sea. ICES Marine Science Sym‐ posia, 219: 294–306  Nordström, M.C., Aarnio, K., Törnroos, A., and Bonsdorff, E., (in review) Nestedness of trophic  links and biological traits in a marine food web.   Österblom, H., S. Hansson, U. Larsson, O. Hjerne, F. Wulff, R. Elmgren, and C. Folke. 2007. Hu‐ man‐induced Trophic Cascades and Ecological Regime Shifts in the Baltic Sea. Ecosystems  10:877–889. 

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 37

Pocock, M. J., et al. (2012). The robustness and restoration of network of ecological networks.  Science, 335, 973‐977.  Rossberg, A. G. 2013. Food Webs and Biodiversity: Foundations, Models, Data. Wiley.  Rossberg, A. G., Uusitalo, A., Berg, T., Zaiko, A., Borja, A., and Lynam, C., 2015.  Choosing indi‐ cators and their target ranges to assess sustainable use of marine ecosystems, in Proposal of  indicator  tools  for  GES  descriptors  on  biodiversity  food‐webs  and  bottom  integrity.  DE‐ VOTES Project, Milestone Report 13, pp. 4‐30.  Samhouri, J. F., Levin, P. S., James, C. A., Kershner, J., and Williams, G. (2011). Using existing  scientific  capacity  to  set  targets  for  ecosystem‐based  management:  a  Puget  Sound  case  study. Marine Policy, 35(4), 508‐518.  Shephard,  Samuel,  David  G.  Reid,  and  Simon  P.  R.  Greenstreet.  2011.  ‘Interpreting  the  Large  Fish Indicator for the Celtic Sea’. ICES Journal of Marine Science.  Shephard, Samuel, Tak Fung, Axel G. Rossberg, Keith D. Farnsworth, David G. Reid, Simon P.  R. Greenstreet, and Steve Warnes. 2013. ‘Modelling Recovery of Celtic Sea Demersal Fish  Community  Size‐Structure’.  Fisheries  Research  140  (0):  91–95.  doi:10.1016/j.fishres.2012.12.010.  Shephard, Samuel, Tak Fung, Jennifer E. Houle, Keith D. Farnsworth, David G. Reid, and Axel  G.  Rossberg.  2012.  ‘Size‐Selective  Fishing  Drives  Species  Composition  in  the  Celtic  Sea’.  ICES Journal of Marine Science 69 (2): 223–34.  Shin, Y‐J., Shannon, L. J., Bundy, A., Coll, M., Aydin, K., Bez, N.,Blanchard, J. L., et al. 2010b.  Using indicators for evaluating, comparing, and communicating the ecological status of ex‐ ploited marine ecosystems. 2. Setting the Scene. ICES Journal of Marine Science, 67: 692–716.  Smith, A. D. M., Fulton, E. J., Hobday, A. J., Smith, D. C., and Shoulder, P. 2007. Scientific tools  to  support  the  practical  implementation  of  ecosystem‐based  fisheries  management.  ICES  Journal of Marine Science, 64: 633 – 639.  Szuwalski, C. S., Vert‐Pre, K. A., Punt, A. E., Branch, T. A. and Hilborn, R. (in press), Examining  common  assumptions  about  recruitment:  a  meta‐analysis  of  recruitment  dynamics  for  worldwide marine fisheries. Fish and Fisheries. doi: 10.1111/faf.12083  Thompson, R. M., et al. (2012) Food webs: reconciling the structure and function of biodiversity.  TREE, 12, 689‐697.  Vert‐pre, K. A., Amoroso, R. O., Jensen, O. P., and Hilborn, R. (2013). Frequency and intensity of  productivity regime shifts in marine fish stocks. Proceedings of the National Academy of Sci‐ ences, 110(5), 1779‐1784.  Yletyinen, J., Bodin, Ö., Weigel, B., Nordström, M.C., Bonsdorff, E., and Blenckner, T. (2014) Un‐ derstanding marine regime shifts: detecting possible changes in structures and functions of  coastal and pelagic food webs. Manuscript in lic.thesis, University of Stockholm. 

 

38 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Annex 1. List of participants

 

Name

Address

E-mail

Andrea Belgrano 

Swedish Institute for the  Marine Environment (SIME) 

[email protected] 

Anna Karasszon 

European Commission 

[email protected] 

Anna Rindorf (chair) 

DTU Aqua 

[email protected] 

Axel Rossberg 

Cefas 

[email protected] 

Frank van den Ende 

Rijkswaterstaat WVL 

[email protected] 

Gavin Fay   (vice‐chair) 

University of Massachusetts  Dartmouth 

[email protected] 

Hugo Mendes 

IPMA 

[email protected] 

Ian Mitchell  (vice‐chair) 

Joint Nature Conservation  Committee 

[email protected] 

Joana Patrício   (vice‐chair) 

JRC 

[email protected] 

Jurgen Bastleer 

VisNed 

[email protected] 

Kenneth Coull 

Scottish Fishermenʹs  Federation 

[email protected] 

Leonie Dransfeld  (vice‐chair) 

Marine Institute 

[email protected] 

Marie Nordström  (vice‐chair) 

Åbo Akademi University 

[email protected] 

Mark Dickey‐Collas  (support) 

ICES 

mark.dickey‐[email protected] 

Natalie Crawley 

Milieu 

[email protected] 

Pauline Vouriot 

CNRS 

[email protected] 

Piotr Margonski 

National Marine Fisheries  Research Institute 

[email protected] 

Sandrine Serre 

CNRS 

[email protected] 

Simon Greenstreet 

Marine Scotland 

[email protected] 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 39

Annex 2. Agenda Review the 2010 Commission Decision on criteria and

methodological standards on good environmental status (GES) of marine waters; Descriptor 4 Foodwebs ICES H.Q. Copenhagen, Denmark 09:00 24 February to 17:00 25 February Chair: Anna Rindorf, Denmark 24 February   1. Introductions and welcome   Participants will be welcomed to the workshop.   2. Aim of the workshop   The  agenda,  aims  of  the  workshop,  and  expected  outcomes  will  be  reviewed.  Participants will be invited to provide initial feedback on the proposed agenda and  process.   3. Potential revision of foodweb criteria   The  rationale  for  assessing  structure  and  function  separately  is  revisited  and  the  comments by Member States and NGOs on the new criteria discussed   4. Technical guidance on reference level setting   • Development in the concept of surveillance indicators   • Guiding the setting of reference levels   5. Technical guidance on combining indicators in GES of D4   25 February   6. Addressing reviewer’s comments   7. Road map for assessing GES of D4 in the short and long term   8. Conclusion   The main conclusions of the workshop will be reviewed and summarized. 

 

40 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Annex 3. Compilation of national, scientist and NGO comments on previous version of the manual. C OUNTRY

S UBMITTED

C OMMENT / INPUT

I NTERPRETATION



FI 

Samuli  Korpinen 

Nothing to report 

No major  objections 



Italy 

Cecilia  Silvestri,  Saša  Raicevich 

Possibly would be needed to specify that the indicators should be within acceptable ranges that ensure  the high probability to maintain the full reproductive capacity 

Relates to  boundaries and  GEF definition,  and use of  surveillance  indicators 



Italy 

Cecilia  Silvestri,  Saša  Raicevich 

It should be noted that this interpretation could determine a reduction in the efforts towards the  understanding and monitoring of foodwebs. This is due in particular to the fact that only part of the FW  components are at present well monitored and known, and such interpretation (while being  pragmatical) could imply that no effort for new monitoring could be enforced (also resulting in  avoiding to consider some relevant trophic guild of relevance level). Therefore we suggest this  interpretation to be amended quoting the need of filling gap of knowledge for those trophic guilds  whose role is considered potentially relevant (or have been shown to be relevant thanks to modelling or  experimental studies).  

Relates to  knowledge and  understanding,  future  developments 



Italy 

Cecilia  Silvestri,  Saša  Raicevich 

It is worth noting that some ecosystem indicators are being considered in the Barcelona Convention not  in the EO4 (Foodweb) but, rather, under other Ecological objectives, for instance the EO3 related to  fishing effects. A process for the integration/alignment of new MSFD definition and the work carried  out so far by the RSC should be established, because the changes in the Decision could determine a  mismatch with the current and ongoing definition/selection of food web indicators. 

Relates to  knowledge and  understanding,  future  developments 



Italy 

Cecilia  Silvestri,  Saša  Raicevich 

We agree on considering most of (in not all) D4 indicators as surveillance indicators due to the lack of  indicators reflecting strong pressure‐state relationships (and lack of scientific knowledge/methods to  disentangling the relative role of different pressures). However, the revision of the Decision should  clearly specify the procedure to be adopted when surveillance indicators show to reach values that are  considered to be critical. Without setting a common and agreed approach, it is likely that such  surveillance indicators will be little use and have little influence on the challenge to reach GES. 

Relates to  boundaries and  GEF definition,  and use of  surveillance  indicators. 



Italy 

Cecilia  Silvestri,  Saša 

We agree on the rearrangement of the criteria according to the proposal into 4.1 and 4.2 criteria. We  believe that the revision of the Decision (or annexes) should better define the definition of the  boundaries for the indicators taking into account (and specifying) different options like historical 

Relates to change  of criteria 

C OMMENT NUMBER

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 41

Raicevich 

baselines, historical range of variability, current/recent data, modelling data, expert judgment as well as  specifying the need to associate to boundaries an assessment of the scientific validity (trust) into the  defined thresholds.  



Italy 

Cecilia  Silvestri,  Saša  Raicevich 

We agree on the opportunity to consider at least three trophic guilds, however the selection of them  should be pragmatic but also should ensure that relevant processes (and components) of the ecosystems  are taken into account.  

Relates to trophic  guilds 



Italy 

Cecilia  Silvestri,  Saša  Raicevich 

Although we do understand the merit of having a pragmatic approach for GES determination within  the criteria level (i.e. not using the OOAO approach), we do not necessarily agree on the fact that GES  would never be reached. This is very depending on the range of variability that is set for the indicators  and in the actual state of the marine environment. We agree on the need of better refining the GES  interpretation for D4, also in the light of the precautionary approach. As already discussed, the  procedure (management procedure? Monitoring procedure? Other?) triggered by falling apart from  boundaries set for the definition of GES for indicators should be clearly defined for surveillance  indicators. 

Relates to OOAO 



France 

Isabelle  Terrier 

It is really important to change the 3 present criteria into the 2 proposed new criteria to have a more  holistic view of foodwebs and to allow the inclusion of a wide variety of indicators in this descriptor:  4.1 Foodweb structure – Abundance/biomass of, and size distribution within trophic guilds.  4.2 Foodweb function – Productivity of trophic guilds. 

Relates to change  of criteria 

10 

France 

Isabelle  Terrier 

The notion of trophic guilds should replace all the other terms used (functional/key trophic group or  species), because from a foodweb point of view, the conservation of functions in ecosystems is more  important than the conservation of species themselves, which is more a D1 objective. 

Relates to trophic  guilds 

11 

France 

Isabelle  Terrier 

The minimum of 3 trophic guilds to be monitored, covering different parts of the foodweb (low, middle,  high trophic levels), is also an essential requirement. 

Relates to trophic  guilds 

12 

France 

Isabelle  Terrier 

Structure and functions of foodwebs are closely linked and both included in the concept of resilience.  Both of them should be considered. 

Relates to change  of criteria 

13 

France 

Isabelle  Terrier 

The notion of surveillance indicators is really important for D4, because changes and shifts in foodwebs  are possible to detect but the direct pressure‐state relationships are often not yet established considering  the complexity of foodwebs and the lack of knowledge. 

Relates to  boundaries and  GEF definition,  and use of  surveillance  indicators 

14 

France 

Isabelle  Terrier 

The principle of one out, all out at the criterion level appears to be the more suitable to D4: functions are  as important as structure.  

Relates to OOAO 

15 

France 

Isabelle  Terrier 

Agreement on methodological standards for defining GES: the precautionary principle should be  followed when surveillance indicators are out of bounds (known experience) because of the lack of 

Relates to  boundaries and 

 

42 |

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

knowledge of foodwebs (to the extent that they are known): investigation needed. 

GEF definition,  and use of  surveillance  indicators 

16 

Malta 

Miraine  Rizzo 

General Comment:  Malta agrees with the proposed way forward with respect to the amalgamation of the current indicators  into ‘foodweb structure’ and ‘foodweb function’, noting that further discussions are required to identify  the trophic guilds that need to be considered by Member States. Discussions should also take into  consideration the difficulties, which may be encountered in assigning trophic guilds, noting that the  information available through literature may be of a general nature. 

Relates to change  in criteria and  trophic guild  definitions 

17 

NL 

Frank van  den Ende 

“ Movements beyond those bounds should be seen as possibly/potentially leaving GES..”   When the cause turns out not to be human activity (or is climate change) the GES bounds should be  adapted 

Relates to  boundaries and  GEF definition,  and use of  surveillance  indicators 

18 

Germany 

Andrea  Weiß 

General comment:  We consider the two important questions raised within the document crucial to the development of an  indicator supporting the main objectives of the MSFD, i. e. to set up measurement programmes which  allow to measure GES. The two questions are: (1) how can anthropogenic pressure be distinguished  from environmentally influenced variability and (2) how do we determine GES thresholds or  boundaries. 

Relates to  boundaries and  GEF definition,  and use of  surveillance  indicators and  knowledge base 

19 

UK 

Andrew  Scarsbrook 

General comments:  Given the recent ICES advice on D4 it would be more useful for us to comment on the new Decision  draft when it becomes available. This previous ICES advice to the Commission provided a useful  Roadmap for D4 implementation, which should be referred to. There is also no reference to the need to  consider the biodiversity descriptors D1, 3, 4 and 6 as an integrated set and where possible use a  common suite of indicators. We find some of the wording is a bit vague, for example on the definition of  guilds, and targets linked to natural variability.  

Overall request  for clarification 

20 

UK 

Andrew  Scarsbrook 

The decision D4 criteria should be simplified to 4.1 Foodweb structure and 4.2 Foodweb function.  It is difficult to reconcile ICES analysis of the implementation of Descriptor so far (as per ICES advice  book 11.2.1.4) with ICES recommendation for a way forward. Citing the related JRC report, ICES  criticize the low degree of consistency and coherence in the D4 implementation. This is the outcome of  vague language in the Commission Decision. The logical conclusion would then be to propose more  specific guidelines for proven methodological standards, such as those developed in the WKFooWI  workshop held at ICES in March‐April and the ICES advice building on this. Unfortunately, ICES miss 

Relates to change  of criteria 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 43

this opportunity in their advice for the indicator revision; it remains vague and helps little to overcome  current issues with consistency and coherence of implementations.  21 

UK 

Andrew  Scarsbrook 

The criteria should be applied to trophic guilds, not taxonomic groups. An indicative list of guilds is provided. The  categorization of foodwebs using taxonomy should be removed from the decision.  In their advice, ICES insist that any taxonomic grouping used to define indicators for D4 should be  replaced by groupings by trophic guild (defined though food type or feeding mode), without providing  any clear rationale. It is well known among foodweb experts (e.g. Rossberg et al., Journal of Theoretical  Biology, 241, 2006:552—563. Naisbit, et al. Proceedings of the Royal Society B, 279, 2012:3291—3297) that  taxonomy is closely related to the roles species play in foodwebs as prey, although it is only loosely  related their roles are predators. Therefore, taxonomic groupings can make good sense for foodweb  indicators. By ICES proposal to work with trophic guilds and the indicative list for guilds they provide,  foodweb indicators would group basking sharks into the same guild as mussels (both are “filter‐ feeders”), and many seabirds into the same group as marine mammals and most large fish, as far as  these are “pelagic piscivores”.  There is a high risk that indicators based on such groupings would be  difficult to define, to interpret and to manage. Other issues with the proposal are that, upon closer  inspection, trophic guilds are not sharply defined and many species run through several trophic guilds  during different life stages (all of which are equally important for the survival of the species). 

Relates to trophic  guilds 

22 

UK 

Andrew  Scarsbrook 

Of the minimum requirement of three trophic guilds per region, a maximum of one should be an exclusive fish  guild.  There is no sensible way of restricting all fish to a single trophic guild and still have something than  makes any sense in foodweb terms! The theory of size structured foodwebs when applied to fish only  should be sufficient to suggest that this is non‐sensical. Fish operate at different trophic levels as they  increase in size, and within marine foodwebs fish perform many quite different trophic functions. The  ERSEM model for example uses four fish guilds demersal piscivores and benthivores, and pelagic  piscivores and planktivores. The ERSEM model would not produce meaningful output with fewer fishi  guilds. I would argue that in order to comfortably assign all fish in the North Sea to trophic functional  guilds, a fifth guild, demersal planktivores, is actually required. 

Relates to trophic  guilds 

23 

UK 

Andrew  Scarsbrook 

The criterion 4.1 Foodweb structure should be subdivided into biomass of guilds over time and size structure  within those guilds.   There is more to foodweb function than productivity (e.g. the ability of foodwebs to regulate  abundances along the food chain [oceans without zooplankton would be green] or their role of  harbouring biodiversity [species richness is coupled across trophic levels, see e.g. Warren and Gaston,  Phil Trans R Soc London B, 338, 1992:113‐210, Rossberg, “Foodwebs and Biodiversity”, Wiley 2013]),  and more to foodweb structure than abundance and size structure within groups (e.g. a balance  between benthivorous fish and benthic food available to them). WKFooWI acknowledged these  complications, noting that they often cut across Descriptors, and recommended that these cross‐cutting  issues are identified and addressed by the appropriate Descriptors. These insights and  recommendations were not taken up by ICES in their advice for the D4 revision. 

Relates to  knowledge and  understanding,  future  developments 

 

44 |

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

24 

UK 

Andrew  Scarsbrook 

GES can only be considered if 4.1 and 4.2 are within the GES boundaries.  This is key to development of the foodweb indicators. With changing climate it will become increasingly  difficult to set specific targets representing GES. Particularly for foodwebs, if we see trophic guild  biomass indicators heading off into regions that have never been seen before, either higher or lower  than previously observed, this should be cause for concern, and from a precautionary perspective, we  should ensure that human activity is not the cause of such a trend. 

Relates to  boundaries and  GEF definition,  and use of  surveillance  indicators 

25 

UK 

Andrew  Scarsbrook 

ʺUsually environmental influence has a high impact on foodweb structure and function. Current scientific  understanding is such that anthropogenic pressure is difficult to distinguish from the environmentally influenced  variability.[..] In the absence of strong indicators reflecting pressure‐state relationships, the indicators of D4  should be treated as surveillance indicators (monitoring change in the foodweb across the minimum three guilds).ʺ In their advice, ICES reiterate that, based on their scientific understanding, anthropogenic pressures are  difficult to distinguish from the environmentally influenced variability. It is hard to reconcile this  finding with the role ICES plays in fisheries management. The scientific literature describes for several  aspects of foodweb structure how these are affected by anthropogenic pressures. What ICES might have  meant to say when negating existence of human‐attributable change in foodwebs is that, for many  conceivable foodweb indicators, indicator values fluctuate widely and these fluctuations are difficult to  attribute to causes. However, this just means that such indicators are poorly designed. They should  neither be used for “surveillance”, as ICES suggest, nor for management. Another reason might be that  some aspects of foodwebs simply are not vulnerable to anthropogenic pressures. Indicators properly  designed to quantify vulnerable high‐level properties of foodwebs do not suffer from these problems  Comment above highlighted in yellow (UK n.6) also relevant here (page 18; lines 18‐20). 

Relates to  boundaries and  GEF definition,  and use of  surveillance  indicators 

26 

UK 

Andrew  Scarsbrook 

ʺMethodological standards for defining GES should describe a state within prescribed bounds based on our known  experience of natural variability of that foodweb’s state. Movement beyond those bounds should be seen as leaving  GES, and lead to an investigation into the cause or the change in GES status and, when relevant, trigger more  precautionary management.ʺ  Please clarify what ‘natural’ means here.  Comment above in yellow also relevant here.  ICES propose that GES for D4 would correspond to indicator values within the natural range of  variation. Depending on what ICES mean by “natural” , this stipulation, too, seems to be add odds with  ICES role in fisheries management. More appropriate might be a recent proposal developed by the  DEVOTES project (Rossberg et al., unpublished ms): GES corresponds to indicator values such that  these would return to the natural range of variability within [30 year] if, hypothetically, all  anthropogenic pressures removed. 

Relates to  boundaries and  GEF definition,  and use of  surveillance  indicators 

27 

RSPB 

Euan  Dunn  

General comment:  The document faithfully reflects the outcomes of the ICES WKGMSFD D4, 26‐27 August 2014 which  achieved a high level of consensus among stakeholders. 

Supportive  Comment 

28 

RSPB 

Euan 

Included in elements to be taken out of the Decision and included in the guidance document is: 

Relates to trophic 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Dunn  

| 45

• ʺThe recommendation that not all trophic guilds in each ecosystem need to be assessed but that, by region, a  minimum of at least three trophic guilds should be monitored. [...] Of the minimum requirement of three trophic  guilds per region, a maximum of one should be an exclusive fish guild.ʺ  • The choice of trophic guilds is expected to reflect regional differences in priorities and ecosystem  dynamics.   This guidance, while necessary, is not sufficiently explicit. The advice in the WKGMSFD D4 report  (page 9) states that: ‘As a general rule, at least three trophic guilds should be considered [for  monitoring] spanning as widely as possible from primary producers to apex predators’. The manual  text should be revised to capture more precisely this guidance on selecting for monitoring a set of  trophic guilds representative of the spectrum of foodwebs.  

guilds 

This guidance is also relevant to the fact that currently some Member States consider only higher  trophic levels (see Criterion 4.3 Abundance/distribution of key trophic groups/species).  29 

RSPB 

Euan  Dunn  

Regarding the following text: ”One out, all out was considered appropriate at the criterion level. Hence, there can  only be GES of D4 if both structure and function are at GES. However, the effect of the one out, all out” method  within each criterion would likely be a permanent state of D4 outside GES, with management action unlikely to  succeed in bringing the indicator inside GES. This might be counterproductive as the perception of an indicator  which is always outside the bounds of management action will likely lead to ignoring the issues which can be  addressed through management.ʺ  We agree with the rationale underlying that, within each D4 criterion, the OOAO rule for GES is  inappropriate. However, given that some Member States perceive that D4 is covered by D1 targets, and  don’t set any D4 targets at all, then the OOAO rule should apply to D1. We appreciate that this linkage  is more relevant to the Review of the GES Decision 2010/477/EU and MSFD Annex III – cross‐cutting  issues but make the comparative point again here for the sake of completeness. 

Relates to OOAO 

30 

RSPB 

Euan  Dunn  

Rational and technical background for proposed revision:  Presumably ‘Rationale’? 

Text correction 

31 

RSPB 

Euan  Dunn  

Amend to cite as 2014a and 2014b. 

Citation  correction 

 

46 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

Annex 4. Review Group Technical Minutes MSFD D 3, 4 and 6 Review Group  2‐6 March 2015 (by correspondence)  Reviewers:  

Carl O’Brien (chair)  Eugene Nixon  Samuli Korpinen 

This review group worked by correspondence during the week indicated.  Two WebEx  meetings were held during the review – one on the 2nd March to agree the approach  to the review, ensure that all outstanding review documentation would be made avail‐ able during the week by the ICES’ Secretariat and assign tasks to the reviewers; and  the second on the 5th March to ensure consistency in approach to the reviews of the  three MSFD Descriptors and agree deadlines for completion.  Review introduction In the context of the revision of the 2010 MSFD Decision, the Commission (DG‐ENV)  has asked ICES to provide guidance to address the scientific interpretation of the ideas  and concepts of the Decision as part of a review process. This was the second set of  ‘Workshops  on  guidance  for  the  review  of  MSFD  decision  (WKGMSFD  II)’  for  de‐ scriptors on commercial fish and shellfish (D3), food webs (D4) and seafloor integrity  (D6).  The workshops have contributed towards revising the existing Manuals (together with  workshop  reports)  addressing  the  relevant  scientific  comments  received  from  WG  GES, DG ENV, MS and stakeholders and commenting on implications for  MSFD cross‐ cutting issues across descriptors.  The reports, revised manuals and this review will underpin the ICES’ advisory process  and  publication  by  20th  of  March.  The  ICES’  Advice  (i.e.  the  revised  Manuals)  will  contribute to the MSFD WG GES meeting (22‐23 April 2015) to inform the discussion  on the revision of the 2010 Decision process.  ICES’ review of the Marine Strategy Framework Directive Descriptor 4 – Foodwebs

Good Environmental Status for Descriptor 4 ‐ All elements of the marine foodwebs, to the  extent that they are known, occur at normal abundance and diversity and levels capable of en‐ suring the long‐term abundance of the species and the retention of their full reproductive capac‐ ity.  GES  Decision‐2010‐5956  on  criteria  and  methodological  standards  on  good  environ‐ mental status of marine waters defines three criteria for Descriptor 4: (4.1) Productivity  (production per unit biomass) of key species or trophic groups; (4.2) Proportion of se‐ lected  species  at  the  top  of  food  webs;  (4.3)  Abundance/distribution  of  key  trophic  groups/species.    The report (ICES CM 2015\ACOM:49) from the ICES WKGMSFDD4‐II has been tech‐ nically reviewed; together with the EU_Annex_I_D4_Manual_Milieu(1) and proposed  amendments. 

 

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

| 47

The objective of the second ICES workshop on D4 was to expand on the work done in  the first workshop WKMSFDD4 and reported in ICES CM 2014\ACOM:60, to respond  to comments from Member States, scientists and other stakeholders on the previous  version of the D4 Manual and to make additional recommendations to the D4 Manual  V3 prepared after the first Workshop.    A total of 31 comments were received on the previous version of the manual and these  were  discussed  in  the  report  and,  to  the  extent  possible,  addressed  in  the  proposed  changes to the manual.  The  submitted  comments  and  WKGMSFDD4‐II  supported  the  proposal  of  WKMSFDD4 (2014) to replace the three criteria in the Commission Decision under De‐ scriptor  4  with  two  criteria:  4.1  Foodweb  Structure; 4.2  Foodweb  Function.  For GES  under Descriptor 4 to be achieved, both the structure and function of foodwebs need  to be at appropriate levels.  These proposals are taken as a given. 

The discussions and outcome of the workshop is well represented in the pro‐ posed  revisions  of  the  D4  manual.    Descriptor  4  refers  to  the  extent  of  knowledge regarding foodwebs and both the workshop report and the manual  recognise that foodwebs are complex, not only in structure but also in function.   This complexity and lack of understanding of the interaction between human  pressures and the foodweb state makes selection of indicators difficult.    Use of surveillance indicators: There appears to be inconsistency within the workshop  report and consequently the amendments to the manual as to how surveillance indica‐ tors can be used. Section 4 of the manual states that “Current scientific understanding  is such that anthropogenic pressure is difficult to unequivocally distinguish from the  environmentally influenced variability. In the absence of strong indicators reflecting  pressure–state relationships, the indicators of D4 should be treated as surveillance in‐ dicators”   Section  5  of  the  manual  states  that  ‘Food web  surveillance  indicators’  are  defined as indicators of aspects of the structure or function of the foodweb, for which  it is either not possible (through lack of evidence) to define limits based on knowledge  of the system or where the link to anthropogenic pressures a weak or unclear, so direct  management  actions  cannot  be  prescribed.”    This  seems  then  to  be  forgotten  in  the  remainder of the manual text.  It would be helpful to qualify the type of indicator (state,  surveillance, pressure) being discussed much more frequently in the text.  The infer‐ ence is to assign “limits” and to assess GES using surveillance indicators does not ap‐ pear to be consistent with the understanding of surveillance indicators.  The WK report  makes the point in section 3.4.3 that “The distinction between desirable and undesira‐ ble is not possible for surveillance indicators” this aspect needs to be much better re‐ flected in the manual.  In section 5 reference is made to “Passing beyond limits of indicators must rigger ac‐ tion.” Apart from the “t” in trigger this is a strong statement if, as it seems to do, refers  to surveillance indicator.  This again suggests the need to differentiate very clearly be‐ tween management action that may be taken where the indicator with direct links to  anthropogenic pressure (state/pressure indicators) passes beyond the limit and actions,  such as further research or monitoring, that could be taken when surveillance indicator  (unknown or weak links to anthropogenic pressure) passes beyond a passes beyond a  some type of a warning value.  Section 8 states that provides for two options.  The second option of combining state  and surveillance indicators and assessing together with different weighting does not  seem to be a consistent use of surveillance indicators.  There is useful information and   

48 |

ICES WKGMSFDD4-II REPORT 2015

advice here on aggregation of indicators with different levels of uncertainty but this  should  not  include  combining  surveillance  and  state  indicators  into  the  one  assess‐ ment.   Clarification of text in the Manual:

 

 



Section 4 states that “If transfer is efficient there is much consumer biomass.  If structure is loose there is variability in transfer.”  This is unclear and needs  to be explained better or possibly deleted. What is “consumer biomass”? ‐  the  biomass  of  the  consuming  species  or  the  consumed  species  or  both?   What is “loose”?‐ is it changing, dynamic, broken? 



Section 4 on Trophic guilds and foodwebs contains the text “This is most  appropriately  done  by  dividing  the  structure  and  function  into  compart‐ ments  which  share  common  structural  or  functional  aspects”  should  this  read “This is most appropriately done by dividing the foodwebs into com‐ partments which share common structural or functional aspects” 



Throughout the text “other ecosystem components” are mentioned – an ex‐ ample of what “other ecosystem components” actually refers to might help  understand this point better.