Analys med referensområde
En förändring över tid i en ekologisk indikator (som analyseras med hjälp av linjär regression eller ett t-test för två olika perioder) kan ibland misstolkas som antropogen påverkan, när det i verklighet är en effekt av naturliga fluktuationer. Om det däremot finns ett kontrollområde som influeras av samma naturliga påverkanskällor (variationskällor) som det påverkade området, så kan man analysera om variationen i det påverkade området skiljer sig från variationen i det opåverkade området (se t.ex. Green 1979, Underwood 1994). När man förväntar sig en antropogen störning (t.ex. konstruktion eller borttagning av avlopp (Archambault et al. 2001, Bishop et al. 2002)) eller marina konstruktioner (Lewis et al. 2002, Carstensen et al. 2006)) används referensområden för att kunna övervaka grundnivån av variationen (”baseline”). Försöksdesign som inkluderar ett kontrollområde kallas för BACI designs (Before-After-Control-Impact) och har (oftast) två korsade huvudfaktorer: tid (före – efter) och plats (referens – påverkan). Designen måste ha replikat inom dess 2x2 enheter. I sin enklaste form kan data analyseras med en två-faktor ANOVA.| Control | Impact | |
| Before | CB | IB |
| After | CA | IA |
Hypotesen att det har skett en förändring i det påverkade området testas med hjälp av interaktioner mellan tid och plats, dvs. interaktionstermen i 2-faktor-försöket. I det här fallet kan interaktionen uttryckas med hjälp av skattningarna i modellen och kallas även BACI effekt. BACI= (IA - IB) – (CA - CB).
Fig. 1: Ett exempel för BACI analys. Tiden tills en tumlare (Phocoena phocoena) påträffas registreras i ett kontroll- och ett påverkat område, före och efter att en havsbaserad vindkraftspark anlades utanför Danmarks kust.
BACI designen kan modifieras för att inkludera fler (alltså 3 eller fler) områden och/eller tidsperioder för att kunna testa olika effekter. Vilken försöksdesign som är bäst beror på forskningsfrågan och därför kan vi inte presentera en fullständig lista, men modellerna nedan illustrerar grundprincipen.
- Antal tidsperioder som observeras utökas. När en vindkraftspark ska byggas i västra Östersjön övervakas tumlaren under 4 olika perioder (före konstruktion (baseline), under konstruktion, under den första operativa tiden och under den andra operativa tiden). Frågor som kan analyseras med denna försöksdesign är: finns det förändringar i det påverkade området jämfört med referensområdet: mellan baseline och konstruktionstiden, mellan baseline och första operativa tiden, mellan baseline och andra operativa tiden, mellan konstruktionsfasen och den första operativa tiden, mellan konstruktionsfasen och den andra operativa tiden samt mellan den första och den andra operativa tiden. I sin enklaste form kan data analyseras som två-faktor ANOVA (2x4 faktor design), där interaktionen mellan område och period beskriver om det finns olika signifikanta förändringar mellan de två områdena för de fyra perioderna. En relativ förändring mellan två bestämda perioder kan analyseras som kontrast i en ANOVA modell med en frihetsgrad, ungefär som BACI effekten som beskrevs i 2x2 faktor designen.
Fig. 2: BACI analys med 4 tidsperioder. Tiden tills en tumlare påträffas registreras i ett kontroll- och ett påverkat område, före, medan och efter att en havsbaserad vindkraftspark (Nysted, Danmark) anlades.
- Antal områden utökas. I Nordsjön, utanför Jyllands kust, mäter man antalet tumlare genom övervakning från båtar. Området utanför vindkraftparken delas in i tre kontroll- eller referensområden, där man förväntar sig avtagande påverkan med avstånd från vindkraftsparken under konstruktion och operation. Genom denna uppdelning av referensområdet kan den rumsliga omfattningen av en potentiell effekt uppskattas. Olika kombinationer av hypoteser kan testas med hjälp av skattningarna i modellen, t.ex. är förändringen från period 1 till period 2 större i området X än i området Y? I sin enklaste form kan data från ett sådant försök analyseras med en två-faktor ANOVA (4x4 faktoriell design), där kontraster används för att undersöka de förändringarna mellan två områden från en tidsperiod till en annan.
Fig. 3: BACI analys med 4 tidsperioder och 4 områden. Det genomsnittliga antalet av tumlare skattas genom övervakning i området omkring Horns Rev vindkraftspark i Nordsjön.
