ISO 16665:2014
(Main)Water quality — Guidelines for quantitative sampling and sample processing of marine soft-bottom macrofauna
Water quality — Guidelines for quantitative sampling and sample processing of marine soft-bottom macrofauna
ISO 16665:2014 provides guidelines on the quantitative collection and processing of subtidal soft-bottom macrofaunal samples in marine waters. ISO 16665:2014 encompasses: a) development of the sampling programme; b) requirements for sampling equipment; c) sampling and sample treatment in the field; d) sorting and species identification; e) storage of collected and processed material. ISO 16665:2014 does not specifically address the following, although some elements may be applicable: bioassay sub-sampling; deep water (>750 m) or offshore sampling; in situ faunal studies, e.g. recolonization assays; non-benthic organisms caught in the sampling device; estuarine sampling; intertidal sampling; meiofaunal sampling and analysis; sampling by dredge and sledge; self-contained underwater breathing apparatus (SCUBA) sampling; statistical design. Accuracy of position fixing is determined by the geographical area, equipment used and survey objective.
Qualité de l'eau — Lignes directrices pour l'échantillonnage quantitatif et le traitement d'échantillons de la macrofaune marine des fonds meubles
L'ISO 16665:2014 fournit des lignes directrices sur le prélèvement quantitatif et le traitement d'échantillons de la macrofaune des fonds meubles subtidaux en eaux marines. L'ISO 16665:2014 englobe: a) le développement du programme d'échantillonnage; b) les exigences relatives à l'équipement nécessaire pour l'échantillonnage; c) l'échantillonnage et le traitement des échantillons sur le terrain; d) le tri et l'identification des espèces; e) le stockage des matériels collectés et traités. L'ISO 16665:2014 ne traite pas spécifiquement de ce qui suit, bien qu'elle puisse s'appliquer à certains de ces éléments: le sous-échantillonnage pour les essais biologiques; l'échantillonnage en eaux profondes (>750 m) ou au large; les études faunistiques in situ, par exemple les essais de recolonisation; les organismes non benthiques capturés par le dispositif d'échantillonnage; l'échantillonnage en milieu estuarien; l'échantillonnage en zone intertidale; l'échantillonnage et l'analyse de la méiofaune; l'échantillonnage au moyen de dragues et de traîneaux; l'échantillonnage au moyen de scaphandres autonomes; la conception statistique. L'exactitude de la détermination de la position dépend de la zone géographique, de l'équipement utilisé et de l'objectif de l'étude.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16665
Second edition
2014-01-15
Water quality — Guidelines for
quantitative sampling and sample
processing of marine soft-bottom
macrofauna
Qualité de l’eau — Lignes directrices pour l’échantillonnage
quantitatif et le traitement d’échantillons de la macrofaune marine
des fonds meubles
Reference number
©
ISO 2014
© ISO 2014
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Published in Switzerland
ii © ISO 2014 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Terms and definitions . 1
2.1 Ecological or biological concepts . 2
2.2 Surveys and samples . 2
3 Strategies and objectives for soft-bottom faunal surveys . 3
3.1 Sampling programme and plan . 3
3.2 Positioning of sampling stations. 3
3.3 Reference stations . 5
3.4 Types of survey . 5
3.5 Change in sampling programme and intercalibration . 8
4 Sampling . 8
4.1 Documentation and field log . 8
4.2 Sampling and sample processing in the field .10
4.3 Sample fixation .13
4.4 Background environmental descriptors .14
5 Sample processing in the laboratory .17
5.1 Sorting .17
5.2 Sample residue .18
6 Taxon determination and quantification .18
6.1 Level of identification and taxon lists . .18
6.2 Quantification .19
6.3 Reference collection .19
6.4 Biomass .20
6.5 Data reporting .20
6.6 Storage and archiving .20
7 Quality assurance and quality control .21
7.1 General .21
7.2 Auditing .21
7.3 Equipment calibration and operating safety.21
7.4 Training .22
7.5 Checklists, sample log and anomaly reporting .22
7.6 Quality of sample sorting .22
7.7 Quality of taxon identification .22
7.8 Identification literature .23
7.9 Reference and collection.23
Annex A (informative) Sampling devices .24
Annex B (informative) Processing of samples with live specimens .29
Annex C (informative) Biomass measurements .30
Annex D (informative) Processing particularly large samples .32
Bibliography .33
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2, www.iso.org/directives.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received, www.iso.org/patents.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 5, Biological
methods.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 16665:2005), which has been technically
revised.
iv © ISO 2014 – All rights reserved
Introduction
Analysis of macrofaunal communities in soft-bottom sediments is an integral part of marine
environmental assessment. The faunal composition, in terms of both the species present and their
relative abundance, reflects integrated environmental conditions in the survey area over a period of
time. The composition and structure of soft-bottom macrofaunal communities therefore can be used to
characterize environmental conditions and estimate the extent of environmental impact.
Characterization of environmental conditions is usually based on quantitative methods, in this case by
relating the numbers of species and individuals captured to a known area of sea floor. For accurate data
interpretation, it is essential to add information on the geophysicochemical characteristics or properties
of the water masses and bottom sediments, including nutrients, oxygenation, and redox state where
appropriate.
For effective data utilization and quality assurance (QA) of the work carried out, it is beneficial and may
be essential (depending on the individual survey aims) that surveys be intercomparable temporally,
spatially, and between operators. This International Standard contributes to ongoing work on QA of
data from soft-bottom macrofaunal surveys. These guidelines primarily aim to assist in standardizing
monitoring surveys carried out for commercial purposes or in connection with the EU Water
Framework Directive. For this reason, detailed specifications are given in areas of consequence for data
intercompatibility.
Where appropriate, cost–benefit issues have been taken into consideration, and accepted minimal
requirements for general environmental impact assessment have been given. The cited minimum
requirements for accuracy are not intended to satisfy research needs or to provide a full ecological
understanding of the sampling area. Designers of programmes for research or other studies requiring a
detailed knowledge of soft-bottom macrofauna should consult the guidelines given in Reference [13] for
decisions on survey design and sampling frequency.
This International Standard applies to all areas of the sea floor where it is possible to collect faunal
samples by a grab or coring device. For practical reasons, this applies to animals retained on a mesh
screen of 0,5 mm or 1 mm aperture size.
The sensitivity of the method, here defined as detection of faunal disturbance, change in taxon
composition or faunal mapping, is dependent on the survey design, the type of environmental influences
present in the area and on the level of competence or standardization of the personnel.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 16665:2014(E)
Water quality — Guidelines for quantitative sampling and
sample processing of marine soft-bottom macrofauna
WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.
This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its
use. It is the responsibility of the employer or user to establish appropriate safety and health
practices and to ensure compliance with any national regulatory conditions.
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted in accordance with this document
be carried out by suitably trained staff.
1 Scope
This International Standard provides guidelines on the quantitative collection and processing of subtidal
soft-bottom macrofaunal samples in marine waters.
This International Standard encompasses:
a) development of the sampling programme;
b) requirements for sampling equipment;
c) sampling and sample treatment in the field;
d) sorting and species identification;
e) storage of collected and processed material.
This International Standard does not specifically address the following, although some elements may
be applicable:
— bioassay sub-sampling;
— deep water (>750 m) or offshore sampling;
— in situ faunal studies, e.g. recolonization assays;
— non-benthic organisms caught in the sampling device;
— estuarine sampling;
— intertidal sampling;
— meiofaunal sampling and analysis (see Reference [9]);
— sampling by dredge and sledge;
— self-contained underwater breathing apparatus (SCUBA) sampling;
— statistical design.
Accuracy of position fixing is determined by the geographical area, equipment used and survey objective.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1 Ecological or biological concepts
2.1.1
benthic
dwelling at the bottom of an aquatic environment
2.1.2
benthic macrofauna
bottom-dwelling animals retained on a mesh screen of 0,5 mm or 1 mm aperture size
2.1.3
receiving water body
recipient
recipient water body
water body which receives an input of material of either natural or anthropogenic origin
Note 1 to entry: The term often appears in the context of organic enrichment by, for example, effluent from
municipal waste water outlets or industrial processed water. The macrofaunal part of receiving water body
surveys describe the state of organic enrichment in a given area.
[SOURCE: ISO 5667-19:2004, definition 3.4, modified ― in the Note to entry, “contamination” has been
replaced by “organic enrichment”, and it is further specified that the terms apply to the macrofaunal
part of receiving water body surveys]
2.1.4
soft bottom
areas of sea floor consisting of loose deposited particles including clay, mud, sand and gravel, shells and
maerl, also including mixed substrata with gravels, small stones and pebbles scattered on a bed of finer
material, but excluding cobbles
2.1.5
soft-bottom fauna
animals living on, or completely or partially buried in, soft-bottom sediments
2.1.6
sublittoral
portion of the shore which is either totally immersed or only uncovered by the receding tide infrequently
and then for very short period (i.e. below the littoral zone)
2.2 Surveys and samples
2.2.1
baseline survey
environmental impact assessment
survey with emphasis on characterization and description of biotic and abiotic conditions in the survey
area, which provides the basis for future monitoring and/or follow-up surveys
[SOURCE: ISO 5667-19:2004, definition 3.2, modified — “classification” changed to “characterization”;
“biotic and abiotic” added]
2.2.2
reference station
one or more sampling stations chosen to represent environmental conditions in a given area, i.e. free
from direct anthropogenic influences
2 © ISO 2014 – All rights reserved
2.2.3
reference collection
collection of identified specimens, used for reference purposes
Note 1 to entry: Institute reference collections are usually verified by an appropriate and approved taxonomic
specialist. In addition, individual identifiers may keep a personal collection and/or some surveys require contract-
or area-specific reference collections.
2.2.4
replicate samples
series of samples taken in the same time frame, at the same sampling station, in the same manner for
statistical validity and comparison
[SOURCE: ISO 5667-19:2004, definition 3.6, modified ― “simultaneously” has been changed to “in the
same time frame”; “for statistical validity and comparison” added]
Note 1 to entry: Replicate samples can include sets of sub-samples taken from a larger sample.
2.2.5
sampling station
precise location where samples are collected
Note 1 to entry: A sampling station is defined by its geographical position (latitude, longitude), its depth (relative
to chart datum and normalized to mean low water as given in tide tables) and any other invariant or physical
conditions. The station is delineated using the given level of precision. In cases of doubt, when revisiting sampling
stations, emphasis should be placed on landmarks and water depth.
2.2.6
sub-sample
ideally representative portion removed from a sample, taken for separate analysis
[SOURCE: ISO 5667-19:2004, definition 3.7, modified ― “ideally” and “taken for separate analysis”
added]
3 Strategies and objectives for soft-bottom faunal surveys
3.1 Sampling programme and plan
The design of the sampling programme depends on the detailed aims of the survey and the required
power of the data. The programme should be developed with regard to local topographical and
hydrographic conditions in the survey area, information on local contamination sources, and knowledge
from previous surveys, if any. The number of sampling stations, their positions and numbers of replicate
samples to be taken at each sampling station should be established prior to the initiation of the survey.
The design of the programme has a strong influence on the options for data treatment and statistical
analyses. Prior considerations about data treatment and reporting should therefore be made. Quality
assurance (QA) procedures should be incorporated at this stage.
For guidance and considerations of sampling and statistical design, see Reference [13].
3.2 Positioning of sampling stations
3.2.1 General
Sampling stations should be located to satisfy predefined requirements, bearing in mind the objectives
of the study and the likely scale of natural variability in the biota.
Sampling stations should, for monitoring purposes (except for biodiversity studies — see the following),
preferably be positioned in areas of homogenous sandy or muddy bottom sediments. Certain bottom
types where it is difficult to obtain good quality samples, e.g. in sediments containing large amounts of
stones, hard gravel, twigs and similar objects, should be avoided. However, it may be possible for a diver
to sample pockets of sediment in such areas. Alternatively, supplementary semiquantitative techniques
may be used, e.g. underwater photography, video, remotely operated vehicle (ROV) or benthic dredging.
[6]
Consult EN 16260 for guidance on visual seabed surveys.
In special cases, where habitats within the sampling area vary strongly, different sampling techniques
may be combined, but generally the same gear should be used for all sampling in one survey.
For biodiversity studies, various bottom types should be included, as appropriate to the aims of the
programme.
Sampling stations can be positioned according to one, or combinations of, the following strategies:
— station network, see 3.2.2;
— randomly, see 3.2.3;
— stratified, see 3.2.4;
— transect, see 3.2.5;
— single-spot sampling, see 3.2.6.
3.2.2 Station network
Sampling stations are arranged in a regular grid-like pattern. This arrangement is appropriate for
overview surveys and for mapping of distribution of factors of interest, e.g. zone of influence around point
source discharges. The survey area should be one of topographic homogeneity, but some adjustments
can be made according to local conditions, e.g. in fjords and coastal waters with smaller variations in
depth.
3.2.3 Random or scattered sampling
In special circumstances, sampling stations may be positioned randomly or scattered. An example of
this is when no previous knowledge of the area is available as a guide to appropriate stratification, or
when an unbiased value for a whole area is desired.
3.2.4 Stratified sampling
Sampling stations are arranged within locally homogeneous subdivisions of the survey area. The
subdivisions (strata) may be delineated according to depth, sediment types or other factors that vary
across the survey area. Stratification is appropriate in cases where habitat variability can confound
patterns of interest. Within-strata stations may be placed in a network, e.g. for zone-of-influence
mapping, or randomized for description of “average“ characteristics of the strata. Echo-sounders or
appropriate ground discrimination tools should be used.
3.2.5 Transect sampling
Sampling stations are arranged along linear transects. One approach is to place stations along a known
or anticipated gradient of a factor of interest in a sub-area of minimum habitat variability. Such sampling
is, for example, applicable to trace effects of point-source discharges by establishing the transect in the
main current direction from the source. Another rather different approach is to place stations across
possible habitat gradients when it is not feasible or appropriate to work in strata.
3.2.6 Single-spot (station) sampling
This applies when a small number of stations are placed according to individual assessment. In fjordic or
sill-influenced systems, where eutrophication or chemical contamination is suspected or investigated,
sampling stations may be positioned in the deepest parts of the survey area (depressions, basins), where
the earliest signs of disturbance are often seen.
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However, no formal statistical comparison among areas is possible based on single stations. This is
regarded as an undesirable design, only to be used either when it is just the station in itself that is
interesting or when the limitation of available resources makes it impossible to sample several stations.
3.3 Reference stations
For surveys carried out in disturbed areas or those believed to be impacted in some way, one or more
reference stations should be chosen beyond the affected area. The reference stations should, as far as
possible, be representative of conditions unaffected by effluent sources and allow assessment of natural
temporal and spatial variations in the soft-bottom faunal communities. Reference stations should be
used in surveys where special circumstances demand direct comparison of the fauna with that beyond
the disturbed or affected area, or where knowledge of the extent of natural variation is required.
Reference stations should be located in conditions as similar as possible to those at the regular sampling
stations, i.e. similar depth and sediment type. Multiple reference stations are particularly important in
heterogeneous areas.
Statistical considerations and the required precision of results dictate the number of reference stations
and sample replicates required.
NOTE Some surveys demand a higher number of sample replicates at reference stations than at “ordinary“
stations.
3.4 Types of survey
3.4.1 General
Surveys may be divided into three main categories (see Table 1) according to the objectives.
Table 1 — Overview of main categories of survey type
Precision of
Survey type Objectives User group
results
To give a general overview of bottom
and faunal conditions. Regulatory authorities and
consultancies.
To provide a simple rapid assess-
Pilot survey Low
ment or to give basic information for Research use as precursor to
designing more detailed sampling larger programme
programmes
To characterize conditions in a given
area.
Mainly regulatory authorities
To map or identify the impact of point- Medium to high,
and consultancies.
Baseline survey
source discharges (spatial extent and depending on indi-
or environmental
Research use for mapping,
intensity). vidual require-
impact assessment
succession or recolonization,
ments
To compare faunal composition with
or gradient studies
specified assessment criteria or simply
with other representative areas
Mainly regulatory authorities
and consultancies.
To describe changes in benthic fauna Medium to high,
Temporal trend over time, either for detecting change depending on indi-
Research use for environmen-
monitoring in biodiversity or as applied to environ- vidual require-
tal and biodiversity changes
mental conditions ments
over time (also applied to
climate monitoring)
Precision of results refers to the expected accuracy of the data obtained, i.e. how representative the
samples are of the environmental conditions. Precision of results is less in heterogeneous relative
to homogeneous sediments or water depth across a sampling area. Therefore, to achieve the same
precision, heterogeneous sediments require higher numbers of sampling stations and/or replicate
samples relative to homogeneous sediments. In addition, precision varies depending on whether the
samples are processed quantitatively or semiquantitatively. The required precision and therefore the
sampling and processing intensity is determined by the individual aims of the survey.
Note that the different survey types may supplement each other. For example:
— a pilot survey may provide information needed to design a sampling programme for a baseline
survey or environmental impact assessment;
— any of the surveys when repeated in the same manner and at the same time of year may provide
temporal trend data.
3.4.2 Pilot survey
This is an initial assessment of faunal conditions in the bottom sediments in an area where the source of
the impact is not known or where there are no existing data from the area. The survey allows a coarse
assessment of conditions and can provide the basis for development of a sampling programme for applied
surveys, e.g. baseline or environmental impact assessment surveys as well as long-term surveillance by
temporal trend monitoring. The requirements for equipment, sampling methodology, and repeatability
are usually relatively simple, see Table 2.
Table 2 — Strategy and design for pilot surveys
Usually grab or box corer, preferably supplemented by use of a benthic dredge. lf
Sampling devices appropriate, also other semiquantitative techniques may be used (such as underwater
photography, ROV, video or acoustic ground discrimination tools).
Strategy for sampling
May be one or a combination of strategies outlined in 4.2
stations
Minimum requirements depend on purpose of survey. If carried out to identify best
sampling stations for future programme, a minimum of semiquantitative assessment of
benthic fauna should be done at all stations (at least presence and relative abundance
Minimum require-
of the major animal taxa), preferably also identification of large, abundant or otherwise
ments for faunal
prominent organisms.
assessment
lf pilot survey required to make firm statements about environmental disturbance,
quantitative sampling is recommended.
Additional samples from priority stations (as assessed by visual observations or
Optional sampling physico-chemical data obtained during sampling or other documented or anecdotal
information) may be retained for later quantitative processing.
Field documentation
Field log of sampling conditions and sediment description (see 4.1.)
required
Reference station Should also be sampled, unless previous data exist to assess the status of reference
requirements areas.
Pilot surveys can have another important use, namely to help design the size and calculate statistical
power for future monitoring programmes. For this purpose, the pilot study should resemble the planned
monitoring programme as much as possible in terms of the spatial and temporal arrangement of samples.
A pilot survey generally requires relatively few samples. For applied purposes, the sampling area is
chosen in accumulation areas rather than where net erosion takes place. Sampling stations may be
positioned at random or in a grid. If the objective is to assess the faunal assemblages across an area at
large, samples should be taken in both deep and shallow water. The sampling area should cover as much
of the survey area as possible.
In addition to quantitative faunal sampling, dredging should be carried out to collect the rare, large
and more mobile taxa not adequately sampled by remote quantitative methods. Especially in regions
with varying sea floor topography and open to wind and currents, an ROV or sledge-mounted video
reconnaissance is recommended to determine the extent of sediment and faunal patchiness (can occur
6 © ISO 2014 – All rights reserved
in areas of both coarse and fine sediments). If appropriate, acoustic ground discrimination techniques
may also be used to provide additional information.
Strategy and design for pilot surveys are summarized in Table 2.
3.4.3 Baseline survey or environmental impact assessment
This is a survey widely carried out for applied research or commercial surveys, generally either where
a known source of impact exists or before effluent discharge is established. Such surveys may also be
carried out for biodiversity research or where an area needs to be characterized biologically. The aim
is to document faunal conditions and/or map the spatial extent of biological impact. Such surveys can
be carried out using relatively simple methodology, but usually there are specified requirements for the
methodology and procedures to be used.
Where external reference or survey data exist, these should be used to help plan the survey programme
and to assess overall impact, where appropriate. See also 4.4 for comments on supplementary non-
quantitative sampling.
Strategy and design for baseline surveys or environmental impact assessment are summarized in
Table 3.
Table 3 — Strategy and design for baseline surveys or environmental impact assessment
Usually grab or box corer, preferably supplemented by a benthic dredge. If appropriate,
Sampling devices also other semiquantitative techniques may be used (such as underwater photography,
ROV, video or acoustic ground discrimination tools).
Sampling stations positioned according to aims of survey
Grid or transect sampling; stations positioned in relation to known discharge points if
applicable. Stratified random sampling may also be applied according to the knowledge
of expected distribution of impacts. Likely impact distribution can be determined by
assessing the degree of impact in relation to local hydrography and bottom topography.
If intended to detect diffuse effluent or to monitor environmental change, one station
Strategy for sampling
may be placed in the deepest part of the survey area (where impacted conditions often
stations
first appear). In some cases, a follow-up survey can be carried out using fewer sample
replicates or sampling stations than the initial thorough environmental description.
If the samples are used for legislative purpose, the required precision of results (or
statistical power) should be determined, and the number of replicate samples taken
adjusted as appropriate. If necessary, the number of replicate samples to be used for the
analyses can be determined by calculating taxon-area curves
Usually three or more, replicates are processed quantitatively, depending on statisti-
Minimum require-
cal requirements. Faunal assessment may focus on individual taxa, groups of taxa or
ments for faunal
community-based assessment. For impact assessment, larger-scale effluents demand a
assessment
more extensive station network and statistical power than small-scale effluents
Contingency replicates may be collected from priority stations (assessed as for pilot
Optional sampling
survey) to be processed later if required
Field documentation
Field log of sampling conditions and sediment description (see 4.1.)
required
Reference station(s) should be established in cases where environmental impacts are
expected. In areas of strong impact gradients, one reference station may be sufficient.
Where there is much natural variation in conditions (heterogeneous bottom) and/or
only low to moderate impacts, two or more reference stations are recommended. If the
Reference station
end-points of transects are demonstrated outside the zone of impact, these may act as
requirements
reference stations. Where standards of “pass/fail” have already been established for the
area, reference stations may not be required.
To assess possible overall impact in the area studied, external reference data across a
wider area are recommended (can encompass new or existing data)
3.4.4 Temporal trend monitoring
This is a survey of the benthos in response to temporal changes in the chemical and/or physical conditions
in the sediments to document either contamination or natural variation over time. The surveys should
be carried out using standardized methodology according to an established programme. Sediments that
are physically disturbed by human activities (e.g. trawling) are generally not suitable for retrospective
trend monitoring purposes.
Strategy and design for temporal trend monitoring surveys are summarized in Table 4.
Table 4 — Strategy and design for temporal trend monitoring surveys
Usually grab or box corer, supplemented if appropriate by semiquantitative assess-
Sampling devices ment techniques (such as benthic dredging, remote underwater photography, ROV,
video or acoustic ground discrimination tools)
Sampling stations positioned according to aims of survey, but positions fixed and
resampled at regular intervals. A high level of documentation and replicability is
Strategy for sampling
required.
stations
Statistical power is assessed as for baseline survey or environmental impact
assessment
Minimum requirements
As for baseline survey or environmental impact assessment
for faunal assessment
Optional sampling As for baseline survey or environmental impact assessment
Field documentation
Field log of sampling conditions and sediment description (see 4.1)
required
Reference station require- Reference station(s) appropriate only if monitoring effluent impact (in which case
ments strategy as for zone of impact mapping)
Seasonal sampling can have an important influence on the results of temporal trend monitoring. Surveys
should always be carried out during the same season to ensure continuity. The minimum is one sampling
per survey year, but two or more samplings during the same year are advantageous. For monitoring
surveys, sampling during known recruitment periods (e.g. summer) generally is avoided, except where
there is an express interest in recruitment and productivity.
The timing of sampling varies geographically. In certain areas, winter sampling is not possible due to ice
cover, sub-zero temperatures or other unfavourable conditions (e.g. the Arctic and Baltic Sea). In these
cases, spring and/or autumn sampling are the only alternatives.
3.5 Change in sampling programme and intercalibration
The issue of reproducibility should be given due concern. If changes or modifications are to be made
in a running sampling programme, care should be taken to ensure comparability of old and new data.
In particular, if the sampling gear in a long-term monitoring programme is to be changed, appropriate
validation of the new techniques should be carried out. Intercalibration should be conducted when
comparisons between studies carried out with different techniques are to be made.
4 Sampling
4.1 Documentation and field log
A field log should be kept for recording information pertaining to the sampling, sampling stations and
the individual samples.
A minimum of the following information concerning sampling and the sampling stations should be
recorded in the field log:
— people involved in sampling or sample processing in the field;
8 © ISO 2014 – All rights reserved
— unique survey, project or contract code;
— geographical co-ordinates for each sampling station and datum used (also for each replicate sample
if required, e.g. in case of boat drift during sampling, see 4.2.2);
— track-plot of stations sampled, if required by the relevant protocols;
— water depth (in metres) and tidal state, especially coastal or shallow waters, at each sampling
station and for each replicate sample;
— sampling programme for each sampling station (number of replicate samples, sampling of
background parameters, etc.);
— date and time for each sample and/or sampling station;
— sampling equipment used, mass and bite area;
— sieve mesh aperture sizes and number of replicates collected;
— other comments such as rejected samples, delays and other problems experienced, together with
the causes.
The following additional information should be recorded for future retrospective assessment of any
sample anomalies:
— estimated wind strength and direction;
— estimate of wave height or assessment of state of sea (e.g. Beaufort scale).
The following information should be recorded for each sample replicate before and after sieving, as
appropriate.
Before sieving:
— sediment volume or bite depth measured by means of, for example, a calibrated rod or volume
markers on the inside of the sampling device;
— visual sediment description (sand, silt and/or clay, giving relative proportions of each for mixed
sediments);
— description of the sediment profile and thickness of surface layer, if visible;
— colour, surface and down the sediment profile; see Table 5;
— smell, e.g. presence and severity of H S; see Table 5.
After sieving:
— main groups of large, easily visible animals present;
— anthropogenic debris, rubbish, sanitary products, plastics;
— other particular characteristics, e.g. presence of oil, drilling mud, fish food pellets, stones, dead
shells, terrestrial material, fruit pips or seeds as sewage indicator;
— number of sample containers used for each replicate, after sieving and fixing.
The sample may be photographed, if desired.
4.2 Sampling and sample processing in the field
4.2.1 Sampling requirements
Sampling may be carried out from a wide range of survey vessels, from fully equipped research or
supply vessels to small inshore workboats and inflatable crafts, depending on the requirements of the
survey. The use of small boats may be an advantage in shallow inshore areas or around aquaculture
installations. The choice of sampling equipment should be scaled appropriately and used within the
operational safety limits of the individual vessel.
All survey vessels should comply with local sea-going safety regulations and carry all required certificates
and equipment. Trained crews or scientists with experience in sampling techniques, position fixing or
recording, and necessary seamanship should man the vessel. The survey vessel should be appropriately
and adequately equipped for bottom sampling, with sufficient deck space. The following equipment is
required:
— winch or haulier with boom or crane of sufficient height and correct lifting specification to allow
unhampered retrieval of the sampling device on deck;
— wire or rope of the appropriate dimensions depending on equipment type and safety requirements,
rigged to a meter wheel or marked with depth markers;
— echo-sounder;
— satellite navigation global positioning device: differential global positioning system (DGPS);
reference system universal transverse Mercator (UTM 32 or 33) — if no GPS signal can be obtained,
a minimum requirement of radar in conjunction with admiralty charts is recommended;
— sufficient sea water hoses with adjustable pressures to supply each stage in the sample collection
and sample processing — sprinkler devices may also be beneficial.
4.2.2 Defining the position of sampling stations
The position of the sampling stations should be defined unambiguously, such that they can be relocated
by other operators. The system used for plotting should be stated explicitly in any report or work
procedure.
Positions should be defined using geographic co-ordinates, e.g. latitude and longitude to at least two
decimal points with reference to the appropriate system for graticules (such as European datum: ED-
50; world geodetic system: WGS-84), and also using the universal transverse Mercator (UTM) system,
if so desired. Accuracy of sampling station positions should be defined by the aims of the survey. Track-
plotting during longer sampling stations may be advantageous.
DGPS with monitor should be used in all sea areas if possible. If the DGPS signal is not available, accuracy
should be assessed and a minimum of global positioning system (GPS) without differential receiver
used. Sampling stations should also be defined using the direction and distance from landmarks or
fixed points of reference, in addition to geographical co-ordinates, if the accuracy of the GPS positions
is low or in question.
When revisiting sampling stations poorly defined in terms of geographical co-ordinates, the normalized
water depth, known landmarks as well as sediment features should be used as the main criteria for
relocating the sampling station. DGPS should then be used to relocate for future reference.
A minimum accuracy of ±50 m and ±20 m in open waters and estuarine areas, respectively, should be
attained. A greater accuracy is desirable and achievable if survey aims dictate.
Water depths should be given to the nearest metre, relating to chart datum and normalized to mean low
water according to tide tabl
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16665
Deuxième édition
2014-01-15
Qualité de l’eau — Lignes directrices
pour l’échantillonnage quantitatif
et le traitement d’échantillons de
la macrofaune marine des fonds
meubles
Water quality — Guidelines for quantitative sampling and sample
processing of marine soft-bottom macrofauna
Numéro de référence
©
ISO 2014
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Termes et définitions . 2
2.1 Concepts écologiques ou biologiques . 2
2.2 Études et échantillons . 2
3 Stratégies et objectifs pour les études de la faune des fonds meubles .3
3.1 Programme et plan d’échantillonnage. 3
3.2 Positionnement des stations de prélèvement . 4
3.3 Stations de référence . 5
3.4 Types d’études . 5
3.5 Changement de programme d’échantillonnage et étalonnage corrélatif . 9
4 Échantillonnage . 9
4.1 Documentation et registre de terrain . 9
4.2 Échantillonnage et traitement des échantillons sur le terrain .11
4.3 Fixation des échantillons.15
4.4 Descripteurs environnementaux de fond .16
5 Traitement des échantillons au laboratoire .19
5.1 Tri .19
5.2 Résidus des échantillons .20
6 Détermination et quantification des taxons .20
6.1 Niveau d’identification et listes des taxons .20
6.2 Quantification .21
6.3 Collection de référence .21
6.4 Biomasse .22
6.5 Consignation des données .22
6.6 Stockage et archivage .23
7 Assurance qualité et contrôle qualité .23
7.1 Généralités .23
7.2 Audits .24
7.3 Étalonnage de l’équipement et sécurité en fonctionnement .24
7.4 Formation .24
7.5 Listes de contrôle, registre des échantillons et consignation des anomalies .25
7.6 Qualité du tri des échantillons .25
7.7 Qualité de l’identification des taxons.25
7.8 Littérature pour l’identification .26
7.9 Collection de référence .26
Annexe A (informative) Dispositifs d’échantillonnage .27
Annexe B (informative) Traitement des échantillons avant la fixation (spécimens vivants) .32
Annexe C (informative) Mesures de la biomasse .33
Annexe D (informative) Traitement des échantillons particulièrement grands .35
Bibliographie .36
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2, www.iso.
org/directives.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues,
www.iso.org/brevets.
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, aussi bien que pour des informations au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de
l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 147, Qualité de l’eau, sous-comité
SC 5, Méthodes biologiques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 16665:2005), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
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Introduction
L’analyse des communautés de macrofaune dans les sédiments des fonds meubles est une partie
intégrante de l’évaluation du milieu marin. La composition de la faune, au regard à la fois des espèces
présentes et de leur abondance relative, reflète les conditions environnementales intégrées dans le
secteur de l’étude pendant une période donnée. La composition et la structure des communautés de la
macrofaune des fonds meubles peuvent par conséquent être utilisées pour caractériser les conditions
environnementales et estimer l’étendue de l’impact environnemental.
La caractérisation des conditions environnementales est généralement basée sur des méthodes
quantitatives, en rapportant dans ce cas le nombre d’espèces et d’individus capturés à une superficie
connue du fond marin. Pour une interprétation exacte des données, il est indispensable d’ajouter des
informations sur les caractéristiques ou les propriétés géophysiques/géochimiques des masses d’eau et
des sédiments du fond, y compris les substances nutritives, l’oxygénation et les conditions redox, le cas
échéant.
Afin d’assurer une utilisation efficace des données et l’assurance qualité du travail entrepris, il est
avantageux, voire indispensable (selon les objectifs de l’étude), que les études puissent être comparées
dans le temps les unes aux autres, quels que soient le lieu et les manipulateurs. La présente Norme
internationale contribue au travail en cours sur l’assurance qualité des données émanant des études sur
la macrofaune des fonds meubles. Le but premier de ces lignes directrices est de fournir une assistance
pour la normalisation des études de surveillance réalisées à des fins commerciales ou en relation avec
la directive-cadre sur l’eau de l’Union européenne (UE). Pour cette raison, des spécifications détaillées
sont fournies dans les domaines qui sont importants pour l’intercompatibilité des données.
Les problèmes de rentabilité, lorsqu’ils se posent, sont pris en considération et des exigences minimales
d’acceptation sont fournies pour l’évaluation générale de l’impact environnemental. L’intention des
exigences minimales citées pour l’exactitude n’est pas de satisfaire aux besoins de recherche ni de fournir
une compréhension écologique globale de la zone de prélèvement. Il convient que les concepteurs des
programmes de recherche ou d’autres études exigeant des connaissances détaillées sur la macrofaune
des fonds meubles consultent les directives indiquées dans la Référence [13] pour les décisions relatives
à la conception de l’étude et à la fréquence d’échantillonnage.
La présente Norme internationale s’applique à toutes les zones du fond marin où il est possible de
recueillir des échantillons de la faune au moyen d’une benne ou d’un carottier. Pour des raisons d’ordre
pratique, cela s’applique aux animaux retenus dans des tamis à maille de 0,5 mm ou 1 mm d’ouverture
de maille.
La sensibilité de la méthode, définie ici comme la détection des perturbations de la faune et des
changements dans sa composition taxonomique ou dans la cartographie de la faune, dépend du plan
d’étude, du type d’influences environnementales présentes dans la zone et du niveau de compétence ou
de normalisation du personnel.
NORME INTERNATIONALE ISO 16665:2014(F)
Qualité de l’eau — Lignes directrices pour
l’échantillonnage quantitatif et le traitement d’échantillons
de la macrofaune marine des fonds meubles
AVERTISSEMENT — Il convient que l’utilisateur du présent document connaisse bien les pratiques
courantes de laboratoire. Le présent document n’a pas pour but de traiter tous les problèmes
de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur d’établir des
pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité, et de s’assurer de la conformité à la
réglementation nationale en vigueur.
IMPORTANT — Il est absolument essentiel que les essais réalisés conformément au présent
document soient exécutés par un personnel ayant reçu une formation adéquate.
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale fournit des lignes directrices sur le prélèvement quantitatif et le
traitement d’échantillons de la macrofaune des fonds meubles subtidaux en eaux marines.
La présente Norme internationale englobe:
a) le développement du programme d’échantillonnage;
b) les exigences relatives à l’équipement nécessaire pour l’échantillonnage;
c) l’échantillonnage et le traitement des échantillons sur le terrain;
d) le tri et l’identification des espèces;
e) le stockage des matériels collectés et traités.
La présente Norme internationale ne traite pas spécifiquement de ce qui suit, bien qu’elle puisse
s’appliquer à certains de ces éléments:
— le sous-échantillonnage pour les essais biologiques;
— l’échantillonnage en eaux profondes (>750 m) ou au large;
— les études faunistiques in situ, par exemple les essais de recolonisation;
— les organismes non benthiques capturés par le dispositif d’échantillonnage;
— l’échantillonnage en milieu estuarien;
— l’échantillonnage en zone intertidale;
— l’échantillonnage et l’analyse de la méiofaune (voir Référence [9]);
— l’échantillonnage au moyen de dragues et de traîneaux;
— l’échantillonnage au moyen de scaphandres autonomes;
— la conception statistique.
L’exactitude de la détermination de la position dépend de la zone géographique, de l’équipement utilisé
et de l’objectif de l’étude.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
2.1 Concepts écologiques ou biologiques
2.1.1
benthique
relatif au fond marin
2.1.2
macrofaune benthique
animaux des grandes profondeurs retenus dans un tamis à maille de 0,5 mm ou 1 mm d’ouverture de
maille
2.1.3
étendue d’eau réceptrice
récepteur
cours d’eau récepteur
étendue d’eau recevant un apport de matière d’origine naturelle ou humaine
Note 1 à l’article: Le terme apparaît souvent dans le contexte d’un enrichissement organique, par exemple par un
effluent de rejets d’eaux usées municipales ou d’eaux industrielles traitées. La partie macrofaunique des études
portant sur les étendues d’eau réceptrices décrit l’état de l’enrichissement organique dans une région donnée.
[SOURCE: ISO 5667-19:2004, définition 3.4, modifiée ― Dans la Note à l’article, le terme «contamination»
a été remplacé par «enrichissement organique» et s’applique également à la partie macrofaunique des
études portant sur les étendues d’eau réceptrices]
2.1.4
fonds meubles
zones de fond marin constituées de particules meubles déposées, y compris de l’argile, de la boue, du
sable et du gravier, des coquillages et du maerl, mais ne comprenant pas de galets, incluant aussi des
substrats mixtes avec des graviers, des petits moellons et cailloux dispersés sur un lit de matériau plus
fin
2.1.5
faune des fonds meubles
ensemble des animaux vivant sur les sédiments des fonds meubles ou entièrement/partiellement
enterrés dans ceux-ci
2.1.6
sublittoral
portion du littoral qui est soit totalement immergée, soit uniquement et rarement découverte lors des
marées descendantes et ce, pendant une très courte période (c’est-à-dire sous la zone littorale)
2.2 Études et échantillons
2.2.1
étude de référence
évaluation de l’impact environnemental
étude insistant sur la caractérisation et la description des conditions biotiques et abiotiques de la zone
d’étude, qui sert de référence pour la surveillance ultérieure et/ou pour les études de suivi
[SOURCE: ISO 5667-19:2004, définition 3.2, modifiée — «base» remplacé par «référence»; «enquête axée
sur la classification» remplacé par «étude insistant sur la caractérisation»; «biotiques et abiotiques»
ajouté]
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés
2.2.2
station de référence
une ou plusieurs st at ions de prélèvement sélec t ionnées pour représenter les condit ions env ironnement ales
dans une zone donnée, c’est-à-dire libre de toute influence anthropogène directe
2.2.3
collection de référence
collection de spécimens identifiés, utilisée à titre de référence
Note 1 à l’article: Les collections de référence des instituts sont généralement vérifiées par un taxonomiste qualifié
et reconnu. De plus, des identificateurs individuels peuvent détenir une collection personnelle et/ou certaines
études nécessitent des collections de référence spécifiques à certaines régions.
2.2.4
réplicat
série d’échantillons prélevés dans un même cadre temporel, dans la même station de prélèvement et de
la même manière à des fins de validité statistique et de comparaison
[SOURCE: ISO 5667-19:2004, définition 3.6, modifiée ― le terme «simultanément» a été remplacé par
«dans un même cadre temporel» et l’expression «à des fins de validité statistique et de comparaison» a
été ajoutée]
Note 1 à l’article: Les réplicats peuvent inclure des ensembles de sous-échantillons d’un échantillon plus vaste.
2.2.5
station de prélèvement
emplacement précis où sont recueillis des échantillons
Note 1 à l’article: Une station de prélèvement se définit par sa position géographique (latitude, longitude), sa
profondeur (relative au zéro des cartes et normalisée pour indiquer les eaux basses telles qu’indiquées dans
l’annuaire des marées) et toute autre condition non fluctuante ou physique. La station est délimitée avec le niveau
de fidélité donné. En cas de doute lors d’une nouvelle visite de la station de prélèvement, il convient d’insister sur
les points de repère et la profondeur de l’eau.
2.2.6
sous-échantillon
portion idéalement représentative d’un échantillon, prélevée sur celui-ci pour une analyse séparée
[SOURCE: ISO 5667-19:2004, définition 3.7, modifiée ― les termes «idéalement» et «prélevée sur celui-ci
pour une analyse séparée» ont été ajoutés]
3 Stratégies et objectifs pour les études de la faune des fonds meubles
3.1 Programme et plan d’échantillonnage
La conception du programme d’échantillonnage dépend des objectifs détaillés de l’étude et de la puissance
des données requise. Il convient de développer le programme selon les conditions topographiques et
hydrographiques dans la zone de l’étude, les informations sur les sources locales de contamination et les
acquis des études antérieures, le cas échéant. Il convient d’établir le nombre de stations de prélèvement,
leur position et le nombre de réplicats à prélever pour chaque station de prélèvement avant de commencer
l’étude. La conception du programme a une grande influence sur les options de traitement des données
et les analyses statistiques. Il convient, par conséquent, d’élaborer des considérations préalables au
sujet du traitement et de l’établissement des rapports. Il convient d’intégrer les procédures d’assurance
qualité lors de cette étape.
Pour des lignes directrices et les aspects concernant l’échantillonnage et sa conception statistique, voir
la Référence [13].
3.2 Positionnement des stations de prélèvement
3.2.1 Généralités
Il convient de situer les stations de prélèvement de manière à satisfaire aux exigences prédéfinies, sans
perdre de vue les objectifs de l’étude et l’échelle possible de la variabilité naturelle du biote.
À des fins de surveillance (à l’exception des études de biodiversité — voir ce qui suit), il convient que les
stations de prélèvement soient de préférence positionnées dans des zones de sédiments de fond sableux
ou boueux homogènes. Il convient d’éviter certains types de fonds pour lesquels il est difficile d’obtenir
des échantillons de bonne qualité, tels que des sédiments contenant une grande quantité de moellons,
de graviers durs, de brindilles et objets similaires. Cependant, un plongeur peut échantillonner des
poches de sédiments dans de telles zones. Il est permis également d’utiliser d’autres techniques semi-
quantitatives, par exemple la photographie sous-marine, la vidéo ou des engins télécommandés ou le
[6]
dragage benthique. L’EN 16260 donne des lignes directrices sur les études visuelles des fonds marins.
Dans certains cas où les habitats dans la zone de prélèvement varient grandement, il est permis de
combiner plusieurs techniques d’échantillonnage; mais il convient généralement d’utiliser le même
engin pour tous les échantillonnages d’une même étude.
Pour les études de biodiversité, il convient d’inclure différents types de fonds, suivant les objectifs du
programme.
Les stations de prélèvement peuvent être positionnées selon l’une des stratégies suivantes ou une
combinaison de celles-ci:
— le réseau de stations, voir 3.2.2;
— le hasard, voir 3.2.3;
— la stratification, voir 3.2.4;
— les transects, voir 3.2.5;
— l’échantillonnage en un point unique, voir 3.2.6.
3.2.2 Réseau de stations
Les stations de prélèvement sont disposées selon un modèle régulier en damier. Cette disposition convient
pour les études globales ou pour la cartographie de la répartition de facteurs donnés, par exemple la
zone d’influence autour de rejets localisés. Il convient que la zone d’étude présente une homogénéité
topographique, mais il est possible d’effectuer certains réglages en fonction des conditions locales, par
exemple dans les fjords ou les eaux côtières dont la profondeur varie plus faiblement.
3.2.3 Échantillonnage aléatoire ou dispersé
Dans des circonstances particulières, il est possible de positionner les stations de prélèvement de
manière aléatoire ou dispersée. Par exemple, lorsque aucune connaissance préalable sur la zone n’est
disponible pour indiquer une stratification adéquate ou lorsqu’une valeur non biaisée pour la totalité de
la zone est souhaitée.
3.2.4 Échantillonnage stratifié
Les stations de prélèvement sont disposées au sein de sous-divisions localement homogènes de la zone
d’étude. Les sous-divisions (strates) peuvent être délimitées en fonction de la profondeur, des types de
sédiment ou d’autres facteurs qui varient dans la zone d’étude. La stratification convient dans les cas
où la variabilité de l’habitat peut ruiner les modèles à l’étude. Dans les strates, les stations peuvent être
disposées en réseau, par exemple pour la cartographie des zones d’influence, ou réparties de manière
aléatoire pour la description des caractéristiques «moyennes» de la strate. Il convient d’utiliser des
sondeurs acoustiques ou des outils adéquats pour la distinction des sols.
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3.2.5 Échantillonnage en transects
Les stations de prélèvement sont disposées le long de transects linéaires. Une approche est de disposer
des stations le long d’un gradient connu ou prévu d’un facteur à l’étude dans une sous-zone de variabilité
d’habitat minimale. Ce type d’échantillonnage s’applique, par exemple, pour suivre les effets de rejets
localisés en établissant le transect dans la direction principale du courant à partir de la source. Une
autre approche, assez différente, consiste à disposer les stations selon les gradients d’habitats possibles
lorsqu’il n’est pas envisageable ou approprié de travailler en strates.
3.2.6 Échantillonnage en un point unique (station)
Cela s’applique lorsqu’un petit nombre de stations sont disposées selon une évaluation individuelle. Dans
les fjords ou les systèmes influencés par des seuils, où des cas d’eutrophisation ou de contamination
chimique sont connus ou présumés, on peut disposer les stations de prélèvement dans les parties les
plus profondes de la zone d’étude (dépressions, bassins), où sont souvent observés les premiers signes
de perturbation.
Cependant, aucune comparaison statistique formelle n’est possible sur la base de stations uniques. Cela
doit être considéré comme une solution à éviter, à n’utiliser que lorsque la station est intéressante en
elle-même ou lorsque la limitation des ressources disponibles ne permet pas de prélever des échantillons
dans plusieurs stations.
3.3 Stations de référence
Pour les études faites dans des zones perturbées ou présumées affectées, il convient de choisir une
ou plusieurs stations de référence au-delà de la zone touchée. Il convient que les stations de référence
soient, dans la mesure du possible, représentatives des conditions non influencées par des sources
d’effluents et qu’elles permettent l’évaluation des variations temporelles et spatiales naturelles dans
les communautés faunistiques des fonds meubles. Il convient d’utiliser des stations de référence pour
les études où des circonstances particulières exigent une comparaison directe de la faune avec celle
au-delà de la zone perturbée ou touchée, ou lorsqu’il est nécessaire d’obtenir des connaissances quant à
l’étendue de la variation naturelle.
Il convient que les stations de référence soient situées dans des conditions les plus semblables possibles
à celles des stations de prélèvement normales, c’est-à-dire dont la profondeur et le type de sédiments
sont similaires. Des stations de référence multiples sont particulièrement importantes dans des zones
hétérogènes.
Les considérations statistiques et la fidélité des résultats exigés dictent le nombre de stations de
référence et de réplicats nécessaires.
NOTE Certaines études exigent un nombre plus élevé de réplicats pour les stations de référence que pour les
stations «normales».
3.4 Types d’études
3.4.1 Généralités
On peut diviser les études en trois catégories principales (voir le Tableau 1) en fonction des objectifs.
La fidélité des résultats se rapporte à l’exactitude attendue des données obtenues, c’est-à-dire la
représentativité des échantillons au regard des conditions environnementales. La fidélité des résultats
est inférieure lorsque les sédiments ou la profondeur de l’eau sont hétérogènes par rapport à la fidélité
obtenue lorsque les sédiments ou la profondeur de l’eau sont homogènes dans la totalité de la zone
de prélèvement. Par conséquent, pour atteindre la même fidélité, les sédiments hétérogènes exigent
un nombre plus important de stations de prélèvement et/ou de réplicats par rapport aux sédiments
homogènes. De plus, la fidélité varie selon le type de traitement quantitatif ou semi-quantitatif des
échantillons. La fidélité requise et, par conséquent, l’intensité de l’échantillonnage et du traitement sont
déterminées par les objectifs propres de l’étude.
Tableau 1 — Présentation des catégories principales de types d’études
Type d’étude Objectifs Groupe utilisateur Fidélité des
résultats
Fournir un aperçu global des condi-
Organismes de réglementa-
tions du fond et de la faune.
tion et de conseil.
Fournir une évaluation simple et rapide
Étude pilote Faible
Fins de recherche en tant
ou obtenir des informations de base
qu’étude préparatoire pour un
pour la conception de programmes
programme plus vaste.
d’échantillonnage plus détaillés.
Caractériser les conditions dans une
zone donnée.
Principalement des orga-
nismes de réglementation et
Cartographier ou identifier également
Moyenne à
de conseil.
Étude de référence ou l’impact de rejets localisés (étendue
élevée, selon
évaluation de l’impact spatiale et intensité).
Fins de recherche pour la car-
les exigences
environnemental
tographie, les études portant
Comparer la composition faunistique individuelles
sur la succession ou recoloni-
à l’aide de critères d’évaluation donnés
sation ou les gradients.
ou tout simplement avec celle d’autres
zones représentatives.
Principalement des orga-
nismes de réglementation et
de conseil.
Décrire les changements de la faune
Moyenne à
Étude de surveillance benthique au cours du temps soit pour
Fins de recherche sur les
élevée, selon
des tendances tempo- déceler les changements de la biodiver-
changements de l’environne-
les exigences
relles sité, soit en s’appliquant aux conditions
ment et de la biodiversité au
individuelles
environnementales.
cours du temps (s’applique
aussi à la surveillance du
climat).
Noter que les différents types d’études peuvent être complémentaires les uns des autres. Par exemple:
— une étude pilote peut fournir les informations nécessaires à la conception d’un programme
d’échantillonnage pour une étude de référence ou une évaluation de l’impact environnemental;
— toute étude, lorsqu’elle est répétée de la même manière et au même moment de l’année, peut fournir
des données sur les tendances temporelles.
3.4.2 Étude pilote
Il s’agit d’une évaluation initiale des conditions faunistiques dans les sédiments de fond dans une zone
où la source de l’impact n’est pas connue ou lorsqu’il n’existe pas de données pour la zone. L’étude permet
une évaluation grossière des conditions et peut servir de base pour le développement d’un programme
d’échantillonnage pour des études appliquées, par exemple des études de référence ou d’évaluations
de l’impact environnemental, ou pour le contrôle sur le long terme au moyen d’une surveillance des
tendances temporelles. Les exigences concernant l’équipement, la méthodologie et la répétabilité de
l’échantillonnage sont généralement assez simples, voir le Tableau 2.
Les études pilotes peuvent avoir une autre utilité importante, à savoir aider à la conception de la taille
et au calcul de la puissance statistique des futurs programmes de surveillance. À cet effet, il convient
que l’étude pilote ressemble le plus possible au programme de surveillance prévu pour ce qui est de la
disposition spatiale et temporelle des échantillons.
Une étude pilote exige, en général, relativement peu d’échantillons. À des fins d’application, la zone de
prélèvement est choisie dans des zones d’accumulation plutôt que dans celles où se produit une érosion
nette. Les stations de prélèvement peuvent être disposées de manière aléatoire ou en damier. Si l’objectif
est l’évaluation des assemblages faunistiques dans une zone au sens large, il convient de prélever les
échantillons à la fois dans les eaux profondes et dans les eaux peu profondes. Il convient que la zone de
prélèvement couvre la zone d’étude autant que possible.
6 © ISO 2014 – Tous droits réservés
En sus de l’échantillonnage quantitatif de la faune, il convient d’effectuer un dragage pour recueillir les
taxons rares, de grande taille et plus mobiles qui ne sont pas convenablement échantillonnés par des
méthodes quantitatives à distance. En particulier dans les régions dont la topographie des fonds marins
est variée et ouverte au vent et aux courants, une reconnaissance par engin télécommandé ou vidéo
montée sur drague est recommandée pour déterminer l’étendue du sédiment et la microrépartition
faunistique (elle peut se produire dans les zones de sédiments grossiers ainsi que dans celles de sédiments
fins). Le cas échéant, il est aussi possible d’utiliser des techniques acoustiques pour la distinction des
sols afin d’obtenir des informations supplémentaires.
La stratégie et la conception pour les études pilotes sont résumées dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Stratégie et conception pour les études pilotes
Généralement benne ou carottier à boîte, de préférence complétés par l’utilisation
Dispositifs d’échantil- d’une drague benthique. Le cas échéant, d’autres techniques semi-quantitatives (telles
lonnage que la photographie sous-marine, les engins télécommandés, la vidéo ou les outils
acoustiques de distinction des sols) peuvent également être utilisés.
Stratégie pour les sta-
Peut être l’une des stratégies définies en 4.2 ou une combinaison de celles-ci.
tions de prélèvement
Les exigences minimales dépendent de l’objectif de l’étude. Si celle-ci est effectuée pour
identifier les meilleures stations de prélèvement pour un programme futur, il convient
d’effectuer au minimum une évaluation semi-quantitative de la faune benthique dans
Exigences minimales
toutes les stations (du moins la présence et l’abondance relative des principaux taxons
pour l’évaluation de la
d’animaux), de préférence également l’identification d’organismes de grande taille,
faune
abondants ou autrement importants.
Si l’étude pilote est exigée pour obtenir des déclarations fermes quant à la perturbation
environnementale, un échantillonnage quantitatif est recommandé.
Des échantillons supplémentaires de stations prioritaires (tels qu’évalués par des
Échantillonnage facul- observations visuelles ou des données physico-chimiques obtenues au cours de l’échan-
tatif tillonnage ou toutes autres informations documentées ou anecdotiques) peuvent être
retenus pour un traitement quantitatif ultérieur.
Documentation de Registre de terrain des conditions d’échantillonnage et description du sédiment
terrain requise (voir 4.1).
Exigences de la station Il convient qu’elle soit aussi échantillonnée, à moins que n’existent des données anté-
de référence rieures pour évaluer le statut des zones de référence.
3.4.3 Étude de référence ou d’évaluation de l’impact environnemental
Il s’agit d’une étude couramment effectuée pour la recherche appliquée ou des études commerciales,
généralement lorsqu’une source d’impact est connue ou avant d’établir un rejet d’effluent. De telles études
peuvent aussi être réalisées dans le cadre d’une recherche sur la biodiversité ou lorsqu’une zone doit
être caractérisée du point de vue biologique. Le but est de documenter les conditions faunistiques et/ou
de cartographier l’étendue spatiale d’un impact biologique. De telles études peuvent être réalisées avec
une méthodologie relativement simple, mais il existe généralement des exigences spécifiées concernant
la méthodologie et les modes opératoires à observer.
Lorsque des références externes ou des données d’études existent, il convient de les utiliser pour aider
à l’organisation du programme d’étude et pour évaluer l’impact global, si elles sont appropriées. Voir
également 4.4 pour des observations sur les échantillonnages non quantitatifs additionnels.
La stratégie et la conception des études de référence ou d’évaluations de l’impact environnemental sont
résumées dans le Tableau 3.
Tableau 3 — Stratégie et conception des études de référence ou d’évaluations de l’impact
environnemental
Généralement benne ou carottier à boîte, de préférence complétés par l’utilisation
Dispositifs d’échantil- d’une drague benthique. Le cas échéant, d’autres techniques semi-quantitatives (telles
lonnage que la photographie sous-marine, les engins télécommandés, la vidéo ou les outils
acoustiques de distinction des sols) peuvent également être utilisées.
Stations de prélèvement disposées en fonction des objectifs de l’étude.
Échantillonnage par quadrillage ou transect; stations disposées par rapport à des
points de rejet connus, le cas échéant. Il est également possible d’appliquer un échan-
tillonnage aléatoire stratifié en fonction des connaissances sur la répartition attendue
des impacts. La répartition probable des impacts peut être déterminée par l’évaluation
du degré d’impact en relation avec l’hydrographie locale et la topographie du fond.
Si elle est prévue pour détecter un effluent diffus ou pour surveiller les changements
Stratégie pour les sta-
de l’environnement, on peut placer une station dans la partie la plus profonde de la
tions de prélèvement
zone d’étude (où apparaissent souvent les premières conditions d’impact). Dans cer-
tains cas, une étude de suivi peut être effectuée en utilisant un nombre inférieur de
réplicats ou de stations de prélèvement que celui de la description environnementale
fouillée initiale.
Lorsque les échantillons sont utilisés à des fins législatives, il convient de déterminer
la fidélité exigée des résultats (ou la puissance statistique) et d’ajuster le nombre de
réplicats prélevés comme il convient. Au besoin, le nombre de réplicats à utiliser pour
les analyses peut être déterminé en calculant des courbes taxon-zone.
Généralement trois réplicats ou plus sont traités quantitativement, en fonction des
exigences statistiques. L’évaluation faunistique peut se concentrer sur un seul taxon,
Exigences minimales
des groupes de taxons ou une évaluation basée sur la communauté. En ce qui concerne
pour l’évaluation de la
l’évaluation de l’impact, des effluents de plus grande échelle exigent un réseau de
faune
stations plus étendu et une plus grande puissance statistique que les effluents de petite
échelle.
Échantillonnage facul- D’éventuels réplicats peuvent être recueillis dans les stations prioritaires (évalués
tatif comme pour l’étude pilote) pour être traités ultérieurement au besoin.
Documentation de Registre de terrain des conditions d’échantillonnage et description du sédiment
terrain requise (voir 4.1).
Il convient d’établir la (les) station(s) de référence dans les cas où sont prévus des
impacts environnementaux. Dans les zones à fort gradient d’impact, une station de
référence peut suffire. Lorsqu’il y a une grande variation naturelle dans les condi-
tions (fond hétérogène) et/ou que les impacts sont faibles à modérés, deux stations
ou plus sont recommandées. S’il est démontré que les extrémités des transects sont
Exigences de la station
à l’extérieur de la zone d’impact, celles-ci peuvent fonctionner en tant que stations de
de référence
référence. Lorsque des normes «admis/refusé» ont déjà été établies pour la zone, les
stations de référence peuvent ne pas s’avérer nécessaires.
Pour évaluer l’impact global probable dans la zone étudiée, des données de référence
externes pour une zone plus étendue sont recommandées (elles peuvent comprendre
des données nouvelles ou existantes).
3.4.4 Étude de surveillance des tendances temporelles
Il s’agit d’une étude du benthos en réponse aux changements temporels des conditions chimiques et/ou
physiques dans les sédiments pour documenter soit la contamination, soit la variation naturelle dans le
temps. Il convient d’effectuer les études au moyen d’une méthodologie normalisée selon un programme
établi. Les sédiments qui sont physiquement perturbés par les activités humaines (par exemple le
chalutage) ne conviennent généralement pas à des fins de surveillance rétrospective des tendances.
La stratégie et la conception des études de surveillance des tendances temporelles sont résumées dans
le Tableau 4.
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Tableau 4 — Stratégie et conception des études de surveillance des tendances temporelles
Généralement benne ou carottier à boîte, complétés le cas échéant, par d’autres
Dispositifs d’échantillon- techniques semi-quantitatives (telles que le dragage benthique, la photographie
nage sous-marine, les engins télécommandés, la vidéo ou les outils acoustiques de dis-
tinction des sols).
Stations de prélèvement disposées en fonction des objectifs de l’étude, mais les
positions sont fixes et rééchantillonnées à intervalles réguliers. Un niveau élevé de
Stratégie pour les sta-
documentation et de répétabilité est exigé.
tions de prélèvement
La puissance statistique est évaluée comme pour l’étude de référence ou d’évalua-
tion de l’impact environnemental.
Exigences minimales
pour l’évaluation de la Comme pour l’étude de référence ou d’évaluation de l’impact environnemental.
faune
Échantillonnage facultatif Comme pour l’étude de référence ou d’évaluation de l’impact environnemental.
Documentation de ter- Registre de terrain des conditions de prélèvement et description du sédiment
rain requise (voir 4.1).
La (les) station(s) de référence ne conviennent que pour la surveillance de l’impact
Exigences de la station de
d’effluents (auquel cas la stratégie particulière est la même que celle pour la carto-
référence
graphie des zones d’impact).
La saison de l’échantillonnage peut avoir une influence importante sur les résultats de la surveillance
des tendances temporelles. Il convient que les études soient toujours effectuées pendant la même saison
pour assurer la continuité. Le minimum est fixé à un échantillonnage par année d’étude, mais deux
échantillonnages ou plus au cours de la même année constituent un avantage. Dans le cas d’études de
surveillance, l’échantillonnage au cours de périodes de recrutement connues (par exemple en été) est
généralement évité, sauf quand il existe un intérêt explicite pour le recrutement et la productivité.
Le calendrier de l’échantillonnage varie géographiquement. Dans certaines zones, l’échantillonnage
n’est pas possible en hiver en raison de la couche de glace, des températures inférieures à zéro ou
d’autres conditions défavorables (par exemple dans l’Océan arctique et la Mer baltique). Dans ces cas,
les échantillonnages de printemps et/ou d’automne sont les seules alternatives possibles.
3.5 Changement de programme d’échantillonnage et étalonnage corrélatif
Il convient de s’intéresser de près à la question de la répétabilité. Si des changemen
...
Questions, Comments and Discussion
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