VDI 4333-2014 Monitoring the effects of the cultivation of genetically modified organisms (GMOs) - Standardised sampling methods for amphibians.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMonitoring der Wirkungen des Anbausgentechnisch vernderter Organismen (GVO)Standardisierte Erfassung von AmphibienMonitoring the effects of the cultivation ofgenetically modified organisms (GMOs)Standardised sampling methods for amphibiansVDI 4333Ausg. deutsch/englischIssue

2、 German/EnglishVDI-Handbuch GVO-MonitoringVDI-RICHTLINIENICS 07.080, 13.020.30, 13.020.99Juli 2014 July 2014Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 42 Normative Verweise .

3、. . . . . . . . . . . . . 53 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Artenauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84.1 Obligate Arten. . . . . . . . . . . . . . . . 94.2 Zusatzarten . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Grundberlegungen, Aufbau und Struktur der Erhebung . . . . . .

4、 . . . . . . . 206 Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246.1 Monitoring terrestrischer Stadien . . . . . . 246.2 Larvenmonitoring . . . . . . . . . . . . . . 276.3 Weiterfhrende Untersuchungen . . . . . . 287 Probenahmedesign . . . . . . . . . . . . . . . 287.1 Flchenauswahl/Gewsserausw

5、ahl . . . . . 287.2 Zeitliche Aspekte, Probenwiederholung . . 308 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308.1 Auswertung unmittelbarer Effekte . . . . . 338.2 Auswertung langfristiger Effekte . . . . . . 319 Berichterstattung . . . . . . . . . . . . . . . 3310 Qualittssicherung . . . . .

6、. . . . . . . . . 33Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7、. . 42 Normative references . . . . . . . . . . . . . 53 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 54 Species selection. . . . . . . . . . . . . . . . 84.1 Obligate species . . . . . . . . . . . . . . 94.2 Supplementary species . . . . . . . . . . . 135 Basic considerations, structure and desi

8、gn of the monitoring scheme . . . . . . . 206 Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246.1 Monitoring the terrestrial stages . . . . . . 246.2 Larval monitoring. . . . . . . . . . . . . . 276.3 Further investigations. . . . . . . . . . . . 287 Sampling design . . . . . . . . . . . . . . .

9、. 287.1 Selecting sampling sites/water bodies . . . 287.2 Temporal aspects, repeat sampling . . . . . 308 Evaluation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308.1 Evaluation of direct effects . . . . . . . . . 318.2 Evaluation of long-term effects. . . . . . . 319 Reporting . . . . . . . . . . . . .

10、. . . . . . 3310 Quality assurance. . . . . . . . . . . . . . . 33Annex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54VDI-Gesellschaft Technologies of Life Sciences (TLS)Fachbereich Biodiversitt, GVO-Monitoring und RisikomanagementZubeziehen d

11、urch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2014Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindl

12、ich. The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.FrhereAusgabe: 09.13, Entwurf Former edition: 09/13, DraftB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07Alle Rechte vorbehalten Verein D

13、eutscher Ingenieure e. V., Dsseldorf 2014 2 VDI 4333VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils a

14、uszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie m

15、itgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungUm eventuelle negative Auswirkungen auf die Ge-sundheit und die Umwelt frhzeitig zu erkennen, wird durch die europische Richtlinie 2001/18/EG ber die absichtliche Freisetzung gentechnisch ver-nderter Organismen (GVO) in die Umwelt ein Mo-nitoring zur berwachung

16、 von Anbau und Verbrei-tung gentechnisch vernderter Organismen vorge-schrieben. Die Belastbarkeit der Daten erfordert den Einsatz bewhrter und standardisierter Erhebungs-methoden und Auswertungsverfahren. Dies ist expli-zit in der Ratsentscheidung 2002/811/EG festgelegt, in der weiterfhrende Leitlin

17、ien zu einem Monitoring formuliert werden. Entsprechende methodenspezifi-sche Richtlinienbltter fr einen Einsatz im GVO-Monitoring sind in der Richtlinienreihe VDI 4330 verffentlicht.Amphibien reprsentieren die Schutzziele Biodiver-sitt und Wasser (18; 55, siehe auch VDI 4330 Blatt 1). Da sie sowohl

18、 aquatische als auch terrestri-sche Habitate nutzen sowie saisonal zwischen diesen Lebensrumen wandern, gelten sie als Indikator-gruppe fr negative Umwelteinflsse in beiden Sph-ren. Insbesondere gilt, dass Amphibien einen guten Bearbeitungs- und Kenntnisstand zu Biologie, kologie und Gefhrdungssitua

19、tion der einzelnen Arten aufweisen, aufgrund ihrer Mobilitt und ihrer komplexen Ha-bitatansprche rumlich-funktionale Eigenschaf-ten der Umwelt abbilden und demzufolge fr eine Bewertung auf Landschaftsebene gut geeignet sind, sensibel auf Vernderungen in einzelnen Teille-bensrumen reagieren, an ihren

20、 Laichgewssern vorhersehbar anzutreffen und quantitativ erfassbar sind, saisonal wandern und ihre Fortpflanzung und Larvalentwicklung in Preliminary noteThe content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the standard VDI 1000.All rights

21、 are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts.The use of this standard without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions specified

22、in the VDI Notices (www.vdi.de/richtlinien). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this standard.IntroductionEU Directive 2001/18/EC on the deliberate release into the environment of genetically modified organ-isms (GMOs) prescribes the implementation of a monitoring as a

23、 means of identifying potential ad-verse effects of GMOs and their use on human health and the environment at an early stage. Reliable and standardised sampling and analysis methods are re-quired to ensure that the data obtained are robust. This is explicitly defined in Council Decision 2002/811/EC,

24、 which establishes detailed guidance notes on the development of a monitoring. A corresponding set of guidelines describing specific methods to be used for GMO monitoring is published as part of the series of standards VDI 4330. Amphibians represent the protection targets of biodi-versity and water

25、(18; 55 see also VDI 4330 Part 1). Since they use both aquatic and terrestrial habitats and migrate seasonally between these two habitats, they are regarded as an indicator group for negative environmental effects in both spheres. The following points apply in particular to amphibians: There is subs

26、tantial knowledge concerning the biology, ecology and conservation status of the different species. Due to their mobility and complex habitat require-ments, they illustrate spatial and functional char-acteristics of the environment, which makes them particularly suitable for an assessment at the lan

27、d-scape level. They are sensitive to changes in individual habi-tats. They gather predictably at their breeding sites, which makes them suitable for quantitative sam-pling; they migrate seasonally; breeding and lar-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07All rights reserv

28、ed Verein Deutscher Ingenieure e. V., Dsseldorf 2014 VDI 4333 3 den Frhjahrs- und Sommermonaten stattfinden und somit mit dem saisonalen Anbau von gen-technisch vernderten Pflanzen (GVP) und deren spezifischen Pestizid-Behandlungen zusammen-fallen.Aufgrund der normalerweise obligaten Nutzung aquatis

29、cher Habitate whrend der Embryonal- und Larvalentwicklung sind Amphibien besonders geeig-net, negative Effekte von GVO auf aquatische ko-systeme anzuzeigen. Es ist zu erwarten, dass direkte Wirkungen von GVO, speziell von GVP in der Land-wirtschaft, vor allem whrend der aquatischen Le-bensphase auft

30、reten.Auch wenn wissenschaftliche Studien zum Thema fehlen, so muss im Sinne des Vorsorgeprinzips ange-nommen werden, dass GVP und ihre Produkte ber die Nahrungskette (z. B. GVP-Pollen, GVP-Detritus) einen direkten Einfluss auf die Gesundheit, das Wachstum und die Entwicklung von Amphibienlar-ven in

31、 anbaunahen Laichgewssern haben knnten.Indirekte Effekte knnen durch Vernderungen in der landwirtschaftlichen Praxis auftreten, speziell beim Anbau herbizidresistenter (HR) GVP. Ein Mehrein-trag von Pestiziden, speziell Breitbandherbiziden, in die Umwelt sowie ein im Jahresverlauf variabler Ein-satz

32、 ist, wie in den USA beobachtet, mglich 3. Aufgrund von erworbenen Resistenzen bei Acker-unkrutern gegen die Breitbandherbizide 47 kann es zu einer Kombination mit konventionellen Herbi-ziden und einem insgesamt hheren Herbizidauf-wand kommen 3. Eine verstrkte Reduktion der Ackerbegleitflora durch d

33、en Einsatz von Breitbandherbiziden sowie die Unvertrglichkeit mit Untersaaten knnen zu einer Erhhung der Bodenerosion beitragen. Zu-dem werden Breitbandherbizide in der Regel zu-stzlich zu spteren Zeitpunkten als selektive Her-bizide gespritzt. Durch das fortgeschrittene Pflan-zenwachstum kann es da

34、her ber die hhere Spritzhheneinstellung zu einer strkeren Abdrift kommen. Klimawandelbedingt nimmt die Wahr-scheinlichkeit von frhsommerlichen Starkregen-ereignissen in Westeuropa zu. Verstrkte Erosion, erhhte Abdrift und strkere Niederschlge kn-nen dazu fhren, dass angrenzende Amphibienha-bitate du

35、rch den Einsatz von Breitbandherbiziden strker kontaminiert werden 64. Laichgewsser von Amphibien in der Agrarland-schaft sind hufig flache Tmpel oder Grben, in denen Pestizide nach Starkregenereignissen akku-mulieren knnen 31. Die toxischen Wirkungen eingesetzter Breitband-herbizide und/oder ihrer

36、Formulierungen knnen val development occur in spring and summer, which coincides with the seasonal cultivation of genetically modified plants (GMP) and the spe-cific application of pesticides. Since amphibians are typically dependent on aquatic habitats during their embryonic and larval develop-ment

37、, they are considered a particularly sensitive in-dicator group for the negative effects of GMOs on aquatic ecosystems. Direct effects of GMOs, and in particular of GMP on farmland, are expected to occur primarily during the aquatic life phase.Even in the absence of scientific studies on the sub-jec

38、t, we must assume on the basis of the precaution-ary principle that GMP and their products may have a direct impact on the health, growth and development of amphibian larvae in breeding sites close to the area under cultivation via the food chain (e. g. GM pollen, detritus from GMP).Indirect effects

39、 may occur due to changes in farming practice, in particular as a result of growing herbi-cide-resistant (HR) GMP. Increased pesticide input, especially broad-spectrum herbicides, into the envi-ronment and variable applications throughout the year may occur, as observed in the USA 3. Due to the acqu

40、ired resistance of weeds to broad-spectrum herbicides 47, a combination of conventional herbi-cides may be used with higher overall application rates and frequencies 3. A marked reduction in arable flora caused by the use of broad-spectrum herbicides and an intoler-ance of undercropping can contribu

41、te to increased soil erosion. Moreover, broad-spectrum herbicides are generally applied later in the year than selec-tive herbicides. Increasing the spraying height to accommodate plant growth later in the growing season may lead to increased drift. The probabil-ity of heavy rainfall events in early

42、 summer is in-creasing in western Europe due to climate change. Greater erosion, increased drift and heavier rain-fall may cause adjacent amphibian habitats to be-come more heavily contaminated through the use of broad-spectrum herbicides 64. Amphibian breeding sites on farmland are often shallow po

43、nds or ditches where pesticides can ac-cumulate after heavy rainfall events 31. The toxic effects of the broad-spectrum herbicides used and/or their formulations can affect the em-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure

44、e. V., Dsseldorf 2014 4 VDI 4333die Embryogenese und Larvalentwicklung bei Amphibien beeinflussen und verstrkt zu Missbil-dungen oder erhhter Mortalitt fhren 31; 45; 50. Bei akuten Toxizittstests zeigen Amphibien-larven hufig eine andere Empfindlichkeit als standardmig untersuchte Fischarten. Auf be

45、-stimmte Herbizide, z. B. Glyphosat, reagieren Amphibienlarven deutlich empfindlicher als Fi-sche 1. Bestimmte Breitbandherbizide scheinen in umweltrelevanten Konzentrationen zudem ge-fhrlicher fr Amphibienlarven zu sein als die se-lektiven Herbizide, die ersetzt werden sollen 66. Amphibien knnen in

46、 Abhngigkeit vom Appli-kationszeitpunkt und/oder von der Hufigkeit der Anwendung durch Breitbandherbizide in ihren Landlebensrumen letal geschdigt werden 50. Subletale Effekte der Breitbandherbizide knnen das Wachstum und die Entwicklungsgeschwindig-keit von Amphibien, speziell ihrer Larven, beein-f

47、lussen und zu verminderter Fitness fhren 10; 34; 49; 50; 53; 58. Die Belastung mit weiteren Pestiziden 49; 52 und Interaktionen mit kologi-schen Stressfaktoren, z. B. Prdatoren- oder Para-sitendruck 38; 53, verstrken solche Effekte.Die genannten direkten und indirekten Effekte des Anbaus von GVP, di

48、e durch einen vernderten Ein-satz von Pestiziden verursacht werden, knnen zu Vernderungen in den Abundanzen einzelner Arten bis hin zum lokalen Aussterben fhren 13; 34; 49; 50; 58.In der vorliegenden Richtlinie wird ein standardisier-tes Monitoringverfahren zur Erfassung von Amphi-bien, speziell ihr

49、en Larven, beschrieben, das erlaubt, die Wirkung des GVP-Anbaus auf Amphibien zu be-stimmen.1 AnwendungsbereichDie vorliegende Richtlinie soll beim Monitoring der Umweltwirkungen von GVO entsprechend den Ma-gaben der EU-Richtlinie 2001/18/EG und der Rats-entscheidung 2002/811/EG eingesetzt werden. Das Monitoring von Amphibien zielt darauf ab, potenziell negative Einflsse von GVO bzw. vom GVO-Anbau-s