ebook img

the sea empress incident and the limpets of frenchman's steps, twenty years on. john archer PDF

15 Pages·2016·2.87 MB·English
by  
Save to my drive
Quick download
Download
Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.

Preview the sea empress incident and the limpets of frenchman's steps, twenty years on. john archer

ARCHER-­‐‑THOMSON  (2016).  FIELD  STUDIES  (http://fsj.field-­‐‑studies-­‐‑council.org/)   THE  SEA  EMPRESS  INCIDENT  AND  THE  LIMPETS  OF  FRENCHMAN’S  STEPS,    TWENTY  YEARS  ON.     JOHN  ARCHER-­‐‑THOMSON   Honey  Hook  Cottage,  Lower  Freystrop,  Haverfordwest,  Pembrokeshire,  SA62  4ET.  UK     Students  and  staff  from  FSC  Dale  Fort  Field  Centre  have  studied  limpet  populations  on  Frenchman’s  Steps   shore  for  over  thirty  years.  Variations  in  population  density  and  age  structure  have  been  measured  and  in   particular  the  effects  of  the  Sea  Empress  oil  spill  have  been  investigated.  The  oil  pollution  reduced  the   population  density  significantly  and  affected  smaller  (younger)  limpets  in  particular,  especially  those  on   the  lower  half  of  the  shore.  Since  then  further  changes  in  limpet  population  density  have  occurred.  These   are  interpreted  in  the  light  of  long-­‐‑term  oscillations  in  populations  of  barnacles  and  dogwhelks,  which  are   related  to  the  use  (and  subsequent  banning)  of  Tri-­‐‑Butyl-­‐‑Tin  anti-­‐‑fouling  paint.  Long-­‐‑term  monitoring,   using  data  collected  by  student  groups,  can  be  useful  in  highlighting  variations  in  population  density  over   time  as  well  as  being  a  worthwhile  educational  experience  in  its  own  right  for  the  students  and  staff   involved  in  the  data  collection.         FIGURE  1.  Frenchman’s  Steps  ,  Pembrokeshire  (Grid  Ref.  SM822053).     INTRODUCTION     Limpets  of  the  Genus  Patella  are  very  important  organisms  on  European  rocky  shores.  Their  differential   grazing  activity  on  a  wide  range  of  microorganisms  (biofilm)  and  seaweeds,  including  Fucus  spp.,  and  encrusting  red   seaweeds,  affects  the  shore  community  so  significantly  that  limpets  have  been  called  a  “keystone  species”  in  that  their   effect  on  community  composition  is  greater  than  would  be  predicted  from  their  abundance  or  biomass  alone  (Jenkins  et   al.,  1999,  Little  et  al.,  2009).  Factors  that  affect  limpet  abundance  are  therefore  likely  to  affect  the  shore  as  a  whole,  which   makes  any  long-­‐‑term  monitoring  programme  of  limpets  potentially  interesting.   Meaningful  statements  about  the  effect  of  an  event  on  a  rocky  shore  population  depend  on  knowledge  of   what  the  population’s  status  was  before  the  event.  It  is  also  imperative  to  know  about  “natural”  variations  in  the   population  before  deductions  can  be  made  concerning  “unnatural”  ones.  However,  very  few  suitable  long-­‐‑term  data   sets  exist,  for  any  ecosystem,  to  allow  such  deductions  to  be  made  with  any  confidence.   When  the  Sea  Empress  oil  spill  occurred  (see  Figure  2)  in  February  1996,  long-­‐‑term  data  sets  on  the  numbers   and  size-­‐‑range  of  the  common  limpet  Patella  vulgata  L,  collected  by  student  groups  from  FSC  Dale  Fort,  did  exist.     Details  of  the  methodology  are  given  below.  Comparisons  were  made  between  pre-­‐‑  and  immediately  post-­‐‑pollution   results  and  the  conclusions  were  presented  in  Field  Studies  (Archer-­‐‑Thomson,  1999).  Useful  background  information  on   the  effects  of  oil  spills  on  rocky  shores,  the  Sea  Empress  oil  spill,  chemical  details  of  the  oil  and  the  biology  of  limpets   can  be  found  in  this  paper,  but  see  Branch  (1981)  for  a  comprehensive  overview  of  limpet  biology  and  Crump  et  al.,   1    ©  Field  Studies  Council     (02/09/2016) ARCHER-­‐‑THOMSON  (2016).  FIELD  STUDIES  (http://fsj.field-­‐‑studies-­‐‑council.org/)   (1998)  for  an  account  of  the  oil  spill  on  West  Angle  Bay,  Pembrokeshire.  In  summary,  the  oil  spill  reduced  the  numbers   of  limpets  in  total  (Figure  3)  with  especially  noticeable  declines  in  smaller  size  classes  on  the  lower  part  of  the  shore,  as   a  result  the  modal  class  for  the  population  rose  from  a  “normal”  value  in  the  10-­‐‑14.99  mm  size  class,  in  all  pre-­‐‑pollution   data  sets,  to  the  15-­‐‑19.9  mm  size  class  in  April  1996  (Figure  4).  In  April  1997  numbers  of  limpets  on  the  study  shore  had   returned  to  what  might  be  considered  “normal”  again  (Figure  5)  but  the  modal  class  was  still  shifted  to  the  right   (Figure  6).  By  April  1998  numbers  were  towards  the  high  side  of  the  “normal”  range  (Figure  7)  and  the  modal  class  had   returned  to  “normal”  as  well  (Figure  8).  Seemingly,  the  population  had  made  a  full  recovery,  in  terms  of  numbers  and   size  distribution,  within  two  years:  a  surprisingly  quick  revival  given  the  magnitude  of  the  event.     Student  data  sets  vary  in  quality.  However,  if  students  are  told  that  they  will  be  contributing  to  long-­‐‑term   monitoring,  conscientious  data  collection  is  far  more  likely  and  has  occurred  in  this  instance.  Two  sets  of  observations,   a  fortnight  apart,  by  different  A-­‐‑level  groups,  in  April  1996,  gave  similar  and  statistically  significant  results  (Archer-­‐‑ Thomson,  1999)  (Figure  3).     Having  realised  the  value  of  the  limpet  data,  monitoring  continued  in  April  of  each  year,  to  gain  further   insight  into  what  might  represent  “normal”  fluctuations  of  this  population.  To  help  with  the  consistency  of  recording,   final-­‐‑year  MSc  students  from  the  University  of  Leuven,  who  visit  FSC  Dale  Fort  annually,  were  used  to  collect  the  data.   In  more  recent  years  FSC  Dale  Fort  teaching  staff  have  collected  the  data.  There  is  now  an  unbroken  (except  2005)  set  of   data  for  the  Frenchman’s  Steps  population  up  to  April  2016.           FIGURE  2.  Frenchman’s  Steps  and  surrounding  coastline.  On    15th  February  1996  the  Sea  Empress  oil  tanker  grounded  near    St  Ann’s   Head,  2  days  later  high  winds  drove  her  onto  the  rocks.  Over  70,000  tonnes  of  oil  was  spilt.  (Map  from  Archer-­‐‑Thomson,  1999)         MATERIALS  AND  METHODS     The  site  chosen  was  Frenchman’s  Steps,  Grid  Ref.  SM822053  (Figure  2).  This  is  a  sheltered  rocky  shore,  with  a   north-­‐‑north-­‐‑easterly  aspect  (Figure  1),  Ballantine’s  Exposure  Grade  4  (Ballantine,  1961).  Data  were  collected  by  groups   of  students  attending  field  courses  at  FSC  Dale  Fort  Field  Centre  and  latterly  by  FSC  Dale  Fort  teaching  staff.  All  data   collection  was  directly  supervised  by  the  author.  An  interrupted  belt  transect,  sampled  at  0.75  m  height  intervals,  was   established  from  a  fixed  starting  height  2.25  m  Above  Chart  Datum  (ACD).  This  is  where  the  bedrock  starts;  below  this   the  substrate  is  mobile  and  unsuitable  habitat  for  limpets.  Data  collection  continued  up  the  shore  until  the  upper   distributional  limit  of  limpets  was  reached.  50  cm  by  50  cm  quadrats  were  placed  at  0.5  m  (horizontal)  intervals  along  a   tape  measure  laid  out  at  each  height.  In  each  quadrat  the  longest  diameter  of  every  limpet  was  measured  and  recorded   in  its  appropriate  5  mm  size  class.  To  prevent  measuring  the  same  limpet  more  than  once,  each  shell  was  lightly   marked  with  chalk.   The  number  of  quadrats  used  each  year  varied  with  the  numbers  of  students  involved  in  the  data  collection  so   the  results  were  standardised  to  give  totals  for  ten  quadrats  at  each  height.  No  changes  to  the  methodology  have  been   made  over  the  years  to  facilitate  comparisons  with  past  data  (Archer-­‐‑Thomson,  1999).   Limpet  population  data  are  likely  to  show  a  degree  of  seasonality,  especially  as  recruitment  to  the  shore   occurs  in  the  autumn,  so  it  was  decided  to  standardise  data  collection  to  April  of  each  year  where  possible;  however,   some  data  sets  are  from  March  and  May.   2    ©  Field  Studies  Council     (02/09/2016) ARCHER-­‐‑THOMSON  (2016).  FIELD  STUDIES  (http://fsj.field-­‐‑studies-­‐‑council.org/)     700 1985 600 1986 500 1989 ets 400 1996 p m 1996 of li 300 r e 200 b m u n 100 al ot T 0 2.25 3 3.75 4.5 5.25 6 6.75 Vertical height ACD / metres     FIGURE  3.  Limpet  numbers  at  Frenchman’s  Steps  at  the  given  heights  ACD  for  two  April  1996  data  sets  and  three  pre-­‐‑pollution   examples  (1985-­‐‑1989).   A. April 1985 700 s 600 et p m of li 500 er 400 b m u n 300 al Tot 200 100 0 Size class / mm B. 29 April 1996 700 s 600 et p m of li 500 er 400 b m nu 300 al Tot 200 100 0 Size class / mm     FIGURE  4.  Limpets  at  Frenchman’s  Steps:  size  frequency  data  for  a  typical  pre-­‐‑pollution  data  set  (A;  April  1985)   versus  an  April  1996  example  (B).  Modal  class  size  is  in  red.   3    ©  Field  Studies  Council     (02/09/2016) ARCHER-­‐‑THOMSON  (2016).  FIELD  STUDIES  (http://fsj.field-­‐‑studies-­‐‑council.org/)   700 1985 600 1986 1989 s 500 1996 et 1996 p m 400 1997 of li 300 r e b m 200 u n al 100 ot T 0 2.25 3 3.75 4.5 5.25 6 6.75 Vertical height ACD / metres       FIGURE  5.  Limpet  numbers  at  Frenchman’s  Steps  at  the  given  heights  ACD  for  two  April  1996  data  sets  and  three  pre-­‐‑pollution   examples  (1985-­‐‑1989),  and  a  one-­‐‑year  post-­‐‑pollution  example  (1997).     A. 29 April 1996 700 s. 600 et p m 500 r of li 400 e b m 300 u n otal 200 T 100 0 Size class / mm B. 30 April 1997 700 600 s. et 500 p m of li 400 r be 300 m u n 200 al ot T 100 0 Size class / mm     FIGURE  6.  Limpets  at  Frenchman’s  Steps:  size  frequency  data  for  a  April  1996  data  set  (A)   versus  (B)  an  April  1997  (one-­‐‑year  post  pollution).  Modal  class  size  is  in  red.   4    ©  Field  Studies  Council     (02/09/2016) ARCHER-­‐‑THOMSON  (2016).  FIELD  STUDIES  (http://fsj.field-­‐‑studies-­‐‑council.org/)   700 s 1985 et 600 p 1986 m of li 500 1989 er 400 1996 b m 1996 nu 300 al 1997 ot 200 T 1998 100 0 2.25 3 3.75 4.5 5.25 6 6.75 Vertical height ACD / metres     FIGURE  7.  Limpet  numbers  at  Frenchman’s  Steps  at  the  given  heights  ACD  for  two  April  1996  data  sets  and  three  pre-­‐‑pollution   examples  (1985-­‐‑1989),  and  two  post-­‐‑pollution  examples  (1997-­‐‑one-­‐‑year  post  pollution,  1998  –  two-­‐‑year  post  pollution).       A. 29 April 1996 700 s 600 et p m500 of li r 400 e b m300 u n al 200 ot T 100 0 Size class / mm   B. 30 April 1998 700 s 600 et p m 500 of li r 400 e b m u 300 n otal 200 T 100 0 Size class / mm   FIGURE  8.  Limpets  at  Frenchman’s  Steps:  size  frequency  data  for  an  April  1996  data  set  (A)  versus  (B)  an  April  1998  (two-­‐‑year  post   pollution).  Modal  class  size  is  in  red.     5    ©  Field  Studies  Council     (02/09/2016) ARCHER-­‐‑THOMSON  (2016).  FIELD  STUDIES  (http://fsj.field-­‐‑studies-­‐‑council.org/)   RESULTS  AND  ANALYSIS     Table  1  shows  a  data  set  for  30  April  1998.  Table  A  contains  class  data  from  seven  quadrats  (student  groups),   whereas  Table  B  gives  the  standardised  results,  as  if  ten  quadrats  had  been  used.     Table  2  gives  (standardised)  results  for  the  number  of  limpets  found  in  ten  50  x  50  cm  quadrats  at  various   heights  up  the  shore.  The  three  data  sets  before  1996  were  chosen  because  they  were  gathered  in  April  and  deemed   typical  for  the  shore.  The  two  sets  of  data  for  1996,  (1)  and  (2),  were  recorded  by  two  different  A-­‐‑level  groups,  on  the  3   and  29  of  April  respectively.  Analysis  of  these  results  is  presented  in  Archer-­‐‑Thomson  (1999).     Table  3  similarly  provides  (standardised)  data  for  size  frequencies.     TABLE  1.  Original  (A)  and  standardised  (B)  data  for  limpet  numbers  and  size  range  from  Frenchman’s  Steps  on  30  April  1998.       (A)  data  from  seven  quadrats  (student  groups).  (B)  the  converted  (standardised)  data  for  the  equivalent  of  ten  50  x  50  cm  quadrats.     The  shaded  cells  show:     the  height  at  which  most  limpets  were  found  (3.75m  ACD).     the  mode  for  the  size  class  data  (10.00-­‐‑14.99mm).     the  shift  in  the  modal  class  at  each  height  to  progressively  larger  limpet  sizes  as  height  up  the  shore  increases.   (See  Archer-­‐‑Thomson  (1999)  for  an  explanation).     A:  Data  from  seven  quadrats  (student  groups)     Vertical  height  above  chart  datum  /  m     Size  class  /  mm   2.25   3   3.75   4.5   5.25   6   6.75   TOTALS   <  4.99   7   36   61   29   4   0   0   137   5.0−9.99   26   118   116   52   17   6   0   335   10.0−14.99   24   100   136   103   43   4   0   410   15.0−19.99   12   90   104   91   39   9   0   345   20.0−24.99   12   69   50   89   53   12   0   285   25.0−29.99   2   25   17   21   32   22   0   119   30.0−34.99   9   8   5   6   17   10   0   55   35.0−39.99   3   1   0   0   5   7   0   16   40.0−44.99   5   2             7   45.0−49.99   1               1   50.0−54.99                   55.0−59.99                   60.0−64.99                   65.0−69.99                   TOTALS   101   449   489   391   210   70   0   1710                     B:  Converted  (standardized)  data  for  the  equivalent  of  ten  50  x  50  cm  quadrats     Vertical  height  above  chart  datum  /  m     Size  class  /  mm   2.25   3   3.75   4.5   5.25   6   6.75   TOTALS   <  4.99   10   51   87   41   6   0     195   5.0−9.99   37   169   166   74   24   9     479   10.0−14.99   34   143   194   147   61   6     585   15.0−19.99   17   129   149   130   56   13     494   20.0−24.99   17   99   71   127   76   17     407   25.0−29.99   3   36   24   30   46   31     170   30.0−34.99   13   11   7   9   24   14     78   35.0−39.99   4   1       7   10     22   40.0−44.99   7   3             10   45.0−49.99   1               1   50.0−54.99                   55.0−59.99                   60.0−64.99                   65.0−69.99                   TOTALS     143   642   698   558   300   100   2441           6    ©  Field  Studies  Council     (02/09/2016) ARCHER-­‐‑THOMSON  (2016).  FIELD  STUDIES  (http://fsj.field-­‐‑studies-­‐‑council.org/)   TABLE  2.  The  number  of  limpets  found  in  ten  50cm  x  50  cm  quadrats  at  each  75  cm  vertical  height  interval  up  the  shore  at   Frenchman’s  Steps,  in  April  .  (  *Data  collected  in  March.  No  limpets  found  above  6.75  m  ACD).     April   Vertical  height  above  chart  datum  /  m     data   2.25   3   3.75   4.5   5.25   6   6.75   Totals   1985   191   504   693   556   333   49   0   2327   1986   152   407   480   338   228   55   0   1660                     1989   487   600   607   556   241   94   0   2585                     1996  (1)   72   177   335   313   248   75   5   1225   1996  (2)   26   174   320   346   264   36   0   1166   1997   64   330   432   519   235   145   0   1725   1998   143   642   698   558   300   100   0   2441   1999   333   567   657   529   354   118   0   2558   2000   320   472   558   553   351   152   0   2406   2001   119   383   510   630   293   121   0   2056   2002   174   423   723   560   389   103   0   2372   2003   98   584   711   552   238   78   0   2261   2004   129   396   479   540   269   70   2   1885   2005   No  data  collected  for  this  year     2006   228   364   421   490   293   104   0   1900   2007   190   410   423   328   228   15   0   1594   2008   208   422   392   330   266   146   30   1794   2009   220   222   424   498   290   18   0   1672   2010   159   775   818   862   493   268   0   3375   2011   163   811   1261   1126   553   203   0   4116   2012   168   716   856   1122   432   156   0   3450   2013   257   703   777   645   442   225   0   3048   2014   347   748   715   548   337   168   0   2863   2015*   396   806   728   560   318   114   0   2922   2016   374   846   648   616   388   94   0   2966       Table  4  presents  the  statistical  analysis  of  the  abundance  data  sets  from  Table  2.  The  total  number  of  limpets  at   each  height,  for  any  given  year,  is  compared  with  those  from  every  other  year.  It  should  be  noted  that  this  type  of  data   is  difficult  to  analyse  statistically.  Biological  data  of  this  nature  are  unlikely  to  meet  the  requirements  of  parametric   statistics  (e.g.  assuming  normally  distributed  data,  with  equal  variances)  so  non-­‐‑parametric  tests  were  used.  Because   the  variation  in  numbers,  with  height  up  the  shore  was  large  (as  a  consequence  of  the  environmental  gradient  on  rocky   shores  from  fully  marine  conditions  at  the  bottom  to  near  terrestrial  ones  at  the  top  of  the  shore)  the  analysis  had  to  be   based  on  a  matched-­‐‑pair  system  (2.25  m  ACD  versus  2.25  m  ACD  for  the  years  in  question  etc.).  Although  multivariate   techniques  could  have  been  used,  these  would  have  been  inaccessible  to  A-­‐‑level  students.  The  Wilcoxon  Matched  Pairs   test  was  deemed  the  most  suitable  test.    It  is  noted,  however,  that  given  the  small  sample  size  (seven  heights   maximum),  this  test  would  only  record  a  statistically  significant  difference  if  the  quadrat  totals  in  all  the  heights  from   one  year  were  greater  (or  lesser)  than  those  from  another.  Inherent  variation  at  site  one  (where  the  substrate  varies   from  year  to  year)  makes  this  constraint  significant.  Even  so,  the  analysis  did  largely  show  significant  differences   where  expected.  An  excellent  description  of  the  limitations  associated  with  this  statistics  test  is  given  in  Fowler  et  al.   (1998).     Table  4  has  been  colour  coded  to  aid  interpretation.  Normally,  the  Null  Hypothesis  is  rejected,  coded  S,  or   accepted,  coded  NS,  at  the  5%  significance  level  or  better.  In  Table  4  the  results  have  been  coded  (S)  if  the  Null   Hypothesis  could  be  rejected  at  the  10%  significance  level.  The  decision  to  indicate  rejection  at  this  level  is  because  of   the  inherent  variability  in  the  data  (increased  by  substrate  variation  at  site  one,  for  example)  and  because  the  Wilcoxon   test  ideally  needs  a  minimum  sample  size  of  six  non-­‐‑zero  differences.  Many  of  the  data  sets  give  six  non-­‐‑zero   differences,  some  give  seven,  but  operation  here  is  at  the  lower  end  of  the  ideal  sample  size  spectrum.  Thus,  (S)   indicates  a  tendency  in  the  data  and  is  therefore  still  a  useful  guide.   A  look  at  Table  4  shows  a  cluster  of  significant  differences  (S)  for  the  1996  (oil  pollution)  data  sets  as  expected   but  also  another  cluster  of  significant  difference  (Ss)  for  the  2010  data  and  later,  which  highlights  how  different  the   2010,  and  later,  population  densities  are.   When  working  at  the  5%  significance  level,  there  is  a  risk  of  rejecting  a  Null  Hypothesis  (H0),  when  it  is  true,   five  times  out  of  a  hundred  or  one  time  in  twenty.  This  is  referred  to  as  a  type  1  error.  Table  4  contains  a  great  many   Wilcoxon  Matched  Pairs  test  results  and  thus  the  risk  of  a  type  1  error  is  increased.  A  Friedman  test  analyses  the  data   set  in  table  two  as  a  whole,  whilst  still  operating  on  matched  pairs  (It  is  like  a  matched  pairs  Analysis  of  Variance     7    ©  Field  Studies  Council     (02/09/2016) ARCHER-­‐‑THOMSON  (2016).  FIELD  STUDIES  (http://fsj.field-­‐‑studies-­‐‑council.org/)   TABLE  3.  The  number  of  limpets  in  each  5  mm  size  class  on  the  transect  up  the  shore  at  Frenchman’s  Steps.     Data  standardised  for  ten  50  x  50  cm  quadrats  at  each  height.  Cells  shaded:     show  the  modal  class.   (*  Data  collected  in  March.  No  limpets  found  bigger  than  69.99  mm).       Size  class  in  mm     Adaptrai  l   99   9.99   14.99   19.99   24.99   29.99   34.99   39.99   44.99   49.99   54.99   59.99   64.99   69.99   Totals   <  4. 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 00-­‐‑ 5. 0. 5. 0. 5. 0. 5. 0. 5. 0. 5. 0. 5. 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 1985   96   476   658   494   327   171   72   18   13   1   1         2327   1986   55   239   438   410   266   145   67   27   10   3           1660                                   1989   324   586   590   469   240   200   108   41   14   14           2585                                   1996  (1)   33   157   285   327   221   94   72   19   11   5           1225   1996  (2)   8   91   248   376   286   115   29   8   3   1           1166   1997   19   172   360   472   359   187   112   34   6   3   1         1725   1998   195   479   585   494   407   170   78   22   10   1           2441   1999   57   543   702   489   375   169   125   73   13   9   1   1   1     2558   2000   109   366   668   589   316   197   84   39   16   12   5   2   1   2   2406   2001   41   373   639   424   292   171   57   46   10   1   1   1       2056   2002   262   452   617   476   324   144   57   24   12   3   1         2372   2003   47   492   679   554   214   186   55   25   3   4   2         2261   2004   48   292   559   474   232   145   64   44   16   2   7   2       1885   2005   No  data  collected  this  year     2006   54   396   639   435   230   94   35   6   6   2   3         1900   2007   75   337   470   305   210   76   59   30   21   3   8         1594   2008   76   413   622   338   199   77   48   16   4   1           1794   2009   50   264   424   454   234   134   56   28   20   2   6         1672   2010   75   547   1072   775   457   216   120   71   33   9           3375   2011   253   1120   1204   841   335   213   79   43   21   8   1         4116   2012   174   608   1236   740   382   166   76   44   16   4   4         3450   2013   142   617   865   722   348   183   95   40   23   13           3048   2014   55   558   862   742   387   177   70   5   7   2           2863   2015*   26   588   846   820   370   164   42   44   14   6   2         2922   2016   10   280   1090   884   508   128   46   6   8   4   2         2966       would  be  to  a  series  of  matched  pair  t  tests,  suitable  if  the  data  were  normally  distributed,  or  if  sample  sizes  were   larger).  The  result  of  the  Friedman  test  on  the  data  as  a  whole  (see  FRIEDMAN  tab  in  the  Excel  spreadsheet  of  RAW   data  in  the  appendix*)  allows  the  rejection  of  the  H0  (that  there  is  no  significant  difference  between  the  medians  of  the   data  sets)  at  P<  0.001,  a  very  highly  significant  result.  The  chance  of  getting  a  result  this  significant  by  chance  is  less  than   one  in  a  thousand.  Although  the  Friedman  analysis  reduces  the  chance  of  a  type  1  error  significantly,  it  only  indicates   the  data  sets  as  a  whole  are  different,  and  does  not  show  which  data  sets  (years)  are  significantly  different  from  which   others.  Thus,  the  many  Wilcoxon  tests  are  necessary  despite  the  increased  risk  of  type  1  errors.   (*  For  interested  readers  RAW  limpet  survey  data  may  be  found  in  an  additional  file  supplied  with  this  on-­‐‑line  paper.)     DISCUSSION     Explanations  for  the  patterns  in  the  data,  from  1985  to  1998,  have  been  presented  previously  (Archer-­‐‑Thomson,  1999)   and  summarised  below.     The  total  number  of  limpets  at  each  height  [Table  2].     Limpet  densities  vary  with  height  up  the  shore.  Numbers  are  low  at  the  base  of  the  study  area,  2.25  m  ACD,   but  increase  with  height  to  a  maximum  value  in  the  middle  shore  (at  approximately  3.75  m  ACD),  decreasing  above   this  again  to  zero  by  about  6.75  m  ACD.  Portions  of  the  lowest  site  are  covered  with  pebbles,  the  amount  and  extent   varying  from  year  to  year,  which  explains  some  of  the  variation  at  the  bottom  of  the  shore.         8    ©  Field  Studies  Council     (02/09/2016) ARCHER-­‐‑THOMSON  (2016).  FIELD  STUDIES  (http://fsj.field-­‐‑studies-­‐‑council.org/)   TABLE  4.  Wilcoxon  Matched  Pairs  Test  results  for  limpet  numbers  over  the  given  years  (April  data).  Data  standardised  for  ten  50  x  50  cm   quadrats  at  each  height.  The  shaded  cells  show:   NS   Non-­‐‑significant  result,  Accept  H0  (of  no  significant  difference  between  the  median  number  of  limpets  at  the  5%  significance  level).   S   Reject  H0  at  5%  significance  level.   (S)   Reject  H0  at  10%  significance  level  (see  text  for  explanation  as  you  would  normally  Accept  the  H0  here).     1)   2)   Year   5   6   9   6( 6( 7   8   9   0   1   2   3   4   6   7   8   9   0   1   2   3   4   5   6   8 8 8 9 9 9 9 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 9 9 9 9 9 9 9 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1985     NS   NS   (S)   S   NS   NS   NS   NS   NS   NS   NS   NS   NS   S   NS   (S)   (S)   (S)   (S)   S   NS   NS   NS   1986       S   NS   NS   NS   (S)   S   S   NS   S   NS   NS   NS   NS   NS   NS   S   S   S   S   S   S   S   1989         (S)   (S)   NS   NS   NS   NS   NS   NS   NS   NS   NS   S   NS   (S)   NS   NS   NS   NS   NS   NS   NS   1996  (1)           NS   NS   S   S   S   S   S   NS   (S)   S   NS   S   NS   S   S   S   S   S   S   S   1996  (2)             (S)   S   S   S   S   S   (S)   S   S   NS   (S)   (S)   S   S   S   S   S   S   S   1997               NS   NS   S   (S)   NS   NS   NS   NS   NS   NS   NS   S   S   S   S   S   (S)   (S)   1998                 NS   NS   NS   NS   NS   S   NS   (S)   NS   NS   S   S   S   S   S   S   NS   1999                   NS   NS   NS   NS   (S)   S   S   (S)   S   NS   NS   NS   (S)   NS   NS   NS   2000                     NS   NS   NS   S   S   S   (S)   S   NS   NS   NS   (S)   NS   NS   NS   2001                       NS   NS   NS   NS   NS   NS   NS   S   S   S   S   NS   NS   NS   2002                         NS   S   NS   NS   NS   (S)   (S)   (S)   (S)   S   NS   NS   NS   2003                           NS   NS   NS   NS   NS   S   S   S   S   (S)   S   (S)   2004                             NS   NS   NS   NS   S   S   S   S   S   S   S   2006                               NS   NS   NS   (S)   (S)   NS   S   S   S   (S)   2007                                 NS   NS   (S)   (S)   (S)   S   S   S   S   2008                                   NS   NS   NS   NS   S   (S)   NS   NS   2009                                     (S)   (S)   (S)   S   S   S   S   2010                                       NS   NS   NS   NS   NS   NS   2011                                         NS   NS   NS   NS   NS   2012                                           NS   NS   NS   NS   2013                                             NS   NS   NS   2014                                               NS   NS   2015                                                 NS   2016                                                         There  is  a  decrease  in  numbers  towards  the  top  of  the  shore,  because  conditions  become  increasingly  harsh  for   a  marine  snail.  Temperature  and  salinity  variation  and  dehydration  create  stresses  that  all  get  worse  as  emersion   (periods  spent  out  of  water)  times  increase.  Limpets  graze  selectively  on  green  algae  (both  macro  and  microscopic),   lichens  and  young  fucoids.  They  often  feed  at  night  when  the  tide  is  out  (Branch,  1981),  or  at  any  time  when  the  sea  is   calm  and  the  tide  is  in.  Feeding  time  and  food  supply  are  not  necessarily  reduced  in  the  upper  shore  but  a  limpet  might   feed  less  if  already  stressed  by  other  environmental  (abiotic)  factors.  In  short,  abiotic  factors  probably  set  the  upper   distributional  limits  (Branch,  1981).     Numbers  decrease  towards  the  bottom  of  the  shore  because  of  inter-­‐‑specific  competition  from  macro  algae  in   more  sheltered  regions  and  from  barnacles  in  more  exposed  ones.  Exposure  to  wave  action  will  vary  considerably  on   shores  in  different  locations.  A  headland  site  receives  far  more  wave  energy  than  an  embayed  one,  but  there  are  subtle   variations  along  small  horizontal  distances  as  the  slope  and  topography  vary  and  this  can  contribute  over  the  study   area  width  of  approximately  ten  metres.  Thus,  lower  distributional  limits  are  probably  set  by  biotic  (living)  factors.     It  follows  that  optimal  conditions,  between  the  two  extremes  mentioned  above,  exist  for  limpets  in  the  middle   shore.  Over  the  thirty  years  in  which  data  have  been  gathered,  the  trends  described  above  have  held  true  with  no   significant  deviation.     The  total  number  of  limpets  on  the  shore  over  time  [Table  2].   Looking  at  the  population  as  a  whole  numbers  were  significantly  reduced  by  the  Sea  Empress  oil  spill,   recovering  to  normal  again  within  a  year  or  two.  From  1998  onwards,  the  population  fluctuated  within  what  had   become  expected  (“normal”?)  limits  up  until  2010.  In  2010  and  2011  limpet  numbers  exceeded  anything  hitherto   9    ©  Field  Studies  Council     (02/09/2016) ARCHER-­‐‑THOMSON  (2016).  FIELD  STUDIES  (http://fsj.field-­‐‑studies-­‐‑council.org/)   experienced  (Figure  9).  Up  until  2010  it  was  assumed  that  “normal”  fluctuations  in  the  study  limpet  population  had   been  established.  Data  from  2010  and  2011  threw  this  assumption  into  doubt  but  the  question  now  became  one  of   whether  the  record  population  densities  were  “natural”  or  if  there  was  another  explanation  that  might  be  regarded  as   “unnatural”?   4500 4000 3500 3000 s et mp 2500 of li 2000 r e b m 1500 u n otal 1000 T 500 0 5 6 9 6 6 7 8 9 0 1 2 3 4 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 8 8 8 9 9 9 9 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 9 9 9 9 9 9 9 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 FIGURE  9.  Total  number  of  limpets  on  Frenchman’s    Steps  sample  site,  1985-­‐‑2016.             FIGURE  10.  (Left)  Dogwhelk  Nucella  lapillus  plus  egg  capsules  from  Frenchman’s  Steps.  (Right).  Typical  dogwhelk  Nucella  lapillus   density  in  recent  years  (photograph  taken  September  2009).         In  an  attempt  to  explain  the  record  high  limpet  densities  of  2010  and  2011,  it  is  necessary  to  include  anecdotal   evidence  and  field  observations  from  the  author’s  own  30-­‐‑year-­‐‑plus  experience  of  the  shores  around  FSC  Dale  Fort.  In   1982  there  were  virtually  no  dogwhelks  (Nucella  lapillus)  on  the  shores  between  the  Field  Centre  and  Dale  village   (Figure  2).  Local  shores  might  have  yielded  two  or  three  animals  in  an  area  of  1500  m2.  Dogwhelks  (Figure  10)  are  fairly   common  rocky  shore  animals  in  the  UK,  but  at  the  time  their  numbers  were  severely  depleted  by  Tri-­‐‑Butyl-­‐‑Tin  (TBT)   anti-­‐‑fouling  paint,  which  was  widely  used  to  prevent  fouling  organisms  (barnacles,  seaweeds,  etc.)  from  growing  on   the  hulls  of  pleasure  boats  and  larger  commercial  vessels.       In  the  1980s  unusual  changes  in  the  sexual  characteristics  of  dogwhelks  were  noticed  in  estuaries  and  other   areas  where  small  boats,  painted  with  TBT  anti-­‐‑fouling  paint,  were  concentrated  (Little  et  al.,  2009).  Studies  showed   10    ©  Field  Studies  Council     (02/09/2016)

Description:
particular the effects of the Sea Empress oil spill have been investigated. The oil pollution reduced the population density significantly and affected
See more

The list of books you might like

Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.