Χωρική ανάλυση παραποτάμιων οικοσυστημάτων και οικοσυστημικών υπηρεσιών. Εφαρμογή στο υδρογραφικό δίκτυο της λεκάνης απορροής του Πηνειού Ποταμού, Θεσσαλία
Creators: name: Τσιάτσιαρη, Γεπραξία Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Παραποτάμιες Περιοχές
Οικοσυστημικές Υπηρεσίες
Δείκτες Τοπίου
Riparian zones
Ecosystem Services
Landscape Indices

description: Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε χωρική ανάλυση οικοσυστημικών υπηρεσιών στο υδρογραφικό δίκτυο της λεκάνης απορροής του Πηνειού ποταμού στη Θεσσαλία. Αρχικά, οριοθετήθηκαν οι παραποτάμιες περιοχές, χρησιμοποιώντας το Riparian Buffer Delineation Model, λαμβάνοντας υπόψιν κυρίως οικολογικά κριτήρια, όπως η πλημμύρα της 50ετίας, ψηφιακό μοντέλο εδάφους, εδαφολογικά δεδομένα, τους υγροβιότοπους και την κάλυψη γης. Στην συνέχεια πραγματοποιήθηκε χαρτογράφηση και εκτίμηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών με την χρήση του λογισμικού Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs (InVEST) v3.1. Οι οικοσυστημικές υπηρεσίες που εξετάστηκαν αφορούν την ποιότητα βιοτόπου, την αποθηκευτικότητα του άνθρακα και τον συντελεστή στερεοαπορροής. Συγκεκριμένα, για την δημιουργία χαρτών ποιότητας βιοτόπων, συνδυάζονται πληροφορίες σχετικά με την κάλυψη γης και τις απειλές της βιοποικιλότητας, λαμβάνοντας υπόψιν την βαρύτητα, την απόσταση και την ευαισθησία κάθε κάλυψης γης στην αντίστοιχη απειλή. Σχετικά με το μοντέλο αποθηκευτικότητας του άνθρακα, η χαρτογράφηση και η εκτίμηση βασίζεται σε τέσσερεις δεξαμενές που έχουν την ικανότητα να αποθηκεύουν άνθρακα (στην υπέργεια και στην υπόγεια βιομάζα, στον οργανικό εδαφικό άνθρακα και στη νεκρή οργανική ύλη). Επίσης, μια από τις σημαντικότερες οικοσυστημικές υπηρεσίες που προσφέρουν οι παραποτάμιες περιοχές αποτελεί o έλεγχος της διάβρωσης. Για την εκτίμηση της συμβολής της βλάστησης στη διάβρωση, το μοντέλο υπολογίζει πρώτα το ποσό της ετήσιας εδαφικής απώλειας, και στη συνέχεια υπολογίζει τον συντελεστή στερεοαπορροής. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως υψηλές θέσεις παροχής οικοσυστημικών υπηρεσιών αποτελούν οι δασικές και ημιφυσικές εκτάσεις, ενώ μειώνονται στις περιοχές όπου είναι έντονη η ανθρώπινη επέμβαση. Αυτό υποδεικνύει την ουσιαστική σημασία της βλάστησης στη διατήρηση του οικοσυστήματος. Για περεταίρω αξιολόγηση της δομής των παραποτάμιων περιοχών, υπολογίστηκαν δείκτες που εξετάζουν το τοπίο ως προς τον κατακερματισμό. Αρχικά, προσδιορίστηκαν οι δείκτες για κάθε κάλυψη γης και στην συνέχεια σε επίπεδο τοπίου. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως η παρόχθιες ζώνες παρουσιάζουν υψηλό κατακερματισμό, ενώ σύμφωνα με τον δείκτη Split η 3η, 4η και 6η τάξη ρέματος εμφανίζουν υψηλότερο κατακερματισμό, ενώ η 5η τάξη χαμηλότερο.
description: The aim of this study is the spatial analysis of ecosystem services, in the hydrographic network of Pinios River basin, Thessaly. Initially, riparian zones were delineated using the Riparian Buffer Delineation Model v6.1, considering mainly ecological criteria. This method is appropriate for the purpose of this study, which is the assessment of ecosystem services, as environmental criteria is used in order to delineate riparian zones. The buffer areas cover around selected rivers according to Strahler 3 – 6 stream order. Riparian buffer zones tend to exhibit variations in width based on the stream order (from 24.7m – 1330 m). In addition, ecosystem services were estimated using the software Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs 3.1 (InVEST). Mapping and valuing ecosystem services are for Habitat Quality Model, Carbon Storage Model and Sediment Delivery Ratio Model. Specifically, to create habitat quality maps, land cover maps analyzed in conjunction with threats to species’ habitat, taking into account the impact, the distance and sensitivity of each habitat type to each threat on the landscape. Regarding the carbon storage, the model utilizes land use maps along with stocks in four carbon pools (aboveground biomass, belowground biomass, soil organic carbon, and dead organic matter) to estimate the quantity of carbon stored in a landscape. Furthermore, the Sediment Delivery Ratio (SDR) model was designed to quantify and map the generation of sediment on land and its subsequent delivery to streams. It helps to assess the amount of sediment that moves from land surfaces and quantify the contribution of vegetation to erosion. The results demonstrated a clear correlation between the level of human intervention and the provision of these services. Specifically, forests and semi-natural areas were identified as significant contributors to ecosystem services, showcasing higher levels of habitat quality, carbon storage and mitigate erosion. However, in areas experiencing more intense human intervention, these ecosystem services showed a decrease, indicating a potential decline in the natural capacity of the environment to provide these valuable services. For further analysis of riparian areas, landscape indices were calculated using Fragstats v4.2 software. The metrics refer to various quantitative measures that help to assess landscape patterns and spatial heterogeneity within a landscape. In this study, at class level five indices were selected, such as a Patch Density (PD), Number of Patches (NP), Splitting index (SPLIT), Aggregation index (AI) and Cohesion Index (COHESION). In addition, at landscape level tree metrics were calculated, like Contagion index (COTAG), Splitting index (SPLIT) and Simpson's diversity index (SIDI). All these indices provide an overview of the fragmentation and connectivity patterns across the riparian landscape. The findings revealed high fragmentation levels within riparian areas for each land cover type. Interestingly, the study did not observe significant differences between stream orders according to CONTAG index. However, the Split index revealed higher fragmentation in 3rd, 4th and 6th streams order, while 5th stream order displayed lower fragmentation.