Εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας των ρεμάτων Νέας Απολλωνίας και Μελισσουργού με βάση τα βενθικά μακροασπόνδυλα και τα ψάρια
Creators: name: Βαβαλίδης, Θεοχάρης Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Οδηγία 2000/60/ΕΚ
Βενθικά μακροασπόνδυλα
Ψάρια
Directive 2000/60/EC
Benthic macroinvertebrates
Fish

description: Στόχος της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ είναι η θέσπιση πλαισίου για την προστασία των εσωτερικών επιφανειακών, μεταβατικών, παράκτιων και υπόγειων υδάτων και η επίτευξη καλής οικολογικής κατάστασης μέχρι το 2015. Για την εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης των επιφανειακών υδατικών σωμάτων θα πρέπει να εξετάζονται βιολογικά, φυσικά-χημικά και υδρομορφολογικά ποιοτικά στοιχεία.Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση της οικολογικής ποιότητας δύο ρεμάτων που βρίσκονται στη λεκάνη απορροής της λίμνης Βόλβης, της Νέας Απολλωνίας και του Μελισσουργού, με βάση τα βενθικά μακροασπόνδυλα και τα ψάρια. Λαμβάνοντας υπόψη 4 διαφορετικούς περιγραφείς (υψόμετρο, έκταση της λεκάνης απορροής, γεωλογία του υποβάθρου και κλίση), του συστήματος Β της Οδηγίας για την τυπολογία, προέκυψαν 21 διαφορετικοί τύποι στο ρέμα της Νέας Απολλωνίας και 19 στο ρέμα του Μελισσουργού. Σύμφωνα με την τυπολογία και τις ανθρωπογενής πιέσεις που καταγράφηκαν στις δύο λεκάνες απορροής επιλέχτηκαν 12 σταθμοί δειγματοληψίας. Οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν σε δύο περιόδους του έτους μια που αντιστοιχούσε στην περίοδο χαμηλής ροής (Ιούνιος και Ιούλιος 2010, και για τα δύο βιολογικά ποιοτικά στοιχεία) και μια στην περίοδο υψηλής ροής (Δεκέμβριος 2010 για τα βενθικά μακροασπόνδυλα και Απρίλιος 2011 για τα ψάρια). H δειγματοληψία των βενθικών μακροασπονδύλων έγινε με τη μέθοδο 3 λεπτών «λακτίσματος – σάρωσης» ενώ των ψαριών με ηλεκτραλιεία. H εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας βασίστηκε στα βενθικά μακροασπόνδυλα και για τον προσδιορισμό της, χρησιμοποιήθηκε το Ελληνικό Σύστημα Αξιολόγησης και ο πολυμετρικός δείκτης STAR ICMi. Στα ψάρια υπολογίστηκαν οι συλλήψεις ανά μονάδα επιφάνειας (ΝPUE/100m2) και οι κατά μήκος συνθέσεις σύμφωνα με τη μέθοδο Bhattacharya. Επιπλέον στους σταθμούς δειγματοληψίας έγιναν μετρήσεις φυσικών και χημικών παραμέτρων του νερού και καταγράφηκαν τα υδρομορφολογικά τους χαρακτηριστικά. Ο προσδιορισμός των συγκεντρώσεων των θρεπτικών αλάτων του αζώτου και του φωσφόρου πραγματοποιήθηκε στο Διαβαλκανικό Κέντρο Λαγκαδά με την μέθοδο της ιοντικής χρωματογραφίας και στο Εργαστήριο του Τμήματος Βιολογίας με την μέθοδο της φωτομετρίας (APHA 1976, 1985, Grasshoff 1979). Τα υδρομορφολογικά χαρακτηριστικά καταγράφηκαν σύμφωνα με το RHS (River Habitat Survey) και χρησιμοποιήθηκαν για το υπολογισμό των δεικτών ΗMS (Habitat Modification Score) και QBR (Qualitat del Bosc de Ribera). Για την διερεύνηση πιθανού προτύπου συσχέτισης μεταξύ των βιολογικών και περιβαλλοντικών δεδομένων πραγματοποιήθηκαν πολυμεταβλητές στατιστικές αναλύσεις (CANOCO για τα δεδομένα αφθονίας των βενθικών μακροασπονδύλων, BIOENV και LINKTREE για τα δεδομένα αφθονίας των ψαριών).Η εκτίμηση της σημαντικότητας των πιέσεων διερευνήθηκε τόσο όσον αφορά τις πιέσεις ρύπανσης όσο και τις μορφολογικές αλλοιώσεις. Για τις πιέσεις ρύπανσης υπολογίστηκαν οι εισροές του συνολικού ρυπαντικού φορτίου για κάθε λεκάνη απορροής λαμβάνοντας υπόψη τις σημειακές και τις διάχυτες πηγές ρύπανσης. Για τις μορφολογικές αλλοιώσεις έγινε χρήση του προγράμματος CORINE LANDCOVER 2000. Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα προηγούμενα έγινε ανάλυση IMPRESS με σκοπό την εκτίμηση της επικινδυνότητας μη επίτευξης των περιβαλλοντικών στόχων της Οδηγίας στα δύο ρέματα. Και στα δύο ρέματα η μέση οικολογική ποιότητα εκτιμήθηκε κατώτερη της «καλής» σύμφωνα με τον πολυμετρικό δείκτη STAR_ICMi και «μέτρια» σύμφωνα με το Ελληνικό Σύστημα Αξιολόγησης. Επιπλέον στο ρέμα της Νέας Απολλωνίας οι σταθμοί δειγματοληψίας που επηρεαζόταν από σημειακές πηγές ρύπανσης εμφάνισαν «ελλιπή» οικολογική ποιότητα. H ανάλυση CANOCO έδειξε ότι οι σταθμοί του ρέματος του Μελισσουργού συσχετίστηκαν θετικά με το DO (%) και αρνητικά με το ΤDS (mg/l) ενώ οι σταθμοί του ρέματος της Νέας Απολλωνίας συσχετίστηκαν θετικά με τα TDS (mg/l). Τα είδη ψαριών που εντοπίστηκαν στα δύο ρέματα ήταν τα Barbus strumicae, Squalius orpheus, και Cobitis strumicae, ενώ κοντά στις εκβολές του ρέματος του Μελισσουργού καταγράφηκε και το είδος Alburnus volviticus. Όλα τα είδη βρέθηκαν στο κυρίως ρου των ρεμάτων. Η ανάλυση BIOENV έδειξε ότι το DO (mg/ l), BOD5 (mg/l),P-PO4 (mg/l), και το ποσοστό σε χαλίκια είχαν την μεγαλύτερή συσχέτιση με τα δεδομένα της αφθονίας των ψαριών. Σύμφωνα με τη ανάλυση LINKTREE οι σταθμοί με την υψηλότερη αφθονία ατόμων ανά μονάδα επιφάνειας εμφάνισαν χαμηλότερες τιμές σε βιολογικά απαιτούμενο οξυγόνο (BOD5). Οι υψηλότερες τιμές θρεπτικών αλάτων αζώτου και φωσφόρου παρουσιάστηκαν σε σταθμούς που βρισκόταν κοντά σε σημειακές πηγές ρύπανσης και είχαν «ελλιπή» και «μέτρια» οικολογική ποιότητα. Ο δείκτης τροποποίησης του ενδιαιτήματος HMS έδειξε ότι το ρέμα της Νέας Απολλωνίας είναι εμφανώς τροποποιημένο, ενώ το ρέμα του Μελισσουργού εμφανώς μη τροποποιημένο. Ο δείκτης ποιότητας παρόχθιας βλάστησης QBR έδειξε ότι και τα δύο ρέματα έχουν έντονη μεταβολή και ελλιπή ποιότητα. Η ανάλυση των πιέσεων έδειξε ότι και στις δύο λεκάνες απορροής ασκούνται σημαντικές πιέσεις από τις πιέσεις ρύπανσης ενώ όσον αφορά τις μορφολογικές αλλοιώσεις σημαντικές είναι οι πιέσεις μόνο στο ρέμα της Νέας Απολλωνίας. Σύμφωνα με την ανάλυση IMPRESS και στα δύο ρέματα οι επιπτώσεις από τις πιέσεις ρύπανσης θεωρούνται πιθανές με αποτέλεσμα η επικινδυνότητα μη επίτευξης των περιβαλλοντικών στόχων της Οδηγίας να είναι μέτρια και για αυτό θα πρέπει να εφαρμοστεί μακροχρόνιο πρόγραμμα μέτρων. Εξαιτίας των μορφολογικών πιέσεων στο ρέμα τις Νέας Απολλωνίας οι επιπτώσεις θεωρούνται σίγουρες, η πιθανότητα μη επίτευξης των περιβαλλοντικών στόχων κρίνεται υψηλή και θα πρέπει να υπάρχει άμεση εφαρμογή προγράμματος μέτρων. Στο ρέμα του Μελισσουργού με βάση τις μορφολογικές πιέσεις οι επιπτώσεις είναι πιθανές, η επικινδυνότητα μέτρια και θα πρέπει να εφαρμοστεί επιχειρησιακή παρακολούθηση.
description: The aim of Directive 2000/60/EC is to establish a framework for the protection of inland surface waters, transitional, coastal and groundwater and the achievement of good ecological status until 2015. To assess the ecological status of surface water bodies biological, physical-chemical and hydromorphological quality elements should be examined. The purpose of the present study was to investigate the ecological quality of two small rivers, Nea Apollonia and Melissourgos, located in Lake Volvi’s basin, using benthic macroinvertebrates and fish.Taking into account 4 different descriptors (altitude, catchment area, geology background and slope), of the system B of Directive for the typology, 21 different types in the river of Nea Apollonia and 19 in the river of Melissourgos emerged. According to the typology and the anthropogenic pressures recorded in the river basins, 12 sampling stations were chosen. Sampling conducted in two periods of the year, one corresponding to a period of low flow (June and July 2010, for both biological quality elements) and one to the period of high flow (December 2010 for benthic macroinvertebrates and April for fish). The benthic macroinvertebrates sampling method was 3 minutes “kick and sweep” while fish were caught with electrofishing. The assessment of ecological quality was based on benthic macroinvertebrates and for the determination, the Hellenic Evaluation system and STAR ICMi index was used. For fish, the catch per unit effort (NPUE, number of individuals/100m2) and the length frequency distributions according to the Bhattacharya method were estimated. Furthermore at each sampling station physical and chemical water parameters were measured and hydromorphological characteristics were recorded. Nutrient (N, P) concentrations were determined at the Balkan Environment Center (Lagadas) using ion chromatography and in the Laboratory of the Biology Department by applying standard methodology (APHA 1976, 1985, Grasshoff 1976). Hydromorphological characteristics were in accordance with the RHS (River Habitat Survey) and they were used for the calculation of HMS (Habitat Modification Score) and QBR (Qualitat del Bosc de Ribera) indices. To investigate a possible correlation between biological and environmental data multivariate statistical analyses were used (CANOCO for benthic macroinvertebrates, BIOENV and LINKTREE for fish). The assessing of the significance of pressures was investigated both in terms of pollution pressures and morphological alterations. For pollution pressures the inputs of total pollution load was calculated, for each river basin, considering both point and diffuse sources of pollution. For morphological alterations data from CORINE LANDCOVER 2000 were used. Taking into account all the previous, IMPRESS analysis was carried, to assess the risk of non achievement the environmental goals of Directive in the two rivers. In both rivers, the average ecological quality was estimated less than “good” according to the STAR_ICMi index and “moderate” according to the Hellenic Evaluation Score. In addition, in the river of Nea Apollonia sampling stations which were affected by point sources of pollution had “poor” ecological quality. According to the CANOCO analysis, stations in the river of Melissourgos were correlated positively with DO (%) and negatively with the TDS (mg/l) while stations in Nea Apollonia river were correlated positively with TDS (mg/l). The fish species found in both rivers were Barbus strumicae, Squalius orpheus, and Cobitis strumicae, while near the estuary of the river Melissourgos, Alburnus volviticus was recorded. All species were found in the main reaches of the rivers. The BIOENV analysis showed that DO (mg/l), BOD5 (mg/l), P-PO4 (mg/l), and the percentage of gravel had the highest correlation with the data of the abundance of fish. According to LINKTREE analysis, stations with the highest abundance of individuals per unit effort, showed lower values in biological oxygen demand (BOD5) The higher values of nitrogen and phosphorus were observed at stations located near point sources of pollution which had “poor” and “moderate” ecological quality. The HMS index showed that the river of Nea Apollonia was obviously modified, while the river of Melissourgos was obviously non modified. The QBR index showed that both rivers had a strong alteration and “poor” quality. The pressure analysis revealed that both river basins received considerable pressures from pollution while regarding the morphological alterations considerable pressures only in Nea Apollonia river were existed. According to the IMPRESS analysis in both rivers, the effects from pollution pressures have possible impact resulting that the risk of not achieving the environmental objectives of the Directive is possible and a long-term program of measures should be implemented. Due to morphological pressures in the river of New Apollonia impacts are considered certain, the probability of achieving the environmental objectives is high and there should be immediate implementation of program measures. In the river of Melissourgos based on morphological pressures, the impacts are possible, the risk is moderate and operational monitoring should be applied.