Εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης παράκτιων υδάτων της Θράκης με τη χρήση βιοτικών δεικτών, που βασίζονται στο θαλάσσιο αγγειόσπερμο Posidonia oceanica (L.) Delile
Creators: name: Μυλωνά, Ζωή Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: θαλάσσια φανερόγαμα
P. oceanica
Βιολογικό Ποιοτικό Στοιχείο (BQE)
βιοτικός δείκτης
Οικολογική Ποιοτική Αναλογία (EQR)
οικολογική κατάσταση
Οδηγία - Πλαίσιο 2000/60/ΕΚ
Θρακικό πέλαγος
παράκτια ύδατα
marine phanerogams
Biological Quality Element (BQE)
biotic index
Ecological Quality Ratio (EQR)
ecological status
Water Framework Directive 2000/60/EC
Thracian Sea
coastal waters

description: Σκοπός της παρούσης μελέτης είναι η εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας παράκτιων υδάτων της Θράκης με την εφαρμογή βιοτικών δεικτών του θαλάσσιου αγγειόσπερμου Posidonia oceanica (L.) Delile. Επιπλέον, στοχεύει στη σύγκριση των δεικτών ως προς την καταλληλότητα τους, την ταξινόμηση της οικολογικής κατάστασης, την εγκυρότητα και την εφαρμοσιμότητά τους στα συγκεκριμένα οικοσυστήματα, το βαθμό δυσκολίας κατά τη δειγματοληψία, την εργαστηριακή επεξεργασία καθώς και το απαιτούμενο κόστος. Το γεγονός ότι ο λειμώνας της P. oceanica του Θρακικού πελάγους εκτιμάται ως ένας από τους μεγαλύτερους λειμώνες στην Ανατολική Μεσόγειο, σε συνδυασμό με την αξιοσημείωτη μείωση της εξάπλωσής του αποτέλεσε κίνητρο της παρούσης μελέτης. Στοχεύοντας στην αξιολόγηση της οικολογικής κατάστασης παράκτιων υδάτων, με τη χρήση της P. oceanica ως Βιολογικού Ποιοτικού Στοιχείου (BQE), εφαρμόστηκαν οι δείκτες BiPo και PREI, ενώ υπολογίστηκαν οι περισσότερες από τις απαιτούμενες μεταβλητές (metrics) για τον υπολογισμό των δεικτών PosWare (PoSte), POMI και Valencian CS. Οι μετρήσεις πεδίου και η συλλογή υλικού πραγματοποιήθηκαν τον Οκτώβριο 2012, σε 6 σταθμούς δειγματοληψίας (συνολικά 18 υποσταθμούς) στα παράκτια ύδατα των Θρακικών ακτών. Στην περιοχή μελέτης, οι λειμώνες της P. oceanica χαρακτηρίστηκαν στους εξωτερικούς σταθμούς (Φανάρι, Ίμερος, Πετρωτά, Δίκελλα) ως πολύ αραιοί και στους εσωτερικούς (Μαρώνεια και Κάβος) ως ημι-λειμώνες, ενώ σύμφωνα με άλλους ερευνητές χαρακτηρίστηκαν ως λειμώνες με μη κανονική πυκνότητα. Σύμφωνα με τη λεπιδοχρονολογική μελέτη, οι υψηλότερες τιμές της πυκνότητας του λειμώνα εμφανίστηκαν στους σταθμούς που παρουσίασαν τις μικρότερες ηλικίες της P. oceanica. Διαπιστώθηκε επίσης ότι, η πυκνότητα των ριζωμάτων της P. oceanica είναι μεγαλύτερη στο μέσο βάθος απ’ ότι στα κατώτερα όρια του λειμώνα. Η μείωση του λειμώνα της P. oceanica αποδόθηκε σε μηχανικές βλάβες λόγω της ιζηματαπόθεσης στην ευρύτερη περιοχή και της επαναιώρησης του ιζήματος. Οι σταθμοί Φανάρι, Ίμερος και Δίκελλα, χαρακτηρίστηκαν από αυξημένη θολερότητα ύδατος, λόγω των υψηλών τιμών αιωρούμενων στερεών σωματιδίων και των σχετικά υψηλών τιμών θρεπτικών αλάτων. Οι υψηλές τιμές αιωρούμενων στερεών σωματιδίων που παρατηρήθηκαν στα Δίκελλα αποδόθηκαν στα κατασκευαστικά έργα στο λιμάνι της Αλεξανδρούπολης καθώς και στην απόρριψη βυθοκορημάτων στην ευρύτερη περιοχή. Ο σταθμός Φανάρι, που βρίσκεται στο δυτικό ακραίο τμήμα του λειμώνα, χαρακτηρίστηκε υπό επιπρόσθετη επιβάρυνση λόγω των διεργασιών του Βιστωνικού κόλπου, ενώ όσον αφορά το σταθμό Ίμερο φάνηκε να επηρεάζεται από την επίδραση των εκβολών του ποταμού Φιλιούρη. Στην περιοχή μελέτης, οι σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις θρεπτικών αλάτων έδειξαν ότι επηρεάζουν τη βιομάζα επίφυτων των φύλλων της P. oceanica καθώς και το κατώτερο όριο εξάπλωσης του λειμώνα. Το βάθος του κατώτερου ορίου φάνηκε να επιδρά σε μερικές από τις φαινολογικές μεταβλητές του θαλάσσιου φανερόγαμου (π.χ. επιφάνεια φύλλων, αριθμός φύλλων, κάλυψη ζωντανών συστάδων, ενταφιασμός ριζωμάτων). Σύμφωνα με την εφαρμογή της πενταβάθμιας κλίμακας του δείκτη BiPo, η οικολογική κατάσταση εκτιμήθηκε ως εξαιρετική, στους σταθμούς Φανάρι και Μαρώνεια, μέτρια, στους σταθμούς Ίμερο, Πετρωτά και Δίκελλα και ελλιπής στο σταθμό Κάβο. Σύμφωνα με το δείκτη PREI, η οικολογική κατάσταση εκτιμήθηκε ως καλή, στους σταθμούς Μαρώνεια και Πετρωτά και μέτρια στους σταθμούς Φανάρι, Ίμερο, Κάβο και Δίκελλα. Η διαφορετική εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης που παρατηρήθηκε στους 4 από τους 6 σταθμούς μελέτης, αποδόθηκε στη διαφορετική επιλογή των μεταβλητών ή ακόμη και στη διαφορετική μορφή της εξίσωσης για τον υπολογισμό του συντελεστή EQR. Οι ανθρωπογενείς δείκτες, σύμφωνα με τους δείκτες BiPo και PREI, δεν εμφάνισαν σημαντική συσχέτιση με τους αντίστοιχους συντελεστές EQR, ενώ εμφάνισαν μεταξύ τους σημαντική θετική συσχέτιση. Η έλλειψη της συσχέτισης αυτής αποδόθηκε μεταξύ άλλων στην κυκλοφορία του νερού και την κατεύθυνση των ρευμάτων, καθώς επίσης και στο γεγονός ότι η περιοχή μελέτης βρίσκεται στην ανοιχτή θάλασσα (Θρακικό πέλαγος). Συμπερασματικά, η οικολογική κατάσταση σύμφωνα με τους δείκτες BiPo και PREI χαρακτηρίστηκε από ελλιπής έως εξαιρετική. Ο χαρακτηρισμός αυτός καθώς και η αξιοσημείωτη μείωση του λειμώνα της P. oceanica χρήζουν μέτρων βελτιστοποίησης της ποιότητας, σύμφωνα με την Οδηγία – Πλαίσιο 2000/60/ΕΚ, καθώς και συνεχής παρακολούθησης της κατάστασης του λειμώνα. Οι δυο αυτοί δείκτες εκτιμήθηκαν ότι είναι κατάλληλοι για την αξιολόγηση της οικολογικής κατάστασης των παράκτιων υδάτων του Θρακικού πελάγους, καθώς είναι εξίσου οικονομικοί και δεν απαιτούν μεγάλη εργαστηριακή και δειγματοληπτική προσπάθεια. Όμως για την εφαρμογή τους στη συγκεκριμένη περιοχή μελέτης, προτείνεται προσαρμογή του μέσου βάθους δειγματοληψίας στα 10 ± 1 m και του χειρότερου κατώτερου ορίου βάθους στα 7 m.
description: The objective of this work is the assessment of the ecological status of coastal waters in Thrace with the application of biotic indices of the angiosperm Posidonia oceanica (L.) Delile. This work also aims at the comparison of the indices regarding their suitability, the classification of the ecological status, their robustness and their applicability at the specific ecosystems, the difficulty level during the sampling, the laboratory processes and the cost that is required. The fact that the P. oceanica meadow in the Thracian Sea is estimated as one of the biggest in the Eastern Mediterranean, in relation with the significant reduction that was found regarding its expansion, was a motivation to this study. Aiming for the assessment of the ecological status in these coastal waters, with the use of P. oceanica as Biological Quality Element (BQE), the indices BiPo and PREI were applied, while most of the required metrics for the application of the indices PosWare (PoSte), POMI and Valencian CS were calculated. The measurements and the collection of material were carried out in situ, in October of 2012 in 6 study stations (18 substations in total) in the coastal waters of Thrace. At the study area, the P. oceanica meadows of the external stations (Fanari, Imeros, Petrota, Dikella) were described as very sparse and of the internal meadows (Maronia and Kavos) as semi-meadows, while according to other researchers, as meadows with non-normal density. According to the lepidochronological study, the highest values of the shoot density were matched to the stations which presented the lowest ages of P. oceanica. It was also found that the rhizome density of P. oceanica, was higher at the intermediate depth compared to values on the lower limit depth of the meadow. The reduction of the P. oceanica meadow was attributed to mechanical damage because of the sediment deposition and suspension in the surrounding area. At the sampling stations Fanari, Imeros and Dikella, where increased water turbidity was met because of high values of total suspended solids (TSS), there were found high values of salty nutrients. The higher values of the TSS at station Dikella was due to some constructions in the port of Alexandroupoli and due to the shedding of dredging material. The station Fanari is situated at the west end limit of the meadow, which was characterized by the additional charge of the processes in the Vistonikos Bay, while the station Imeros was influenced by the impact of the river mouth of Filiouri. At the study area, the relatively high concentrations of nutrients, obviously affect the leaf’s epiphyte biomass and the depth of the lower limit. The lower limit depth of P. oceanica seemed to affect some of the phenological metrics of the marine phanerogam (e.g. leaf surface, number of leaves, cover of live patches, burring of rhizomes). According to the application of the BiPo index, at the five-point scale, the ecological status was assessed as excellent, at the Fanari and Maronia stations, moderate, at the Imeros, Petrota and Dikella stations and poor at the Kavos station. According to the results of the PREI index, the ecological status was evaluated as good, at the stations Maronia and Petrota and moderate at the stations Fanari, Imeros, Kavos and Dikella. The difference in the ecological quality assessment that was noticed in four of the six study stations, could be due to the different choice of metrics or perhaps to the differentiated equation form for the EQR calculation. The anthropogenic indexes, according to indexes BiPO and PREI didn’t show any important correlation with the corresponding EQR values but showed important correlation between them. The absence of any correlation between them was attributed to the water circulation, to the currents’ direction and to the fact that the study area is located in the open sea (Thracian Sea). To sum up, the status of ecological quality, according to the indices BiPO and PREI was found from poor to excellent. This result and the significant decrease of the P. oceanica meadow call for improvement measures according to the Framework-Directive 2000/60/EC and continuous monitoring of the meadow’s status. Both indices (PREI and BiPo) were deemed as appropriate for the assessment of ecological status of the coastal waters in the Thracian Sea, while both are equally financial regarding to the equipment and the required consumables. In addition they do not request (specifically the PREI index) enormous effort during the sampling process. For their application in the specific study area it is suggested an adjustment of the intermediate depth for sampling at 10 ± 1 m and of the worst lower limit depth at 7 m.