ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΠΥΤΕΧΝΕΙΟ

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΠΥΤΕΧΝΕΙΟ ιατµηµατικό πρόγραµµα σπουδών "Επιστήµη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων" ιάλεξη µε τίτλο: ΤΥΠΟΙ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Π. Παναγιωτίδης, Ερευνητής ΕΛΚΕΘΕ Εισαγωγή. Η διάκριση των υδατικών οικοσυστηµάτων σε τύπους (τυπολογία), γίνεται για λόγους διδακτικούς, επειδή η προσέγγιση αυτή διευκολύνει την περιγραφή και κατ' επέκταση τη µελέτη τους. Εχει όµως και ευρύτερο ενδιαφέρον, επειδή τα νοµικά κείµενα πάνω στα οποία στηρίζεται η διαχείριση υδατικών οικοσυστηµάτων στην Ευρωπαϊκή Ενωση -ιδιαίτερα η Οδηγία 2000/60/ΕΕ, γνωστή ως Οδηγία Πλαίσιο για τα Υδατα- προσεγγίζει το θέµα εξειδικεύοντας τα µέτρα προστασίας ανάλογα µε τους διάφορους τύπους υδάτων (water body types). Τα κεφάλαια που ακολουθούν είναι διαρθρωµένα σύµφωνα µε την Οδηγία που διακρίνει παράκτια, µεταβατικά και εσωτερικά ύδατα. Ιδιαίτερο κεφάλαιο αφιερώνεται στα υγρά εδαφη, δηλαδή τους υγρότοπους (wetlands), οι οποίοι από περιβαλλοντική άποψη κατατάσσονται µεταζύ υδατικών και χερσαίων οικοσυστηµάτων. Το περιεχόµενο των κεφαλαίων εστιάζει στους βιοτικούς και αβιοτικούς παράγοντες που πρέπει να λαµβάνονται υπόψη στην ταξινόµηση και γενικότερα στην διαχείριση των υδατικών οικοσυστηµάτων. Η διάρθρωση διάλεξης είναι η ακόλουθη: 1. ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΕ ΠΑΡΑΚΤΙΑ & ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΆ Υ ΑΤΑ 1.1. Θάλασσες 1.2. Λιµνοθάλασσες 2. ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ Υ ΑΤΩΝ 2.1. Λίµνες 2.2. Ρέοντα ύδατα 3. ΥΓΡΟΤΟΠΟΙ

2 1. ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΕ ΠΑΡΑΚΤΙΑ & ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΆ Υ ΑΤΑ 1.1. Θάλασσες Με την ευρύτερη έννοιά του ο όρος θάλασσα περιλαµβάνει το σύνολο των αλµυρών τµηµάτων της υδρόσφαιρας, τα οποία επικοινωνούν µεταξύ τους και καλύπτουν τα 7/10 της επιφάνειας του πλανήτη. Με την γεωγραφική έννοια ο όρος αναφέρεται σε σχετικά περιορισµένες εκτάσεις που περιβάλλονται από την ξηρά (π.χ. Μεσόγειος θάλασσα), σε αντίθεση µε τον ανοικτό ωκεανό. Στις επόµενες παραγράφους θα αναφερθούµε στα γεωλογικά, χηµικά, φυσικά και βιολογικά χαρακτηριστικά των θαλασσών, που σχετίζονται άµεσα µε τον περιβαλλοντικό σχεδιασµό Γεωλογικά χαρακτηριστικά Κατά την διάρκεια του γεωλογικού χρόνου η µορφή των θαλασσών άλλαξε επανειληµένα καθώς το υγρό στοιχείο προσαρµόζονταν στο σχήµα που του επέβαλε η συνεχής µετατόπιση των ηπείρων. Η µετατόπιση αυτή (που ερµηνεύεται ικανοποιητικά από την θεωρία της Τεκτονικής των Πλακών) ξεκινώντας από µιά ενιαία ήπειρο (την Παγγαία) και µιά ενιαία θάλασσα (την Πανθάλασσα), οδήγησε στην σηµερινή µορφή των ωκεάνιων λεκανών. Η θάλασσα είναι ο τελικός αποδέκτης της επιφανειακής απορροής που µεταφέρει όλα τα προϊόντα της διάβρωσης της χέρσου, καθώς και τα υλικά που προέρχονται από την βιολογική δραστηριότητα. Κάθε στερεό σώµα που φτάνει ή αναπτύσσεται στο θαλάσσιο περιβάλλον, αργά ή γρήγορα οδηγείται στο βυθό. Η διαδικασία αυτή καλείται ιζηµατογένεση. Η µελέτη των παλαιοτέρων θαλάσσιων ιζηµάτων δίνει πληροφορίες για τις διεργασίες ιζηµατογένεσης και βοηθά στην ορθή ερµηνεία των περιβαλλόντων του παρελθόντος, ενώ η µελέτη των σύγχρονων (επιφανειακών) ιζηµάτων δίνει πολύτιµες πληροφορίες για τις ανθρωπογενείς επιδράσεις Φυσικά χαρακτηριστικά Θερµοκρασία. Στη θάλασσα η θερµοκρασία σπανίως διαφέρει, από τόπο σε τόπο, περισσότερο από 30 βαθµούς Κελσίου. Οι διακυµάνσεις της θερµοκρασίας εντοπίζονται στο επιφανειακό στρώµα, ενώ σε βάθη µεγαλύτερα από 200 µέτρα εµφανίζεται θερµοκρασιακή οµοιοµορφία, χαρακτηριστική για κάθε θαλάσσια

3 λεκάνη (π.χ. στο βυθό της Μεσογείου η θερµοκρασία είναι παντού µεταξύ 13 και 14 βαθµών Κελσίου). Μεταξύ δύο θαλάσσιων στρωµάτων µε διαφορετική θερµοκρασία εµφανίζεται µιά µεταβατική ζώνη απότοµης µεταβολής της θερµοκρασίας που λέγεται θερµοκλινές. Ο παγκόσµιος ωκεανός δρα όχι µόνο σαν θερµορυθµιστής, αλλά και σαν γιγάντια θερµική αντλία, που µεταφέρει προς τους Πόλους τεράστια ποσά θερµικής ενέργειας από τις περιοχές που βρίσκονται µεταξύ των Τροπικών. Ταυτόχρονα, στα βαθύτερα στρώµατα συµβαίνει µετακίνηση ψυχρών ρευµάτων από τους Πόλους προς τους Τροπικούς. Πυκνότητα. Η πυκνότητα του θαλάσσιου νερού αυξάνεται µε την αύξηση της αλατότητας και της πίεσης, ενώ µειώνεται µε την αύξηση της θερµοκρασίας. Μεταξύ δύο θαλάσσιων στρωµάτων µε διαφορετική πυκνότητα εµφανίζεται µιά µεταβατική ζώνη απότοµης µεταβολής της πυκνότητας που λέγεται πυκνοκλινές. Ενώ το καθαρό νερό αποκτά την µέγιστη πυκνότητα στους 4 βαθµούς Κελσίου, το θαλάσσιο νερό αποκτά την µέγιστη πυκνότητα σε χαµηλότερη θερµοκρασία, που εξαρτάται από την αλατότητα. Οσο µεγαλύτερη είναι η αλατότητα τόσο χαµηλότερη είναι η θερµοκρασία στην οποία η πυκνότητα γίνεται µέγιστη. Χρώµα. Το χρώµα του θαλάσσιου νερού είναι το αποτέλεσµα της φασµατικής κατανοµής της εξασθένησης που υφίσταται µιά δέσµη φωτός όταν εισχωρεί στο θαλάσσιο νερό. Η εξασθένηση εκφράζει το άθροισµα της απορρόφησης και της σκέδασης. Η εξασθένηση του φωτός στη θάλασσα οφείλεται στο ίδιο το νερό, τα διαλυµένα άλατα, τα διαλυµένα οργανικά συστατικά και τα αιωρούµενα σωµατίδια. Η απορρόφηση και η σκέδαση είναι γενικά εντονότερες στα µικρά µήκη κύµατος. Η θάλασσα φαίνεται γαλάζια όταν το νερό είναι καθαρό και πρασινίζει ή κιτρινίζει όταν το νερό γίνεται πλούσιο σε διαλυµένες ουσίες και αιωρούµενα σωµατίδια (ανόργανα υλικά ή µικροσκοπικοί οργανισµοί) Χηµικά χαρακτηριστικά Η θάλασσα κατά τη διάρκεια του γεωλογικού χρόνου δεν άλλαξε µόνον ως προς την µορφή, αλλά και ως πρός την χηµική σύσταση. Ο αρχέγονος ωκεανός δηµιουργήθηκε όταν η θερµοκρασία της επιφάνειας της Γης έπεσε κάτω από το σηµείο ζέσεως του νερού. Με την εµφάνιση του πρώτου ωκεανού άρχισαν να δηµιουργούνται τα πρώτα θαλάσσια ιζήµατα και ιζηµατογενή πετρώµατα. Η µελέτη αυτών των πετρωµάτων δείχνει ότι, µέχρι πριν 1,5-2 δισεκατοµµύρια χρόνια, η

4 χηµική σύσταση της θάλασσας ήταν πολύ διαφορετική από τη σηµερινή. Μια σηµαντική διαφορά εντοπίζεται στη ποσότητα διαλυµένου οξυγόνου, που ήταν τότε πολύ µικρότερη από τη σηµερινή. Με τη σταδιακή ανάπτυξη των φυτών (κατ' αρχήν µόνο θαλάσσιων και χερσαίων αργότερα) οι ποσότητες του παραγόµενου οξυγόνου αυξήθηκαν. Η σηµερινή σύσταση του θαλάσσιου νερού προέρχεται από την παγίωση µιας δυναµικής ισορροπίας, ανάµεσα στο ποσό των διαλυτών συστατικών που προστίθενται στη θαλάσσια µάζα από την ατµόσφαιρα, τη λιθόσφαιρα και τη βιόσφαιρα και σε αυτά που αποµακρύνονται από τη θάλασσα, µέσω της ενσωµάτωσής τους στα ιζήµατα των βυθών ή µέσω της επιστροφής τους στην ατµόσφαιρα και τη βιόσφαιρα. Ανόργανα άλατα. Τα κύρια ανόργανα συστατικά του θαλάσσιου νερού είναι τα ιόντα χλωρίου, νατρίου, καλίου, ασβεστίου και µαγνησίου. Τα ιόντα νατρίου και χλωρίου αντιπροσωπεύουν πάνω από το 85% του συνολικού βάρους των διαλυµένων αλάτων. Μιά ειδική κατηγορία ανοργάνων αλάτων είναι τα άλατα αζώτου, φωσφόρου και πυριτίου, γνωστά ως θρεπτικά άλατα στα οποία θα αναφερθούµε στη συνέχεια, συσχετίζοντάς τα µε το φαινόµενο του ευτροφισµού. Η συνολική ποσότητα των διαλυµένων ουσιών ορίζεται ως αλατότητα και µπορεί να διαφέρει ανάλογα µε τον τόπο και το χρόνο. Ωστόσο, οι σχετικές αναλογίες των συστατικών διατηρούνται σε σηµαντικό βαθµό σταθερές. Η συνολική συγκέντρωση των διαλυµένων αλάτων υφίσταται διακυµάνσεις στο χώρο και το χρόνο. Εκτός από τα κύρια στοιχεία που προαναφέρθηκαν, στο θαλάσσιο νερό υπάρχουν και πολλά άλλα στοιχεία, συνήθως σε απειροελάχιστες ποσότητες. Τα στοιχεία αυτά λέγονται ιχνοστοιχεία και συχνά έχουν µεγάλη σηµασία για τη θαλάσσια ζωή. Αέρια. Επειδή η θάλασσα βρίσκεται συνεχώς σε επαφή µε την ατµόσφαιρα, τα αέρια υπάρχουν και στο θαλάσσιο νερό, σε συγκεντρώσεις που εξαρτώνται από τη διαλυτότητά τους, καθώς και από τις χηµικές και βιοχηµικές αντιδράσεις στις οποίες συµµετέχουν. Το άζωτο έχει µικρή σηµασία για τη θαλάσσια ζωή, µε εξαίρεση ορισµένα βακτήρια που ζουν πάνω ή κοντά στο βυθό. Το οξυγόνο προέρχεται από την ατµόσφαιρα και από τα θαλάσσια φυτά που φωτοσυνθέτουν. Σε µερικές θάλασσες που είναι σχεδόν κλειστές, δηλαδή αποµονωµένες από τον παγκόσµιο ωκεανό, το οξυγόνο απουσιάζει τελείως από τα ακίνητα νερά του βυθού (π.χ. Μαύρη θάλασσα). Στις περιπτώσεις αυτές δεν υπάρχει ανάµιξη των ανώτερων µε τα κατώτερα στρώµατα, ενώ λόγω απουσίας οξυγόνου αναπτύσσονται αναερόβια

5 βακτήρια που παράγουν υδρόθειο. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ευδιάλυτο στο θαλάσσιο νερό και προέρχεται είτε από το διοξείδιο του άνθρακα της ατµόσφαιρας είτε από εκείνο που παράγεται από την αναπνοή των οργανισµών. Συµµετέχει σε πολύπλοκο σύστηµα αντιδράσεων προσδίδοντας στη θάλασσα ιδιότητες ρυθµιστικού διαλύµατος. Πολλοί θαλάσσιοι οργανισµοί δεσµεύουν το διοξείδιο του άνθρακα υπό µορφή ανθρακικού ασβεστίου, µε το οποίο κατασκευάζουν τα κελύφη τους. Τα κελύφη αυτά, µετά τον θάνατο των οργανισµών συσσωρεύονται στο βυθό και σχηµατίζουν βιογενή ασβεστολιθικά ιζήµατα. Στο σηµείο αυτό αξίζει να επισηµάνουµε τον ρόλο που µπορεί να παίξει η θάλασσα στην απορρόφηση του ανθρωπογενούς διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο ενοχοποιείται για το φαινόµενο του θερµοκηπείου. Οργανικές ενώσεις. Το θαλάσσιο νερό περιέχει διάφορες διαλυµένες οργανικές ενώσεις, οι οποίες προέρχονται από την αποσύνθεση των περιττωµάτων και των νεκρών σωµάτων των οργανισµών. Τα προϊόντα της αποσύνθεσης της οργανικής ύλης βυθίζονται προς τα βαθύτερα στρώµατα και συγχρόνως οξειδώνονται, καταναλώνοντας το οξυγόνο που βρίσκεται διαλυµένο στο νερό. Τελικά προϊόντα της οξείδωσης της οργανικής ύλης είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το νερό, τα οξείδια του θείου, καθώς και τα νιτρικά, πυριτικά και φωσφορικά ανόργανα άλατα, δηλαδή τα θρεπτικά άλατα. Σε περίπτωση έλειψης οξυγόνου η αποσύνθεση της οργανικής ύλης οδηγεί σε διαφορετικά τελικά προιόντα, όπως υδρόθειο και αµµωνιακά άλατα. Τα ανόργανα προϊόντα της αποσύνθεσης της οργανικής ύλης µπορούν να επανέλθουν στην επιφάνεια είτε µε τις διεργασίες ανάµειξης των θαλάσσιων µαζών λόγω κυµατισµού, είτε µε τη βοήθεια ανοδικών ρευµάτων που παρατηρούνται κατά µήκος ορισµένων παράκτιων περιοχών (ρεύµατα ανάβλυσης). Με τον τρόπο αυτό επανεµπλουτίζονται µε θρεπτικά άλατα οι επιφανειακές θαλάσσιες µάζες, ενώ τα βαθύτερα στρώµατα επανεµπλουτίζονται µε οξυγόνο και συνεπώς διατηρείται τόσο η παραγωγική ικανότητα, όσο και η ικανότητα αυτοκαθαρισµού του θαλάσσιου οικοσυστήµατος Βιολογικά χαρακτηριστικά Οι συνθήκες που επικρατούν στο θαλάσσιο περιβάλλον, είναι εξαιρετικά ποικίλες και διαµορφώνουν ποικίλα οικολογικά περιβάλλοντα, από τα επιφανειακά νερά, πλούσια σε οξυγόνο και ηλιακή ακτινοβολία, µέχρι τα νερά των αβύσσων µε µόνιµη απουσία φωτός, τεράστιες πιέσεις, χαµηλές θερµοκρασίες και συχνά έλλειψη

6 οξυγόνου. εν είναι τυχαίο ότι η πολυµορφία των συνθηκών έδωσε τη δυνατότητα ανάπτυξης µεγάλης ποικιλίας οργανισµών, από µονοκύτταρα φύκη έως τα µεγάλα θηλαστικά, οι οποίοι προσάρµοσαν τις λειτουργίες τους στις συνθήκες αυτές. Οι θαλάσσιοι οργανισµοί ανάλογα µε τον τρόπο ζωής τους µπορούν να ταξινοµηθούν σε πλαγκτό (= οργανισµοί που µεταφέρονται παθητικά, από τα ρεύµατα), νηκτό (= οργανισµοί που κολυµπούν ενεργητικά) και βένθος (= οργανισµοί του βυθού). Μετά τη γενική αυτή διάκριση, οι θαλάσσιοι οργανισµοί µπορούν να διακριθούν σε διάφορες κατηγορίες ανάλογα µε το βάθος, την απόσταση από την ακτή ή την παρουσία ηλιακού φωτός. Ταξινοµικές οµάδες ζώων µε µεγάλη σηµασία για την οικολογία της θάλασσας είναι τα ψάρια, τα θαλάσσια θηλαστικά (φώκιες, δελφίνια κλπ), τα καρκινοειδή (καβούρια, γαρίδες), τα µαλάκια (πεταλίδες, δίθυρα, χταπόδια, καλαµάρια) τα εχινόδερµα (αχινοί, αστερίες, κρινοειδή), οι πολύχαιτοι δακτυλιοσκώληκες (σκουλήκια), τα υδρόζωα (µέδουσες) και οι σπόγγοι (σφουγκάρια). Η θαλάσσια χλωρίδα κυριαρχείται από τα Ροδοφύκη και Φαιοφύκη και σε µικρότερο βαθµό από Κυανοφύκη και Χλωροφύκη, ενώ τα Αγγειόσπερµα (ανώτερα) φυτα έχουν πολύ µικρή συµµετοχή στη θαλάσσια χλωρίδα, αλλά είναι σηµαντικά γιά τη θαλάσσια βλάστηση, λόγω της έκτασης και του οικολογικού ρόλου των υποθαλάσσιων λιβαδιών που σχηµατίζουν σε παράκτιες περιοχές (π.χ. τα υποθαλάσσια λιβάδια του φυτού Ποσιδωνία, στις ακτές της Μεσογείου). Η παρουσία των οργανισµών στους διαφορετικούς βιοχώρους που διαµορφώνονται µέσα στο θαλάσσιο και το ευρύτερο περιβάλλον δεν είναι µία τυχαία συνάθροιση. Εκτός από την ανοχή του κάθε είδους στις συγκεκριµένες αβιοτικές συνθήκες, αυτό που τελικά φαίνεται ότι συνδέει τους οργανισµούς ενός οικοσυτήµατος, διαµορφώνοντας ένα δυναµικά µεταβαλλόµενο λειτουργικό σύνολο, είναι οι τροφικές σχέσεις. Οι τροφικές σχέσεις είναι σχέσεις εξάρτησης ενός είδους από ένα άλλο ή οµάδας ειδών από ένα ή και περισσότερα είδη και εµφανίζονται συνήθως ως σχέσεις θηρευτή-θηράµατος. Οι τροφικές σχέσεις δεν είναι απλές και µονοσήµαντες (τροφικές αλυσίδες), αλλά πολύπλοκες και διαπλεκόµενες διαµορφώνοντας τροφικά πλέγµατα. Είναι χαρακτηριστικό για το θαλάσσιο περιβάλλον, ότι ορισµένες αβιοτικές παράµετροι αποτελούν περιοριστικούς παράγοντες για την ανάπτυξη και οργάνωση

7 των βιολογικών πληθυσµών, δηλαδή οι οργανισµοί εµφανίζουν ιδιαίτερη ευαισθησία στις µεταβολές τους και δεν µπορούν να επιβιώσουν έξω από ένα φάσµα τιµών, που είναι συκγεκριµένο για κάθε είδος οργανισµού. Τέτοιες παράµετροι για το θαλάσσιο περιβάλλον είναι η αλατότητα, η θερµοκρασία και η συγκέντρωση θρεπτικών αλάτων. Εχει παρατηρηθεί ότι η θερµοκρασία επηρεάζει πολλά µορφολογικά χαρακτηριστικά και όλες τις φυσιολογικές λειτουργίες των οργανισµών. Επιπλέον, οι οργανισµοί δεν έχουν το ίδιο εύρος ανοχής σε όλα τα στάδια του βιολογικού τους κύκλου. Η αλατότητα έχει µεγάλη οικολογική σηµασία γιατί καθορίζει την ωσµοτική πίεση του θαλάσσιου περιβάλλοντος, που εκφράζει την τάση του νερού να περάσει µέσα από ηµιδιαπερατή µεµβράνη από περιοχή χαµηλής πυκνότητας σε µία άλλη υψηλής. Αυτή η ιδιότητα είναι πολύ σηµαντική για τους θαλάσσιους οργανισµούς γιατί τό σώµα τους και ιδιαίτερα οι περιοχές των βραγχίων για τα ψάρια αποτελούν ηµιδιαπερατές µεµβράνες. Οι θαλασσιοι οργανισµοί που ζουν σε σταθερό περιβάλλον, όπως τα ωκεάνια νερά, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στις αλλαγές της αλατότητας. Αντίθετα οι οργανισµοί που ζουν στις λιµνοθάλασσες ή κοντά στις εκβολές ποταµών ανέχονται µεγάλες µεταβολές της αλατότητας. Τα θρεπτικά άλατα (άλατα αζώτου, φωσφόρου και πυριτίου) έχουν εξαιρετική σηµασία για την αύξηση των οργανισµών και την παραγωγικότητα των θαλάσσιων οικοσυστηµάτων. Τα θρεπτικά άλατα είναι απαραίτητα στα φυτά, τα οποία µέσω της φωτοσύνθεσης µετατρέπουν την ανόργανη ύλη σε οργανική. Υπερµετρη αύξηση των συγκεντρώσεων θρεπτικών αλάτων οδηγει σε αντίστοιχη διόγκωση της πρωτογενούς παραγωγής, την οποία δεν µπορεί να καταναλωθεί. Το φαινόµενο αυτό γνωστό ως ευτροφισµός, οδηγεί κατ αρχή σε ένα υπερβολικό πρασίνισµα των νερών, από την παραγώµενη βιοµάζα θαλασσιων φυτών (συνήθως φυκών) και στη συνέχεια, καθώς αυτή η µάζα οργανικής ύλης καθιζάνει στο βυθό, παρατηρείται υποξία, δηλαδή µείωση της ποσότητας του οξυγόνου των νερών ή και πλήρης ανοξία. Ως συνέπεια της ανοξίας, παρατηρούνται µαζικοί θάνατοι ψαριών και οργανισµών του βυθού.

8 1.2. Λιµνοθάλασσες Ως λιµνοθάλασσες (lagoons), ορίζονται παράκτιες υδατοσυλλογές µε ήρεµα και αβαθή νερά που επικοινωνούν µε τη θαλασσα µέσω στενών διαύλων. Οι λιµνοθάλασσες σχηµατίζονται είτε στις εκβολές ποταµών είτε σε κοραλλιογενείς υφάλους. Στο κείµενο που ακολουθεί θα αναφερθούµε στις λιµνοθάλασσες που σχετίζονται µε εκβολές ποταµών Γεωλογικά χαρακτηριστικά Ο σχηµατισµός λιµνοθάλασσας στις εκβολές ενός ποταµού είναι το αποτέλεσµα αφενός της προσφοράς φερτών υλικών από τον ποταµό και αφετέρου της δράσης ενός παράκτιου θαλάσσιου ρεύµατος που κινείται σχεδόν παράλληλα προς την ακτή. Το θαλάσσιο αυτό ρεύµα διευθετεί τα φερτά υλικά παράλληλα προς την ακτογραµµή, δηµιουργόντας αµµολουρίδες και αµµώδεις φραγµούς, που µε την πάροδο του χρόνου αποµονώνουν µιά θαλάσσια περιοχή από την ανοικτή θάλασσα, σχηµατίζοντας έτσι την λιµνοθάλασσα. Απαραίτητη προυπόθεση για το σχηµατισµό αµµολουρίδων είναι η χαµηλή διαβρωτική ικανότητα της θάλασσας, δηλαδή η απουσία υψηλού υδροδυναµισµού (κυµάτων) και η απουσία ισχυρής παλίρροιας. Για τους λόγους αυτούς ο σχηµατισµός των λιµνοθαλασσών είναι πιό συχνός σε κλειστές θάλασσες (Μεσόγειος, Βαλτική κ.λπ.) παρά στον ανοικτό ωκεανό. Οι λιµνοθάλασσες καλύπτουν περίπου το 10% της παγκόσµιας ακτογραµµής και αποτελούν θέσεις µεγάλης οικολογικής και οικονοµικής αξίας Φυσικά και χηµικά χαρακτηριστικά Οι λιµνοθάλασσες, ως χώρος επαφής γλυκών και αλµυρών νερών χαρακτηρίζονται από το µεγάλο εύρος διακύµανσης των τιµών της αλατότητας. Ετσι, σε µιά Μεσογειακή λιµνοθάλασσα κατά την περίοδο µεγάλης προσφοράς γλυκού νερού και µικρής εξάτµισης (φθινόπωρο - άνοιξη) η αλατότητα είναι 5-10 ο/οο, ενώ το καλοκαίρι είναι ο/οο, δηλαδή προσεγγίζει τις τιµές αλατότητας του θαλάσσιου νερού. Οταν µάλιστα, για οποιονδήποτε λόγο, η λιµνοθάλασσα αποµονωθεί κατά το καλοκαίρι από την ανοικτή θάλασσα τότε η εξάτµιση µπορεί να οδηγήσει και σε µεγαλύτερη αύξηση της αλατότητας, ξεπερνώντας το 40 ο/οο (υπεραλατούχες λιµνοθάλασσες). Η αλατότητα δεν είναι οµοιόµορφα κατανεµηµένη

9 στο σύνολο της υδάτινης µάζας της λιµνοθάλασσας. Στην περιοχή των διαύλων επικοινωνίας µε τη θάλασσα οι τιµές της αλατότητας πλησιάζουν τις αντίστοιχες θαλάσσιες. Στο τµήµα όµως που βρίσκεται προς την ενδοχώρα κατά την περίοδο των βροχοπτώσεων οι τιµές της αλατότητας είναι χαµηλές, ενώ αντίθετα κατά την περίοδο της µεγάλης εξάτµισης µπορεί να υπερβαίνουν τις αντίστοιχες τιµές στην ανοικτή θάλασσα. Η κατανοµή των τιµών της θερµοκρασίας παρουσιάζει επίσης µεγάλη διακύµανση και ακολουθεί πρότυπα ανάλογα µε εκείνα της αλατότητας. Γενικά, το εύρος διακύµανσης των τιµών της θερµοκρασίας περιορίζεται κοντά στα σηµεία επαφής µε την ανοικτή θάλασσα, ενώ αντίθετα µεγαλώνει προς την ενδοχώρα Βιολογικά χαρακτηριστικά Ο σταδιακός αποκλεισµός των νερών της λιµνοθάλασσας, από τα σηµεία επικοινωνίας µε την θάλασσα µέχρι τα πλέον αποµακρυσµένα σηµεία προς την ενδοχώρα, δηµιουργεί µιά µεγάλη ποικιλία ενδιαιτηµάτων που φιλοξενούν µεγάλο αριθµό φυτικών και ζωικών ειδών. Οι λιµνοθάλασσες χαρακτηρίζοναι συνήθως από πλούσιο βένθος και πλαγκτό, παρουσία υδροχαρών φυτών στις όχθες, όπου βρίσκουν καταφύγιο και τροφή πολλά ειδη ψαριών, αµφιβίων, ερπετών, εντόµων και µικρών θηλαστικών. Εξάλλου, οι λιµνοθάλασσες εντάσσονται συνήθως σε ευρύτερα δελταϊκά συστήµατα και συνδυάζονται µε παροδικές υδατοσυλλογές γλυκού νερού, καλαµιώνες, αλµυρά έλη κ.λπ. συγκροτώντας τους υγροτόπους που χαρακτηρίζονται από ιδιαίτερα πλούσια πανίδα και χλωρίδα. Οι υδρολογικοί παράγοντες ρυθµίζουν τη βιολογική οργάνωση των λιµνοθαλασσών διότι ελέγχουν τον βαθµό ανταλλαγής που έχει η ανοικτή θάλασσα µε τις διάφορες ζώνες της λιµνοθάλασσας. Τα ψάρια των λιµνοθαλασσών διακρίνονται σε µη µεταναστευτικά, που περνούν όλη τους τη ζωή µέσα στη λιµνοθάλασσα και σε µεταναστευτικά, που επισκέπτονται τη λιµνοθάλασσα (συνήθως για να γεννήσουν τ' αυγά τους) και επισρτέφουν κατόπιν στη θάλασσα. Στη Μεσόγειο η "φάση της λιµνοθάλασσας" φαίνεται πως είναι ο γενικός κανόνας για τα νεαρά άτοµα όλων των θαλασσίων ειδών ψαριών Αξία των λιµνοθαλασσών Μέχρι τα µέσα του 20 ου αιώνα οι λιµνοθάλασσες -και ιδιαίτερα οι Μεσογειακές- αποτελούσαν χώρους µειωµένου οικονοµικού ενδιαφέροντος, λόγω της

10 ελονοσίας που µάστιζε τις γύρω περιοχές και επειδή η µόνη εφικτή αναπτυξιακή δραστηριότητα ήταν η εκτατική υδατοκαλλιέργεια (valicultura). Για τον λόγο αυτό πολλές λιµνοθάλασσες αποξηράνθηκαν και αποδόθηκαν στην γεωργία. Η ανάπτυξη όµως νέων τεχνικών υδατοκαλλιέργειας οδήγησε σε εντατικές και ηµιεντατικές µορφές εκµετάλλευσης του ενάλιου πλούτου των λιµνοθαλασσών, που παρουσιάζουν µεγάλο οικονοµικό ενδιαφέρον και είναι, ως ένα βαθµό, συµβατές µε την διατήρηση της οικολογικής αξίας των λιµνοθαλασσών. Ωστόσο, οι λιµνοθάλασσες δεν κινδυνεύουν µόνο από την αποξήρανση. Η διευθέτηση της ροής των ποταµών, µε την κατασκευή φραγµάτων, οδηγεί στη µείωση των φερτών υλικών στην εκβολή. Ετσι, η δυναµική ισορροπία µεταξύ προσφοράς από τον ποταµό και διευθέτησης από τη θάλασσα καταρρέει: οι αµµολουρίδες διαβρώνονται και η λιµνοθάλασσα τείνει να µετατραπεί σταδιακά σε κόλπο, χάνοντας τα ιδιαίτερα φυσικά και βιολογικά χαρακτηριστικά της. Το φαινόµενο αυτό είναι πολύ συχνό στις Μεσογειακές λιµνοθάλασσες και αντιµετωπίζεται συνήθως µε έργα προστασίας των αµµολουρίδων από τη διάβρωση. Η διατήρηση όµως των λιµνοθαλασσών της Γης, ώς σηµείων ιδιαίτερου οικονοµικού και οικολογικού ενδιαφέροντος, δεν εξασφαλίζεται µε εκ των υστέρων διορθωτικές παρεµβάσεις, αλλά µε ορθολογικό σχεδιασµό της αξιοποίησης των ευρύτερων λεκανών απορροής στις οποίες εντάσσονται και οι λιµνοθάλασσες.

11 2. ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ Υ ΑΤΩΝ 2.1. Λίµνες Ως λίµνες ορίζονται υδατοσυλλογές, συνήθως µεγάλων διαστάσεων, που καταλαµβάνουν µιά ενδοηπειρωτική λεκάνη. Οι λίµνες είναι γεωµορφολογικές οντότητες µε αρχή, εξέλιξη και τέλος µέσα στον γεωλογικό χρόνο. Οι λίµνες περιέχουν συνήθως γλυκό νερό. Σε ξηρά όµως κλίµατα, που χαρακτηρίζονται από ελάχιστα κατακρηµνίσµατα και µεγάλη εξάτµιση, η περιεκτικότητα των νερών των λιµνών σε άλατα µπορεί να υπερβαίνει κατά πολύ εκείνη της θάλασσας (αλµυρές λίµνες) Συνθήκες σχηµατισµού των λιµνών Απαραίτητες προϋποθέσεις γιά το σχηµατισµό µιάς λίµνης είναι η ύπαρξη ενός στεγανού κοιλώµατος του εδάφους καθώς και η ύπαρξη πλεονάσµατος στο υδρολογικό ισοζύγιο της περιοχής. Πέρα όµως από αυτές τις προϋποθέσεις που είναι κοινές για όλες τις λίµνες τα γενεσιουργά αίτιά τους διαφέρουν. Ετσι, οι λίµνες κατατάσσονται σε κατηγορίες ανάλογα µε την προέλευσή τους (τεκτονικές λίµνες, ηφαιστειακές λιµνες, λίµνες κατολισθήσεων, παγετωνικές λίµνες, καρστικές λίµνες). Τέλος, παράκτιες λίµνες σχηµατίζονται από την συνδυασµένη δράση των ποταµών και της θάλασσας στις περιοχές των εκβολών (βλ. Παράγραφο 1.2. Λιµνιθάλασσες) οµή του λιµναίου οικοσυστήµατος Η γεωλογική σύσταση της λεκάνης απορροής, το µέγεθός της, το κλίµα και η χρήση της επηρεάζουν το είδος και την ποσότητα των χηµικών στοιχείων στο νερό και στο ίζηµα της λίµνης. Η έκταση της λίµνης, ο όγκος της, το µέσο και µέγιστο βάθος της, το µήκος της ακτής της, αποτελούν σηµαντικές παραµέτρους του λιµναίου οικοσυστήµατος. Η επιφανειακή ζώνη της λίµνης που διαπερνάται από το φως λέγεται ευφωτική, ενώ η έλλειψη φωτός χαρακτηρίζει την αφωτική ζώνη. Η υδάτινη µάζα έχει χαρακτηριστική κατακόρυφη κατανοµή θερµοκρασίας. Στις εύκρατες περιοχές, τα επιφανειακά νερά των σχετικά µεγάλων λιµνών θερµαίνονται κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και σχηµατίζουν ένα αραιότερο στρώµα, το επιλίµνιο, που επιπλέει σ' ενα πυκνότερο και ψυχρότερο, το υπολίµνιο. Μεταξύ των δύο στρωµατων υπάρχει το θερµοκλινές, δηλαδή µια ζώνη απότοµης µεταβολής της θερµοκρασίας συναρτήσει

12 του βάθους. Το φθινόπωρο, µε την πτώση της θερµοκρασίας και την αυξηση του κυµατισµού, δηµιουργείται κατακόρυφη κυκλοφορία και το θερµοκλινές εξαφανίζεται. Οι αβαθείς λίµνες δεν στρωµατώνονται παρά µόνο για σύντοµες περιόδους. Υπάρχουν λίµνες που µένουν στρωµατοποιηµένες παρά τις θερµικές διεργασίες που κανονικά προκαλούν αναστροφή. Αν αυτή η κατάσταση είναι µόνιµη έστω και για ένα µικρό µέρος της λίµνης, τα βαθειά νερά παρουσιάζουν έλλειψη οξυγόνου. Κατά την περίοδο της θερµικής στρωµάτωσης, τα θρεπτικά άλατα συχνά εξαντλούνται στο επιλίµνιο και συγκεντρώνονται στο υπολίµνιο. Συνεπώς, η θερµική στρωµάτωση προκαλεί χηµική στρωµάτωση. Στις αβαθείς λίµνες που έχουµε µεγαλύτερη αναλογία όγκου νερού σε άµεση επαφή µε τον πυθµένα, τα θρεπτικά συστατικά που βρίσκονται στο ίζηµα διαλύονται πιό αποτελεσµατικά στο νερό. Ο έµβιος κόσµος του λιµναίου περιβάλλοντος διαφοροποιείται ως προς την απόσταση απο την ακτή της λίµνης. ιακρίνουµε την παράλια ζώνη, που είναι η ρηχή ζώνη κατά µήκος της παραλίας και την πελαγική ζώνη, που είναι µακριά από την ακτή Εξέλιξη του λιµναίου οικοσυστήµατος Οπως προαναφέρθηκε τα άλατα του αζώτου, του φωσφόρου και του πυριτίου είναι απαραίτητα θρεπτικά συστατικά των υδροβίων φυτών και η ποσότητά τους στο νερό ρυθµίζει την φυτική βιοµάζα ενός υδάτινου οικοσυστήµατος. Στις λίµνες, όπως και στις θάλασσες, οι υδάτινες µάζες διακρίνονται γενικά σε εκείνες που εµφανίζουν χαµηλές ποσότητες βιοµάζας και παρουσιάζουν µικρές συγκεντρώσεις θρεπτικών αλάτων και καλούνται ολιγοτροφικές, σε αντίθεση µε τις ευτροφικές, που έχουν περίσσεια θρεπτικών και εµφανίζουν γενικά µεγάλη παραγωγή βιοµάζας. Στις λίµνες ο φυσικός ευτροφισµός (σε αντιδιαστολή µε τον ανθρωπογενή ή τεχνητό ευτροφισµό), είναι µία φυσική διεργασία. Απο τη στιγµή της δηµιουργίας τους, οι λίµνες παρουσιάζουν µια σειρά διαδοχικών σταδίων, µε τελευταιο στάδιο το θάνατο, δηλαδή την εξαφάνισή τους (Σχήµα 6). Μόλις σχηµατισθεί µία λίµνη, το βάθος της αρχίζει να ελαττώνεται βαθµιαία από τα φερτά υλικά (προσχώσεις). Εγκαθίστανται βιοκοινωνίες φυτών και ζώων και αυξάνεται σταδιακά η παραγωγικότητα της υδάτινης µάζας. Συνεπώς, η γεωλογική ισορία κάθε λίµνης αρχίζει από χαµηλή παραγωγικότητα (ολιγοτροφισµός), συνεχίζει µε µέτρια παραγωγικότητα (µεσοτροφισµός) και καταλήγει σε υψηλή παραγωγικότητα

13 (ευτροφισµός). Η συνολική διάρκεια των διεργασιών αυτών µπορεί να κυµαίνεται από µερικές εκατοντάδες χρόνια µέχρι χιλιετίες. Ο ευτροφισµός επιταχύνει το φαινόµενο της πρόσχωσης της λίµνης και τείνει αχικά να την µετατρέψει σε έλος και τελικά να την εξαφανίσει. Ωστόσο, η ολοκληρωτική πρόσχωση της λίµνης δεν είναι µια µοιραία κατάληξη, αλλά αποτελεί την πλέον πιθανή πορεία εξέλιξης. Η πορεία της φυσικής αυτής γήρανσης εξαρτάται από τις µορφοµετρικές, τις εδαφικές και τις κλιµατικές συνθήκες Προβλήµατα διαχείρισης Ο ανθρωπογενής ευτροφισµός αποτελεί σηµαντικό πρόβληµα για τις περισσότερες πεδινές λίµνες της εύκρατης ζώνης, που υποβαθµίζονται ραγδαία τις τελευταίες δεκαετίες. Η γεωργία αναπτύσσεται συχνά χωρίς σχεδιασµό και πρόβλεψη για τις επιπτώσεις της εντατικοποίησης της στους υδάτινους αποδέκτες. Ετσι δηµιουργείται διπλό πρόβληµα, µε τις αυξηµένες απαιτήσεις για νερό άρδευσης και τις αυξηµένες απορροές λιπασµάτων και φυτοφαρµάκων. Στο πρόβληµα έρχεται να προστεθεί η αστική και η βιοµηχανική ρύπανση επιδεινώνοντας την κατάσταση. Ωστόσο, ο ανθρωπογενής ευτροφισµός δεν είναι µία ανεπίστρεπτη υποβάθµιση του οικοσυστήµατος, ούτε µοιραία µία πηγή προβληµάτων. Η διαχείριση του οικοσυστήµατος µπορεί να δώσει λύσεις στα προβλήµατα ή ακόµη και να αντλήσει οφέλη, αρκεί να συνδυαστούν αρµονικά οι γνώσεις του αβιοτικού περιβάλλοντος, των οργανισµών και οι µεταξύ τους σχέσεις µε αυτές της τεχνολογίας. Για τη σωστή διαχείριση µιας λίµνης πρέπει να διαθέτουµε, µεταξύ των άλλων, πληροφορίες για τη µορφοµετρία της, την ποιότητα του νερού, τις αλληλεπιδράσεις του νερού µε το βυθό, τις πηγές ρύπανσης και το κλίµα.

14 2.2. Ρέοντα ύδατα Ρέοντα ύδατα και λακάνες απορροής Ενα υδάτινο ρεύµα µε µόνιµη ροή λέγεται ποταµός, ενώ ένα ρεύµα παροδικής (εφήµερης) ροής λέγεται χείµαρρος. Επειδή οι βροχοπτώσεις αποτελούν έναν από τους κύριους παράγοντες που καθορίζουν την ροή, οι εποχικές τους διακυµάνσεις καθορίζουν το υδρολογικό καθεστώς (υδρολογική δίαιτα) των ποταµών. Τα ρέοντα ύδατα, στη διάρκεια της γεωλογικής ιστορίας τους βρίσκονται σε συνεχή αλληλεπίδραση µε τη λιθόσφαιρα, διαβρώνοντας ή αποθέτοντας υλικά. Τα στάδια της επιφανειακής διάβρωσης µπορούν να διακριθούν σε στάδιο νεότητας, ωριµότητας και γήρατος. Ενα σύνολο επιφανειακών ρευµάτων νερού (ποταµών, χειµάρρων κλπ), που συνδέονται µεταξύ τους µε καθορισµένο τρόπο και δηµιουργούν συγκεκριµένους τύπους απορροής, λέγεται υδρογραφικό δίκτυο. Ο τρόπος σύνδεσης των υδάτινων ρευµάτων και ο τύπος απορροής, είναι αποτέλεσµα του συνδυασµού των νόµων της κίνησης των ρευστών και των γεωλογικών χαρακτηριστικών της συγκεκριµένης περιοχής πάνω στην οποία κυλούν. Οταν η περιοχή καλύπτεται από οριζόντια αδιαπέρατα πετρώµατα, στα οποία δεν υπάρχουν σηµαντικά ρήγµατα, τότε τα υδάτινα ρεύµατα κυλούν ανεµπόδιστα προς όλες τις κατευθύνσεις που επιβάλλει το τοπογραφικό ανάγλυφο, σχηµατίζοντας έναν τύπο υδρογραφικού δικτύου που λέγεται δενδριτικός (επειδή µοιάζει µε κλαδιά δένδρου). Οταν το ανάγλυφο του εδάφους ευνοεί την ανάπτυξη ενός κύριου κλάδου ροής (κύριος ποταµός) και κάθετα προς αυτόν υπάρχει ένα σύστηµα παράλληλων ρηγµάτων, τότε οι δευτερεύοντες κλάδοι (παραπόταµοι) συγκλίνουν, σχηµατίζοντας σχεδόν ορθές γωνίες και το υδρογραφικό δίκτυο λέγεται ορθογώνιο. Αν στο κέντρο της περιοχής υπάρχει µια έξαρση του εδάφους, τότε τα ρεύµατα σχηµατίζουν ακτινωτό, φυγόκεντρο υδρογραφικό δίκτυο. Αν αντίθετα, στο κέντρο της περιοχής υπάρχει ένα βύθισµα, τότε τα ρεύµατα σχηµατίζουν ένα κεντροµόλο δίκτυο. Κάθε υδρογραφικό δίκτυο διαθέτει µια λεκάνη συλλογής και αποµάκρυνσης του νερού, η οποία συνήθως είναι µια επιφάνεια εδάφους που περιβάλλεται από υψώµατα. Η λεκάνη αυτή λέγεται λεκάνη απορροής ή αποστράγγισης. Μέσα στη λεκάνη απορροής, η γραµµή συνάντησης των κατηφορικών επιφανειών του τοπογραφικού αναγλύφου, στην οποία συγκεντρώνονται τα απορρέοντα νερά, λέγεται γραµµή συγκέντρωσης των νερών ή µισγάγκεια. Κατα την αντίθετη διεύθυνση, οι επιφάνειες

15 του τοπογραφικού αναγλύφου είναι ανηφορικές. Στα όρια δυο γειτονικών λεκανών απορροής η γραµµή συνάντησης των ανηφορικών επιφανειών, στην οποία διαχωρίζονται τα νερά που θα καταλήξουν στην µια ή στην άλλη λεκάνη, λέγεται γραµµή διαχωρισµού των νερών ή υδροκρίτης. Οι οριακές γραµµές των λεκανών απορροής προσδιορίζονται από τον τοπογραφικό χάρτη, µε τη βοήθεια των ισοϋψών γραµµών. Βέβαια, υπάρχουν περιπτώσεις που ο υδροκρίτης είναι χαµηλός και τότε η γραµµή διαχωρισµού των νερών είναι δύσκολο να καθοριστεί. Είναι φανερό ότι το νερό που κινείται υπόγεια έχει την δική του λεκάνη απορροής, η οποία δεν συµπίπτει υποχρεωτικά µε την λεκάνη της επιφανειακής απορροής. Οι βασικές αρχές ταξινόµησης των υδρογραφικών δικτύων διατυπώθηκαν από τον Αµερικανό ερευνητή της Υδραυλικής R. E. Horton. Κατά τον Horton ένα αδιακλάδωτο υδάτινο ρεύµα χαρακτηρίζεται ως ρεύµα 1ης τάξης. Οταν συναντώνται δύο ρεύµατα 1ης τάξης σχηµατίζουν ένα ρεύµα 2ης τάξης, ενώ δύο ρεύµατα 2ης τάξης σχηµατίζουν ένα ρεύµα 3ης τάξης. Αν ρεύµατα 1ης ή 2ης τάξης συµβάλλουν µε ένα ρεύµα 3ης τάξης, δεν παρατηρείται καµία αλλαγή στις τάξεις των ρευµάτων. Ο Horton, αλλά και µεταγενέστεροι ερευνητές, διατύπωσαν την άποψη ότι ο αριθµός των ρευµάτων κάθε τάξης, το µήκος τους, η κλίση και το πλάτος της κοίτης, καθώς και η µέση παροχή, µπορούν να εκφραστούν ως εκθετικές συναρτήσεις της τάξης του υδάτινου ρεύµατος. Οι µαθηµατικές εκφράσεις αυτών των απόψεων είναι γνωστές ως «νόµοι του Horton». Aξίζει να σηµειώσουµε ότι και η έκταση της λεκάνης απορροής µπορεί να εκφραστεί ως συνάρτηση του αριθµού των κλάδων και της τάξης των υδάτινων ρευµάτων της Η ζωή στα ρέοντα ύδατα Ο ορισµός ενός οικοσυστήµατος προϋποθέτει ότι πρέπει να υπάρχει κάποιο είδος ορίου (boundary) που το διαχωρίζει από άλλα συστήµατα, ανεξάρτητα αν πρόκειται για ένα µικρόκοσµο που έχει χαρακτηριστικά περισσότερα από το άθροισµα των συνιστωσών του ή είναι απλά µια συνάθροιση κοινοτήτων και αβιοτικών παραγόντων. ύο σηµαντικά χαρακτηριστικά κάθε οικοσυστήµατος είναι η ροή ενέργειας και ύλης (κύκλος των στοιχείων του αζώτου, του άνθρακα κ.λ.π.). Ο όρος οικοσύστηµα χρησιµοποιείται µερικές φορές καταχρηστικά για τα ποτάµια, τα οποία αποκαλούνται οικοσυστήµατα ρεόντων υδάτων (lotic ecosystems). Η εφαρµογή της ολιστικής αρχής (holistic concept) για το οικοσύστηµα στα ποτάµια ( υπεροργανισµός ) δηµιουργεί µεγάλες δυσκολίες.

16 Κατ αρχήν, τα ποτάµια είναι κυρίως ετερότροφα λειτουργικά συστήµατα. Η ενέργεια δεσµεύεται κυρίως στα χερσαία συστήµατα της λεκάνης απορροής, παρά στο ίδιο το ποτάµι. Αυτή µεταφέρεται υπό µορφή αλλόχθονου οργανικού υλικού µέσα στο νερό, όπου και χρησιµοποιείται. Αυτό σηµαίνει ότι η πορεία δέσµευσης της ενέργειας και η αποικοδόµηση διαχωρίζονται. Ενα ποτάµι δεν µπορεί να υπάρξει χωρίς την ενέργεια που παρέχεται από τη λεκάνη απορροής του, εξαρτάται δηλαδή ενεργειακά από αυτήν. Επί πλέον, η αποικοδόµηση είναι δυνατόν να πραγµατοποιείται εκτός του ποταµού. Εποµένως, αυτή η εξάρτηση είναι µονόπλευρη και δεν µπορούµε να θεωρούµε µια µονόπλευρα εξαρτώµενη δοµή ως ένα ανεξάρτητο σύστηµα. Τα ποτάµια µπορεί λοιπόν να γίνουν ευκολότερα κατανοητά εάν τα θεωρήσουµε ως ένα µέρος ενός µεγαλύτερου συστήµατος (π.χ. µιας κοιλάδας). Υπάρχει ένα παρόµοιο πρόβληµα στη θεώρηση του κύκλου οργανικού υλικού στα ποτάµια. Ουσίες οι οποίες απελευθερώνονται από την αποικοδόµηση δεν είναι διαθέσιµες για τους παραγωγούς επειδή µεταφέρονται προς την κατεύθυνση της ροής, και στην καλύτερη περίπτωση, µπορεί να χρησιµοποιηθούν από τους οργανισµούς που υπάρχουν κατάντι. Τα διάφορα υλικά κινούνται µάλλον σπειροειδώς παρά κυκλικά µέσα στο ποτάµι. Το ποσό των θρεπτικών που αναγεννάται µέσα στο ποτάµι είναι ασήµαντο συγκρινόµενο µε αυτό που µεταφέρεται από τη λεκάνη απορροής. Οσον αφορά το ανόργανο υλικό, το ποτάµιο σύστηµα ρυθµίζεται σε µεγάλο βαθµό από εξωτερικές επιδράσεις. Υπάρχουν βέβαια περιπτώσεις όπου το ποτάµι παρέχει υλικό στη λεκάνη απορροής (για παράδειγµα ο ρόλος του ποταµού Νείλου στην ευφορία της Αιγύπτου), αλλά ακόµα και τότε είναι στην πραγµατικότητα θέµα κίνησης των θρεπτικών από τη χέρσο (άνω ρούς) διαµέσου του ποταµού πίσω στη χέρσο (κάτω ρούς). Τα ποτάµια είναι εποµένως εξαρτηµένα από τη λεκάνη απορροής όσον αφορά τη ροή ενέργειας και την κίνηση του υλικού και συνεπώς θα πρέπει να τα θεωρούµε ως ένα µέρος του συστήµατος της λεκάνης απορροής. Αυτό εξηγεί την µεγάλη ελαστικότητα των ποταµών µετά από διαταραχές. Ακόµα και όταν αξιοσηµείωτα τµήµατα ενός ποταµού διαταράσσονται, το γεγονός αυτό αντιπροσωπεύει απλά και µόνο ένα τοπικό περιστατικό. Για παράδειγµα, η µεγάλη λεκάνη απορροής δεν επηρεάζεται από µια τυχαία υποβάθµιση ενός µικρού ρυακιού. Αυτή αντιπροσωπεύει µία ουδέτερη ζώνη απορρόφησης και ρύθµισης η οποία και παραµένει ανέπαφη. Επιδράσεις σε ολόκληρη τη λεκάνη απορροής (π.χ. αποψίλωση δασών) µπορεί πάντως να προκαλέσουν δραµατικά αποτελέσµατα στο ποτάµι.

17 Εποµένως, ο ορισµός ενός οικοσυστήµατος ως ένα αυτορυθµιζόµενο σύστηµα (self-regulating system) δεν µπορεί να χρησιµοποιηθεί ικανοποιητικά στην περίπτωση των ποταµών. Η αναφορά στα ποτάµια ως οικοσυστήµατα πρέπει να περιορίζεται στην περιγραφή του συστήµατος των αλληλεπιδράσεων των βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων. Με αυτή την έννοια, ο όρος ποτάµιο οικοσύστηµα έχει αξία διότι εστιάζει την προσοχή στους αβιοτικούς παράγοντες οι οποίοι είναι ιδιαίτερα σηµαντικοί στα ποτάµια. Πίνακας. Βιότοποι των ποταµών και της πεδιάδας κατάκλυσής τους. Υδάτινοι Χερσαίοι ΒΙΟΤΟΠΟΙ Χαρακτηριστικά µέσα στην κοίτη: σηµεία ανακοπής της ταχύτητας, εκβαθύνσεις (pools) αβαθή ταχύρροα µέρη ποταµού, προσχώσεις (riffles) επιµήκεις αποθέσεις κοίτης από αδροµερές ίζηµα (gravel bars) νησίδες κλίσεις όχθης ποταµού (banksides) πλευρικός κλάδος (side arm) µόνιµης ροής περιοχές µε στάσιµα ή πολύ µικρής ροής νερά (backwater) συνδεδεµένες µε τον κύριο ρου µε το κατάντι άκρο (πχ πλευρικοί κλάδοι) περιοχές µε στάσιµα ή πολύ µικρής ροής νερά χωρίς σταθερή σύνδεση µε τον κύριο ρου που επηρεάζονται έντονα από πληµµύρες (πχ εγκαταλειµµένες κοίτες) περιοχές µε στάσιµα ή πολύ µικρής ροής νερά χωρίς σταθερή σύνδεση µε τον κύριο ρου που σπάνια επηρεάζονται από πληµµύρες υγρά λιβάδια της πεδιάδας κατάκλυσης /έλη που πληµµυρίζουν περιοδικά και χαρακτηρίζονται από εποχικούς βαθείς ορίζοντες κορεσµένους µε νερό έλος µε κυρίαρχη ποώδη βλάστηση (fen/swamp) έλος µε κυρίαρχη ξυλώδη βλάστηση (marsh) Παραποτάµιο δάσος της πεδιάδας κατάκλυσης Τα δέλτα των ποταµών είναι ξεχωριστές περιοχές κοντά στις εκβολές. Είναι µωσαϊκά διαφόρων υγροτοπικών τύπων όπως: υφάλµυρες µικρές λίµνες µε βλάστηση παρόµοια µε αυτή των λιµνοθαλασσών, αλατούχα εδάφη χωρίς υδρόφιλη βλάστηση αλλά µε λίγα φυτά, αλοφυτικοί θαµνώνες, αλοέλη, υγρά λιβάδια αγρωστωδών, χαµηλές αµµοθίνες, αλλουβιακά παραποτάµια δάση κ.λ.π Ταξινόµηση και ζώνωση των ποταµών Τα ποτάµια µπορούν να χωριστούν κατ αρχήν σε κατηγορίες ανάλογα µε το πλάτος της υδατοσυλλογής: α- Ρυάκια πηγών και µικρά ρυάκια, µε πλάτος µέχρι 1µ. και ζώνη επιρροής έως 2 χµ 2. Σ αυτή την κατηγορία συνυπολογίζονται και τα διάφορα αποχετευτικά κανάλια των πεδιάδων.

18 β-.μεγάλα ρυάκια, µε πλάτος από 1 έως 3µ. και ζώνη επιρροής από 2 έως 50 χµ 2. γ- Μικρά ποτάµια, µε πλάτος από 3 έως 10µ. και ζώνη επιρροής από 50 έως 300 χµ 2. δ- Μεγάλα ποτάµια, µε πλάτος >10µ. και ζώνη επιρροής, σε µεγάλο υψόµετρο από 50 έως 500 χµ 2 και στην πεδιάδα από 300 έως 500 χµ 2. Τα ποτάµια ταξινοµούνται επίσης ανάλογα µε τα χηµικά χαρακτηριστικά των νερών τους που είναι αποτέλεσµα βιογεωχηµικών διεργασιών. Ετσι, διαφοροποιούνται ανάλογα µε την περιεκτικότητά τους σε ασβέστιο, µαγνήσιο και ως προς το ph. Τα ποτάµια δεν χωρίζονται σε στρώµατα κατά την κατακόρυφη διάσταση όπως οι λίµνες επειδή η τροφοπαραγωγική (trophogenic) και η τροφολυτική (tropholytic) ζώνη (που οροθετούνται από την ένταση του φωτός) δεν είναι ευδιάκριτες. Σε µία διατοµή κάθετη προς τη ροή όµως, µπορούµε να διακρίνουµε την µάζα του νερού, την κοίτη του ποταµού (βενθική περιοχή) και την ζώνη κάτω από την κοίτη του ποταµού (υπορροϊκή), που είναι σε στενή επαφή µεταξύ τους κυρίως σε µικρά ποτάµια. Τα ποτάµια µπορούν να διαιρεθούν σε ζώνες κατά την οριζόντια διάσταση (κατά µήκος ζώνωση). Η ζωή στα ποτάµια παρουσιάζει µια ζώνωση η οποία εξαρτάται από την απόσταση από τις πηγές του. Κατά µήκος της διαδροµής, τα χαρακτηριστικά του νερού (ταχύτητα ροής, θερµοκρασία κ.α.) αλλάζουν και παρουσιάζουν βαθµιαία µεταβολή που έχει σαν συνέπεια την παρουσία διαφορετικών κοινοτήτων στις διάφορες περιοχές κατά µήκος ενός ποταµού. Κάθε υδάτινο ρεύµα έχει τα δικά του χαρακτηριστικά και είναι δύσκολο να ταξινοµηθεί σε γενικές κατηγορίες σύµφωνα µε τις βιοκοινωνίες που ζούν σ αυτό. Εχουν γίνει προσπάθειες ωστόσο, για την ταξινόµηση τµηµάτων ρεµάτων και ποταµών καθορίζοντας ζώνες-τµήµατα µε παρόµοιες περιβαλλοντικές συνθήκες. Αυτές οι ζώνες καθορίστηκαν από την παρουσία ειδών δεικτών. Το κλασικό σύστηµα ζώνωσης που χρησιµοποιείται στην υτική Ευρώπη βασίζεται στα ψάρια και αναπτύχθηκε για τον ποταµό Ρήνο στις αρχές του 20 ου αιώνα. Κάθε ζώνη παίρνει το όνοµά της από το χαρακτηριστικό είδος ψαριού: α- Ζώνη της πέστρoφας (Salmo trutta, S. gairdneri), β- Ζώνη του τυλιναριού (Leuciscus cephalus) ή του κοκκινόγαστρου (Phoxinus phoxinus γ- Ζώνη της µπριάνας ή µουστακάτου (Barbus barbus) ή του τσιρωνιού (Rutilus rutilus)

19 δ- Ζώνη της λεστιάς (Abramis brama) Οι περιοχές των πηγών (Κρήνον, Krenon) και οι αυτόνοµες βιοκοινωνίες τους ακολουθούνται από αυτές της ρειθρικής (ρείθρον, rhithron) και της ποταµικής ζώνης (πόταµον, potamon) Η αρχή της "συνέχειας" του ποτάµιου συστήµατος Τα ποτάµια, όπως αναφέρθηκε και πιο πάνω, είναι ανοιχτά συστήµατα. Από τις πηγές ενός ποταµού έως τις εκβολές του υπάρχει διαρκής µεταβολή των φυσικών του παραµέτρων όπως το πλάτος, το βάθος, η ταχύτητα ροής, η παροχή και η θερµοκρασία. Συνεπώς, η βιολογική οργάνωση ενός ποταµού θα είναι προσαρµοσµένη σ αυτές τις βαθµιαίες µεταβολές σχηµατίζοντας µια συνέχεια. Στις περισσότερες περιοχές ενός ποταµού η ανάπτυξη των βιοκοινωνιών βρίσκεται σε ισορροπία µε τα φυσικά χαρακτηριστικά του. Οι βιοκοινωνίες των ποταµών µπορούν να διαιρεθούν σε τρεις γενικές κατηγορίες σύµφωνα µε το µέγεθος του ποταµού: βιοκοινωνίες µικρών κλάδων (πρώτης-τρίτης τάξης), βιοκοινωνίες µέτριου µεγέθους κλάδων (τέταρτης-έκτης τάξης) και βιοκοινωνίες µεγάλων κλάδων (> έβδοµη τάξη). Σε κάθε περιοχή κατά µήκος ενός ποταµού οι βιοκοινωνίες βρίσκονται σε δυναµική ισορροπία. Η ενέργεια εισέρχεται σε µια δεδοµένη περιοχή. Μέρος της µπορεί να χρησιµοποιηθεί και να αποθηκευτεί ειδ άλλως µεταφέρεται κατάντι και χρησιµοποιείται στην επόµενη περιοχή. Θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι αν σε κάποια περιοχή τα είδη περιορίζονται από την έλλειψη τροφής, στην περιοχή αυτή υπάρχει µια τάση για πιο αποτελεσµατική χρήση της διαθέσιµης τροφής και έτσι ελαχιστοποιούνται οι απώλειες. Επιπρόσθετοι οργανισµοί -άλλα είδη- µπορούν να καταλάβουν το ενδιαίτηµα µόλις υπάρξει επί πλέον διαθέσιµη τροφή. Αν ένα είδος που επικρατεί εξαφανιστεί λόγω µεταβολών των περιβαλλοντικών συνθηκών (π.χ. θερµοκρασία), θα αντικατασταθεί από άλλο είδος. Συνεπώς, κατά τη διάρκεια του έτους παρατηρούνται αλλαγές στην επικράτηση των ειδών. Επίσης, καθώς ένα είδος χρησιµοποιεί µέρος της διαθέσιµης ενέργειας µιας και εξειδικεύεται στον τρόπο διατροφής του, άλλα είδη µπορούν να χρησιµοποιήσουν την ενέργεια που αποµένει. Αν και η ίδια αρχή εφαρµόζεται σε όλα τα οικοσυστήµατα, στα ποτάµια, οι πόροι πρέπει να χρησιµοποιηθούν αµέσως ειδ άλλως θα µεταφερθούν κατάντι.

20 3. ΥΓΡΟΤΟΠΟΙ Ως υγρότοποι ή υγροβιότοποι, χαρακτηρίζονται περιοχές του πλανήτη που έχουν τις ακόλουθες ιδιότητες: το έδαφος είναι κορεσµένο µε νερό ή καλύπτεται από αβαθές στρώµα νερού τουλάχιστον κατά περιόδους η βλάστηση χαρακτηρίζεται από υδρόφυτα, δηλαδή φυτά που έχουν προσαρµοστεί να ζούν στο νερό. Οι υγρότοποι µπορεί να βρίσκονται κοντά στην ακτή (παράκτιοι υγρότοποι) ή στο εσωτερικό της χέρσου (εσωτερικοί υγρότοποι), να είναι φυσικοί ή τεχνητοί. Οι παράκτιοι υγρότοποι σχετίζονται συνήθως µε εκβολές ποταµών και λιµνοθάλασες. Οι εσωτερικοί υγρότοποι σχετίζονται µε ποτάµια, λίµνες ή πηγές. Ειδικές περιπτώσεις εσωτερικών υγροτόπων είναι οι υγρότοποι της τούνδρας και οι γεωθερµικοί υγρότοποι. Οι υγρότοποι της τούνδρας βρίσκονται σε περιοχές όπου το έδαφος είναι µόνιµα παγωµένο και µόνο η επιφάνεια του εδάφους ξεπαγώνει για λίγες εβδοµάδες, κατά την θερινή περίοδο. Οι γεωθερµικοί υγρότοποι σχετίζονται µε ηφαιστειακά φαινόµενα. Οι τεχνητοί υγρότοποι σχετίζονται µε ανθρώπινες παρεµβάσεις στη φύση, όπως τα φράγµατα, οι εκσκαφές για την εξόρυξη υλικών από τη γή (π.χ. λατοµεία και αλατορυχεία), καθώς και ειδικές καλλιέργειες (π.χ. ορυζώνες). Βιβλιογραφία Παναγιωτίδης Π. & ηµητρακόπουλος Α Υδρολογία. Κεφ. 3 στο βιβλίο Εισαγωγή στο Φυσικό και Ανθρωπογενές Περιβάλλον Τόµος Α. Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο. Σελίδες Μοντεσάντου Β Ποταµολογία. Σηµειώσεις για το µάθηµα της Λιµνολογίας. Τοµέας Οικολογίας και Ταξινοµικής, Βιολογικό Τµήµα Πανεπιστηµίου Αθηνών. 99 σελίδες και παράρτηµα.