«ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ ΜΕ ΤΟ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟ ΔΕΙΚΤΗ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΤΗΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ»

Transcript

1 YΠOYPΓEIO ΠAΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ, ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ Γ.Γ.Ε.Τ. ΕΣΠΑ ΔΡΑΣΗ ΕΘΝΙΚΗΣ ΕΜΒΕΛΕΙΑΣ «Αναπτυξιακές προτάσεις ερευνητικών φορέων- ΚΡΗΠΙΣ» ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΚΑΙ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ ΥΔΑΤΩΝ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ ΤΙΤΛΟΣ ΠΡΟΤΑΣΗΣ Ανάπτυξη συστήματος ολοκληρωμένης διαχείρισης λεκάνης απορροής και της συνδεόμενης παράκτιας και θαλάσσιας ζώνης ΤΙΤΛΟΣ ΠΑΡΑΔΟΤΕΟΥ 4.3 «ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ ΜΕ ΤΟ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟ ΔΕΙΚΤΗ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΤΗΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ» 2015

2 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Πίνακας Περιεχομένων Γενική εισαγωγή,... 5 Αντικείμενο και σκοπός της παρούσας μελέτης... 5 Ομάδα έρευνας... 6 Ομάδα πεδίου... 6 Τμήμα Πρώτο... 7 Κατανομή της ιχθυοπανίδας και χαρακτηριστικά των ιχθυοσυναθροίσεων του Σπερχειού Εισαγωγή Περιοχή μελέτης Μέθοδοι και υλικά Ερευνητικός σχεδιασμός Κατάρτιση του δικτύου σταθμών και διενέργεια δειγματοληψιών Επιλογή δεδομένων από προηγούμενες ή παράλληλες έρευνες του Ινστιτούτου Διαδικασίες ανάκτησης δεδομένων μέσω Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (G.I.S.) Επεξεργασίες δεδομένων και στατιστικές αναλύσεις Έλεγχος δειγματοληπτικής πληρότητας (συσσωρευτική καμπύλη ειδών) Εξάπλωση και αφθονία ειδών Κατανομή μεγέθους των ειδών Ταξινομική σύνθεση και γεωγραφική κατανομή ιχθυοσυναθροίσεων Αποτελέσματα Ταξινομική σύνθεση της ιχθυοπανίδας Σπερχειού Δομικά χαρακτηριστικά των τοπικών ιχθυοσυναθροίσεων Δειγματοληπτική πληρότητα Ιεραρχική κατάταξη των ειδών ως προς τη συνολική τους εξάπλωση και αφθονία στη λεκάνη Σχέσεις εξάπλωσης - τοπικής αφθονίας Σύνθεση και χωρικά πρότυπα κατανομής των ιχθυοσυναθροίσεων Συζήτηση Ποικιλότητα ειδών και απογραφική πληρότητα Πρότυπα κατανομής των ειδών, σχέσεις κατανομής και αφθονίας, και χωρική οργάνωση των ιχθυοσυναθροίσεων Κατανομή, κατάσταση πληθυσμών και προτεινόμενες δράσεις διαχείρισης για τον ελληνοπυγόστεο Τμήμα δεύτερο Ανάπτυξη, εφαρμογή και αξιολόγηση του δείκτη οικολογικής ποιότητας Εισαγωγή Μέθοδοι και υλικά Βιοτική τυπολογία ποτάμιων συστημάτων

3 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε Προσδιορισμός περιοχών βιολογικής ομοιογένειας, ανάλυση κατά συστάδες (Cluster analysis) Ανάλυση πλεονασμού - (Redundancy Analysis, R.D.A.) Πολυμεταβλητή ανάλυση διακύμανσης (Multivariate Analysis Of Variance, M.AN.O.VA.) Γραμμική Διακριτική Ανάλυση (Linear Discriminand Analysis) Επιλογή μετρικών και θέσπιση συνθηκών αναφοράς Θέσπιση συνθηκών αναφοράς Σύνθεση και εφαρμογή του δείκτη Αποτελέσματα Βιοτική τυπολογία ποτάμιων συστημάτων Ανάλυση πλεονασμού - Redundancy Analysis (R.D.A.) Multivariate Analysis of Variance (M.AN.O.VA.) Γραμμική Διακριτική Ανάλυση (Linear Discriminand Analysis) Επιλογή μετρικών και σύνθεση του δείκτη Αποτελέσματα διαδικασίας επιλογής μετρικών και προσδιορισμός των συνθηκών αναφοράς Αξιολόγηση οικολογικής κατάστασης Συζήτηση Πηγές αβεβαιότητας και εκτίμηση της ακρίβειας Διαχειριστικές προτάσεις Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 - Κατανομή, βιολογία, οικολογικές απαιτήσεις και περιγραφή του ενδιαιτήματος του είδους P. hellenicus ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2 - Ιστορική εξέλιξη της έκτασης και της κατάστασης των ενδιαιτημάτων του ελληνοπυγόστεου στη λεκάνη του Σπερχειού ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3 Κύριες ανθρωπογενείς πιέσεις στη λεκάνη του Σπερχειού Π.3.1 Απορροές αγροχημικών και θρεπτικών στο ποτάμιο σύστημα Π.3.2 Μικρά υδροηλεκτρικά φράγματα Π.3.3 Νόμιμες και παράνομες υδροληψίες Π.3.4 Αποστραγγιστικά και εγγειοβελτιωτικά έργα Π.3.5 Τεχνικά έργα Π.3.2 Εισροή ανεπεξέργαστων αστικών και βιομηχανικών και κτηνοτροφικών λυμάτων ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 Κατάλογος και γεωγραφικά χαρακτηριστικά των θέσεων δειγματοληψίας, και είδη που αλιεύθηκαν ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 5 Η ιχθυοπανίδα του Σπερχειού ποταμού Alburnoides sp. Sperhios (Bloch, 1782) Barbus sperchiensis (Stephanidis, 1950) Cyprinus carpio Linnaeus, Dicentrarchus labrax (Linnaeus, 1758) Dicentrarchus punctatus (Bloch, 1792) GambusiaholbrookiGirard,

4 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Gasterosteus gymnurus Cuvier, Knipowitschia caucasica (Berg, 1916) Luciobarbus graecus (Steindachner, 1895) Οικογένεια Mugilidae Mugil cephalus Linnaeus, Pelasgusmarathonicus (Vinciguerra, 1921) Pungitius hellenicus Stephanidis, Rutilus sp. Sperchios (Linnaeus, 1758) Salmo farioides Karaman, SqualiusvardarensisKaraman, ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 6 - Συνθήκες αναφοράς Π.6.1 Η έννοια των συνθηκών αναφοράς Π.6.2 Τυπολογική ταξινόμηση Π.6.3 Κριτήρια επιλογής «θέσεων αναφοράς» ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 7 Αποτελέσματα Δείκτη Οικολογικής αξιολόγησης

5 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Γενική εισαγωγή, Αντικείμενο και σκοπός της παρούσας μελέτης Η παρούσα τεχνική έκθεση αποτελεί το παραδοτέο Π4.3 με τίτλο «Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας». Ειδικότερα, η έκθεση διαπραγματεύεται την ανάπτυξη και εφαρμογή μίας ιχθυολογικής μεθόδου (Ιχθυολογικού Δείκτη) για το χαρακτηρισμό της «οικολογικής ποιότητας» των υδατικών σωμάτων της λεκάνης του Σπερχειού, σύμφωνα με τις απαιτήσεις της Οδηγίας-Πλαίσιο για τα Ύδατα (ΟΠΥ) 2000/60/EC, Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο και Συμβούλιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης (2000). Η ΟΠΥ έχει ισχυρά οικολογικό προσανατολισμό και θεσπίζει ένα ενιαίο κοινοτικό νομοθετικό και πολιτικό πλαίσιο για την ολοκληρωμένη διαχείριση και την προστασία των εσωτερικών, μεταβατικών, παράκτιων και υπόγειων υδάτων των χωρών με κοινές αρχές και μέσα. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στην εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης, η οποία αποτελεί τη βάση για την κατάρτιση του «Προγράμματος Μέτρων» που πρέπει να περιλαμβάνονται στα «Διαχειριστικά Σχέδια Λεκανών Απορροής ποταμών». Για την εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης η ΟΠΥ ζητά από τα κράτη να εγκαταστήσουν προγράμματα οικολογικής παρακολούθησης και προτείνει ότι η εκτίμηση θα βασίζεται σε τέσσερις βιολογικές ομάδες (ψάρια, μακροασπόνδυλα, μακρόφυτα, διάτομα) και μία σειρά από υδρομορφολογικά και φυσικοχημικά στοιχεία που θεωρούνται σαν υποστηρικτικά των βιολογικών στοιχείων. Τα προγράμματα παρακολούθησης θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη και τις ανάγκες άλλων Οδηγιών που είναι σχετικές με το περιβάλλον, όπως η Οδηγία για τους οικότοπους (92/43/ΕΟΚ). Επομένως, η εκτίμηση της «οικολογικής ποιότητας» με βάση τα ψάρια αποτελεί μέρος μόνο μίας πιο σύνθετης διαδικασίας προσδιορισμού της «οικολογικής κατάστασης», στην οποία λαμβάνονται υπόψη εκτιμήσεις με βάση και άλλα ποιοτικά στοιχεία. Επί του παρόντος, δεν υπάρχει σε χρησιμοποιήσιμη μορφή ένας εθνικός ιχθυολογικός δείκτης κατάλληλος για τη λεκάνη του Σπερχειού. Ως εκ τούτου, κρίθηκε αναγκαία η ανάπτυξη ενός ιχθυολογικού δείκτη για τη συγκεκριμένη λεκάνη. Η ανάπτυξη του δείκτη έγινε με γνώμονα τις μεθοδολογικές υποδείξεις της Οδηγίας και των συναφών προς αυτήν «Καθοδηγητικών Εγγράφων» (Guidance Documents). Ωστόσο, η παραγωγή ενός δείκτη δεν είναι μία απλή τεχνική διαδικασία που προσδιορίζεται από τα στάδια εργασιών που υποδεικνύονται στα Καθοδηγητικά Έγγραφα. Για ορισμένα από αυτά τα στάδια απαιτείται η ύπαρξη πληροφορίας πάνω στη βιολογία των ειδών, στην κατανομή τους στο χώρο, τη σύσταση των ιχθυοσυναθροίσεων, και τις παραμέτρους που την επηρεάζουν. Η απόκτηση αυτής της πληροφορίας αποτελεί ένα απαραίτητο προκαταρκτικό στάδιο της συνολικής διαδικασίας παραγωγής του δείκτη. Επομένως, θεωρήθηκε σημαντικό οι εργασίες για την ανάπτυξη του δείκτη να περιλάβουν μία γενικότερη διερεύνηση των ιχθυολογικών και περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών της λεκάνης και το χαρακτηρισμό των σημαντικών ανθρωπογενών πιέσεων. Η διερεύνηση αυτή μπορεί ταυτόχρονα να προσφέρει γνώση και δεδομένα που εξυπηρετούν τη προστασία της βιοποικιλότητας. Με βάση αυτές τις γενικές αρχές, η παρούσα έκθεση οργανώνεται σε δύο τμήματα. Στο πρώτο τμήμα περιγράφεται η γενική «ιχθυολογική εικόνα» της λεκάνης του Σπερχειού (περιλαμβανομένων υγροτοπικών εκτάσεων και της δελταϊκής ζώνης) και γίνεται ο προσδιορισμός βασικών οικολογικών παραμέτρων που επηρεάζουν την κατανομή των ειδών και την οργάνωση των ιχθυοσυναθροίσεων. Συγκεκριμένα, περιγράφονται τα ιχθυολογικά και οικολογικά χαρακτηριστικά της λεκάνης (κατανομές και αφθονίες ειδών, «τύποι ιχθυοσυναθροίσεων», αβιοτικές παράμετροι, πιέσεις). Χρησιμοποιήθηκαν τα αποτελέσματα δειγματοληψιών, μετρήσεων και καταγραφών που διενεργήθηκαν με ηλεκτραλιεία στο 5

6 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. πλαίσιο του παρόντος προγράμματος στα ποτάμια τμήματα της λεκάνης, αλλά και δεδομένα από δειγματοληψίες που εκτελέσθηκαν με μία μεγαλύτερη ποικιλία τεχνικών στο πλαίσιο παλαιότερων ή παράλληλων προγραμμάτων σε περιοχές της λεκάνης όπου η ηλεκτραλιεία από μόνη της δεν είναι αποτελεσματική (π.χ. βάλτοι, βαθιά νερά, εκβολική ζώνη, αρδευτικά κανάλια). Τα δεδομένα από τις τελευταίες περιοχές δεν χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία του ιχθυοδείκτη. Ωστόσο, αυτά συνέβαλαν στη διερεύνηση παραμέτρων και συνθηκών που σχετίζονται με τη διατήρηση της βιοποικιλότητας. Στο δεύτερο τμήμα αναπτύσσεται ο ιχθυολογικός δείκτης. Χρησιμοποιήθηκαν μόνο δεδομένα δειγματοληψιών που διενεργήθηκαν στα ρέοντα τμήματα του ποταμού με ηλεκτραλιεία, η οποία είναι η ενδεδειγμένη ποσοτική μέθοδος για εκτιμήσεις οικολογικής ποιότητας σε ποτάμια. Η διαδικασία ανάπτυξης του δείκτη περιλαμβάνει τρία διακριτά στάδια (δημιουργία ιχθυολογικής τυπολογίας, χαρακτηρισμός των συνθηκών αναφοράς, προσδιορισμός και βαθμονόμηση των ιχθυολογικών μετρικών) και στηρίχθηκε εν μέρει σε αποτελέσματα που παρουσιάζονται στο πρώτο μέρος της έκθεσης. Γίνεται εφαρμογή του δείκτη για μία πρώτη αξιολόγηση της οικολογικής κατάστασης στους σταθμούς δειγματοληψίας. Η αξιολόγηση αυτή πρέπει να θεωρηθεί σαν προκαταρκτική, γιατί τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν προήλθαν από δειγματοληψίες περιορισμένης χρονικής περιόδου (ένα έτος) και δεν εμπεριέχουν την απαιτούμενη διαχρονική ποικιλότητα που είναι απαραίτητη για μία συμπερασματική αξιολόγηση. Δεδομένου ότι η πολιτική της διαχείρισης των υδατικών πόρων διέπεται από τις διατάξεις της ΟΠΥ, πιστεύουμε ότι τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης συμβάλλουν στη δημιουργία εργαλείων που υποστηρίζουν ένα σύστημα λήψης αποφάσεων για την ολοκληρωμένη υδατική διαχείριση στη λεκάνη του Σπερχειού. Ομάδα έρευνας Νεκτάριος Καλαιτζάκης, Σταμάτης Ζόγκαρης, Βασίλης Τάχος, Γιώργος Χατζηνικολάου, Έλενα Οικονόμου, Αναστάσιος Παπαδόπουλος, Σοφία Γιακουμή, Αλκιβιάδης Ν. Οικονόμου 1 Ομάδα πεδίου Νίκος Κούτσικος, Ρομπέρτα Μπαρμπιέρι, Ελένη Καλογιάννη, Λεωνίδας Βαρδάκας, Δημήτρης Κομματάς, Πέτρος Κουράκλης, Ορφέας Τριανταφύλλου, Ιωάννης Καπάκος, Αιμιλία Παναγιώτου 1 Προτεινόμενη αναφορά μελέτης: Καλαιτζάκης, Ν., Ζόγκαρης, Σ., Τάχος, Β., Χατζηνικολάου, Γ., Οικονόμου, Ε., Παπαδόπουλος, Α., Γιακουμή, Σ., Οικονόμου, Α.Ν. (Επιμ. Σύνταξης) (2016). Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας. Στο: Ανάπτυξη συστήματος ολοκληρωμένης διαχείρισης λεκάνης απορροής και της συνδεόμενης παράκτιας και θαλάσσιας ζώνης. Εργο: Αναπτυξιακές προτάσεις ερευνητικών φορέων- ΚΡΗΠΙΣ. ΙΘΑΒΙΠΕΥ - ΕΛΚΕΘΕ,149 Σελ. 6

7 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Τμήμα Πρώτο Κατανομή της ιχθυοπανίδας και χαρακτηριστικά των ιχθυοσυναθροίσεων του Σπερχειού Θεωρητικό υπόβαθρο. Οι ιχθυοκοινότητες του γλυκού νερού έχουν μελετηθεί ελάχιστα στις λεκάνες απορροής των ποταμών της κεντρικής ανατολικής Ελλάδας. Η λεκάνη απορροής του Σπερχειού υποστηρίζει την πλουσιότερη ιχθυοπανίδα γλυκού νερού στην οικοπεριοχή του «Δυτικού Αιγαίου» και είναι εξαιρετικής βιογεωγραφικής και οικολογικής σημασίας λόγω της γεωγραφικής απομόνωσης και των πολλών ενδημικών ειδών που φιλοξενεί. Μέθοδοι και υλικά. Περιγράφεται η ιχθυοπανίδα της λεκάνης του Σπερχειού. Δεδομένα ιχθυοσυναθροίσεων αποκτήθηκαν με δειγματοληψίες που διενεργήθηκαν το 2014 με ηλεκτραλιεία σε ποτάμια τμήματα της λεκάνης. Προκειμένου να σχηματίσουμε μία πληρέστερη ιχθυολογική εικόνα της λεκάνης, τα δεδομένα αυτά συμπληρώθηκαν με δειγματοληπτικά δεδομένα προηγούμενων ετών (1996 έως 2014), ορισμένα από τα οποία αποκτήθηκαν με μικτές μεθόδους (ηλεκτραλιεία, δίχτυα, απόχες) από μη τυπικά ποτάμια τμήματα (ελώδεις εκτάσεις, αρδευτικά κανάλια). Για την παρούσα ανάλυση χρησιμοποιήθηκαν 77 δείγματα όπου κάθε δείγμα αντιπροσωπεύει ένα μόνο σταθμό δειγματοληψίας. Τα δείγματα αυτά επιλέχθηκαν έτσι ώστε να καλύπτουν όλους τους σημαντικούς τύπους βιοτόπων, και αναλύθηκαν με τη χρήση περιγραφικών και πολυδιάστατων στατιστικών τεχνικών για να περιγράψουν τη γεωγραφική κατανομή των ειδών και τα χαρακτηριστικά των ιχθυοκοινοτήτων. Αποτελέσματα. Η έρευνα επιβεβαιώνει την ύπαρξη 18 ειδών ψαριών εκ των οποίων τρία είναι ενδημικά στη λεκάνη του Σπερχειού, πέντε είναι ενδημικά στην Ελλάδα ή στα νότια Βαλκάνια, και τρία είναι μη αυτόχθονα. Δύο από τα είδη της λεκάνης είναι εξαιρετικά άφθονα, ενώ τα περισσότερα είναι αριθμητικά ή και χωρικά σπάνια. Οι ιχθυοσυναθροίσεις χαρακτηρίζονται από χαμηλό πλούτο ειδών (3,4 είδη ανά δείγμα κατά μέσο όρο) και κυριαρχούνται από μικρόσωμα είδη (83,7% των ατόμων του δείγματος ήταν κάτω από 10 εκατοστά TL). Καθορίσθηκαν επτά τύποι ιχθυοσυναθροίσεων (Fish Assemblage Types) με χρήση ανάλυσης ομοιότητας. Οι τύποι που σχετίζονται με ανάντη παραποτάμους παρουσιάζουν χαμηλό πλούτο ειδών. Οι τύποι των πλημμυρικών υγροτόπων της δελταϊκής περιοχής φιλοξενούν υποβαθμισμένες ιχθυοκοινότητες ως αποτέλεσμα πολλαπλών ανθρωπογενών πιέσεων. Το τοπικό ενδημικό Pungitius hellenicus αναγνωρίστηκε ως είδος σημαντικό για διατήρηση λόγω της περιορισμένης γεωγραφικής εξάπλωσης, των στενών οικολογικών απαιτήσεων και της αυστηρής εξειδίκευσης των ενδιαιτημάτων του. Συμπεράσματα. Η συγκεκριμένη μελέτη είναι μία από τις λίγες στην Ανατολική Μεσόγειο που επιχειρεί να περιγράψει τη δομή των κοινότητας των ψαριών και να χαρακτηρίσει τύπους ιχθυοσυναθροίσεων σε επίπεδο ολόκληρης περιοχής λεκάνης απορροής ενός ποταμού. Η μελέτη τονίζει τη συμπληρωματικότητα των ποιοτικών και ποσοτικών προσεγγίσεων στη μελέτη των κατανομών των ψαριών και των προτύπων οργάνωσης των κοινοτήτων και συνηγορεί υπέρ της χρήσης μικτών μεθόδων ερευνητικού σχεδιασμού για την κάλυψη των στόχων διατήρησης. 7

8 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Λέξεις-κλειδιά: Ψάρια γλυκού νερού, ιχθυοσυναθροίσεις, διατήρηση απειλούμενων ειδών, Σπερχειός ποταμός, Ελλάδα, Μεσόγειος 8

9 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. 1 Εισαγωγή Τα ποτάμια σε περιοχές μεσογειακού κλίματος παρουσιάζουν μια σειρά από υδρομορφολογικές και βιολογικές ιδιαιτερότητες που υπαγορεύουν διαφορετικούς τρόπους διατήρησης και διαχείρισης των υδάτινων πόρων σε σχέση με τα ποτάμια των εύκρατων περιοχών (Bonada & Resh 2013, Kondolf et al. 2013). Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για την ιχθυοπανίδα του γλυκού νερού, η οποία αποτελεί σημαντική συνιστώσα των ποτάμιων οικοσυστημάτων, και μία από τις πιο απειλούμενες ταξινομικές ομάδες στην περιοχή της Μεσογείου (Smith & Darwall 2006, Clavero et al. 2010, Hermoso & Clavero 2011). Οι ποταμοί της Μεσογείου ιδιαίτερα χαρακτηρίζονται από καθεστώς μεταβλητής ροής και θερμοκρασίας ενώ υποστηρίζουν ιδιαίτερα υψηλή ενδημικότητα και ποικιλομορφία ιχθυοπανίδας σε σύγκριση με την υπόλοιπη Ευρώπη (Gasith & Resh 1999, Ferreira et al. 2007). Καθώς αυτή η πανίδα έχει εξελιχθεί υπό συνθήκες περιβαλλοντικής αστάθειας και συχνά δυσμενών υδρολογικών συνθηκών, σε αυτήν επικρατούν είδη «γενικευτές» ως προς το είδος ενδιαιτημάτων, και τα οποία συνήθως έχουν μικρή διάρκεια ζωής, ευρύ τροφικό φάσμα και ευρεία ανοχή στις περιβαλλοντικές συνθήκες (Ferreira et al. 2007, Boix et al. 2010, Colin et al. 2016). Αυτά τα χαρακτηριστικά της οικολογίας και «ιστορίας ζωής» των μεσογειακών ψαριών γλυκού νερού περιπλέκουν το σχεδιασμό των προσπαθειών αποκατάστασης και διατήρησης (Gasith & Resh 1999) και καθιστούν την ιχθυοπανίδα ιδιαίτερα δύσκολη ως μέσο παρακολούθησης και βιο-αξιολόγησης της ποιότητας των ποταμών (Maceda-Veiga & DeSostoa 2011, Benejam et al. 2015). Οι ποταμοί της Ελλάδας βρίσκονται σε μια περιοχή της Μεσογείου με αξιοσημείωτη ποικιλομορφία τοπίου και μεγάλου βιογεωγραφικού κατακερματισμού: οκτώ «οικοπεριφέρειες ψαριών» γλυκού νερού που περιέχουν ταξινομικά ανόμοια πανίδες ψάρια (Barbieri et al. 2015) έχουν περιγραφεί στην Ελλάδα. Ο Σπερχειός είναι ένας ποταμός μεσαίου μεγέθους που βρίσκεται στο σύνορο των δύο οικοπεριφερειών: του Δυτικού Αιγαίου (που επίσης είναι γνωστή ως περιοχή Αττικο-Βοιωτίας) και της οικοπεριφέρειας Μακεδονίας- Θεσσαλίας. Η πρώτη περιλαμβάνει μικρά ποτάμια που έχουν πτωχές ιχθυοπανίδες από πλευράς αριθμού ειδών, αλλά με εξαιρετικά υψηλό ποσοστό ενδημισμού. Η δεύτερη περιλαμβάνει μεγάλα ποτάμια με πλούσιες ιχθυοπανίδες, οι οποίες περιλαμβάνουν είδη που έχουν ευρύτερη κατανομή στα νότια Βαλκάνια και έχουν εξελιχθεί από Δουνάβια προγονικά είδη (Economidis & Banarescu 1991, Economou et al. 2007). Ο Σπερχειός περιέχει είδη ψαριών που συναντώνται και στις δύο παραπάνω οικοπεριφέρειες, όμως φιλοξενεί και ορισμένα τοπικά ενδημικά είδη των οποίων η κατανομή περιορίζεται εντός της λεκάνης. Για τους περισσότερους συγγραφείς, ο Σπερχειός ανήκει στην οικοπεριοχή δυτικoύ Αιγαίου (Zogaris et al. 2009, Oikonomou et al. 2014), όμως, έχουν εκφρασθεί και διαφορετικές απόψεις (Bănărescu 2004, Economou et al. 2016). Πρόκειται για ένα μη τροποποιημένο ποτάμι με εξαιρετικά δυναμική μεταβλητότητα στη ροή του και χωρίς μεγάλα φράγματα. Εκτεταμένες αποξηράνσεις πλημμυρικών περιοχών και υγροτόπων έχουν οδηγήσει σε σημαντική απώλεια ενδιαιτημάτων, ενώ οι καναλοποιήσεις έχουν αλλάξει τα ιστορικά πρότυπα ροής, μεταφοράς και απόθεσης ιζημάτων στην περιοχή του δέλτα (Mertzanis et al. 2011). Ωστόσο, πολλά τμήματα του ποταμού εξακολουθούν να διατηρούν ένα αρκετά φυσικό και εκτεταμένο μίγμα οικοτόπων. Η ιχθυοπανίδα του Σπερχειού περιλαμβάνει ενδημικά ψάρια εξαιρετικά περιορισμένης εξάπλωσης και ιδιαίτερου ενδιαφέροντος ως προς τη βιοποικιλότητα και τη βιογεωγραφία 9

10 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. τους. Το πιο χαρακτηριστικό στοιχείο της τοπικής ιχθυοπανίδας είναι το Pungitius hellenicus, ένα μικρό είδος της οικογένειας Gasterosteidae που είναι αδιευκρίνιστης βιογεωγραφικής καταγωγής και φυλογενετικής σχέσης με άλλα είδη (Keivany & Nelson 2004, Ostlund-Nilsson et al. 2007). Αποτελεί είδος παγκόσμιου ενδιαφέροντος και η κατάσταση διατήρησης του έχει χαρακτηριστεί ως «άκρως απειλούμενη» από την κόκκινη λίστα της IUCN (Martins & Wiswedel 2015) και άλλων ευρωπαϊκών λιστών απειλούμενων ειδών (Freyhof & Brooks 2011), κυρίως εξαιτίας του μικρού εύρους γεωγραφικής του εξάπλωσης, η οποία περιορίζεται σε ένα μικροσκοπικό τμήμα της λεκάνης του Σπερχειού. Το παρόν τμήμα της έκθεσης δίνει μία συνολική περιγραφή της ιχθυοπανίδας της λεκάνης απορροής του ποταμού Σπερχειού με έμφαση στη χωρική εξάπλωση των ειδών και τη σύνθεση των ιχθυοσυναθροίσεων. Προηγούμενες μελέτες έχουν προσδιορίσει τα είδη διαβιούν στη λεκάνη (Στεφανίδης 1939, Οικονομίδης 1973, Νταουλάς και συν. 1998, Daoulas et al. 2001, Maurakis & Economidis 2001, Economou et al. 2007). Μορφολογικές περιγραφές και διασαφήσεις της συστηματικής ορισμένων ειδών έχουν δοθεί από τους Στεφανίδης (1939), Οικονομίδης (1973) και Stephanidis (1974), ενώ πρόσφατα η ερευνητική προσπάθεια έχει επικεντρωθεί στη διασάφηση των φυλογενετικών σχέσεων ορισμένων ειδών για τα οποία υπάρχει ακόμα ταξινομική ασάφεια (Geiger et al. 2014). Οι Sergeant et al. (2015) εκτίμησαν με τη χρήση υδραυλικού μοντέλου την καταλληλότητα ενδιαιτήματος για δύο είδη της λεκάνης. Μια μόνο μελέτη έχει περιγράψει τα χαρακτηριστικά οικολογίας, βιολογίας και ιστορίας ζωής των ειδών της λεκάνης, με ιδιαίτερη έμφαση στο είδος P. hellenicus, για το οποίο έδωσε λεπτομερείς περιγραφές της κατανομής του (Νταουλάς και συν. 1998, Daoulas et al. 2001). Παρά το γεγονός ότι οι παραπάνω μελέτες έχουν προσφέρει πολύτιμες πληροφορίες για την ταξινομική και γενετική σύσταση της ιχθυοπανίδας του Σπερχειού και για την οικολογία ορισμένων ειδών, σχεδόν τίποτα δεν είναι γνωστό για τη σύνθεση και την οργάνωση των ιχθυοσυναθροίσεων και τα πρότυπα μεταβολής τους στο χώρο. Η διαχείριση των υδατικών πόρων, ωστόσο, απαιτεί πληροφορίες σχετικές με τις ποσοτικές και χωρικές σχέσεις των ειδών και τις συνθήκες (φυσικές, ανθρωπογενείς) κάτω από τις οποίες διαμορφώνονται οι ιχθυοσυναθροίσεις. Τα δεδομένα ιχθυοσυναθροίσεων αποτελούν σήμερα τη βάση όλων των μεθοδολογικών προσεγγίσεων για τη διάγνωση της «υγείας» των οικοσυστημάτων και την εκτίμηση των επιπτώσεων από ανθρώπινες δραστηριότητες στους υδατικούς πόρους (Simon & Lyons 1995, Pont et al. 2006a, Roset et al. 2007, Hitt & Angermeier 2011). Οι πληροφορίες αυτές μπορούν επίσης να συμβάλουν στον προσδιορισμό των ευάλωτων ιχθυοκοινοτήτων που πρέπει να προστατευθούν και στον εντοπισμό σπάνιων και δυνητικά απειλούμενων ειδών (Angermeier & Schlosser 1995, Angermeier & Winston, 1999, Magurran et al. 2011, Maire et al. 2013, Maire et al. 2015,). Ένα επίσης σημαντικό πρόβλημα αποτελεί η απουσία ολιστικής και συνδυαστικής προσέγγισης στη μελέτη των ιχθυοκοινωνιών που απαντούν σε διάφορες κατηγορίες υδάτων και τύπους βιοτόπων. Το πρόβλημα αυτό πηγάζει από δυσκολίες μεθοδολογικής κυρίως φύσης. Συγκεκριμένα, δειγματοληπτικές τεχνικές που είναι αποτελεσματικές σε μικρά βατά τμήματα του ποταμού, όπως είναι η ηλεκτραλιεία με συσκευές «πλάτης», δεν είναι αποτελεσματικές σε μεγάλα βαθιά τμήματα και σε λιμναίες περιοχές, όπου η αλιεία συνήθως γίνεται από σκάφος με τη χρησιμοποίηση διαφορετικού τύπου συσκευών ή/και διχτυών, ή σε ελώδεις περιοχές, αρδευτικά κανάλια και παράκτιους υγροτόπους, όπου συχνά χρησιμοποιούνται συνδυασμοί ηλεκτραλιείας και διάφορων τύπων διχτυών, αποχών και παγίδων. Εξαιτίας της χρησιμοποίησης διαφορετικών δειγματοληπτικών τεχνικών σε διάφορους τύπους υδάτων και βιοτόπων, τα αντίστοιχα δεδομένα δεν είναι εύκολα συγκρίσιμα 10

11 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. από ποσοτική άποψη. Για το λόγο αυτό, οι ιχθυοκοινότητες που απαντούν σε διαφορετικούς τύπους βιοτόπων συχνά αποτελούν αντικείμενα διαφορετικών ερευνητικών έργων που έχουν διαφορετικούς στόχους και επιδιώξεις (π.χ. έρευνα σχετική με οικολογική ποιότητα σε ποτάμια τμήματα της λεκάνης, και έρευνα σχετική με βιοποικιλότητα σε υγροτοπικές εκτάσεις). Αυτό όμως εμποδίζει την έκφραση ιχθυολογικών παραμέτρων από διαφορετικές περιοχές της λεκάνης «σε κοινό νόμισμα» και την αξιολόγηση της σχετικής τους σημασίας σε δράσεις διαχείρισης, προστασίας και αποκατάστασης. Με βάση τις παραπάνω διαπιστώσεις, η ερευνητική προσπάθεια επικεντρώθηκε στη διερεύνηση των χωρικών προτύπων κατανομής ειδών και ιχθυοσυναθροίσεων συνδυαστικά σε διάφορους τύπους βιοτόπων. Επιδιώχθηκε η κατά το δυνατόν χρησιμοποίηση δεδομένων τα οποία είναι συγκρίσιμα από ποσοτικής πλευράς. Για το λόγο αυτό, επιλέχθηκαν για τις αναλύσεις μόνο δείγματα οποία αποκτήθηκαν, εξ ολοκλήρου ή εν μέρει, με τη χρήση ηλεκτραλιείας. Εξετάζουμε την ποικιλομορφία της πανίδας που αφορά συχνότητες εμφάνισης των ειδών και τις ποσοστιαίες αφθονίες τους με διπλή στόχευση: (1) να αναλύσουμε τα πρότυπα κατανομής και αφθονίας των ειδών σε σχετικούς όρους, δηλ. πόσο εξαπλωμένο και πόσο άφθονο είναι ένα είδος σε σχέση με άλλα είδη (species-level approach), και (2) να εντοπίσουμε διακριτούς «τύπους συναθροίσεων ψαριών» ως προς την ταξινομική σύνθεση και τη γεωγραφική τους θέση και να συγκρίνουμε τα δομικά τους χαρακτηριστικά (communitylevel approach). Οι προσεγγίσεις που ακολουθήθηκαν εξυπηρετούν στόχους και επιδιώξεις δύο σημαντικών κοινοτικών οδηγιών, που αποτελούν τη θεσμική βάση του εθνικού δικαίου για το περιβάλλον: την Οδηγία 2000/60/ΕΚ για τη διαχείριση των υδάτων, και την Οδηγία 92/43/ΕΟΚ για την προστασία της βιοποικιλότητας. Σε σχέση με την Οδηγία 2000/60/ΕΚ, από τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται σε αυτό το τμήμα της έκθεσης αξιοποιούνται στο δεύτερο μέρος της έκθεσης για την υποστήριξη σταδίων δημιουργία του ιχθυολογικού δείκτη. Σε σχέση με τις Οδηγία 92/43/ΕΟΚ, εστιάζουμε την προσοχή μας στους παράγοντες και τις συνθήκες που δημιουργούν κινδύνους για τον ελληνοπυγόστεο, ένα ενδημικό ψάρι του Σπερχειού, που είναι ένα από τα παγκοσμίως πλέον απειλούμενα είδη ψαριών. Σχολιάζουμε τα ευρήματά μας υπό το πρίσμα μίας προσπάθειας καθορισμού προτεραιοτήτων και στόχων σε δράσεις προστασίας του είδους στο πλαίσιο των σημερινών και των προβλεπόμενων κλιματικών συνθηκών και ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Στο Παράρτημα 1 περιγράφουμε το ιστορικό της ανακάλυψης του είδους και συνοψίζουμε τη διαθέσιμη πληροφορία για τη βιολογία, οικολογία και στρατηγικές ζωής του είδους αυτού. Το Παράρτημα 2 περιγράφει τη μορφολογική εξέλιξη της λεκάνης του Σπερχειού, τις ανθρωπογενείς επιδράσεις στην υδρομορφολογία της λεκάνης, και τις επιπτώσεις αυτών των αλλαγών στα ενδιαιτήματα του ελληνοπυγόστεου. 11

12 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. 2 Περιοχή μελέτης Ο Σπερχειός ποταμός (από το ρήμα σπέρχω: κινούμαι, ρέω γρήγορα, ορμητικά) είναι ένας ποταμός χιονοβρόχινου τύπου που χαρακτηρίζεται από διαβρωτική συμπεριφορά και εξαιρετικά μεταβλητές απορροές. Ο ποταμός ( , ) εσωκλείεται σε μία αρκετά μικρή λεκάνη απορροής (1660 km 2 ) της κεντρικής-ανατολικής Ελλάδας. Το κύριο στέλεχος του ποταμού διαρρέει για περίπου 82 km με κατεύθυνση από δυτικά προς ανατολικά εκρέοντας στο Μαλιακό Κόλπο του Αιγαίου. Αυτή η πολύ στενή λεκάνη περικλείεται από ψηλά βουνά που φτάνουν σε υψόμετρο τα 2293 μ. στο νότο (Οίτη) και τα 2315 μ. στα δυτικά (Τυμφρηστός) ενώ περιορίζεται και από μία χαμηλότερη οροσειρά στα βόρεια, που φτάνει μέχρι τα 1440 μ. (δυτικά του όρους Όθρυς). Καθώς το ποτάμι στραγγίζει κλαστικούς σχηματισμούς που είναι ευαίσθητοι σε διαβρωτικές διεργασίες, υπάρχει έντονη εναπόθεσης ιζημάτων στις πεδινές πλημμυρικές περιοχές και εντός του Μαλιακού Κόλπου σε ποσοστό άνω του 1.5x106 τόνων /έτος προκαλώντας τη σταδιακή επέκταση της κοιλάδας προς τα ανατολικά. Οι παγετώνες της Τεταρτογενούς περιόδου είχαν σημαντική επίδραση στη διαδικασία σχηματισμού της κοιλάδας, με τις μεταβολές της στάθμης της θάλασσας κατά τη εναλλαγή των μεσοπαγετωνικών και παγετωνικών περιόδων να προκαλεί φάσεις εναπόθεσης και διάβρωσης αντίστοιχα. Σημαντική διάβρωση προέκυψε κατά την τελευταία παγετώδη περίοδο (Würm) με χρόνια πριν, όταν οι περισσότερες από τις προηγούμενες αποθέσεις της Πλειστοκαίνου αφαιρέθηκαν ενώ ακολούθησε μια φάση απόθεσης που οδήγησε στην πλήρωση της σημερινής κοιλάδας. Η κοιλάδα του Σπερχειού ποταμού ουσιαστικά αποτελεί έναν πρόσφατο σχηματισμό, που δημιουργήθηκε κυρίως από τις αποθέσεις της Ολοκαίνου (τελευταία 8000 χρόνια) ενώ συνεχίζει να επεκτείνεται στον κόλπο του Μαλιακού με ένα συνεχώς αυξανόμενο ρυθμό. Κατά την πρώιμη και μέση περίοδο της Ολοκαίνου η ακτογραμμή ήταν πολύ κοντά στις άκρες των βουνών που περιβάλλουν την κοιλάδα (Τζιαβός 1996). Στην εποχή του Ομήρου (800 χρόνια π.χ.) η ακτή ήταν στο ύψος του συνοικισμού Καλύβια δυτικά της πόλης της Λαμίας. Κατά τη στιγμή της μάχης των Θερμοπυλών οι ποταμοί Γοργοπόταμος, Μέλας και Ασωπός, τώρα παραπόταμοι του ποταμού Σπερχειού, εκβάλλαν άμεσα στο Μαλιακό Κόλπο. Ένα χαρακτηριστικό αυτού του δυναμικού πλημμυρικού περιβάλλοντος ήταν η ύπαρξη εκτεταμένων ελών και παραποτάμιων δασών. Η προσχωσιγενής εναπόθεση κατά τα τελευταία 2500 χρόνια έχει μετατρέψει το πρότερα στενό πέρασμα ανάμεσα στο βράχο και τη θάλασσα σε μια ευρεία παράκτια πεδιάδα με αρκετά χιλιόμετρα πλάτος (Kraft et al. 1987). Eκτιμάται ότι στο διάστημα μεταξύ 480 π.χ. και 1970 μ.χ. η ξηρά έχει αυξηθεί κατά περίπου 110 km 2, δηλαδή με ρυθμό km 2 /έτος. Αυτή η προς ανατολάς εξέλιξη της κοιλάδας έχει συνοδευτεί από συχνές αλλαγές της διαδρομής του ποταμού και μετατοπίσεις της εκβολής του στο Μαλιακό Κόλπο (Τζιαβός 1996). Το κλίμα της περιοχής είναι τυπικά μεσογειακό, και πιο συγκεκριμένα θερμο-μεσογειακό στα πεδινά και παράκτια, και μεσο-μεσογειακό στα υψίπεδα (Tselepidakis & Theoharatos 1989). Δεδομένου ότι η λεκάνη απορροής βρίσκεται ανατολικά της οροσειράς της Πίνδου, το κλίμα της επηρεάζεται από το φαινόμενο της ομβροσκιάς έχοντας ως αποτέλεσμα έντονες περιόδους ξηρασίας στα πεδινά (Paparrizos et al. 2014). Όπως είναι αναμενόμενο, οι είσοδοι του νερού του ποταμού κατά κύριο λόγο προέρχονται από τις απόκρημνες ορεινές περιοχές και ως εκ τούτου αποδίδουν διαφορετικά χαρακτηριστικά στους διάφορους παραποτάμους της λεκάνης. Ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό της περιοχής μελέτης είναι οι απότομες κλίσεις των νότιων περιοχών της λεκάνης απορροής στον ασβεστολιθικό ορεινό όγκο της Οίτης. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι η κύρια αιτία της ταχείας μεταφοράς μεγάλων ποσοτήτων κρύου νερού από το βουνό απευθείας στις πεδινές περιοχές της λεκάνης πολύ κοντά στο δέλτα του ποταμού 12

13 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. στο νότιο-ανατολικό τμήμα της λεκάνης. Σ αυτό το χαμηλό τμήμα της λεκάνης η μορφή του ποταμού είναι μαιανδρική και σχηματίζει μία αρκετά μεγάλη δελταϊκή πεδιάδα. Η πεδιάδα αυτή κάποτε καταλαμβανόταν από εκτεταμένα έλη, βάλτους και πλημμυρικές περιοχές. Το δέλτα έχει σε μεγάλο βαθμό αποστραγγιστεί και αποδοθεί για χρήση εντατικής γεωργίας ενώ διατηρείται ένα πολύπλοκο σύστημα αρδευτικών καναλιών και τάφρων αποστράγγισης. Η λεκάνη δεν διαθέτει φυσικές ή τεχνητές λίμνες. Το 2007 κατασκευάστηκε ένα φράγμαυπερχειλιστής λίγο πριν από την τεχνητή εκβολή για τον έλεγχο της ροής του νερού μεταξύ της φυσικής πορείας του ποταμού και του τεχνητού καναλιού. Το φράγμα αυτό διακόπτει τη συνεκτικότητα του ποταμού και δημιουργεί ένα αρκετά εκτεταμένο λιμνίο ανάντη. Ένα φράγμα εκτροπής του ποταμού επίσης υπάρχει στον παραπόταμο Βίστριτσα. Κατά τ άλλα ο Σπερχειός ποταμός δεν είναι σοβαρά κατακερματισμένος και η πορεία των υδάτων δεν παρακρατείται τεχνητά με τρόπο που να δημιουργεί μακροπρόθεσμα εμπόδια στην κίνηση των ψαριών. Μία περιγραφή των σημαντικών ανθρωπογενών πιέσεων που επηρεάζουν τη λεκάνη δίνεται στο Παράρτημα 3. Τα δεδομένα αυτά αξιοποιούνται στο δεύτερο μέρος της έκθεσης για το χαρακτηρισμό των συνθηκών αναφοράς και τη βαθμονόμηση των μετρικών. 13

14 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. 3 Μέθοδοι και υλικά 3.1 Ερευνητικός σχεδιασμός Αρχικός και πρωταρχικός στόχος της έρευνας ήταν η δημιουργία ενός ιχθυοδείκτη που θα εφαρμόζει στα «ποτάμια τμήματα» της λεκάνης του Σπερχειού (την κατηγορία επιφανειακών υδάτων που προσδιορίζεται σαν «ποταμοί» στην ΟΠΥ). Με αυτή την προοπτική, ο σχεδιασμός της έρευνας (επιλογή σταθμών δειγματοληψίας, δειγματοληπτικά εργαλεία, πρωτόκολλα καταγραφής δεδομένων πεδίου, εργασίες επεξεργασία) έγιναν σύμφωνα με κριτήρια και διαδικασίες που ακολουθούνται κατά την εκτέλεση του «Εθνικού Προγράμματος Παρακολούθησης της Κατάστασης των Ποταμών της Ελλάδας» που υλοποιεί ο τομέας Εσωτερικών Υδάτων του Ινστιτούτου Θαλάσσιων Βιολογικών Πόρων και Εσωτερικών Υδάτων του ΕΛΚΕΘΕ και περιγράφεται στην ιστοσελίδα του Ινστιτούτου 2. Σε αυτά τα τμήματα αυτά της λεκάνης η ηλεκτραλιεία χρησιμοποιήθηκε σαν αποκλειστική μέθοδος δειγματοληψίας. Ειδικότερες περιγραφές της μεθοδολογίας δειγματοληψίας δίνονται σε ειδικό τεχνικό εγχειρίδιο (ΙMBRIW 2012) 3. Προκειμένου να αποκτηθεί μία συνολική εικόνα για την ιχθυοπανίδα της λεκάνης, χρησιμοποιήθηκαν επιπλέον δεδομένα από σχετικά πρόσφατες δειγματοληψίες του ΕΛΚΕΘΕ σε παραπόταμους του Σπερχειού, καθώς και από δειγματοληψίες που έχουν κατά καιρούς διενεργηθεί σε μη τυπικά ποτάμια τμήματα της λεκάνης (ελώδεις εκτάσεις, αρδευτικά κανάλια, μεταβατικά ύδατα). Στα τμήματα αυτά η ηλεκτραλιεία από μόνη της δεν είναι μία αποτελεσματική δειγματοληπτική μέθοδος. Τα δεδομένα αυτά συλλέχθηκαν μία ποικιλία εργαλείων και τεχνικών (π.χ. ηλεκτραλιεία, γρίπος, δίχτυα, απόχες) στα πλαίσια άλλων ερευνητικών προγραμμάτων, όπως του έργου «Εποπτεία και Αξιολόγηση της Κατάστασης Διατήρησης ειδών ιχθυοπανίδας κοινοτικού ενδιαφέροντος στην Ελλάδα» 4, και του παλαιότερου προγράμματος «Δράσεις προστασίας και αποκατάστασης του απειλούμενου ενδημικού ψαριού ελληνοπυγόστεος (Pungitius hellenicus)» (Νταουλάς και συν. 1998). Οι δύο παραπάνω τύποι δεδομένων αναλύθηκαν συνδυαστικά προκειμένου να εξαχθεί πληροφορία για την παρουσία και τα πρότυπα κατανομής όλων των ειδών σε όλες τις περιοχές και τύπους βιοτόπων της λεκάνης, να αναλυθούν οι μεταξύ τους ποσοτικές σχέσεις, να διερευνηθούν οι οικολογικοί μηχανισμοί που καθορίζουν τη χωρική οργάνωση των ιχθυοκοινωνιών και να εξετασθούν σημαντικές ανθρωπογενείς πιέσεις στη λεκάνη. Εστιάζουμε στη διερεύνηση των παραμέτρων (ιστορική μορφολογική εξέλιξη, ανθρωπογενείς επιδράσεις) που επηρεάζουν τα ενδιαιτήματα του ελληνοπυγόστεου και επομένως την κατανομή και αφθονία του είδους. Στο επόμενο τμήμα της έκθεσης αξιοποιούμε περαιτέρω τα αποτελέσματα μας για την ανάπτυξη ενός ιχθυοδείκτη για την οικολογική ταξινόμηση των υδατικών σωμάτων του Σπερχειού. Η επιστημονική ονομασία των ειδών ακολουθεί τους Barbieri et al. (2015). Δεδομένα πάνω στη βιολογία και οικολογία των ειδών παρέχονται από τους Νταουλάς και συν. (1998). 3.2 Κατάρτιση του δικτύου σταθμών και διενέργεια δειγματοληψιών Με την έναρξη του προγράμματος πραγματοποιήθηκαν προκαταρκτικές επισκέψεις σε χαρακτηριστικά σημεία του Σπερχειού για τον εντοπισμό αντιπροσωπευτικών θέσεων

15 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. δειγματοληψίας και τη καταγραφή σημαντικών ανθρωπογενών πιέσεων. Το δίκτυο σταθμών σχεδιάστηκε έτσι ώστε αφενός να παρέχει μία συνολική εικόνα της ιχθυολογικής, υδρομορφολογικής και χημικής κατάστασης της λεκάνης, και αφετέρου να προσφέρει τα κατάλληλα δεδομένα για την ανάπτυξη του ιχθυολογικού δείκτη. Οι θέσεις επιλέχθηκαν με κριτήρια αντιπροσωπευτικότητας τοπίου και βιοτόπων. Το δίκτυο περιλάμβανε 54 θέσεις, από τις οποίες 14 είναι θέσεις του «Εθνικού Προγράμματος Παρακολούθησης της Κατάστασης των Ποταμών της Ελλάδας». Η πλειονότητα αυτών των θέσεων ήταν στον κύριο ρου του ποταμού και σε παραπόταμους, και ένας μικρός αριθμός σε αρδευτικά κανάλια. Οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν το 2014 με τη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος. Ο κύριος όγκος των δειγματοληψιών πραγματοποιήθηκε τους θερινούς μήνες (Ιούλιο-Σεπτέμβριο) που αποτελούν την περίοδο μέγιστης υδρολογικής πίεσης και την πλέον ενδεδειγμένη για τη συλλογή δεδομένων που προορίζονται για εκτιμήσεις της οικολογικής κατάστασης (Fame Consortium 2005). Οι δειγματοληψίες διεξήχθησαν με τη μέθοδο μονής διέλευσης με μια άνοδο. Δεν χρησιμοποιήθηκαν δίχτυα περιορισμού, και δόθηκε ειδική προσοχή να καλύπτονται δειγματοληπτικές αποστάσεις τουλάχιστον 100 μ. (βλέπε Angermeier & Smogor 1995), φροντίζοντας να διερευνώνται ποσοτικά όλοι οι προσβάσιμοι τύποι ενδιαιτημάτων. Σε κάθε θέση έγινε αναλυτική καταγραφή της ιχθυοπανίδας (είδος ψαριού, αφθονία, μέγεθος ψαριών) ενώ υπολογίστηκε και η «υγρή επιφάνεια» που αλιεύθηκε. Για τη διευκόλυνση των εργασιών πεδίου και των μετέπειτα αναλύσεων, όλα τα μετρούμενα μεγέθη ψαριών ομαδοποιήθηκαν σε κλάσεις των 5 εκ. Οι δειγματοληψίες συνοδεύθηκαν από μετρήσεις και καταγραφές υδρολογικών, μορφολογικών και φυσικοχημικών παραμέτρων, καθώς και καταγραφές άμεσα παρατηρούμενων πιέσεων. Τα δεδομένα κάθε θέσης καταχωρήθηκαν σε σχετικά πρωτόκολλα. Μετά τις απαραίτητες καταμετρήσεις τα ψάρια επιστράφηκαν στο ποτάμι φροντίζοντας κατά το δυνατό για την ελαχιστοποίηση των όποιων απωλειών. Παράλληλα, σε κάθε θέση λήφθηκε οπτικοακουστικό υλικό προκειμένου να είναι δυνατή η μελλοντική επαναξιολόγηση των συνθηκών που επικρατούσαν τη στιγμή της δειγματοληψίας. Για τις δειγματοληψίες έγινε χρήση των ακόλουθων συσκευών ηλεκτραλιείας: EFKO Elektrofischereigeräte GmbH, Model FEG 6000, generatorpowered, DC (unpulsed), Ισχύς εξόδου 7,0 KW, 600V, με καλώδιο ανόδου 200 μ. (Leutkrich, Germany). Πρόκειται για πολύ ισχυρή συσκευή που χρησιμοποιεί βενζινοκινητήρα για την παραγωγή ρεύματος. Σημαντικά πλεονεκτήματά της είναι η δυνατότητα αλιείας σε μεγάλους όγκους νερού, βαθιά νερά καθώς και η δημιουργία ευρείας ζώνης προσέλκυσης. Συνεπώς, η συσκευή αυτή είναι αποτελεσματική ακόμα και σε ποτάμια μεγάλου μεγέθους. Το μειονέκτημά της είναι ότι είναι πολύ βαριά (50 kg) και συνεπώς δεν μπορεί να μεταφερθεί πολύ μακριά από το όχημα μεταφοράς. Σε ορισμένα τμήματα του ποταμού με βαθιά νερά η δειγματοληψία έγινε με πλωτό μέσο (μικρό αλιευτικό σκάφος) στο οποίο τοποθετήθηκε η συσκευή. Smith-Root LR-24 Backpack Electrofisher 5. Τροφοδοτείται από αντικαταστάσιμες μπαταρίες 24V. Ισχύς εξόδου 400W συνεχούς ρεύματος. Πρόκειται για μικρής ισχύος συσκευή με δυνατότητα αλιείας σε μικρά βάθη (0.2 m έως 1.5 μ. περίπου) και μικρούς όγκους νερού. Η συσκευή δημιουργεί μικρή ζώνη προσέλκυσης (αλλά σχετικά μεγάλη ζώνη νάρκωσης) και είναι κατάλληλη μόνο για ρέματα και μικρά ποτάμια. Λόγω του

16 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. μικρού της βάρους (17 kg) είναι φορητή (στερεώνεται στην πλάτη) και συνεπώς μπορεί να μεταφερθεί σε μεγάλη απόσταση από το όχημα μεταφοράς. Για τις μετρήσεις των φυσικοχημικών παραμέτρων, των χημικών παραμέτρων και της ροής χρησιμοποιήθηκαν το πολυπαραμετρικό όργανο Horiba W-2010, το φασματοφωτόμετρο MercNOVA 60, και το ροόμετρο Swoffer Επιλογή δεδομένων από προηγούμενες ή παράλληλες έρευνες του Ινστιτούτου Από ένα σύνολο 100 και πλέον δειγμάτων που αποκτήθηκαν από προηγούμενες ή παράλληλες έρευνες του Ινστιτούτου, κυρίως σε πηγαίου τύπου υγροτόπους ή μικρούς παραπόταμους, σε υγροτοπικά συστήματα, και στην εκβολική ζώνη, επιλέχθηκαν 23 δείγματα σύμφωνα με τη «κρίση του ειδικού». Βασικά κριτήρια επιλογής απετέλεσαν το εργαλείο δειγματοληψίας (έπρεπε να είχε χρησιμοποιηθεί ηλεκτραλιεία, τουλάχιστον εν μέρει), η αντιπροσωπευτικότητα ενδιαιτημάτων, η δειγματοληπτική αποτελεσματικότητα, και η εποχή της δειγματοληψίας (προτιμήθηκαν καλοκαιρινά δείγματα). Όλα τα δείγματα που επελέγησαν ήταν «one-time» (δηλαδή, όχι σωρευτικά) (Angermeier & Karr 1986). Τα 23 αυτά δείγματα, μαζί με τα 54 δείγματα που αποκτήθηκαν στα πλαίσια του προγράμματος ΚΡΗΠΙΣ, αποτέλεσαν τη βάση δεδομένων για τις περαιτέρω αναλύσεις. Στο Παράρτημα 4 παρουσιάζεται ο συνολικός κατάλογος των θέσεων δειγματοληψίας, των γεωγραφικών τους χαρακτηριστικών, και της σύνθεσης των ειδών που απαρτίζουν τις τοπικές ιχθυοσυναθροίσεις. 3.4 Διαδικασίες ανάκτησης δεδομένων μέσω Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (G.I.S.) Με χρήση του λογισμικού ArcGIS v έγινε εισαγωγή των δεδομένων των 77 δειγματοληπτικών θέσεων που περιεγράφηκαν παραπάνω σε γεωβάση. Κατόπιν προσδιορίστηκαν σημαντικές παράμετροι για τη μετέπειτα πορεία των αναλύσεων όπως το υψόμετρο, το εμβαδό της κάθε λεκάνης απορροής ανάντη της δειγματοληπτικής θέσης, η κλίση του τμήματος της δειγματοληψίας, η απόσταση από τις εκβολές και η απόσταση από τον υδροκρίτη. Οι κλίσεις υπολογίστηκαν κάνοντας χρήση του ψηφιακού μοντέλου εδάφους μέσω της εντολής «Slope». Από τo raster αρχείο που προέκυψε έγινε εξαγωγή των τιμών αποκλειστικά για τα τμήματα από όπου διέρχεται ποτάμι μέσω της εντολής «Clip». Προκειμένου να ενσωματωθούν οι τιμές των κλίσεων στα σημεία των δειγματοληψιών έγινε αρχικά χρήση της εντολής «Buffer» ακτίνας 100m γύρω από τις θέσεις δειγματοληψίας πάνω στις οποίες ενσωματώθηκε ο μέσος όρος των τιμών της κλίσης του αντίστοιχου τμήματος ποταμού κάνοντας χρήση του εργαλείου «Zonal Statistics». Έπειτα οι τιμές αυτές αποδόθηκαν στις αρχικές σημειακές θέσεις των δειγματοληπτικών σταθμών μέσω του εργαλείου «Extract by mask». Για τον υπολογισμό των αποστάσεων ανάντη και κατάντη έγινε χρήση ανάλυσης δικτύων μέσω της εργαλειοθήκης «Network analyst». Δημιουργήθηκε επικάλυψη συμβατή με τις απαιτήσεις των εργαλείων, έγινε εισαγωγή των προϋποθέσεων και των περιορισμών έτσι ώστε η ανάλυση να συμβαδίζει με τη φυσική κίνηση του νερού και κατόπιν υπολογίστηκε για κάθε δειγματοληπτική θέση τόσο η απόσταση μέχρι την εκβολή όσο και η απόσταση μέχρι τον υδροκρίτη. Για τον υπολογισμό των εμβαδών ανάντη των δειγματοληπτικών σταθμών έγινε για κάθε έναν από αυτούς χρήση του εργαλείου «Watershed». 16

17 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. 3.5 Επεξεργασίες δεδομένων και στατιστικές αναλύσεις Οι περισσότερες επεξεργασίες και αναλύσεις έγιναν χρησιμοποιώντας το στατιστικό πακέτο προγραμματισμού R. Οι αναλύσεις αποσκοπούσαν στη μελέτη των προτύπων κατανομής και αφθονίας ειδών και της σύνθεσης των ιχθυοσυναθροίσεων και εστίασαν σε τρεις τύπους διερευνήσεων: τον έλεγχο της δειγματοληπτικής πληρότητας, τη σχετική αφθονία/σπανιότητα των ειδών από χωρική και αριθμητική άποψη, και τη χωρική μεταβολή των δομικών και ταξινομικών χαρακτηριστικών των ιχθυοσυναθροίσεων Έλεγχος δειγματοληπτικής πληρότητας (συσσωρευτική καμπύλη ειδών) Η συγκεκριμένη διερεύνηση είναι ικανή να αποκαλύψει το βαθμό επάρκειας της δειγματοληπτικής προσπάθειας. Ουσιαστικά, ελέγχεται ο βαθμός αντιπροσωπευτικότητας των ιχθυολογικών δειγμάτων που συλλέχθηκαν ως προς το σύνολο της ιχθυοπανίδας της λεκάνης, κάνοντας χρήση μοντέλων τα οποία ανακατανέμουν τα δεδομένα με τρόπο που να αποσβένουν τη δειγματοληπτική προκατάληψη, αποδίδοντας έτσι τις συσσωρευτικές καμπύλες ειδών (Colwell & Coddington 1994). Οι καμπύλες αυτές αξιολογούνται με βάση τον αριθμό των δειγματοληψιών που πραγματοποιήθηκαν καθώς και με τον αριθμό των ειδών που εντοπίστηκαν. Η ανάλυση διεξήχθη με τη συνάρτηση «specpoοl» (vegan), η οποία κάνει την παραδοχή ότι ο αριθμός των μη ανιχνευμένων ειδών σχετίζεται με τον αριθμό των σπάνιων ειδών, δηλαδή με είδη που εμφανίζονται μόνο μία ή δύο φορές μέσα στα δειγματοληπτικά δεδομένα (Oksanen 2013). Η συνάρτηση «specaccum» (vegan) χρησιμοποιήθηκε για την απόδοση της συσσωρευτικής καμπύλης των ειδών προκειμένου να εξαχθεί το συμπέρασμα κατά πόσο κοντά κατάφερε να φτάσει σε μία οριακή ασύμπτωτο εκτιμώμενου αριθμού ειδών. Η επίτευξη μίας τέτοιας οριζοντιότητας της καμπύλης υποδεικνύει ότι τα περισσότερα από τα είδη που συναντιούνται στη λεκάνη απορροής ανιχνεύτηκαν επιτυχώς. Η συγκεκριμένη συνάρτηση προσφέρει διάφορες μεθόδους συσσώρευσης, από τις οποίες επιλέχθηκε «τυχαία», ενώ ταυτόχρονα έγινε χρήση του μη παραμετρικού εκτιμητή του πλούτου των ειδών «Jackknife 2». Αυτός ο εκτιμητής έχει βρεθεί ότι αποδίδει ακριβέστερα αποτελέσματα κατά τον υπολογισμό του αριθμού των συλλεγόμενων ειδών (Chiarucci et al. 2003; Petersen et al. 2003) Εξάπλωση και αφθονία ειδών Δημιουργήσαμε κατηγοριοποιήσεις των ειδών με βάση την έκταση της χωρικής τους κατανομής (χρησιμοποιώντας σαν προσεγγιστικό μέτρο τον αριθμό θέσεων παρουσίας) και τη συνολική τους αφθονία (αριθμός αλιευθέντων ατόμων κάθε είδους). Ακολουθήσαμε πρακτικές που περιγράφονται από τους Bell (2003), Jenkins (2011) και Matthews & Whittaker (2015). Διερευνήσαμε επίσης τη σχέση κατανομής τοπικής αφθονίας (μέσος αριθμός ατόμων ενός είδους στις θέσεις στις οποίες αυτό ήταν παρόν) ακολουθώντας καθιερωμένες πρακτικές (π.χ. Tales et al. 2004, Taylor et al. 2006). 17

18 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε Κατανομή μεγέθους των ειδών Χρησιμοποιώντας δεδομένα από όλα τα δείγματα συνδυαστικά, υπολογίσαμε το εύρος των μεγεθών στα οποία απαντήθηκε κάθε είδος, καθώς και τη συχνότητα με την οποία κάθε κλάση μεγέθους αντιπροσωπεύθηκε στο συνολικό αριθμό ατόμων του είδους Ταξινομική σύνθεση και γεωγραφική κατανομή ιχθυοσυναθροίσεων. Χρησιμοποιήσαμε ανάλυση ομοιότητας προκειμένου να ερευνηθεί ο βαθμός ταξινομικής συγγένειας μεταξύ δειγμάτων και να εντοπισθούν ομοιογενείς συναθροίσεις από πλευράς σύστασης ειδών. Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε κάνοντας χρήση δεδομένων «παρουσίαςαπουσίας» από τους 77 δειγματοληπτικούς σταθμούς μέσω της συνάρτησης «hclust» και της «Ward.D2» μεθόδου συσσωμάτωσης. Για τον υπολογισμό του πίνακα αποστάσεων μεταξύ των σταθμών έγινε χρήση της συνάρτησης «vegdist» (vegan) του δείκτη «Jaccard». Η ανάλυση αυτή ταυτοποίησε ομοιογενείς ομάδες σταθμών σε σχέση με τις ιχθυοσυναθροίσεις που παρατηρήθηκαν («τύποι συνάθροισης» που εφεξής αποκαλούνται «τύποι»). Δεν χρησιμοποιήθηκε ένα μέτρο ομοιότητας που να ενσωματώνει τις αφθονίες, προκειμένου να αποφευχθεί η ποσοτική προκατάληψη των δειγματοληπτικών δεδομένων που οφείλεται σε διαφορές στη δειγματοληπτική τεχνική σε διαφορετικούς τύπους ενδιαιτημάτων και σε ανθρωπογενείς επιδράσεις στην ιχθυοπανίδα κάποιων σταθμών. Στη συνέχεια υπολογίσθηκαν οι τιμές σημαντικών αβιοτικών παραμέτρων στους προσδιορισθέντες τύπους. Επιλέχθηκαν κυρίως παράμετροι που δεν επηρεάζονται από εποχιακές διακυμάνσεις και επιδράσεις του ανθρώπου. 18

19 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. 4 Αποτελέσματα Ταξινομική σύνθεση της ιχθυοπανίδας Σπερχειού Συνολικά, καταγράφηκαν άτομα σε 77 δείγματα που ανήκουν σε 18 ταξινομικές ομάδες (ορισμένα άτομα δεν προσδιορίσθηκαν σε επίπεδο είδους) από επτά οικογένειες ψαριών. Τα δείγματα αυτά αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς τύπους μικρο-ενδιαιτημάτων: κεντρικό τμήμα του ποταμού (27 δείγματα), παραπόταμοι (30 δείγματα), αρδευτικά κανάλια (15 δείγματα) και υγροτοπικά συστήματα (5 δείγματα). Συνοπτικές περιγραφές των ειδών και της γεωγραφικής τους εξάπλωσης στον Ελληνικό χώρο δίνονται στο Παράρτημα 5. Από τα δείγματα που λήφθηκαν από το κύριο τμήμα του ποταμού μόνο δύο βρίσκονται στη ζώνη του εκβολικού συστήματος (kato_sperchios και t-sper), με αντίστοιχες αποστάσεις από την εκβολή του ποταμού 6.8 και 5.4 χιλιόμετρα. Προσπάθειες περαιτέρω δειγματοληψιών στη ζώνη αυτή απέτυχαν λόγω βάθους, θολερότητας και υψηλής αγωγιμότητας. Επτά ακόμα δειγματοληπτικοί σταθμοί βρέθηκαν χωρίς ιχθυοπανίδα, ενώ άλλοι εννέα σταθμοί ήταν άνυδροι κατά τη στιγμή της επίσκεψης. Ο Πίνακας 1 παρουσιάζει συνολικά στοιχεία σχετικά με την αφθονία, τη χωρική εξάπλωση, την κατάσταση διατήρησης και την προέλευση όλων των ειδών που απαντήθηκαν. Λεπτομερή στοιχεία της σύστασης των τοπικών ιχθυοσυναθροίσεων δίνεται στο Παράρτημα 4. Πίνακας 1 Αλιευμένο είδος, συνολική αφθονία (N, ο αριθμός των ατόμων που συλλέχθηκαν), αριθμός θέσεων παρουσίας του είδους (S), προέλευση (Ν = αυτόχθονο, Α = ξενικό, μη αυτόχθονο στην Ελλάδα, Τ = μεταφερμένο, μη αυτόχθονο στη λεκάνη, προερχόμενο όμως από την Ελλάδα) και ενδημικότητας (GR = Ενδημικό στην Ελλάδα, BL = Ενδημικό στα νότια Βαλκάνια, W: ευρέως διαδεδομένο είδος στην Ευρώπη ή και αλλού). Family Species Authority N S IUCN/GR/* Provenance status Cyprinidae Gasterosteidae Gobiidae Poeciliidae Salmonidae Moronidae Mugilidae Endemicitylevels Alburnoides sp. Sperchios In Geiger et al LC/LC/N N GR Barbus sperchiensis Stephanidis, NT/NT/Y N GR Cyprinus carpio Linnaeus, VU/LC/N T W Luciobarbus graecus Steindachner, EN/VU/Y N GR Pelasgus marathonicus Vinciguerra, NT/EN/Y N GR Rutilus sp. Sperchios In Kottelat&Freyof /-/N N GR Squalius vardarensis Karaman, LC/LC/N N BL Gasterosteus gymnurus Cuvier, LC/LC/N N W Pungitius hellenicus Stephanidis, CR/CR/N N GR Knipowitschia caucasica Berg, LC/LC/N N W Gambusia holbrooki Girard, /-/N A W Oncorhynchus mykiss Walbaum, /-/N A W Salmo cf. farioides Karaman, /VU/Y N BL Salmo sp /-/N Dicentrarchus labrax Linnaeus, LC/LC/N N W Dicentrarchus punctatus Bloch, LC/LC/N N W Mugil cephalus Linnaeus, LC/LC/N N W 19

20 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Chelon spp LC/LC/N N W Θα πρέπει να επισημανθεί ότι στα δειγματοληπτικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία του Πίνακα 1 υπάρχει υψηλότερη εκπροσώπηση δειγμάτων από αρδευτικά και υγροτοπικά συστήματα σε σχέση με τη χωρική έκταση που καταλαμβάνουν αυτά τα συστήματα στο σύνολο της λεκάνης. Αυτή η «δειγματοληπτική βία» επηρεάζει την εμφανιζόμενη ποσοτική σύνθεση της ιχθυοπανίδας και αντικατοπτρίζει την επιθυμία μας να συμπεριληφθούν και να εμπλουτιστούν οι αναλύσεις με δεδομένα για τα σχετικά άγνωστα είδη των υγροτόπων. Σαν αποτέλεσμα, είδη που τυπικά διαβιούν σε έλη και άλλες υγροτοπικές εκτάσεις, όπως τα σταγνόφιλα είδη P. hellenicus, G. gymnurus, P. marathonicus και Gambusia holbrooki, είχαν μία «φαινομενικά» υψηλότερη εκπροσώπηση στα δεδομένα του Πίνακα από αυτή που θα αναμενόταν με βάση το σχετικό μέγεθος των υγροτοπικών συστημάτων στη λεκάνη. Η οικογένεια των Κυπρινοειδών (Cyprinidae) ήταν έντονα κυρίαρχη καθώς αντιπροσωπεύεται από επτά είδη, αποτελώντας το 39% του συνολικού αριθμού των ειδών που καταγράφηκαν και το 88% του συνολικού αριθμού των ατόμων που αλιεύθηκαν. ΤΑ ΠΙΟ ΑΦΘΟΝΑ ΚΥΠΡΙΝΟΕΙΔΗ: BARBUS, ALBURNOIDES ΑΚΟΛΟΥΘΟΥΜΕΝΑ ΑΠΟ ΤΟ LUCIOBARBUS. TA PELASGUS. SQUALIUS AND RUTILUS ΕΜΦΑΝΙΣΑΝ ΜΙΚΡΟΤΕΡΕΣ ΑΦΘΟΝΙΕΣ, ΕΝΩ ΤΟ CYPRINUS EIXE POLY MIKRH ANTIPROSVPEYSH STA DEIGMATA. Από τα είδη που εντοπίστηκαν τα 15 είναι αυτόχθονα στο σύστημα. Δύο είδη (Gambusia holbrooki, Oncorhynchus mykiss) είναι ξενικά που έχουν εισαχθεί στη χώρα. Ένα είδος (Cyprinus carpio) είναι αυτόχθονο σε άλλες περιοχές της χώρας και έχει μεταφερθεί στο Σπερχειό. Τα μισά περίπου από τα αυτόχθονα είδη είναι ενδημικά: τρία είναι ενδημικά της λεκάνης του Σπερχειού (Pungitius hellenicus, Alburnoides sp. Sperchios, και Rutilus sp. Sperchios), τρία είναι ενδημικά της Ελλάδας (Pelasgus marathonicus, Barbus sperchiensis και Luciobarbus graecus) και δύο είναι ενδημικά στα νότια Βαλκάνια (Squalius vardarensis και Salmo cf. farioides). Τα οκτώ αυτά ενδημικά είδη αποτελούν το 93.6% του συνόλου των ατόμων που συλλέχθηκαν. Στο κατώτερο τμήμα του ποταμού αλιεύθηκαν τέσσερα ευρύαλα είδη, θαλάσσια ή των μεταβατικών υδάτων, (Mugil cephalus, Chelon labrosus, Dicentrarchus labrax, D. punctatus). Σε υγροτοπικά συστήματα της εκβολικής ζώνης αλιεύθηκαν με διάσπαρτες ποιοτικές δειγματοληψίες (με απλάδια δίχτυα, απόχες και γρίπο) τρία ακόμα ευρύαλα είδη: Solea solea, Atherina boyeri και Aphanius fasciatus. Τα είδη αυτά δεν περιλήφθηκαν στον Πίνακα 1 και στις αναλύσεις, καθώς η παρούσα μελέτη ασχολείται μόνο με είδη που συλλέχθηκαν με ποσοτικό ή ημιποσοτικό τρόπο σε προσδιορισμένες θέσεις (site-specific) και για τη συλλογή τους χρησιμοποιήθηκε, τουλάχιστον εν μέρει, η ηλεκτραλιεία. Σημειώνεται ότι υπάρχει ακόμα ταξινομική ασάφεια για τρία από τα είδη της λεκάνης: Alburnoides sp. Sperchios. Το κυπρινοειδές του γένους Alburnoides έως σχετικά πρόσφατα αποδιδόταν στο είδος Α. bipunctatus, το οποίο έχει ευρεία γεωγραφική εξάπλωση στην Ευρώπη. Στην Ελλάδα το είδος αυτό συναντάται στον Αώο, τον Αλιάκμονα, το Μαυρονέρι, τον Αξιό, το Λουδία, το Στρυμόνα, το Νέστο, καθώς και τον Πηνειό. Ωστόσο, σε πρόσφατη γενετική μελέτη (Geiger et al. 2014) διαπιστώθηκε 20

21 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. ότι ο πληθυσμός Alburnoides του Σπερχειού ποταμού διαφέρει πολύ από όλους Ελληνικούς και Ευρωπαϊκούς πληθυσμούς του είδους. Προφανώς, ο πληθυσμός αυτός αποτελεί νέο μη περιγραφέν είδος, ενδημικό του Σπερχειού (Barbieri et al. 2015). Rutilus sp. Sperchios. Το είδος αναφέρθηκε για πρώτη φορά το 1997 κατά τη διάρκεια ενός ερευνητικού έργου του ΕΛΚΕΘΕ (Νταουλάς και συν. 1998). Κατά τον Geiger et al. (2014) το είδος αυτό συνδέεται στενά με το Rutilus ylikiensis αλλά είναι γενετικά διακριτό σε σχέση με τα υπόλοιπα είδη του γένους και πρέπει να θεωρηθεί σαν έγκυρο είδος. Μέχρι να δοθεί η επιστημονική του περιγραφή, οι παραπάνω συγγραφείς πρότεινα το προσωρινό όνομα Rutilus sp. Sperchios. Salmo cf. farioides. Πρόκειται για ένα είδος πέστροφας του οποίου η συστηματική θέση και οι φυλογενετικές σχέσεις με άλλα είδη πέστροφας δεν έχουν ακόμα διευκρινισθεί. Είναι ο μοναδικός αναπαραγόμενος πληθυσμός πέστροφας στην οικοπεριφέρεια του Δυτ. Αιγαίου. Η παρουσία του στη λεκάνη του Σπερχειού αναφέρθηκε για πρώτη φορά από τους Νταουλάς και συν. (1998). Εντύπωση προξενεί το γεγονός ότι προηγούμενοι ερευνητές που εξέτασαν τα ψάρια της λεκάνης δεν κάνουν καμία αναφορά στην παρουσία πέστροφας. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με τη μορφολογική του ομοιότητα με την Ιονική πέστροφα (Salmo farioides) που είναι ενδημική στη Δυτ. Ελλάδα, οδηγεί στην υπόθεση ότι η πέστροφα του Σπερχειού δεν είναι αυτόχθονη, και ότι έχει εισαχθεί. Για το λόγο αυτό της αποδόθηκε το προσωρινό όνομα Salmo cf. farioides. Ωστόσο, ορισμένοι από τους γηραιότερους κατοίκους των ορεινών περιοχών της λεκάνης ανέφεραν την ανέκαθεν παρουσία πέστροφας, και μάλιστα σε περιόδους που προηγήθηκαν του κύματος των εμπλουτισμών που ακολούθησε την ανάπτυξη της τεχνολογίας των εκκολαπτηρίων. Για τη διαλεύκανση του ζητήματος της ταξινομικής ταυτότητας της πέστροφας του Σπερχειού έχει αναληφθεί γενετική έρευνα. Τέλος, υπάρχει ακόμα κάποια αβεβαιότητα για το συστηματικό προσδιορισμό του είδους Knipowitschia caucasica της οικογένειας Gobiidae. Το είδος αυτό είναι ευρύτατα διαδεδομένο σε παράκτιους υγρότοπους του Αιγαίου και η παρουσία του στη λεκάνη του Σπερχειού πρωτοαναφέρθηκε από τους Νταουλάς και συν. (1998). Ωστόσο, δεν μπορούμε να αποκλείσουμε τελείως το ενδεχόμενο να πρόκειται για το είδος Knipowitschia thessala που είναι ενδημικό του γειτονικού Πηνειού ποταμού Δομικά χαρακτηριστικά των τοπικών ιχθυοσυναθροίσεων Οι Εικόνες 1 και 2 δείχνουν τη συχνότητα κατανομής του τοπικού πλούτου ειδών (local species richness) και της τοπικής αφθονίας (local species abundance) στις θέσεις δειγματοληψίας. Με εξαίρεση ένα σταθμό στην περιοχή του δέλτα, όπου η παρουσία των θαλάσσιων ειδών στα αλιεύματα ανέβασε τη τιμή του τοπικού πλούτου στα 12 είδη /θέση, ο τοπικός πλούτος κυμάνθηκε από 1 είδος /θέση (σε 25 θέσεις) έως 7 είδη /θέση (σε τέσσερις θέσεις), με μέση τιμή 3,4 είδη /θέση. Η τοπική αφθονία των ειδών παρουσίασε μεγάλες χωρικές διαφορές, με μέσο όρο 177 άτομα/θέση, και ήταν έντονα δεξιά ασύμμετρη. Το ασύμμετρο αυτό πρότυπο προέκυψε λόγω του μεγάλου αριθμού των δειγμάτων (57.0%) που είχε σχετικά λίγα (1-100) άτομα. 21

22 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε Number of sites Number of species Εικόνα 1. Κατανομή συχνοτήτων του τοπικού πλούτου ειδών Number of sites Abundance class (inds) Εικόνα 2. Κατανομή συχνοτήτων τοπικής αφθονίας Στον Πίνακα 2 παρουσιάζεται μία ιεραρχική κατάταξη των ειδών σύμφωνα με το εύρος σωματικών μεγεθών στο σύνολο των ατόμων που αλιεύθηκαν. Στην Εικόνα 3 δίνεται μία διαγραμματική απεικόνιση της κατανομής μεγεθών του συνόλου των ατόμων όλων των αλιευθέντων ειδών. Κυριαρχούν τα μικρόσωμα ψάρια: 83.7% των ατόμων που συλλέχθηκαν είχαν μέγιστο μέγεθος σώματος μικρότερο από 10 cm, και σε 97.4% ήταν μικρότερο από 20 cm. Τα P. hellenicus και K. caucasica ήταν τα μικρότερα σε μέγεθος είδη, με ολικό μήκος (Total Length TL) που δεν υπερβαίνει τα 5 cm. Μεγαλόσωμα είδη, συμπεριλαμβανομένων των ευρύαλων Μουγιλιδών (Mugilidae), βρέθηκαν μόνο βαθύτερα τμήματα του ποταμού και σε σημεία κοντά στις εκβολές. 22

23 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Πίνακας 2. Κατανομή μεγεθών (αριθμοί ατόμων ανά κλάση μεγέθους) στα είδη που αλιεύθηκαν στη λεκάνη του Σπερχειού. fry < >40 Total Pungitius hellenicus Knipowitschia caucasica Gambusia holbrooki Gasterosteus gymnurus Pelasgus marathonicus Alburnoides sp. Sperchios Rutilus sp. Sperchios Dicentrarchus punctatus Barbus sperchiensis Oncorhynchus mykiss Salmocf. farioides Dicentrarchus labrax Luciobarbus graecus Squalius vardarensis Chelon sp Mugil cephalus Cyprinus carpio Percentage Size class (cm) Εικόνα 3. Ποσοστιαία κατανομή μεγεθών στο σύνολο των ατόμων όλων των ειδών που αλιεύθηκαν στη λεκάνη του Σπερχειού Δειγματοληπτική πληρότητα Για την αξιολόγηση της δειγματοληπτικής επάρκειας και τον υπολογισμό του πλούτου ειδών της λεκάνης, τα δειγματοληπτικά δεδομένα αναλύθηκαν σε καμπύλη συσσώρευσης ειδών 23

24 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. (Εικόνα 4). Ένας αριθμός «κοινών» ειδών φαίνεται να συσσωρεύονται στην καμπύλη ιδιαίτερα γρήγορα (από τα πρώτα κιόλας δείγματα), αντανακλώντας τη συχνή παρουσία τους στα δείγματα λόγω της ευρείας εξάπλωσης και υψηλής αφθονίας τους. Στη συνέχεια η καμπύλη εμφανίζει μια αργή αύξουσα φάση η οποία φανερώνει το μικρό ρυθμό προσθήκης των πιο σπάνιων ειδών για το υπόλοιπο τμήμα των δειγματοληπτικών δεδομένων. Η καμπύλη φαίνεται να πλησιάζει την ασύμπτωτο του εκτιμώμενου αριθμού ειδών και σταθεροποιήθηκε επαρκώς προκειμένου η αντιπροσωπευτικότητα των δειγμάτων να μπορεί να θεωρηθεί ικανοποιητική. Συνολικά διαπιστώθηκε η ύπαρξη 18 ειδών, ενώ η συγκεκριμένη ανάλυση προβλέπει την ύπαρξη 23 ειδών. Ο αριθμός των δειγμάτων που λήφθηκαν από τα ποτάμια και υγροτοπικά ενδιαιτήματα ήταν αρκετά μεγάλος ώστε να παρέχει επαρκή εκπροσώπηση της ιχθυοπανίδας αυτών των τύπων ενδιαιτημάτων. Συνεπώς, μπορούμε να ισχυριστούμε ότι τα περισσότερα είδη ψαριών αποκλειστικά γλυκού νερού καταγράφηκαν, και δεν αναμένεται να βρεθούν περισσότερα είδη σε μελλοντικές δειγματοληψίες σε αυτά τα ενδιαιτήματα. Ωστόσο, το χαμηλότερο τμήμα του Δέλτα αντιπροσωπεύεται ανεπαρκώς στα δειγματοληπτικά μας δεδομένα (δύο δείγματα μόνο) καθώς πρόκειται για θέσεις με βαθιά, θολερά νερά, με υφάλμυρες συνθήκες που δεν επιτρέπουν την αποτελεσματική χρήση συσκευών ηλεκτραλιείας. Περισσότερες δειγματοληπτικές προσπάθειες πιο εξειδικευμένου σχεδιασμού στη ζώνη του δέλτα θα μπορούσαν να αποκαλύψουν την παρουσία μερικών ακόμα ειδών, κυρίως των θαλάσσιων και μεταβατικών υδάτων. Εικόνα 4. Συσσωρευτική καμπύλη ειδών (Species accumulation curve) 24

25 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε Ιεραρχική κατάταξη των ειδών ως προς τη συνολική τους εξάπλωση και αφθονία στη λεκάνη Οι Εικόνες 5 και 6 ταξινομούν τα είδη της λεκάνης κατά φθίνουσα σειρά ως προς τον αριθμό θέσεων δειγματοληψίας στις οποίες απαντήθηκαν (ο αριθμός αυτός λαμβάνεται σαν ενδεικτικός της γεωγραφικής εξάπλωσης του είδος) και της συνολικής αφθονίας (συνολικός αριθμός των ατόμων του είδους αυτού που αλιεύθηκαν), αντίστοιχα. Η καμπύλη κατάταξης των ειδών ως προς την εξάπλωση εμφανίζει μια σχετικά ομαλή διαβάθμιση μέχρι το δέκατο είδος, και ακολουθούν επτά είδη που είχαν παρουσία σε μόνο ένα ή δύο δείγματα. Τα είδη Β. sperchiensis και S. vardarensis εμφανίζονται ως τα πιο διαδεδομένα, και καταγράφηκαν στο 61,0% και το 50,6% του συνολικού αριθμού δειγματοληπτικών θέσεων. Η καμπύλη κατάταξης των ειδών ως προς την αφθονία ήταν έντονα δεξιά ασύμμετρη, υποδεικνύοντας μια κοινότητα που διαθέτει λίγα αριθμητικά άφθονα και πολλά σπάνια είδη. Τα δύο πρώτα σε αφθονία είδη, Β. sperchiensis και Α. sp. Sperchios απαρτίζουν το 72.3% του συνόλου των ατόμων που συλλέχθηκαν Number of sites Εικόνα 5. Διάταξη των ειδών κατά φθίνουσα σειρά πλήθους σταθμών που εντοπίστηκαν. 25

26 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε Abundance Εικόνα 6. Διάταξη των ειδών κατά φθίνουσα σειρά αλιευμένης αφθονίας Σχέσεις εξάπλωσης - τοπικής αφθονίας. Η Εικόνα 7Εικόνα απεικονίζει για όλα τα είδη που απαντήθηκαν στη λεκάνη τη σχετική τους θέση στο διάγραμμα γεωγραφικής εξάπλωσης εντός της λεκάνης (εκτιμώμενη προσεγγιστικά από τον αριθμό των θέσεων στις οποίες καταγράφηκε κάθε είδος) απέναντι στην τοπική τους αφθονία (μέσος αριθμός των ατόμων στις θέσεις παρουσίας τους). Τα Βarbus sperchiensis και Alburnoides sp. Sperchios εμφανίζονται ως τα πιο διαδεδομένα είδη, και τα πλέον άφθονα σε τοπικό επίπεδο. 26

27 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Εικόνα 7. Σχέση εξάπλωσης-τοπικής αφθονίας της ιχθυοπανίδας του Σπερχειού ποταμού Σύνθεση και χωρικά πρότυπα κατανομής των ιχθυοσυναθροίσεων Με ιεραρχική ανάλυση κατά συστάδες σε δεδομένα παρουσίας/απουσίας των 77 θέσεων προσδιορίσθηκαν επτά ομοιογενείς ομάδες ιχθυοσυναθροίσεων (τύποι) σε επίπεδο 0.8% ανομοιότητας (Εικόνα 8). Αυτοί οι τύποι εμφανίζουν υψηλή γεωγραφική συνοχή, δηλαδή γεωγραφικά κοντινές θέσεις είχαν παρόμοια σύσταση ιχθυοπανίδας και ομαδοποιήθηκαν μαζί στο δενδρόγραμμα. Εξαίρεση αποτέλεσαν κάποιες θέσεις σε παραποτάμους (Gorgoconfluence, Assoposcon) ή θέσεις σε αρδευτικά κανάλια (kompotadon_tafros) που βρίσκονταν κοντά στη συμβολή με τον κυρίως ποταμό. Αυτές οι θέσεις είχαν μεταβατική ιχθυοπανίδα και δεν ομαδοποιήθηκαν σε σχέση με τη γεωγραφική τους τοποθεσία. Σε χαμηλότερο επίπεδο ανομοιότητας διακρίνονται υποομάδες εντός των τύπων. Ο Πίνακας 3 δείχνει ορισμένα βασικά βιοτικά και περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά των επτά τύπων. Λόγω των διαφορετικών δειγματοληπτικών τεχνικών και του ημιποσοτικού χαρακτήρα πολλών δειγμάτων, οι τιμές των βιοτικών παραμέτρων είναι ενδεικτικές και δίνονται μόνο για να επισημανθούν σημαντικές τάσεις. 27

28 Τεχνική έκθεση με το βελτιστοποιημένο βιολογικό δείκτη εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας Ι.ΘΑ.ΒΙ.Π.Ε.Υ-ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Εικόνα 8. Ιεραρχική ομαδοποίηση (παρουσία-απουσία) των (77) δειγματοληπτικών σταθμών (η ανομοιότητα της σύνθεσης των ειδών προήλθε με χρήση του δείκτη Jaccard, η επιλεγμένη μέθοδος ομαδοποίησης ήταν «πλήρης διασύνδεση» (Complete linkage) σχηματίζοντας τελικά 7 συστάδες). Πίνακας 3. Bασικά βιοτικά και περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά των τύπων Βιοτικά χαρακτηριστικά A B C D E F G X Αριθμός ειδών Μέσος αριθμός ειδών ανά σταθμό Εύρος πλούτου ειδών στα δείγματα Μέσος αριθμός ατόμων / σταθμό Πλούτος εισβολικών / αλλότοπων ειδών Μέσος αριθμός εισβολικών / αλλότοπων ατόμων Εισβολικά άτομα % Αβιοτικά χαρακτηριστικά (μέσες τιμές) Πλάτος υγρού διαύλου N/A N/A Μέγιστο βάθος N/A N/A N/A N/A N/A 0.00 Υψόμετρο (a.s.l. σε μ.) Κατά μήκος κλίση (º) Απόσταση από την πηγή (μ.)