ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Εφαρμογή των παραγόντων φόρτισης του Vollenweider για την ανάπτυξη ευτροφικών επεισοδίων σε παράκτιο οικοσύστημα: Η περίπτωση του κόλπου Καλλονής νήσου Λέσβου. ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ της ΔΕΣΠΟΙΝΑΣ Γ. ΑΦΟΥΞΕΝΙΔΟΥ Επιβλέπων : ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΣΙΡΤΣΗΣ Επίκ. Καθ. Παν. Αιγαίου, Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Μυτιλήνη, Νοέμβριος 2007

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ: ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παράκτια Οικοσυστήματα Ολοκληρωμένη Διαχείριση Παράκτιας Ζώνης (ΟΔΠΖ) Αλληλεπίδραση Χέρσου Θάλασσας Ανθρωπογενείς Επιδράσεις στην Παράκτια Ζώνη Λεκάνες Απορροής Ποταμών και Ανθρωπογενείς Παρεμβάσεις Παράκτια Ανάπτυξη: Συνέπειες Χρήσεων Χέρσου Θάλασσας Η Κατάληξη και η Μετατροπή Υλικών στα Παράκτια και Υφαλοκρηπιδικά Ύδατα Θαλάσσιος Ευτροφισμός Ο Κύκλος του Φωσφόρου Ο Κύκλος του Αζώτου Κατώφλια Ευτροφισμού Η Φύση των Μοντέλων Vollenweider (OECD) Συμπεράσματα της Εφαρμογής των Μοντέλων Vollenweider (OECD) ΣΤΟΧΟΙ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Περιοχή Μελέτης Η Λεκάνη Απορροής Ο Κόλπος της Καλλονής Υδατικό Δυναμικό Μετεωρολογικά Κλιματικά Χαρακτηριστικά Θαλάσσια Κυκλοφορία Φυτική Κάλυψη Υγρότοποι Θερμοπηγές Σχέδιο Δειγματοληψίας Μοντέλο Λεκάνης Απορροής Σύντομη Περιγραφή του Μοντέλου Βαθμονόμηση του Μοντέλου Λεκάνης Απορροής Εκτίμηση Ευτροφισμού Η Ανάπτυξη της Προσομειωμένης Κανονικής Κατανομής Η Αριθμητική Εφαρμογή της Φυσικής Κανονικής Κατανομής (P-N distribution) Παράγοντες φόρτισης Vollenweider ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Συσχετίσεις Συσχέτιση Θρεπτικών Θάλασσας Εκβολής Ποταμού (Κ8 Κ9) Συσχέτιση Θρεπτικών Μεταξύ των Σταθμών της Θάλασσας (Κ5 Κ7, Κ6 Κ8) Συσχετιση Μεταξύ Θρεπτικών και Χλωροφύλλης στους Σταθμούς Κ5 και Κ Αποτελέσματα Μοντέλου Αποτελέσματα Μετρήσεων Κατώφλια Ευτροφισμού ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΕΝΑΡΙΩΝ Σύντομη Περιγραφή Παρουσίαση Αποτελεσμάτων Σεναρίων ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Συμπεράσματα Μοντέλου Συμπεράσματα Σεναρίων

3 ΕΛΛΗΝΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΔΙΕΘΝΕΙΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΑΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ

4 Εφαρμογή των παραγόντων φόρτισης του Vollenweider για την ανάπτυξη επεισοδίων σε παράκτιο οικοσύστημα: Η περίπτωση του κόλπου Καλλονής νήσου Λέσβου. Περίληψη Στην παρούσα εργασία γίνεται μία προσπάθεια προσδιορισμού κατωφλίων νιτρικών και φωσφορικών φορτίων, τα οποία προέρχονται από τη χέρσο και καταλήγουν στον κόλπο Καλλονής, με τη χρήση των κλιμάκων θρεπτικών φορτίων, οι οποίες έχουν ορισθεί από τον Vollenweider. Ο κόλπος Καλλονής αποτελεί ένα ημίκλειστο οικοσύστημα του Αιγαίου, που επηρεάζεται από ανθρωπογενείς δραστηριότητες στη λεκάνη απορροής. Εφαρμόσθηκε το μαθηματικό μοντέλο run off, για το έτος 2005, με σκοπό τον υπολογισμό των θρεπτικών διαλυτής φάσης, που εισρέουν στον κόλπο Καλλονής, από τη λεκάνη απορροής, μέσω μη σημειακών και λοιπών πηγών και μελετήθηκε η περίοδος ανάμιξης (Νοέμβρη έως Απρίλη). Με βάση τις συγκεντρώσεις των νιτρικών και των φωσφορικών του Σαρωνικού κόλπου και της ευρύτερης περιοχής της νήσου Ρόδου, οι οποίες προσδιορίσθηκαν σε παλαιότερες εργασίες, υπολογίσθηκε η μέση τιμή, η διάμεσος και η τυπική τους απόκλιση. Για τον προσδιορισμό των κατωφλίων, χρησιμοποιήθηκε η διάμεσος και το άθροισμα της μέσης τιμής με την τυπική απόκλιση στις κλίμακες θρεπτικών φορτίων. Συνεπώς, προκύπτει ότι προκαλείται ευτροφισμός στον κόλπο το μήνα Φεβρουάριο, από τα φορτία νιτρικών με τη χρήση των κατωφλίων Μ1 και S1. Ωστόσο, στην περίπτωση των ρυπαντικών φορτίων των φωσφορικών δεν ξεπερνάται κανένα κατώφλι. Η ανάπτυξη του σεναρίου τάσης έδειξε ότι με τη χρήση των κατωφλίων S1 και M1 προκύπτει ότι τα φορτία των νιτρικών το μήνα Φεβρουάριο τα ξεπερνούν κατά πολύ με αποτέλεσμα να προκαλείται ευτροφισμός στον κόλπο, ενώ δεν ισχύει το ίδιο με τη χρήση των κατωφλίων S2, S3, M2 και M3. Στην περίπτωση δε των φορτίων των φωσφορικών δεν ξεπερνούν κανένα κατώφλι. Τα συμπεράσματα αυτά είναι ίδια με εκείνα της σημερινής κατάστασης του κόλπου και αυτό επειδή το σενάριο τάσης ορίζεται ως η προβολή και η προέκταση των σημερινών τάσεων. Η ανάπτυξη του διαχειριστικού σεναρίου έδειξε ότι τα φορτία νιτρικών βρίσκονται ακριβώς πάνω στο κατώφλι Μ1 ενώ σε σχέση με τα υπόλοιπα κατώφλια βρίσκονται πολύ πιο χαμηλά. Τα φορτία των φωσφορικών βρίσκονται πολύ χαμηλότερα από όλα τα κατώφλια. Αυτό συμβαίνει λόγω της μείωσης των φορτίων που καταλήγουν στον κόλπο από τη στιγμή που υποτίθεται ότι επιτυγχάνονται μερικώς οι πολιτικοί στόχοι που έχουν τεθεί από το κράτος, την ευρωπαϊκή και τη διεθνή κοινότητα. Τέλος, η ανάπτυξη του οικολογικού σεναρίου έδειξε ότι τόσο τα φορτία των νιτρικών όσο και των φωσφορικών βρίσκονται πολύ χαμηλότερα από όλα τα κατώφλια λόγω της μείωσης των φορτίων που καταλήγουν στον κόλπο επειδή θεωρείται ότι εφαρμόζονται πλήρως τα διαχειριστικά πλαίσια που αναφέρθηκαν στο διαχειριστικό σενάριο ενώ εισάγονται καθαρές τεχνολογίες και προάγεται η κοινωνική ευημερία και η περιβαλλοντική ποιότητα. Έτσι, κατά τη διάρκεια όλης της περιόδου ανάμιξης δεν προκαλείται ευτροφισμός στον κόλπο. 4

5 Application of loading factors of Vollenweider for the development of episodic eutrophic events in coastal ecosystem: the case study of gulf Kalloni of island Lesvos. Abstract In the present study, an effort has been made to determine thresholds of nitrogen and phosphorus terrestrial loadings, above which eutrophication episodes are developed in coastal embayments. The thresholds were defined using nutrient loading scales proposed by Vollenweider. The study area, the gulf of Kalloni is a semi-enclosed coastal embayment in the Aegean Sea, influenced by anthropogenic activities in the surrounding watershed. The amounts of dissolved nutrients, ending up into the gulf from point and non-point sources from the watershed, were estimated by a runoff model, applied for year The critical concentrations of nutrients in seawater above which eutrophication is developed were assessed by applying an already proposed probabilistic procedure. According to this procedure, a simulated normal distribution is produced based on nitrogen and phosphorous concentrations from typical eutrophic and oligotrophic areas of the Aegean, that is Saronicos gulf and offshore the island of Rhodes. Finally, the linking between nutrient loading arriving at the bay and the resulting nutrient enrichment of the marine ecosystem was attempted by applying three loading factors already developed by Vollenweider for lake and marine ecosystems. The first factor assumes that there is no exchange between the bay and the open sea, whereas the two others take into account water renewal time. Only the loading threshold for inorganic nitrogen estimated by the first factor was exceeded in the study area during February after a strong rainfall event coinciding with a eutrophication episode observed in the bay; therefore implying that the waters of the bay are rather confined and the receiving body operates as a lake. Furthermore a number of development scenarios for the coastal area was defined and their effects on the marine ecosystem were assessed applying the aforementioned methodology. In the case of the Business As Usual scenario (BAU), expressing the current trend, no differences were observed compared to the present situation; only the first threshold for nitrogen was surpassed in February. According to the Policy Targeted (PT) scenario, a reduction in the terrestrial loading is assumed due to the application of environmental legislation. However nitrogen still surpasses the threshold during the heavy rainfall events in winter and eutrophication episodes are forecasted, whereas phosphorous loading is still far below the thresholds. Finally, according to the Deep Green scenario (DG), nitrogen and phosphorous loadings are much reduced and remain below the thresholds throughout the year. 5

6 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Παράκτια Οικοσυστήματα Για πρακτικούς κυρίως λόγους, τα παράκτια οικοσυστήματα ορίζονται ως θαλάσσιες και υφάλμυρες περιοχές με βάθος μικρότερο των 20m, το οποίο αντιπροσωπεύει το ακριβές όριο στο οποίο βενθικοί φυτικοί οργανισμοί μπορούν να συνεισφέρουν σημαντικά στην πρωτογενή παραγωγή (Jorgensen et al. 1996). Αποτελεί ιδιαίτερα δυναμική ζώνη, η οποία περιλαμβάνει χερσαίο και θαλάσσιο τμήμα και στην οποία οι χερσαίες διεργασίες επηρεάζουν κατά τρόπο άμεσο τις θαλάσσιες και αντίστροφα. Δέχεται μεγάλες ποσότητες γλυκών νερών, θρεπτικών ουσιών, διαλυμένης και σωματιδιακής οργανικής ύλης, ιζημάτων και ρυπαντικών ουσιών. Έχει μεταβλητό εύρος και ορίζεται συχνά ως ζώνη μετάβασης από την ξηρά στη θάλασσα (Μέξα 2002). Τα παράκτια περιβάλλοντα αποτελούν συστήματα που χαρακτηρίζονται από μία ευαίσθητη ισορροπία. Κάθε επέμβαση στην ευαίσθητη αυτή ισορροπία μπορεί να προκαλέσει μία αλυσίδα προβλημάτων καθώς και περιβαλλοντικών αλλοιώσεων, πολλές φορές μη αντιστρέψιμων. Οι φυσικές διεργασίες που επικρατούν στις παράκτιες περιοχές διαφέρουν κατά πολύ από αυτές που επικρατούν στην ανοιχτή θάλασσα. Η παρουσία της ακτής δρά ως εμπόδιο στην κυκλοφορία του νερού, ενώ το μικρό σχετικά βάθος των περιοχών αυτών περιορίζει τις υδάτινες μάζες. Επιπλέον, μεταφέρεται και αποτίθεται στην παράκτια ζώνη μέσω απορροών, υλικό χερσογενούς προέλευσης, εμπουτίζοντας τα ιζήματα και επηρεάζοντας σε αρκετές περιπτώσεις τις οπτικές ιδιότητες του συστήματος. Παράλληλα, οι παράκτιες περιοχές και οι φυσικοί πόροι τους (θαλάσσιοι και χερσαίοι) διαδραματίζουν στρατηγικό ρόλο για την κάλυψη των αναγκών και επιδιώξεων των σημερινών και μελλοντικών πληθυσμών (Ευρωπαϊκή Επιτροπή 2001). Αποτελούν θέση υψηλού ενδιαφέροντος για τους κατοίκους, το εμπόριο, τον τουρισμό και την ψυχαγωγία, τον στρατό και τις ποικίλες βιομηχανίες (Clark 1997, UNEP/MAP/PAP 2001). Στις χώρες της Μεσογείου όπως η Ελλάδα, οι παράκτιοι πόροι και η βιωσιμότητα των οικονομικών δραστηριοτήτων αντιμετωπίζουν σοβαρές απειλές. Η ανθρώπινη δραστηριότητα στην παράκτια ζώνη επιδρά αρνητικά στην υγεία του τοπικού πληθυσμού, καταστρέφει το φυσικό περιβάλλον, ελαττώνει το εισόδημα από την αλιεία και υδατοκαλλιέργεια, μειώνει το τουριστικό ενδιαφέρον, την αναψυχή και την ακίνητη αξία της περιοχής (UNEP/MAP/PAP 2001). Κύρια πηγή των προβλημάτων αποτελούν η αστικοποίηση και η άμεσα συνδεδεμένη με αυτή τουριστική ανάπτυξη. Η ανεξέλεγκτη ανάπτυξη επιβαρύνει υπέρμετρα τη φυσική φέρουσα ικανότητα των παράκτιων ζωνών. Όταν η φέρουσα ικανότητα του αποδέκτη ξεπεραστεί, εκδηλώνονται φαινόμενα ρύπανσης και πολλές φορές παρατηρείται εντονότερα το φαινόμενο του ευτροφισμού. Παραδοσιακοί συμβατοί τομείς καλλιέργειας και αλιείας παρακμάζουν (Ευρωπαϊκή Επιτροπή 1999). Επιπλέον, η υπεράντληση των υπόγειων υδροφόρων οδηγεί στην υφαλμύρωση τους. Η διάβρωση των ακτών που απασχολεί σοβαρά την Ελλάδα, επιταχύνεται από αμμοληψίες και ανεπιτυχή έργα. Τέλος, η συνεχής αστική ανάπτυξη μαζί με τη βιομηχανία κατά μήκος της ακτής αποτελούν κέντρα έντονης κατανάλωσης πόρων αλλά και έντονης παραγωγής. Απόρροια της έντονης παραγωγής είναι η ανεξέλεγκτη διάθεση αποβλήτων στο θαλάσσιο περιβάλλον και κατ επέκταση αλλοίωσής του (UNEP/MAP/PAP 2001). Η σημασία των παράκτιων ζωνών τόσο από οικολογικής, όσο και από κοινωνικοοικονομικής άποψης αναγνωρίζεται ευρέως. Η ανάγκη υιοθέτησης μιας στρατηγικής για τη βιώσιμη ανάπτυξή τους, 6

7 η οποία θα διασφαλίζει την ποιότητα των παρακτίων πόρων και των οικοσυστημάτων ταυτόχρονα με την μακροχρόνια ανάπτυξη των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων που φιλοξενούνται στη ζώνη αυτή, είναι επιτακτική (Κοκκώσης 2002). Η απάντηση για τα πολύπλοκα κοινωνικοοικονομικά και περιβαλλοντικά προβλήματα που επηρεάζουν την παράκτια ζώνη παγκοσμίως δίνεται μέσα από την έννοια της ολοκληρωμένης διαχείρισης της παράκτιας ζώνης (ΟΔΠΖ). Η έννοια αυτή προέκυψε τις τελευταίες δεκαετίες και έχει ευρεία αποδοχή από την επιστημονική κοινότητα (Tagliania et al. 2003) Ολοκληρωμένη Διαχείριση Παράκτιας Ζώνης (ΟΔΠΖ) Η διαχείριση σύνθετων συστημάτων απαιτεί μια ολοκληρωμένη προσέγγιση ικανή να συνδυάσει τα πολλαπλά, αλληλένδετα ενδιαφέροντα της παράκτιας ζώνης με ένα συντονισμένο και λογικό τρόπο, ώστε η εκμετάλλευση των παράκτιων πόρων να γίνεται με σκοπό το βέλτιστο κοινωνικό και οικονομικό όφελος για τις σημερινές και μελλοντικές γενιές, χωρίς την πρόκληση βλάβης στους φυσικούς πόρους και τη διατήρηση των οικολογικών διεργασιών (UNEP 1994). Η ολοκληρωμένη διαχείριση των παράκτιων ζωνών ορίστηκε από το συνέδριο της Ευρωπαϊκής Επιτροπής προς μια ολοκληρωμένη ευρωπαϊκή στρατηγική διαχείρισης των παράκτιων ζωνών (1999), ως μια δυναμική, συνεχής και επαναληπτική διαδικασία, σχεδιασμένη για την προώθηση της αειφόρου διαχείρισης των παράκτιων ζωνών. Η αειφόρος ανάπτυξη είναι η δυναμική ισορροπία μεταξύ της κοινωνικής ευημερίας και κοινωνικής δικαιοσύνης έναντι μιας αποδεκτής περιβαλλοντικής ποιότητας. Η αποδεκτή ισορροπία ποικίλει μεταξύ των διαφορετικών κοινοτήτων και θα ποικίλει επίσης εντός μιας κοινότητας κατά τη διάρκεια του χρόνου (Burbridge 1997). Η ολοκληρωμένη διαχείριση των παράκτιων ζωνών ασχολείται μεταξύ άλλων με θέματα συντήρησης πόρων και οικονομικής ανάπτυξης περιοχών, υποθέσεις συχνά αντικρουόμενες. Θα πρέπει να κάνει αποτίμηση της περιβαλλοντικής κατάστασης, να ορίσει την υφή και το μέγεθος των προβλημάτων και να προσδιορίσει τους επιθυμητούς στόχους. Να καθορίσει τα όρια ευθύνης των ενδιαφερομένων και εμπλεκομένων και τους μηχανισμούς συντονισμού τους. Να ορίσει θεσμούς και νομικά πλαίσια, αλλά και προστατευόμενες ζώνες (UNEP/MAP/PAP 1999, Belfiore 2000). Η ολοκληρωμένη διαχείριση των παράκτιων ζωνών στοχεύει μακροπρόθεσμα να αντισταθμίσει τα οφέλη της οικονομικής ανάπτυξης και των ανθρωπίνων χρήσεων της παράκτιας ζώνης, τα οφέλη από την προστασία, τη συντήρηση και την αποκατάσταση των παρακτίων ζωνών, τα οφέλη από την ελαχιστοποίηση της απώλειας ζωής και της περιουσίας του ανθρώπου και τα οφέλη από τη δημόσια πρόσβαση και την απόλαυση της παράκτιας ζώνης, εντός των ορίων που καθορίζονται από τη φυσική δυναμική και τη φέρουσα ικανότητα. Παράλληλα, χρησιμοποιεί την ενημέρωση, συμμετοχή και συνεργασία όλων των πλευρών που έχουν ενδιαφέρον και συμφέρον, για να αξιολογήσει τους κοινωνικούς στόχους σε μια δεδομένη παράκτια περιοχή και σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και για να εισάγει τις δράσεις του που είναι απαραίτητες για να προχωρήσει κανείς προς την επίτευξη αυτών των στόχων (Ευρωπαϊκή Επιτροπή 1999). Ένα πρόγραμμα ολοκληρωμένης διαχείρισης παράκτιων ζωνών περιλαμβάνει μόνο εκείνα τα όρια της χέρσου και θάλασσας που έρχονται αντιμέτωπα με περιβαλλοντικά και κοινωνικο-οικονομικά ζητήματα καθώς και τους στόχους που καλείται να πετύχει (Clark 1997). Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Επιτροπή (1999), η καλή διαχείριση των παράκτιων ζωνών βασίζεται σε οχτώ αρχές: α) Πολυδιάστατη προοπτική, β) Μακροπρόθεσμη προοπτική, γ) Προσαρμοστική διαχείριση στο πλαίσιο μιας σταδιακής διαδικασίας, δ) Ανάπτυξη της τοπικής ιδιαιτερότητας, ε) Λειτουργία σε συνάρτηση με τις φυσικές διεργασίες, στ) Συμμετοχικός σχεδιασμός, ζ)υποστήριξη και συμμετοχή όλων των αρμόδιων διοικητικών φορέων και η) Αξιοποίηση ενός συνδυασμού μέσων. Ποικίλα εργαλεία και μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ολοκληρωμένη 7

8 διαχείριση παρακτίων περιοχών στα πλαίσια διαχείρισης πληροφοριών, ανάπτυξης σχεδίων και εφαρμογής. Αυτά περιλαμβάνουν: βάσεις δεδομένων, γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (GIS), συστήματα υποστήριξης απόφασης (DSS), βιογεωχημικά ισοζύγια LOICZ (Land Ocean Interactions in the Coastal Zone), πλαίσιο Driver Pressure State Impact Response (DPSIR), εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων (EIA), στρατηγική περιβαλλοντική εκτίμηση (SEA), οικονομική αξιολόγηση των δαπανών και των κερδών, σενάρια περιβαλλοντικής ανάπτυξης, ανάλυση φέρουσας ικανότητας (CCA), κανονισμός και έλεγχος ή οικονομικοί μηχανισμοί, ενημέρωση, ικανότητα υποδομής (capacity building) και εκπαίδευσης, και επίλυση συγκρούσεων (Turner et al. 1998, UNEP/MAP/PAP 1999, Bowen and Riley 2003) Αλληλεπίδραση Χέρσου Θάλασσας Ανθρωπογενείς Επιδράσεις στην Παράκτια Ζώνη Η παράκτια ζώνη βρίσκεται παγκοσμίως κάτω από ασυνήθιστη και συνεχώς αυξανόμενη πίεση εξαιτίας της χρήσης της από τον άνθρωπο και της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής. Ωστόσο, οι πηγές της παράκτιας ζώνης είναι σημαντικές στις κοινωνικές και οικονομικές ανάγκες του παγκόσμιου πληθυσμού. Η παράκτια ζώνη αποτελεί λιγότερο από το 20% της επιφάνειας της γης στην οποία, σήμερα, συγκεντρώνεται ο μισός παγκόσμιος πληθυσμός, βρίσκονται σημαντικές πηγές τροφής (κυρίως γεωργία και αλιεία), εστιάζονται οι μεταφορές και η βιομηχανική ανάπτυξη, υπάρχουν πηγές ορυκτών και γεωλογικών προϊόντων συμπεριλαμβανομένου του πετρελαίου και του αέριου καυσίμου, συγκεντρώνεται ο τουρισμός και αποτελεί σημαντική αποθήκη βιοποικιλότητας και οικοσυστημάτων τα οποία στηρίζουν τη λειτουργία του συστήματος της γης. Η παράκτια ζώνη είναι επηρεασμένη από τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα στις ακτές και στις λεκάνες απορροής των ποταμών όπου οι μεταβολές στις πηγές των επίγειων υδάτων προκαλούν σημαντικές αλλαγές στη διάρκεια, τη ροή και την κατανομή των υδάτων, των ιζημάτων, των θρεπτικών και των ρυπαντών. Οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες περιλαμβάνουν: α) αλλαγές κατά τη διάρκεια της μεταφοράς των υδάτων στην παράκτια ζώνη μέσω πλημμυρίδας, μέσω αποθήκευσης σε δεξαμενές ή ολοκληρωτικής αλλαγής της κατεύθυνσής τους β) αλλαγές στην ποσότητα των υδάτων που μεταφέρονται στην παράκτια ζώνη εξαιτίας της χρήσης τους για αστική ανάπτυξη, βιομηχανία και γεωργία γ) τοπική μείωση στην κατανομή του ιζήματος στην παράκτια ζώνη εξαιτίας της δέσμευσής του στις δεξαμενές δ) τοπική αύξηση στην κατανομή του ιζήματος στην παράκτια ζώνη εξαιτίας της αυξανόμενης διάβρωσης καθοδηγούμενη από τη γεωργία, τις κατασκευές (αστική ανάπτυξη, οδικοί οδοί), μετάλλευση και δασικές εκμεταλλεύσεις ε) αλλαγές στη ροή των θρεπτικών στην παράκτια ζώνη π.χ. αποθήκευση άνθρακα στις δεξαμενές, αυξανόμενη ροή αζώτου εξαιτίας γεωργικών δραστηριοτήτων στ) η κατασκευή στην ακτογραμμή μηχανικών έργων, όπως λιμάνια ζ) εκμετάλλευση και συχνά υπερ εκμετάλλευση των θαλάσσιων πόρων η) αύξηση του ανταγωνισμού για θαλάσσιο χώρο θ) αύξηση των ρυπαντών και της εκπομπής ρύπων εξαιτίας της βιομηχανίας και της αστικοποίησης ι) τροποποίηση του τύπου και της ποσότητας των παράκτιων απορροών από τις επιφανειακές και τις υπόγειες ροές κ) μείωση των παράκτιων υγροτόπων και οικοσυστημάτων εξαιτίας της αλλαγής των χρησεών τους λ) τροποποίηση της δομής των ενδιαιτημάτων εξαιτίας της εισαγωγής αλλόχθονων ειδών. Οι συνέπειες των ανθρωπογενών επιρροών στην παράκτια ζώνη έχουν μεγάλη επίδραση στις κοινωνικές και παγκόσμιες λειτουργίες. Αυτές συμπεριλαμβάνουν αλλαγές στην οικοσυστημική υγεία και ποικιλότητα, στην ζωτικότητα των παράκτιων υγροτόπων και των 8

9 υφάλων, στην παράκτια σταθερότητα, βιοσταθερότητα και ακτογραμμή, στην παραποτάμια περιοχή διανομής σωματιδιακών και διαλυμένων φορτίων, στην κατανομή υλικών στα παράκτια και υφαλοκρηπιδικά ύδατα, στις εσοδείες πόρων και προϊόντων οι οποίες διατηρούν την οικονομία και την κοινωνία και τέλος στην αβεβαιότητα και στη μείωση επιλογών για σταθερή ανάπτυξη Λεκάνες Απορροής Ποταμών και Ανθρωπογενείς Παρεμβάσεις Ακόμα και οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες στην ενδοχώρα επηρεάζουν στην παράκτια περιοχή. Δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα στις λεκάνες απορροής των ποταμών δύνανται να αλλάξουν τη ροή υλικών προς την ακτή με ταυτόχρονη επίδραση της μορφολογίας της (π.χ. ιζήματα) ή των οικοσυστημάτων (π.χ. θρεπτικά και ρυπαντές). Έτσι λοιπόν, θα πρέπει να αναγνωρισθεί ότι ενώ οι σημαντικές επιδράσεις πραγματοποιούνται στην ακτή ένα μέρος της λύσης βρίσκεται στις λεκάνες απορροής των ποταμών. Μία επιπρόσθετη πρόκληση είναι το ξεκαθάρισμα των σχέσεων αιτίας αποτελέσματος σε τοπική κλίμακα από αυτές που προέρχονται από μεγαλύτερες εξωτερικές πιέσεις, όπως είναι η κλιματική αλλαγή, η πληθυσμιακή πίεση και η παγκόσμια οικονομία. Για παράδειγμα, οι κλιματικές αλλαγές μπορεί να επιφέρουν αλλαγές στην υδρολογία, όπως επίδραση στη ροή του ιζήματος και του ύδατος ενώ οι αλλαγές στη χέρσο μπορεί να τροποποιήσουν τη ροή του άνθρακα και των θρεπτικών. Μελλοντικές εργασίες θα κατασκευάσουν και θα επεκτείνουν πλαίσια εκτίμησης (κατευθυντήριες γραμμές) για τις σχέσεις μεταξύ σημαντικών ανθρωπογενών και φυσικών πιέσεων στην παράκτια ζώνη και στα οικοσυστήματα. Αυτό μπορεί να συμπεριλάβει τον καθορισμό κρίσιμων κατωφλίων στα παράκτια συστήματα, την ανάπτυξη δεικτών αλλαγής πρόωρης ειδοποίησης και μοντελοποιημένα σενάρια λεκανών παράκτιων συστημάτων Παράκτια Ανάπτυξη: Συνέπειες Χρήσεων Χέρσου Θάλασσας Η παράκτια χέρσος είναι περιορισμένη και βρίσκεται κάτω από πίεση λόγω ανθρωπογενής ανάπτυξης. Μέχρι το 2025 αναμένεται να διαμένει στις παράκτιες ζώνες πάνω από το 75% του ανθρώπινου πληθυσμού, γεγονός το οποίο φανερώνει ότι σύντομα θα προκύψει μεγάλος ανταγωνισμός ζωτικού χώρου. Οι κινητήριες δυνάμεις συμπεριλαμβάνουν την πληθυσμιακή πίεση, την μεταφορά και τον τουρισμό, οι οποίες απορρέουν από την αυξανόμενη αστικοποίηση και τα μεταφορικά δίκτυα με κόστος τα φυσικά οικοσυστήματα. Παραδείγματα τέτοιων θεμάτων, τα οποία δέχτηκαν εκτενή μελέτη είναι οι ιχθυοκαλλιέργειες σε ευαίσθητα οικοσυστήματα και η τοπική εισαγωγή εξοτικών ειδών λόγω αύξησης της ναυτιλίας. Το ανθρώπινο αποτύπωμα στις παράκτιες περιοχές μπορεί να ποσοτικοποιηθεί χρησιμοποιώντας τις φυσικές επιστήμες και τους κοινωνικοοικονομικούς δείκτες μαζί με μεθόδους εκτίμησης. Επιπρόσθετα, κατώφλια και κρίσιμα σημεία στα παράκτια συστήματα μπορεί να ενισχύσουν την εκτίμηση του πόσο κοντά είμαστε, μέσω της μείωσης των παράκτιων ενδιαιτημάτων, στις σημαντικές αλλαγές των βιογεωχημικών λειτουργιών και να χρησιμοποιηθούν σε σενάρια για το σχεδιασμό ενός υγειούς και βιώσιμου παράκτιου συστήματος Η Κατάληξη και η Μετατροπή Υλικών στα Παράκτια και Υφαλοκρηπιδικά Ύδατα Οι αλλαγές στο χώρο και το χρόνο φορτίων (θρεπτικά και ίζημα), ειδικά από τη χέρσο και την ατμόσφαιρα επηρρεάζουν τη φυσική κατάσταση και τη λειτουργία των παράκτιων υδάτων. Η γνώση για τη μετατροπή υλικών στην υπειρωτική υφαλοκρηπίδα και των κύριων εντοπισμών τους είναι ακόμα περιορισμένη. Η ποσότητα και η μορφή (οργανική, ανόργανη, 9

10 αντιδρών, μη-αντιδρών) των υλικών που μεταφέρονται στον ωκεανό χρειάζονται ποσοτικοποίηση όπως η επίδραση της αλλαγής των θρεπτικών (π.χ. P, N, C, Si, Fe) στα ενδιαιτήματα και στη δυναμική της τροφικής αλυσίδας. Αυτές οι πληροφορίες είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της προσαρμοστικότητας και της πρόβλεψης των αλλαγών στους ωκεάνιους χημικούς κύκλους. Η έρευνα μπορεί να επικεντρωθεί σε κάθετες και οριζόντιες ροές, σε διαδικασίες ελέγχου υλικών φορτίων και σε μεταφορά και πώς αυτά αλλάζουν τοπικά και παγκόσμια. Τοπικές διαφορές μπορεί να ληφθούν υπόψιν για να εκτιμηθεί το γιατί κάποια υφαλοκρηπιδικά ύδατα είναι περισσότερο ανθεκτικά στις αλλαγές από κάποια άλλα. Μία σημαντική πρόκληση μπορεί να είναι η ποσοτικοποίηση των διαδικασιών των υφιστάμενων αλλαγών, συμπεριλαμβάνοντας τη μεταφορά των υλικών εντός και δια μέσου των υφαλοκρηπιδικών υδάτων, τη μετατροπή τους εντός της υδάτινης στήλης και του ιζήματος, την πρόσχωση τους στην παράκτια ζώνη και τις αλλαγές των ενεργειακών επιπέδων Θαλάσσιος Ευτροφισμός Ο ευτροφισμός είναι η διαδικασία κατά την οποία παρατηρείται μεγάλη αύξηση των θρεπτικών, προκαλώντας εμπλουτισμό πρωτογενούς παραγωγής (Lars-Ove et al. 1989). Το φαινόμενο του ευτροφισμού αποτελεί σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα σε πολλές παράκτιες περιοχές και με κίνδυνο να αυξηθεί στο μέλλον λόγω των θρεπτικών που προσθέτονται από τα ποτάμια με έντονη ανθρωπογενή ρύπανση και από ατμοσφαιρική απόθεση (Lars-Ove et al 1989). Απαιτείται ικανή συγκέντρωση ανόργανου άνθρακα, θρεπτικών και φωτεινής ακτινοβολίας στην περιοχή του ορατού, για την ανάπτυξη του φυτοπλαγκτού, το οποίο αντιστοιχεί στο 96% της ωκεάνιας και το 30% της παγκόσμιας πρωτογενούς παραγωγής (Woodwell & Houghton 1977). Τα κύρια θρεπτικά στοιχεία είναι το άζωτο και ο φωσφόρος με τη μορφή ανόργανων αλάτων τους, ενώ απαραίτητα είναι και τα άλατα του πυριτίου, που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του κελύφους των διατόμων (Slinn et al. 1995). Οι πηγές εισροής των θρεπτικών στο θαλάσσιο περιβάλλον διακρίνονται σε σημειακές και λοιπές πηγές. Σημειακές είναι οι πηγές ρύπανσης των βιομηχανικών και αστικών αποβλήτων, ενώ οι λοιπές πηγές διακρίνονται σε φυσικές και ανθρωπογενείς. Οι φυσικές συνδέονται με την αποσάθρωση των πετρωμάτων και τη διάβρωση των χερσαίων περιοχών. Οι ανθρωπογενείς συνδέονται με τη χρήση λιπασμάτων, εντομοκτόνων και παρασιτοκτόνων. Μεταξύ άλλων ανθρωπογενών δραστηριοτήτων, η καλλιέργεια θαλάσσιων οργανισμών περιγράφεται σα μία δυναμική πηγή ευτροφισμού για τα παράκτια περιβάλλοντα (Pitta et al. 1999). Με τη συνεχόμενη παροχή θρεπτικών, η αύξηση της φυτοπλαγκτονικής βιομάζας γίνεται ανεξέλεγκτη, με αποτέλεσμα την εμφάνιση εύτροφων τάσεων. Οι επιπτώσεις αυτής της συμπεριφοράς είναι οι εξής: αρχικά παρατηρείται αλλαγή της βιοποικιλότητας του συστήματος, με την επικράτηση κάποιων ειδών έναντι κάποιων άλλων. Δευτερογενώς παρατηρείται αυξημένη επιφανειακή συγκέντρωση χλωροφύλλης, λόγω της αυξημένης πρωτογενούς παραγωγής, με αποτέλεσμα τη δέσμευση μεγαλύτερης ποσότητας ηλιακής ακτινοβολίας. Η αυτόχθονη οργανική ύλη μαζί με την αλλόχθονη καθιζάνουν στα κατώτερα στρώματα, όπου αποδομούνται από ετερότροφα κυρίως βακτήρια, με κατανάλωση οξυγόνου. Η κατανάλωση αυτή έχει ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση του οξυγόνου στα βαθύτερα στρώματα. Οι ακραίες επιπτώσεις του φαινομένου συνίστανται στην εμφάνιση εξάρσεων φυτοπλαγκτού. Όταν παρατηρηθεί αυτή η άνθηση, δημιουργούνται πολλά προβλήματα στο υδάτινο σύστημα. Η υπέρμετρη αύξηση ορισμένων ανθεκτικών ειδών καταστρέφει άλλα, πιο 10

11 ευαίσθητα και το νερό αποκτά πράσινο χρωματισμό. Η ανάπτυξη αυτή προκαλεί κατανάλωση μεγάλων ποσοτήτων οξυγόνου οπότε παρατηρούνται αναερόβιες δράσεις με αποτέλεσμα να αναδύονται δυσάρεστες οσμές και το νερό να γίνεται ακατάλληλο ακόμα και για τους λουόμενους (Φυτιάνος 1996). Στο τελικό στάδιο επέρχεται ανοξία, που συνοδεύεται από την επικράτηση αναγωγικών συνθηκών και την εμφάνιση H 2 S, ως προϊόν των αναγωγικών θειοβακτηρίων, που ακόμα και σε μικρές συγκεντρώσεις προκαλεί μαζική θανάτωση πληθυσμών (Ελευθεριάδου & Παπάντου 1998). Οι περισσότεροι σχεδιασμοί για τον έλεγχο του ευτροφισμού βασίζονται στο νόμο του ελαχίστου που πρωτοδιατυπώθηκε το 1840 από τον Liebig. Ο νόμος αυτός αναφέρεται στη διαπίστωση ότι κάτω από τις συνθήκες σταθερότητας, εφόσον ορισμένα στοιχεία είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη, περιοριστικός παράγοντας εμφανίζεται εκείνο το στοιχείο που βρίσκεται στη μικρότερη ποσότητα. Συγκεκριμένα, εάν για κάποιο φυτό απαραίτητα στοιχεία είναι ο άνθρακας, το οξυγόνο, το άζωτο και ο φώσφορος τότε το φυτό θα αναπτυχθεί τόσο όσο του επιτρέπει η ποσότητα του φωσφόρου. Βεβαίως, η κρίσιμη αυτή ποσότητα διαφέρει από οργανισμό σε οργανισμό. Σήμερα υπάρχουν διάφορα μοντέλα και μαθηματικές σχέσεις για τον έλεγχο του ευτροφισμού (Φυτιάνος 1996) Ο Κύκλος του Φωσφόρου Η κύρια οδός απομάκρυνσης των ανόργανων φωσφορικών από το θαλάσσινο νερό είναι η αφομοίωσή του από το φυτοπλαγκτόν, ενώ τα κατεστραμμένα κύτταρα απελευθερώνουν ορθοφωσφορικά σαν αποτέλεσμα της αυτόλυσής τους (Φυτιάνος 1996). Τα ανόργανα φωσφορικά αναγεννώνται με μικροβιακή δράση από το πλαγκτόν. Σημαντικό ρόλο στην ανανέωση των φωσφορικών από τα προϊόντα αποσάθρωσης, παίζουν και τα πρωτόζωα. Η απέκκριση φωσφόρου από το ζωοπλαγκτόν ποικίλλει σημαντικά, ανάλογα, με τις φυσικές συνθήκες, την ενεργητικότητα των ζώων και τη διατροφή. Ο οργανικός P απελευθερώνεται στο διάλυμα από το φυτοπλαγκτόν και από γηρασμένα ή κατεστραμμένα κύτταρα. Ο κύκλος του φωσφόρου δεν είναι απόλυτα κλειστός. Το συνολικό αποτέλεσμα του κύκλου είναι γενικά μία προς τα κάτω κίνηση των ενώσεων του φωσφόρου στο θαλασσινό νερό. Το περιοχόμενο του P στο νερό εξαρτάται από τα υπάρχονται ρεύματα. Ο φώσφορος θεωρείται σαν πρωταρχικό θρεπτικό στοιχείο για το φυτοπλαγκτόν το οποίο παρέχει τροφή στο ζωοπλαγκτόν. Η διεργασία της φωτοσύνθεσης χρησιμοποιεί τα φωσφορικά [PO 4 3- ] και απελευθερώνει οξυγόνο, με αποτέλεσμα τα δύο αυτά συστατικά να συσχετίζονται με αντίστροφη αναλογία. Είναι γνωστό ότι το φυτοπλαγκτόν χρησιμοποιεί ταυτόχρονα τα φωσφορικά και τα νιτρικά ιόντα και για το λόγο αυτό, τα δύο θρεπτικά συστατικά θα έπρεπε να ποικίλλουν κατά τον ίδιο τρόπο και η αναλογία N/P να παραμένει σταθερή, με μικρές αποκλίσεις για επιφανειακά και περιορισμένα νερά. Οι αναλογίες N/P ποικίλλουν ανάλογα με τα είδη των θαλασσίων αλγών και τη διαθεσιμότητα των αντίστοιχων θρεπτικών συστατικών (Φυτιάνος 1996) Ο Κύκλος του Αζώτου Το άζωτο στην ατμόσφαιρα απελευθερώνεται από την αποσύνθεση βιολογικών υλικών, κυρίως σαν αμμωνία, η οποία οξειδώνεται αρχικά προς νιτρώδη και στη συνέχεια προς νιτρικά (Φυτιάνος 1996). Η οξείδωση προς νιτρικά ενεργοποιείται, στο θαλασσινό νερό, από βακτήρια και λαμβάνει χώρα ταχύτατα, κάτω από τη φωτοσυνθετική ζώνη, στα ανοιχτά των ωκεανών. Μπορεί επίσης να λάβει χώρα και φωτοχημικά. Ο κύκλος του αζώτου όπως και ο κύκλος του φωσφόρου, δεν είναι κλειστό σύστημα. Στον κύκλο όμως του φωσφόρου η διεπιφάνεια αέρα 11

12 νερού παίζει σημαντικότερο ρόλο από ότι η διεπιφάνεια νερού ιζήματος. Τα νερά των ποταμών καθώς και της βροχής που καταλήγουν στη θάλασσα επίσης συνεισφέρουν μικρές ποσότητες αμμωνιακών και νιτρικών στο θαλάσσιο οικοσύστημα. Οι συγκεντρώσεις [NH 4 + ], [NO 2 - ] και [NO 3 - ] στο θαλασσινό νερό εξαρτώνται από το βάθος, την τοποθεσία και την εποχή. Τα βακτήρια παίζουν σημαντικό ρόλο στον κύκλο του αζώτου. Εκτός από το γεγονός ότι οξειδώνουν τα αμμωνιακά σε νιτρώδη και νιτρικά, έχουν επίσης τη δυνατότητα να δεσμεύουν το ατμοσφαιρικό άζωτο και να ανάγουν τα νιτρικά και τα νιτρώδη σε αμμωνιακά ή ακόμη και σε στοιχειακό άζωτο N 2. Κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης, το ανόργανο άζωτο μετατρέπεται σε αμίνες και αμινοξέα, τα οποία αποτελούν δομικά συστατικά των νουκλεϊκών οξέων και πρωτεϊνών. Με το θάνατο των φυτών, το άζωτο απελευθερώνεται από τα κύτταρα με τη μορφή διαλυτών, κολλοειδών και αδιάλυτων οργανικών ενώσεων. Η αναγέννηση των αζωτούχων ενώσεων γίνεται μέσω μιας σειράς βιοχημικών μετασχηματισμών από βακτήρια και άλλους θαλάσσιους μικροοργανισμούς. Το πρώτο στάδιο αυτής της πορείας οδηγεί στο σχηματισμό [NH 4 + ] που στη συνέχεια μετατρέπεται σε [NO 2 - ] και [NO 3 - ]. Η διεργασία αυτή είναι γνωστή σα νιτροποίηση και διεκπεραιώνεται από δύο ομάδες βακτηρίων. Σε ακραίες περιπτώσεις όπου η κατανάλωση οξυγόνου είναι μεγαλύτερη από την παραγωγή, τα άτομα του οξυγόνου των νιτρικών μπορούν να χρησιμοποιηθούν από αναερόβια βακτήρια, ώστε να παραχθεί οξυγόνο για την αποικοδόμηση της οργανικής ύλης. Η διεργασία αυτή είναι γνωστή ως απονιτροποίηση και έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό NO 2 - και NH 4 + και σε μερικές ακραίες περιπτώσεις, αερίου αζώτου (Φυτιάνος 1996) Κατώφλια Ευτροφισμού Κατά τη διάρκεια του αυστραλιανού καλοκαιριού , το οποίο εκτείνεται από τα μέσα Νοεμβρίου έως τον Ιανουάριο, πραγματοποιήθηκε μία μελέτη για τον προσδιορισμό των σχέσεων μεταξύ των θρεπτικών φορτίων στη Lake Vanda και τον ευτροφισμό τα οποία σχετίζονται με τα χαρακτηριστικά της ποιότητας των υδάτων της λίμνης αυτής. Η εστίαση του τμήματος αυτού της μελέτης ήταν η αποτίμηση της εφαρμοσιμότητας των εμπειρικών σχέσεων (μοντέλα) Vollenweider Οργανισμός για την Οικονομική Συνεργασία και Ανάπτυξη (OECD) των φορτίων φωσφόρου ευτροφισμού (βασισμένη στις εκατοντάδες υδάτινες μάζες διαφόρων χαρακτηριστικών ανά τον κόσμο) στη Lake Vanda, μία ολιγοτροφική, μονίμως καλυμμένη από πάγο και με ασυνήθιστα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά. Ωστόσο, παρόλο που για την ανάπτυξη αυτών των μοντέλων χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα, από ένα μεγάλο αριθμό υδάτινων μαζών τεράστιας ποικιλίας, λίγες ήταν ολιγοτριφικές, των οποίων εκτιμήθηκαν οι σχέσεις των φορτίων φωσφόρου με την απόκριση ευτροφισμού. Αφότου επιτεύχθηκε και διατηρήθηκε το γεγονός ότι μία μικρή ανάπτυξη πλαγκτονικών αλγών σχετίζεται με την ποιότητα των υδάτων, παρουσιάσθηκε το ενδιαφέρον να προσδιορισθεί η εφαρμοσιμότητα αυτών των μοντέλων σε ύδατα με μικρές ποσότητες βιομάζας αλγών. Αυτή η μελέτη παρουσιάζει τις σχέσεις των θρεπτικών φορτίων με την απόκριση ευτροφισμού στη Lake Vanda κάτω από τα πιο πρόσφατα εκσυγχρονισμένα Vollenweider (OECD) ευτροφικά μοντέλα Η Φύση των Μοντέλων Vollenweider (OECD) Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 70, διεξήχθει μία μελέτη από τον Οργανισμό για την Οικονομική Συνεργασία και Ανάπτυξη για την εξέταση και την ποσοτικοποίηση των 12

13 σχέσεων μεταξύ των φωσφορικών φορτίων στις υδάτινες μάζες και του ευτροφισμού σχετιζόμενων με την ποιοτική απόκριση των υδάτων χρησιμοποιώντας τις αρχικές θεωρητικές σχέσεις οι οποίες αναπτύχθηκαν από τον Vollenweider (1968, 1976). Το κλειδί για τη διατύπωση αυτών των σχέσεων, οι οποίες αναπτύχθηκαν από τον Vollenweider, ήταν η κανονικοποίηση των φορτίων φωσφόρου με το μέσο βάθος της υδάτινης μάζας, με το χρόνο παραμονής και την επιφανειακή περιοχή. Η OECD μελέτη συμπεριλάμβανε περίπου 200 σώματα νερού (λίμνες και δεξαμενές) στη Βόρεια Αμερική, στην Ιαπωνία, στην Αυστραλία και σε 14 ακόμα χώρες στη Δυτική Ευρώπη. Το τμήμα των Η.Π. αυτής της μελέτης, το οποίο συμπεριλάμβανε παραπάνω από 30 υδάτινες μάζες ή τμήματα αυτών, ολοκληρώθηκε το 1976: οι σχέσεις που αναγνωρίσθηκαν, δημοσιεύτηκαν στην έκθεση της U.S Environmental Protection Agency (EPA) (Rast and Lee 1978) από τον Lee et al. (1978). Τα υπόλοιπα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν από τον Οργανισμό για την Οικονομική Συνεργασία και Ανάπτυξη (1982). Δια μέσου της U.S. OECD, της συνολικής OECD μελέτης και δια μέσου των αρχικών σκέψεων του Vollenweider, αναπτύχθηκαν εμπειρικά μοντέλα που περιέγραφαν τις σχέσεις μεταξύ των φωσφορικών φορτίων και του ευτροφισμού σχετιζομένων με την ποιοτική απόκριση των υδάτων, όπως μετρήθηκαν από ποικίλα χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένου του πράσινου χρώματος του νερού (συγκέντρωση χλωροφύλλης), τη διαύγεια του νερού (βάθος Secchi) και τις ποσότητες μείωσης του οξυγόνου στα κατώτερα στρώματα της λίμνης. Η εκτίμηση των σχέσεων μεταξύ των θρεπτικών φορτίων και του ευτροφισμού σχετιζομένων με την ποιοτική απόκριση των υδάτων, χρησιμοποιώντας το μοντέλο Vollenweider OECD, συνεχίστηκε και για άλλες υδάτινες μάζες των Ηνωμένων Πολιτειών και αλλού. Οι Jones και Lee (1982) παρουσίασαν μία ανασκόπηση της χρήσης και της εφαρμοσιμότητας αυτών των μοντέλων και εκσυγχρόνισαν τα ευρήματα και τα μοντέλα ξανά το 1986 για να συμπεριλάβουν τα δεδομένα κι άλλων OECD υδάτινων μαζών και παραπάνω από 100 λίμνες καθώς επίσης και δεξαμενές (Jones & Lee 1986). Ο εκσυγχρονισμός της σχέσης των κανονικοποιημένων θρεπτικών φωσφόρου απόκριση της χλωροφύλλης (Jones & Lee 1986) αποκάλυψε ότι η παλινδρόμηση παρέμεινε ίδια. Οι υδάτινες μάζες, για τις οποίες αναπτύχθηκαν τα μοντέλα, έχουν ένα τεράστιο εύρος μεγεθών και βαθών και κλιματικών, γεωλογικών και τροφικών χαρακτηριστικών. Η χρήση και η ικανότητα αυτών των μοντέλων για την πρόβλεψη αλλαγών στα χαρακτηριστικά του ευτροφισμού μετά από αλλαγές των φωσφορικών φορτίων τεκμηριώνονται από τον Rast et al. (1983) Συμπεράσματα της Εφαρμογής των Μοντέλων Vollenweider (OECD) Οι υδρολογικές και θερμοκρασιακές δομές της Lake Vanda την κάνουν μία από τις πιο ασυνήθιστες υδάτινες μάζες ανά τον κόσμο. Είναι φανερό ότι αυτές οι ιδιότητες, ωστόσο, δεν ευθύνονται για σχέσεις μεταξύ του φορτίου φωσφόρου και του ευτροφισμού, χαρακτηριστικά που σχετίζονται με την ποιοτική απόκριση των υδάτων, τα οποία είναι διαφορετικά από τα αντίστοιχα άλλων υδάτινων μαζών ανά τον κόσμο, συντηρώντας το γεγονός ότι η ασυνήθιστα μεγάλη ποσότητα αλγών η οποία δεν προέρχεται από φώσφορο που εισάγεται στη λίμνη είναι κατάλληλα συνυπολογισμένη. Το γεγονός αυτό ήταν αναμενόμενο γιατί το θεωρητικό υπόβαθρο που βρίσκεται πίσω από το μοντέλο Vollenweider είναι η σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης του φωσφόρου που υπάρχει στη λίμνη και της χλωροφύλλης που τελικά είναι η βάση της χρησιμοποίησης του φωσφόρου από τα πλαγκτονικά άλγη για την ανάπτυξή τους. Η ικανότητα των μοντέλων θρεπτικών φορτίων ευτροφική απόκριση Vollenweider (OECD) να προβλέπουν την επίδραση των πλαγκτονικών αλγών που σχετίζονται με την ποιότητα του ύδατος λόγω της μεταβολής του φορτίου του φωσφόρου έχει αποδειχθεί για πιο παραγωγικές υδάτινες μάζες (Jones & Lee 1982, Rast et al 1983, Jones & Lee 1986). Η απόδειξη της εφαρμοσιμότητας αυτού του μοντέλου στη Lake Vanda παρέχει τη χρησιμότητα 13

14 αυτών των μοντέλων σε υπερολιγοτροφικές υδάτινες μάζες. Αυτό ενισχύει τη χρήση των μοντέλων αυτών για μία βελτιωμένη εκτίμηση του ευτροφισμού και των χαρακτηριστικών που σχετίζονται με την ποιότητα των υδάτων σα να μειωνόταν το φορτίο φωσφόρου σε χαμηλά επίπεδα. 14

15 2. ΣΤΟΧΟΙ ΙΑΤΡΙΒΗΣ ΕΞΕΙ ΙΚΕΥΣΗΣ Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι ο υπολογισμός δύο τριάδων κατωφλίων ευτροφισμού χρησιμοποιώντας στη μεν πρώτη το άθροισμα της σταθμισμένης μέσης τιμής (μ) και της τυπικής απόκλισης (σ) των συγκεντρώσεων των νιτρικών και υπολογίζονται τα αντίστοιχα κατώφλια S1,S2 και S3 στη δε δεύτερη τη διάμεσο (Μ) του εύτροφου νέου τυπικού συνόλου και υπολογίζονται τα αντίστοιχα κατώφλια M1, M2 και M3. Η ίδια διαδικασία ακολουθείται και για τις συγκεντρώσεις των φωσφορικών. Οι συγκεντρώσεις των νιτρικών και των φωσφορικών έχουν προσδιορισθεί σε προηγούμενη εργασία. Τα συγκεκριμένα αυτά κατώφλια προέρχονται από τις κλίμακες θρεπτικών φορτίων που προσδιορίσθηκαν από τον Volleweider. Παράλληλα μελετούνται το σενάριο τάσης, το διαχειριστικό σενάριο και το οικολογικό σενάριο στην περιοχή που περικλείει τον κόλπο Καλλονής και οι πιθανές επιπτώσεις τους στο θαλάσσιο οικοσύστημα. 15

16 3. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ 3.1. Περιοχή Μελέτης Η Λεκάνη Απορροής Ο κόλπος της Καλλονής είναι ο πρώτος σε μέγεθος φυσικός κόλπος της νήσου Λέσβου, με συνολικό όγκο 1,3 km 3 και επιφάνεια 115 km 2 (Panayotidis et al. 1999). Το μέγιστο μήκος του είναι 22 km και το πλάτος από 1 έως 6 km. Βρίσκεται στο νοτιοδυτικό τμήμα του νησιού και ανήκει στη διοικητική περιφέρεια του Βορείου Αιγαίου και στο νομό Λέσβου. Η περιοχή επιλέχθηκε γιατί παρουσιάζει ποικίλα φυσικά κοινωνικά, οικονομικά και πολιτιστικά χαρακτηριστικά ενώ ενώ ταυτόχρονα αποτελεί μία τυπική ημίκλειστη ρηχή λεκάνη. Η έκταση της λεκάνης απορροής 371,5 km 2 και οριοθετείται στη δυτική πλευρά από τους δήμους των Παρακοίλων και Αποθήκας, στη βόρεια πλευρά από τους δήμους της Αγίας Παρασκευής, Καντρίου, Μέσων, Καλλονής, Πετσοφά, Μ. Παναγίας, Κεραμίου, Σκάλα Καλλονής, Αρισβίου και Ι.Μ. Λειμώνος, ενώ στην ανατολική πλευρά από τους δήμους του Πολιχνίτου, Σκάλα Πολιχνίτου, Νυφίδας, Βασιλικών, Αχλαδερής, Αγ. Παύλου, Λισβορίου, Θερμοπηγών, Σκαμνιουδίου και Λειβαδιών. Διοικητικά η λεκάνη απορροής του κόλπου Καλλονής περιλαμβάνει πέντε δημοτικά διαμερίσματα, την Καλλονή, την Αγ. Παρασκευή, την Πέτρα, το Μανταμάδο και τον Πολιχνίτο. Η λεκάνη απορροής του κόλπου Καλλονής παρουσιάζει στα βορειοδυτικά έντονο ανάγλυφο ενώ στα ανατολικά ομαλότερο. Το γεωλογικό πετρολογικό υπόστρωμα της περιοχής μελέτης δομείται σε γενικές γραμμές από τα είδη πετρωμάτων που αναφέρονται παρακάτω: 1. ηφαιστιακά πετρώματα (στο δίαυλο) 2. λιγότερα μετατεκτονικά και βραδυτεκτονικά και αλλουβιακά ιζήματα (στη βορειοδυτική πλευρά) 3. ελάχιστα μεταμορφωμένα, κυρίως οφιόλιθοι (στη βορειοανατολική πλευρά) Ο Κόλπος της Καλλονής Ο κόλπος της Καλλονής είναι μία ρηχή ημίκλειστη λεκάνη με μέγιστο βάθος που φτάνει τα 25 m στο σημείο επικοινωνίας με την ανοιχτή θάλασσα (Αιγαίο Πέλαγος). Η επικοινωνία του με το Αιγαίο Πέλαγος γίνεται από τη νότια πλευρά μέσω στενού διαύλου πλάτους 2 km και μήκους 4 km. Μέσα στον κόλπο διαμορφώνεται θαλάσσια μάζα με διαφορετικά υδρολογικά χαρακτηριστικά εκείνων του ανοιχτού πελάγους. Δηλαδή, οι θαλάσσιες μάζες μέσα και έξω από τον κόλπο παρουσιάζουν κατά τους χειμερινούς μήνες διαφορές ως προς τη θερμοκρασία αλλά και ως προς την αλατότητά τους. Η θερμοκρασία είναι υψηλότερη στο εσωτερικό του κόλπου σε σχέση με την ανοιχτή θάλασσα κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, ενώ το αντίθετο συμβαίνει τους χειμερινούς μήνες. Η ίδια τάση, αλλά σε μικρότερη έκταση, παρατηρείται για την αλατότητα, με υψηλότερες τιμές κατά τους καλοκαιρινούς μήνες και χαμηλότερες κατά τη διάρκεια του χειμώνα σε σχέση με την ανοιχτή θάλασσα. Οι ακτές του κόλπου Καλλονής είναι κυρίως χαμηλές χτισμένες σε ίζημα εκτός από την περιοχή μεταξύ του διαύλου και των Παρακοίλων που βρίσκεται δυτικά του κόλπου, την 16

17 περιοχή βόρεια των Παρακοίλων, την περιοχή κοντά στην Αχλαδερή και την περιοχή μεταξύ του διαύλου και της Νυφίδας που βρίσκεται ανατολικά. Οι κυριότερες παραλίες του κόλπου Καλλονής από δυτικά προς ανατολικά φαίνονται στον Πίνακα με τα αντίστοιχα μήκη και πλάτη τους. Πίνακας 3.1.1: Οι κυριότερες παραλίες του κόλπου Καλλονής. Παραλία Μήκος (m) Πλάτος (m) Παράκοιλα Σκάλα Καλλονής Σκάλα Πολιχνίτου ,5 Νυφίδα Υδατικό Δυναμικό Στην περιοχή μελέτης εντοπίζονται τέσσερις σημαντικοί ποταμοί. Ωστόσο το υδρογραφικό δίκτυο αποτελείται και από μικρούς ποταμοχειμμάρους και υδατορέματα κυρίως τροφοδοτούμενα από τη βροχόπτωση. Η λεκάνη απορροής περιλαμβάνει τέσσερις υπολεκάνες (Πίνακας 3.1.2), στα δυτικά του κόλπου, εκείνη του ποταμού Ποταμιά (34 km 2 ), στα βόρεια, αυτές του ποταμού Τσικνιά (104 km 2 ) και του ποταμού Μυλοπόταμου (51 km 2 ) οι οποίοι φιλοξενούν σημαντικούς υγροτόπους και στα ανατολικά αυτή του ποταμού Βούβαρη (24 km 2 ) ο οποίος φιλοξενεί επίσης ένα σημαντικό υγρότοπο. Πιο συγκεκριμένα, ο ποταμός Τσικνιάς είναι ο μεγαλύτερος ποταμός όλης της λεκάνης καθώς και ολόκληρου του νησιού. Η πηγή του ξεκινάει από το βουνό Λεπέτυμνος στη βόρεια πλευρά του νησιού. Αφού έχει διατρέξει μία περιοχή η οποία χαρακτηρίζεται ως ένα μωσαϊκό χρήσεων γης και βλάστησης, καταλήγει στον κόλπο κοντά στο χωριό Σκάλα Καλλονής. Ένας υγρότοπος σχηματίζεται εκεί ο οποίος υπόκειται στο σύστημα υγροτόπων της Καλλονής και γι αυτό ανήκει στο δίκτυο Natura Πίνακας 3.1.2: Οι ποταμοί της λεκάνης απορροής του κόλπου Καλλονής. Ποταμοί Λεκάνη απορροής (km 2 ) Διάρκεια παροχής (μήνες) Ποταμιά 34 5 Τσικνιάς Μυλοπόταμος 51 6 Βούβαρης Μετεωρολογικά Κλιματικά Χαρακτηριστικά Τα χαρακτηριστικά του κλίματος της περιοχής μελέτης είναι εκείνα που διακρίνουν τις μεσογειακές χώρες, όπως ο ήπιος βροχερός χειμώνας και το ξηρό και δροσερό καλοκαίρι. Επίσης ο ανέφελος ουρανός και η μεγάλη ηλιοφάνεια, ιδίως το καλοκαίρι, κατά το οποίο πνέουν συχνά βόρειοι άνεμοι (μελτέμια). Η άνοιξη είναι κλιματικά ασταθής μεταβατική περίοδος, το φθινόπωρο είναι συνήθως μικρής χρονικής διάρκειας ενώ ο χειμώνας αρχίζει σχετικά απότομα (Φείδας 2001). Στο διάγραμμα παρουσιάζεται το ύψος βροχόπτωσης και η εξάτμιση για το έτος 2005 από το οποίο γίνεται φανερό ότι το μέγιστο ύψος βροχόπτωσης παρουσιάζεται το Φεβρουάριο με τιμή 370 mm ενώ η μέγιστη εξάτμιση παρουσιάζεται τον Ιούλιο με τιμή 170 mm. 17

18 400,0 350,0 300,0 mm 250,0 200,0 150,0 ύψος βροχότωσης εξάτμιση 100,0 50,0 0,0 ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΗ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠΤ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ μήνες Διάγραμμα 3.1.1: Ύψος βροχόπτωσης και εξάτμιση έτους Θαλάσσια Κυκλοφορία Τα παλιρροιακά ρεύματα του κόλπου Καλλονής είναι σημαντικά, λόγω της ιδιαίτερης του μορφολογίας (στενός δίαυλος) μιας και τα ισχυρά ρεύματα επικρατούν κυρίως στο δίαυλο και στις παράκτιες περιοχές. Οι αλλαγές των υδάτων εξαρτώνται από τα παλιρροιακά ρεύματα και η κυκλοφορία του νερού στο εσωτερικό του κόλπου οδηγείται από τον άνεμο (Lefebvre et al. 1997). Οι εισροές θαλάσσιων υδάτων από την ανοιχτή θάλασσα επηρεάζουν κυρίως τη νότια και την ανατολική πλευρά του κόλπου. Αυτή η επιρροή σημειώνεται κυρίως τους χειμερινούς μήνες (NCMR 1997). Στο εσωτερικό του κόλπου ο χρόνος ανανέωσης των υδάτων έχει εκτιμηθεί σε 20 μέρες από ένα 2D υδροδυναμικό μοντέλο (Millet et al. 2002). Η υδάτινη στήλη δεν παρουσιάζει στρωμάτωση, εκτός από κάποια περιοδική, ύστερα από δυνατές βροχοπτώσεις. Ακόμα και τους ζεστούς καλοκαιρινούς μήνες δεν έχει εντοπισθεί στρωμάτωση (Lefebvre et al. 1997). Τα παλιρροιακά ρεύματα διαχέονται σε όλη τη νότια πλευρά του κόλπου και έπειτα μειώνονται σταδιακά από το εσωτερικό του κόλπου προς τη χέρσο. Το gradient της ταχύτητας (πλυμμηρίδας ή άμπωτις) ενισχύεται στο κέντρο του κόλπου και συγκεκριμένα στην μεταβατική περιοχή ανάμεσα στη νότια και στη βόρεια πλευρά του κόλπου. Η μεταβατική αυτή περιοχή βρίσκεται σε απόσταση 15 km από την είσοδο της θάλασσας, ακολουθώντας τις ισχύουσες τροχές και στην οποία η ταχύτητα φτάνει την τιμή 1,5 cm/s -1 (Millet et al. 2002). Η κινητική ενέργεια των ρευμάτων που προκαλούνται από την παλίρροια και τον άνεμο υπολογίσθηκε από ένα 2D υδροδυναμικό μοντέλο. Οι υδροδυναμικόι τύποι μπορεί να συνδυαστούν μέσω ενός εποχικού σχεδίου, λαμβάνοντας υπόψιν τις εποχικές συχνότητες των τοπικών ανέμων: το καλοκαίρι, από το Μάη έως το Σεπτέμβρη, επιδρούν βόρειοι άνεμοι που προκαλούν συχνές επιμήκης υδροδυναμικές δομές και σχετικά ενισχυμένες εγκάρσιες δομές, ερμηνεύοντας το 35,7% και το 16,5%, του χρόνου, αντίστοιχα. Σε αυτή την περίοδο οι υδροδυναμικές δομές ωθούν τα θαλάσσια ύδατα να εισβάλουν κατά μήκος των κεντρικών αξόνων (Β ΒΑ άνεμοι), της νότιας ακτής (Ν ΝΔ άνεμοι) και βόρειας ακτής (ΝΔ άνεμοι), ερμηνεύοντας το 29%, 5,9% και το 2,9%, του χρόνου ροής των υδάτινων μαζών στο εσωτερικό του κόλπου, αντίστοιχα. Το χειμώνα, από το Νοέμβρη έως το Μάρτη, επιδρούν νότιοι άνεμοι που προκαλούν ενισχυμένες επιμήκης υδροδυναμικές δομές και σχετικά λιγότερο συχνές εγκάρσιες 18

19 δομές, ερμηνεύοντας το 40,6% και το 12,1%, του χρόνου, αντίστοιχα. Σε αυτή την περίοδο οι υδροδυναμικές δομές ωθούν τα θαλάσσια ύδατα να εισβάλουν κατά μήκος των κεντρικών αξόνων (Β ΒΑ άνεμοι), της νότιας ακτής (Ν ΝΔ άνεμοι) και βόρειας ακτής (ΝΔ άνεμοι), ερμηνεύοντας το 19%, 21,6% και το 6,5%, του χρόνου ροής των υδάτινων μαζών στο εσωτερικό του κόλπου, αντίστοιχα (Millet et al. 2002) Φυτική Κάλυψη Η περιοχή μελέτης παρουσιάζει εφτά χρήσεις γης και είναι οι εξής: αστικές περιοχές, ελαιώνες, υγρότοποι, καλλιέργιες οπωροκηπευτικών, δάση κωνοφόρων, μακία βλάστηση και βοσκοτόπια. Ωστόσο, η μεγαλύτερη έκταση καλύπτεται από μακία βλάστηση και κωνοφόρα δάση και μία μικρότερη καλύπτεται από βοσκοτόπια και υγροτόπους (διάγραμμα 3.1.2). Η μεγαλύτερη ποσότητα των ελαιώνων βρίσκεται στη βόρεια και δυτική πλευρά του κόλπου η οποία καλλιεργείται σε πεζούλες και βοηθά στη μείωση της διάβρωσης. ΧΡΗΣΕΙΣ ΓΗΣ ΤΗΣ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟ ΡΡΟ ΗΣ 8 3% 65 24% % 91 34% Κων.Δάση Μακία Βλάστηση Υγρότοποι Βοσκοτόπια Διάγραμμα 3.1.2: Ποσοστά φυτικής κάλυψης της λεκάνης απορροής του κόλπου Καλλονής Υγρότοποι Η Λέσβος είναι το νησί με τους περισσότερους υγροτόπους (55) που καλύπτουν το 1,4% της συνολικής της έκτασης. Συγκεκριμένα στη δυτική πλευρά του κόλπου Καλλονής υπάρχουν οι εξής υγρότοποι: εκβολές Μάκαρα, λιμνοθάλασσα Περάντου Αποθήκας, Κούκουμος, Λιμενάκι Παρακοίλων, εκβολές Παρακοίλων και το έλος Παρακοίλων, στη βόρεια πλευρά υπάρχουν οι εξής: εννιά Καμάρες, Μετόχι Λειμώνος, Σκάλα Καλλονής, εκβολές Τσικνιά, αλυκές Καλλονής, εκβολές Μυλοπόταμου και Μέσα και στην ανατολική πλευρά υπάρχουν οι εξής: εκβολές Βούβαρη, μικροί υγρότοποι Αχλαδερής, Φαρμακιές, Αλυκούδι, αλυκές Πολιχνίτου και υγρότοποι Νυφίδας. Οι υγρότοποι της λεκάνης απορροής του κόλπου Καλλονής θεωρούνται Παράκτια Μεταβατικά Οικοσυστήματα (ΠΜΟ) και σύμφωνα με την οδηγία Πλαίσιο «περί Υδάτων» της Ε.Ε. (2000/60/ΕΚ) τα μεταβατικά ύδατα είναι συστήματα επιφανειακών υδάτων πλησίον του στομίου ποταμών τα οποία είναι εν μέρει αλμυρά λόγω της γειτνίασής τους με παράκτια ύδατα αλλά τα οποία επηρεάζονται ουσιαστικά από ρεύματα γλυκού νερού. Οι τύποι των ΠΜΟ που εντοπίζονται στην περιοχή μελέτης είναι οι αλυκές, οι λιμνοθάλασσες, οι εκβολές ποταμών και χειμμάρων και τα έλη αλμυρού ή υφάλμυρου νερού, ενώ μπορεί να παρατηρηθεί και συνδυασμός τους. Οι υπηρεσίες και τα αγαθά που παρέχουν οι υγρότοποι της Καλλονής είναι 19

20 βιολογικές, αλατοληπτικές, κτηνοτροφικές, τουριστικές, επιστημονικές, εκπαιδευτικές, πολιτισμικές καθώς επίσης και θηραματικές Θερμοπηγές Στο νησί της Λέσβου υπάρχει σημαντικός αριθμός αναβλύσεων, συνήθως κοντά στη θάλασσα, ή σε μικρή απόσταση από αυτή, οι οποίες προέρχονται από νερά κατακρημνίσεων, που έχουν διεισδύσει σε μεγάλο βάθος. Πρόκειται για γλυκά νερά ή και υφάλμυρα νερά (στην περίπτωση διείσδυσης θαλασσινού νερού), που θερμαίνονται σε αρκετό βάθος κάτω από την επιφάνεια της γης και αναβλύζουν από συκγεκριμένα σημεία στην επιφάνεια (ΤΑΠ 2000). Στην περιοχή μελέτης εντοπίζονται δύο γνωστές αναβλύσεις θερμών υπόγειων υδάτων: Θερμοπηγές Πολιχνίτου: υπάρχουν 5 ιαματικές πηγές εκ των οποίων ο Δήμος έχει ανακαινίσει και εκμεταλλεύεται τις 2 για ιαματικούς σκοπούς (θεραπεία ρευματισμών, αρθρίτιδες, γυναικολογικές παθήσεις κ.α.). Η θερμοκρασία τους είναι 87,6 ºC και παρουσιάζουν 1,6-6 μονάδες ραδιενέργειας. Έχουν χαρακτηρισθεί ως χλωρονατριούχες και ραδιενεργές, καθώς και ως οι θερμότερες της Ευρώπης. Θερμοπηγές Άγ. Ιωάννη Λισβορίου: η θερμοκρασία τους είναι 69 ºC και παρουσιάζουν 2,6 μονάδες ραδιενέργειας ενώ η χημική τους σύσταση είναι ανάλογη με εκείνη των πηγών Πολιχνίτου. Σχετίζονται με τον βαθύτερο τύπο υδρολογικής κυκλοφορίας της περιοχής που περιέχει ζεστά νερά υψηλής αλατότητας Σχέδιο Δειγματοληψίας Τα δείγματα συλλέχθηκαν από δύο δίκτυα σταθμών (Χάρτης 3.2.1). Το πρώτο δίκτυο (δίκτυο Α), που καλύπτει ολόκληρη την περιοχή του κόλπου Καλλονής, αποτελείται από έξι σταθμούς από όπου συλλέγονταν δείγματα σε μηνιαία βάση από τον Αύγουστο του 2004 μέχρι τον Ιούλιο του Οι σταθμοί K3, K4 και K7 βρίσκονταν κοντά στους ποταμούς στο βόρειο τμήμα του κόλπου, ο σταθμός K5 βρισκόταν στη μέση της βόρειας περιοχής του κόλπου, ο σταθμός K2 ήταν στο σημείο εισόδο, ενώ ο σταθμός K1 χρησιμοποιήθηκε ως έλεγχος. Το δεύτερο δίκτυο (δίκτυο Β) σχεδιάστηκε συγκεκριμένα για να μελετηθούν λεπτομερώς τα αποτελέσματα των εισροών από τα ποτάμια. Για το λόγο αυτό οι σταθμοί K5 έως K8 χωρίσθηκαν κατά μήκος μιας κλίσης μπροστά στην κύρια εκβολή του ποταμού (ποταμός Τσικνιάς), και οι σταθμοί K9 έως K12 βρίσκονταν στο εσωτερικό του ποταμού. Οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν, με εντατικούς ρυθμούς, κατά τη διάρκεια της περιόδου των βροχοπτώσεων από το Νοέμβριο μέχρι τον Ιούνιο σε διμηνιαία βάση (Πίνακας 3.2.2). 20