ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΠΑΡΑΚΤΙΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ Βιοχημική προσέγγιση εκτίμησης του οργανικού κλάσματος των επιφανειακών ιζημάτων του Στενού Μυτιλήνης Μυροφόρα Γ. Αμανατίδου (Α.Μ. ) Επιβλέπουσα: Μ. Καραντανέλλη, Επίκ. Καθηγήτρια ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Μυτιλήνη Μάρτιος 2010

2 UNIVERSITY OF THE AEGEAN SCHOOL OF THE ENVIRONMENT POSTGRADUATE PROGRAM MANAGEMENT OF COASTAL ZONES POSTGRADUATE THESIS Α Biochemical approach for the assessment of the organic fraction of surficial sediments: The case of Mytilene (Lesvos) Myrofora G. Amanatidou (Α.Μ. ) Supervisor: Dr. M. Karantanelli, Assistant Professor DEPARTMENT OF MARINE SCIENCES Mytilene March 2010

3 Μετά την ολοκλήρωση αυτής της επίπονης αλλά τόσο εποικοδομητικής προσπάθειας, θα ήθελα να ευχαριστήσω όσους με βοήθησαν κατά τη διάρκεια εκπόνησης της εργασίας. Οφείλω αρχικά να ευχαριστήσω την καθηγήτριά μου Αναπληρώτρια Καθηγήτρια του τμήματος Επιστημών της Θάλασσας, του Πανεπιστήμιου Αιγαίου, Δρ. Μ. Καραντανέλλη, η οποία ανέλαβε την επίβλεψη αυτής της εργασίας, καθοδηγώντας με αρμονικά από το πρώτο μέχρι το τελικό της στάδιο. Επίσης, να ευχαριστήσω τους συν-επιβλέποντες καθηγητές μου Δρ. Δ. Κίτσιου Επίκουρη Καθηγήτρια καθώς και τον Δρ. Γ. Κόκκορη Επίκουρο Καθηγητή. Θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα τον Δρ. Βασίλη Τρυγώνη, ο οποίος με βοήθησε στη χάραξη των βασικών κατευθυντήριων γραμμών της εργασίας και μου έδωσε πολλές χρήσιμες συμβουλές. Καθοριστική ήταν η συνδρομή του υποψήφιου διδάκτορα Θοδωρή Δάντση και της Δρ. Κατερίνας Δούμα, οι οποίοι συνέβαλαν στη δημιουργία ενός ιδανικού κλίματος δημιουργικότητας και συνεργατικότητας φιλοξενώντας με επί άπειρες ώρες στο γραφείο τους. Θα ήθελα ακόμη να αναφερθώ στους συμφοιτητές μου Λεωνίδα Βαρδάκα, Νίκο Κατσιάρα και Αντρέα Αληφαντή και να τους ευχαριστήσω για τη συνεργασία και τη φιλία τους σε όλη τη διάρκεια του μεταπτυχιακού. Πιστεύω ότι θα ήταν μεγάλη παράλειψή μου αν ξεχνούσα κάποια πρόσωπα, τα οποία αν και δεν είχαν ανάμιξη στην εργασία αυτή, έχουν συμβάλει σημαντικά στη διαμονή μου αυτά τα χρόνια στη Μυτιλήνη. Είναι οι Η. Μωράτη, Κ. Ντουράκη Χ. Καραβία, Ε. Ζωγράφου, και τους ευχαριστώ για την στήριξη και τη βοήθεια που μου προσφέρανε. Ολοκληρώνοντας θα ήθελα να απευθύνω ένα μεγάλο ευχαριστώ στους γονείς μου και στις αδελφές μου η ηθική υποστήριξη των οποίων ήταν πραγματικά ανεκτίμητη. Μιράντα Αμανατίδου Μάρτιος 2010

4 Περιεχόμενα 1.Εισαγωγή Αντικείμενο, σκοπός και στόχος εργασίας Θεωρητικό υπόβαθρο Θαλάσσιος Ευτροφισμός Ορισμοί που έχουν διατυπωθεί για τον ευτροφισμό στη διεθνή βιβλιογραφία Μηχανισμός Επιπτώσεις Εκτίμηση της οικολογικής κατάσταση με βάση τον ευτροφισμό όπως αναφέρονται σε ευρωπαϊκές, διεθνείς πολιτικές Η εκτίμηση του παράκτιου ευτροφισμού Μεταβλητές εκτίμησης ευτροφισμού Κλίμακες ευτροφισμού Μέθοδοι ανάλυσης δεδομένων για την εκτίμηση ευτροφισμού Δυσκολίες εκτίμησης του ευτροφισμού Μεθοδολογία Περιοχή μελέτης Γεωγραφική θέση και γεω-μορφολογικά χαρακτηριστικά Δίκτυο Σταθμών Δειγματοληψίας Μέθοδοι και υλικά Επιλεγμένες μεταβλητές Στατιστική Ανάλυση Αποτελέσματα και Συζήτηση Περιγραφική Στατιστική Γεωγραφικές θέσεις και κοκκομετρική σύσταση του ιζήματος των σταθμών δειγματοληψίας Περιεκτικότητα και βιοχημική σύσταση οργανικού άνθρακα στα θαλάσσια ιζήματα της περιοχής μελέτης Πρωτεΐνες Λιπίδια Υδατάνθρακες Λόγος Βιοχημικών Κλασμάτων PRTs/CHOs Λόγος CHOs/LIPs Βιοπολυμερικός Άνθρακας, BPC Κλάσμα του Βιοπολυμερικού Άνθρακα στον Οργανικό Άνθρακα, C-BPC Χλωροφύλλη α, Chl-a Συμπερασματολογική Στατιστική Ευτροφισμός και εμπλουτισμός των θαλάσσιων ιζημάτων σε οργανικό άνθρακα Λόγοι πρωτεΐνες / υδατάνθρακες και υδατάνθρακες / λιπίδια Πρωτογενής παραγωγή Βιοχημικοί δείκτες τροφικής κατάστασης Ανάλυση Cluster Analysis Συμπεράσματα...56 Βιβλιογραφία...59

5 Περίληψη Η παράκτια ζώνη αποτελεί εξόχως παραγωγικό σύστημα, με αποτέλεσμα η αυτόχθονη βιολογική παραγωγή να αποτελεί την κύρια πηγή οργανικής ύλης στα ιζήματα. Παράλληλα όμως η έντονη ανθρωπογενής δραστηριότητα που αναπτύσσεται στις περιοχές αυτές έχει ως αποτέλεσμα την απόρριψη επεξεργασμένων ή και ανεπεξέργαστων λυμάτων, των οποίων η ποσότητα και η ποιότητα αναμένεται να επηρεάζει την οργανική ύλη που καταλήγει στα επιφανειακά ιζήματα. Κατ επέκταση η ποσότητα και η σύσταση της οργανικής ύλης των ιζημάτων θα είναι συνάρτηση συνδυασμού παραγόντων, όπως οι πηγές προέλευσής της καθώς και οι φυσικοχημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην υπερκείμενη υδάτινη στήλη αλλά και στο ίδιο το ίζημα. Στόχος της παρούσας διατριβής εξειδίκευσης είναι η επεξεργασία της πληροφορίας που αφορά σε επιλεγμένες παραμέτρους που περιγράφουν το οργανικό κλάσμα των παράκτιων επιφανειακών ιζημάτων, και συγκεκριμένα στην αφθονία και στη βιοχημική σύσταση αυτών. Σκοπός αυτής είναι αφενός μεν να εκτιμηθούν οι πηγές προέλευσης της οργανικής ύλης αφετέρου δε να προσδιοριστεί η συμμετοχή των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων στην συσσώρευση, κατανομή και ποιότητα του οργανικού κλάσματος των επιφανειακών ιζημάτων. Το βασικό εργαλείο που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία, είναι ένα εννοιολογικό μοντέλο με βάση το ευκίνητο κλάσμα του οργανικού άνθρακα. Το μοντέλο αυτό, λόγω της τροφοδυναμικής και διαγενετικής φύσης της ευκίνητης οργανικής ύλης, είναι πολύ ευαίσθητο στις μεταβολές της τροφικής κατάστασης του συστήματος. Πραγματοποιήθηκε ποιοτική διάκριση των περιοχών ανάλογα με την προέλευση, την ηλικία, την ενεργειακή αξία και τις διεργασίες μετατροπής του εισερχόμενου/περιεχόμενου οργανικού άνθρακα στα βενθικά ιζήματα. Η ύπαρξη λειμώνων Ποσειδωνίας σε όλη την παράκτια περιοχή του στενού, είναι καθοριστική στη διαμόρφωση του διατροφικού προφίλ της περιοχής. Το γενικό μοτίβο της τροφικής κατάστασης ταιριάζει με το μοτίβο των ολιγοτροφικών συστημάτων, που απαντώνται σε όλο το Αιγαίο Πέλαγος. Ωστόσο, οι σημαντικές χωρικές διαφοροποιήσεις των μεταβλητών, που επιλέχθηκαν, μας επιτρέπουν τη διάκριση των σταθμών δειγματοληψίας. Το γεγονός ότι, παρατηρείται σαφής κυριαρχία των υδατανθράκων έναντι των υπόλοιπων βιοχημικών τάξεων, σε συνδυασμό με τις υψηλές τιμές ευκίνητου οργανικού άνθρακα, αλλά και την αδυναμία συσχέτισης της χλωροφύλλης με τον οργανικό άνθρακα οδηγεί τα συμπεράσματα μας προς τη διάκριση των περιοχών. Έτσι, αναδεικνύεται η υψηλή διακριτική ικανότητα των βιοχημικών μεταβλητών που επιλέχθηκαν στην μελέτη της τροφικής κατάστασης και κατ επέκταση της περιβαλλοντικής ποιότητας του παράκτιου οικοσυστήματος.

6 1.Εισαγωγή Η αδιάκριτη χρήση των φυσικών πόρων του πλανήτη προκαλεί σταδιακά την αλλοίωση των πρότερων φυσικών συνθηκών της γης. Τα αποτελέσματα της είναι πλέον φανερά τόσο στα ποικίλα ενδιαιτήματα των οργανισμών και στη βιοποικιλότητά τους όσο και στους ρυθμούς των βιογεωχημικών κύκλων. (Vitousek et al., 1997). Η Μεσόγειος όντας μια ημίκλειστη λεκάνη απειλείται διαρκώς από την εντατικές και εκτεταμένες ανθρωπογενείς επιδράσεις. Οι καταστροφικές οικολογικές συνέπειες είναι ολοένα και πιο εμφανείς (Tuckey et al., 1999) ακόμα και στην ανοιχτή θάλασσα ( Danovaro et al., 2001; Danovaro et al., 2003). Εκτεταμένες και αβαθείς περιοχές της Μεσογείου, όπως η Αδριατική θάλασσα, αλλά και πολλές περιοχές του Αιγαίου, υποβάλλονται σε έντονη ανθρώπινη εκμετάλλευση των ανανεώσιμων πόρων και αντιμετωπίζουν ολοένα και πιο έντονα το φαινόμενο του ευτροφισμού, της παράκτιας υποβάθμισης και την απώλεια της ποιότητας τοπίου. (Poulos et al., 2000) Τα ελληνικά παράκτια ύδατα, φαίνεται να απειλούνται, παρότι η γενική κατάσταση τους έχει καταγραφεί ως ολιγοτροφική. Προβλήματα ευτροφισμού έχουν καταγραφεί σε αρκετές παράκτιες περιοχές που δέχονται αστικά και βιομηχανικά λύματα, αλλά και εισροές από ποτάμια και γεωργικές δραστηριότητες (Pagou, 1990; Pagou, 2005; Pagou & Ignatiades, 1988; Pagou & Ignatiades, 1990; Gotsis & Skretas, 1995; Karageorgis et al., 2005). Σύμφωνα με Έκθεση της UNEP/MAP/WHO (2004), στην Ελλάδα υπάρχουν 63 περιοχές με πληθυσμό πάνω από κατοίκους, που βρίσκονται κοντά σε ακτές με συνολικό πληθυσμό 7,2 εκατ. ανθρώπους. Εικόνα 1 Περιοχές στην Ελλάδα με φαινόμενα ευτροφισμού (Pagou, 1990).

7 Περισσότερο από το 60% κατοικεί στις ευρύτερες περιοχές της Αθήνας και της Θεσσαλονίκης που βρίσκονται στις πιο διαταραγμένες ελληνικές παράκτιες περιοχές από πλευράς ανθρωπογενούς εμπλουτισμού σε θρεπτικά, τον Σαρωνικό και Θερμαϊκό κόλπο. Άλλες περιοχές στις οποίες έχουν καταγραφεί προβλήματα ευτροφισμού είναι οι κόλποι του Παγασητικού, Αλεξανδρούπολης, Καβάλας, Αμβρακικού, Καλλονής, Γέρας, Αργολικός και κάποιες λιμνοθάλασσες, όπως του Παππά στην Βόρεια Πελλοπόνησο και της Βάσοβας, στην κεντρική Μακεδονία (Historical review of eutrophication phenomena country by country UNEP(DEPI)/MED WG.321/Inf.6 Page 23). 1.1Αντικείμενο, σκοπός και στόχος εργασίας Η παράκτια ζώνη αποτελεί εξόχως παραγωγικό σύστημα, με αποτέλεσμα η αυτόχθονη βιολογική παραγωγή να αποτελεί την κύρια πηγή οργανικής ύλης στα ιζήματα. Παράλληλα όμως η έντονη ανθρωπογενής δραστηριότητα που αναπτύσσεται στις περιοχές αυτές έχει σαν αποτέλεσμα την απόρριψη επεξεργασμένων ή και ανεπεξέργαστων λυμάτων, των οποίων η ποσότητα και η ποιότητα αναμένεται να επηρεάζει την οργανική ύλη που καταλήγει στα επιφανειακά ιζήματα. Κατ επέκταση η ποσότητα και η σύσταση της οργανικής ύλης των ιζημάτων θα είναι συνάρτηση συνδυασμού παραγόντων, πως οι πηγές προέλευσής της καθώς και οι φυσικοχημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην υπερκείμενη υδάτινη στήλη αλλά και στο ίδιο το ίζημα. Στόχος της παρούσας διατριβής εξειδίκευσης είναι η επεξεργασία της πληροφορίας που αφορά σε επιλεγμένες παραμέτρους που περιγράφουν το οργανικό κλάσμα των παράκτιων επιφανειακών ιζημάτων, και συγκεκριμένα στην αφθονία και στη βιοχημική σύσταση αυτών. Σκοπός αυτής είναι αφενός μεν να εκτιμηθούν οι πηγές προέλευσης της οργανικής ύλης αφετέρου δε προσδιοριστεί η συμμετοχή των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων στην συσσώρευση, κατανομή και ποιότητα του οργανικού κλάσματος των επιφανειακών ιημάτων. Η παρούσα εργασία εντάσσεται στα πλαίσια του Κοινοτικού Προγράμματος Interreg IIIA, Gr-Cy ( ) με τίτλο "Διερεύνηση των Επιπτώσεων των Ανθρωπογενών Δραστηριοτήτων στην Ποιότητα του Παράκτιου Περιβάλλοντος και Ανάδειξη Δεικτών Περιβαλλοντικής Ποιότητας στα Πλαίσια Διαχείρισης της Παράκτιας Ζώνης, σύμφωνα με την Οδηγία 2000/60".

8 2. Θεωρητικό υπόβαθρο 2.1 Θαλάσσιος Ευτροφισμός Ο ευτροφισμός είναι η πιο μελετημένη μορφή διαταραχής του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Ο θαλάσσιος ευτροφισμός, καταρχήν, αποτελεί φυσικό φαινόμενο, που προκύπτει από τις αυτόχθονες θαλάσσιες διεργασίες. Δεν μπορεί να θεωρηθεί ρύπανση με τη στενή έννοια του όρου, μιας και οι κύριες ουσίες που τον προκαλούν (ανόργανα άλατα του αζώτου και του φωσφόρου καθώς και η χλωροφύλλη) αποτελούν αυτοτροφικά στοιχεία του συστήματος. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, σε περιπτώσεις που λαμβάνει ανεξέλεγκτες διαστάσεις, είναι στενά συνδεδεμένος με την έννοια της ρύπανσης του θαλάσσιου οικοσυστήματος και οι επιπτώσεις του μπορούν να συγκριθούν με αυτές που οφείλονται σε ρυπογόνους ή τοξικούς παράγοντες. Όλοι οι ορισμοί, που έχουν κατά καιρούς διατυπωθεί στην διεθνή βιβλιογραφία, συμφωνούν σε ένα σημείο: εξετάζουν τον ευτροφισμό σαν μορφή διαταραχής και όχι σαν μορφή ρύπανσης. Ο όρος εύτροφος για το θαλάσσιο περιβάλλον, γενικά, συνδέεται με την πληθώρα θρεπτικών αλάτων και η διεργασία ευτροφισμός, χρησιμοποιείται σήμερα με την έννοια της τεχνητής προσθήκης στον θαλάσσιο αποδέκτη θρεπτικών αλάτων, κυρίως αζώτου και φωσφόρου, για να περιγράψει ακριβώς αυτή την σταδιακή αύξηση στις τιμές των συγκεντρώσεων τους στο νερό, οι οποίες σε φυσιολογικές συνθήκες κυμαίνονται συνήθως σε σχετικά χαμηλά επίπεδα (Ryther & Dunstan, 1971; Jorgensen, 1983; Nixon, 1995). O Ευτροφισμός μπορεί να θεωρηθεί ως μια εδραιωμένη σχέση μεταξύ των συγκεντρώσεων θρεπτικών ουσιών και την αύξηση βιομάζας φυτοπλαγκτoύ. Ωστόσο, μια σειρά από ορισμούς έχει προταθεί από διάφορους συγγραφείς καθώς και οργανισμούς. 2.2 Ορισμοί που έχουν διατυπωθεί για τον ευτροφισμό στη διεθνή βιβλιογραφία Οι επικρατέστεροι ορισμοί για τον ευτροφισμό, που αναφέρονται στη διεθνή βιβλιογραφία, είναι οι παρακάτω: Ορισμοί με έμφαση στα θρεπτικά από ανόργανη ύλη: Ευτροφισμός είναι η αύξηση του ρυθμού ανάπτυξης των φυκών, που προκύπτει από την αύξηση του ρυθμού παροχής θρεπτικών αλάτων στο θαλάσσιο περιβάλλον, και οι επιπτώσεις της (Steele, 1976). Ευτροφισμός είναι η διεργασία κατά την οποία νερά, που έχουν εμπλουτισθεί με θρεπτικά άλατα, κυρίως N και P, προάγουν την πρωτογενή παραγωγή υπό ευνοϊκές συνθήκες (Vollenweider, 1968; 1981) Ευτροφισμός είναι το σύνολο των διεργασιών που είναι υπεύθυνο για τη μεταβολή του τροφικού καθεστώτος της υδάτινης μάζας, με αύξηση των πηγών θρεπτικών αλάτων. (Richardson & Jorgensen, 1996)

9 Ορισμοί με έμφαση στην οργανική ύλη Ευτροφισμός είναι η αύξηση του ρυθμού παροχής οργανικής ύλης σε ένα οικοσύστημα. (Nixon, 1995) Ο Ευτροφισμός ορίζεται ως μία περιβαλλοντική διαταραχή που προκαλείται από περίσσεια στο ρυθμό παροχής οργανικού υλικού (Προτείνεται στο UNEP(DEC)/MED WG.231/14, 2003) Η φύση του ευτροφισμού ως εγγενούς χαρακτηριστικού των οικοσυστημάτων επιβάλλει τον ορισμό του φυσικού έναντι του ανθρωπογενούς ευτροφισμού : Φυσικός ευτροφισμός είναι η σχετικά βραδεία διαδικασία (τάξης μεγέθους ετών), που επιτρέπει στο οικοσύστημα να εξελιχθεί και να προσαρμοσθεί στις καινούργιες τροφικές συνθήκες. Αντίθετα ο ανθρωπογενής ευτροφισμός εισάγει αιφνίδιες αλλαγές (τάξης μεγέθους 10 ετών ή και λιγότερο) και καταλήγει σε διαταραχή της ισορροπίας του οικοσυστήματος, σε περιβάλλον υπό πίεση και πιθανό ουσιαστικό κίνδυνο του έμβιου παράγοντα (Stirn, 1988). Η ανάγκη διαφοροποίησης του από τους τοξικούς ρύπους ώστε να θεωρηθεί ως διαταραχή του συστήματος και όχι ως ρύπανση φαίνεται στον παρακάτω ορισμό: Ο Ευτροφισμός συμβαίνει όταν γίνεται προσθήκη θρεπτικών στο νερό τα οποία μπορούν να θεωρηθούν ρυπογόνο φορτίο υπό την προϋπόθεση ότι δεν είναι τοξικές ουσίες και υπό την προϋπόθεση ότι υπάρχει αρκετό φως για να αυξήσει αυτοτροφική και ετεροτροφική ανάπτυξη (Gray,1992). Στα ολιγότροφα οικοσυστήματα, τα αποτελέσματα μιας ελεγχόμενης αύξησης στις συγκεντρώσεις των θρεπτικών αλάτων είναι δυνατόν να είναι θετικά, οπότε χαρακτηρίζονται ως εμπλουτισμός (Clark, 1989; Gray, 1992 ) και οδηγούν στην γρήγορη ανάπτυξη αυτότροφων και ετερότροφων μελών στην τροφική αλυσίδα, σε συνδυασμό με την ύπαρξη επάρκειας της φωτεινής ακτινοβολίας, και την απουσία τοξικών ουσιών. Ανάμεσα στον ευτροφισμό και στον εμπλουτισμό ο Vollenveider (1992), θέτει σαν βασικό διαχωριστικό κριτήριο το γεγονός ότι ο ευτροφισμός ευθύνεται για την αλλαγή στην βιοποικιλότητα ενός οικοσυστήματος. 2.3 Μηχανισμός Στην προσέγγιση του μηχανισμού του ευτροφισμού, η ανάπτυξη του φυτοπλαγκτόν αποτελεί την κυρίαρχη διεργασία και η πρωτογενής παραγωγή, αντιπροσωπεύοντας την σύνθεση ουσιαστικά της οργανικής ύλης, είναι δυνατό να παρασταθεί με την αντίδραση: Φως + Διοξείδιο του άνθρακα + Νερό Γλυκόζη + Οξυγόνο Το φυτοπλαγκτόν αποτελείται κυρίως από άνθρακα, οξυγόνο, υδρογόνο, άζωτο και φωσφόρο, και παρόλο που η χημική σύνθεση της φυτοπλαγκτόν δεν είναι σταθερή, σε μεγάλο βαθμό αντικατοπτρίζεται στην συγκέντρωση των κυρίαρχων θρεπτικών αλάτων στην υδάτινη μάζα. Η έννοια του περιοριστικού παράγοντα, που αναπτύχθηκε ως ο «νόμος του ελάχιστου», αναφέρεται στο γεγονός ότι η ανάπτυξη του κάθε οργανισμού, καθορίζεται από την ανάλογη αφθονία θρεπτικών ουσιών που, σε σχέση με τις ανάγκες του οργανισμού, είναι ελάχιστες στο περιβάλλον (Hutchinson; 1970). Η ανάπτυξη των οργανισμών μπορεί να περιορίζεται από συνδυασμό θρεπτικών αλάτων (σύμφωνα με το «νόμο του ελάχιστου») και η σύνθεση μπορεί να ποικίλει ανάλογα με το οικοσύστημα, ωστόσο, η ανάπτυξη δεν φτάνει στο μέγιστο της παρά μόνο όταν τα θρεπτικά έχουν

10 χρησιμοποιηθεί - εντωμεταξύ ο ρυθμός ανάπτυξης επιβραδύνεται σταδιακά καθώς τα θρεπτικά εξαντλούνται- για να σταματήσει τελικά. (Jorgensen; 1983). Ο μηχανισμός του μπορεί αρκετά περιεκτικά να συνοψιστεί στα παρακάτω φαινόμενα διεργασίες: 1. Αύξηση της ταχύτητας βιοσύνθεσης οργανικής ύλης με αύξηση των ανόργανων θρεπτικών μέσω του φωτοσυνθετικού μηχανισμού. Σε ακραίες περιπτώσεις είναι δυνατόν το σύστημα να οδηγηθεί σε φυτοπλαγκτονικές εξάρσεις, επιπλέουσα οργανική ύλη με φυσαλίδες έντονη αύξηση του φυτοβένθους δηλαδή μακροφυκών και άλλων μακροφύτων. 2. Πρόκληση δευτερογενών φαινομένων όπως: υπερβολική ανάπτυξη βακτηρίων και μυκήτων. επίδραση στην διαφάνεια των παρακτίων υδάτων. Η θολερότητα που δημιουργείται απωθεί τους λουόμενους και υποβαθμίζει την ποιότητα των νερών για κολύμβηση και γενικότερα για αναψυχή. αύξηση φυτοπλαγκτονικών ειδών, που μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα όπως δερματίτιδες, ερεθισμό στα μάτια, ή ακόμη και διάρροιες σε ευαίσθητα άτομα με την κατάποση θαλασσινού νερού. 3. Κατανάλωση οξυγόνου για την αποδόμηση της οργανικής ύλης σε ακραίες περιπτώσεις ευτροφισμού που οδηγεί σε συνθήκες υποξίας ή και ανοξίας. έκλυση αερίων όπως μεθάνιο, υδρόθειο και αμμωνία που συνδέονται με ανοξικές συνθήκες και συνοδεύονται από δυσμενείς επιπτώσεις στην ποιότητα του παράκτιου χώρου. Επιπλέον το υδρόθειο προκαλεί έντονη δυσοσμία. 4. Ανάπτυξη τοξικών φυτοπλακτονικών ειδών σε εύτροφες συνθήκες (Vollenweider, 1992). Οι εξαιρετικά επικίνδυνες φυτοτοξίνες τους βιοσυσσωρεύονται σε δίθυρα τα οποία εάν καταναλωθούν από τον άνθρωπο προκαλούν σοβαρά προβλήματα υγείας όπως διαρροϊκό σύνδρομο, παράλυση, αμνησία ακόμα και θάνατο. (Καρύδης & Τσιρτσής, 2008) Στο Σχήμα 1, παρουσιάζεται ένα εννοιολογικό διάγραμμα των διεργασιών ευτροφισμού για την καλύτερη αντίληψη του μηχανισμού που διέπει των ευτροφισμό.

11 Διεπιφανειακές ροές θρεπτικών Εισροές θρεπτικών Αυξημένα (χειμώνας) DIN & DIP συγκεντρώσεις και λόγοι θρεπτικών Περιβαλλοντικοί παράγοντες Φυσικές και υδροδυναμικές πτυχές και κμ1(λιμαν)ατολογικές συνθήκες Κατά την περίοδο ανάπτυξης Ωχληση / ροές τοξικών φυκών Αύξηση φυτοπλαγκτονικής βιομάζας (Chl-a) Αύξηση θολερότητας Μείωση φωτός Μάκροφυτοβένθος βιομάζα & πρωτογενής ή Αύξηση πρωτογενούς παραγωγής Κατά την περίοδο ανάπτυξης Ωχληση / ροές τοξικών φυκών Αύξηση φυτοπλαγκτονική ς Μετατόπιση βιομάζας (Chl-a) από μακράς διάρκειας ζωής σε βραχύβια είδη μακρόφυτων Αύξηση θολερότητας Μείωση φωτός Οργανική Ύλη Αύξηση βακτηρίων Περιεχόμενο Οξυγόνο Αφρός Φύκη Θάνατοι ζωοβένθους- ψαριών και της βενθικής κοινότητας Δομή οικοσυστήματος Σχήμα 1 Εννοιολογικό διάγραμμα μηχανισμού ευτροφισμού

12 2.4 Επιπτώσεις Ο ευτροφισμός επιδρά αρνητικά στα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά του νερού, με άμεση συνέπεια την υποβάθμιση της ποιότητάς του. Ως φυσικά χαρακτηριστικά του νερού ορίζονται: α) η διαφάνειά του (μετριέται με το δίσκο Secchi), η οποία μειώνεται όταν επικρατεί το φαινόμενου του ευτροφισμού, β) τα στερεά υλικά που περιέχει, γ) η οσμή του (δυσάρεστες οσμές που προέρχονται από το νερό υποδηλώνουν παρουσία οργανικού υλικού σε αποσάθρωση ή παραγωγή υδρόθειου), δ) η θερμοκρασία του και ε) το χρώμα του (πρασινωπός χρωματισμός του νερού παραπέμπει σε συνθήκες ευτροφισμού). Ως χημικά χαρακτηριστικά του νερού ορίζονται: α) τα ανιόντα και κατιόντα που περιέχει (πρόβλημα στην ποιότητα του νερού υφίσταται όταν οι συγκεντρώσεις που παρατηρούνται είναι υψηλότερες των φυσικά μετρούμενων), β) τα μη-ιοντικά στοιχεία του (προβληματική θεωρείται η παρουσία διοξειδίου του πυριτίου σε αιωρούμενα στερεά, κυρίως σε περιοχές βιομηχανικών εργασιών), γ) τα ανόργανα στοιχεία ανθρώπινης προέλευσης που περιέχει (κυρίως βαρέα μέταλλα που προκαλούν τοξικότητα στους διάφορους οργανισμούς), δ) τα θρεπτικά συστατικά ανθρωπογενούς προέλευσης που περιέχει (κυρίως νάτριο και φώσφορος), τα οποία και βρίσκονται είτε σε οργανική, είτε σε ανόργανη μορφή, ε) η ραδιενέργεια (ραδιενεργές ουσίες ενδέχεται να βρεθούν σε επιφανειακά στρώματα νερού είτε προερχόμενες από λύματα πυρηνικών εργοστασίων, είτε ως αποτέλεσμα χρήσης πυρηνικών όπλων), στ) το ph, ζ) η ισορροπία άνθρακα, η) η αλκαλικότητα και η αγωγιμότητα του, ι) η σκληρότητα του, ια) το οργανικό υλικό που διαθέτει και ιβ) το διαλυμένο οξυγόνο (Μιχελακάκη, 2006) Οι επιπτώσεις του ευτροφισμού στο θαλάσσιο σύστημα αναφέρονται από το European Environment Agency (2001) ως εξής : Μεταβολές στη δομή και λειτουργία του θαλάσσιου οικοσυστήματος Ελάττωση βιοποικιλότητας Ελάττωση του φυσικού πλούτου βαθύβιων ψαριών και μαλακίων Υποβαθμισμένη ποιότητα ψαριών και μαλακίων που προέρχονται από μονάδες υδατοκαλλιέργειας Υποβάθμιση τουριστικών περιοχών Οι επιπτώσεις του ευτροφισμού αναφέρονται ως πρωτογενείς και δευτερογενείς. Συγκεκριμένα στις αρχικές ή πρωτογενείς επιπτώσεις του ευτροφισμού, εκτός από την αύξηση της βιομάζας, παρατηρείται και μια μεταβολή καταρχήν στη σύνθεση των ειδών των βενθικών οργανισμών και εν συνεχεία στο μέγεθος της δομής της φυτοπλαγκτονικής κοινωνίας, γεγονός που επηρεάζει τη ροή ενέργειας ολόκληρου του οικοσυστηματος (Hagerman et al., 1996 ; Kiorboe, 1996). Η επιπλέον πίεση που δέχεται ένα οικοσύστημα σε κατάσταση αρχικών επιπτώσεων, από την παρατεταμένη εφαρμογή εύτροφων τάσεων, οδηγεί στη δημιουργία δευτερογενών επιπτώσεων όπως η ισχυρή μείωση του βάθους διείσδυσης της φωτεινής δέσμης στην υδάτινη στήλη, αφενός λόγω της απορρόφησης του φωτός από τις φωτοσυνθετικές χρωστικές του φυτοπλαγκτόν (χλωροφύλλη και κερατινοειδή) (Morel & Prieur, 1977) και αφετέρου λόγω σκεδασμού οφειλόμενου στην παρουσία φυτοπλαγκτονικών κυττάρων και νεκρής σωματιδιακής ύλης (Stenberg et al., 1974). Σαν ένα άλλο δευτερογενές σύμπτωμα του ευτροφισμού, χαρακτηρίζονται κάποιες φυτοπλαγκτονικές εξάρσεις (algal blooms), τοξικές ή μη, οι οποίες συνεπάγονται ταχύτατη ανάπτυξη και υψηλή συγκέντρωση βιομάζας ενός, του επικρετέστερου φυτοπλαγκτονικού είδους. Στην εικόνα 2,

13 παρουσιάζονται οι επιπτώσεις των εξάρσεων των επιβλαβών φυκών στα παράκτια οικοσυστήματα. Ωστόσο, ο ευτροφισμός δεν φαίνεται να συνδέεται πάντα με τη δημιουργία τοξικών φυτοπλαγκτονικών εξάρσεων (Noe-Nygaard et al., 1987). Από τα πλέον σοβαρά και παγκόσμια διαδεδομένα συμπτώματα ακραίων ευτροφικών συνθηκών, είναι τα φαινόμενα της υποξίας ή και της ανοξίας των βαθέων υδάτων, σαν αποτέλεσμα της αύξησης της φυτοπλαγκτονικής βιομάζας. Η συνεχιζόμενη προσθήκη θρεπτικών αλάτων είναι δυνατόν να επιφέρει ραγδαίους ρυθμούς ανάπτυξης φυτικής παραγωγής και αδυναμία ελέγχου της από τους ετερότροφους θηρευτές με τελική σημαντική παραγωγή οργανικού φορτίου. Εικόνα 2 Επιπτώσεις των εξάρσεων επιβλαβών φυκών στο παράκτιο οικοσύστημα (Pagou, 1990) Οι μικροβιακές διεργασίες που συνδέονται με την αποδόμηση της οργανικής ύλης, καταναλώνουν το διαθέσιμο οξυγόνο στα κατώτερα στρώματα της υδάτινης στήλης, προκαλώντας μια έντονη μείωση του στα περιβάλλοντα ύδατα. Σε ιδιαίτερα ακραίες περιπτώσεις η υποξία μετατρέπεται στους κατώτερους υδάτινους ορίζοντες σε ανοξία, ενισχύεται η παραγωγή υδρόθειου στο ίζημα και θειοβακτηριακές κοινωνίες επικρατούν στο βένθος (Jorgensen, 1996).

14 2.5 Eυρωπαϊκές, διεθνείς πολιτικές για την εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης. Ο Ευτροφισμός αναφέρεται σε διάφορες ευρωπαϊκές οδηγίες και άλλες διεθνείς αλλά και εθνικές συνθήκες-συμβάσεις ως κριτήριο αξιολόγησης της οικολογικής κατάστασης των θαλάσσιων οικοσυστημάτων αλλά και ως εργαλείο επιτήρησης της επίτευξης και διατήρησης της υψηλής έως καλής οικολογικής κατάστασης. Ξεκινώντας από τη δεκαετία του 1980 και του 1990, μια σειρά διεθνών συμβάσεων αναφέρουν των ευτροφισμό των θαλάσσιων υδάτων, συμπεριλαμβανομένων της OSPAR (του Βορειοανατολικού Ατλαντικού) και της HELCOM (στη Βαλτική Θάλασσα). Πίνακας 1 Πίνακας ορισμού της οικολογικής κατάστασης με βάση τον ευτροφισμό Οικολογική κατάσταση Οδηγία πλαίσιο για τα νερά WFD 2000 Οδηγία UWWT 91/271/EEC Οδηγία για Νιτρικά 91/676 ΕΚ Σύμβαση OSPAR Υψηλή Σχεδόν αδιατάραχτες Όχι εύτροφη Όχι εύτροφη, Διαταραγμένο συνθήκες. Δεν απαιτείται χαρακτηρισμός Δεν απαιτείται χαρακτηρισμός οικοσύστημα. της περιοχής ως ευαίσθητη. της περιοχής ως ρυπασμένη. Καλή Μικρή αλλαγή στη Εύτροφη ή Εύτροφη ή Διαταραγμένο σύνθεση της με τάση ευτροφισμού στο με τάση ευτροφισμού στο οικοσύστημα. βιομάζας. άμεσο μέλλον. άμεσο μέλλον. Απαιτείται χαρακτηρισμός της Δεν απαιτείται χαρακτηρισμός περιοχής ως ευαίσθητη. της περιοχής ως ρυπασμένη. Μέτρια Μέτρια αλλαγή της Εύτροφη Ύδατα με ρύπανση, Διαταραγμένο σύνθεσης της Απαιτείται χαρακτηρισμός της χαρακτηρισμός της περιοχής οικοσύστημα. βιομάζας. περιοχής ως ευαίσθητη. Ζώνη Ευπρόσβλητη σε Νιτρικά ιόντα NVZ. Ελλιπής Σημαντική αλλαγή Εύτροφη Ύδατα με ρύπανση, Διαταραγμένο της βιοκοινότητας. Απαιτείται χαρακτηρισμός της χαρακτηρισμός της περιοχής οικοσύστημα. περιοχής ως ευαίσθητη. ως Ζώνη Ευπρόσβλητη σε Νιτρικά ιόντα NVZ. Κακή Σοβαρή αλλαγή της Εύτροφη Ύδατα με ρύπανση, Διαταραγμένο βιοκοινότητας. Απαιτείται χαρακτηρισμός της χαρακτηρισμός της περιοχής οικοσύστημα. περιοχής ως ευαίσθητη. ως Ζώνη Ευπρόσβλητη σε Νιτρικά ιόντα NVZ. Στους Πίνακες 1 και 2 παρουσιάζεται το πώς ο ευτροφισμός ορίζεται και αξιολογείται στις ευρωπαϊκές κοινοτικές οδηγίες καθώς και σε άλλους περιφερειακούς φορείς που παρουσιάζονται, κυρίως στις διεθνείς συμβάσεις για τη θάλασσα OSPAR και HELCOM ( Η αναφορά στις τελευταίες γίνεται λόγω της μακρόχρονης παρακολούθησης και των σχεδίων αξιολόγησης που πραγματοποιούν), όπως παρατίθενται στην ενδιάμεση μελέτη (EC, 2005) Προπαρασκευή ενός κατευθυντήριου έγγραφου για την εκτίμηση του ευτροφισμού. Από τη στιγμή που το παράκτιο περιβάλλον χαρακτηρίζεται ως εύτροφο, η απόκλιση από τις υγιείς

15 οικολογικές συνθήκες μπορεί να προσεγγιστεί από διαφορετικές πλευρές. Για παράδειγμα, μπορεί να οριστεί ως ευαίσθητο από την οδηγία UWWT (EU Urban Waste Water Treatment Directive) ή ως Ζώνη Ευπρόσβλητη σε Νιτρικά Ιόντα NVZ από την οδηγία για Νιτρικά και ως Διαταραγμένο οικοσύστημα από την OSPAR. Όποιος και αν είναι ο ορισμός με βάση τις διάφορες οδηγίες όλες δίνουν έμφαση στις σχέσεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των βιοκοινοτήτων και του αβιοτικού περιβάλλοντος στο οποίο αναπτύσσονται. Η έννοια του οικοσυστήματος περιλαμβάνει την εκτίμηση του τρόπου που οι βιοκοινότητες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και με το αβιοτικό περιβάλλον ώστε να συμβιώσουν και αναπτυχθούν (Pianka, 2000). Ο όρος υγιές οικοσύστημα αποδίδεται σε ένα αδιατάραχτο οικοσύστημα. Ένα τέτοιο οικοσύστημα λειτουργεί καλά και διαθέτει μηχανισμούς και δυνατότητες αντίστασης και ανάκαμψης από πιθανή διαταραχή. Αυτά τα χαρακτηριστικά του οικοσυστήματος που αναφέρονται στην ανεκτικότητα και στην προσαρμοστικότητα των οικοσυστημάτων είναι τα χαρακτηριστικά που καθιστούν περίπλοκη την ποσοτικοποίηση της εκτίμησης της οικολογικής κατάστασης. Η ανάγκη που προκύπτει για την παρακολούθηση και την εκτίμηση του θαλάσσιου ευτροφισμού επικυρώνεται από τις διάφορες οδηγίες στις εθνικές και διεθνείς πολιτικές, όπως παρουσιάζονται στον Πίνακα 2 και καθιστά αναπόφευκτο τον καθορισμό δεικτών, ορίων και τιμών αναφοράς. Η ανταπόκριση στις απαιτήσεις των οδηγιών όμως, παρουσιάζεται πολύ παραστατικά στο διάγραμμα από την οδηγία πλαίσιο για το νερό WFD 2000, όπου φαίνεται η έλλειψη εθνικής στρατηγικής σχεδιασμού για την παρακολούθηση της ποιότητας των υδάτων. Εικόνα 3 Ποσοστό των επιφανειακών υδάτινων μαζών που κινδυνεύουν να μην ανταποκριθούν στο στόχο της WFD(Water Frame Directive) ανά κράτος μέλος

16 Πίνακας 2 Συγκεντρωτικός πίνακας οδηγιών που απαιτούν την παρακολούθηση και εκτίμηση του ευτροφισμού στα θαλάσσια οικοσυστήματα Οδηγία/Πολιτική 2. 6 Η ε κ τ ί μ η σ η π α ρ ά κ τ ι ο υ ε υ τ ρ ο. 2 Απαίτηση εκτίμησης Ευτροφισμού WFD 2000 Πληρότητα στην εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης όπου ο εμπλουτισμός σε θρεπτικά UWWTD 91/271/EEC Οδηγία για τα Νιτρικά 91/676 ΕΚ Οδηγία για τα ενδιαιτήματα 92/43/ΕΟΚ Οδηγία για τα τ οστρακόδερμα 79/923/ΕΟΚ ο Οδηγία για τα υ ύδατα κολύμβησης 2006/7/ΕΚ Σύμβαση OSPAR Στρατηγική για τον ευτροφισμό Σύμβαση HELCOM Σύμβαση της Βαρκελώνης Στρατηγικό πρόγραμμα δράσης (SAP) με απεύθυνση σε χερσαίες πηγές LBS επηρεάζει τη βιολογικά και φυσικοχημικά στοιχεία ποιότητας Υποστήριξη προστατευμένων περιοχών και των απαιτήσεων της οδηγίας UWWTD και της οδηγίας για τα Νιτρικά Ταυτοποίηση Ευαίσθητων περιοχών σύμφωνα με τα κριτήρια του ANNEX IIA (π.χ. υδάτινες μάζες που είναι ή μπορεί να γίνουν εύτροφες στο κοντινό μέλλον) Ταυτοποίηση των μολυσμένων ρυπασμένων ύδατα και να ορισμός των λεκανών απορροής τους ως Ζώνες Ευαίσθητες σε Νιτρικά Αν υπάρχουν απειλούμενα είδη ή ενδιαιτήματα Καμία ιδιαίτερη απαίτηση για εκτίμηση του ευτροφισμού Καμία ιδιαίτερη απαίτηση για εκτίμηση ευτροφισμού αλλά οι κατευθυντήριες και επιβαλλόμενες τιμές διαύγειας είναι σαφώς συνδεδεμένα με τον ευτροφισμό Σαφείς απαιτήσεις για εκτίμηση της τροφικής κατάστασης των υδάτων σε θαλάσσιες περιοχές OSPAR χρησιμοποιώντας την κοινή διαδικασία της OSPAR (συγκεκριμένα την πλήρη διαδικασία) Σαφείς απαιτήσεις σχετικά με την ποσοτικοποίηση και εκτίμηση εκπομπών, απορρίψεων, απωλειών και εισροών όπως επίσης συγκεντρώσεων και φαινόμενων στην Βαλτική θάλασσα Το πρόγραμμα SAP ορίζει τον ευτροφισμό σαν αποτέλεσμα εισροών θρεπτικών από ποτάμια και λύματα σε παράκτια ύδατα όπως λιμνοθάλασσες, εκβολές, λιμάνια και παράκτιες περιοχές που γειτονεύουν με εκβολές ποταμών έτσι ώστε να αναλαμβάνονται δράσεις με σκοπό τη μείωση εισροών θρεπτικών από χερσαίες πηγές (LBS). Ελάχιστες απαιτήσεις παρακολούθησης σχετικά με τον ευτροφισμό Φυτοπλαγκτόν (6 μήνες), υδατική βλάστηση (3 μήνες), μάκρο-ασπόνδυλα (3 χρόνια), ψάρια (3 χρόνια). Υδρομορφολογικά στοιχεία ποιότητας (Υδρολογική συνέχεια 1 μήνας, άλλα 3 χρόνια) Φυσικοχημικά στοιχεία ποιότητας (3 μήνες) Επανεξέταση των ευαίσθητων περιοχών και ορισμός καινούργιων τουλάχιστον κάθε 4 χρόνια. Επανεξέταση της κλίμακας ευτροφισμού στα επιφανειακά ύδατα τουλάχιστον κάθε 4 χρόνια. Καμία Διαλυμένο οξυγόνο (μηνιαίος) και τοξικά άλγη. Διαύγεια (κάθε δεκαπενθήμερο),ph,do, νιτρικά και φωσφορικά (όταν η ποιότητα του νερού είναι υποβαθμισμένη). Αμμωνία και άζωτο (Kjeldahl) όταν υπάρχει τάση ευτροφισμού. Παρακολούθηση επιλεγμένων παραμέτρων για τον εμπλουτισμό σε θρεπτικά, άμεσες επιπτώσεις, έμμεσες επιπτώσεις και άλλες πιθανές επιπτώσεις σύμφωνα με το επιτακτικό πρόγραμμα παρακολούθησης ευτροφισμού(ospar ) MONAS: Κατάρτιση φορτίου ρύπανσης (PLC αέρα και ύδατος) Πρόγραμμα παρακολούθησης (ολικό άζωτο, νιτρικά, αμμωνία, ορθοφωσφορικά και ολικός φώσφορος) και COMBINE (συμπεριλαμβανομένων ολικό άζωτο, ολικός φώσφορος, DIN, DIP, Si, φυτοπλαγκτονική και ζωοβενθική σύνθεση των ειδών, αφθονία και βιομάζα, χλωροφύλλη α, διαλυμένο οξυγόνο και βάθος δίσκου Secchi) MED POL στρατηγική παρακολούθησης (2003) DIN, DIP, TP, Si, CHLa, Φυτοπλαγκτόν (ολική αφθονία, αφθονία κυρίαρχων ομάδων, επικράτηση άνθησης, διαύγεια, DO, T, S, ph.

17 6.1 Μεταβλητές εκτίμησης ευτροφισμού Ο ευτροφισμός, όπως προκύπτει από τα παραπάνω, είναι ένα πολυδιάστατο φαινόμενο, και γι αυτό η επιλογή ενός κατάλληλου δείκτη ποσοτικοποίησής θεωρείται ως το πρωταρχικό βήμα για την μελέτη του. Η προσέγγιση της εκτίμησης των ευτροφικών τάσεων σε ένα οικοσύστημα, γίνεται συνήθως μέσω του υπολογισμού: α. των συγκεντρώσεων νιτρωδών, αμμωνιακών και φωσφορικών αλάτων, β. των συγκεντρώσεων χλωροφύλλης γ. του βακτηριακού φορτίου δ. της ποιοτικής και ποσοτικής εκτίμησης των φυτοπλαγκτονικών κυττάρων, χωρίς να παραβλέπονται κάποιες δυσκολίες από τη χρήση των παραπάνω εφαρμογών. Οι μεταβλητές που προκαλούν τον ευτροφισμό, δηλαδή τα ανόργανα άλατα του αζώτου και του φωσφόρου καθώς και η χλωροφύλλη, αποτελούν φυσικώς απαντώμενα στοιχεία του οικοσυστήματος κι έτσι είναι δύσκολος ο διαχωρισμός του ευτροφικού φορτίου που οφείλεται στον ανθρώπινο παράγοντα από τις συγκεντρώσεις που φυσικώς απαντώνται στο οικοσύστημα. Η μελέτη της έκτασης των φαινομένων ευτροφισμού με παρακολούθηση των θρεπτικών αλάτων, αν και ιδιαίτερα καθιερωμένη, παρουσιάζει ένα βασικό προβληματισμό, εξαιτίας του γεγονότος ότι συνήθως επιχειρείται η σύνδεση μιας καταστατικής μεταβλητής (συγκεντρώσεις θρεπτικών) με μια μεταβολή του ρυθμού παροχής (θρεπτικών) στο περιβάλλον. Τα φαινόμενα του ευτροφισμού γίνονται ορατά μόλις τα περιεχόμενα θρεπτικά ενσωματωθούν στην οργανική ύλη και αν συμβεί να καταναλώνονται και άμεσα με την είσοδο τους στο θαλάσσιο περιβάλλον, υπάρχει η πιθανότητα μια αλλαγή στο ρυθμό διανομής στο σύστημα, να μην εμφανιστεί ποτέ στις μετρούμενες στην υδάτινη στήλη συγκεντρώσεις θρεπτικών ( Richadson, 1996). Σαν ένδειξη ευτροφισμού, ταυτόχρονα με τον υπολογισμό των συγκεντρώσεων των θρεπτικών αλάτων, πραγματοποιείται συχνά μια εκτίμηση της κατανάλωσης των θρεπτικών, με μετρήσεις φυτοπλαγκτονικής πρωτογενούς παραγωγής. Ωστόσο, η χλωροφύλλη είναι επίσης καταστατική μεταβλητή και παρά το γεγονός ότι παρέχει μια προσέγγιση της βιομάζας, δεν περιγράφει αναλυτικά την παραγωγή και το ρυθμό απώλειας της βιομάζας στο οικοσύστημα. Η μέτρηση της πρωτογενούς παραγωγής αν και αποτελεί την πλέον κατάλληλη τακτική για την προσέγγιση της συνολικής παραγωγής και την αναγνώριση των ευτροφικών τάσεων στο θαλάσσιο οικοσύστημα, συνήθως αντιμετωπίζει το πρόβλημα διαχωρισμού ανάμεσα στην παραγωγή που οδηγεί σε μια καθαρή αύξηση της οργανικής ύλης του συστήματος και ευθύνεται για τον ευτροφισμό («νέα» παραγωγή) και στην παραγωγή που εξαρτάται από την ανακύκλωση των θρεπτικών μέσα στο σύστημα και δεν επιφέρει καθαρή αύξηση στην οργανική ύλη ( «αναγεννημένη» ύλη). Ο καθορισμός των ορίων σε ένα παράκτιο οικοσύστημα, είναι ιδιαίτερα ασαφής και σύνθετος, κατά συνέπεια ο διαχωρισμός της «νέας» από την «αναγεννημένη» παραγωγή δεν είναι απλός, όπως συμβαίνει στα ανοιχτά θαλάσσια συστήματα. Με βάση τη θεώρηση ότι το μεγαλύτερο μέρος της οργανικής ύλης που παράγεται σε ένα οικοσύστημα καθιζάνει στον πυθμένα, η καθαρή παραγωγή οργανικής ύλης στα θαλάσσια οικοσυστήματα είναι δυνατόν να υπολογιστεί με την μέτρηση της στο ίζημα.

18 2.6.2 Κλίμακες ευτροφισμού Κατανομές συχνότητας που στηρίζονται σε δεδομένα πεδίου μπορούν να αποτελέσουν πρότυπα συστήματα για την εκτίμηση επιπέδων ευτροφισμού, με βάση την πιθανότητα η συγκέντρωση του δείγματος να υπερβαίνει δεδομένη κρίσιμη τιμή. Η τεχνική αυτή έχει αναπτυχθεί για την εκτίμηση ευτροφικών συνθηκών με βάση συγκεντρώσεις θρεπτικών αλάτων (Ignatiades et al. 1992) και συγκεντρώσεις χλωροφύλλης (Giovanardi & Tromelini, 1992). Περισσότερο επεξεργασμένη μέθοδος που δεν στηρίχτηκε σε κανονικοποίηση των μεταβλητών, έχει επίσης προταθεί και βασίζεται στην φυσική κατανομή των νιτρικών στον Σαρωνικό κόλπο (Stefanou et al. 2000). Αντίστοιχη κλίμακα έχει προταθεί προσφάτως με βάση δεδομένα φυτοπλαγκτού και στηρίζεται στην lognormal equation (Tsirtsis et al. 2008). Η αξιοποίηση ακραίων τιμών μπορεί επίσης να δώσει πληροφορία που αφορά περιβαλλοντική επιβάρυνση από θρεπτικά άλατα (Karydis, 1994). Παρόλα αυτά η χρήση ακραίων τιμών στην περίπτωση εκτίμησης του ευτροφισμού είναι προβληματική λόγω της εποχικής διακύμανσης των συγκεντρώσεων. Στη βιβλιογραφία υπάρχουν κλίμακες που ορίζουν τα όρια για κάθε επίπεδο ευτροφισμού ολιγότροφο, μεσότροφο και εύτροφο. Δυσκολίες δημιουργούνται λόγω του αυτόχθονου ευτροφισμού αλλά και της διαφορετικής έντασης του φαινόμενου στα διάφορα συστήματα. Αναφέρεται το Αιγαίο (εξαιρετικά ολιγότροφο έως ολιγότροφο) καθώς και η Αδριατική (εξαιρετικά εύτροφη) και η Βαλτική (εύτροφη). Αν και η δημιουργία των κλιμάκων βασίζεται σε μεγάλο όγκο δεδομένων εν τούτοις δύο βασικά μειονεκτήματα, δηλαδή η μονοδιάστατη συγκρότηση τους και η αλληλοεπικάλυψη μεταξύ των τριών επιπέδων ευτροφισμού έχουν καταστήσει την χρήση τους προβληματική. Οικολογικοί δείκτες έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί σε εκτιμήσεις ευτροφικών καταστάσεων. Παρά την σημαντική πληροφορία που ενσωματώνουν με ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά της φυτοπλακτονικής βιοκοινωνίας, εντούτοις έχει εντοπιστεί μικρός αριθμός δεικτών που περιγράφει με επάρκεια και αξιοπιστία το φαινόμενο του ευτροφισμού. Εκτιμάται ότι στο προσεχές χρονικό διάστημα θα προτυποποιηθούν οι δείκτες ευτροφισμού και οι κλίμακες για τον Ευρωπαϊκό χώρο σε εξειδίκευση της οδηγίας πλαίσιο 2000/ 60/EC που αφορά την Ευρωπαϊκή πολιτική στην ποιότητα του νερού Μέθοδοι ανάλυσης δεδομένων για την εκτίμηση ευτροφισμού ΜΟΝΟΔΙΑΣΤΑΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Εφαρμόζονται μονοδιάστατες στατιστικές μέθοδοι παρότι τα δεδομένα πεδίου δεν ακολουθούν κανονική κατανομή. Μεταξύ άλλων χρησιμοποιούνται ευρέως η ανάλυση διασποράς, η αξιοποίηση ακραίων τιμών και η εκτίμηση δεδομένων με βάση πρότυπες καμπύλες κατανομής. ΠΟΛΥΔΙΑΣΤΑΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Πολυδιάστατες στατιστικές μέθοδοι μέθοδοι όπως είναι η Αριθμητική Ταξινόμηση (cluster analysis), η Πολυδιάστατη Κλιμάκωση (MDS), η Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών (PCA) και Ανάλυση Διακριτότητας (Discriminant Analysis) έχουν ευρέως χρησιμοποιηθεί για την ποσοτική εκτίμηση του ευτροφισμού, κυρίως την διάκριση μεταξύ διαφόρων περιοχών ως προς τον βαθμό ευτροφισμού τους. Στηρίζονται στην συνεκτίμηση πολλών μεταβλητών που περιγράφουν το φαινόμενο του ευτροφισμού.

19 Παρόλα αυτά δεν παρέχουν επίπεδα σημαντικότητας για τις διαφορές που υποδεικνύουν. Η βελτίωση αυτών των μεθόδων οδήγησε σε προτυποποιημένες διαδικασίες ανάλυσης των δεδομένων (Karydis, 1996, Primpas et al. in press). ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Οι πολυκριτηριακές μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί για την ημιποσοτική ή και την ποσοτική αξιολόγηση σεναρίων διαχείρισης (Janssen, 1992). Τα τελευταία χρόνια έχει αξιολογηθεί και η επάρκεια τους να διακρίνουν τα επίπεδα ευτροφισμού (Moriki & Karydis, 1994). Η εφαρμογή των μεθόδων έδωσε πολύ ικανοποιητικά αποτελέσματα και γι αυτό χρησιμοποιήθηκαν σε ευρύτερη κλίμακα για την εκτίμηση σεναρίων που συμπεριελάμβαναν περιβαλλοντικές, οικονομικές και κοινωνικές μεταβλητές με σκοπό την παράκτια διαχείριση και την επεξεργασία σεναρίων ανάπτυξης. ΜΕΘΟΔΟΙ ΧΩΡΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Οι περιβαλλοντικές επιστήμες είναι οι κατ εξοχήν επιστήμες που αναλύουν και αξιολογούν χωρικά δεδομένα. Μέθοδοι ανάπτυξης θεματικών χαρτών για την εκτίμηση του ευτροφισμού έχουν που βασίζονται σε συγκεντρώσεις νιτρικών, αμμωνίας, φωσφορικών και κυτταρικού αριθμού του φυτοπλαγκτόν έχουν αναφερθεί (Kitsiou & Karydis 1998). Η χρήση G.I.S. σε μελέτες ευτροφισμού δεν έχει τύχει μέχρι σήμερα ευρείας εφαρμογής παρόλα τα πρόσφατα πλεονεκτήματα που αφορούν (α) την χωρική κατανομή του φαινόμενου (β) την δυνατότητα επεξεργασίας πολλών μεταβλητών (γ) τις ευκολίες που απορρέουν από ποικιλία αλγορίθμων ενσωματωμένων στο λογισμικό (δ) την δυνατότητα δημιουργίας και ενσωμάτωσης πρόσθετου λογισμικού (ε) την πλήρη ψηφιοποίηση της πληροφορίας και (στ) την δυνατότητα συνεκτίμησης και άλλων παραγόντων πέραν του ευτροφισμού Δυσκολίες εκτίμησης του ευτροφισμού Οι δυσκολίες εκτίμησης ευτροφικών επιπέδων οφείλονται τόσο σε εγγενή προβλήματα που σχετίζονται με την δομή και την δυναμική του οικοσυστήματος όσον και την ικανοποίηση των παραδοχών που διέπουν την εφαρμογή των στατιστικών μεθόδων (Ignatiades, 2002a). Συγκεκριμένα: (α) το φυτοπλαγκτόν και τα θρεπτικά άλατα παρουσιάζουν έντονες εποχικές διακυμάνσεις. Κατά συνέπεια δεν μπορεί να οριστεί συγκέντρωση (reference concentration) που θα αποτελεί βασική τιμή αναφοράς. (β) η δυσχέρεια διάκρισης φυσικών συγκεντρώσεων θρεπτικών αλάτων και συγκεντρώσεων θρεπτικών που οφείλονται σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες (γ) Ρηχές παράκτιες και ημίκλειστες περιοχές παρουσιάζουν συχνά το φαινόμενο της επαναιώρησης του ιζήματος, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται ο λεγόμενος αυτόχθων ευτροφισμός (δ) Από τις μεταβλητές του συστήματος που σχετίζονται με τον ευτροφισμό, ορισμένες είναι αίτια του φαινόμενου (θρεπτικά άλατα), ενώ άλλες εκφράζουν το αποτέλεσμα (αύξηση της φυτικής βιομάζας). Κατά συνέπεια τόσο η φυσική τους σημασία όσο και η δυναμική αυτών των μεταβλητών παρουσιάζει διαφοροποιήσεις και η ομαδοποίηση τους είναι ενίοτε προβληματική (ε) Παρατηρείται έντονη συσχέτιση μεταξύ των μεταβλητών του ευτροφισμού και

20 στ) Τα δεδομένα αποκλίνουν από την κανονικότητα. Εάν κανονικοποιηθούν συμπιέζεται η φυσική τους πληροφορία. Εάν χρησιμοποιηθούν ως έχουν η στατιστική τους επεξεργασία περιορίζεται σε μη παραμετρικές μεθόδους. Τα μοντέλα εισροής - εκροής για τον ευτροφισμό βασίζονται στο ότι η αύξηση των συγκεντρώσεων των θρεπτικών και της πρωτογενούς παραγωγής πέρα από κάποια όρια (ακραίες τιμές) αποτελούν την αρχή που διέπει την εκτίμηση των αρνητικών επιπτώσεων στο οικοσύστημα. Έτσι όταν αυτές ξεπερνούν κάποιες ακραίες τιμές τότε το σύστημα οδηγείται σε υποξικές /ανοξικές συνθήκες. Ωστόσο, οι αλυσιδωτές επιπτώσεις που προκύπτουν από τέτοια μοντέλα απέχουν από τη διατύπωση ενός γενικού κανόνα (Zurlini et al. 1996) Η αδυναμία και οι περιορισμένες δυνατότητες των ντετερμινιστικών μοντέλων έδωσαν το έναυσμα για νέα εννοιολογικά μοντέλα για την εκτίμηση των διεργασιών ευτροφισμού. Ο Nixon 1995 πρότεινε την εκτίμηση της τροφικής κατάστασης των θαλάσσιων συστημάτων με τη χρήση της παροχής ολικού οργανικού άνθρακα στο σύστημα (ως gc/m 2 y) ως δείκτη. Μια τέτοια προσέγγιση κινεί την εκτίμηση μας ως προς την τροφική κατάσταση από μια σταθερή προς μια δυναμική θεώρηση πχ από τη δυνητική πρωτογενή θεώρηση προς μια πραγματική συστημική αξιολόγηση της παραγωγικότητας. Η εκτίμηση του καθαρού βιομεταβολισμού που εκφράζει τη διαφορά μεταξύ πρωτογενούς παραγωγής και της αναπνοής μεταβολισμού της βιοκοινότητας (Kemp et al. 1997) επιτρέπει την παράπλευρη αναγνώριση / ταυτοποίηση οικοσυστημάτων που γρήγορα εξάγουν ή θάβουν τα αυτόχθονα φωτοσυνθετικά προϊόντα (αυτοτροφικά ) και οικοσυστήματα που συσσωρεύουν οργανική ύλη (ετεροτροφικά ) (Duarte & Cebrian, 1996) Η ποικιλία των προσεγγίσεων για την αξιολόγηση των τροφικών καταστάσεων δείχνει ότι υπάρχει άμεσα ανάγκη για αναγνώριση καινούργιων (νέων) και ολοκληρωμένων οικολογικών δεικτών που να μπορούν να συνυπολογίσουν τις μεταβλητές που σχετίζονται με την διαδικασία ευτροφισμού και να ισχύουν παγκοσμίως (Pusceddu, 2000). Στην εργασία αυτή θα επιχειρήσουμε μια νέα προσέγγιση για την αξιολόγηση της τροφικής κατάστασης των παράκτιων θαλάσσιων οικοσυστημάτων. Χρησιμοποιήσαμε την ποσότητα και βιοχημική σύσταση της ιζηματικής οργανικής ύλης για την εκτίμηση της τροφικής κατάστασης στα θαλάσσια οικοσυστήματα. Το εννοιολογικό μας μοντέλο βασίζεται στην υπόθεση ότι λόγω της τροφοδυναμικής και διαγενετικής φύσης της ευκίνητης οργανικής ύλης είναι πολύ ευαίσθητο στις αλλαγές μεταβολές της τροφικής κατάστασης του συστήματος. Στην Εικόνα 2, παρουσιάζεται με τη μορφή διαγράμματος το εννοιολογικό μοντέλο (Pusceddu & Danovaro, 2005) στο οποίο βασίστηκε η παρούσα εργασία.

21 ΠΗΓΕΣ ΙΖΗΜΑΤΙΚΟΥ ΟΡΓΑΝΙΚΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ ΚΑΙ ΕΥΚΙΝΗΤΟ ΚΛΑΣΜΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΘΡΕΠΤΙΚΆ ΕΞΟΤΕΡΙΚΕΣ ΕΙΣΡΟΈΣ ΟΡΓΑΝΙΚΟΎ C ΠΡΩΤΟΓΕΝΉΣ ΠΑΡΑΓΩΓΉ ΑΥΤΌΧΘΟΝΟΣ ΟΡΓΑΝΙΚΌΣ ΆΝΘΡΑΚΑΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΥΚINHTO ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ Σ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΥΛΗΣ ΚΑΤΑΝΆΛΩΣΗ Ή/ΚΑΙ ΕΞΑΓΩΓΉ ΔΙΑΤΗΡΗΤΙΚΌ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΕΞΆΝΤΛΗΣΗ O 2 ΘΆΝΑΤΟΙ Εικόνα 4 Διάγραμμα απεικόνισης εννοιολογικού μοντέλου (Pusceddu & Danovaro, 2005) Έγινε επεξεργασία σε δεδομένα που αφορούν Chla, Πρωτεΐνες PRTs, Υδατάνθρακες CHOs, Λιπίδια LIPs και Βιοπολυμερικός Άνθρακας BPC (ως άθροισμα του άνθρακα που υπολογίζουμε μέσω των Πρωτεϊνών, Λιπιδίων και Υδατανθράκων) και το συνολικό Οργανικό Άνθρακα στην επιφάνεια θαλάσσιων ιζημάτων. Τέλος πραγματοποιήθηκε ανάλυση κύριων συνιστωσών, ώστε να φανεί η πιθανή διαφοροποίηση μεταξύ των σταθμών δειγματοληψίας, λόγω των ανθρωπογενών εισροών.

22 3. Μεθοδολογία 3.1 Περιοχή μελέτης Γεωγραφική θέση και γεω-μορφολογικά χαρακτηριστικά Η παράκτια περιοχή της Μυτιλήνης βρίσκεται στο ανατολικό άκρο της νήσου Λέσβου (Βόρειο Αιγαίο) και ορίζεται από τα διοικητικά όρια του Δήμου Μυτιλήνης. Αποτελεί την πλέον πυκνοκατοικημένη περιοχή της Λέσβου με την πόλη της Μυτιλήνης να αριθμεί περίπου κατ. (Ε.Σ.Υ.Ε., 2001), και να αποτελεί την κύρια πύλη εισόδου στο νησί και κέντρο ανάπτυξης πολλαπλών δραστηριοτήτων. Η δομημένη περιοχή εκτείνεται κύρια κατά μήκος της ακτής και κατά άξονα από Βορρά προς Νότο. Αν και η Λέσβος αποτελεί το τρίτο σε έκταση νησί του Αιγαίου πελάγους, εντούτοις απουσιάζουν οι οχλούσες και μεγάλης δυναμικότητας βιομηχανικές δραστηριότητες. Αντίθετα, τόσο σε επίπεδο νησιού, όσο και στην παράκτια περιοχή μελέτης είναι εγκατεστημένες και λειτουργούν κύρια μικρής δυναμικότητας βιοτεχνικές μονάδες, μονάδες τυποποίησης προϊόντων και παραδοσιακού τύπου εγκαταστάσεις, κύρια ελαιοτριβεία και τυροκομεία. Κύρια πηγή ρύπανσης αποτελούν τα αστικά απόβλητα της πόλης και της ευρύτερης, πρόσφατα δομημένης, περιοχής. Μέχρι το Δεκέμβριο του 2001, το δίκτυο των αστικών και ομβρίων υδάτων της πόλης διοχετευόταν, χωρίς καμμία στοιχειώδη επεξεργασία, σε τμήμα των ακτών, αλλά και στο λιμένα της πόλης. Συγκεκριμένα, τα αστικά λύματα της πόλης της Μυτιλήνης διοχετεύονταν σε 25 σημεία κατά μήκος της ακτογραμμής, δημιουργώντας τοπικά έντονα προβλήματα δυσοσμίας και ρύπανσης (Σιγαλός & Τσιακίρη, 1993). Το λιμάνι της Μυτιλήνης (ΓΜ 39º 06 12, ΓΠ 26º ) έχει επιφάνεια περίπου 500 km2, και διακρίνεται στον εσωτερικό λιμένα (περίπου 91,6 km2, μέσο βάθος 6 m), ο οποίος χαρακτηρίζεται για τη φυσική του διαμόρφωση, και τον εξωτερικό λιμένα (400 km2, μέσο βάθος 12 m), που χρησιμοποιείται αποκλειστικά για τη στάθμευση των επιβατηγών και εμπορικών πλοίων. Λόγω της συχνής έκθεσης του σε ισχυρούς Νότιους Νοτιοανατολικούς ανέμους, με ένταση μεγαλύτερη 7Β, προτάθηκε και υλοποιήθηκε η κατασκευή κυματοθραύστη για τη διευκόλυνση κύρια της προσέγγισης και αγκυροβόλησης των πλοίων (1986). Όμως, η φυσική κυκλοφορία και ανανέωση των νερών του λιμένα, παρεμποδίζεται αφενός μεν λόγω της μορφολογίας του, αφετέρου δε από την κατασκευή του νέου λιμενοβραχίονα με αποτέλεσμα τη συσσώρευση οργανικού φορτίου και ρύπων λόγω της συνεχιζόμενης απόρριψης ανεπεξέργαστων λυμάτων και όμβριων υδάτων της πόλης της Μυτιλήνης. Η κατασκευή νέου δικτύου ύδρευσης και αποχέτευσης για τμήμα της πόλης και η σύνδεση των κατοικιών με τη νέα Μονάδα Επεξεργασίας Υγρών Αποβλήτων ΔΕΥΑΜ, που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 4 km βόρεια της πόλης (θέση Καρατεπέ) ολοκληρώθηκε το Δεκέμβριο του Σύμφωνα με την εγκριθείσα μελέτη, το έργο αναμένεται ότι θα έχει θετικά αποτελέσματα, ενώ προβλέπεται άμεσα να γίνουν τα απαραίτητα συμπληρωματικά έργα πλήρους σύνδεσης/ παροχέτευσης των ανεπεξέργαστων λυμάτων της πόλης στη ΔΕΥΑΜ. Αντίστοιχα, το παλιό βόρειο λιμάνι της πόλης, το οποίο αποτελεί και αρχαιολογικό χώρο, συνεχίζει να δέχεται το ρυπαντικό φορτίο των ανεπεξέργαστων λυμάτων του βορείου τμήματος της πόλης, η οποία συγκριτικά με το νότιο τμήμα της πόλης της Μυτιλήνης εμφανίζει μικρότερη οικιστική πυκνότητα. Αντίθετα, η ταχεία οικιστική

23 ανάπτυξη του νοτίου τμήματος της πόλης, όσο και των νοτίων προαστίων κατά την τελευταία δεκαετία, έχει οδηγήσει σε σοβαρά προβλήματα διάθεσης των λυμάτων λόγω της έλλειψης δικτύου αποχέτευσης. Η λειτουργία της μονάδας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο βόρειο τμήμα της πόλης της Μυτιλήνης, στο όριο του οικισμού, αποτελεί άλλη μία δραστηριότητα, η οποία δημιουργεί σοβαρά προβλήματα αέριας ρύπανσης στην ευρύτερη περιοχή, λόγω της παρωχημένης τεχνολογίας του εγκατεστημένου εξοπλισμού. Παράλληλα, η χρήση θαλασσινού νερού για τη ψύξη των μηχανών αποτελεί ενδεχόμενα αίτιο θερμικής ρύπανσης, αν και μέχρι σήμερα δεν έχει πραγματοποιηθεί σχετική μελέτη. Η μετεγκατάσταση της μονάδας, η οποία κρίνεται ανεπαρκής για την κάλυψη των ενεργειακών απαιτήσεων ολόκληρης της νήσου, συναντά σοβαρά προβλήματα χωροθέτησης, λόγω της άρνησης των τοπικών κοινωνιών Δίκτυο Σταθμών Δειγματοληψίας Ο ορισμός των σταθμών δειγματοληψίας (ΣΔ) έγινε λαμβάνοντας υπόψη τους στόχους της εργασίας και συγκεκριμένα ότι επιδιώκεται η διερεύνηση και περιγραφή της χωρικής και χρονικής κατανομής επιλεγμένων αβιοτικών και βιοτικών παραμέτρων κύρια σε επιφανειακά ιζήματα του πεδίου μελέτης. Πιο συγκεκριμένα, ο ορισμός και τελική επιλογή των σταθμών δειγματοληψίας έγινε με βάση τα ακόλουθα κριτήρια: να είναι αντιπροσωπευτικοί των τμημάτων της περιοχής μελέτης λαμβάνοντας υπόψη τη μορφολογία τους. να έχουν αποτελέσει σταθμούς δειγματοληψίας σε μελέτες που έχουν γίνει κατά το παρελθόν, ώστε να δοθεί η δυνατότητα συσχέτισης και παρακολούθησης τυχόν μεταβολών του θαλάσσιου περιβάλλοντος, κύρια από ανθρωπογενείς δραστηριότητες. να είναι ισοκατανεμημένοι στο χώρο αποτελώντας ένα πλέγμα σταθμών που θα επιτρέψει τη λήψη αντιπροσωπευτικών μετρήσεων. Oρίστηκε ο βέλτιστος αριθμός σταθμών δειγματοληψίας, με την ανάπτυξη δικτύου 25 ΣΔ, το οποίο εκτείνεται από βορρά προς νότο και κατά μήκος της παράκτιας περιοχής της Μυτιλήνης. Οι συντεταγμένες των ΣΔ,τα βάθη τους και μια σύντομη περιγραφή της τοποθεσίας τους σε σχέση με την χερσαία περιοχή, δίνονται στον Πίνακα 1.

24 Πίνακας 3 Συντεταγμένες και βάθος των 25 σταθμών δειγματοληψίας Σταθμός ΓΜ ΓΠ Βάθος(m) Περιγραφή M20 (ΘΕΡΜ) 26,528 39, Όρμος περιοχής Δήμου Θερμής M19 26,561 39, M22 26,598 39, M24 26,635 39, M17 (ΠΑΝΓΔ) 26,536 39, Όρμος Παμφίλων-Παναγιούδα M5 (ΠΑΝΦΛ) 26,561 39, Όρμος Παμφίλων Μ3 (ΔΕΥΑΜ) 26,552 39, Περιοχή Καρατεπέ - αγωγός ΔΕΥΑΜ M14 26,592 39, M15 (ΠΑΝΣΚ) 26,556 39, Βόρειος λιμένας Επάνω Σκάλας Μυτιλήνης M2 (ΦΚΤΡ) 26,573 39,113 31,5 Βόρεια λιμένα Μυτιλήνης (Φωκιότρυπα) M1 (ΛΙΜΑΝ) 26,562 39,096 7 Εξωτερικά λιμένα Μυτιλήνης M12 26,592 39, M13 26,612 39, M21 26,635 39, M9 (ΝΕΑΠΛ) 26,592 39, Περιοχή Νεαπόλεως M8 26,612 39, M7 26,635 39, M23 26,648 39,12 36 M18 (ΑΕΡΟ) 26,612 39, Περιοχή Αεροδρομίου M6 26,648 39, M4 26,635 39, M16 26,648 39,02 51 M25 (ΙΧΘΥΟ-ΑΓΡ) 26,594 39, Ακρωτήρι Αγριλιάς - Μονάδα Ιχθυοκαλλιέργειας M11 (ΧΑΡΑΜ) 26,561 39, Ακτή κολύμβησης Χαραμίδας M10 (ΙΧΘΥΟ -ΓΕΡ) 26,532 39, Δίαυλος κόλπου Γέρας - Μονάδα Ιχθυοκαλλιέργειας

25 3.2 Μέθοδοι και υλικά Επιλεγμένες μεταβλητές Χωρικές Μορφολογικές Μεταβλητές Γεωγραφικό Μήκος συμβολίζεται με LONG από το LONGITUDE. Η τιμές LONG που εμφανίζονται είναι μειωμένες κατά 39,000 που είναι το κοινό γεωγραφικό μήκος όλης της περιοχής ώστε να είναι πιο ευπαρουσίαστα τα αποτελέσματα. Γεωγραφικό πλάτος συμβολίζεται ως LAT από το LATITUDE. Η τιμές LAT που εμφανίζονται είναι μειωμένες κατά 26,000 που είναι το κοινό γεωγραφικό πλάτος όλης της περιοχής ώστε να είναι πιο ευπαρουσίαστα τα αποτελέσματα. Κοκκομετρική σύσταση έγινε διάκριση σε άργιλο και πηλό με Ø <63μm, που αναφέρεται στα δεδομένα ως ιλύς, άμμος με 2mm > Ø >63μm και ψηφίδες με Ø >2mm. Βάθος που συμβολίζεται ως depth. Βιοχημικές Μεταβλητές και χλωροφύλλη Οργανικός άνθρακας συμβολίζεται με OC και εκφράζει την περιεκτικότητα % w/w οργανικού άνθρακα επί ξηρού ιζήματος. Οργανική ύλη συμβολίζεται με OM υπολογίστηκε με πολλαπλασιασμό των τιμών οργανικού άνθρακα με τον συντελεστή 1,8. Ολικά Λιπίδια συμβολίζεται με TLIPs και εκφράζει την περιεκτικότητα λιπιδίων σε μg/g επί ξηρού ιζήματος. Ολικές Πρωτεΐνες συμβολίζεται με TPRTs και εκφράζει την περιεκτικότητα πρωτεϊνών σε μg/g επί ξηρού ιζήματος. Ολικοί Υδατάνθρακες συμβολίζεται με TCHOs και εκφράζει την περιεκτικότητα υδατανθράκων σε μg/g επί ξηρού ιζήματος. Χλωροφύλλη-α συμβολίζεται ως Chla και εκφράζει την περιεκτικότητα χλωροφύλλης-α σε μg/g επί ξηρού ιζήματος. Λόγος Πρωτεΐνες προς Λιπίδια συμβολίζεται ως PRTS/CHOS και υπολογίζεται από το πηλίκο της περιεκτικότητας πρωτεϊνών, TPRTs, προς την περιεκτικότητα λιπιδίων, TLIPs, επί ξηρού ιζήματος της περιοχής. Λόγος Λιπίδια προς Υδατάνθρακες συμβολίζεται ως CHOS/LIPS και υπολογίζεται από το πηλίκο της περιεκτικότητας λιπιδίων, TLIPs, προς την περιεκτικότητα υδατανθράκων, TCHOs, επί ξηρού ιζήματος της περιοχής. Βιοχημικός άνθρακας συμβολίζεται ως BPC και αποτελεί το άθροισμα του άνθρακα που περιέχεται στα λιπίδια, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες. Υπολογίζεται από το άθροισμα των περιεκτικοτήτων των Λιπιδίων, Πρωτεϊνών, Υδατανθράκων πολλαπλασιασμένων με τους συντελεστές 0.7, 0.5 και 0.45 αντιστοίχως (Incera M. et al., 2003). Δηλαδή: