ΧωρικΗ και εποχιακη διαφοροποιηση φυσικοχημικων παραμετρων σε τρια εκβολικά συστηματα του Θρακικου Πελαγους

Transcript

1 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 89 ΧωρικΗ και εποχιακη διαφοροποιηση φυσικοχημικων παραμετρων σε τρια εκβολικά συστηματα του Θρακικου Πελαγους Νικόλαος Καμίδης, Γιώργος Συλαίος, Δημήτριος Μάρκου & Αργύρης Καλλιανιώτης ΕΘΙΑΓΕ - Ινστιτούτο Αλιευτικής Έρευνας, Νέα Πέραμος-Καβάλα, Τ.Κ , fri@otenet.gr Περiληψη Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος ANREC (Association of Physical and Biological processes acting on Recruitment and Post-Recruitment stages of Anchovy) διενεργήθηκαν συνολικά 0 δειγματοληψίες νερού σε όλο το Θρακικό Πέλαγος, για την καταγραφή της κατάστασης ευτροφισμού μεταξύ των τριών μεγάλων εκβολικών συστημάτων, των Ποταμών Νέστου, Έβρου και της Λίμνης Βιστονίδας, που επηρεάζουν με τις απορροές τους την παράκτια ζώνη του Θρακικού Πελάγους. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι κατά την υγρή περίοδο οι συγκεντρώσεις των θρεπτικών αλάτων και της χλωροφύλλης αυξάνονται στην παράκτια ζώνη των εκβολών του Νέστου και του Έβρου, ενώ μικρή αύξηση παρουσιάστηκε και στη παράκτια ζώνη της Βιστονίδας. Η στοιχειομετρική ανάλυση των θρεπτικών, κατέδειξε ότι υπάρχει πλεόνασμα φωσφόρου σε όλες τις περιοχές, ενώ βρέθηκε ότι το άζωτο και το πυρίτιο αποτελούν τον περιοριστικό παράγοντα ανάπτυξης της πρωτογενούς παραγωγής σε ένα μεγάλο ποσοστό δειγμάτων. Spatial and seasonal variability of some physico-chemical parameters in three estuarine systems of the Thracia Sea Abstract Within the framework of the project ANREC, 0 samplings of water were held in total in the Thracian Sea, in order to record the situation of eutrophication between the three large estuarine systems, the Rivers Nestos, Ebros and Lake Vistonis, that influence with their flows the coastal area of Thracian Sea. The results showed that during the wet period nutrients concentrations and chlorophyll are increased in the coastal zone of estuaries of Nestos and Ebros, while small increase was also presented in the coastal area of Vistonis. Stoichiometric analysis showed, the existence of phosphorus surplus in all periods, while potential limitation of nitrogen and silicate was observed in a large percentage of samples. Keywords: Thracian Sea, nutrients, stoichiometric analysis, Nestos, Evros, Vistonis Lake

2 820 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας Εισαγωγh Το Θρακικό Πέλαγος δέχεται απορροές από δύο ποταμούς (τον Νέστο και τον Έβρο) καθώς και από την Λίμνη Βιστονίδα, γεγονός που το καθιστά ως ένα από τα πιο εύτροφα πελάγη. Οι μέσες ετήσιες παροχές των Ποταμών Νέστου και Έβρου καταγράφτηκαν σε 30 (Darakas, 2002) και 03 m 3 /sec αντίστοιχα (Poulos et al., 997), ενώ οι υψηλότερες παροχές εμφανίζονται κατά το διάστημα Δεκέμβριος - Απρίλιος. Η μέση ετήσια παροχή της Λίμνης Βιστονίδας καταγράφηκε σε 20 m 3 /sec (Αδημοσίευτα Δεδομένα). Μία ακόμα ιδιαιτερότητα του Θρακικού Πελάγους είναι ότι κατά τη θερινή περίοδο δέχεται την κυρίως μάζα των υδάτων χαμηλής αλατότητας από την Μαύρη Θάλασσα. Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής της ευτροφικής κατάστασης της παράκτιας ζώνης του Θρακικού Πελάγους σε εποχιακό επίπεδο, καθώς και η καταγραφή των διαφοροποιήσεων μεταξύ των τριών μεγάλων εκβολικών συστημάτων (Νέστου, Βιστονίδας και Έβρου) που επηρεάζουν την παράκτια ζώνη. Υλικa και Μeθοδοι Για τον ποιοτικό έλεγχο των υδάτων του Θρακικού Πελάγους, διενεργήθηκαν συνολικά 0 δειγματοληψίες από τον Ιούλιο του 2003, έως τον Απρίλιο του Πέντε δειγματοληψίες διενεργήθηκαν κατά την περίοδο χαμηλών ποτάμιων παροχών (Απρίλιος-Σεπτέμβριος), ενώ οι υπόλοιπες 5 κατά την περίοδο υψηλών ποτάμιων παροχών (Οκτώβριος-Μάρτιος). Συλλέχθηκαν δείγματα νερού σε τρία διαφορετικά βάθη Πίνακας. Μέσες συγκεντρώσεις και τυπική απόκλιση (σε παρένθεση) του διαλυμένου ανόργανου αζώτου, φωσφόρου, νιτρικών, νιτρωδών, αμμωνιακών, πυριτικών αλάτων και χλωροφύλλης κατά τις περιόδους χαμηλής (Απρίλιος-Σεπτέμβριος ) και υψηλής (Οκτώβριος- Μάρτιος) ποτάμιας παροχής, στις παράκτιες ζώνες των τριών εκβολικών συστημάτων του Θρακικού Πελάγους Νέστος Βιστονίδα Έβρος Απρίλιος - Σεπτέμβριος DIN (μmol/l) 5,69 (5) 5,24 (2,6) 8,72 (9) NO3 (ìmol/l) 3,70 (4,) 3,80 (2,5) 7,6 (9,) NO2 (ìmol/l) 0,06 (0,06) 0,0 (0,2) 0,09 (0,) NH4 (ìmol/l),93 (,7),34 (0,8),70 (0,9) DIP (ìmol/l),33 (0,8),68 (0,9),54 (0,9) Si-SiO2 (ìmol/l) 9,8 (9,2) 7,6 (6,) 7,63 (6,4) Chl-a (μg/l) 0,25 (0,3) 0,22 (0,3) 0,46 (0,6) Οκτώβριος - Μάρτιος DIN (μmol/l) 2,2 (7,7) 9,4 (9) 9,85 (9,) NO3 (ìmol/l) 0,26 (7,6) 7,88 (8,7) 8,26 (8,4) NO2 (ìmol/l) 0,08 (0,09) 0,3 (0,2) 0,22 (0,3) NH4 (ìmol/l),44 (,3),3 (0,7),37 (0,9) DIP (ìmol/l) 4 (,9) 2,42 (2) 2,75 (,7) Si-SiO2 (ìmol/l) 3,9 (7,4) 7 (5,7),66 (4,2) Chl-a (μg/l) 0,4 (0,5) 0,4 (0,6) 0,7 (0,9)

3 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 82 Nestos River Vistonis Lake Vistonikos Gulf Cape Ahlada Cape A. Charalampos Cape Maronia Cape Makri N Alexandroupolis Evros River kilometers Σχήμα. Σταθμοί δειγματοληψίας κατά μήκος της παράκτιας ζώνης του Θρακικού Πελάγους. Με μαύρο κύκλο απεικονίζονται οι σταθμοί στους οποίους ελήφθησαν δείγματα νερού, ενώ με λευκό οι σταθμοί στους οποίους μετρήθηκαν μόνο οι φυσικές παράμετροι. από 27 συνολικά σταθμούς, χρησιμοποιώντας δειγματολήπτη νερού 5 l. Οι φυσικές παράμετροι καταγράφτηκαν από 47 σταθμούς σε όλη τη στήλη του νερού (Σχήμα ), καλύπτοντας όλη τη παράκτια ζώνη του Θρακικού Πελάγους. Οι συγκεντρώσεις των θρεπτικών αλάτων (νιτρικά, νιτρώδη, αμμωνιακά, φωσφορικά και πυριτικά) προσδιορίστηκαν κατόπιν διήθησης σύμφωνα με τους Parsons et al. (984), ενώ οι συγκεντρώσεις χλωροφύλλης ακολουθώντας την μέθοδο APHA (982). Αποτελeσματα-Συζhτηση Τα επιφανειακά στρώματα της υδάτινης μάζας του Θρακικού Πελάγους χαρακτηρίζονται από χαμηλές αλατότητες κατά το χειμώνα (20,-34 psu). Νερό χαμηλής αλατότητας (33-34 psu) καταλαμβάνει το επιφανειακό στρώμα του Θρακικού την άνοιξη και το καλοκαίρι, προερχόμενο από τη Μαύρη Θάλασσα (Zodiatis et al., 996). Όσον αφορά τα θρεπτικά άλατα, αυξημένες συγκεντρώσεις ανιχνεύτηκαν κατά το χειμώνα στις παράκτιες ζώνες και των τριών εκβολικών συστημάτων. Οι μέσες συγκεντρώσεις του διαλυμένου αζώτου, φωσφόρου, πυριτίου και χλωροφύλλης παρουσιάζονται και για τις δύο περιόδους στον Πίνακα. Σημαντική αύξηση των συγκεντρώσεων όλων των παραμέτρων καταγράφηκε στη παράκτια ζώνη των εκβολών Νέστου και Έβρου κατά τη περίοδο υψηλών ποτάμιων παροχών. Χαμηλότερη εποχιακή διακύμανση στις τιμές των εξεταζόμενων παραμέτρων μετρήθηκε στην παράκτια ζώνη της Βιστονίδας. Στην παρούσα εργασία, ο στοιχειομετρικός περιορισμός ενός θρεπτικού άλατος υπολογίστηκε από δύο λόγους θρεπτικών αλάτων ακολουθώντας τα κριτήρια που έθεσαν οι Justic et al. (995): α) περιορισμός Ρ αν Si:P>22 και DIN:P>22, β) περιορισμός Ν αν DIN:P<0 και Si:DIN> και γ) περιορισμός Si αν Si:P<0 και Si:DIN<. Οι συγκεντρώσεις των θρεπτικών προβλήθηκαν σε λογαριθμική κλίμακα (Justic et al., 995). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο φώσφορος δεν αποτελεί περιοριστικό παράγοντα σε κανέναν σταθμό της παράκτιας ζώνης του Θρακικού Πελάγους, ενώ το άζωτο αποτελεί περιοριστικό παράγοντα στο 45,8% των δειγμάτων, φαινόμενο που αυξάνεται τόσο στη Βιστονίδα (46%), όσο και στον Έβρο (5,8%

4 822 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 00 (α) 00 (β) 00 (γ) DIN:P S i:din S i:din Si:DIN Σχήμα 2. Διάγραμμα διασποράς των ατομικών λόγων των θρεπτικών αλάτων στη παράκτια ζώνη α) του Νέστου, β) Βιστονίδας και γ) Έβρου. Με Ν συμβολίζεται η περιοχή των δειγμάτων που εμφανίζουν το άζωτο ως περιοριστικό παράγοντα. των δειγμάτων) κατά την υγρή περίοδο (Σχήμα 2). Τα πυριτικά άλατα ακολουθούν αντίθετη συμπεριφορά και αποτελούν περιοριστικό παράγοντα στο % των δειγμάτων του Νέστου και 48 έως 42,5% για την Βιστονίδα και τον Έβρο, αντίστοιχα. Την άνοιξη και το καλοκαίρι το άζωτο αποτελεί περιοριστικό παράγοντα στο 60% των δειγμάτων της παράκτιας ζώνης του Νέστου, ενώ για την Βιστονίδα και τον Έβρο στο 5,2 και στο 43,4%, αντίστοιχα. Την ίδια χρονική περίοδο το πυρίτιο αποτελεί περιοριστικό παράγοντα στο 4,3, 47,5 και 53,9% των δειγμάτων για τις παράκτιες περιοχές Νέστου, Βιστονίδας και Έβρου, αντίστοιχα. Συμπερaσματα Το γεγονός ότι το άζωτο αποτελεί περισσότερο περιοριστικό παράγοντα κατά την κατεύθυνση Δύση-Ανατολή κατά την περίοδο Οκτωβρίου- Μαρτίου, οφείλεται κυρίως στην μείωση των συγκεντρώσεων του αζώτου στις εκβολές του Έβρου. Η ποσοστιαία αύξηση του περιορισμού του πυριτίου στην αντίθετη κατεύθυνση οφείλεται κυρίως στην αύξηση των συγκεντρώσεων του φωσφόρου και του αζώτου στην περιοχή του Νέστου. Η κατάσταση μεταβάλλεται κατά την άνοιξη και το καλοκαίρι όταν εμφανίζονται μεγαλύτεροι λόγοι Si:DIN στην παράκτια ζώνη του Νέστου και μικρότεροι λόγοι στον Έβρο, γεγονός που οφείλεται στην αύξηση των συγκεντρώσεων αζώτου κατά την κατεύθυνση Δύση-Ανατολή. Ο φώσφορος δεν αποτελεί και πάλι περιοριστικό παράγοντα σε κανένα σταθμό κατά την άνοιξη και το καλοκαίρι και οι μέσες συγκεντρώσεις παρουσιάζονται σταθερές και για τα τρία συστήματα. Βιβλιογραφiα AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIA- TION (APHA) 982. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Eigenferlag, APHA, Washington D.C., 077 p DARAKAS, E., The transboundary River Nestos and its water quality assessment: cross-border cooperation between Greece and Bulgaria. The Environmentlist, 22: JUSTIC, D., RABALAIS, N. N., TURNER, R. E. and DORTCH, Q., 995. Changes in nutrient structure of River-dominated coastal water: Stoichiometric nutrient balance and its consequences. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 40: PARSONS, T. R., MAITA, Y. and LALLI, C. M., 984. A Manual of Chemical and Bio-

5 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 823 logical Methods for Seawater Analysis. Oxford, Pergamon Press, 73 p. POULOS, S.E., DRAKOPOULOS, P.G. and COLLINS, M.B., 997. Seasonal variability in sea surface oceanographic conditions in the Aegean Sea (Eastern Mediterranean): an overview. Journal of Marine Systems, 3: ZODIATIS, G., ALEXANDRI, S., PAVLAKIS, P., JONNSON, L., KALLOS, G., DEMET- ROPOULOS, A., GEORGIOU, G., THE- ODOROU, A. and BALOPOULOS, E., 996. Tentative study of flow patterns in the North Aegean Sea using NOAA-AVHRR images and 2D model simulation. Annales Geophysicae, 4: