ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ΑΛΗΦΡΑΓΚΗΣ ΑΝΔΡΕΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ΑΛΗΦΡΑΓΚΗΣ ΑΝΔΡΕΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΧΩΡΟ-ΧΡΟΝΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑΣ ΜΑΚΡΟΒΕΝΘΙΚΩΝ ΒΙΟΚΟΙΝΟΤΗΤΩΝ ΑΛΥΚΩΝ ΚΑΛΛΟΝΗΣ ΛΕΣΒΟΥ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΕΠΙΚ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΔΡΟΣΟΣ ΚΟΥΤΣΟΥΜΠΑΣ ΜΥΤΙΛΗΝΗ 2007

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Αρχικά θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα τον Επίκουρο Καθηγητή κ. Δ. Κουτσούμπα για την ευκαιρία που μου έδωσε να συμμετάσχω στη μελέτη αυτή, καθώς και για την πολύτιμη καθοδήγηση που μου πρόσφερε, τόσο κατά την εκπόνηση της παρούσας μελέτης, όσο και κατά την διάρκεια των σπουδών μου στο Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω τον υποψήφιο ιδάκτορα κ. Θ. Ευαγγελόπουλο για τις συμβουλές και την υπομονή του σε όλα τα στάδια εκπόνησης της παρούσης μελέτης. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω την οικογένεια μου, που με στήριξαν και μου παρείχαν ότι χρειάστηκα κατά τη διάρκεια των φοιτητικών μου χρόνων. Στο σημείο αυτό θα ήθελα να ευχαριστήσω τους συναδέλφους μου από το εργαστήριο βένθους για την πολύτιμη βοήθειά τους και τις ατελείωτες ώρες που περάσαμε μαζί. Τέλος ευχαριστώ τα υπόλοιπα μέλη της Τριμελούς Εξεταστικής Επιτροπής, τον Επικ. Καθηγητή κ. Γ. Τσιρτσή και τον Λέκτορα κ. Ι. Μπατζάκα 1

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ...5 ABSTRACT...6 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...7 Α. ΤΥΠΟΙ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ...7 Α.1. Υγροτοπικά συστήματα :...7 Α.2. Παράκτια Μεταβατικά Οικοσυστήματα :...8 Α.2.1. Λιμνοθάλασσες :...11 Α.2.2. Αλυκές :...13 Β. ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ...15 Γ. ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΑΣ ΜΕΛΕΤΗΣ...16 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ...16 Α. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ...17 Α.1 Κόλπος Καλλονής :...17 Α.2 Αλυκή Καλλονής :...20 Β. ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ...23 Β.1 Σχέδιο και Σταθμοί Δειγματοληψίας :...23 Β.2 Δειγματοληψία και Πρωτογενείς Επεξεργασία Βένθους :...26 Β.3 Καταγραφή Αβιοτικών Παραμέτρων :...27 Γ. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ...27 Γ.1 Διαλογή Μακροβενθικών Οργανισμών και Ταξινομικός Προσδιορισμός:..27 Γ.2 Ταυτοποίηση Ειδών:...28 Γ.3 Μέτρηση Αφθονίας & Βιομάζας Μακροβενθικών Ειδών:...28 Δ. ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ...28 Δ.1 Μονομεταβλητές Μέθοδοι :...29 Δ.1.1. Πλούτος των ειδών (species richness) :...29 Δ.1.2. Ισοδιανομή των ειδών (evenness) :...30 Δ.1.3. Ετερογένεια των βιοκοινοτήτων (heterogeneity) :...31 Δ.2. Πολυμεταβλητές Mέθοδοι :...32 Δ.2.2. Μέθoδος Πολυδιάστατης Χωρικής Διάταξης ή Κατανομής (Non-Metric Multi Dimensional Scaling, MDS) :...33 Δ.2.3. Ανάλυση SIMPER :...34 Δ.3. Αναλύσεις Γραφικής Κατανομής :

4 Δ.3.1. Μέθοδος Παράλληλης Γραφικής Σύγκρισης Κατανομών Αφθονίας Βιομάζας (ABC comparison) :...35 Δ.3.2. Καμπύλες Μερικής Κυριαρχίας (Partial Dominance Curves) :...35 Δ.4. Μέθοδος Συσχέτισης Αβιοτικών Βιοτικών Παραμέτρων (BIO-ENV) :...36 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ...37 Α. ΑΒΙΟΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ...37 Α.1 Ισοδύναμα χλωροπλαστικών χρωστικών :...38 Α.2 Οργανικός Άνθρακας :...39 Α.3 Kοκκομετρική σύσταση ιζήματος :...39 Β. ΒΙΟΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ...40 Β.1. Σύνθεση της Βενθικής Μακροπανίδας:...40 Β.1.1. Σύνθεση της βενθικής μακροπανίδας στον σταθμό του καναλιού :...42 B.1.2. Σύνθεση της βενθικής μακροπανίδας στον σταθμό της πρώτης λεκάνης.43 B.1.3. Σύνθεση της βενθικής μακροπανίδας στον σταθμό της δεύτερης λεκάνης...45 B.2. Πρότυπα κατανομής Αφθονίας και Βιομάζας :...46 B.2.1 Βενθική Μακροπανίδα:...46 B.2.2. Μαλάκια:...47 B.2.3. Πολύχαιτοι:...48 B.2.4. Καρκινοειδή:...49 B.3. Αριθμός Ειδών και Πρότυπα Ποικιλότητας:...50 B.3.1. Βενθική Μακροπανίδα:...50 B.3.2. Μαλάκια:...53 B.3.3. Πολύχαιτοι:...55 B.3.4. Καρκινοειδή:...57 B.4. Καμπύλες Κυριαρχίας Κ (K-Dominance Curves):...59 B.4.1. Μακροβενθική Πανίδα:...59 B.4.2. Μαλάκια :...60 B.4.3. Πολύχαιτοι :...60 B.4.4.Καρκινοειδή:...61 B.5. Μέθοδος Παράλληλης Γραφικής Σύγκρισης των Κατανομών Αφθονίας Βιομάζας (ABC comparison) και Καμπύλες Μερικής Κυριαρχίας (Partial Dominance Curves) :...62 B.5.1. Κανάλι :

5 B.5.2. Πρώτη λεκάνη εξάτμισης:...64 B.5.3. Δεύτερη λεκάνη εξάτμισης:...65 B.6. Ανάλυση SIMPER :...66 B.7. Μέθοδοι Ιεραρχικής Ομαδοποίησης & Πολυδιάστατης Χωρικής Διάταξης ή Κατανομής (Cluster Analysis & Multi Dimensional Scaling MDS):...70 B.7.1. Βενθική Μακροπανίδα:...70 Β.7.2. Μαλάκια :...72 B.7.3. Πολύχαιτοι :...73 B.7.4. Καρκινοειδή:...75 B.8. Μέθοδος Συσχέτισης Αβιοτικών Βιοτικών Παραμέτρων (BIO-ENV):...76 Γ. ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΕΠΟΧΩΝ ΤΟΥ ΕΤΟΥΣ Γ.1. Σύνθεσης Βενθικής Μακροπανίδας κατά την διάρκεια του έτους 2004 :...78 Γ.2. Πρότυπα χωρικής κατανομής Αφθονίας και Βιομάζας κατά την διάρκεια.80 Γ.3. Αριθμός Ειδών και Πρότυπα Ποικιλότητας κατά την διάρκεια του έτους..82 Γ.4. Μέθοδοι Ιεραρχικής Ομαδοποίησης (Cluster Analysis) &...90 ΣΥΖΗΤΗΣΗ...93 Α. ΣΥΖΗΤΗΣΗ...93 Β. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Α. ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Β. ΞΕΝΟΓΛΩΣΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

6 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τα τελευταία χρόνια έχει δοθεί έμφαση στη μελέτη της βιοποικιλότητας ως δείκτη εκτίμησης της οικολογικής κατάστασης των οικοσυστημάτων παγκοσμίως. Τα «Παράκτια Μεταβατικά Οικοσυστήματα» εντοπίζονται στα όρια θαλάσσιου και χερσαίου περιβάλλοντος και χαρακτηρίζονται από ιδιαίτερα πρότυπα βιοποικιλότητας και οικολογικής κατάστασης. Οι Αλυκές (Saltworks ή Salinas) έχουν αναγνωριστεί ως ημιφυσικά-ημιτεχνητά υγροτοπικά οικοσυστήματα, αλλά γενικά, η υπάρχουσα επιστημονική γνώση σχετικά με τις αλυκές και τις βιοκοινότητες που υποστηρίζουν είναι περιορισμένη. Στην παρούσα μελέτη γίνεται μια προσπάθεια εκτίμησης της οικολογικής κατάστασης και διερεύνησης των χωρικών και χρονικών πρότυπων κατανομής και ποικιλότητας των μακροβενθικών βιοκοινοτήτων κατά μήκος της διαβάθμισης θαλάσσιου-λιμνοθαλάσσιου περιβάλλοντος των Αλυκών Καλλονής Λέσβου. Η δειγματοληψία της μακροβενθικής πανίδας πραγματοποιήθηκε τον Νοέμβριο (φθινοπωρινή περίοδος) του Η επεξεργασία των δεδομένων που προέκυψαν έγινε με τη χρήση μονομεταβλητών, πολυμεταβλητών και άλλων στατιστικών μεθόδων. Από τα αποτελέσματα των αναλύσεων που πραγματοποιήθηκαν, προκύπτει ότι οι ταξοκοινωνίες των μαλακίων, των πολύχαιτων και τα καρκινοειδών είναι οι κύριες ομάδες μακροβενθικών οργανισμών στην περιοχή μελέτης. Η διαβάθμιση θαλάσσιου-λιμνοθαλάσσιου περιβάλλοντος, αποτυπώνεται στη σύνθεση, αφθονία, βιομάζα και ποικιλότητα της μακροβενθικής πανίδας ενώ τα χωρικά πρότυπα της κατανομής των μακροβενθικών βιοκοινοτήτων, φαίνεται να ακολουθούν τη βιολογική ζώνωση των «Παράκτιων Μεταβατικών Οικοσυστημάτων», που καθορίζεται από τον «περιορισμό» ή «βαθμό αποκλεισμού» από τη θάλασσα. Οι βενθικές βιοκοινότητες της περιοχής μελέτης αντιστοιχούν σε αυτές της Ιλυώδους Άμμου σε Προφυλαγμένες Περιοχές (SVMC) και της Ευρύαλης και Ευρύθερμης Βιοκοινότητας σε Υφάλμυρα Νερά (LEE). Η περιοχή μελέτης φαίνεται ότι αποτελεί ένα «φυσικά πιεσμένο περιβάλλον». Από τη σύγκριση της σύνθεσης, του αριθμού ειδών και δεικτών ποικιλότητας των βενθικών βιοκοινοτήτων της περιοχής με αντίστοιχα οικοσυστήματα, προκύπτει ότι οι Αλυκές Καλλονής, μοιράζονται πολλά κοινά χαρακτηριστικά με τις φυσικές παράκτιες λιμνοθάλασσες. Όσον αφορά τη διερεύνηση της δυναμικής των μακροβενθικών βιοκοινοτήτων, από τη σύγκριση των 5

7 χωρικών προτύπων που παρουσιάστηκαν καθ όλη την διάρκεια του έτους (Χειμώνας, Άνοιξη, Καλοκαίρι και Φθινόπωρο 2004), προκύπτει ότι παρουσιάζονται ανάλογα πρότυπα στις τέσσερις εποχές, αλλά φαίνεται να υπάρχει εντονότερη διαβάθμιση θαλάσσιου/ λιμνοθαλάσσιου τις περιόδους του καλοκαιριού και του φθινοπώρου. ABSTRACT Special emphasis has been given to the study of biodiversity as a measure of assessment of the ecosystems ecological conditions worldwide, recently. Transitional coastal ecosystems are situated between the marine & continental domains. Salinas have been identified as semi-natural semi-artificial aquatic environments, but the existent scientific knowledge about saltworks & the biocommunities they support is limited. The present study attempts to assess the ecological conditions & to depict the patterns of structure & diversity of macrobenthic biological communities along the marine lagoonal environmental gradient, in Kalloni saltworks (Lesvos Isl&, Greece). Sampling of macrobenthos was carried out in November (autumn season) of Univariate, multivariate & other statistical methods were used for the analysis of data. The results of the analysis showed that molluscs, polychaetes & crustaceans are the major groups of macrobenthic fauna in the study area. The gradient along marine lagoonal environmental units is obvious on the synthesis, abundance, biomass & diversity of macrobenthic fauna while the spatial patterns of its distribution seems to follow the biological zoning of transitional coastal ecosystems which relates to the confinement in comparison to the sea. Benthic biocommunities of the study area belong to the Biocommunity of Superficial Muddy S&s in Sheltered Areas (SVMC) & the Euryhaline & Eurythermal Biocommunity in Brackish Waters (LEE). The study area seems to be a naturally stressed environment. The comparison of the synthesis, number of species & diversity indices of benthic biocommunities among the study area & other similar ecosystems results to the fact that Kalloni saltworks shares many features with natural coastal lagoons. In conclusion, the comparison of the synthesis, number of species & diversity indices of benthic biocommunities among the autumn season, the summer season, spring season & the winter season results to the fact that 6

8 the 4 seasons share the same diversity patterns, but the gradation of marine/lagoonal environment is more clear at autumn & summer. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Α. ΤΥΠΟΙ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Α.1. Υγροτοπικά συστήματα : Με βάση το Άρθρο 1 της «Σύμβασης για τους Υγροτόπους Διεθνούς Σημασίας ως Ενδιαιτήματος Υδρόβιων πουλιών», γνωστή ως Σύμβαση Ramsar, «υγρότοποι» ή «υγροβιότοποι» (wetl&s) ορίζονται οι φυσικές ή τεχνητές περιοχές αποτελούμενες από έλη με ποώδη βλάστηση (marsh), από μη αποκλειστικώς ομβροδίαιτα έλη με τυρφώδες υπόστρωμα (fen), από τυρφώδεις γαίες ή από νερό. Οι περιοχές αυτές είναι μονίμως ή προσωρινώς κατακλυζόμενες από νερό, το οποίο είναι στάσιμο ή ρέον, γλυκό, υφάλμυρο ή αλμυρό. Σε αυτές περιλαμβάνονται και εκείνες που καλύπτονται με θαλασσινό νερό, το βάθος του οποίου κατά την άμπωτη δεν ξεπερνά τα 6 m. Στο 2 ο Άρθρο της ίδιας Σύμβασης, αναφέρεται ότι στους υγροτόπους περιλαμβάνονται και «οι παρόχθιες ή παράκτιες ζώνες που συνορεύουν με υγροτόπους ή νησιά ή θαλάσσιες υδατοσυλλογές και είναι βαθύτερες μεν από έξι μέτρα κατά την άμπωτη αλλά βρίσκονται μέσα στα όρια του υγροτόπου», όπως αυτός καθορίζεται παραπάνω. Στις ΗΠΑ ως «υγρότοποι» ορίζονται οι περιοχές που κυριαρχούνται από υδρομορφικά εδάφη και είναι κατακλυσμένες ή κορεσμένες με επιφανειακό ή υπόγειο νερό σε συχνότητα και τέτοια διάρκεια, ώστε να στηρίζουν υδροφυτική βλάστηση κατά το πλείστον, η οποία είναι προσαρμοσμένη να ζει σε συνθήκες κορεσμένου εδάφους. Σύμφωνα με τον επιστημονικό αυτό ορισμό, κριτήρια αναγνώρισης των υγροτόπων πρέπει να θεωρούνται η υδρολογική κατάσταση, ο τύπος του εδάφους και ο τύπος της βλάστησης. Ο τρόπος εφαρμογής των κριτηρίων αυτών έχει μεγάλη 7

9 σημασία από άποψη νομικού πλαισίου προστασίας των υγροτόπων (Γεράκης & Κουτράκης, 1996). Τα υγροτοπικά οικοσυστήματα είναι πολύ σημαντικά όχι μόνο για τις πολλαπλές φυσικές λειτουργίες ή διαδικασίες που πραγματοποιούνται σε αυτά αλλά και γιατί προσφέρουν στο άνθρωπο αγαθά και υπηρεσίες οι οποίες μπορούν να θεωρηθούν ως αξίες. Οι αξίες των υγροτόπων μπορούν να διακριθούν σε καταναλωτικές (π.χ. αλιευτική), κοινωνικές (π.χ. επιστημονική) και οικολογικές (π.χ. βιοποικιλότητα) (Κουτσούμπας, 2001). Α.2. Παράκτια Μεταβατικά Οικοσυστήματα : Ως Παράκτια Μεταβατικά Οικοσυστήματα (Paralic or Transitional Coastal Ecosystems) χαρακτηρίζονται τα οικοσυστήματα που βρίσκονται στα όρια του θαλάσσιου και χερσαίου περιβάλλοντος (Guelorget & Perthuisot, 1992). Πρόκειται για ρηχά παραγωγικά οικοσυστήματα με έντονη χωρική και χρονική ετερογένεια. Στα Παράκτια Μεταβατικά Οικοσυστήματα ανήκουν τα δέλτα, οι εκβολές, οι λιμνοθάλασσες, οι παράκτιες λίμνες, οι υφάλμυροι κόλποι, το σύνολο των οποίων καλύπτει το 13% της παγκόσμιας ακτογραμμής. Τα αβιοτικά πρότυπα (φυσικοχημικοί παράμετροι και ιζηματαποθέσεις) καθορίζονται από τις κλιματικές και υδρογραφικές συνθήκες σε συνδυασμό με τα υδρολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής και είναι αίτια εκτεταμένων διακυμάνσεων. Στον αντίποδα, οι βιοκοινότητες παρουσιάζουν χαρακτηριστικά είδη που δε συναντώνται σε άλλα περιβάλλοντα, γεγονός που οφείλεται στις ιδιαίτερες περιβαλλοντικές συνθήκες των περιοχών αυτών. Αυτές οι ιδιαίτερες περιβαλλοντικές συνθήκες έχουν οδηγήσει και στην εξέλιξη μακροβενθικών οργανισμών που αναπτύσσονται αποκλειστικά σε αυτά τα οικοσυστήματα. Τέτοια είδη είναι τα γαστερόποδα μαλάκια Hydrobia acuta και Pirenella Conica, όπως και το δίθυρο Cerastoderma Glaucum. Τα είδη που αποικούν στα λιμνοθαλάσσια περιβάλλοντα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες. Στην πρώτη κατηγορία είναι τα θαλασσοειδή (Thalassoid species) που είναι μορφολογικά και γενετικά παρόμοια με αυτά των θαλάσσιων αποθεμάτων, χωρίς όμως να ανήκουν 8

10 υποχρεωτικά σε αυτά και είναι τελείως ανεξάρτητα από το χερσαίο απόθεμα. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν τα Θαλάσσια είδη (Thalassic species) τα οποία ανήκουν ολοκληρωτικά στο θαλάσσιο απόθεμα και συχνά αποικίζουν λιμνοθαλάσσιες περιοχές που είναι σε άμεση επαφή με τη θάλασσα (Guelorget & Perthuisot, 1992). Παρατηρείται επίσης ότι η ποιοτική και ποσοτική ζώνωση των πληθυσμών είναι ανεξάρτητη της διαβάθμισης της αλατότητας και σχετικά σταθερή όσον αφορά τις περιβαλλοντικές διακυμάνσεις, ενώ φαίνεται να είναι καθοριστική η σημασία του χρόνου ανανέωσης των στοιχείων που προέρχονται από τη θάλασσα. Αυτή η εξάρτηση από το θαλάσσιο περιβάλλον ονομάζεται παράγοντας περιορισμού confinement (Guelorget & Perthuisot, 1992). Η ανανέωση κάποιων στοιχείων ζωτικής σημασίας που προέρχονται από τη θάλασσα, όπως είναι τα θρεπτικά άλατα και τα ιχνοστοιχεία, διαμορφώνουν το βαθμό περιορισμού. Πιο συγκεκριμένα, μερικοί από τους παράγοντες που επηρεάζουν το βαθμό περιορισμού σε κάποιο σημείο του οικοσυστήματος είναι το μέγεθος του δίαυλου επικοινωνίας, η παλίρροια, η κίνηση των ρευμάτων και οι απορροές από τη χέρσο (Perthuisot & Guelorget, 1992). Λόγω αυτού του φαινοµένου, έχει προταθεί η διαίρεση των «Παράκτιων Μεταβατικών Οικοσυστηµάτων» σε δύο τοµείς: τον «εγγύς παραλιακό» ( Near Paralic ) που αποτελεί το τμήμα που βρίσκεται κοντά στη θάλασσα και συναντώνται θαλάσσια είδη και το «μακράν παραλιακό» ( Far Paralic ) που αποτελεί το τμήμα που βρίσκεται μακρύτερα από τη θάλασσα και συναντώνται είδη του γλυκού νερού και των εβαποροτικών περιβαλλόντων. Οι Guelorget & Perthuisot (1992) πρότειναν ένα σχέδιο ζώνωσης των Παράκτιων Μεταβατικών Οικοσυστημάτων της Μεσογείου και ειδικότερα της περιοχής που βρίσκεται κοντά στη θάλασσα ( Near Paralic ). Σύμφωνα με αυτό το σχέδιο εισήγαγαν έξι επίπεδα περιορισμού ή βαθμούς περιορισμού. Η ζώνωση είναι βασισμένη στην απόσταση από τις πηγές εισόδου γλυκού νερού, από το κανάλι επικοινωνίας με τη θάλασσα, καθώς και από τη σύσταση της βενθικής κοινότητας στο μαλακό υπόστρωμα. Γενικά, αυτό που παρατηρείται σε αυτά τα μεταβατικά οικοσυστήματα, είναι ότι η απομάκρυνση από το σημείο επικοινωνίας με τη θάλασσα μεταβάλλει σταδιακά τη βενθική μακροπανίδα. Έτσι, μειώνεται η ποικιλότητα των ειδών και αυξάνεται προοδευτικά η πυκνότητα των μακροπανιδικών ασπόνδυλων. Κατόπιν, ακολουθεί μείωσή της δίπλα στον πόλο του γλυκού νερού ενώ η μακροπανίδα εξαφανίζεται τελείως γύρω από τον εβαποριτικό πόλο. Επίσης, 9

11 παρατηρείται μια προοδευτική μείωση της βιομάζας, η οποία με την αύξηση της πυκνότητας συνοδεύεται από μείωση του μεγέθους (λιμνοθαλάσσιος νανισμός), καθώς και μια δραστική μείωση στην ολική παραγωγή που πέφτει από ένα μέγιστο το οποίο παρατηρείται στις ζώνες που επηρεάζονται άμεσα από τη θάλασσα (Γεροβασιλείου, 2006; Guelorget et al., 1982; Κουτσούμπας, 2004). Παρακάτω παρατίθενται οι βαθμοί αποκλεισμού, όπως τους ορίζουν οι Guelorget & Perthuisot (1992) : Ζώνη Ι ( βαθμοί περιορισμού 0-1): αυτή η ζώνη βρίσκεται πολύ κοντά στους διαύλους επικοινωνίας με τη θάλασσα και αποτελεί απλά μια συνέχεια του θαλάσσιου περιβάλλοντος, καθώς η μακροπανίδα της αποτελείται αυστηρά και μόνο από θαλάσσια είδη τα οποία γενικά ανήκουν στην πανίδα της θαλάσσιας βιοκοινωνίας, όπως έχει περιγραφεί από τους Pyres & Picard (1964). Αυτή η ζώνη κυριαρχείται από δίθυρα μαλάκια ενώ παρατηρούνται και εχινόδερμα. Ζώνη ΙΙ ( βαθμοί περιορισμού 1-2): το μεταβατικό οικοσύστημα ξεκινά από την τιμή 1 του βαθμού περιορισμού. Στη βενθική μακροπανίδα παρατηρείται εξαφάνιση των ευαίσθητων, αυστηρά θαλασσινών ειδών που είναι και τα πιο στενόαλα. Εδώ παρατηρούνται μαλάκια, όπως το Mactra corallina, M. glauca, Tellina tenuis, Donax semistriatus, D. trunculus, Acanthocardia echinata, Dosinia exoleta. Επίσης, οι πολύχαιτοι Audouinia tentaculata, Magelona papillocornis, Owenia fusiformis, Phyllodoce mucosa, Pectinaria koreni, το καρκινοειδές Portunus latipes και τα εχινόδερμα Asterina gibbosa, Holothuria polii και Paracentrotus lividus. Από τα φανερόγαμα, χάνεται το Posidonia oceanica και κυριαρχούν μικρότερα είδη, όπως τα Zostera marina, Z. noltii, Cymodocea nodosa και το Cualerpa prolifera. Το όριο της ζώνης αυτής (βαθμός 2) σηματοδοτείται από την εξαφάνιση των εχινοδέρμων. Ζώνη ΙΙΙ ( βαθμοί περιορισμού 2-3): κυριαρχείται από ανάμεικτα βενθικά μακροπανιδικά είδη (Venerupis decussata, V. aurea, Scrobicularia plana, Corbula gibba, Loripes lacteus, Gastrana fragilis, Akera bullata, Nephthys hombergii, Arm&ia cirrhosa, Glycera convoluta, Upogebia littoralis). Ζώνη IV ( βαθμός περιορισμού 3-4): εξαφανίζονται όλα τα είδη θαλάσσιας πανίδας και εμφανίζονται αυστηρά και μόνο λιμνοθαλάσσια είδη, όπως τα μαλάκια Abra ovata, Cerastoderma glaucum, Hydrobia acuta, ο πολύχαιτος 10

12 Hediste diversicolor και τα καρκινοειδή Gammarus insensibilis, G. aequicauda και Corophium insidiosum. Η μακροχλωρίδα χαρακτηρίζεται από το είδος Ruppia spiralis. Ζώνη V ( βαθμοί περιορισμού 4-5): στη ζώνη αυτή παρατηρείται η μέγιστη φυτοπλαγκτονική παραγωγή ενώ η επιφάνεια του ιζήματος βρίσκεται υπό τη διεργασία αποίκισης από κυανοβακτήρια. Η μακροβενθική κοινότητα αυτής της ζώνης αποτελείται κυρίως από θρυμματοφάγα καρκινοειδή (Sphaeroma hookeri, S. rugicauda, Corophium insidiosum, Idotea baltica), γαστερόποδα βοσκητές (Hydrobia acuta, Pirenella conica), πολύχαιτους όπως το Hediste diversicolor και στο ανώτερο στρώμα του ιζήματος (λίγα mm) κάποιες λάρβες εντόμων (Chironomidae). Στη ζώνη αυτή και ειδικότερα σε υπόαλα οικοσυστήματα εμφανίζονται είδη πανίδας γλυκού νερού (Tricoptera, Oligochaeta, Odonata). Πιο πέρα, σε υπέραλα οικοσυστήματα, βρίσκονται είδη εβαποριτικής πανίδας (Artemia salina). Εάν υπάρχουν στη ζώνη V φυτικές κοινότητες, τότε αυτές κυριαρχούνται από Potamogeton pectinatus ή από Characeae ή και τα δύο. Ζώνη VI ( βαθμοί περιορισμού 5-6): αντιστοιχεί στο τμήμα που βρίσκεται πιο μακριά από το κανάλι επικοινωνίας με τη θάλασσα ( Far Paralic ), είτε είναι εβαποριτικό είτε αποτελείται από γλυκό νερό. Συνήθως, το υπόστρωμα αυτού του τμήματος χαρακτηρίζεται από την ολοκληρωτική αποίκιση από κυανοβακτήρια που σχηματίζουν μικροβιακές επιφάνειες ή στρωματολιθικές δομές. Το πέρασμα στο γλυκό νερό χαρακτηρίζεται από την παρουσία ειδών του γλυκού νερού και μόνο. Το υποεβαποριτικό σύστημα χαρακτηρίζεται από την απουσία βενθικής μακροπανίδας με εξαίρεση κάποιους βοσκητές που επισκέπτονται στιγμιαία τη ζώνη αυτή για λόγους τροφοληψίας (βόσκηση των μικροβιακών επιφανειών). Πιο πέρα παρατηρούνται ακραία περιβάλλοντα χωρίς εμφανή ζώνωση, όπως είναι οι ζώνες γλυκού νερού και τα εβαποριτικά περιβάλλοντα για τα οποία ελάχιστα είναι γνωστά. Α.2.1. Λιμνοθάλασσες : 11

13 Με τον όρο λιµνοθάλασσα χαρακτηρίζονται οι ρηχές, μικρές ή μεγάλες, συνήθως προσανατολισµένες προς την ξηρά παράκτιες εκτάσεις, οι οποίες συνίστανται από υφάλµυρα νερά και βρίσκονται σε άμεση ή έστω περιοδική επικοινωνία µε τη θάλασσα, από την οποία χωρίζονται από µία λωρίδα ξηράς (Kjerfve, 1994). Οι λιµνοθάλασσες ποικίλουν μεταξύ τους από σχεδόν τελείως γλυκού νερού λιµνοθάλασσες έως υπεραλατούχες. Η εισαγωγή γλυκού νερού από τα ποτάμια, οι βροχοπτώσεις και ο βαθμός εξάτµισης της περιοχής είναι οι παράμετροι που καθορίζουν την αλατότητα μιας λιμνοθάλασσας. Οι λιµνοθάλασσες θεωρούνται μεταβατικά παραλιακά οικοσυστήµατα, μεταξύ του θαλάσσιου περιβάλλοντος και του περιβάλλοντος της ακτής (Guelorget & Perthuisot, 1983, 1992). Ταυτόχρονα, θεωρούνται και αυτόνομα συστήματα µε ξεχωριστή δομή και δυναμική (Kjerfve, 1994). Το κύριο χαρακτηριστικό των λιμνοθαλάσσιων οικοσυστημάτων είναι η έντονη μεταβολή που παρατηρείται στις περιβαλλοντικές παραμέτρους κατά τη διάρκεια της μέρας αλλά και κατά τη διάρκεια του έτους. Αυτός είναι και ο λόγος, που οι λιµνοθάλασσες χαρακτηρίζονται από μικρή βιοποικιλότητα σε σχέση µε το γειτονικό αμιγώς θαλάσσιο περιβάλλον. Παράλληλα όμως, τα συγκεκριμένα οικοσυστήµατα υποστηρίζουν υψηλή αφθονία και βιομάζα των καλά προσαρμοσμένων ειδών. Η τροφική αλυσίδα μιας λιμνοθάλασσας ρυθμίζεται από βιολογικούς και φυσικούς παράγοντες. Ανάλογα µε το ποιος από τους δύο αυτούς παράγοντες είναι ο κύριος ρυθμιστής της τροφικής αλυσίδας, συναντώνται δύο τύποι λιμνοθαλασσών (Gilabert, 2001). Η πρώτη κατηγορία, όπου η δομή της τροφικής αλυσίδας επηρεάζεται από βιολογικούς παράγοντες, αποτελεί συνήθως ένα πιο σταθερό περιβάλλον µε μεγαλύτερη βιοποικιλότητα. Η δεύτερη κατηγορία λιμνοθάλασσας, όπου οι φυσικοί παράγοντες ρυθμίζουν τη δομή της τροφικής αλυσίδας, παρουσιάζει πιο μικρή βιοποικιλότητα και οι οργανισμοί είναι αναγκασμένοι να καταναλώνουν ενέργεια για να αναπροσαρμόζονται στις φυσικές διαταραχές, ενώ η ταξινομική δομή είναι απλουστευμένη. Η μοναδικότητα των ειδών που ζουν και αναπτύσσονται στις λιµνοθάλασσες είναι και ο λόγος για τον οποίο αποτελούσαν και συνεχίζουν να αποτελούν 12

14 αντικείμενο πολλών μελετών. Το ενδιαφέρον αυτό προκαλείται συνήθως από τη μεγάλη οικονομική αξία των συστημάτων αυτών (Aubry & Acri, 2004; Kjerfve, 1994). Α.2.2. Αλυκές : Η χρήση του αλατιού κατά τους αρχαίους χρόνους ξεκίνησε το 5000 π.χ. από τους Αιγυπτίους και έκτοτε αποτελεί σημαντικό κοινωνικοοικονομικό χαρακτηριστικό. Η παραγωγή, χρήση και αξιοποίησή του αποτέλεσε ένδειξη πλούτου και πολιτισμού. Είναι γνωστό ότι οι Κινέζοι παρατήρησαν την παραγωγή αλατιού από την εξάτμιση του θαλασσινού νερού γύρω στο 1000 π.χ. Μια παλαιότερη εκτενής περιγραφή της διαδικασίας παραγωγής αλατιού µε διαδοχική εξάτμιση του θαλασσινού νερού σε ρηχές λεκάνες προέρχεται από τον Georgius Agricola, στο βιβλίο De Re Metallica, το οποίο εκδόθηκε το έτος 1556 (Tressler, 1925). Στη σύγχρονη εποχή η βιομηχανική παραγωγή αλατιού σε αλυκές (solar saltworks) υπολογίζεται ότι αποτελεί το ένα τρίτο της παγκόσμιας παραγωγής (περίπου 200 εκατομμύρια τόνοι το χρόνο) (Davis, 1999). Οι αλυκές είναι ηµιτεχνητά -ηµιφυσικά παραλιακά οικοσυστήµατα (Davis, 1999, 2000; Ευαγγελόπουλος et al., 2004; Σπυράκος, 2005), μοναδικά από αρχιτεκτονικής άποψης (Korovessis & Lekkas, 1999). Αποτελούνται από ένα σύνολο αλληλοσυνδεόμενων λεκανών εξάτµισης (µε µέσο βάθος 40 µε 70 cm), µέσω των οποίων το θαλασσινό νερό ρέει είτε µε τη βοήθεια της βαρύτητας είτε µε υδραυλική προώθηση µε τη χρήση αντλιών και εξατµίζεται µε τη συνεργία της ηλιακής και της αιολικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται η σταδιακή αύξηση της αλατότητας στις διαδοχικές λεκάνες και τελικά η κρυστάλλωση του αλατιού και η απόθεση στρώματος αλατιού πάχους 8-17 cm στα κρυσταλλοπήγια (Davis, 2000). Οι λεκάνες χωρίζονται σε δυο βασικές ομάδες. Την πρώτη ομάδα αποτελούν οι λεκάνες εξάτμισης, όπου το θαλασσινό νερό φθάνει το σημείο κορεσμού του NaCl (δηλαδή από 3,8 Be έως τα 25.7 Be). Οι λεκάνες αυτές καταλαμβάνουν περίπου το 90% της συνολικής επιφάνειας μιας αλυκής. Τη δεύτερη ομάδα την αποτελούν τα κρυσταλλοπήγια, όπου η εξάτμιση του νερού συνεχίζεται φθάνοντας τα Be με αποτέλεσμα την απόθεση αλατιού και τη δημιουργία στρώματος αλατιού (Korovessis & Lekkas, 1999). Τα κρυσταλλοπήγια καταλαμβάνουν το 10% περίπου της 13

15 επιφάνειας μιας αλυκής. Στα κρυσταλλοπήγια το αλάτι συλλέγεται, κυρίως με μηχανικά μέσα αλλά και χειροκίνητα, επεξεργάζεται πρωτογενώς στις αλυκές για να απομακρυνθούν κάποιες προσμίξεις και μεταφέρεται σε εργοστάσια για περαιτέρω επεξεργασία, συσκευασία και πώληση. Η ηλιακή ακτινοβολία επηρεάζει τη διαδικασία της εξάτμισης, καθώς καθοριστικό ρόλο παίζει και το μικροκλίμα της περιοχής και συγκεκριμένα οι άνεμοι, οι βροχοπτώσεις, η θερμοκρασία του αέρα, η υγρασία και η διάρκεια της ακτινοβολίας. Ένα σύνολο σημαντικών παραμέτρων καθιστούν μια περιοχή κατάλληλη ή μη για τη σύσταση των αλυκών. Χρειάζονται μεγάλες επίπεδες περιοχές κοντά στη θάλασσα, όπου η εξάτμιση είναι εντονότερη των βροχοπτώσεων και το υπέδαφος είναι τέτοιο που η διαρροή των λεκανών ελαχιστοποιείται. Επίσης, ιδανικοί τόποι είναι και αυτοί όπου φυσούν άνεμοι κατά τη διάρκεια της άνοιξης και του καλοκαιριού, γεγονός που αυξάνει την εξάτμιση αφού μεγαλώνει την επιφάνεια του επιφανειακού νερού. Πέραν της φυσικής διαδικασίας παραγωγής άλατος, που συνίσταται κυρίως στη σταδιακή αύξηση της αλατότητας, ένα βιολογικό σύστημα αναπτύσσεται τόσο στις λεκάνες εξάτμισης όσο και στα κρυσταλλοπήγια. Η αξία αυτών των βιολογικών διεργασιών είναι επίσης πολύ σημαντική για την παραγωγή του αλατιού (Korovessis & Lekkas, 1999). Το βιολογικό σύστημα που αναπτύσσεται στις αλυκές μπορεί να βοηθήσει ή να επιβαρύνει την παραγωγή αλατιού, καθιστώντας µε αυτό τον τρόπο ως εξαιρετικής σημασίας τους οργανισμούς που αναπτύσσονται σε αυτές (Davis 1978, 1990, 2000). Η παραγωγή αλατιού συνδέεται άρρηκτα με τις βιοκοινότητες αυτές. Αυτό συμβαίνει διότι οι βενθικοί οργανισμοί παρέχουν στεγανοποίηση του πυθμένα των δεξαμενών και προστατεύουν από την διάβρωση (Davis, 1999). Επίσης, εμποδίζουν την πρόσμιξη του αλατιού με το ίζημα και ευνοούν την παραγωγή καθαρότερης άλμης (Μαϊδανού, 2006). Το βιολογικό σύστημα των αλυκών ακολουθεί το πρότυπο ζώνωσης των Παράκτιων Μεταβατικών Οικοσυστημάτων της Μεσογείου. Παρατηρείται η σταδιακή εξαφάνιση των θαλάσσιων οργανισμών με την ταυτόχρονη απομάκρυνση από το κανάλι επικοινωνίας και η αντικατάστασή τους από άλλους οργανισμούς προσαρμοσμένους στις ακραίες συνθήκες των υπεραλατούχων παράκτιων οικοσυστημάτων. Οι οργανισμοί αυτοί λόγω της έλλειψης ανταγωνισμού αυξάνονται σε μεγάλους πληθυσμούς. Η διαδοχή αυτή παρατηρείται όχι μόνο στους μακροβενθικούς οργανισμούς αλλά και στους μικροοργανισμούς. Παρόμοια διαδοχή 14

16 υφίσταται και στις φυσικές αλυκές, καθώς και στα υπέραλα παράκτια οικοσυστήματα. Τα παραπάνω οδηγούν στο συμπέρασμα ότι οι αλυκές είναι ένα ολοκληρωμένο οικοσύστημα (Korovessis & Lekkas, 1999). Β. ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ Η έννοια της βιολογικής ποικιλότητας ή βιοποικιλότητας βοήθα στο να γίνει αντιληπτή και κατανοητή,όσο αυτό είναι εφικτό, η πολυπλοκότητα. της ζωής και να εντοπιστούν τρόποι διατήρησής της. Σύμφωνα με την τη Σύμβαση του Rio de Janeiro (Άρθρο 2) ως Βιολογική Ποικιλότητα ορίζεται / εννοείται η ποικιλομορφία που εμφανίζεται ανάμεσα στους ζωντανούς οργανισμούς όλων των ειδών, των χερσαίων, θαλάσσιων και άλλων υδάτινων οικοσυστημάτων και οικολογικών συμπλεγμάτων στα οποία οι οργανισμοί αυτοί ανήκουν. Ο ορισμός περιλαμβάνει την ποικιλότητα μέσα σε ένα είδος όπως και εκείνη, μεταξύ διαφορετικών ειδών και μεταξύ οικοσυστημάτων. Αξίζει να σημειωθεί ότι η Σύμβαση αυτή έχει υπογραφεί από περισσότερα από 150 κράτη (Convention on Biological Diversity, 1992) Σύµφωνα µε αυτό τον ορισµό, η βιοποικιλότητα είναι η ποικιλομορφία της ζωής όπως αυτή εκφράζεται σε όλα της τα επίπεδα. Ξεχωρίζουν τρεις θεμελιώδης δομές που αποτελούν την βιοποικιλότητα, η γενετική ποικιλότητα (σε επίπεδο γονιδίων των οργανισμών), η οργανισµική ποικιλότητα (σε επίπεδο αριθμού ειδών και ταξινομικής σύνθεσης βιοκοινοτήτων) και η οικολογική ποικιλότητα (σε επίπεδο οικοτόπων / ενδιαιτημάτων). Η αξίες της βιοποικιλότητα για τη ζωή μπορούν να διαχωριστούν στις άμεσες ή έμμεσες χρηστικές αξίες και στις µη χρηστικές αξίες. Οι άμεσες χρηστικές άξιες αφορούν την οικονομική και εμπορευματική αξία της. Οι έμμεσες χρηστικές αξίες αναφέρονται στην ποιότητα ζωής του ανθρώπου. Οι µη χρηστικές άξιες είναι εκείνες που δεν μπορεί ο άνθρωπος να αξιοποιήσει αλλά είναι σημαντικές την συνέχιση τις ζωής. (Gaston & Spicer, 2002). Για την μέτρηση της Βιοποικιλότητα έχουν προταθεί πολύ μέθοδοι εκτίμησης της, αυτό συμβαίνει λόγω του μεγάλου αριθμού παραμέτρων που την επηρεάζουν. 15

17 Κάθε μέθοδος ποσοτικοποιεί διαφορετικά επιμέρους στοιχεία που είναι εξίσου σημαντικά μεταξύ τους και καθορίζουν την βιοποικιλότητα, ενώ ταυτόχρονα εκφράζουν και διαφορετικό νόημα της Κάποιες από αυτές τις μεθόδους, έχουν καθιερωθεί ως κοινές μονάδες μέτρησης στην έρευνα για την βιοποικιλότητα και χρησιµοποιούνται και στην παρούσα εργασία. Γ. ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΑΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να μελετηθούν: 1. Τα χωρικά πρότυπα κατανομής των μακροβενθικών οργανισμών, τόσο από πλευράς ποιοτικής όσο και ποσοτικής σύνθεσης. 2. Τα πρότυπα βιοποικιλότητας, κατά μήκος της διαβάθμισης θαλάσσιουλιμνοθαλάσσιου περιβάλλοντος. 3. Η χρονική δυναµική των προτύπων βιοποικιλότητας και η χωρική κατανοµή των βιοκοινοτήτων,κατά την διάρκεια του έτους 2004και πιο συγκεκριμένα μεταξύ του Χειμώνα 2004 (Γεροβασιλείου, 2006), της Άνοιξης 2004 (Βασιλειάδης 2005), του Καλοκαιριού 2004 (Κατσιάρας, 2006) και Φθινοπώρου 2004 (Παρούσα Εργασία). 4. Η οικολογική κατάσταση του οικοσυστήματος και να κατανοηθούν οι περιβαλλοντικοί μηχανισμοί που συμβάλουν στη διαμόρφωση μιας τέτοιας εικόνας, στα πλαίσια της λειτουργίας του οικοσυστήματος 5. Τέλος να πραγματοποιηθεί διεύρυνση της μέχρι σήμερα επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις αλυκές και τις βιοκοινότητες που υποστηρίζουν, αλλά και γενικότερα τη βιοποικιλότητα της νήσου Λέσβου (ΒΑ Αιγαίο). Η παρούσα μελέτη έγινε στα πλαίσια των ερευνητικών δραστηριοτήτων του Προγράμματος ΕΠΕΑΕΚ ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ Οικολογία Παρακτίων Περιοχών, που πραγματοποιούνται στο Τμήμα Επιστημών Θάλασσας του Πανεπιστήμιου Αιγαίου. ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ 16

18 Α. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Α.1 Κόλπος Καλλονής : Ο κόλπος της Καλλονής βρίσκεται στο νοτιοδυτικό τμήμα του νησιού της Λέσβου με γεωγραφικό μήκος 28 ο ο 13 Α και γεωγραφικό πλάτος 38 ο ο 13 Β. Η συνολική του επιφάνεια είναι 110km 2, με μέγιστο μήκος 21,3km και μέγιστο πλάτος 8,2km, ενώ ο συνολικός όγκος του κόλπου είναι περίπου1,3km 3, με μέσο βάθος 10m (Panayotidis et al., 1999). Η επικοινωνία με τη θάλασσα γίνεται μέσω ενός πορθμού με πλάτος 2km και μήκος 4km. Το μέγιστο βάθος του είναι περίπου 20m και βρίσκεται κοντά στο δίαυλο επικοινωνίας (Diapoulis et al., 1998). Αποτελεί τυπικό οικοσύστημα της Ανατολικής Μεσογείου (Panayotidis et al., 1999). Το κλίμα που επικρατεί στην περιοχή είναι τυπικό μεσογειακό, με ήπιο βροχερό χειμώνα και ξηρό και ζεστό καλοκαίρι. Αναλυτικότερα, η μέση ετήσια θερμοκρασία είναι 17,6 o C, με χαμηλότερη μέση θερμοκρασία αυτή του μήνα Ιανουαρίου (9,6 ο C), ενώ υψηλότερη μέση θερμοκρασία αυτή του Ιουλίου (26,5 ο C). Το μέσο ετήσιο ύψος βροχής είναι 675mm (Panayotidis et al., 1998). Οι επικρατούντες άνεμοι είναι οι βόρειοι που πνέουν κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου. Πρόκειται για τα μελτέμια, οι εντάσεις των οποίων φθάνουν τα 5-6B και σπανιότερα τα 7B. Η επίδραση αυτών των ανέμων στις κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής είναι άμεση μετριάζοντας τις υψηλές θερινές θερμοκρασίες. Τον υπόλοιπο χρόνο, οι άνεμοι εναλλάσσονται από βόρειες και νότιες διευθύνσεις ακολουθώντας το πέρασμα των βαρομετρικών χαμηλών που προέρχονται από τη Δυτική Ευρώπη (Γαβριήλ, 2002). 17

19 Εικ. 1 : Δορυφορική εικόνα του Κόλπου Καλλονής και της γεωγραφικής του θέσης στη Ελλάδα. Ο κόλπος διαμορφώνεται από δυο τμήματα με διαφορετικά χαρακτηριστικά. Το πρώτο τμήμα βρίσκεται στη νοτιοδυτική πλευρά του κόλπου και έχει μικρότερο πλάτος από ότι το δεύτερο, με ομαλή ακτογραμμή που την αποτελούν κυρίως άμμος και κροκάλες. Το δεύτερο τμήμα του κόλπου, που είναι πιο μεγάλο, βρίσκεται στα ανατολικά και το συνθέτουν βραχώδεις και απότομες ακτές που εναλλάσσονται με πιο ομαλά τμήματα στις περιοχές που εκρέουν τα ποτάμια της περιοχής και επικρατούν συνθήκες ιζηματαπόθεσης. Το υπόστρωμα του κόλπου αποτελείται από άμμο, ιλυώδη άμμο και αμμώδη ιλύ, με έντονη παρουσία ιλύος στα βαθύτερα σημεία (μέχρι 93%), εκτός από τον πυθμένα κοντά στο άνοιγμα, όπου το ίζημα πιθανώς επηρεάζεται από παλιρροιακά ρεύματα (Gavriil & Angelidis, 2005). Η ανταλλαγή νερού επηρεάζεται από παλιρροιακά ρεύματα, καθώς επίσης και από την κυκλοφορία των επιφανειακών νερών λόγω ανεμογενών ρευμάτων (Lefebvre et al., 1997). Η είσοδος του θαλασσινού νερού από το Αιγαίο Πέλαγος, επηρεάζει περισσότερο το νότιο και το ανατολικό τμήμα του κόλπου (Ε.Κ.Θ.Ε., 1997). Η ανανέωση αυτή φαίνεται να γίνεται με εντονότερο ρυθμό τη χειμερινή περίοδο και με 18

20 χαμηλότερο τη θερινή, οπότε και ελαττώνεται κατά πολύ το διαλυμένο οξυγόνο στο θαλασσινό νερό. Με αυτό τον τρόπο ευνοείται η δημιουργία, έστω και σε τοπική κλίμακα, φαινομένων διαταραχής της οικολογικής ισορροπίας του κόλπου, που ίσως οφείλεται στο συνδυασμό φυσικών διεργασιών και ανθρωπογενών παρεμβάσεων (Ε.Κ.Θ.Ε., 1997). Ο κόλπος της Καλλονής και η παράκτια ζώνη του, χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη ενός εκτεταμένου και σύνθετου συστήματος υγροτόπων, που φιλοξενούν μια εξαιρετικά πλούσια χλωρίδα και πανίδα. Οι περιοχές αυτές, χαρακτηρίζονται ως τόποι κοινοτικής σημασίας και έχουν προταθεί ως προστατευόµενες περιοχές του δικτύου NATURA 2000 ( Site of community importance με κωδικό GR , οδηγία 92/43/ΕΟΚ). Οι δε υγρότοποι του κόλπου της Καλλονής, χαρακτηρίζονται ως ζώνη ειδικής προστασίας ( Special Protection Area με κωδικό GR ) καθώς και Περιοχές Προστασίας της Ορνιθοπανίδας ( Special Protection Area 109, οδηγία 79/409/ΕΟΚ). Επίσης, περιλαµβάνονται στη βάση δεδοµένων για σηµαντικούς βιοτόπους του προγράµµατος CORINE της ΕΟΚ του 1991 µε κωδικό Α (Skourtos et al, 2000; Σπυράκος, 2005; Θερμός, 2006). Εικ. 2 : Μερικά από τα είδη που αποτελούν την ορνιθοπανίδας του Κόλπου Καλλονής. Όσον αφορά την ιχθυοπανίδα, ο κόλπος της Καλλονής αποτελεί μια περιοχή, ιδεώδη για την ανάπτυξη ιχθυδίων και νεαρών ατόμων διάφορων ειδών. Παράλληλα, 19

21 αποτελεί καταφύγιο για τα ψάρια του Αιγαίου Πελάγους που στο πέρασμά τους εισέρχονται σε αυτόν αν και ορισμένα, όπως οι κέφαλοι και οι γλώσσες, παραμένουν εδώ μόνιμα για να ολοκληρώσουν το βιολογικό τους κύκλο στο εσωτερικό του. Λόγω του σχετικά μικρού βάθους του (μέσο βάθος περίπου 10m), δε φαίνεται να ικανοποιεί τις βιολογικές απαιτήσεις αναπαραγωγής πολλών ψαριών και για αυτό πολλά εξέρχονται από αυτόν για να ωοτοκήσουν. Αυτή η ιδιομορφία του κόλπου, τον καθιστά ένα μεγάλο ιχθυοτροφείο, όπου παρατηρούνται συγκεντρώσεις ψαριών και οι γνωστές μεταναστευτικές κινήσεις τους από και προς την ανοιχτή θάλασσα. Ο κόλπος της Καλλονής είναι ένα από τα πιο σημαντικά αλιευτικά κέντρα της χώρας μας. Ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και σημαντικό φυσικό πόρο για το νησί της Λέσβου, αποτελούν τα μοναδικά του οστρακοειδή και η περίφημη σαρδέλα Καλλονής, την οποία οι ντόπιοι κάτοικοι αποκαλούν παπαλίνα (Μανδυλάς et al.., 1999). Γύρω από τον κόλπο της Καλλονής παρατηρείται έντονη ανθρωπογενής δραστηριότητα. Οι ελαιώνες, τα θερμοκήπια, οι καλλιέργειες και τα βοσκοτόπια καλύπτουν ένα σημαντικό κομμάτι των εκτάσεων γύρω από τον κόλπο. Έντονη είναι και η κτηνοτροφική δραστηριότητα των κατοίκων κυρίως με πρόβατα και άλλα οικόσιτα ζώα. Οι παραπάνω δραστηριότητες έχουν ως αποτέλεσμα την εγκατάσταση στην περιοχή πολλών μικρών βιομηχανικών μονάδων, όπως είναι τα ελαιοτριβεία, τα τυροκομεία και τα σφαγεία, τα οποία επιφέρουν τη μεγαλύτερη επιβάρυνση στον κόλπο της Καλλονής, καθώς τα απόβλητα που καταλήγουν στον κόλπο είναι συνήθως ανεπεξέργαστα. Επίσης, σημαντικό είναι το ρυπαντικό οργανικό φορτίο και τα φυτοτοξικά γεωργο-βιομηχανικά απόβλητα, πλούσια σε πολυφαινόλες και πτητικά οξέα που ρυπαίνουν την περιοχή και έχουν την ιδιότητα να εμποδίζουν τον εμπλουτισμό των υδάτων με οξυγόνο από την ατμόσφαιρα (Μαϊδανού, 2006). Α.2 Αλυκή Καλλονής : Η αλυκή Καλλονής βρίσκεται στο βόρειο τµήµα του κόλπου Καλλονής και 2,5km νότια του οικισµού Αγίας Παρασκευής Λέσβου (Ζαλίδης & Μαντζαβέλας, 1994; Σπυράκος, 2005). Αποτελεί τον μεγαλύτερο διακεκριμένο υγρότοπο της ευρύτερης περιοχής του κόλπου Καλλονής. Τα Μεσογειακά αλίπεδα (Juncetalia maritimi) (κωδικός NATURA 2000: 1410) περιβάλλουν το βόρειο, ανατολικό και δυτικό τµήµα των αλυκών. Νότια των αλυκών και μέχρι το παρακείµενο θαλάσσιο 20

22 οικοσύστημα εκτείνονται μεσογειακού τύπου παροδικοί νερόλακκοι (κωδικός NATURA 2000: 3170), αμμοθίνες µε σκληρόφυλλους θαμνώνες (Cisto- Lavenduletalia) (κωδικός NATURA 2000: 2260), καθώς και μετατοπιζόµενες αµµοθίνες σε εµβρυϊκό στάδιο (κωδικός NATURA 2000: 2110) (Σπυράκος, 2005). Η αλυκή Καλλονής διαχειρίζεται από την εταιρία ΕΛΛΗΝΙΚΕΣ ΑΛΥΚΕΣ Α.Ε.. Ανέρχεται στην τρίτη θέση σε σχέση με τη δυναμικότητά της, με ετήσια παραγωγή που κυμαίνεται από έως τόνους αλατιού, ετησίως. Ακόμα, η επιφάνεια που καταλαμβάνει ανέρχεται στα περίπου 2,5km 2. Η εν λόγω αλυκή χαρακτηρίζεται ως πλήρως εξοπλισμένη και συνεχώς αναπτυσσόμενη, με σκοπό την αύξηση της παραγωγής με την παράλληλη παραγωγή χημικά καθαρότερου αλατιού. Η αλυκή λειτουργεί περιοδικά. Η περίοδος παραγωγής ξεκινάει τον Απρίλη και ολοκληρώνεται τον Οκτώβρη με τη συγκομιδή του αλατιού. Το θαλασσινό νερό εισέρχεται στην αλυκή από τον κόλπο της Καλλονής µέσω του καναλιού τροφοδοσίας µε τη βοήθεια αντλιών. Η φυσική ροή του νερού μεταξύ των αλληλοσυνδεόµενων λεκανών πραγµατοποιείται µέσω ανοιγμάτων μήκους 1m, τα οποία μπορούν να κλείνουν κατ επιλογή. Το νερό εισέρχεται αρχικά στις πρώτες δεξαμενές εξάτμισης και κατόπιν οδηγείται, είτε με φυσικά είτε με μηχανικά μέσα προς τις ενδιάμεσες και εσωτερικές δεξαμενές, με ταυτόχρονη σταδιακή αύξηση της αλατότητας (Εικ.3). Η αλυκή Καλλονής περιβάλλεται από ανάχωμα και στραγγιστική τάφρο, µέσω της οποίας τα απορρέοντα ύδατα παροχετεύονται στη θάλασσα. Με αυτόν τον τρόπο αποτρέπεται η είσοδος γλυκού νερού στις λεκάνες, με εξαίρεση τις βροχοπτώσεις, με άμεση συνέπεια την καλύτερη δυνατή διατήρηση των φυσικοχημικών παραμέτρων των λεκανών. Κατά τη διάρκεια του χειμώνα που η αλυκή δε λειτουργεί, στις δεξαμενές παραμένει νερό ενώ ένα ποσοστό της άλμης που έχει παραχθεί, αποθηκεύεται για περαιτέρω χρήση τον επόμενο χρόνο (Ευαγγελόπουλος et al., 2004). 21

23 Εικ. 3 : Διάγραμμα της αλυκής Καλλονής Λέσβου (Ευαγγελόπουλος et al., 2004). Κατά µέσο όρο, περίπου 100 είδη πτηνών έχουν παρατηρηθεί σε κάθε αλυκή της εταιρίας Ελληνικές Αλυκές Α.Ε., πολλά από τα οποία εντάσσονται στα απειλούµενα µε εξαφάνιση ή στα προστατευόµενα είδη, βάσει της Ελληνικής ή Κοινοτικής Νοµοθεσίας ή ιεθνών Συµβάσεων. Εδώ πρέπει να σηµειωθεί ότι η αλυκή είναι απαλλαγµένη από χηµικά συστατικά, όπως είναι τα µικροβιοκτόνα, που χρησιµοποιούνται στη γεωργία καθώς προστατεύεται περιφερειακά µε τάφρους και αναχώµατα (Korovessis & Lekkas, 1999). Εικ. 4 : Μερικά από τα είδη που αποτελούν την ορνιθοπανίδας των Αλυκών Καλλονής. 22

24 Η ορνιθοπανίδα της αλυκής Καλλονής περιλαμβάνει: το φοινικόπτερο (Phoenicopterus ruber), την αβοκέτα (Recurvirostra avosetta), τον Πελαργό (Ciconia ciconia), τον Καλαμοκανά (Himantopus himantopus), τον Θαλασσοσφυριχτή (Charadrius alex&rinus), τον Σταχτοτσικνιά (Ardea cinerea), το Λευκοτσικνιά (Egretta garzetta), καθώς και πολλά είδη πάπιας. Η παρατήρηση της ορνιθοπανίδας αποτελεί μια εναλλακτική και συνεχώς αναπτυσσόμενη μορφή τουρισμού, φιλική προς το περιβάλλον ενώ ακόμα πρόκειται για μια δραστηριότητα η οποία προσελκύει τουρίστες καθ όλη τη διάρκεια της άνοιξης. Β. ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ Β.1 Σχέδιο και Σταθμοί Δειγματοληψίας : Η δειγματοληψία του μακροβένθους πραγματοποιήθηκε στις 27 Νοεμβρίου (Φθινοπωρινή περίοδος) του Οι τέσσερις σταθμοί δειγματοληψίας διατάσσονται κατά μήκος της διαβάθμισης θαλάσσιου-λιμνοθαλάσσιου περιβάλλοντος. Επίσης χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από δειγματοληψίες που πραγματοποιήθηκαν τις εποχές του Χειμώνα, της Άνοιξης και του Καλοκαιριού, στα πλαίσια προηγούμενων πτυχιακών εργασιών Σταθμός 3 Σταθμός 4 Σταθμός 2 Σταθμός 1 Εικ. 5 : Δορυφορική εικόνα της περιοχής δειγματοληψίας. 23

25 Εικ. 6 : Ο πρώτος σταθμός δειγματοληψίας (ST1) στην παρακείμενη στις αλυκές θαλάσσια περιοχή της παράκτιας ζώνης του Κόλπου Καλλονής. Ο Σταθμός 1 (θάλασσα) βρίσκεται στην παράκτια περιοχή του Κόλπου Καλλονής, κοντά στην είσοδο του τεχνητού καναλιού τροφοδοσίας των αλυκών, με θαλασσινό νερό. Το βάθος του είναι περίπου 0,5m και ο τύπος του ιζήματος του πυθμένα χαρακτηρίζεται ως αμμώδης. Από τον σταθμό 1 δεν ήταν εφικτή η λήψη δειγμάτων λόγω άσχημων καιρικών συνθηκών, η περιγραφή του ωστόσο είναι σημαντική για τις μετέπειτα συγκρίσεις με τα αποτελέσματα από άλλες εποχές του έτους. Εικ. 7 : Ο δεύτερος σταθμός δειγματοληψίας (ST2), το κανάλι τροφοδοσίας των αλυκών με θαλασσινό νερό. Ο Σταθμός 2 (κανάλι) βρίσκεται στο μέσο περίπου του τεχνητού καναλιού. Το βάθος του είναι περίπου 0,5m. Το κανάλι τροφοδοσίας ή θαλασσαγωγός έχει μήκος 400m και πλάτος 5m, ενώ το μέγιστο βάθος του στο κεντρικό τμήμα του είναι 24

26 2m. Στον πυθμένα φύονται μερικά είδη μακροφυκών και φανερόγαμων. Στο ίζημα παρατηρούνται συχνά ανοξικές συνθήκες. Εικ. 8 : Ο τρίτος σταθμός δειγματοληψίας (ST3) στην πρώτη λεκάνη εξάτμισης των Αλυκών Καλλονής Ο Σταθμός 3 (πρώτη λεκάνη) βρίσκεται στο μέσο περίπου της πρώτης λεκάνης εξάτμισης. Το βάθος είναι 0,2-0,5m. Το ίζημα του πυθμένα είναι συνεκτικό και λεπτόκοκκο. Η πρώτη λεκάνη εξάτμισης έχει μήκος 500 m και πλάτος περίπου 250m. Ο πυθμένας χαρακτηρίζεται από τη βλάστηση φανερόγαμων και μακροφυκών. Ειδικά το καλοκαίρι υπάρχει έντονη αύξηση της βιομάζας των μακροφυκών τα οποία την περίοδο αυτή καλύπτουν το μεγαλύτερο τμήμα της λεκάνης. Στο ίζημα παρατηρούνται συχνά ανοξικές συνθήκες. Εικ. 9 : Ο τέταρτος σταθμός δειγματοληψίας (ST4) στη δεύτερη λεκάνη εξάτμισης των αλυκών Καλλονής. 25

27 Ο Σταθμός 4 (δεύτερη λεκάνη) βρίσκεται στο μέσο περίπου της δεύτερης λεκάνης εξάτμισης. Το βάθος του κυμαίνεται από 0,2 0,3 m. Το ίζημα του πυθμένα είναι λεπτόκοκκο και συνεκτικό. Η δεύτερη λεκάνη εξάτμισης έχει μήκος 500m και πλάτος 250m. Στον πυθμένα φύονται μερικά είδη μακροφυκών και φανερόγαμων. Β.2 Δειγματοληψία και Πρωτογενείς Επεξεργασία Βένθους : Η δειγματοληψία των οργανισμών της βενθικής μακροπανίδας έγινε με χρήση αρπάγης Van Veen, με δειγματοληπτική επιφάνεια 0,1 m 2. Η αρπάγη Van Veen χρησιμοποιείται ευρέως για συλλογή μακροβένθους ενώ δεν συνίσταται για αδρόκοκκο ίζημα Από κάθε σταθμό συλλέχθηκαν τρία επαναληπτικά δείγματα. Μετά την συλλογή κάθε δείγματος, πραγματοποιούταν ένας πρώτος διαχωρισμός της μακροπανίδας από το ίζημα με τη χρήση κόσκινων με άνοιγμα πόρων 0.5 mm. Στη συνέχεια τα δείγματα αποθηκεύτηκαν σε βαρέλια. Πριν το τελικό σφράγισμα κάθε βαρελιού πραγματοποιήθηκε συντήρηση και χρώση του δείγματος. Η συντήρηση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση διαλύματος φορμόλης 10% και η χρώση των ιστών των ζωντανών οργανισμών πραγματοποιήθηκε με χρήση της χρωστικής ουσία Rose Bengal,, της οποίας η τελική συγκέντρωση στο δείγμα δεν υπερέβαινε το 0,01% σε διάλυμα φορμόλης 10%. Για την αραίωση χρησιμοποιήθηκε θαλασσινό ή υφάλμυρο νερό, ανάλογα την τοποθεσία κάθε σταθμού δειγματοληψίας. Εικ. 10 : Αρπάγη τύπου Van Veen. 26

28 Β.3 Καταγραφή Αβιοτικών Παραμέτρων : Κατά τη διάρκεια της δειγματοληψίας καταγράφηκαν στοιχεία για τις καιρικές συνθήκες που επικρατούσαν, το βάθος και τις φυσικοχημικές παραμέτρους σε κάθε σταθμό (π.χ. θερμοκρασία, αλατότητα, ph). Επίσης συλλέχθηκαν δείγματα ιζήματος και νερού για εργαστηριακές αναλύσεις (π.χ. υπολογισμός συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου στο νερό, αιωρούμενου σωματιδιακού υλικού, χλωροπλαστικών χρωστικών στο νερό και στο ίζημα, κοκκομετρία ιζήματος, οργανικού άνθρακα στο ίζημα κ.α.). Γ. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ Γ.1 Διαλογή Μακροβενθικών Οργανισμών και Ταξινομικός Προσδιορισμός: Τα δείγματα αρχικά ξεπλύθηκαν με άφθονο νερό, σε κόσκινο με άνοιγμα πόρου 0,5 mm, έτσι ώστε να απομακρυνθούν οι ουσίες που χρησιμοποιήθηκαν για την συντήρηση των ιστών των οργανισμών, καθώς επίσης και για την απομάκρυνση των λεπτόκοκκων μεριδίων του ιζήματος στο εργαστήριο. Στην συνεχεία με την χρήση μεγεθυντικών φακών και ειδικού εργαστηριακού εξοπλισμού, πραγματοποιήθηκε η διαλογή (sorting) των μακροβενθικών οργανισμών, των οποίων οι ιστοί ήταν χρωματισμένοι με την χρησιμοποιηθείσα χρωστική (ένδειξη ότι κατά την δειγματοληψία οι οργανισμοί ήταν ζωντανοί), μέσα από το ίζημα. Ταυτόχρονα με την διαλογή των οργανισμών, πραγματοποιούνταν και ταξινομικός προσδιορισμός τους σύμφωνα με στην κύρια ταξινομική ομάδα στην οποία ανήκουν. Οι οργανισμοί χωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες τα Μαλάκια, τους Πολύχαιτους, τα Καρκινοειδή και τα Διάφορα. Στα Διάφορα κατατάσσονταν όλοι οι οργανισμοί που ανήκαν σε λιγότερο άφθονες ταξινομικές ομάδες. Τέλος, οι οργανικοί τοποθετήθηκαν σε ειδικά δοχεία που περιείχαν σε διάλυμα αλκοόλης 70%, για τη συντήρησή τους. 27

29 Γ.2 Ταυτοποίηση Ειδών: Για ταυτοποίησή των οργανισμών σε επίπεδο είδους, έγινε χρήση στερεοσκοπίων και μικροσκοπίων. Η ταυτοποίηση πραγματοποιήθηκε, σύμφωνα με κατάλληλα επιστημονικά εγχειρίδια, βιβλία-οδηγοί και κλείδες προσδιορισμού (π.χ. D Angelo & Gargiullo, 1991; Bellan-Santini et al., 1982; Day, 1967; Delamotte & Vardala-Theodorou, 2001; Fauvel, 1927; George & Hartmann-Schröder, 1985; Giannuzzi-Savelli et al., 1994, 1999, 2002, 2003; Gibson et al., 2001; Hayward & Ryl&, 1998; Hayward et al., 1996; Nordsieck, 1968, 1969, 1972; Riedl, 1991; Rouse & Pleijel, 2001; Ruppert, Fox & Barnes, 2004; Tebble, 1976; Tornatilis, 1987; Τενεκίδης, 1989 κ.α.). Γ.3 Μέτρηση Αφθονίας & Βιομάζας Μακροβενθικών Ειδών: Εφόσον ταυτοποιήθηκαν οι οργανισμοί σε επίπεδο είδους, πραγματοποιήθηκε μέτρηση της αφθονίας κάθε είδους για όλα τα επαναληπτικά δείγματα κάθε σταθμού. Τέλος πραγματοποιήθηκε ζύγιση υγρής βιομάζας (σε γραμμάρια) για όλα είδη, με χρήση ζυγού με ακρίβειας τέταρτου δεκαδικού ψηφίου και αφού προηγουμένως αφαιρέθηκε από τα άτομα το διάλυμα αλκοόλης με απορροφητικό χαρτί Δ. ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Τα δεδομένα που προέκυψαν από την εργαστηριακή ανάλυση των δειγμάτων χρησιμοποιήθηκαν για την στατιστική ανάλυση. Τα εργαστηριακά δεδομένα περιλαμβάνουν τον αριθμό των ειδών, την αφθονία κάθε είδους, τη βιομάζα των ατόμων. Η στατιστική ανάλυση περιλαμβάνει μονομεταβλητές, πολυμεταβλητές μεθόδους, αναλύσεις γραφικής κατανομής, μεθόδους συσχέτισης αβιοτικών βιοτικών παραμέτρων (BIO-ENV) : Μονομεταβλητές μέθοδοι a) Πλούτος των ειδών (species richness) - Δείκτες Μargalef και Shannon-Wiener b) Ισοδιανομή των ειδών (evenness) - Δείκτης Pielou 28

30 c) Ετερογένεια των βιοκοινοτήτων (heterogeneity) - Δείκτης Simpson Πολυμεταβλητές μέθοδοι a) Μέθοδος Ιεραρχικής Ομαδοποίησης (Cluster Analysis) b) Μέθοδος Πολυδιάστατης Χωρικής Διάταξης ή Κατανομής (Non-Metric Multi Dimensional Scaling, MDS) c) Ανάλυση SIMPER Αναλύσεις Γραφικής Κατανομής a) Μέθοδος Παράλληλης Γραφικής Σύγκρισης Κατανομών Αφθονίας Βιομάζας (ABC comparison) Μέθοδος Συσχέτισης Αβιοτικών Βιοτικών Παραμέτρων (BIO-ENV) Για την ηλεκτρονική στατιστική επεξεργασία των δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν το στατιστικό πρόγραμμα Excel και το λογισμικό πακέτο επεξεργασίας PRIMER 5 (Plymouth Routines in Multivariate Ecological Research). Δ.1 Μονομεταβλητές Μέθοδοι : Δ.1.1. Πλούτος των ειδών (species richness) : Ο πλούτος των ειδών (Species richness) αναφέρεται στο συνολικό αριθμό των ειδών που παρουσιάζονται και βασίζεται στην απλή λογική ότι ένα δείγμα που κατέχει μεγαλύτερο αριθμό ειδών διαπνέεται από μεγαλύτερη ποικιλότητα. Δείκτης Margalef (Margalef, 1958) d = (S 1) / log (N) Ο δείκτης Margalef (d), εκφράζει τoν πλούτο ειδών (species richness) για ένα δεδομένο αριθμό ατόμων. Ωστόσο επηρεάζεται από τη δειγματοληπτική προσπάθεια. 29

31 Δείκτης Shannon-Wiener (Shannon & Weaver, 1949) H = - Σ (p i ) (ln p i ) Ο δείκτης Shannon-Wiener (Η ) εκφράζει την ποικιλότητα σαν πλούτο ειδών (species richness) και ισοδιανομή (evenness). Ο δείκτης αυτός δεν επηρεάζεται από το μέγεθος και την επιφάνεια του δείγματος (δειγματοληπτική προσπάθεια). Ωστόσο, παρουσιάζει μειονεκτήματα καθώς προϋποθέτει πως τα άτομα λαμβάνονται τυχαία, από δείγμα άπειρα μεγάλης βιοκοινότητας, και ότι όλα τα είδη υπάρχουν στο δείγμα. Βέβαια ο δείκτης αυτός έχει χρησιμοποιηθεί περισσότερο από όλους και θεωρείται ότι η σημερινή του χρήση οφείλεται σε ιστορικούς λόγους. Όταν παίρνει τιμή μηδέν, σημαίνει ότι όλα τα άτομα ανήκουν στο ίδιο είδος. Η μέγιστη τιμή του, δίνεται από τη σχέση Η max = lns, όταν αντιπροσωπεύονται όλα τα είδη από τον ίδιο αριθμό ατόμων (αφθονία). Η τιμή του δείκτη, που υπολογίζεται από εμπειρικά δεδομένα, συνήθως είναι μεταξύ 1,5 και 3,5 ενώ σπάνια ξεπερνά το 4. Για ιστορικούς λόγους χρησιμοποιείται κυρίως ο λογάριθμος με βάση το 2 (log2) ενώ τελευταία υπάρχει τάση τυποποίησης με τη χρήση του ln, όπως και στη συγκεκριμένη μελέτη. Δ.1.2. Ισοδιανομή των ειδών (evenness) : Η ισοδιανοµή των ειδών εκφράζει πόσο ομοιόμορφα διανέμονται τα άτομα μεταξύ των ειδών. Για παράδειγμα, αν σε ένα δείγμα καταμετρήθηκαν 100 άτομα και 4 είδη, καθ ένα των οποίων είχε 25 άτομα, τότε σε αυτό το δείγμα παρουσιάζεται υψηλή ισοδιανοµή. Δείκτης Pielou (Pielou, 1969, 1975) J = Η / Η max = H / lns Ο δείκτης Pielou (J ) εκφράζει την ισοδιανομή των ειδών (evenness), δηλαδή πως κατανέμονται τα άτομα ανάμεσα στα διάφορα είδη. Παίρνει τιμή μηδέν όταν όλα 30

32 τα άτομα ανήκουν στο ίδιο είδος. Η μέγιστη τιμή του ισούται με τη μονάδα (J = 1) και παρατηρείται όταν όλα τα είδη αντιπροσωπεύονται από τον ίδιο αριθμό ατόμων (Η = Η max = lns). Δ.1.3. Ετερογένεια των βιοκοινοτήτων (heterogeneity) : Δείκτης Simpson (Simpson, 1949) O Simpson (1949) θεώρησε την πιθανότητα ότι οποιαδήποτε δύο άτομα που επιλέγονται τυχαία από ένα δείγμα μιας απείρως μεγάλης βιοκοινότητας θα ανήκουν στο ίδιο είδος ως: 2 D = Σ p i όπου p i = η αναλογία των ατόμων του i-oστού είδους. Η μορφή του δείκτη για μια πεπερασμένη βιοκοινότητα θα είναι: D ni ni 1 N N 1 Όπου n i = o αριθμός των ατόμων του i-οστού είδους Ν = ο συνολικός αριθμός των ατόμων Όσο αυξάνει ο D, μειώνεται η ποικιλότητα. Συνεπώς ο δείκτης του Simpson συνήθως εκφράζεται ως 1 D ή 1 / D. H τιμή του δείκτη D επηρεάζεται πολύ από το πιο άφθονο είδος στο δείγμα ενώ είναι λιγότερο ευαίσθητος στον πλούτο των ειδών. Ο May έχει δείξει ότι όταν ο αριθμός των ειδών ξεπερνά το 10, η τιμή του δείκτη D επηρεάζεται ιδιαίτερα από την υποκείμενη κατανομή αφθονίας των ειδών Ο δείκτης αυτός έχει περισσότερο νόημα από όσους είναι σε χρήση. Η τιμή του θα αυξάνεται όσο η συνάθροιση γίνεται πιο ισοδιανεμημένη. Μολονότι ο δείκτης δίνει έμφαση στην κυριαρχία (dominance), ως παράγοντα της ποικιλότητας, δεν είναι ακριβώς ένας δείκτης ισοδιανομής. 31