Σύγκριση ποτάμιων τυπολογικών συστημάτων στην Ελλάδα

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Διατμηματικό Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών: Οικολογική Ποιότητα και Διαχείριση Υδάτων σε επίπεδο Λεκάνης Απορροής Σύγκριση ποτάμιων τυπολογικών συστημάτων στην Ελλάδα Κανλή Λαμπρινή Επιστήμων της Θάλασσας Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία Θεσσαλονίκη 2009

2 ARISTOTLE UNIVERSITY of THESSALONIKI Intertisciplinary Postgraduate Study Program: Ecological water quality and management at a river basin level Comparison of river typology systems in Greece Kanli Lamprini Marine Scientist Master Thesis Thessaloniki

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ... 6 ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 8 ABSTRACT...Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Υδατικοί πόροι: Σημασία και γενικά στοιχεία Νομοθεσία Οδηγία πλαίσιο 2000/60/ΕΚ Εναρμόνιση της ελληνικής νομοθεσίας στην Οδηγία 2000/60/ΕΚ Τυπολογία Τυπολογία στην Οδηγία 2000/60/ΕΚ Τυπολογία με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές του Ινστιτούτου Cemagref Τυποχαρακτηριστικές συνθήκες αναφοράς Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών Γ.Σ.Π. / (Geographical Information Systems G.I.S.) Σκοπός της εργασίας ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Περιοχή μελέτης Τυπολογικά συστήματα Σύστημα Α της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ Σύστημα B της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ Υψόμετρο Γεωλογία Μέγεθος Λεκάνης Απορροής Κατηγορία κλίσης Κλιματική ζώνη Γεωγραφικό μήκος και πλάτος Κωδικοποίηση των τύπων του Συστήματος Β Μεσογειακοί ποτάμιοι τύποι της Άσκησης Διαβαθμονόμησης

4 2.2.4 Τύποι με βάση της Υδρο οικοπεριοχές του Ινστιτούτου Cemagref Βιολογικά δεδομένα Στατιστική επεξεργασία Ομαδοποίηση σε Ασαφή Σύνολα (Fuzzy classification) Διαχωριστική ανάλυση (Discriminant analysis) Ανάλυση περιβαλλοντικής διαβάθμισης (gradient analysis) και Ανάλυση Κανονικών Αντιστοιχιών Ανάλυση ποσοστών ομοιότητας ανομοιότητας (SIMilarity PERcentages, SIMPER) Ανάλυση Ομοιοτήτων (Analysis Of SIMilarities ANOSIM) ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Τυπολογία Τυπολογία με βάση το Σύστημα Α Τυπολογία με βάση το Σύστημα Β Χαρτογραφική Απεικόνιση της κατηγοριοποίησης των παραμέτρων του Συστήματος Β Εξαγωγή των τύπων ποτάμιων συστημάτων με βάση το Σύστημα Β Μεσογειακοί ποτάμιοι τύποι Τυπολογία με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές Χαρτογραφική Απεικόνιση της κατηγοριοποίησης των παραμέτρων της τυπολογίας με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές Εξαγωγή των τύπων ποτάμιων συστημάτων με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές Ομαδοποίηση σε Ασαφή Σύνολα (Fuzzy classification) Διαχωριστική ανάλυση (Discriminant analysis) Ανάλυση Κανονικών Αντιστοιχιών (Canonical Correspondence analysis, CCA ) Ανάλυση Κανονικών Αντιστοιχιών: Σύστημα Α Ανάλυση Κανονικών Αντιστοιχιών: Σύστημα Β Ανάλυση Κανονικών Αντιστοιχιών: Μεσογειακοί τύποι Ανάλυση ποσοστών ομοιότητας (SIMilarity PERcentages, SIMPER)

5 3.5 Ανάλυση Ομοιοτήτων (Analysis Of SIMilarities ANOSIM) ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Ξενόγλωσση Βιβλιογραφία Ελληνική Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ

6 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία, πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Ζωολογίας του Τμήματος Βιολογίας Α.Π.Θ. σε συνεργασία με τον τομέα Φυσικής και Περιβαλλοντικής Γεωγραφίας του Τμήματος Γεωλογίας του Α.Π.Θ. Καθ όλη τη διάρκεια της πραγματοποίησής της πολλά άτομα έχουν βοηθήσει ποικιλότροπα και τα οποία θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά. Αρχικά θα ήθελα να ευχαριστήσω την επιβλέπουσα καθηγήτρια μου κα. Μαρία Λαζαρίδου για τη δυνατότητα που μου προσέφερε να ασχοληθώ με ένα ενδιαφέρον για εμένα θέμα, για την εμπιστοσύνη που μου έδειξε, τη συνεχή και ακούραστη επιστημονική βοήθεια, για τον πολύτιμο χρόνο που μου αφιέρωσε αλλά και για τη συμπαράσταση σε κρίσιμες στιγμές. Ακόμα, θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον συνεπιβλέποντα Καθηγητή Αστάρα Θεόδωρο, ο οποίος δέχτηκε με ενθουσιασμό την ανάθεση του συγκεκριμένου θέματος αλλά και για τη βοήθεια του κατά τη διάρκεια του συγκεκριμένου θέματος. Εν συνεχεία θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Καθηγητή Κρεστενίτη Ιωάννη για το ενδιαφέρον που έδειξε για το θέμα καθώς και για την προθυμεία του να αναλάβει την εξέταση της εργασίας. Ευχαριστήσω πολύ τον Καθηγητή Αλμπανάκη Κωνσταντίνο, για τον χρόνο που μου αφιέρωσε, για το γεγονός ότι αγκάλιασε από την πρώτη στιγμή την προσπάθεια μου, ενώ οι συμβουλές του ήταν πολύτιμες και καίριες τόσο για την ανάπτυξη της μεθοδολογίας, όσο και για την βαθύτερη κατανόηση του θέματος. Ευχαριστώ επίσης τον λέκτορα Οικονομίδη Δημήτριο, ο οποίος μου ήταν πάντα παρών στις στιγμές κρίσης που υπήρξαν καθόλη τη διάρκεια που εκπονούνταν η εργασία, αλλά και την πολύτιμη βοήθεια του σε καίρια θέματα ανάπτυξης της μεθοδολογίας. Ευχαριστίες οφείλω στην λέκτορα Αναγνωστοπούλου Χριστίνα, η οποία διέθεσε με προθυμία κλιματολογικά δεδομένα, χωρίς τα οποία δε θα ήταν δυνατή η άρτια ολοκλήρωση της παρούσας εργασίας. Ακόμα, θα ήθελα να την ευχαριστήσω 6

7 θερμά για τον πολύτιμο χρόνο που μου διέθεσε, σε μία ιδιαίτερα πιεστική περίοδο για εκείνη. Ευχαριστώ επίσης τη βιολόγο Κεμιτζόγλου Δήμητρα και τη διδάκτορα Λίλα Αρτεμιάδου, για την πολύτιμη βοήθεια τους στη στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων, για τις συμβουλές τους αλλά και την συμπαράσταση που έδειξαν. Ακόμα, θέλω να ευχαριστήσω την προπτυχιακή φοιτήτρια του τμήματος Βιολογίας Χρυσούλα Ντυσλίδου, για την αμέριστη συμπαράσταση αρχικά, για τις εποικοδομητικές συζητήσεις μας για το συγκεκριμένο θέμα, για το ενδιαφέρον αλλά και για την καθοριστική της συμβολή στην κατανόηση του θέματος. Ακόμα, θα ήθελα να ευχαριστήσω την Πατσιά Αθηνά και την Γαλάτεια Αγγελάκου, για την ανοχή τους όλον αυτό τον καιρό στο εργαστήριο, τις συμβουλές και την αμέριστη συμπαράσταση τους σε στιγμές κρίσης και αμφιβολίας. Ευχαριστίες οφείλω σε όλους του συμφοιτητές μου, για τον εποικοδομητικό χρόνο που περάσαμε μαζί. Ιδιαίτερα ευχαριστώ τις Αποστολάκη Κωνσταντίνα και Σωματαρίδου Βασιλική οι οποίες βοήθησαν στην καλύτερη κατανόηση του θέματος, μέσα από τους προβληματισμούς που προέκυπταν, αλλά τις ευχαριστώ και για τη συμπαράσταση. Ένα μεγάλο ευχαριστώ θα ήθελα να εκφράσω στην οικογένειά μου για τη υπομονή της, τη συμπαράστασή της και τις συμβουλές της, και ιδιαίτερα στον πατέρα μου Στέλιο και στον αδερφό μου Χρήστο. Τέλος, ένα μεγάλο ευχαριστώ οφείλω στον σύντροφο μου Χρήστο για την απεριόριστη υπομονή και κατανόηση που έδειξε καθόλη τη διάρκεια εκπόνησης της εργασίας καθώς και για την αγάπη και εμπιστοσύνη που μου δείχνει. 7

8 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ 1.1 Υδατικοί πόροι: Σημασία και γενικά στοιχεία Οι υδατικοί πόροι, αποτελούν εκτός από βασικό αγαθό για τη ζωή και το περιβάλλον, βασικό ρυθμιστικό παράγοντα της Οικονομικής, Κοινωνικής, Τεχνολογικής και Πολιτισμικής ανάπτυξης (Καλία, 2006). Αν και το νερό φαίνεται να υπάρχει σε αφθονία στη γη, το 70% της επιφάνειας της καλύπτεται από αυτό, η τελική διαθέσιμη και κατάλληλη για χρήση ποσότητα είναι πολύ μικρή: μόνο το 0,5% του νερού σε παγκόσμια κλίμακα θεωρείται κατάλληλο και διατίθεται για χρήση. Σύμφωνα με τα στοιχεία του ΟΗΕ, 232 εκατομμύρια άνθρωποι σε 26 χώρες της γης, πλήττονται από λειψυδρία, ενώ αναμένεται το 2025, ο ένας στους τρείς κάτοικους της γης (δηλαδή 3.5 δισεκατομμύρια άνθρωποι), θα ζουν σε καθεστώς λειψυδρίας (Καλία, 2006). Οι πόλεμοι, οι διεθνείς διαμάχες και οι συγκρούσεις στο μέλλον, θα έχουν ως αιτία τη διεκδίκηση πηγών νερού. Οι υδατικοί πόροι ενός κράτους, αποτελούν το σύνολο του νερού που προέρχεται από την ίδια και από τις γειτονικές χώρες. Στην Ελλάδα, το 20% προέρχεται από γειτονικές χώρες. Τα προβλήματα του νερού που εντοπίζονται στην Ελλάδα, συνοψίζονται στη χρονική και χωρική ανισοκατανομή των υδατικών πόρων, στη γρήγορη ανάπτυξη της οικονομικής δραστηριότητας, στις μειωμένες βροχοπτώσεις, στην ευαίσθητη νησιωτική χώρα σε συνδυασμό με την εμφάνιση αυξημένης τουριστικής κίνησης το καλοκαίρι και στην εκτεταμένη ακτογραμμή που συνεπάγεται προβλήματα υφαλμύρυνσης (Βουδούρης, 2007). Προκειμένου να δοθεί λύση στο υδατικό ζήτημα, κρίνεται απαραίτητη η ολοκληρωμένη διαχείριση των υδατικών πόρων, ανάγκη που οδήγησε στην έκδοση της Οδηγίας Πλαίσιο 2000/60/ΕΚ για τα εσωτερικά, υπόγεια και παράκτια ύδατα. 8

9 1.2 Νομοθεσία Οδηγία πλαίσιο 2000/60/ΕΚ Βασικός στόχος της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ, είναι η προστασία όλων των νερών: επιφανειακών, υπογείων, μεταβατικών και παράκτιων μέσω της επίτευξης (περιβαλλοντικός στόχος) της καλής κατάστασης (χημικής ή και οικολογικής) των υδάτων ως το Δεκέμβριο του 2015 και της κατάρτισης αποτελεσματικών σχεδίων διαχείρισης σε επίπεδο λεκάνης απορροής. Οι επιμέρους στόχοι της Οδηγίας Πλαίσιο είναι: Η τιμολόγηση του νερού σαν κίνητρο για λογική χρήση του νερού Ανάκτηση κόστους για τις υπηρεσίες νερού, συμπεριλαμβανομένου του κόστους για το περιβάλλον και τους φυσικούς πόρους, σύμφωνα με την αρχή «ο ρυπαίνων πληρώνει» Η εναρμόνιση της νομοθεσίας, η οποία και ολοκληρώθηκε με το νόμο 3199/2003 (ΦΕΚ 280/Α / ), 5 Υπουργικές αποφάσεις και το Π.Δ. 51/2007 Η ενεργός συμμετοχή των πολιτών στη σχεδίαση και στη διαδικασία της λήψης των αποφάσεων Η ανταπόκριση της Κοινότητας & των κρατών µελών σε διεθνείς υποχρεώσεις Η καινοτομία που παρουσιάζει η Οδηγία, είναι ότι η ποιότητα των υδάτων, εκτός της χημικής, μετράται πλέον και με οικολογικά ποιοτικά στοιχεία Η οικολογική κατάσταση των υδατικών συστημάτων τονίζεται ιδιαίτερα καθώς τα Κράτη μέλη υποχρεούνται να παρακολουθούν παραμέτρους ενδεικτικές της κατάστασης από τα εξής ποιοτικά στοιχεία: καταγραφή και εκτίμηση βιολογικών στοιχείων, δηλαδή τη σύνθεση και αφθονία της υδατικής χλωρίδας (φυτοπλαγκτό, φυτοβένθος και 9

10 μακρόφυτα), των βενθικών μακροασπονδύλων και των ψαριών. Για τα τελευταία προβλέπεται και η εκτίμηση της κατανομής κατά ηλικίες. εκτίμηση των υδρομορφολογικών παραμέτρων (π.χ. ποσότητα και δυναμική υδάτινων ροών, σύνδεση με συστήματα υπόγειων υδάτων, συνέχεια ποταμού, διακυμάνσεις πλάτους και βάθους της κοίτης, δομή και υπόστρωμα του πυθμένα, δομή παρόχθιας ζώνης) που πρέπει να υποστηρίζουν τα προαναφερθέντα βιολογικά στοιχεία και εκτίμηση των φυσικοχημικών παραμέτρων που επίσης υποστηρίζουν την εκτιμώμενη κατάσταση των παραπάνω βιολογικών στοιχείων [π.χ. συνθήκες θερμοκρασίας, οξυγόνωσης και αλατότητας, συγκεντρώσεις θρεπτικών ουσιών, κατάσταση οξίνισης, ουσίες «προτεραιότητας» (Άρθρο 16) που είναι γνωστό ότι απορρίπτονται στο υδάτινο οικοσύστημα, καθώς και άλλες ουσίες που απορρίπτονται σε μεγάλες ποσότητες]. Ο οικολογικός περιβαλλοντικός προσανατολισμός της Οδηγίας πλαίσιο, εξειδικεύεται στο άρθρο 4 µε τους περιβαλλοντικούς στόχους που είναι για τα: επιφανειακά νερά: η εξασφάλιση της καλύτερης δυνατής οικολογικής και χημικής κατάστασης 1 τουλάχιστον «καλής» μέχρι το 2015 (ως επιφανειακά νερά ορίζονται τα ποτάμια, οι λίμνες, τα μεταβατικά και τα παράκτια ύδατα) υπόγεια νερά: η εξασφάλιση της καλύτερης δυνατής ποσοτικής και χημικής κατάστασης τουλάχιστον καλής μέχρι το Η οικολογική ποιότητα των ρεόντων υδάτων θα πρέπει να παρουσιάζεται με πενταβάθμια χρωματική κλίμακα (Οδηγία 2000/60/ΕΚ: Παράρτημα Οδηγίας V, Εικόνα 1). Η οικολογική εκτίμηση του κάθε σταθμού επιφανειακών υδάτων πρέπει 1 Σε σχέση με τη χημική κατάσταση, η Οδηγία Πλαίσιο στο άρθρο 2 ορίζει τα εξής: "Καλή χημική κατάσταση επιφανειακών υδάτων": η χημική κατάσταση που απαιτείται για την επίτευξη των περιβαλλοντικών στόχων για τα επιφανειακά ύδατα, οι οποίοι καθορίζονται στο άρθρο 4 παράγραφος 1 στοιχείο α), δηλαδή η χημική κατάσταση που έχει επιτύχει ένα σύστημα επιφανειακών υδάτων, στο οποίο οι συγκεντρώσεις ρύπων δεν υπερβαίνουν τα πρότυπα περιβαλλοντικής ποιότητας τα οποία ορίζονται στο παράρτημα IX και δυνάμει της παραγράφου 7 του άρθρου 16, καθώς και δυνάμει άλλων συναφών κοινοτικών νομοθετημάτων που θεσπίζουν ποιοτικά περιβαλλοντικά πρότυπα σε κοινοτικό επίπεδο. 10

11 να εκφράζεται, σύμφωνα με το Άρθρο του παραρτήματος V της Οδηγίας 2000/60/EK ως λόγος της απόκλισης των οικολογικών παραμέτρων από τις συνθήκες αναφοράς, δηλαδή από τις τιμές των παραμέτρων αυτών στους σταθμούς αναφοράς των διάφορων τύπων που έχουν προσδιοριστεί στη λεκάνη απορροής του εν λόγω συστήματος (EQR). Ο λόγος εκφράζεται ως η αριθμητική τιμή μεταξύ του μηδενός και του ενός, όπου η υψηλή οικολογική κατάσταση δηλώνεται με την τιμή ένα (1) και η κακή οικολογική κατάσταση αντιπροσωπεύεται από το μηδέν (0) (Εικόνα ). Εικόνα Ταξινόμηση της οικολογικής ποιότητας των ποταμών σύμφωνα με την Οδηγία 2000/60/ΕΚ (Πηγή: Αρτεμιάδου, 2007). Figure Classification of the ecological quality of rivers, according to the Water Framework Directive 2000/60/EC (source: Artemiadou, 2007). Καθώς η εφαρμογή της Οδηγίας αποτελεί μία διαδικασία πολύπλοκη και χρονοβόρα, με πολλά ενδιάμεσα στάδια, είναι απαραίτητος ο χρονικός περιορισμός σε κάθε ένα από αυτά προκειμένου τα Κράτη μέλη να επιτύχουν τους στόχους της Οδηγίας μέχρι το Το χρονοδιάγραμμα εφαρμογής της Οδηγίας περιλαμβάνεται στην εικόνα , ενώ στον πίνακα περιλαμβάνονται περιληπτικά οι προθεσμίες που πρέπει να τηρηθούν. 11

12 Πίνακας Περιληπτικά οι προθεσμίες που πρέπει να τηρηθούν από τα Κράτη μέλη σύμφωνα με την Οδηγία 2000/60/ΕΚ. Table Brief timetable of the deadlines that must be kept by the State members, according to the Water Framework Directive 2000/60/EC. Καλύπτονται μέγεθος και ταχύτητα ροής, χημική κατάσταση και οικολογική κατάσταση (πραγματική/δυνητική)/size & velocity of stream flow, chemical status an ecological status are covered Τέλος του 2004/End of 2004 Προκαταρτική εκτίμηση των ανθρωπογενών επιπτώσεων/ Preliminary assessment of anthropogenic effects Τέλος του 2006/End of 2006 Σύσταση προγραμμάτων παρακολούθησης σύμφωνα με τις απαιτήσεις της οδηγίας/monitoring programs according to the WFD requirements Τέλος του 2009/End of 2009 Παραγωγή χαρτών και παρουσίαση των πρώτων αποτελεσμάτων/production of maps & presentation of the primer results Τέλος 2015 και μετά κάθε 6 έτη/end of 2015 & every 6 years Παρουσίαση των αποτελεσμάτων της παρακολούθησης /Presentation of the results of monitoring 2003 Ορισμός αρμόδιων αρχών (επίπεδο Υ.Δ.) 2015 Εφαρμογή των προγραμμάτων μέτρων & επίτευξη των περιβαλλοντικών στόχων Κατηγοριοποίηση επιφανειακών υδάτων (ποτάμια, λίμνες, μεταβατικά, παράκτια, τεχνητά & ιδιαιτέρως τροποποιημένα υδατικά συστήματα) 2. Για κάθε κατηγορία διάκριση σε τύπους (Τυπολογία) 3. Προσδιορισμός και οριοθέτηση των υδατικών σωμάτων επιφανειακών και υπόγειων νερών 4. Χαρακτηρισμός υπόγειων υδάτων για να αξιολογηθούν οι χρήσεις τους και ο κίνδυνος να μην πληρούν τους στόχους της Ο.Π. 5. Ανάλυση πιέσεων και αξιολόγηση της ευαισθησίας 6. Οικονομική ανάλυση της χρήσης νερού για κάθε Υ.Δ. 7. Κατάρτιση μητρώου προστατευόμενων περιοχών 2010 Παροχή κινήτρων, αλλά & εξασφάλιση της κατάλληλης συμβολής των διαφόρων χρήσεων στην ανάκτηση του κόστους νερού (βιομηχανία, αστική χρήση, γεωργία) Θέσπιση Προγράμματος Μέτρων για κάθε Υ.Δ. 2. Κατάρτιση και δημοσίευση των Σχεδίων Διαχείρισης υδατικών πόρων σε επίπεδο Υ.Δ Εκπόνηση άσκησης διαβαθμονόμ. (προσδιορισμός ενιαίων παραμέτρων) 2. Κατάρτιση & έναρξη εφαρμογής προγραμμάτων παρακολούθησης Εικόνα Αναλυτικό χρονοδιάγραμμα εφαρμογής της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Figure Analytical timetable concerning the Implementation of the Water Framework Directive 2000/60/EC. Για την παρακολούθηση της οικολογικής και χημικής ποιότητας των επιφανειακών υδάτων η Οδηγία προτείνει 3 τρόπους: α) Την εποπτική παρακολούθηση που στοχεύει στην εκτίμηση των μακροπρόθεσμων μεταβολών και επιπτώσεων και στο σχεδιασμό μελλοντικών 12

13 προγραμμάτων παρακολούθησης. Διενεργείται σε επαρκή αριθμό δειγματοληπτικών σταθμών σε μια λεκάνη απορροής ποταμού. Διαρκεί για ένα έτος κατά το χρονικό διάστημα εφαρμογής του κάθε σχεδίου διαχείρισης (ΣΔΛΑ). β) Την επιχειρησιακή, που στοχεύει στον προσδιορισμό της κατάστασης των ποταμών που κινδυνεύουν να μην επιτύχουν τους περιβαλλοντικούς στόχους ούτε μετά την αξιολόγηση της εφαρμογής των προγραμματισμένων μέτρων σε αυτούς. Διενεργείται σε όλους τους ποταμούς που κινδυνεύουν από σημαντικές πιέσεις σημειακής και διάχυτης ρύπανσης καθώς και από υδρολογική πίεση. γ) Τη διερευνητική παρακολούθηση, η οποία διενεργείται όταν είναι άγνωστη η αιτία των υπερβάσεων, όταν έχει προκληθεί ατύχημα και όταν η εποπτική παρακολούθηση δείχνει ότι είναι αδύνατο να επιτευχθούν οι περιβαλλοντικοί στόχοι σε ένα ποταμό και η επιχειρησιακή παρακολούθηση δεν έχει ακόμα εφαρμοσθεί. Η συχνότητα παρακολούθησης και η πυκνότητα του δικτύου σταθμών του κάθε είδους παρακολούθησης είναι ανάλογη της πίεσης που δέχεται ο υπό μελέτη ποταμός. Τα Κράτη μέλη μπορούν να αυξήσουν τη συχνότητα και να προσαρμόσουν το συγχρονισμό της παρακολούθησης ανάλογα με τις εκάστοτε ιδιαίτερες συνθήκες και ανάγκες. Η Οδηγία Πλαίσιο 2000/60/ΕΚ, αποτελεί το βασικό άξονα, γύρω από τον οποίο οφείλουν να κινηθούν τα Κράτη Mέλη, προκειμένου να αναπτύξουν την πολιτική διαχείρισης και προστασίας των υδάτων τους. Στον Ευρωπαϊκό χώρο, υπάρχουν δεκατέσσερις ομάδες επιστημόνων, οι οποίες εξειδικεύονται σε συγκεκριμένους τομείς, προκειμένου να ξεπεραστούν τυχόν προβλήματα και να υλοποιηθούν οι στόχοι που έχουν τεθεί (Πίνακας ). 13

14 Πίνακας Ομάδες Εργασίας και Έγγραφα Οδηγοί για την χάραξη της πολιτικής διαχείρισης και προστασίας των υδατικών σωμάτων (2000/60/ΕΚ) (πηγή: Κεμιτζόγλου, 2006) Table Working Groups and Guidance Documents for the Implementation of the Water Framework Directive (2000/60/EC) (source: Kemitzoglou, 2006) Έγγραφο Οδηγός (Νο)/ Guidance doc. No Ομάδα Εργασίας/ Work group Θέμα/ Subject Ανάλυση πιέσεων & επιπτώσεων στα διαφορετικά υδατικά σώματα/ Analysis of Pressures & Impacts Προσδιορισμός των ιδιαίτερα τροποποιημένων & τεχνητών υδατικών σωμάτων/identification & designation of heavily modified & Artificial water bodies Τυπολογία, Συνθήκες Αναφοράς & Συστήματα Ταξινόμησης/Rivers & lakes Typology, reference conditions & classification systems Μεταβατικά & Παράκτια Ύδατα/Transitional & coastal waters Δίκτυο Διαβαθμονόμησης των μεθόδων εκτίμησης του νερού/intercalibration network Οικονομική Ανάλυση της επίτευξης του στόχου & εύρεση περισσότερο οικονομικών λύσεων για την έρευνα/ Economics & the environment Παρακολούθηση των Υδάτων σύμφωνα με την Οδηγία 2000/60/Monitoring under the Water Framework Directive Συμμετοχή των πολιτών σε σχέση με την προστασία των Υδάτων/Public participation Διαδικασία σχεδιασμού/planning process Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών/Geographical information Systems 14 Α Άσκηση Διαβαθμονόμησης των μεθόδων εκτίμησης της ποιότητας του νερού/intercalibration Process 13 2Α Συνολική Προσέγγιση στην Ταξινόμηση της Οικολογικής Κατάστασης των νερών/overall approach to the classification of 2 Υδατικά σώματα/ Water bodies ecological status and ecological potential Αναγνώριση & καθορισμός των υδατικών σωμάτων & πρακτικές προτάσεις για την αναγνώριση αυτή/identification of Water Bodies 12 Β Ρόλος Υγροτόπων/The role of wetlands in the WFD Εναρμόνιση της ελληνικής νομοθεσίας στην Οδηγία 2000/60/ΕΚ Η εναρμόνιση της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ, στην Ελλάδα, έγινε με το Νόμο 3199/2003 (ΦΕΚ 280/Α / ), με τον οποίο θεσπίζεται ένα γενικό νομοθετικό πλαίσιο για την προστασία και διαχείριση των υδάτων. Ο Ν 3199/2003, έχει εξειδικευθεί με πέντε Υπουργικές Αποφάσεις και το Προεδρικό Διάταγμα 51/2007 που εκδόθηκε για τον καθορισμό μέτρων και διαδικασιών για την ολοκληρωμένη προστασία και διαχείριση των υδάτων σε συμμόρφωση με τις διατάξεις της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ (ΦΕΚ 54/Α/ ). 14

15 Ο Νόμος 3199/2003: Προβλέπει τη δημιουργία Κεντρικής Υπηρεσίας Υδάτων σε επίπεδο Ειδικής Γραμματείας στο Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε με στόχο την παύση της πολυδιάσπασης αρμοδιοτήτων. Προβλέπει την ανάκτηση κόστους των υπηρεσιών ύδατος στις διάφορες χρήσεις εισάγοντας το περιβαλλοντικό κόστος. Εισάγει τους ορισμούς της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ Προβλέπει την ίδρυση της Εθνικής Επιτροπής Υδάτων Θέτει ως προτεραιότητα στη χρήση των υδατικών πόρων την ύδρευση. Όσον αφορά στη διαίρεση των Ελληνικών εδαφών σε υδατικά διαμερίσματα, σύμφωνα με το Νόμο 1739/87 (ΦΕΚ 201 Α/ ) <<Διαχείριση των υδατικών πόρων και άλλες διατάξεις>> (Άρθρο 1.,παρ.4), έχει θεσμοθετηθεί η διαίρεση της χώρας σε 14 τμήματα υδατικά διαμερίσματα (Εικόνα ), με γνώμονα τις υδρολογικές υδρογεωλογικές συνθήκες που επικρατούν. Ο διαχωρισμός που έγινε, αντιστοιχεί ουσιωδώς σε διοικητικές περιοχές λεκάνης απορροής ποταμών. Τα υδατικά διαμερίσματα τα οποία διακρίνονται, είναι τα εξής: Δυτικής Πελοποννήσου (1), Βόρειας Πελοποννήσου (2), Ανατολικής Πελοποννήσου (3), Δυτικής Στερεάς Ελλάδας (4) Ηπείρου (5), Αττικής (6), Ανατολικής Στερεάς Ελλάδας και Εύβοιας (7), Θεσσαλίας (8), Δυτικής Μακεδονίας (9), Κεντρικής Μακεδονίας (10), Ανατολικής Μακεδονίας (11), Θράκης (12), Κρήτης (13) και Νησιών Αιγαίου (14) (Εικόνα ). 15

16 Εικόνα Υδατικά διαμερίσματα της Ελλάδας Figure Water Districts of Greece 16

17 1.3 Τυπολογία Κατά τις τελευταίες δεκαετίες, τα βενθικά μακροασπόνδυλα αποτελούν το πιο συνηθισμένο μέσο για την εκτίμηση των ανθρωπογενών πιέσεων στην ποιότητα των επιφανειακών υδάτων (Metcalf, 1989). Οι μέθοδοι εκτίμησης και κατάταξης της ποιότητας των ρεόντων υδάτων, συχνά βασίζεται στις διαφορές που παρουσιάζονται ανάμεσα στην αναμενόμενη δομή των βενθικών βιοκοινωνιών (που βρίσκονται σε συνθήκες αναφοράς) και στην δομή που τελικά παρατηρείται (Wright et al., 1984). Οι διαφορές που παρατηρούνται είναι και αυτές που υπογραμμίζουν την ύπαρξη πιέσεων στον μελετώμενο σημείο. Τα σημεία που βρίσκονται σε αδιατάρακτες συνθήκες ή σε ελάχιστα διαταραγμένες, είναι αυτά που καθορίζουν και τη δομή των βιοκοινωνιών που σηματοδοτεί τις βιολογικές συνθήκες αναφοράς (Reece & Richardson, 2000), αλλά και τις αβιοτικές περιβαλλοντικές παραμέτρους που επηρεάζουν τις βιοικοινωνίες (Skoulikidis et al., 2009). Το ίδιο σκεπτικό ισχύει και στην περίπτωση των φυσικοχημικών και υδρομορφολογικών παραμέτρων. Παρόλα αυτά, τα αδιατάρακτα ρέοντα ύδατα με διαφορετικά αβιοτικά περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά παρουσιάζουν διαφορετική πανιδική σύνθεση (Armitage et al., 1983). Για τον λόγο αυτό, θα πρέπει τα ρέοντα ύδατα να αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς τύπους, καθένας από τους οποίους να αντιστοιχεί σε συγκεκριμένη δομή βενθικών βιοκοινωνιών. Κάποια από τα αβιοτικά χαρακτηριστικά που έχει βρεθεί ότι επηρεάζουν τη δομή της πανιδικής σύνθεσης είναι η θερμοκρασία του νερού (Jacobsen et al., 1997), το μέγεθος της λεκάνης απορροής του ποταμού (Wright et al., 1984), η σύνθεση του υποστρώματος (Thorpe and Lloyd 1999) και η υδραυλική δυναμική του συστήματος (Statzner and Higler 1986). Η εφαρμογή της τυπολογίας, έχει γίνει ένα ευρέως αποδεκτό τμήμα της εκτίμησης της οικολογικής κατάστασης (Wright et al., 1999; Hering et al., 2004), αν και οι μεταβλητές, που λαμβάνονται υπόψη κατά την εκτίμηση της, διαφέρουν ανάλογα την προσέγγιση (Sandin & Verdonchot, 2006). H εφαρμογή της τυπολογίας, είναι δυνατό να γίνει είτε με την Top down προσέγγιση, όπου χρησιμοποιούνται ως διαχωριστικοί παράγοντες τα αβιοτικά χαρακτηριστικά των ποταμών (Omernick 1995, Wimmer & Chovanec 2000), είτε με τη Bottom up προσέγγιση, όπου η 17

18 ομαδοποίηση γίνεται βάση των ποτάμιων βιοκοινωνιών (Moog et al., 2001; Verdonchot 1995) είτε με σύμπτυξη και των δύο παραπάνω προσεγγίσεων (Moog et al., 2001; Verdonchot, 1995). Πάντως, κύριος στόχος της διαδικασίας της τυπολογίας παραμένει η εύρεση των τυποχαρακτηριστικών συνθηκών αναφοράς (Moog et al., 2004) Τυπολογία στην Οδηγία 2000/60/ΕΚ Βασικό βήμα για την εφαρμογή της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ είναι η τυπολογία, η οποία αποτελεί την διαδικασία ομαδοποίησης ποτάμιων συστημάτων, με περιορισμένη διακύμανση τόσο των αβιοτικών παραμέτρων που τα χαρακτηρίζουν όσο και της δομής των βιοκοινωνιών τους (Lorenz et al., 2004). Η διαδικασία της τυπολογίας, περιλαμβάνει τα ακόλουθα σύμφωνα με τα Κατευθυντήρια Κείμενα N o 2, 5 και 10 της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ: Την οριοθέτηση της λεκάνης απορροής, σύμφωνα με το Άρθρο 3 (παρ.1) Την κατάταξη σε μία από τις κατηγορίες επιφανειακών υδάτων (ποταμοί, λίμνες, μεταβατικά, παράκτια, τεχνητά, ιδιαιτέρως τροποποιημένα υδατικά συστήματα), σύμφωνα με το Παρ/μα ΙΙ, 1.1 (i) Τη διάκριση τύπων με βάση το Σύστημα Α ή Β (Πίνακας 3,4), για κάθε σύστημα επιφανειακών υδάτων, σύμφωνα με το Παρ/μα ΙΙ, 1.2 Την υποδιαίρεση του κάθε τύπου σε μικρότερα υδατικά συστήματα με βάση τις πιέσεις και τις επιπτώσεις. Για την επίτευξη της τυπολογίας, προτείνονται δύο συστήματα ταξινόμησης των ποτάμιων συστημάτων (Α και Β) (Πίνακες & ) που χρησιμοποιούν υδρομορφολογικούς, κλιματικούς και γεωλογικούς παράγοντες (European Commission 2000). Το σύστημα Α (Πίνακας ) βασίζεται σε 25 προκαθορισμένες οικοπεριοχές σύμφωνα με την κατανομή των υδρόβιων εντόμων (Limnofauna Europaea), η οποία έγινε από τον Illies (1978)(Εικόνα ). Για κάθε οικοπεριοχή, οι τύποι 18

19 καθορίζονται από καθορισμένα κριτήρια, με τη χρήση του υψομέτρου (τρεις κατηγορίες), της έκτασης της λεκάνης απορροής (τέσσερις κατηγορίες) και της γεωλογίας (τρεις κατηγορίες). Σε αντίθεση, το σύστημα Β (Πίνακας ) χρησιμοποιεί υποχρεωτικούς περιγραφείς του συστήματος Α, προαιρετικούς και άλλους εναλλακτικούς, μερικοί από τους οποίους καθορίζουν τη δομή και τη σύνθεση των βιολογικών κοινοτήτων των ποταμών. Εικόνα Οικοπεριοχές για τα ποτάμια οικοσυστήματα σύμφωνα με την κατανομή των κοινοτήτων των ζώων στα ευρωπαϊκά επιφανειακά ύδατα (Ν. 3199/2003) Figure Ecoregions for rivers according to the distribution of the animal communities in the European surface waters (Law 3199/2003) Πίνακας Παράμετροι των ποταμών για την τυπολογία σύμφωνα με το σύστημα Α της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ (Παράρτημα ΙΙ). Table Descriptors used for the typology of rivers, according to system A of the Water Framework Directive 2000/60/EC (Annex 2). Σύστημα Α/System A Υψόμετρο / Altitude (m) Υψηλό / High 800 Μεσαίο/ Mediate Μέγεθος λεκάνης απορροής /Catchments size (km²) Γεωλογία/Geology Χαμηλό/ Low Ασβεστολιθικά / Calcareous Πυριτικά/ Siliceous Οργανικά/ Organic 19

20 Πίνακας Παράμετροι των ποταμών για την τυπολογία σύμφωνα με το σύστημα Β της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ (Παράρτημα ΙΙ). Table Descriptors used for the typology of rivers, according to system B of the Water Framework Directive 2000/60/EC (Annex 2). Εναλλακτικοί Παράγοντες / Alternative characterisation Υποχρεωτικοί Παράγοντες / Obligatory factors Προαιρετικοί παράγοντες / Optional factors Φυσικοί και χημικοί παράγοντες οι οποίοι καθορίζουν τα χαρακτηριστικά του ποταμού ή τμήματος του ποταμού και, κατά συνέπεια, τη δομή και τη σύνθεση του βιολογικού πληθυσμού / Physical and chemical factors that determine the characteristics of the river or part of the river and hence the biological population structure and composition Υψόμετρο / Altitude Γεωγραφικό πλάτος / Latitude Γεωγραφικό μήκος / Longitude Γεωλογία / Geology Μέγεθος / Size Απόσταση από την πηγή του ποταμού / distance from river source Ενέργεια του ρεύματος (συνάρτηση του ρεύματος και της κλίσης) / energy of flow (function of flow and slope) Μέσο πλάτος νερού / mean water width Μέσο βάθος νερού / mean water depth Μέση κλίση νερού / mean water slope Μορφή και σχήμα της κύριας κοίτης του ποταμού / form and shape of main river bed Κατηγορία παροχής (ροής) ποταμού / river discharge (flow) category Σχήμα κοιλάδας / valley shape Μεταφορά στερεών / transport of solids Ικανότητα εξουδετέρωσης οξέων / acid neutralising capacity Μέση σύνθεση υποστρώματος / mean substratum composition Τυπολογία με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές του Ινστιτούτου Cemagref Η μεθοδολογία της τυπολογίας με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές, είναι μία top down προσέγγιση τυπολογίας, δεδομένου ότι λαμβάνει υπόψη της μόνο αβιοτικές παραμέτρους. Αυτή ακολουθεί το Σύστημα Β της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Αναπτύχθηκε από τη Γαλλία ως επίσημη μέθοδος για την τυπολογία των ποτάμιων συστημάτων της χώρας και επεκτάθηκε σε ευρωπαϊκό επίπεδο στο πλαίσιο το προγράμματος REBECCA (Relationships between ecological and chemical status of surface waters) (Wasson et al., 2007). Εφαλτήριο για την ανάπτυξη της μεθοδολογίας, αποτέλεσε η ανάγκη του να είναι εφικτή η άμεση σύγκριση των χαρακτηριστικών των ποτάμιων οικοσυστημάτων και λειτουργιών σε Ευρωπαϊκό επίπεδο (Wasson et al., 2007). 20

21 Βασίστηκε στις θεωρίες του ιεραρχικού ελέγχου του συστήματος και πιο συγκεκριμένα στην ενσωμάτωση των φυσικών δομών από τη λεκάνη απορροής στο επίπεδο του μικροενδιαιτήματος, που προτάθηκε από τους Frissel et al. (1986) και Naiman et al. (1992). Οι συγγραφείς αυτοί, αναγνώρισαν τη γεωλογία, το ανάγλυφο και το κλίμα ως τους πρωτογενείς καθοριστικούς παράγοντες των οικοσυστημάτων των ρεόντων υδάτων, σε επίπεδο λεκάνης απορροής. Αυτοί οι τρείς παράγοντες, είναι και αυτοί που συνυπολογίζονται προκειμένου να προκύψουν οι Υδροοικοπεριοχές. Για την γεωλογία, προκειμένου να προκύψουν κατηγορίες, συνυπολογίστηκαν παράμετροι όπως η διαβρωσιμότητα των πετρωμάτων, η περατότητα αλλά και ο βαθμός που η γεωλογία του πετρώματος επηρεάζει τη χημεία του νερού. Για την παράμετρο κλίμα, περιγράφηκε η μέση ετήσια και εποχική μεταβλητότητα της βροχόπτωσης και της θερμοκρασίας, ενώ ειδικοί δείκτες χρησιμοποιήθηκαν προκειμένου να υπολογιστούν η εξατμισοδιαπνοή και η ξηρασία. Καθώς τα κλιματικά μοντέλα θεωρούνται ανακριβή, χρησιμοποιήθηκαν και χάρτες φυσικής βλάστησης, όπου υπήρχαν. Για την παράμετρο του ανάγλυφου, προκειμένου να προκύψουν κατηγορίες, υπολογίστηκαν οι μέσοι όροι και η τυπική απόκλιση των μέγιστων και ελάχιστων τιμών του υψομέτρου αλλά και της κλίσης. Οι πηγές των δεδομένων που χρησιμοποιήθηκαν για την ολοκλήρωση της μεθοδολογίας, φαίνονται στον πίνακα του Παραρτήματος Ι. Αφού υπολογίστηκαν όλες οι παραπάνω παράμετροι και συνδυάστηκαν σε περιβάλλον Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, προέκυψαν 133 Υδροοικοπεριοχές (Εικόνα ), κάθε μια από τις οποίες διαφοροποιείται από τη γειτονική της σε τουλάχιστον μία κατηγορία γεωλογίας, κλίματος ή ανάγλυφου. Στις περισσότερες περιπτώσεις, συνδυασμός κατηγοριών είναι αυτός που διαφοροποιεί τις Υδρο οικοπεριοχές. 21

22 Εικόνα Οι Υδρο οικοπεριοχές τις Ευρώπης (Wasson et al., 2007). Figure Europe s Hydro ecoregions (Wasson et al., 2007). 22

23 1.4 Τυποχαρακτηριστικές συνθήκες αναφοράς Οι συνθήκες αναφοράς πρέπει να καθοριστούν ξεχωριστά για κάθε τύπο ποταμού με βάση το σύστημα Α ή το Β σύμφωνα με το Παράρτημα II της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Επειδή όμως τα Κράτη μέλη δεν έχουν πολλαπλά δεδομένα αναφοράς για κάθε τύπο και για όλες τις βιολογικές παραμέτρους, ήταν αναγκαίο να ταξινομηθούν οι ποταμοί της Ευρώπης σε πολύ λιγότερους τύπους που να αντιπροσωπεύουν όσο το δυνατόν καλύτερα τους υπάρχοντες και αυτό έγινε με το σύστημα Β. Έτσι, τα ποτάμια της Β. Ευρώπης και της Μεσογείου, χωρίστηκαν αρχικά σε 5 και κατόπιν σε 4 τύπους ποταμών (RM 1,2,4,5) (Πίνακας 1.4.1) γιατί για τα μεγάλα και βαθιά ποτάμια δεν βρέθηκαν σταθμοί αναφοράς. Κατά την άσκηση διαβαθμονόμησης (intercalibration exercise) που διεξάγεται με τη βοήθεια των Γεωγραφικών Oμάδων Διαβαθμονόμησης [Geographical Intercalibration Groups (GIGS)] (Buffagni & Furse 2006), κάθε μία από τις οποίες ήταν υπεύθυνη για ένα σύνολο τύπων ποταμών συγκεκριμένης γεωγραφικής περιοχής (π.χ. Μεσόγειο, Κεντρική Ευρώπη κ.ά.) (Πίνακας 1.4.1) (Van de Bund et al., WFD intercalibration technical report, 2008) καθορίστηκαν οι τυποχαρακτηριστικές συνθήκες αναφοράς για όσα στοιχεία υπήρχαν από κάθε βιολογική παράμετρο και για κάθε υδατικό σύστημα των επιφανειακών υδάτων (ποτάμι, λίμνη, μεταβατικά, παράκτια). Η Ελλάδα ανήκει στη Μεσογειακή Γεωγραφική Ομάδα Διαβαθμονόμησης (Πίνακας 1.4.1). Επειδή για το κάθε σύστημα των επιφανειακών υδάτων δεν υπήρχαν δεδομένα από σταθμούς αναφοράς για την κάθε βιολογική παράμετρο αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθούν οι βιολογικές παράμετροι που χαρακτηρίζουν καλύτερα τις διαβαθμίσεις της ρύπανσης σε πενταβάθμια κλίμακα αξιολόγησης ξεχωριστά για το κάθε υδατικό σύστημα. Για τα ποτάμια επιλέχθηκαν τα βενθικά μακροασπόνδυλα και τα βενθικά διάτομα ως τα καλύτερα για την εκτίμηση της ποιότητας ως προς την οργανική ρύπανση. Για τα πρώτα υπήρχε αφθονία δεδομένων για τα περισσότερα ποτάμια της Ευρώπης. Σχηματίσθηκε λοιπόν μια Ευρωπαϊκή βάση (benchmark database) (Buffagni et al. 2005, 2006) με δεδομένα αναφοράς των οικογενειών των βενθικών μακροασπονδύλων που απαντούν στους τύπους (RM1,2,4,5). 23

24 τύπος Πίνακας Χαρακτηριστικά Μεσογειακού τύπου ποταμών ( από Van de Bund et al., 2008). Table Characteristics of the Mediterranean river types (Van de Bund et al., 2008). Χαρακτηρισμός Ποταμού Λεκάνη απορροής Υψόμετρο Γεωμορφο λογία Γεωλογία υπόβαθρου Καθεστώς ροής ποταμού R M 1 Μικρός σε μεσαίο km² m Μικτή Έντονα εποχικό υψόμετρο R M 2 Μεσαίος σε χαμηλό km² <400 m Μικτή Έντονα εποχικό υψόμετρο R M 4 Μικρός/μεσαίος σε μεσογειακού τύπου βουνό km² m Μη πυριτικό υπόβαθρο (μεικτή) Εποχικόμεταφορά ιζήματος R M 5 Μικρός/εποχικός km² <300 m Μικτή Πρόσκαιρο Επειδή τα Κράτη Μέλη χρησιμοποιούν διαφορετικές μεθόδους αξιολόγησης για την εκτίμηση της βιολογικής ποιότητας των ποταμών, ο στόχος της Κοινής Στρατηγικής Υλοποίησης (Common Implementation Strategy) (Heiskanen et al. 2004) ήταν η Ευρωπαϊκή άσκηση διαβαθμονόμησης (intercalibration exercise) (Working Group 2.5 INTERCALIBRATION 2003) των μεθόδων εκτίμησης να στοχεύσει στην εναρμόνιση των ορίων των διάφορων βιοτικών δεικτών (Buffagni & Furse 2006) (Εικόνα 1.4.1). Στην Ελλάδα, για την εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης χρησιμοποιείται το Ελληνικό σύστημα αξιολόγησης (Artemiadou & Lazaridou 2005) το οποίο έχει διαβαθμονομηθεί για τους τρεις τύπους (RM 1, 2, 4) [Artemiadou et al., 2008 (RM 4), Ntislidou et al. (RM 1,2), υπό δημοσίευση] μόνον, για τους οποίους υπάρχει διαθέσιμη βάση Ευρωπαϊκών σταθμών αναφοράς (WFD intercalibration technical report, EC, 2007). Τα αποτελέσματα από τις αφθονίες των βενθικών μακροασπονδύλων των διάφορων δειγμάτων μετατρέπονται σε αποτελέσματα συγκεκριμένου πολυμετρικού δείκτη (STAR_ICMi)(WFD intercalibration technical report, EC, 2008), ο οποίος βασίζεται στην αφθονία, στον αριθμό των ταξινομικών ομάδων (ποικιλότητα) και στην ευαισθησία τους στη ρύπανση όπως ορίζεται στην Οδηγία 2000/60 τα οποία με τη σειρά τους συγκρίνονται με την Ευρωπαϊκή βάση αναφοράς (benchmark database) (Buffagni et al. 2005, 2006). Ιδιαίτερο βάρος δίνεται στην εναρμόνιση των ορίων υψηλής/καλής ποιότητας και καλής/μέτριας ποιότητας, καθώς ο περιβαλλοντικός στόχος που θέτει η Οδηγία 2000/60/ΕΚ, είναι η καλή 24

25 οικολογική ποιότητα των επιφανειακών υδάτων έως το Πολύ σημαντική για την παραπάνω διαδικασία είναι η επιλογή των σταθμών αναφοράς (reference sites) για κάθε τύπο ποταμού, η οποία θα πρέπει να συνάδει με τις κατευθυντήριες γραμμές της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ (Working Group 2.3 REFCOND 2003). Η Γεωγραφική Ομάδα Διαβαθμονόμησης έχει καθορίσει για κάθε τύπο ποταμού σε ολόκληρη την Ευρώπη τα όρια Υψηλής/Καλής και Καλής/Μέτριας ποιότητας για τον πολυμετρικό δείκτη STAR_ICMi (Πίνακας 1.4.2). Εικόνα Σχηματική απεικόνιση των κυριότερων σταδίων της διαδικασίας έμμεσης διαβαθμονόμησης των μεθόδων εκτίμησης της ποιότητας του νερού στην Ευρώπη (από Αρτεμιάδου, 2008). Figure Representation of the main stages of the indirect Intercalibration process of the evaluation methods of water quality in Europe (source: Artemiadou, 2008). Πίνακας Όρια Υψηλής Καλής και Καλής Μέτριας ποιότητας του πολυμετρικού δείκτη STAR_ICMi που έχει καθοριστεί από την Γεωγραφική Ομάδα Διαβαθμονόμησης για την περίπτωση της Ελλάδας (WFD intercalibration technical report, EC, 2007). Table High Good and Good Moderate boundary values for Greece, converted by regression into STAR_ICMi values (WFD intercalibration technical report, EC, 2007). Τύπος/Type RM1 RM2 RM4 Υψηλή/Καλή High/Good 0,95 0,94 0,96 Καλή/Μέτρια Good/Moderate 0,71 0,71 0,72 Όρια 25

26 1.5 Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών Γ.Σ.Π. / (Geographical Information Systems G.I.S.) Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ), είναι ολοκληρωμένα συστήματα συλλογής, αποθήκευσης, διαχείρισης, ανάλυσης και απεικόνισης πληροφορίας σχετικής με φαινόμενα που εξελίσσονται στο χώρο (Clarke, 1986) (Εικόνα 1.5.1). Εικόνα Σχηματική αναπαράσταση της οργάνωσης και των μερών ενός Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών (Καμπράγκου, 2006). Figure Representation of the organization and the parts of a Geographical Information System (Kampraggou, 2006) Τα Γ.Σ.Π. σχεδιάστηκαν έτσι, ώστε να διαχειρίζονται μεγάλες, χωρικά προσανατολισμένες βάσεις δεδομένων με ποικιλία περιεχομένου (αστικές εκτάσεις, φυσικοί πόροι, περιβάλλον). Αποθηκεύουν τόσο χωρικά (γεωγραφικά) όσο και περιγραφικά δεδομένα και έτσι βρίσκουν εφαρμογή σε πολλά πεδία, όπως για παράδειγμα στις τηλεπικοινωνίες, στα ενεργειακά δίκτυα, στα δίκτυα ύδρευσηςαποχέτευσης, στα δίκτυα μεταφορών, στα μοντέλα πρόβλεψης φυσικών καταστροφών και στα σχέδια διάσωσης πληθυσμού, στο κτηματολόγιο καθώς και σε άλλα πολλά. Βασική και ουσιώδης χρήση του γίνεται και σε περιβαλλοντικά θέματα, πεδίο που περικλείει πολλές εφαρμογές, όπως: μελέτες περιβαλλοντικών επιπτώσεων, διαχείριση παράκτιας ζώνης, ποιότητα νερού, εκτίμηση του θαλάσσιου ευτροφισμού, ανίχνευση περιβαλλοντικά ευαίσθητων περιοχών, χρήσεις γης, διαχείριση οικοσυστημάτων, πρόβλεψη πλημμυρών, οριοθέτηση λεκανών 26

27 απορροής ποταμών και εκτίμηση της ποιότητας του νερού στις εκβολές τους καθώς και άλλα (Κίτσιου, 2001; Αστάρας κ.α, 2007). Η χρήση των Γ.Σ.Π., δίνει τη δυνατότητα συνδυασμού παραμέτρων αλλά και τη δυνατότητα να θέσει ο μελετητής περιορισμούς. Ακόμα ένα πλεονέκτημα των Γ.Σ.Π, είναι ότι τα αποτελέσματα είναι συγκεντρωτικά και απεικονίζονται με κατανοητό τρόπο. Καθώς είναι γεγονός ότι τα διαχειριστικά πλάνα απευθύνονται στους λήπτες αποφάσεων, οι οποίοι συνήθως δεν έχουν επιστημονικό υπόβαθρο, η παρουσίαση των αποτελεσμάτων σε μορφή χάρτη, είναι μία λύση η οποία φαίνεται να γεφυρώνει το χάσμα ανάμεσα στην επιστήμη και τη διαχείριση. Ακόμα, πρέπει να τονιστεί ότι τα Γ.Σ.Π, δίνουν τη δυνατότητα στον μελετητή να διαχειριστεί με ευκολία μεγάλο πλήθος παραμέτρων, όπως συνήθως καλείται να αντιμετωπίσει σε επίπεδο λεκάνης απορροής. Εξάλλου και η Ευρωπαϊκή οδηγία 2000/60 για το νερό εισάγει μια νέα προσέγγιση στη συλλογή, ανταλλαγή και χρήση περιβαλλοντικών πληροφοριών αναφορικά με τη διαχείριση των υδατικών πόρων, δίνοντας έμφαση στη γεωγραφική συνιστώσα κατά την καθιέρωση των φορέων διαχείρισης σε επίπεδο λεκάνης απορροής και την ανάπτυξη διαχειριστικών σχεδίων, ως το πρωταρχικό εργαλείο για τη συγκέντρωση και καταγραφή πληροφοριών σε εθνικό και Ευρωπαϊκό επίπεδο (Directive 2000/60). 27

28 1.6 Σκοπός της εργασίας Η παρούσα εργασία, πραγματοποιείται στο πλαίσιο μίας προσπάθειας σωστής εφαρμογής ενός βασικού τμήματος της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ για τα ύδατα, της τυπολογίας. Αρχικός σκοπός της είναι η εύρεση της πιο κατάλληλης μεθοδολογίας για τον καθορισμό των τύπων στα Ελληνικά ποτάμια συστήματα. Προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος, γίνεται εφαρμογή των τυπολογικών συστημάτων Α και Β που προτείνονται από την Οδηγία 2000/60/ΕΚ για τα ύδατα, γίνεται διαχωρισμός με βάση τους Μεσογειακούς τύπους ποταμών της Άσκησης Διαβαθμονόμησης καθώς επίσης και εφαρμογή της τυπολογίας με βάση τις Υδροοικοπεριοχές όπως ορίστηκαν από το Ινστιτούτο Cemagref. Σε ένα δεύτερο επίπεδο, επιδιώκεται ο καθορισμός των κοινοτήτων βενθικών μακροασπονδύλων (βιολογικές τυποχαρακτηριστικές συνθήκες) σε σταθμούς με υψηλή ποιότητα υδάτων (σταθμούς αναφοράς), οι οποίοι απαντώνται στους εξαγόμενους από την επικρατούσα μεθοδολογία τύπους. 28

29 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 2.1 Περιοχή μελέτης Την περιοχή μελέτης της παρούσας εργασίας, αποτελεί το σύνολο των ελλαδικών εδαφών. Η Ελλάδα, είναι μια μικρή μεσογειακή χώρα με έντονο ανάγλυφο. Η έκταση της υπολογίζεται στα km 2 και διαχωρίζεται στην ηπειρωτική χώρα η οποία πλαισιώνεται από νησιωτικά συγκροτήματα (Εικόνα 2.1.1). Ως συνέπεια της γεωλογικής της μορφολογίας, χαρακτηρίζεται από μεγάλο πλήθος λεκανών απορροής που αποστραγγίζουν μικρά και μεσαία ποτάμια (Skoulikidis et al., 2009). To Υπουργείο Ανάπτυξης της Ελλάδας, αναγνώρισε και κατέγραψε επισήμως 45 ποτάμια με μόνιμη ροή το 2003 (Εικόνα 2.1.2). Εικόνα Χάρτης που απεικονίζει τα Eλληνικά ηπειρωτικά και νησιωτικά εδάφη. Figure Map of Greek continental and insular territory. 29

30 Εικόνα Ποτάμια και λίμνες της Ελλάδας Figure Rivers and lakes in Greece Σε ένα δεύτερο επίπεδο, η πιο εξειδικευμένη στατιστική επεξεργασία, γίνεται σε ποτάμια συστήματα της βορείου Ελλάδος και πιο συγκεκριμένα περιλαμβάνονται οι λεκάνες απορροής των ποταμών: της περιοχής της Δαδιάς, του Νέστου, της περιοχή της Ολυμπιάδας και της Σκουριών, του Αλιάκμονα, του Πηνειού, του Αώου και της περιοχής της λίμνης Πλαστήρα (Εικόνα 2.1.3, Πίνακας 2.3.1). 30

31 Εικόνα Ποτάμια συστήματα της Ελλάδας υπό μελέτη. Figure Rivers in Greece under study. Ποταμοί περιοχής Εθνικού Πάρκου Δαδιάς Από το 1980 η περιοχή αυτή έχει ανακηρυχθεί ως φυσικό καταφύγιο, ενώ από το 2003 ως Εθνικό Πάρκο, εξαιτίας της μεγάλης ορνιθολογικής σημασίας του για τα αρπακτικά πουλιά καθώς επίσης και για τη σημασία του στη διατήρηση της βιοποικιλότητας (Αργυρούδη, 2007). Η περιοχή της Δαδιάς, αποτελεί και τόπο κοινοτικής σημασίας, σύμφωνα με το NATURA 2000, με κωδικό περιοχής GR Η έκτασή του είναι περίπου 430 km 2 και περιλαμβάνει δύο ζώνες αυστηρής προστασίας που καλύπτουν εφήμερους ποταμοχείμαρρους km 2. Μελετήθηκαν 7 σταθμοί σε 31

32 Ποταμός Νέστος Ο ποταμός Νέστος (Mesta) είναι ένας από τους διασυνοριακούς ποταμούς Ελλάδας Βουλγαρίας. Πηγάζει από το όρος Ρίλα της Βουλγαρίας μεταξύ των οροσειρών Αίμου και Ροδόπης και ακολουθώντας πορεία νοτιοανατολική εισέρχεται στην Ελλάδα και εκβάλλει στο Θρακικό πέλαγος απέναντι από τη Ν. Θάσο. Στην Ελλάδα, η λεκάνη απορροής του Νέστου διοικητικά υπάγεται στους νομούς Δράμας, Καβάλας και Ξάνθης και ο Νέστος διασχίζει μαιανδρίζοντας τους τρεις νομούς σε μήκος 134km, από τα συνολικά 234km, αποτελώντας το φυσικό όριο μεταξύ Μακεδονίας και Θράκης (Καμπράγκου, 2006). Το 60% της συνολικής λεκάνης απορροής του ποταμού βρίσκεται στο Βουλγαρικό έδαφος και το υπόλοιπο στο ελληνικό (η συνολική έκταση της λεκάνης απορροής του ποταμού είναι 6130 km 2 από τα οποία, τα km 2 βρίσκονται στην Ελλάδα). Κατά την πορεία του μέσα στο ελληνικό έδαφος, το ποτάμι συναντά το φράγμα του Θησαυρού, ενώ αμέσως μετά συναντά το φράγμα της Πλατανόβρυσης. Στη συνέχεια, ο Νέστος διασχίζει τα στενά, με τους εγκιβωτισμένους μαιάνδρους, καταλήγοντας στην πεδιάδα του Δέλτα. Λίγο μετά τα Στενά υπάρχει το αρδευτικό (παροχέτευσης υδροληψίας) φράγμα των Τοξοτών το οποίο κατασκευάστηκε την περίοδο Οι σταθμοί που αναγνωρίστηκε ότι βρίσκονται σε συνθήκες αναφοράς και χρησιμοποιούνται στη συγκεκριμένη μελέτη, βρίσκονται πάνω σε δύο κύριους παραπόταμους του Νέστου, το Αρκουδόρεμα και το Διαβολόρεμα. Ποταμοί περιοχής Ολυμπιάδας Σκουριών Οι περιοχές της Ολυμπιάδα και των Σκουριές, βρίσκονται στις ανατολικές ακτές της Χαλκιδικής, στη Βόρειο Ελλάδα. Όλα τα ποτάμια τα οποία μελετούνται στην εργασία πηγάζουν από το όρος Στρατωνικό (Λαζαρίδου Δημητριάδου et al., 1998). Η περιοχή των Σκουριών, είναι ορεινή και επικαλύπτεται κυρίως από δάση, κύρια ανθρώπινη δραστηριότητα είναι η υλοτομία και η εκτροφή ζώων, ενώ η 32

33 βόρεια πλευρά της συνορεύει με μία περιοχή που ανήκει στο δίκτυο Natura 2000 και η οποία τοποθετείται μεταξύ των περιοχών Σκουριών και Ολυμπιάδας. Ποταμός Αλιάκμονας Ο ποταμός Αλιάκμονας, είναι ο μεγαλύτερος σε μήκος ποταμός που ρέει εξολοκλήρου σε ελληνικό έδαφος. Πηγάζει από τον ορεινό όγκο της βόρειας Πίνδου και εκβάλει στον Θερμαϊκό κόλπο, ενώ έχει συνολικό μήκος περίπου 315km (Yfantis et al., 1999). Σχηματίζεται από τη συμβολή δύο ρεμάτων που βρίσκονται στην περιοχή του νομού Καστοριάς και στη συνέχεια διασχίζει το ορεινό ανάγλυφο της Δυτικής Μακεδονίας με νότια κατεύθυνση (Κεμιτζόγλου, 2006). Κατά τη πορεία του, εμπλουτίζεται με τα ύδατα πλήθους μικρών παραποτάμων, εκ των οποίων οι πιο σημαντικοί είναι η Προμορίτσα, ο Γρεβενιώτικος και ο Βενέτικος. Μετά τη συμβολή του με τα ύδατα του Βενέτικου παίρνει ανατολική κατεύθυνση. Συναντώντας τις τεχνητές λίμνες του Πολυφύτου (μήκος περίπου 30km), της Σφηκιάς και των Ασωμάτων. Μετά την ανατολική διαδρομή του, συμβάλλει με τα ύδατα της Τάφρου και εκβάλλει νότια, στο Θερμαϊκό κόλπο. Τα δείγματα μας προήρθαν από 2 παραπόταμους που συμβάλουν πάνω από τη λίμνη της Καστοριάς, προκειμένου να δημιουργήσουν τον κύριο υδάτινο όγκο του Αλιάκμονα και από τον Βενέτικο. Ποταμός Αώος Ο Αώος είναι ένα διασυνοριακό ποτάμι, που μοιράζονται η Ελλάδα και η Αλβανία, με έκταση λεκάνης απορροής 6710km 2. Αποτελεί το μόνο ποτάμι που πηγάζει από την Ελλάδα (από την οροσειρά της Πίνδου) και εκβάλλει σε γειτονική χώρα (Αδριατική θάλασσα, βόρεια της αλβανικής πόλης Vlora). Το συνολικό του μήκος φτάνει τα 272km, εκ των οποίων τα 90 βρίσκονται σε ελληνικό έδαφος και τα 181 διατρέχουν ορεινές και πεδινές εκτάσεις της Αλβανίας (Chatzinikolaou et al., 2008). Στο ελληνικό τμήμα της λεκάνης απορροής του Αώου ποταμού και εξαιτίας της δυσπρόσιτης μορφής του ανάγλυφου, τις κύριες δραστηριότητες αποτελούν η 33

34 κτηνοτροφία και σε λίγες περιπτώσεις η εκμετάλλευση του αλιευτικού δυναμικού. Παρόλα αυτά, η ανθρώπινη παρέμβαση δηλώνει την παρουσία της στο φράγμα που υπάρχει στις πρώην πηγές του Αώου, που ως σκοπό έχει την εκτροπή των υδάτων στον ποταμό Άραχθο. Τα δείγματα μας προήρθαν από 3 σταθμούς του Αώου εντός των ελληνικών συνόρων. Οι δύο βρίσκονται σε κοντινή απόσταση από την τεχνητή λίμνη των πηγών του Αώου, ενώ ο τρίτος, βρίσκεται πριν το σημείο που ο ποταμός εμπλουτίζεται από τα ύδατα του Βοϊδομάτη. Ποταμός Πηνειός Ο Πηνειός ποταμός, σχηματίζεται από τη συμβολή των ρεμάτων Μουργκάνι και Μαλακασιώτικου και εκβάλλει στο Αιγαίο, σχηματίζοντας ένα μικρό δέλτα (Κατσικάτσου, 2006). Το μήκος του φτάνει τα 205km και είναι ο τρίτος σε μήκος ποταμός της χώρας. Ο Πηνειός διαρρέει τη Θεσσαλική πεδιάδα και τη κοιλάδα των Τεμπών και εμπλουτίζεται με νερά των παραποτάμων Ληθαίου, Πορταικού, Παμίσου, Σοφαδίτικου, Ενιπέα, Τιταρίσου καθώς και από τα νερά από την εκτροπή του Ταυρωπού στην περιοχή της Καρδίτσας. Η κοιλάδα των Τεμπών, είναι περιοχή Ειδικής Προστασίας και θεωρείται Αισθητικό Δάσος. Το Δέλτα του ποταμού είναι καταφύγιο θηραμάτων και έχει παραλιακά και παραποτάμια δάση, αμμώδης θαμνότοπους και θίνες. Ακόμα, πολλές περιοχές της λεκάνης απορροής του Πηνειού, ανήκουν στο δίκτυο Natura 2000 και κατατάσσονται ως τόποι κοινοτικής σημασίας ή ως ζώνες ειδικής προστασίας ορνιθοπανίδας.. Τα δείγματα μας προήρθαν από τους κύριους παραποτάμους του Πηνειού, δηλαδή από τον Μαλακασιώτικο, τον Κατανιώτικο, τον Κλεινοβίτικο, τον Πορταικό, το Μέγα Ρέμα και τον Σμολιώτικο. 34

35 Ποταμοί περιοχής λίμνης Πλαστήρα Η λίμνη Πλαστήρα βρίσκεται στο δυτικότερο άκρο του νομού Καρδίτσας (Θεσσαλία), 25 km δυτικά της πόλης της Καρδίτσας. Η λίμνη σχηματίστηκε από τα νερά του ποταμού Μέγδοβα στο οροπέδιο της Νεβρόπολης, μετά την κατασκευή φράγματος κατά την περίοδο (Αρτεμιάδου, 2006). Βρίσκεται σε υψόμετρο 794 m (υψόμετρο μέγιστης στάθμης) και το σχήμα της είναι επίμηκες με δενδροειδή μορφή (μέγιστο μήκος 14 km, μέγιστο δυνατό πλάτος περίπου 4 km και μέγιστο βάθος 60 m) (Στατήρη 2002, Κεμιτζόγλου 2006). Στη λίμνη εκβάλλουν 15 ποταμοχείμαρροι, οι περισσότεροι από τους οποίους πηγάζουν από δυτικά και διασχίζουν δασωμένες και απότομες περιοχές. Η ευρύτερη περιοχή περιλαμβάνει δύο σημαντικές περιοχές φύσης (τόπους) που έχουν ενταχθεί στο δίκτυο «Natura 2000». Οι τόποι αυτοί είναι τα «Άγραφα (GR )» και η «Περιοχή λίμνης Ταυρωπού (GR )» και έχουν χαρακτηριστεί ως τύπου Β, δηλαδή τόποι Κοινοτικού Ενδιαφέροντος που δεν σχετίζονται με άλλες περιοχές του δικτύου Natura Στη λεκάνη απορροής της τεχνητής λίμνης αναπτύσσονται δώδεκα κυρίως οικισμοί χωριά. Τα δείγματα μας προήρθαν από τους ποταμοχειμάρους που καταλήγουν στη λίμνη Πλαστήρα. 35

36 2.2 Τυπολογικά συστήματα Ένας από τους στόχους της παρούσας εργασίας, είναι η εφαρμογή διαφορετικών τυπολογικών συστημάτων, προκειμένου να εντοπιστεί το καταλληλότερο για τα ελληνικά δεδομένα. Τα συστήματα που εφαρμόστηκαν ήταν: το Σύστημα Α και Β της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ, οι Μεσογειακοί ποτάμιοι τύποι της Άσκησης Διαβαθμονόμησης και οι τύποι με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές του Ινστιτούτου Cemagref. Πρέπει να τονιστεί ότι σε επίπεδο Ελλάδας εφαρμόστηκαν μόνο η τυπολογία του Συστήματος Β και των τύπων Υδρο οικοπεριοχών, ενώ η τυπολογία του Συστήματος Α και των τύπων της Άσκησης Διαβαθμονόμησης, εφαρμόστηκε μόνο στην περίπτωση των σταθμών αναφοράς που ήταν διαθέσιμοι από τους ερευνητές φοιτητές του εργαστηρίου Ζωολογίας, τμήματος Βιολογίας του Α.Π.Θ. και χρησιμοποιήθηκαν στη συγκεκριμένη εργασία (Πίνακας 2.3.2). Προκειμένου να γίνει η εφαρμογή των τυπολογικών συστημάτων, χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα ArcGIS Desktop 9.2 και πιο συγκεκριμένα η έκδοση του ArcInfo, στην οποία περιέχονται τρεις βασικές εφαρμογές: ArcCatalog, ArcMap και ArcToolbox, μια σειρά από προϊόντα π.χ. το Spatial Analyst και προεκτάσεις αυτού π.χ. ArcHydro. Επιπλέον χρησιμοποιήθηκε το Ψηφιακό Μοντέλο Αναγλύφου/DEM της Ελλάδας, με χωρική διακριτική ικανότητα 90 x 90 m., προερχόμενο από ελεύθερα διαθέσιμα δορυφορικά δεδομένα (αποστολή SRTM) της NASA (διαστημικό λεωφορείο Atlantis) και ο Γεωλογικός Χάρτης της Ελλάδας, κλίμακας 1: του ΙΓΜΕ (Αθήνα 1983) καθώς και δορυφορικές εικόνες από το Googlearth. Τα ποτάμια της Ελλάδας ψηφιοποιήθηκαν σε περιβάλλον Γ.Σ.Π., βάση του γεωφυσικού χάρτη της Ελλάδας. Ακολούθως, διορθώθηκαν τα ποτάμια της Δαδιάς, ο Νέστος, ο Στρυμόνας, ο Αξιός, ο Αλιάκμονας, ο Αώος και ο Πηνειός. Η διόρθωση έγινε με βάση τις δορυφορικές εικόνες του Googlearth, οι οποίες θεωρήθηκε ότι δείχνουν το πραγματικό δίκτυο του εκάστοτε ποταμού. 36

37 2.2.1 Σύστημα Α της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ Όπως αναφέρθηκε και στην παράγραφο 1.3.1, το Σύστημα Α της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ, βασίζεται σε 25 προκαθορισμένες οικοπεριοχές (Εικόνα ) σύμφωνα με την κατανομή των κοινοτήτων των ζώων στα ευρωπαϊκά επιφανειακά ύδατα, βάση του σχετικού χάρτη της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ και του ΠΔ 51/2007, και στη συνέχεια σε τύπους βάση των «περιγραφέων» των πινάκων του Συστήματος Α (Πίνακας ). Προκειμένου να προκύψει η τυπολογία με βάση το Σύστημα Α στους σταθμούς αναφοράς, βρέθηκε η Οικοπεριοχή, η υψομετρική κατηγορία, η κατηγορία μεγέθους λεκάνης απορροής και η κατηγορία γεωλογικού υποβάθρου στην οποία ανήκει ο κάθε σταθμός. Πιο συγκεκριμένα: Η οικοπεριοχή, βρέθηκε μέσω της γεωαναφοράς του χάρτη της εικόνας από την Οδηγία 2000/60/ΕΚ και το ΠΔ 51/2007. Για την εύρεση των υψομετρικών κατηγοριών, έγινε ανάλυση του Ψηφιακού Μοντέλου Αναγλύφου, που ήταν διαθέσιμο. Τα αποτελέσματα που λήφθηκαν, διασταυρώθηκαν με αυτά που παρείχαν οι μελέτες από τις οποίες προέρχονταν τα βιολογικά δεδομένα των σταθμών αναφοράς, στις οποίες είχε γίνει in situ μέτρηση υψομέτρων. Για το μέγεθος των λεκανών απορροής, έγινε η ψηφιοποίηση που αντιστοιχεί σε κάθε παραπόταμο στον οποίο υπήρχε σταθμός αναφοράς («υπολεκάνη»). Η διαδικασία, στηρίχτηκε στο ψηφιακό μοντέλο αναγλύφου και μέσω της χρήσης της προέκτασης του ArcHydro του προγράμματος ArcInfo v.9.3, πραγματοποιήθηκε η εξαγωγή των λεκάνων απορροής. Γενικά, η οριοθέτηση έγινε χρησιμοποιώντας τα όρια τους όπως προέκυψαν από το υδρογραφικό δίκτυο και τις ισοϋψείς στην εκάστοτε περιοχή. Οι λεκάνες απορροής αντιστοιχούσαν σε ποτάμια ίσης ή μεγαλύτερης κατά 4 ης Strahler τάξης. 37

38 Η γεωλογία της εκάστοτε περιοχής, ψηφιοποιήθηκε μετά από τη γεωαναφορά του Γεωλογικού Χάρτη της Ελλάδας, κλίμακας 1: του ΙΓΜΕ (Αθήνα 1983), ενώ η σύσταση του εκάστοτε πετρώματος (πυριτική ή ασβεστολιθική), καθορίστηκε μετά από προσωπική επικοινωνία με τον λέκτορα του Τμηματος Γεωλογίας, Α.Π.Θ., κο.καντιράνη Νικόλαο. Ως έκφραση των τύπων του Συστήματος Α, χρησιμοποιήθηκε ένας τετραψήφιος κωδικός. Το πρώτο αντιστοιχεί στην Οικοπεριοχή που ανήκει ο σταθμός, το δεύτερο στην υψομετρική κατηγορία, το τρίτο στην κατηγορία μεγέθους λεκάνης απορροής και το τέταρτο στην κατηγορία γεωλογικού υποβάθρου σύμφωνα με τον Chronis et al. (2008) (Πίνακας ). Πίνακας Κωδικοποίηση των τύπων του Συστήματος Α της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Table Codes of System A types of the Water Framework Directive (2000/60/EC). Κωδικός Συστήματος Α/System A coding Παράμετρος /Parameter Κατηγορία/Category Κωδικός/Code 6 1 Οικοπεριοχή/ Ecoregion Υψομετρική Κατηγορία/ Altitude category Μέγεθος λεκάνης απορροής/ Catchments size Γεωλογία/Geology 7 2 <200m m 2 >800m km km km km 2 3 >10000 km 2 4 Ασβεστολιθικό/Calcareous 1 Πυριτικό/Siliceous 2 38

39 2.2.2 Σύστημα B της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ Προκειμένου να ολοκληρωθεί η τυπολογία με βάση το Σύστημα Β, χρησιμοποιήθηκαν οι υποχρεωτικοί περιγραφείς: Υψομετρική κατηγορία, Γεωγραφικό μήκος και πλάτος, Γεωλογία, Μέγεθος λεκάνης απορροής και οι προαιρετικοί περιγραφείς: Κλίση και Κλιματική ζώνη. Οι περιγραφείς αυτοί, επιλέχθηκαν με βάση το γεγονός ότι ήταν άμεσα διαθέσιμοι σε επίπεδο Ελλάδας. Πρέπει να σημειωθεί ότι η διαδικασία της τυπολογίας στην συγκεκριμένη εργασία δεν συμπεριέλαβε την τυπολογία στον κύριο ρου των ποταμών (όπου λαμβάνεται υπόψη το σύνολο της λεκάνης απορροής που βρίσκεται ανάντη του εκάστοτε σημείου), ενώ οι υποχρεωτικοί περιγραφείς Γεωγραφικό μήκος και πλάτος περιγράφηκαν μόνο για τους σταθμούς αναφοράς που χρησιμοποιήθηκαν στη συγκεκριμένη εργασία. Κατά την ανάπτυξη της μεθοδολογίας της τυπολογίας προέκυψαν 5 θεματικοί χάρτες (Υψόμετρο, Γεωλογία, Μέγεθος λεκάνης απορροής, Κλίση και Κλιματική ζώνη) που αναφέρονται σε κάθε μια από τις παραμέτρους του Συστήματος Β που επιλέχθηκαν για την εξαγωγή των τύπων. Κάθε χάρτης από αυτούς αποτελούσε ένα ξεχωριστό επίπεδο (layer) στο περιβάλλον του ArcMap. Στη συνέχεια, με τη χρήση του εργαλείου Spatial Analyst, ακολούθησε η Ανάλυση Υπέρθεσης (Overlay Analysis) των πέντε επιπέδων με σκοπό να εξαχθεί o θεματικός χάρτης που απεικονίζει τα πολύγωνα (polygons) με τα κοινά χαρακτηριστικά. Οι παράμετροι Γεωγραφικό μήκος και πλάτος, λήφθηκαν υπόψη στην περίπτωση των τύπων των σταθμών αναφοράς που χρησιμοποιήθηκαν για την περεταίρω ανάλυση. Μετά την Ανάλυση Υπέρθεσης και με τη βοήθεια του Data Management Tool, στο περιβάλλον του Arc GIS, εφαρμόστηκε η εντολή eliminate, με την οποία είναι δυνατό πολύγωνα με δεδομένη έκταση να ενσωματωθούν στα γειτονικά τους. Οι χάρτες πάνω στους οποίους βασίζεται η μεθοδολογία είναι αυτός του υψομέτρου, σύμφωνα με τον Dikau (1989), του γεωλογικού υποβάθρου, σύμφωνα με την οδηγία 2000/60/ΕΚ, των υπολεκάνων σύμφωνα με το διαχωρισμό των Van de Bund et al. (2008), ο χάρτης των κλίσεων, σύμφωνα με τον Demec (1972) καθώς 39

40 και ο χάρτης των κλιματικών ζωνών όπως προέκυψε από την εφαρμογή της κατάταξης κατά Köppen (Φλόκας, 1992) Υψόμετρο Η παράμετρος υψόμετρο, αποτελεί παράγοντα διαχωρισμού των υδατοτορεμάτων, καθώς η ορεινή γεωμορφολογία της χώρας δημιουργεί πολύ διακριτές περιβαλλοντικές συνθήκες μεταξύ των ορεινών ημιορεινών περιοχών που αφορούν την ενδοχώρα και των παράκτιων πεδινών περιοχών που αφορούν τις περιοχές κοντά στην ακτογραμμή και στα νησιά. Η κατηγοριοποίηση των υψομέτρων που χρησιμοποιήθηκε για την πραγματοποίηση της τυπολογίας ακολουθεί την ταξινόμηση του Dikau (1989), η οποία έχει βιολογική σημασία για τις ποτάμιες βιοκοινωνίες. Χωρίζει την κάθε λεκάνη σε περιοχές με συγκεκριμένο εύρος υψομέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ώστε να αποδοθεί στην κάθε περιοχή ορισμένος χαρακτηρισμός. Έτσι, περιοχές με υψόμετρο: < 150 m χαρακτηρίζονται πεδινές, m χαρακτηρίζονται λοφώδεις, m χαρακτηρίζονται ημιορεινές, με βουνά και ψηλούς λόφους, > 900 m χαρακτηρίζονται ορεινές. Η κατηγοριοποίηση των υψομέτρων που χρησιμοποιήθηκε για την πραγματοποίηση της τυπολογίας ακολούθησε την ταξινόμηση του Dikau (1989) με μια τροποποίηση ως προς την τρίτη κατηγορία η οποία συμπεριλαμβάνει την ημιορεινή και την ορεινή περιοχή για τα ποτάμια της Βόρειας και Κεντρικής Ελλάδας (Κεμιτζόγλου,2006) (Πίνακας ). Πίνακας Κατηγοριοποίηση των υψομέτρων όπως εφαρμόστηκε από την Κεμιτζόγλου (2006) για την τυπολογία στα ποτάμια της Βόρειας και Κεντρικής Ελλάδας. Table Categorization of Altitude as applied by Kemitzoglou (2006), for the typology of northern and central Greece rivers. Εύρος Υψομέτρων (m)/ Altitude range Τύπος ανάγλυφου/ Type of elevation < 150 Πεδινό/Lowland Λοφώδες/Hill >600 Ημιορεινό Ορεινό/ Semi mountainous Mountainous 40

41 Για την έυρεση των υψομετρικών κατηγοριών, έγινε ανάλυση του Ψηφιακού Μοντέλου Αναγλύφου, που ήταν διαθέσιμο. Τα αποτελέσματα που λήφθηκαν, διασταυρώθηκαν με αυτά που παρείχαν οι μελέτες από τις οποίες προέρχονταν τα βιολογικά δεδομένα των σταθμών αναφοράς, στις οποίες είχε γίνει in situ μέτρηση υψομέτρων Γεωλογία Η γεωλογία αποτελεί βασική παράμετρο της τυπολογίας των επιφανειακών υδάτων. Στις ελληνικές συνθήκες, διαδραματίζει βασικό ρόλο στη διαμόρφωση της τροφοδοσίας των υδατορεμάτων. Η περατότητα των πετρωμάτων, επηρεάζει άμεσα κάποια υδρολογικά χαρακτηριστικά, όπως τον τύπο των ενδιαιτημάτων, την υδροχημεία των ποταμών και τη θερμοκρασία του νερού (Skoulikidis et al., 2009). Σύμφωνα με την Οδηγία πλαίσιο, για τα ποτάμια συστήματα, τα πετρώματα κατηγοριοποιούνται σε ανθρακικά, πυριτικά και οργανικά. Προφανώς η κατηγοριοποίηση βασίζεται στα τρία χημικά στοιχεία ασβέστιο, πυρίτιο και άνθρακα, τα οποία συμμετέχουν σε μεγάλο ποσοστό στο βιογεωχημικό κύκλο. Στα επιφανειακά ύδατα της Ελλάδας δεν συναντάμε γεωλογικό υπόβαθρο οργανικού τύπου. Οπότε η κατηγοριοποίηση τροποποιείται ή σε ανθρακικά, πυριτικά, αργιλικά ή κατά άλλους σε ανθρακικά και πυριτικά. Η τρίτη κατηγορία του αργιλικού γεωλογικού υποβάθρου στην παρούσα μελέτη δεν λήφθηκε υπόψη, θεωρώντας τα Νεογενή και Τεταρτογενή πετρώματα προϊόντα διάβρωσης πυριτικών πετρωμάτων, δεδομένου ότι το πυρίτιο που περιέχουν είναι πιο σημαντικό για τους έμβιους οργανισμούς των υδάτων. Η γεωλογία της εκάστοτε περιοχής, βρέθηκε μετά από τη γεωαναφορά του Γεωλογικού Χάρτη της Ελλάδας, κλίμακας 1: του ΙΓΜΕ (Αθήνα 1983), ενώ η σύσταση του εκάστοτε πετρώματος (πυριτική ή ασβεστολιθική), καθορίστηκε μετά από προσωπική επικοινωνία με τον λέκτορα κο. Καντιράνη Νικόλαο. 41

42 Μέγεθος Λεκάνης Απορροής Το μέγεθος της λεκάνης απορροής που προτείνει η Οδηγία πλαίσιο αποτελεί υποχρεωτικό παράγοντα και των δύο συστημάτων (Α και Β). Ειδικά στην περίπτωση της Ελλάδας, όπου τα στοιχεία παροχής είναι ελλιπή, η έκταση της λεκάνης απορροής αποτελεί έναν έμμεσο τρόπο για να υπεισέλθει στην τυπολογία η παράμετρος της παροχής καθώς η έκταση της λεκάνης απορροής αντικατοπτρίζει το επίπεδο της παροχής (Poff & Allan, 1997). Η διάκριση των υπολεκανών που χρησιμοποιήθηκε ακολουθεί την κατηγοριοποίηση που ακολουθείται στην άσκηση διαβαθμονόμησης των Μεσογειακών ποταμών MedGIG και που προτείνεται στο σύστημα Α του Παραρτήματος ΙΙ της Οδηγίας πλαίσιο με την τροποποίηση ότι συμπεριλήφθηκε και η κατηγορία 0 10 km 2 : 0 10km km km km 2 > km 2 Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε, είναι αντίστοιχη με αυτή που περιγράφηκε για την εύρεση του μεγέθους λεκάνης απορροής στο Σύστημα Α Κατηγορία κλίσης Η κλίση, αποτελεί μία πολύ σημαντική παράμετρο για την τυπολογία των ρεόντων υδάτων. Επηρεάζει την ταχύτητα των ποτάμιων υδάτων, τη μεταφορά των ιζημάτων και κατά επέκταση τη δομή των βενθικών βιοκοινωνιών (Skoulikidis et al., 2009). Η κλίση του ανάγλυφου είναι δυνατό να υπολογιστεί και να ποσοτικοποιηθεί από την περαιτέρω ανάλυση του ψηφιακού μοντέλου υψομέτρων (DEM). Ο Demek, το 1972, πρότεινε μια ταξινόμηση των κλίσεων κάθε λεκάνης, με τη χρήση της οποίας χαρακτηρίζει τις περιοχές με την ίδια τιμή κλίσης. Η 42

43 ταξινόμηση αυτή ακολουθείται επίσης από την International Geographical Union και χωρίζει τις τιμές της μέσης κλίσης του ανάγλυφου σε 6 ομάδες (Παράσχου, 2005). Η καθεμιά από τις έξι ομάδες κλίσεων χαρακτηρίζει το είδος των επιφανειών και τον τρόπο διάβρωσης ως εξής: Κλίση 0ο 2ο: Επίπεδο έως ελαφρώς κεκλιμένο ανάγλυφο. Έναρξη διάβρωσης τύπου καλύμματος Κλίση 2ο 5ο: Ελαφρώς κεκλιμένο ανάγλυφο. Διάβρωση καλύμματος και έναρξη αυλακωτής διάβρωσης. Κλίση 5ο 15ο: Ισχυρώς κεκλιμένο ανάγλυφο. Κινήσεις μαζών, ισχυρή διάβρωση τύπου καλύμματος και αυλακωτή, έντονες διαβρωτικές διεργασίες. Κλίση 15ο 30ο: Απότομο έως εξαιρετικά απότομο ανάγλυφο. Έντονες διεργασίες απογύμνωσης, ερπυσμοί εδαφών, λασπορροές, έντονη αυλακωτή και γραμμική διάβρωση. Κλίση 35ο 55ο: Απόκρημνο ανάγλυφο. Πολύ λεπτό ασυνεχές στρώμα εδάφους, έντονη απογύμνωση του μητρικού πετρώματος. Κλίση > 55ο: Κάθετο ανάγλυφο. Απουσία εδάφους, απογύμνωση πετρωμάτων και κατάρρευση βράχων. Χρησιμοποιώντας ως βάση την ταξινόμηση του Demek (1972) και λαμβάνοντας ταυτόχρονα υπ όψη τη βιολογία και την οικολογία των ρεόφιλων και μεσαία ρεόφιλων ψαριών της Ελλάδας επιλέχθηκε η κατηγοριοποίηση που φαίνεται στον Πίνακα (Κεμιτζόγλου, 2006). Ο χάρτης των κλίσεων προέκυψε ως παράγωγο του ψηφιακού μοντέλου υψομέτρων (DEM). Πίνακας Κατηγοριοποίηση των κλίσεων αναγλύφου για την εφαρμογή της τυπολογίας στα ποτάμια της Βόρειας και Κεντρικής Ελλάδας. Table Slope categorization, for the application of typology in rivers of northern and central Greece. Κλίσεις /Slope ( o ) Κλίσεις /Slope % Περιγραφή αναγλύφου/slope type Demek (1972) Επίπεδο έως ελαφρώς κεκλιμένο/ Flat inclined Ισχυρώς κεκλιμένο/strongly inclined >15 >26.79 Απότομο έως κάθετο/ Bluff Vertical 43

44 Κλιματική ζώνη Η μέση ετήσια θερμοκρασία και βροχόπτωση, εμφανίζονται ως προαιρετικοί παράγοντες της τυπολογίας του Συστήματος Β. Προκειμένου να εισαχθούν ως επίπεδο στην τυπολογία που εφαρμόστηκε, έγινε εφαρμογή της κατάταξης Köppen. Το κλιματικό πλαίσιο του Köppen κατά κύριο λόγο βασίζεται αφενός στο ετήσιο ύψος βροχής με την κατανομή του μέσα στο έτος και αφετέρου στις μηνιαίες και ετήσιες τιμές της θερμοκρασίας του αέρα. Το κριτήριο του προσδιορισμού του κλίματος μίας περιοχής, με βάση τη θερμοκρασία και τη βροχή, αποτέλεσε η φυσική βλάστηση, δεδομένης της διαφορετικής εξάπλωσης των ειδών με κλιματικά κριτήρια (Φλόκας, 1992). Πλεονέκτημα αποτελεί το γεγονός ότι η εφαρμογή της είναι απλή και χρησιμοποιεί κλιματικά δεδομένα που είναι διαθέσιμα από όλους τους μετεωρολογικούς σταθμούς (Φλόκας, 1992). Σύμφωνα με την κατάταξη Köppen, η κάθε κλιματική ζώνη, αντιπροσωπεύεται από ένα τριψήφιο ή διψήφιο αλφαβητικό συμβολισμό. Σε γενικές γραμμές, αρχικά αναγνωρίζονται πέντε κύριες κλιματικές ομάδες (πρώτο ψηφίο συμβόλου), οι οποίες προσδιορίζουν γενικές θερμοκρασιακές καταστάσεις. Το δεύτερο ψηφίο του συμβολισμού προσδιορίζει τα βροχομετρικά χαρακτηριστικά ενώ το τρίτο ψηφίο συμβολίζει ειδικότερες θερμοκρασιακές καταστάσεις. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στη παρούσα εργασία, προκειμένου να επιτευχθεί η κατάταξη κατά Köppen, διατέθηκαν από τον Τομέα Μετεωρολογίας Κλιματολογίας (από την λέκτορα κ. Αναγνωστοπούλου Μαρία ), του Γεωλογικού Τμήματος του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Τα δεδομένα περιελάμβαναν μετρήσεις από 17 διάσπαρτους σταθμούς στην Ελλάδα (Εικόνα ), χρονοσειράς 40 ετών ( ), με μηνιαίες δειγματοληψίες βροχόπτωσης και θερμοκρασίας. Από τα δεδομένα, προέκυψε ότι η περιοχή της Ελλάδας ανήκει σε δύο κλιματικές ζώνες, τις Csa και Cfa (πίνακας ) 44

45 Εικόνα Βροχομετρικοί σταθμοί των οποίων τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν για την κατάταξη Köppen. Figure Meteorology stations in Greece, whose data were used for the Köppen classification Γεωγραφικό μήκος και πλάτος Οι παράμετροι Γεωγραφικό μήκος και πλάτος, υποδηλώνουν τη Γεωγραφική θέση των ποτάμιων συστημάτων, δεδομένο που επηρεάζει σαφώς τα ποτάμια συστήματα καθώς παρουσιάζονται διαφοροποιήσεις τόσο στα κλιματικά όσο και στα γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά της χώρας ανάλογα με την γεωγραφική θέση. Χαρακτηριστικό παράδειγμα της σημαντικότητας της γεωγραφικής θέσης, είναι οι διαφοροποιήσεις που παρουσιάζονται στην ζωογεωγραφική κατανομή των ζώων, σύμφωνα με το πρόγραμμα Natura Στη συγκεκριμένη εργασία, οι παράμετροι γεωγραφικό μήκος και πλάτος, χρησιμοποιήθηκαν στους σταθμούς αναφοράς που ήταν διαθέσιμοι. Αναπαραστάθηκαν με βάση το διάστημα των μοιρών μέσα στις οποίες βρίσκονταν οι συγκεκριμένοι σταθμοί, σύμφωνα με τον Γεωλογικό Χάρτη της Ελλάδας, κλίμακας 1: , του ΙΓΜΕ (Αθήνα 1983). 45

46 Κωδικοποίηση των τύπων του Συστήματος Β Ως έκφραση των τύπων του Συστήματος Β, χρησιμοποιήθηκε ένας πενταψήφιος κωδικός στη περίπτωση όλης της χώρας [που ακολουθεί το πρότυπο που έθεσε οι Chronis et al (2008)], ενώ στην περίπτωση των σταθμών αναφοράς ένας επταψήφιος κωδικός. Στον Πίνακα , φαίνεται η κωδικοποίηση που χρησιμοποιήθηκε στην τυπολογία του Συστήματος Β. Πίνακας Κωδικοποίηση των τύπων του Συστήματος Β της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Με αστερίσκο σημειώνονται οι παράμετροι που χρησιμοποιούνται στην ευρύτερη τυπολογία της Ελλάδας, μετατρέποντας τον επταψήφιο κωδικό σε πενταψήφιο. Table Codes of System Β types of the Water Framework Directive (2000/60/EC). With the asterisk, are marked the parameters that are excluded in the general typology of Greece, converting the seven digit code, to five digit code. Κωδικός Συστήματος Α /System A coding Παράμετρος /Parameter Κατηγορία/Category Κωδικός/Code <150m 1 Υψομετρική Κατηγορία/ Altitude category Γεωγραφικό πλάτος / Longitude* Γεωγραφικό μήκος/ Latitude* Γεωλογία/Geology Μέγεθος λεκάνης απορροής/ Catchments size Κλίση/ Slope Κλιματική ζώνη/ Climatic zone m 2 >800m ο ο ο ο ο ο ο ο 5 Ασβεστολιθικό/Calcareous 1 Πυριτικό/Siliceous km km km km 2 3 >10000 km ο ο 2 >15 ο 3 Csa: Κλίμα χερσαίο Μεσογειακό, ξηρού και θερμού θέρους/ Climate terrestrial Mediterranean, with dry and long summer Cfa: Κλίμα υγρό υποτροπικό, μακρού και θερμού θέρους/ Climate moist subtropical, with long and worm summer

47 Μεσογειακοί ποτάμιοι τύποι της Άσκησης Διαβαθμονόμησης Όπως προαναφέρθηκε, οι Μεσογειακοί ποτάμιοι τύποι της Άσκησης Διαβαθμονόμησης, βρέθηκαν μόνο για τους σταθμούς αναφοράς, τα δεδομένα των οποίων χρησιμοποιήθηκαν στη συγκεκριμένη εργασία. Η εύρεση των υψομετρικών κατηγοριών, του μεγέθους λεκάνης απορροής και της γεωλογίας, ακολούθησε τη μέθοδο που περιγράφεται από τα δύο προηγούμενα τυπολογικά συστήματα (Σύστημα Α και Β της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ). Με βάση τα παραπάνω, προέκυψαν για κάθε σταθμό αναφοράς, τα απαραίτητα στοιχεία για τους Μεσογειακούς τύπους της Άσκησης Διαβαθμονόμησης. Πιο συγκεκριμένα, βρέθηκε το μέγεθος λεκάνης απορροής, η υψομετρική κατηγορία και η κατηγορία γεωλογικού υποβάθρου στην οποία ανήκει Τύποι με βάση της Υδρο οικοπεριοχές του Ινστιτούτου Cemagref Όπως προαναφέρθηκε, η τυπολογία με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές, εμπίπτει στο πλαίσιο του Συστήματος Β. Η μοναδική υποχρεωτική παράμετρος η οποία δεν έχει συνυπολογιστεί σε αυτή την προσέγγιση, είναι αυτή του μεγέθους λεκανών απορροής. Για να προκύψει η τυπολογία με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές στην παρούσα εργασία, συνδυάστηκαν τα επίπεδα α)υδρο οικοπεριοχές και β) μέγεθος λεκάνης απορροής σε περιβάλλον Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, μέσω της διαδικασίας της ανάλυσης Υπέρθεσης. Το επίπεδο υδροοικοπεριοχές, παραχωρήθηκε σε ψηφιοποιημένη μορφή από τον Jean Gabriel Wasson (Ινστιτούτο Cemagref, Τμήμα Διαχείρισης Υδάτινου Περιβάλλοντος, Εργαστήριο Ποσοτικής Υδρο οικολογίας), ενώ για την αβιοτική παράμετρο μέγεθος λεκάνης απορροής χρησιμοποιήθηκε το επίπεδο που ψηφιοποιήθηκε και χρησιμοποιήθηκε και στις προηγούμενες μεθόδους. 47

48 2.3 Βιολογικά δεδομένα Οι σταθμοί, που χρησιμοποιήθηκαν ως σταθμοί αναφοράς (Πίνακας 2.3.1, Εικόνα 2.3.1), προέρχονται από προγενέστερες έρευνες στους ποταμούς της Βόρειας και Κεντρικής Ελλάδας (Πίνακας 2.3.2). Εικόνα Οι σταθμοί αναφοράς που χρησιμοποιήθηκαν. Figure Sampling sites that were used. 48

49 Χαλκιδική (Ολυμπιάδα Σκουριές)/Chalki diki (Olimpiada Skouries) Πίνακας Σταθμοί αναφοράς από τη βάση δεδομένων του Εργαστηρίου Ζωολογίας του τμήματος Βιολογίας του Α.Π.Θ.. Table Reference sites from the database of the Laboratory of Zoology, Department of Biology, AUTH. Γεωγραφικό μήκος/ Latitude Γεωγραφικό πλάτος/ Longitude Πλαστήρα/ Plastira Γεωγραφικό μήκος/ Latitude Γεωγραφικό πλάτος/ Longitude ΟL1 23º42' 40º34' 5' 21º 41' 10,75'' 39º 14' 51,9'' ΟL2 23º43' 40º35' 6 21º 43' 16,8'' 39º 15' 5,5'' ΟL3 23º43' 40º36' 8 21º 43' 37,8'' 39º 14' 59,6'' SK3 23º44' 40º29' 9 21º 43' 37,8'' 39º 14' 45,1'' SK7 23º41' 40º27' 11 21º47' 23,2'' 39º 13' 45,8'' SK8 23º42' 40º26' Πηνειός / Pinios Δαδιά /Dadia PLL03 21º º REF1 26º 13' 33,065'' 41º 10' 13,829'' P450 21º º REF2 26º 6' 32,514 41º 13' 56,561'' PLP50 21º º REF3 26º 8' 59,189'' 41º12' 35,185'' PKS25 21º º REF4 26º 10' 5,76'' 41º 13'23,396'' PRA05 21º º REF6 26º 10' 21,896'' 41º 2' 26,981'' SKL1 21º º41 27 REF7 26º 9' 8,64'' 41º 3' 11,82'' PMA22 21º º36 84 REF8 26º 5' 24,814'' 41º 4' 49,768'' PST05 21º º26 85 Αλιάκμονας /Aliakmonas Αώος/Awos NEST 4 21º 04 40º 25 V455 20º 77' 40º 25' ELEFTH 4 21º 28 40º 03 V539 21º 2' 22,667'' 39º 57' 6,671'' Μελάς 21º 12' 40º 37' V543 21º 3' 36,441'' 39º 54' 45,246'' Τρίκωμο 21º 18' 39º 59' Νέστος/ Nestos Διαβολόρεμα 24º 28' 2,75'' 41º 26' 0,18'' Αρκουδόρεμα 24º 30' 5,22'' 41º 18' 1,67'' 49

50 Πίνακας Προέλευση δεδομένων που χρησιμοποιήθηκαν ως σταθμοί αναφοράς. Table Origin of data that were used as reference sites Έτη Αριθμός σταθμών/ Αριθμός δειγμάτων/ Ποταμός/River δειγματοληψιών/ No of Sampling sites No of samplings Year of samplings Λίμνη Πλαστήρα/ Plastira lake Αώος /Aoos Βιβλιογραφία/ Bibliography Dakos et al. (2001) Στατήρη (2002) Αρτεμιάδου (2007) Artemiadou et al. (2008) Chatzinikolaou et al. (2008) Πηνειός/Pinios Κατσικάτσου (2006) Αρτεμιάδου (1996), Υφαντής (1996), Copeland et al. (1997) Αλιάκμονας / Λαζαρίδου , 1997 Aliakmonas Δημητριάδου (1998), Yfantis et al. (1999) Lazaridou Dimitriadou et al. (2000) Σκουριές και Ολυμπιάδα/ Skouries & Olumpiada Lazaridou Dimitriadou et al. (2004) M Ford et al. (1998) Νέστος /Nestos Πατσιά et al. (2008) Εθνικό πάρκο Δαδιάς/ National park of Dadia Αργυρούδη (2007), Argyroudi et al. (2008) Σε όλους τους ποταμούς έγινε συλλογή μακροασπονδύλων με την ημιποσοτική μέθοδο 3 λεπτών λακτίσματος σάρωσης (Armitage & Hogger 1994) συν 1 λεπτό σάρωσης της παρόχθιας βλάστησης όπου υπήρχε (Wright 2000, Κεμιτζόγλου 2004) και καλύφθηκαν αναλογικά όλα τα μικροενδιατήματα ακολουθώντας μια μήτρα ύπαρξης πιθανών ποτάμιων ενδιαιτημάτων (Chatzinikolaou et al., 2006). Ο προσδιορισμός των βενθικών μακροασπονδύλων γινόταν έως την κατώτερη δυνατή ταξινομική ομάδα (taxon) και καταγραφόταν ο αριθμός των ατόμων από κάθε ταξινομική ομάδα (η αφθονία τους). Οι ερευνητές στους περισσότερους σταθμούς μέτρησαν επιτόπου με ηλεκτρόδιο διάφορες περιβαλλοντικές μεταβλητές, όπως τον κορεσμό του νερού σε διαλυμένο οξυγόνο (DO%), τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου (DO mg/l ) στο νερό, τη θερμοκρασία νερού (WTemp), το ph, την αγωγιμότητα (Cond μs/cm), τη συγκέντρωση ολικών διαλυμένων στερεών (TDS mg/l) και τη ροή του νερού. Στο εργαστήριο προσδιορίστηκαν οι συγκεντρώσεις αζώτου των νιτρικών, των νιτρωδών 50

51 και των αμμωνιακών (N NO 3, N NO 2 και Ν ΝΗ 4 σε mg/l), οι συγκεντρώσεις του φωσφόρου των ορθοφωσφορικών ιόντων (P PO 4 ) και υπολογίστηκε η παροχή νερού (m 3 /sec). Σε ορισμένους σταθμούς μετρήθηκαν επιπλέον οι συγκεντρώσεις του βιοχημικά απαιτούμενου οξυγόνου για πέντε ημέρες (BOD 5 mg/l), οι συγκεντρώσεις των ολικών αιωρούμενων στερεών (TSS mg/l), η αλκαλικότητα (σε CaCO 3 mg/l) του νερού και η σκληρότητα (σε CaCO 3 mg/l) του νερού. Όλες οι μετρήσεις των θρεπτικών έγιναν στο εργαστήριο βάση τη μεθοδολογία του APHA (1985). Η ποσοστιαία σύσταση του υποστρώματος εκτιμήθηκε οπτικά χρησιμοποιώντας την κλίμακα Wentworth ανάλογα με τις διαστάσεις του κάθε υλικού: ογκόλιθοι, κροκάλες, χαλίκια, αδρό ίζημα, άμμο και ιλύ (Wentworth 1992). Επίσης, σε ορισμένους σταθμούς έγινε η εκτίμηση του βαθμού τροποποίησης των ποτάμιων ενδιαιτημάτων με τη Βρετανική μέθοδο RHS (River Habitat Quality Assessement, HQA) ή την Ισπανική QBR (Munné et al., 2003) και IHF (Pardo et al., 2002). Με βάση τις Ευρωπαϊκές κατευθυντήριες γραμμές για τις συνθήκες αναφοράς (Working Group 2.3 REFCOND 2003), διερευνήθηκε ποιος από τους σταθμούς στην Βόρεια και Κεντρική Ελλάδα μπορούσαν να θεωρηθούν σταθμοί αναφοράς. Η επιλογή έγινε με βάση τα κριτήρια των Sànchez Monotoya et al. (2005) (Πίνακας 2.3.3). Επιπλέον, οι σταθμοί που επιλέχθηκαν πληρούσαν σχεδόν όλα τα κριτήρια των Bonada et al. (2002), που χρησιμοποιήθηκαν στο Ισπανικό Πρόγραμμα Guadalmed (HID C05 και ΡΕΝ C07) καθώς και τα κριτήρια που χρησιμοποιεί η Γεωγραφική Ομάδα Διαβαθμονόμησης (Mediterranean Geographical Intercalibration Group) και εφαρμόστηκαν στους ποταμούς της Καταλονίας (Ισπανία) (Munné et al., 2006) (Πίνακας 2.3.4). 51

52 Πίνακας Κριτήρια για την επιλογή των σταθμών αναφοράς ελαφρώς τροποποιημένα από τους Sánchez Montoya et al.(2005) (από Αρτεμιάδου, 2008). Table Criteria for the selection of reference sites, slightly modified by Sánchez Montoya et al.(2005) (source: Artemiadou, 2008). Στοιχεία Ορισμός της «υψηλής κατάστασης» Κριτήρια Βιολογικά Φυσικο-χημικά Υδρομορφολογικά Ζώνη ποταμού Ξενικά είδη Σημειακή ρύπανση Διάχυτη ρύπανση Μορφολογία ποταμού Εξαγωγή νερού και ρύθμιση φυσικού πλούτου Ζώνη ποταμού χωρίς σημαντικές παρεμβάσεις και με τη βλάστηση που αρμόζει στο συγκεκριμένο τύπο ποταμού και στη γεωγραφική θέση. Συμβατή εισαγωγή ξένων ειδών και με ελάχιστες επιπτώσεις στα βιολογικά στοιχεία. Απουσία τοπικών ρύπων ή παρουσία κάποιων ρύπων που έχουν ελάχιστες επιπτώσεις στα βιολογικά στοιχεία. Διάχυτες πηγές ρύπανσης με μικρές μόνο οικολογικές επιπτώσεις. Φυσική μορφολογία κοίτης ποταμού και σύνθεση υποστρώματος κατάλληλη για τον τύπο και την τοποθεσία του ποταμού. Επίπεδο μεταφορών, εξαγωγών και ρυθμίσεων που επιφέρουν μικρή τροποποίηση στο φυσικό πλούτο. Ποικιλότητα και σύνθεση ειδών κατάλληλα για το συγκεκριμένο τύπο ποταμού. Απουσία καλλιεργειών στη ζώνη πλημμύρας του ποταμού. Απουσία αδιαπέραστων περιοχών στη ζώνη πλημμύρας του ποταμού π.χ. ασφαλτοστρωμένοι δρόμοι, μεγάλες κατασκευές κ.λπ.. Απουσία σοβαρών επιπτώσεων στην αυτόχθονη πανίδα και χλωρίδα από τα ξενικά είδη. Απουσία ρύπων που μεταβάλλουν την αλατότητα ή τις φυσικές συνθήκες θερμοκρασίας. Απουσία ρύπων από βιομηχανίες. Απουσία καναλιών που μεταφέρουν στο ποτάμι απόνερα άρδευσης. Απουσία περιοχών για εντατική χρήση αναψυχής ή ζώνες για κατασκήνωση. Απουσία καλλιεργούμενων εκτάσεων (ξηρικών και αρδευόμενων). Απουσία αστικής χρήσης Απουσία επιπτώσεων από ναυσιπλοΐα. Σύσταση υποστρώματος κατάλληλη για τον τύπο ποταμού. Απουσία καναλιών ρηχών ή βαθιών μη στερεωμένων. Απουσία εγκάρσιων κατασκευών που προκαλούν κατακράτηση ιζήματος. Απουσία αμμοληψιών & σταδίων. Απουσία μεγάλων παροχετεύσεων νερού (για αγροτική, αστική ή βιομηχανική χρήση). Απουσία πιέσεων που μεταβάλλουν σημαντικά το φυσικό πλούτο. Απουσία επιπτώσεων από μεταγγίσεις νερού στη λεκάνη απορροής. Μη εξάρτηση από υδροφόρο ορίζοντα που τον έχουν υπερεκμεταλλευθεί, ή είναι ρυπασμένος ή έχει επηρεασθεί από θαλασσινό νερό. Χωρική κλίμακα Σταθμός Λεκάνη απορροής Σταθμός Λεκάνη απορροής Σταθμός Λεκάνη απορροής 52

53 Πίνακας Τα χημικά κριτήρια ακολούθησαν αυτά των Bonada et al. (2002) και Munné et al. (2006). Τα όρια που χρησιμοποιήθηκαν είναι πολύ χαμηλότερα (Πίνακας 2.3.5). Table Chemical criteria according to Bonada et al. (2002) and Munné et al. (2006). The boundaries that were used were lower (Table 2.3.5) Bonada et al. (2002): NH 4 < 0,5 mg/l που ισοδυναμεί με Ν-ΝΗ 4 < 0,3889 mg/l (όμοιο με την Οδηγία 98/83/Ε Ν-ΝΟ 2 < 0,01 mg/l P -PO 4 < 0,05 mg/l Munné et al. (2006): Μέσος όρος ΝΗ 4 < 0,2 mg/l, που ισοδυναμεί με Ν-ΝΗ 4 < 0,1556 mg/l Μέγιστη τιμή ΝΗ 4 < 1 mg/l,που ισοδυναμεί με Ν-ΝΗ 4 < 0,7778 mg/l Μέσος όρος NO 3 < 10 mg/l, που ισοδυναμεί με Ν-ΝΟ 3 < 2,2581 mg/l Μέγιστη τιμή ΝΟ 3 < 20 mg/l, που ισοδυναμεί με Ν-ΝΟ 3 < 4,5162 mg/l Μέσος όρος PO 4 < 0,1 mg/l, που ισοδυναμεί με P-PO 4 < 0,0326 mg/l Μέγιστη τιμή PO 4 < 1 mg/l, που ισοδυναμεί με P-PO 4 < 0,326 mg/l 53

54 Πίνακας Φυσικο χημικές παράμετροι από σταθμούς αναφοράς, που μελετήθηκαν από την ομάδα του Εργαστηρίου Ζωολογίας, Α.Π.Θ., των RM 1, RM 2, RM 4, και RM 5. Table Physico chemical parameters from the reference sites that were studied from the group of the Zoology Laboratory of Aristotle University of Thessaloniki for stations RM 1, RM 2, RM 3 and RM 5 Statistics RM1 Statistics RM2 Statistics RM4 Statistics RM5 DO mg/l BOD 5 mg/l ph Temp o C Αγωγιμότ ητα μsiemens /cm TSS mg/l TDS mg/l KYA πόσιμου νερού 6,5-9, (σολομονοειδή) ,0-9, Όρια Οδηγίας διαβίωσης ιχθύων (κυπρινοειδή) ,0-9, Mean Minimum Maximum Mean Minimum Maximum Mean Minimum Maximum Mean Minimum Maximum N-NO2 mg/l N-NO3 mg/l N-NH4 mg/l P-PO4 mg/l 54

55 2.4 Στατιστική επεξεργασία Ομαδοποίηση σε Ασαφή Σύνολα (Fuzzy classification) H Ομαδοποίηση σε Ασαφή σύνολα (Fuzzy classification) είναι μια μη ιεραρχική μέθοδος ομαδοποίησης, η οποία μπορεί αρχικά να ταξιθετεί τα δείγματα και κατόπιν να τα ομαδοποιεί με βάση τις τιμές ταξιθέτησής τους (ordination scores), χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο c means (Equihua 1990). Βασικό χαρακτηριστικό της είναι ότι με την εφαρμογή της γίνεται αποδεκτή η βαθμιαία μεταβολή της πανίδας κατά μήκος μιας (περιβαλλοντικής) διαβάθμισης χωρίς να υπάρχουν διασαφηνισμένα όρια διαδοχής μιας βιοκοινωνίας από μια άλλη, εκτός από τις περιπτώσεις όπου υπάρχουν ρύποι (Vanotte et al. 1980, Κεμιτζόγλου 2006, Αρτεμιάδου 2006 ). Στην παρούσα εργασία, η ομαδοποίηση Fuzzy, εφαρμόστηκε στα δεδομένα των βενθικών μακροασπονδύλων των σταθμών αναφοράς προκειμένου να προκύψουν ομάδες σταθμών με παρόμοια δομή βιοκοινωνιών. Μετά την εφαρμογή της μεθόδου, επιλέχθηκαν οι ομάδες που είχαν το μεγαλύτερο συντελεστή διαχωρισμού (partition coefficient), ενώ για τη συσχέτιση που παρουσίαζε ο κάθε σταθμός αναφοράς με την εκάστοτε ομάδα, χρησιμοποιήθηκε η τιμή συμμετοχής του σε αυτή (membership). Τα δείγματα θεωρούνταν ότι ανήκαν σε μια ομάδα, αν η τιμή συμμετοχής τους σε αυτή ήταν μεγαλύτερη από 0,5. Αν οι τιμές συμμετοχής ενός δείγματος στις ομάδες ήταν όλες μικρότερες του 0,5, τότε θεωρούνταν ότι το δείγμα αυτό ανήκε λιγότερο ή περισσότερο σε όλες τις ομάδες και όχι σε κάποια συγκεκριμένη. Ακόμα, τα δείγματα των οποίων η τιμή συμμετοχής ήταν πάνω από 0,75, τότε θεωρούνταν ότι υπήρχε ισχυρή συμμετοχή του δείγματος στην ομάδα. Για την εφαρμογή της μεθόδου χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα για την Ανάλυση Ασαφών συνόλων του M. Equihua Zamora. Το πρόγραμμα αυτό είναι γραμμένο σε Pascal και μεταγλωττισμένο σε Visual Basic από τον Αναπλ. Καθηγητή Στ. Σγαρδέλη (Αρτεμιάδου, 2006). 56

56 2.4.2 Διαχωριστική ανάλυση (Discriminant analysis) Η εφαρμογή της Διαχωριστικής ανάλυσης έγινε προκειμένου να ελεγχθεί ποια από τις ομαδοποιήσεις στις οποίες κατέληξε η Ομαδοποίηση Fuzzy, ήταν ορθότερη. Για την εφαρμογή της μεθόδου, χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα SPSS, έκδοση 15. Στο στάδιο αυτό χρησιμοποιήθηκαν ως σετ παρατηρήσεων με γνωστές κλάσεις, οι ομάδες της FUZZY και ως παρατηρήσεις άγνωστης κλάσης οι τύποι που προέκυψαν από την εφαρμογή των συστημάτων Α και Β, οι Μεσογειακοί ποτάμιοι τύποι και οι τύποι Υδρο οικοπεριοχών. Η Διαχωριστική ανάλυση (Discriminant analysis) καθορίζει ποιες μεταβλητές (στην προκειμένη περίπτωση οι τύποι) από αυτές που μετρήθηκαν, διαχωρίζουν καλύτερα δύο ή περισσότερες ομάδες παρατηρήσεων, οι οποίες είναι γνωστές a priori. (στην προκειμένη περίπτωση τις βιολογικές ομάδες αναφοράς). Εξετάζει αν οι ομάδες διαφέρουν ως προς το μέσο όρο μιας ή περισσότερων περιβαλλοντικών μεταβλητών και χρησιμοποιεί αυτή/ές για να προβλέψει τη συμμετοχή νέων δειγμάτων στις γνωστές ομάδες (SPSS, v15, Help). Επειδή, τα δείγματα από τις ομάδες είναι άνισα, χρησιμοποιήθηκε η επιλογή "Compute from group sizes", ώστε να ληφθεί υπόψη το μέγεθος της κάθε ομάδας στον υπολογισμό των συναρτήσεων διάκρισης. Ένδειξη της αποτελεσματικότητας των Διαχωριστικών αναλύσεων που πληρούσαν τις προϋποθέσεις εφαρμογής τους, ήταν το ποσοστό των δειγμάτων αναφοράς που ταξινομήθηκαν ορθά. Ορθή ταξινόμηση σημαίνει ότι το δείγμα αναφοράς, με βάση τον τύπο του, τοποθετείται από τη Διαχωριστική ανάλυση στην ίδια ομάδα αναφοράς που είχε τοποθετηθεί και με βάση τα βενθικά μακροασπόνδυλά του. Επίσης, χρήσιμος είναι ο περιληπτικός πίνακας των αποτελεσμάτων ομαδοποίησης που βγάζει στο τέλος η ανάλυση όταν εφαρμόζεται με το πρόγραμμα SPSS (Πίνακας Classification results). Ο πίνακας αυτός δείχνει το ποσοστό των παρατηρήσεων (δειγμάτων) που ομαδοποιήθηκαν με βάση τις μεταβλητές της ανάλυσης (τύποι) στην ίδια ομάδα με αυτή που είχαν τοποθετηθεί a priori πριν την 57

57 εφαρμογή της ανάλυσης. Το ποσοστό αυτό αποτελεί και ένα μέτρο της επιτυχίας της ανάλυσης (Αρτεμιάδου, 2006) Ανάλυση περιβαλλοντικής διαβάθμισης (gradient analysis) και Ανάλυση Κανονικών Αντιστοιχιών Με την ανάλυση περιβαλλοντικής διαβάθμισης, επιτυγχάνεται η σύνδεση των περιβαλλοντικών δεδομένων με τα βιολογικά δεδομένα. Η ανάλυση έγινε στο πρόγραμμα CANOCO v4.51 (Ter Braak & Smilauer 1997) και αντιπροσωπεύει ταξιθετήσεις, δηλαδή διευθέτηση των δειγματοληπτικών σταθμών κατά μήκος αξόνων με βάση τα δεδομένα της σύνθεσης της κοινωνίας των ειδών των σταθμών αυτών. Η διευθέτηση των σταθμών γίνεται κατά τέτοιο τρόπο ώστε οι σταθμοί με παρόμοια σύνθεση ειδών (στην προκειμένη περίπτωση των ταξινομικών ομάδων των βενθικών μακροασπονδύλων) να βρίσκονται κοντά μεταξύ τους, ενώ εκείνοι με διαφορετική σύνθεση να είναι απομακρυσμένοι μεταξύ τους (Clarck & Gorley, 2001). Στην παρούσα εργασία, η ανάλυση περιβαλλοντικής διαβάθμισης υλοποιήθηκε προκειμένου να ταξιθετηθούν οι δειγματοληψίες (κυρίως εποχικές) των σταθμών αναφοράς, σε σχέση με τις αβιοτικές μεταβλητές που χρησιμοποιήθηκαν για την τυπολογία του Συστήματος Α, Β και τους Μεσογειακούς ποτάμιους τύπους της Άσκησης Διαβαθμονόμησης. Αρχικά, εφαρμόστηκε η ανάλυση αντιστοιχιών (Detrended Correspondence Analysis, DCA). Η ανάλυση αυτή είναι έμμεση ανάλυση περιβαλλοντικής διαβάθμισης με πολυωνυμικό αλγόριθμο ταξιθέτησης. Σκοπός είναι να ελεγχθεί αν τα βιολογικά δεδομένα αποκρίνονται γραμμικά στις θεωρητικές περιβαλλοντικές μεταβλητές που κατασκευάζει η μέθοδος (άξονες ταξιθέτησης) ή αν έχουν την καλύτερη απόκριση γύρω από κάποιες «βέλτιστες» τιμές των θεωρητικών αυτών μεταβλητών. Στην περίπτωση όπου το μήκος (length of gradient) της πρώτης θεωρητικής μεταβλητής (του πρώτου άξονα ταξιθέτησης) είναι μικρότερο από τρεις φορές την τυπική απόκλιση των βενθικών μακροασπονδύλων (standard deviation, SD) μέσα στα δείγματα, τότε τα βενθικά μακροασπόνδυλα αποκρίνονται περισσότερο γραμμικά στις θεωρητικές μεταβλητές. Στην περίπτωση αυτή η πιο κατάλληλη άμεση ανάλυση περιβαλλοντικής διαβάθμισης (direct gradient analysis) είναι η ανάλυση Redundancy (RDA). Αν το μήκος είναι τριπλάσιο ή μεγαλύτερο τότε 58

58 η απόκριση θα είναι κωδωνοειδής (κανονική κατανομή) και επομένως η πιο κατάλληλη άμεση ανάλυση περιβαλλοντικής διαβάθμισης (direct gradient analysis). θα είναι η Ανάλυση Κανονικών Αντιστοιχιών (Canonical Correspondence Analysis, CCA). Για τις τρείς περιπτώσεις εφαρμογής της DCA, βρέθηκε ότι το μήκος του πρώτου άξονα ταξιθέτησης είναι σχεδόν τριπλάσιο από την τυπική απόκλιση των βενθικών μακροασπονδύλων, οπότε εφαρμόστηκε η Ανάλυση Κανονικών Αντιστοιχιών (CCA). Πριν την εφαρμογή της CCA, εφαρμόστηκε η δοκιμασία Monte Carlo (Monte Carlo permutation test), η οποία δείχνει ποιες αβιοτικές μεταβλητές είναι σημαντικές για την ερμηνεία των βιολογικών δεδομένων. Ως μηδενική υπόθεση θεωρήθηκε η υπόθεση ότι τα δεδομένα των ταξινομικών ομάδων οργανισμών δεν συσχετίζονται καθόλου με τα δεδομένα των αβιοτικών μεταβλητών και ως εναλλακτική υπόθεση ότι οι ταξινομικές ομάδες οργανισμών αποκρίνονται στις αβιοτικές μεταβλητές που εξετάζονται. Όταν η στάθμη σημαντικότητας (p value) της κάθε παραμέτρου ήταν μικρότερη του 0,05, τότε υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά από τη μηδενική υπόθεση, η οποία απορριπτόταν και άρα οι οργανισμοί που μελετώνται συσχετίζονταν με τη συγκεκριμένη αβιοτική μεταβλητή. Ακόμα, ελέγχθηκε η τιμή του παράγοντα διόγκωσης διακύμανσης (variation inflation factor), η οποία έπρεπε να είναι μικρότερη του 20 και διαφορετική του μηδενός, καθώς σε αντίθετη περίπτωση η αβιοτική παράμετρος δε συνείσφερε στην ανάλυση. Οι παράμετροι που δε παρουσίασαν σημαντική συσχέτιση με τις ταξινομικές ομάδες των οργανισμών (p>0,05), εξαιρέθηκαν από την ανάλυση CCA. Στη συνέχεια, εφαρμόστηκε και πάλι η δοκιμασία Monte Carlo (Monte Carlo permutation test), αυτή τη φορά προκειμένου να βρεθεί η σημαντικότητα του πρώτου άξονα ταξιθέτησης αλλά και όλων των κανονικοποιημένων αξόνων μαζί. Σε όλες τις περιπτώσεις βρέθηκε ότι οι στάθμες σημαντικότητας των αξόνων ήταν μικρότερες του 0,05. Για την ερμηνεία των αξόνων ταξιθέτησης χρησιμοποιήθηκαν οι συντελεστές των ενδο συσχετισμών («intra set correlations») που βρίσκονται στη μήτρα συσχέτισης και οι οποίοι ορίζουν τη συσχέτιση μεταξύ των αβιοτικών μεταβλητών και των αξόνων ταξιθέτησης. Οι αβιοτικές μεταβλητές με τη 59

59 μεγαλύτερη τιμή (ασχέτως πρόσημου) στον εκάστοτε άξονα, θεωρήθηκε ότι είναι αυτές που συσχετίζονται πιο ισχυρά με αυτόν. Ακόμα, χρησιμοποιήθηκαν και οι ιδιοτιμές («eigenvalues») των αξόνων ταξιθέτησης, οι οποίες αποτελούν το μέτρο σημαντικότητας του κάθε άξονα. Τέλος, χρησιμοποιήθηκε το αθροιστικό ποσοστό διακύμανσης της σχέσης είδους αβιοτικών παραμέτρων, στον δεύτερο άξονα, που αντιπροσωπεύει το ποσοστό της διακύμανσης της σχέσης ειδών και αβιοτικών παραμέτρων που εξηγούν οι δύο πρώτοι άξονες της CCA αθροιστικά Ανάλυση ποσοστών ομοιότητας ανομοιότητας (SIMilarity PERcentages, SIMPER) Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να βρεθούν τα είδη τα οποία είναι κυρίως υπεύθυνα για το παρατηρούμενο πρότυπο ομαδοποίησης των δειγμάτων των σταθμών αναφοράς αλλά και για τις διαφορές μεταξύ των δειγμάτων. Η μέθοδος υπολογίζει τη μέση ομοιότητα/ανομοιότητα μεταξύ όλων των ζευγών δειγμάτων που ανήκουν σε διαφορετική ομάδα και μετά «σπάει» τη μέση ομοιότητα στη συνεισφορά που έχει κάθε είδος (στην περίπτωσή μας συνήθως οικογένεια) στη μέση αυτή ομοιότητα. Εφαρμόστηκε με το πρόγραμμα Primer έκδοση 5, με σκοπό να εξαχθούν οι σημαντικότερες ταξινομικές ομάδες κάθε τύπου (για το σύστημα Α, Β, τους Μεσογειακούς ποτάμιους τύπους και τους τύπους Υδρο οικοπεριοχών). Η μέθοδος υπολογίζει τη μέση ομοιότητα/ανομοιότητα μεταξύ όλων των ζευγών δειγμάτων που ανήκουν σε διαφορετικές τύπο και μετά «σπάει» τη μέση ομοιότητα/ανομοιότητα στη συνεισφορά που έχει κάθε είδος σ αυτή Ανάλυση Ομοιοτήτων (Analysis Of SIMilarities ANOSIM) Με την ανάλυση Ομοιοτήτων (ANOSIM), ελέγχθηκε το κατά πόσο υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ δύο τύπων των διαφορετικών τυπολογικών συστημάτων. Τη μηδενική υπόθεση στην ανάλυση αυτή, αποτελεί η παραδοχή ότι δεν υπάρχουν διαφορές ανάμεσα στους διαφορετικούς τύπους. Αρχικά, παρέχεται ο γενικός συντελεστής R (Global R), με εύρος τιμών από 1 έως 1, o οποίος αποτελεί 60

60 ένα μέτρο διακριτότητας, που είναι ενδεικτικό για τα αν υπάρχουν ή όχι διαφοροποιήσεις στα δεδομένα μας που πρέπει να εξεταστούν περεταίρω (Clarck & Gorley, 2001). Στην περίπτωση που η τιμή του γενικού συντελεστή R είναι 0 η μηδενική υπόθεση αληθεύει (δεν παρατηρούνται διαφοροποιήσεις μεταξύ των τύπων), ενώ όταν είναι ίση με 1 είναι ψευδής (έντονη ανομοιογένεια μεταξύ των τύπων). Σε ένα δεύτερο επίπεδο, δίνονται τα αποτελέσματα των ζευγαρωτών συγκρίσεων (pair wise) μεταξύ των τύπων. Σε αυτή την περίπτωση, η ανάλυση Ομοιοτήτων δίνει δύο πληροφορίες: τον συντελεστή R και το επίπεδο σημαντικότητας P. Σύμφωνα με τους Clarck και Gorley (2001), ο συντελεστής R αποτελεί το απόλυτο μέτρο του διαχωρισμού των ομάδων και όχι το επίπεδο σημαντικότητας P. Ακόμα, οι ίδιοι συγγραφείς, έχουν διαχωρίσει τις τιμές του συντελεστή R σε τρεις κατηγορίες, σύμφωνα με τις οποίες όταν: 1. R>0,75: υποδηλώνει ότι υπάρχουν μεγάλες διαφορές μεταξύ των τύπων 2. 0,5<R<0,75: υποδηλώνει ότι υπάρχουν κάποιες διαφορές και οι τύποι είναι πιθανά επικαλυπτόμενοι 3. R<0,25: υποδηλώνει μικρή έως καθόλου διαφορά μεταξύ των τύπων οι οποίοι σπάνια διαχωρίζονται. 61

61 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 3.1 Τυπολογία Τυπολογία με βάση το Σύστημα Α Οι τύποι του Συστήματος Α της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ, υπολογίστηκαν για τους σταθμούς αναφοράς, τα δεδομένα των οποίων χρησιμοποιήθηκαν για τη σύγκριση των τυπολογικών συστημάτων που εφαρμόστηκαν (Πίνακας ). Πίνακας Σταθμοί αναφοράς και ο τύπος στον οποίο ανήκουν σύμφωνα με το Σύστημα Α. Table Reference sites and the type in which they belong according to System A. Χαλκιδική (Ολυμπιάδα Σκουριές)/Chalkidiki (Olimpiada Skouries) Τύπος Συστήματος Α Πλαστήρα/ Plastira Τύπος Συστήματος Α ΟL ' 6312 ΟL ΟL SK SK SK Πηνειός / Pinios Δαδιά /Dadia PLL REF P REF PLP REF PKS REF PRA REF SKL REF PMA REF PST Αλιάκμονας /Aliakmonas Αώος/Awos NEST V ELEFTH V Μελάς 7322 V Τρίκωμο 7221 Νέστος/ Nestos Διαβολόρεμα 6222 Αρκουδόρεμα

62 3.1.2 Τυπολογία με βάση το Σύστημα Β Χαρτογραφική Απεικόνιση της κατηγοριοποίησης των παραμέτρων του Συστήματος Β Κατά την ανάπτυξη της μεθοδολογίας της τυπολογίας προέκυψαν 5 θεματικοί χάρτες που αναφέρονται σε κάθε μια από τις παραμέτρους του Συστήματος Β που επιλέχθηκαν για την εξαγωγή των τύπων. Κάθε χάρτης από αυτούς αποτελούσε ένα ξεχωριστό επίπεδο στην Ανάλυση Υπέρθεσης (Overlay analysis) (Εικόνες ). Εικόνα Κατηγοριοποίηση των υψομέτρων στην Ελλάδα, σύμφωνα με τον Dikau (1989). Figure Altitudes categorization in Greece, according to Dikau (1989). 63

63 Εικόνα Κατηγοριοποίηση του γεωλογικού υποβάθρου της Ελλάδας. Figure Geology categorization in Greece. Εικόνα Κατηγοριοποίηση των λεκανών απορροής της Ελλάδας, με βάση την έκταση τους. Figure Catchment s size categorization in Greece. 64

64 Εικόνα Κατηγοριοποίηση της κλίσης του ανάγλυφου στην Ελλάδα, με βάση την έκταση τους. Figure Mean slope categorization in Greece. Εικόνα Κλιματικές ζώνες στην Ελλάδα (Cfa: Κλίμα υγρό υποτροπικό, μακρού και θερμού θέρους, Csa: Κλίμα χερσαίο Μεσογειακό, ξηρού και θερμού θέρους). Figure Climatic zones in Greece (Cfa: Climate moist subtropical, with long and worm summer, Csa: Climate terrestrial Mediterranean, with dry and long summer). 65

65 Εξαγωγή των τύπων ποτάμιων συστημάτων με βάση το Σύστημα Β Μετά την εφαρμογή της Ανάλυσης Υπέρθεσης, κρίθηκε σκόπιμο να ομαδοποιηθούν οι τύποι οι οποίοι αντιπροσωπευόταν από περιοχές μικρότερες από 10 τ.χλμ. Μετά από αυτήν την ομαδοποίηση προέκυψαν 82 τύποι, όπως φαίνεται στον Πίνακα και στην Εικόνα , εκ των οποίων οι 67 απαντούν σε υδατικά σώματα στην Ελλάδα. Όπως φαίνεται και στον πίνακα , για την αναγραφή κάθε τύπου χρησιμοποιήθηκε ένας πενταψήφιος κωδικός σύμφωνα με τους Chronis et al. (2008). Το πρώτο ψηφίο αντιπροσωπεύει το υψόμετρο, το δεύτερο τη γεωλογία, το τρίτο το μέγεθος της λεκάνης, το τέταρτο την κλίση και το πέμπτο την κλιματική ζώνη. Τύπος Type Πίνακας Προσδιορισμένοι τύποι με βάση το Σύστημα Β στην Ελλάδα. Με αστερίσκο σημειώνονται οι τύποι στους οποίους δε βρίσκεται κάποιο ποτάμιο σώμα. Table Identified types of System B in Greece. The asterisks, label the types where no water body is found. Υψόμετρο(m) Altitude (m) Γεωλογία Geology Μέγεθος λεκάνης(km 2 ) Catchment size (km 2 ) Κλίση ( ο ) Slope( ο ) Κλιματική ζώνη Climate zone 11111* <150 ανθρακικά Csa <150 ανθρακικά Csa 11131* <150 ανθρακικά >15 Csa <150 ανθρακικά Csa <150 ανθρακικά Csa <150 ανθρακικά >15 Csa <150 ανθρακικά Csa <150 ανθρακικά Csa 11331* <150 ανθρακικά >15 Csa <150 πυριτικά Csa <150 πυριτικά Csa 12131* <150 πυριτικά >15 Csa <150 πυριτικά Csa <150 πυριτικά Cfa <150 πυριτικά Csa <150 πυριτικά Cfa <150 πυριτικά >15 Csa <150 πυριτικά Csa <150 πυριτικά Cfa <150 πυριτικά Csa 12331* <150 πυριτικά >15 Csa ανθρακικά Csa 66

66 ανθρακικά >15 Csa ανθρακικά Csa ανθρακικά Cfa ανθρακικά Csa ανθρακικά Cfa ανθρακικά >15 Csa ανθρακικά >15 Cfa ανθρακικά Csa 21312* ανθρακικά Cfa ανθρακικά Csa 21322* ανθρακικά Cfa ανθρακικά >15 Csa 21332* ανθρακικά >15 Cfa πυριτικά Csa πυριτικά 0 10 >15 Csa πυριτικά Csa πυριτικά Csa πυριτικά >15 Csa πυριτικά Csa πυριτικά Cfa πυριτικά Csa πυριτικά Cfa πυριτικά >15 Csa πυριτικά >15 Cfa πυριτικά Csa πυριτικά Cfa πυριτικά Csa 22322* πυριτικά Cfa πυριτικά >15 Csa 31111* >600 ανθρακικά Csa 31121* >600 ανθρακικά Csa >600 ανθρακικά >15 Csa >600 ανθρακικά Csa >600 ανθρακικά Cfa >600 ανθρακικά Csa >600 ανθρακικά Cfa >600 ανθρακικά >15 Csa >600 ανθρακικά >15 Cfa >600 ανθρακικά Csa 31312* >600 ανθρακικά Cfa >600 ανθρακικά Csa 31322* >600 ανθρακικά Cfa >600 ανθρακικά >15 Csa 31332* >600 ανθρακικά >15 Cfa 67

67 32021 >600 πυριτικά Csa >600 πυριτικά 0 10 >15 Csa >600 πυριτικά Csa >600 πυριτικά Csa >600 πυριτικά >15 Csa >600 πυριτικά Csa >600 πυριτικά Cfa >600 πυριτικά Csa >600 πυριτικά Cfa >600 πυριτικά >15 Csa >600 πυριτικά >15 Cfa >600 πυριτικά Csa >600 πυριτικά Cfa >600 πυριτικά Csa 32322* >600 πυριτικά Cfa >600 πυριτικά >15 Csa Εξαιτίας της έλλειψης σταθμών αναφοράς στον κύριο ρου, δε κρίθηκε απαραίτητος ο υπολογισμός των τύπων σε αυτούς. 68

68 Εικόνα Τυπολογία στην Ελλάδα, με βάση το Σύστημα Β της Ευρωπαϊκής Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Figure Typology in Greece, based on System B of the Water Framework Directive (2000/60/EC). Στον πίνακα , φαίνονται οι τύποι των σταθμών αναφοράς με βάση το Σύστημα Β, τα δεδομένα των οποίων χρησιμοποιήθηκαν για τη σύγκριση των τυπολογικών συστημάτων στην παρούσα μελέτη. Για την αναγραφή των τύπων, προστέθηκαν δυο ψηφία (2 ο και 3 ο ) που αντιπροσωπεύουν τις παραμέτρους Γεωγραφικό μήκος και πλάτος. 69

69 Πίνακας Σταθμοί αναφοράς και ο τύπος στον οποίο ανήκουν σύμφωνα με το Σύστημα Β. Table Reference sites and the type in which they belong according to System Β. Χαλκιδική (Ολυμπιάδα Σκουριές)/Chalkidiki (Olimpiada Skouries) Τύπος Συστήματος Β Πλαστήρα/ Plastira Τύπος Συστήματος Β ΟL ' ΟL ΟL SK SK SK Πηνειός / Pinios Δαδιά /Dadia PLL REF P REF PLP REF PKS REF PRA REF SKL REF PMA REF PST Αλιάκμονας /Aliakmonas Αώος/Awos NEST V ELEFTH V Μελάς V Τρίκωμο Νέστος/ Nestos Διαβολόρεμα Αρκουδόρεμα

70 3.1.3 Μεσογειακοί ποτάμιοι τύποι Οι Μεσογειακοί ποτάμιοι τύποι, υπολογίστηκαν για τους σταθμούς αναφοράς, τα δεδομένα των οποίων χρησιμοποιήθηκαν για τη σύγκριση των τυπολογικών συστημάτων που εφαρμόστηκαν (Πίνακας ). Πίνακας Σταθμοί αναφοράς και ο Μεσογειακός ποτάμιος τύπος στον οποίο ανήκουν. Table Reference sites and their Mediterranean river type. Χαλκιδική (Ολυμπιάδα Σκουριές)/Chalkidiki (Olimpiada Skouries) Μεσογειακός ποτάμιος τύπος Med. river type Πλαστήρα/ Plastira Μεσογειακός ποτάμιος τύπος Med. river type ΟL1 RM1 5' RM4 ΟL2 RM1 6 RM4 ΟL3 RM1 8 RM4 SK3 RM1 9 RM4 SK7 RM1 11 RM4 SK8 Πηνειός / Pinios RM1 Δαδιά /Dadia PLL03 RM1 REF1 RM5 P450 RM1 REF2 RM5 PLP50 RM1 REF3 RM5 PKS25 RM4 REF4 RM5 PRA05 RM2 REF6 RM5 SKL1 RM2 REF7 RM5 PMA22 RM4 REF8 RM5 PST05 RM4 Αλιάκμονας /Aliakmonas Αώος/Awos NEST 4 RM2 V455S RM2 ELEFTH 4 RM2 V539 RM2 Μελάς RM2 V543 RM2 Τρίκωμο Νέστος/ Nestos Διαβολόρεμα Αρκουδόρεμα RM4 RM2 RM2 71

71 3.1.4 Τυπολογία με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές Χαρτογραφική Απεικόνιση της κατηγοριοποίησης των παραμέτρων της τυπολογίας με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές Κατά την ανάπτυξη της μεθοδολογίας της τυπολογίας με βάση τις Υδροοικοπεριοχές, προέκυψαν 2 θεματικοί χάρτες. Ο ένας αντιπροσωπεύει τις προκαθορισμένες από το ινστιτούτο Cemagref, Υδρο οικοπεριοχές και ο άλλος την παράμετρο, που πρέπει απαραίτητα να προστεθεί στις Υδρο οικοπεριοχές προκειμένου να προκύψει τυπολογία: το μέγεθος λεκανών απορροής. Αυτοί οι δύο χάρτες αποτελούσαν ξεχωριστά επίπεδα στην Ανάλυση Υπέρθεσης (Overlay analysis) (Εικόνες και ). Εικόνα Υδρο οικοπεριοχές της Ελλάδας, σύμφωνα με τον διαχωρισμό του Ινστιτούτου Cemagref. Figure Hydro ecoregions of Greece, according to the segregation of Cemagref Institute. 72

72 Εξαγωγή των τύπων ποτάμιων συστημάτων με βάση τις Υδροοικοπεριοχές Μετά την εφαρμογή της Ανάλυσης Υπέρθεσης στα δύο επίπεδα (Υδροοικοπεριοχές και λεκάνες απορροής), προέκυψαν 19 τύποι, όπως φαίνεται στον Πίνακα και στην Εικόνα Πρέπει να σημειωθεί πως οι Υδροοικοπεριοχές όπως ορίστηκαν από το Ινστιτούτο Cemagref δεν περιλάμβαναν τη νησιωτική Ελλάδα, με εξαίρεση τη Κρήτη (Εικόνα ). Για το λόγο αυτό, η τυπολογία της Ελλάδας με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές, περιορίστηκε στην ηπειρωτική Ελλάδα και την Κρήτη. Πίνακας Προσδιορισμένοι τύποι με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές στην Ελλάδα. Table Identified types of Hydro ecoregions in Greece. Τύπος Type Υδρο οικοπεριοχή Hydro ecoregion Μέγεθος λεκάνης(km 2 ) Catchment size (km 2 ) 7 1 Bαλκάνια/Balkans Bαλκάνια/Balkans Bαλκάνια/Balkans Νότια Πίνδος/South Pindos Νότια Πίνδος/South Pindos Νότια Πίνδος/South Pindos Νότια Πίνδος/South Pindos Πελλοπόνησος/Peloponnese Πελλοπόνησος/Peloponnese Πελλοπόνησος/Peloponnese Ελληνική παράκτια ζώνη/greek coastal 0 10 dipressions 37 1 Ελληνική παράκτια ζώνη/greek coastal dipressions 37 2 Ελληνική παράκτια ζώνη/greek coastal dipressions 37 3 Ελληνική παράκτια ζώνη/greek coastal dipressions Κρήτη/Crete Κρήτη/Crete Βόρεια Πίνδος/North Pindos Βόρεια Πίνδος/North Pindos Βόρεια Πίνδος/North Pindos

73 Εικόνα Τυπολογία στην Ελλάδα, με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές. Figure Typology in Greece, based on the Hydro ecoregions. Στον πίνακα , φαίνονται οι τύποι των σταθμών αναφοράς με βάση τις Υδρο οικοπεριοχές. Πίνακας Σταθμοί αναφοράς και τύπος Υδρο οικοπεριοχών στον οποίο ανήκουν. Table Reference sites and their Hydro ecoregion type. Τύπος Υδροοικοπεριοχών/ Πλαστήρα/ οικοπεριοχών/ Τύπος Υδρο Χαλκιδική (Ολυμπιάδα Σκουριές)/Chalkidiki Hydro ecoregion Plastira Hydro ecoregion (Olimpiada Skouries) type type ΟL1 37/0 5' 35/1 ΟL2 37/0 6 35/1 ΟL3 37/1 8 35/1 SK3 37/0 9 35/0 SK7 37/ /2 SK8 37/0 Πηνειός / Pinios Δαδιά /Dadia PLL03 128/0 REF1 7/2 P /1 REF2 7/2 PLP50 7/2 REF3 7/2 PKS25 128/2 REF4 7/2 PRA05 128/2 REF6 7/2 SKL1 128/2 REF7 7/2 PMA22 35/2 REF8 7/2 PST05 35/2 74

74 Αλιάκμονας /Aliakmonas Αώος/Awos NEST 4 128/2 V455S 128/2 ELEFTH 4 7/2 V /2 Μελάς 7/2 V /2 Τρίκωμο 128/2 Νέστος/ Nestos Διαβολόρεμα 7/2 Αρκουδόρεμα 7/2 75

75 3.2 Ομαδοποίηση σε Ασαφή Σύνολα (Fuzzy classification) Διαχωριστική ανάλυση (Discriminant analysis) Η εφαρμογή της μεθόδου Ομαδοποίησης σε Ασαφή Σύνολα (Fuzzy Classification) στα δείγματα των ταξινομικών ομάδων των βενθικών μακροασπονδύλων (102 δείγματα), οδήγησε στη δημιουργία δύο ομαδοποιήσεων. Η μία ομαδοποίηση, περιελάμβανε 4 ομάδες και η άλλη 5. Ο συντελεστής συσχέτισης (partition coefficient) που δείχνει πόσο σημαντικά διαχωρίζονται οι ομάδες μεταξύ τους καθώς και οι άλλοι παράμετροι της ανάλυσης, δίνονται στον πίνακα Πίνακας Το κριτήριο convergence της ανάλυση FUZZY και η περιγραφή της μεθόδου. Table Convergence criterion of FUZZY Analysis and the method s description. Συντελεστής συσχέτισης 4 Ομάδες / 4 Groups 5 Ομάδες / 5 Groups Partition coefficient 0,53 0,57 Άθροισμα τετραγώνων Memberships sum of squares Μεταξύ των ομάδων/between groups : 0,5239 Μεταξύ των ομάδων/between groups : 0,505 Μέσα σε κάθε ομάδα/within groups: 9,481 Μέσα σε κάθε ομάδα/within groups: 10,073 Αριθμός δειγμάτων Number of individuals Αριθμός taxa Number of features Αριθμός ομάδων Number of clusters 4 5 Τροποποίηση data transformed into Log(x+1) Log(x+1) Μέθοδος Method FUZZY CMeans FUZZY CMeans Κανονικότητα Normlization Διαγώνιος Διαγώνιος Κριτήριο Σύγκλισης Convergence Criterion 0, , Προκειμένου να γίνει η επιλογή της ομαδοποίησης της Ανάλυσης FUZZY, η οποία θα υιοθετηθεί, κρίθηκε απαραίτητη η εφαρμογή της Διαχωριστικής Ανάλυσης (Discriminant analysis). Η Ανάλυση Discriminant, καθόρισε ποιες ομάδες της ανάλυσης Fuzzy μεταφράζονται καλύτερα από τους τύπους των συστημάτων που εφαρμόστηκαν (σύστημα Α, Β, τύποι Υδρο οικοπεριοχών και Μεσογειακοί τύποι ποταμών). Tα αποτελέσματα της ανάλυσης, παρουσιάζονται στον πίνακα

76 Πίνακας Τα ποσοστά των δειγμάτων των σταθμών που είναι σωστά ομαδοποιημένοι, σύμφωνα με την ανάλυση Discriminant και για τις δύο ομαδοποιήσεις της μεθόδου FUZZY. Table Percentage of the original grouped cases that are correctly classified, according to Discriminant analysis, for the two groups of FUZZYAnalysis. 4 Ομάδες / 4 Groups 5 Ομάδες / 5 Groups Τύποι συστήματος Β Types of System B 59,8% Τύποι συστήματος Β Types of System B 47,2% Τύποι συστήματος Α Types of System A Μεσογειακοί τύποι Mediterranean types Τύποι Υδρο οικοπεριοχών Types of Hydro ecoregions 19,5% 55,1% 27% Τύποι συστήματος Α Types of System A Μεσογειακοί τύποι Mediterranean types Τύποι Υδρο οικοπεριοχών Types of Hydro ecoregions 19,5% 50,6% 23,6% Τα ποσοστό των σταθμών που είναι σωστά ομαδοποιημένο όσον αφορά του τύπους του Συστήματος Β, των Μεσογειακών τύπων και των τύπων Υδροοικοπεριοχών, είναι μεγαλύτερο για τις 4 ομάδες από ότι για τις 5, ενώ για το Σύστημα A το ποσοστό είναι ίδιο. Επομένως, η ομαδοποίηση της ανάλυσης FUZZY που καταλήγει σε καλύτερα αποτελέσματα είναι αυτή με τις 4 ομάδες, οπότε είναι και αυτή που υιοθετήθηκε στις περεταίρω αναλύσεις. Στους πίνακες , παρατίθενται τα αναλυτικά αποτελέσματα της σωστής (προβλεπόμενης) ταξινόμησης των δειγμάτων στις 4 ομάδες της FUZZY με την εφαρμογή της Διαχωριστικής ανάλυσης. 77

77 Πίνακας Αποτελέσματα της ταξινόμησης των δειγμάτων των σταθμών σε τέσσερις ομάδες (ομάδες στις οποίες κατέληξε η μέθοδος FUZZY) με την εφαρμογή της Διαχωριστικής ανάλυσης αναφορικά με τους τύπους του Συστήματος Β της Ευρωπαϊκής Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Table Results of the classification of the samplings that belong in the four groups that FUZZY analysis resulted, using Discriminant analysis relatively to the types of System B of the Water Framework Directive (2000/60/EC). Αρχικές τιμές Original Ποσοστό Count Ομάδα Groups Προβλεπόμενες τιμές συμμετοχής στις τέσσερις ομάδες/predicted Group Membership Σύνολο Total % , , ,9 0 32, ,6 97,4 100 Ποσοστό σταθμών που ταξινομήθηκαν σωστά στις αρχικές τέσσερις ομάδες Original grouped cases correctly classified 59,8% Πίνακας Αποτελέσματα της ταξινόμησης των δειγμάτων των σταθμών σε τέσσερις ομάδες (ομάδες στις οποίες κατέληξε η μέθοδος FUZZY) με την εφαρμογή της Διαχωριστικής ανάλυσης αναφορικά με τους τύπους του Συστήματος A της Ευρωπαϊκής Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Table Results of the classification of the samplings that belong in the four groups that FUZZY analysis resulted, using Discriminant analysis relatively to the types of System A of the Water Framework Directive (2000/60/EC). Αρχικές τιμές Original Ποσοστό Count Ομάδα Groups Προβλεπόμενες τιμές συμμετοχής στις τέσσερις ομάδες/predicted Group Membership Σύνολο Total % , , ,9 23, Ποσοστό σταθμών που ταξινομήθηκαν σωστά στις αρχικές τέσσερις ομάδες Original grouped cases correctly classified 19,5% 78

78 Πίνακας Αποτελέσματα της ταξινόμησης των δειγμάτων των σταθμών σε τέσσερις ομάδες (ομάδες στις οποίες κατέληξε η μέθοδος FUZZY) με την εφαρμογή της Διαχωριστικής ανάλυσης αναφορικά με τους Μεσογειακούς τύπους της άσκησης Διαβαθμονόμισης. Table Results of the classification of the samplings that belong in the four groups that FUZZY analysis resulted, using Discriminant analysis relatively to the Mediterranean types of the Intercalibration exercise. Αρχικές τιμές Original Ποσοστό Count Ομάδα Groups Προβλεπόμενες τιμές συμμετοχής στις τέσσερις ομάδες/predicted Group Membership Σύνολο Total % ,3 29,4 0 35, Ποσοστό σταθμών που ταξινομήθηκαν σωστά στις αρχικές τέσσερις ομάδες Original grouped cases correctly classified 55,1% Πίνακας Αποτελέσματα της ταξινόμησης των δειγμάτων των σταθμών σε τέσσερις ομάδες (ομάδες στις οποίες κατέληξε η μέθοδος FUZZY) με την εφαρμογή της Διαχωριστικής ανάλυσης αναφορικά με τους τύπους Υδρο οικοπεριοχών. Table Results of the classification of the samplings that belong in the four groups that FUZZY analysis resulted, using Discriminant analysis relatively to the Hydro ecoregion types. Αρχικές τιμές Original Ποσοστό Count Ομάδα Groups Προβλεπόμενες τιμές συμμετοχής στις τέσσερις ομάδες/predicted Group Membership Σύνολο Total % ,4 58,8 11, ,9 0 32, ,1 15,4 2, Ποσοστό σταθμών που ταξινομήθηκαν σωστά στις αρχικές τέσσερις ομάδες Original grouped cases correctly classified 27% Η ομαδοποίηση σε 4 ομάδες της FUZZY, αναπαρίσταται σχηματικά στην εικόνα 3.2.1, ενώ στον πίνακα 3.2.7, εμφανίζονται τα ποσοστά συμμετοχής (membership values) των σταθμών δειγματοληψίας σε κάθε μια από της ομάδες. 79

79 Εικόνα Ομαδοποίηση FUZZY. Οι διακεκομμένες ελλείψεις περικλείουν σταθμούς με ποσοστό συμμετοχής στην ομάδα 50 75%, ενώ οι συμπαγείς %. Figure FUZZY Classification. The discontinuous curves include the stations with 50 75% participation in the group and the continuous ones, the stations with % participation. Πίνακας Ποσοστά συμμετοχής σύμφωνα με την ομαδοποίηση FUZZY. Με έντονη γραφή σημειώνονται τα δείγματα των σταθμών που συμμετέχουν με ποσοστό μεγαλύτερο από 0,5 σε μία ομάδα. Table Membership values according to FUZZY Analysis. Stations which anticipate in a group with a percentage bigger than 0,5 are marked with bold letters. Δείγμα Sample Συμβολισμός Symbol Ομάδα 1 Group 1 Ομάδα 2 Group 2 Ομάδα 3 Group 3 Ομάδα 4 Group 4 V539S a 0,0005 0,0013 0,0018 0,9964 V539AU a' 0,057 0,084 0,304 0,555 V543S b 0,0171 0,0598 0,0713 0,8517 V543AU b' 0,0364 0,1339 0,2906 0,539 V455S c 0,0079 0,0281 0,0253 0,9387 V455AU c' 0,0108 0,0275 0,0555 0,