ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ, ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ & ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Οικολογική ποιότητα και διαχείριση υδάτων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ, ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ & ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Μαρία Μποζατζίδου Βιολόγος Εκτίμηση της Οικολογικής Ποιότητας των Υδάτων στην Παράκτια Ζώνη του Δήμου Θερμαϊκού (με βάση το φυτοπλαγκτό) ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Θεσσαλονίκη, 2013

ARISTOTLE UNIVERSITY OF THESSALONIKI INTERDISCIPLINARY POSTGRADUATE MASTER PROGRAM Ecological water quality and management at a river basin level BY THE SCHOOLS OF BIOLOGY, GEOLOGY & CIVIL ENGINEERING Maria Bozatzidou Biologist Assessing the ecological quality of Thermaikos Municipality coastal system (based on phytoplankton) MASTER DISSERTATION THESIS Thessaloniki, 2013

Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή: 1. Μαρία Μουστάκα: Καθηγήτρια Τμήματος Βιολογίας Α.Π.Θ., Επιβλέπουσα 2. Κωνσταντίνος Αλμπανάκης: Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήματος Γεωλογίας Α.Π.Θ., Μέλος 3. Ευαγγελία Μιχαλούδη: Επίκουρη Καθηγήτρια Βιολογίας Α.Π.Θ, Μέλος

Πρόλογος Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο Βοτανικής του Τμήματος Βιολογίας, του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, στα πλαίσια του Διατμηματικού Προγράμματος Μεταπτυχιακών σπουδών με τίτλο Οικολογική ποιότητα και διαχείριση σε επίπεδο λεκάνης απορροής, κατά το ακαδημαϊκό έτος 2012-2013. Στο σημείο αυτό θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους συνέβαλαν με οποιονδήποτε τρόπο για την πραγμάτωση αυτής της εργασίας. Αρχικά θα ήθελα να ευχαριστήσω την Καθηγήτρια του Τμήματος Βιολογίας Μαρία Μουστάκα για την εμπιστοσύνη της στην ανάθεση της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας. Η βοήθειά της, η προτροπή της, η επιστημονική καθοδήγηση και οι εύστοχες παρατηρήσεις της με βοήθησαν ώστε να εργαστώ ουσιαστικά και ευχάριστα. Επίσης την ευχαριστώ για το ενδιαφέρον της σε προσωπικό και επιστημονικό επίπεδο. Ευχαριστώ θερμά τα μέλη της εξεταστικής επιτροπής, την Επίκουρη Καθηγήτρια του Τμήματος Βιολογίας Ευαγγελία Μιχαλόυδη και τον Αναπληρωτή Καθηγητή του Τμήματος Γεωλογίας Κωνσταντίνο Αλμπανάκη, για την πρόθυμη συμμετοχή τους σε αυτήν και τις συμβουλές που μου έδωσαν ώστε να βγει το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα. Ένα μεγάλο ευχαριστώ στη διδάκτορα του τμήματος Βιολογίας Ματίνα Κατσιάπη, χωρίς τη συμβολή της οποίας μέσα από τις συμβουλές και την ενθάρρυνσή της δε θα ήταν εφικτή η ολοκλήρωση της εργασίας. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω τους συμφοιτητές και φίλους μου Ζωή Πεταλά (Γεωλόγο), Αλεξάνδρα Δέλλιου (Γεωλόγο), Βαλεντίνη Ναυροζίδου (Μ.Sc Γεωλόγο), Ευαγγελία Χαραλάμπους (M.Sc Βιολόγο), Νατάσα Στεφανίδου (Βιολόγο) και Παναγιώτη Βρατσίδα (Πολιτικό Μηχανικό) για τις πολύωρες συζητήσεις μας τόσο σε επιστημονικό όσο και σε προσωπικό επίπεδο, τις λύσεις που βρίσκαμε στις κοινές μας ανησυχίες και την αισιοδοξία ότι θα τα καταφέρουμε. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τους γονείς μου, Ιωάννα και Πλάτων, τον αδερφό μου Θάνο για την έμπρακτη και ουσιαστική στήριξή τους σε κάθε βήμα μου, καθώς και

την οικονομική και ηθική τους συμπαράσταση. Τέλος, ευχαριστώ το Γιώργο που ήταν εκεί όποτε τον χρειαζόμουν, για την πίστη του σε μένα και την υπομονή του σε μέρες άγχους και πανικού.

Περίληψη Κατά τη χρονική περίοδο Σεπτέμβριος-Νοέμβριος 2012 στην παράκτια ζώνη του Δήμου Θερμαϊκού διερευνήθηκε η οικολογική ποιότητα των υδάτων με βάση το βιολογικό στοιχείο φυτοπλαγκτό και τις κατευθυντήριες γραμμές της Οδηγίας Πλαίσιο για τα Νερά 2000/60/ΕΚ. Ειδικότερα, κατά την περίοδο Σεπτέμβριος- Νοέμβριος 2012, πραγματοποιήθηκαν δεκαπενθήμερες δειγματοληψίες φυτοπλαγκτού σε 8 παράκτιους σταθμούς της περιοχής κατά μήκος της ακτογραμμής και στα δείγματα που συλλέχθηκαν διερευνήθηκαν η σύνθεση, η αφθονία και η βιομάζα (βιοόγκος) ειδών και ταξινομικών ομάδων, ενώ πραγματοποιήθηκε και ποσοτικός προσδιορισμός της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης α. Συνολικά, στην περιοχή έρευνας αναγνωρίσθηκαν 112 taxa φυτοπλαγκτού (9 ταξινομικές ομάδες), τα οποία εμφάνισαν 2 διαφορετικά πρότυπα κατανομής: α) περιοδική εμφάνιση στο φυτοπλαγκτό και β) μία και μόνο εμφάνιση στην κοινωνία. Οι πολυπληθέστερες σε αριθμό ειδών ταξινομικές ομάδες ήταν τα διάτομα και τα δινοφύκη. Κυρίαρχες ταξινομικές ομάδες ως προς την αφθονία και τη βιομάζα στην κοινωνία του φυτοπλαγκτού ήταν τα διάτομα, τα δινοφύκη και τα κρυπτοφύκη. Κατά την περίοδο έρευνας σημειώθηκαν ανθίσεις των οργανισμών Nitzschia longissima, Asterionellopsis glacialis, Dactyliosolen sp., Chaetocerus sp., Gymnodinium sp. και του δυνητικά τοξικού γένους Gonyaulax. Υψηλότερες τιμές της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης α παρατηρήθηκαν στους σταθμούς 4 (Αγγελοχώρι) και 6 (Μηχανιώνα) κατά το μήνα Οκτώβριο και συμπίπτουν με την κυριαρχία των δινοφυκών. Η εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας έγινε με βάση τις παραμέτρους συγκέντρωση χλωροφύλλης α, βιομάζα (βιοόγκος) φυτοπλαγκτού και τις ανθίσεις φυτοπλαγκτού. Για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας με βάση την παράμετρο της χλωροφύλλης α και συνυπολογίζοντας τις χαμηλές τιμές αλατότητας που καταγράφηκαν στους σταθμούς δειγματοληψίας, χρησιμοποιήθηκαν νέα (προτεινόμενα) όρια ποιότητας για παράκτιους τύπους υδάτων που δέχονται την άμεση (σταθμοί 1-5) ή έμμεση επίδραση (σταθμοί 6-8) εισροής γλυκού νερού. Με συνδυασμό των παραπάνω παραμέτρων, η οικολογική ποιότητα νερού εκτιμήθηκε καλή στην πλειονότητα των σταθμών της περιοχής, με εξαίρεση το Αγγελοχώρι και τη Μηχανιώνα (κατώτερη της καλής). Επιπλέον, με βάση την αφθονία του 6

φυτοπλαγκτού, των αριθμό των ειδών του καθώς και τη συγκέντρωσης της χλωροφύλλης α οι περιοχές των σταθμών χαρακτηρίζονται ως υψηλά μεσότροφες- εύτροφες. Λέξεις κλειδιά: φυτοπλαγκτό, χλωροφύλλη α, παράκτια ζώνη, οικολογική ποιότητα 7

Abstract The aim of the present study was to assess the ecological water quality of the coastal zone of Thermaikos Municipality, based on phytoplankton. Phytoplankton samplings were performed on a fortnight basis (11/9, 3/10, 24/10 and 14/11) at 8 coastal stations along the coastline during the period September-November 2012. Composition, abundance and biomass (biovolume) of phytoplankton species and taxonomic groups were analyzed, and also the concentration of chlorophyll a was determined. In the present study, 112 taxa of phytoplankton (belonging to 9 phytoplankton taxonomic groups) were identified which exhibited two different distribution patterns: a) periodical occurrence in the phytoplankton and b) a unique occurrence throughout the study period. Diatoms and dinophytes were the richest groups in species numbers. In terms of abundance and biomass, Bacillariophyceae, Dinophyceae and Cryptophyceae were the dominant groups in the phytoplankton community. Blooms of Nitzschia longissima, Asterionellopsis glacialis, Dactyliosolen sp., Chaetocerus sp., Gymnodinium sp., and the potentially toxic genus Gonyaulax were recorded. The highest values of chlorophyll a concentration were measured at stations 4 (Aggelochori) and 6 (N. Michaniona) during October and coincided with the dominance of dinoflagellates. The assessment of the ecological quality was based on the metrics of chlorophyll a, phytoplankton biomass (biovolume) and the presence of phytoplankton blooms. To assess the ecological quality based on chlorophyll a and taking into account the low salinity values recorded at the sampling stations, new boundaries were recommended which refer to coastal water types that are influenced directly (stations 1-5) or indirectly (stations 6-8) by freshwater inputs. In total, the combination of the three-phytoplankton metrics assessed the ecological water quality pf the coastal zone as good in the majority of the stations, except St.4 (Aggelochori) and St.6 (N. Michaniona). Regarding the trophic state of the stations, based on the abundance of phytoplankton, the species number and the concentration of chlorophyll a, the sampling sites were characterized us upper mesotrophic to eutrophic. Key words: phytoplankton, chlorophyll a, coastal zone, ecological quality. 8

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Περίληψη... 6 Abstract... 8 1. Εισαγωγή... 11 1.1 Η Παράκτια Ζώνη... 11 1.2 Ανθρωπογενείς πιέσεις-ευτροφισμός... 11 1.3 Η Οδηγία Πλαίσιο 2000/60/ΕΚ για τα παράκτια ύδατα... 13 1.4 Το φυτοπλαγκτό ως βιολογικό στοιχείο εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας των υδάτων... 15 1.5 Σκοπός της εργασίας... 16 2. Περιοχή έρευνας... 17 2.1 Γενικά στοιχεία... 17 2.2 Κάλυψη γης της ευρύτερης περιοχής του Δήμου Θερμαϊκού... 18 2.3 Μετεωρολογικά στοιχεία περιοχής... 20 2.4 Έρευνες στο φυτοπλαγκτό της περιοχής... 22 3. Υλικά και Μέθοδοι... 23 3.1 Δειγματοληψίες... 23 3.2 Συλλογή δειγμάτων νερού... 25 3.3 Μικροσκοπική ανάλυση Φυτοπλαγκτού... 25 3.3.1 Αναγνώριση και Ταξινόμηση ειδών... 25 3.3.2 Προσδιορισμός αφθονίας... 26 3.3.3 Προσδιορισμός Βιοόγκου (Βιομάζας)... 26 3.4 Χλωροφύλλη α... 27 3.5 Εκτίμηση οικολογικής ποιότητας... 28 3.5.1 Όρια Χλωροφύλλης α για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας... 29 3.5.2 Όρια βιομάζας (βιοόγκου) για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας... 30 3.5.3 Ανθίσεις φυτοπλαγκτού... 31 4. Αποτελέσματα... 32 4.1 Χημικές παράμετροι του νερού... 32 4.1.1 Αλατότητα... 32 4.2 Χλωροφύλλη α (Chl a)... 32 4.3 Μικροσκοπική ανάλυση του φυτοπλαγκτού... 33 4.3.1 Σύνθεση ειδών... 33 4.3.2 Αφθονία φυτοπλαγκτού... 41 9

4.3.3 Ανθίσεις φυτοπλαγκτού... 43 4.3.4 Βιομάζα (Βιοόγκος) φυτοπλαγκτού... 47 4.3.5 Χλωροφύλλη α και βιομάζα φυτοπλαγκτού... 49 4.4 Εκτίμηση οικολογικής ποιότητας... 50 4.4.1 Με βάση τη Χλωροφύλλη α... 50 4.4.2 Με βάση τη Βιομάζα (Βιοόγκο)... 51 4.4.3 Με βάση τις Ανθίσεις φυτοπλαγκτού... 52 5. Συζήτηση... 53 5.1 Χημικές παράμετροι και χλωροφύλλη α... 53 5.1.1. Αλατότητα... 53 5.1.2. Χλωροφύλλη α... 53 5.2 Ποιοτική σύνθεση φυτοπλαγκτού... 55 5.2.1 Σύνθεση των ειδών... 55 5.2.2 Κατανομή των ειδών κατά την περίοδο έρευνας... 56 5.3 Ποσοτική σύνθεση φυτοπλαγκτού... 56 5.3.1 Αφθονία και Βιομάζα... 56 5.4 Εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας... 58 5.4.1 Χλωροφύλλη α... 58 5.4.2 Βιομάζα-Βιοόγκος φυτοπλαγκτού... 58 5.4.3 Ανθίσεις Φυτοπλαγκτού... 59 5.4.4 Επίπεδα Ευτροφισμού (κλίμακες ευτροφισμού)... 61 5.4.5 Συνολικά... 63 6. Συμπεράσματα... 64 7. Βιβλιογραφία... 65 7.1 Ξενόγλωσση... 65 7.2 Ελληνόγλωσση... 71 7.3 Ηλεκτρονικές διευθύνσεις... 73 8. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ... 74 10

Εισαγωγή 1. Εισαγωγή 1.1 Η Παράκτια Ζώνη Η παράκτια ζώνη είναι το κομμάτι της θάλασσας όπου φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες επηρεάζονται απευθείας από την ξηρά, κυρίως μέσω των ποταμών (Borja, 2005). Αυτή η ζώνη είναι μεταβλητού πλάτους, χαρακτηρίζεται από ιδιαίτερα φυσικά και βιολογικά γνωρίσματα και είναι δυνατό να μεταβάλλεται με το χρόνο (Carter, 1998). Το θαλάσσιο περιβάλλον αποτελούσε από πάντοτε προκλητικό πεδίο έρευνας, λόγω της πολυπλοκότητας των φυσικών διεργασιών, οι οποίες λαμβάνουν χώρα σε αυτό (Μακρής και Κρεστενίτης, 2009). Επιπλέον, μπορεί να παρουσιάσει υψηλά επίπεδα πολυπλοκότητας, ποικιλία ενδιαιτημάτων και να υποστηρίξει υψηλή βιοποικιλότητα (Borja et al., 2008). Τα παράκτια θαλάσσια συστήματα ειδικότερα, θεωρούνται από τα πιο κοινωνικο-οικονομικής ζωτικής σημασίας συστήματα για τον πλανήτη, καθώς παρουσιάζουν παγκόσμιο ενδιαφέρον από άποψη φυσικών πόρων, οικολογικών κοινοτήτων και αποτελούν περιοχές όπου συγκεντρώνονται πολλές ανθρώπινες δραστηριότητες (Harley et al., 2006). 1.2 Ανθρωπογενείς πιέσεις-ευτροφισμός Η αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού σε συνδυασμό με τη ραγδαία ανάπτυξη σε κοινωνικο-οικονομικό επίπεδο, αποτελούν πηγές ολοένα και αυξανόμενων πιέσεων, τόσο στα χερσαία όσο και στα θαλάσσια οικοσυστήματα (Smith et al., 1999). Οι πιο σημαντικές πιέσεις στα θαλάσσια οικοσυστήματα και ειδικότερα στην παράκτια ζώνη αφορούν σε φυσικές και χημικές αλλαγές, καταστροφή ενδιαιτημάτων και αλλαγές στη βιοποικιλότητα (Borja et al., 2008) και προέρχονται από ευτροφισμό, εγγειοβελτιωτικά έργα, εκβαθύνσεις, ρύπανση (απορρίψεις ιζημάτων, επικίνδυνες ουσίες, σκουπίδια, διαρροές πετρελαίου, ευτροφισμός, κλπ), μη αειφορική εκμετάλλευση των θαλάσσιων πόρων (αμμοληψίες, εκμετάλλευση πετρελαίου και φυσικού αερίου, υπεραλίευση), ανεξέλεγκτο τουρισμό, εισαγωγή ξενικών ειδών και τις κλιματικές αλλαγές (Halpern et al., 2007). Ο ευτροφισμός είναι η πιο καλά μελετημένη μορφή θαλάσσιας παράκτιας πίεσης (Rodhe, 1969; Hooper,1969; Vollenweider et al., 1992 από Karydis, 2009) λόγω ανθρωπογενών δραστηριοτήτων (Smith, 2007). Διάφοροι ορισμοί έχουν δοθεί 11

Εισαγωγή για να περιγράψουν το φαινόμενο του ευτροφισμού από τους Vollenweider (1992), Gray (1992), Nixon (1995), OSPAR (2003). Ωστόσο όλοι συμφωνούν στο ότι o ευτροφισμός είναι η διεργασία αύξησης της πρωτογενούς παραγωγής ως αποτέλεσμα των αυξανόμενων θρεπτικών φορτίων (Lampert & Sommer, 1997). Παρόλο που οι αιτίες του ευτροφισμού είναι καλά προσδιορισμένες και κατανοητές αρκετό καιρό τώρα, η ποσοτική εκτίμηση του φαινομένου είναι πολύ δύσκολη (Karydis, 2009). Το πρόβλημα του ευτροφισμού στα θαλάσσια οικοσυστήματα άρχισε να παίρνει μεγαλύτερες διαστάσεις σχετικά πρόσφατα, εξαιτίας της παρουσίας ολοένα και περισσότερων τοξικών φυτοπλαγκτικών ανθίσεων σε πολλές παράκτιες περιοχές παγκοσμίως (Smith et al., 1999). Στις παράκτιες περιοχές τα φαινόμενα ευτροφισμού δείχνουν όχι μόνο διαφορετικά χωρικά πρότυπα μέσα, έξω και κατά μήκος της ακτής, αλλά και διαφοροποιήσεις κατά τη διάρκεια του χρόνου όσον αφορά την ένταση και την επέκταση του φαινομένου (Vollenweider et al., 1997). Οι τροφικές συνθήκες μιας μεγάλης θαλάσσιας έκτασης, όπως η Μεσόγειος, μπορεί να διαφέρουν από περιοχή σε περιοχή, αλλά ακόμη και μέσα στις ίδιες τις περιοχές (UNESCO, 1988; Vollenweider et al., 1996 από Vollenweider et al.,1997). Τα ανοιχτά νερά της Μεσογείου θεωρούνται ολιγότροφα έως υπερ-ολιγότροφα (Béthoux,1981; Cruzado et al., 1988; Krom et al., 1988; Innamorati et al., 1992; Turley et al., 2000; Ignatiades et al., 2002 από UNEP, 2007). Στην Ελλάδα μόνο συγκεκριμένοι κόλποι με περιορισμένη κυκλοφορία παρουσιάζουν ευτροφισμό, όπως ο εσωτερικός Θερμαϊκός (Gotsis-Skretas and Friligos, 1990; Balopoulos and Friligos, 1993; Pagou, 2000), το βόρειο τμήμα του εσωτερικού Σαρωνικού (Friligos and Barbetseas, 1990; Theodorou, 1997; Pagou et al., 2002; Pavlidou et al., 2004), ο Πατραϊκός (Friligos et al., 1985) κ.ά. (από Nikolaides et al., 2006). Για την εκτίμηση της κατάστασης του ευτροφισμού σε παράκτια συστήματα έχουν αναπτυχθεί διάφοροι δείκτες. Οι δείκτες αυτοί αφορούν αβιοτικές παραμέτρους βασιζόμενες σε τιμές θρεπτικών (Ryther and Dunstan, 1971), αλγόριθμους θρεπτικών (Karydis et al., 1983), μεταβλητές θρεπτικών (Giovanardi and Tromellini, 1992; Ignatiades et al., 1992; Stefanou et al., 2000), συγκέντρωση της χλωροφύλλης (Kitsiou and Karydis, 2001), αριθμό φυτοπλαγκτικών ατόμων-κυττάρων (Kitsiou and Karydis, 1998) (από Karydis, 2009). 12

Εισαγωγή Για τα ελληνικά παράκτια ύδατα έχουν αναπτυχθεί διάφορες κλίμακες ευτροφισμού που αφορούν στα αίτια του ευτροφισμού (π.χ. θρεπτικά) (Ignatiades et al., 1992; Karydis et al. 1999), στη διεργασία του ευτροφισμού (π.χ. παραγωγικότητα) (Μιχαλάτου, 2005) και στην κατάσταση του ευτροφισμού (π.χ. παράμετροι φυτοπλαγκτού) (Siokou and Pagou, 2000; Pagou, 2000; Kitsiou and Karydis, 2000). Για την προστασία των παράκτιων υδάτων και τα πιθανά προβλήματα που μπορεί να αντιμετωπίζει η παράκτια ζώνη, έχουν αναπτυχθεί νομοθεσίες, οι σημαντικότερες των οποίων είναι η Ολοκληρωμένη Διαχείριση Παράκτιας Ζώνης- ΟΔΖΠ (Integrated Coastal Zone Management- ICZM) και η Οδηγία 2000/60/ΕΚ. Επίσης, παράλληλα με τις νομοθεσίες εφαρμόζεται και το πρόγραμμα SPICOSA (Science and Policy Integration for Coastal System Assessment) που αφορά στην ολοκληρωμένη διαχείριση της παράκτιας ζώνης και ουσιαστικά συμβάλει στην εφαρμογή της ΟΔΖΠ (www.spicosa.eu). 1.3 Η Οδηγία Πλαίσιο 2000/60/ΕΚ για τα παράκτια ύδατα Η πρώτη οργανωμένη οικολογική προσέγγιση στη διαχείριση των υδατικών πόρων στην Ευρωπαϊκή Ένωση υποστηριζόμενη από το κατάλληλο νομικό πλαίσιο, ξεκίνησε με την εφαρμογή της Οδηγίας Πλαίσιο για τα Νερά 2000/60/ΕΚ. Η Οδηγία μέσω της εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας των υδάτινων σωμάτων, στοχεύει στη διαχείριση τους σε επίπεδο λεκάνης απορροής και στην εφαρμογή μέτρων για την επίτευξη της καλής οικολογικής ποιότητας. Απώτερος στόχος της Οδηγίας είναι η επίτευξη τουλάχιστον καλής οικολογικής κατάστασης για όλες τις κατηγορίες επιφανειακών υδάτων (ποτάμια, λίμνες, μεταβατικά και παράκτια ύδατα) έως το Δεκέμβριο του 2015 (Άρθρο 2). Στο άρθρο 2 της Οδηγίας (Παράγραφος 1ζ), ως παράκτια ύδατα ορίζονται τα επιφανειακά ύδατα που βρίσκονται στην πλευρά της ξηράς μιας γραμμής, κάθε σημείο της οποίας βρίσκεται σε απόσταση ενός ναυτικού μιλίου προς τη θάλασσα από το πλησιέστερο σημείο της γραμμής βάσης από την οποία μετράται το εύρος των χωρικών υδάτων, και τα οποία, κατά περίπτωση, εκτείνονται μέχρι του απώτερου ορίου των μεταβατικών υδάτων. 13

Εισαγωγή Η εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας στηρίζεται κυρίως στη χρήση βιολογικών στοιχείων, ενώ πρέπει να υποστηρίζεται από τις υδρομορφολογικές συνθήκες και τα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά των υδάτινων σωμάτων (Οδηγία 2000/60/ΕΚ). Για τα παράκτια ύδατα τα βιολογικά στοιχεία που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας είναι το φυτοπλαγκτό, η υδατική χλωρίδα και τα βενθικά ασπόνδυλα. Η εξασφάλιση της συγκρισιμότητας των αποτελεσμάτων οικολογικής ποιότητας βάσει των βιολογικών στοιχείων μεταξύ των μελών της ΕΕ, οδήγησε στην ανάπτυξη μιας διαδικασίας που περιγράφεται στο τμήμα 1.4.1 του παραρτήματος V της Oδηγίας 2000/60. Έτσι, η σύγκριση των αποτελεσμάτων των συστημάτων παρακολούθησης και ταξινόμησης των κρατών μελών οδήγησε στην ανάπτυξη ενός δικτύου διαβαθμονόμησης. Το σύστημα αυτό συνίσταται σε τόπους παρακολούθησης σε κάθε κράτος μέλος και σε κάθε οικοπεριοχή της Κοινότητας (Ευρωπαϊκή απόφαση 2008/915). Στη Μεσογειακή ομάδα διαβαθμονόμησης (MedGIG) συμφωνήθηκαν 4 βασικοί τύποι (Carletti and Heiskanen, 2008) παράκτιων υδάτων βασιζόμενοι στο υπόστρωμα και στο προφίλ βάθους, οι οποίοι φαίνονται στον Πίνακα 1.1. Πίνακας 1.1: Τύποι παράκτιων υδάτων με βάση το υπόστρωμα και το βάθος πυθμένα (Carletti and Heiskanen, 2008). Table 1.1: Mediterranean coastal water types based on substrate composition and depth profile (Carletti and Heiskanen, 2008). Τύπος Όνομα τύπου Υπόστρωμα Βάθος CW-M1 Βραχώδης ρηχή ακτή Βραχώδες Ρηχά CW-M2 Βραχώδης βαθειά ακτή Βραχώδες Βαθειά CW-M3 Ιζηματογενής ρηχή ακτή Ιζηματογενές Ρηχά CW-M4 Ιζηματογενής βαθειά ακτή Ιζηματογενές Βαθειά Επειδή στην περιοχή της Μεσογείου επιλέχθηκε ως βιολογικό στοιχείο το φυτοπλαγκτό και συγκεκριμένα η παράμετρoς χλωροφύλλη α, αναπτύχθηκε και μια επιπλέον τυπολογία παράκτιων υδάτων, που βασίστηκε κυρίως σε υδρολογικές παραμέτρους που τα χαρακτηρίζουν. Οι παράμετροι που επιλέχθηκαν σε αυτή την 14

Εισαγωγή περίπτωση ήταν η πυκνότητα και η αλατότητα του νερού. Έτσι, προέκυψαν 3 κύριοι τύποι παράκτιων υδάτων για την οικοπεριοχή της Μεσογείου που φαίνονται στον Πίνακα 1.2. Πίνακας 1.2: Κύριοι τύποι παράκτιων υδάτων με βάση την πυκνότητα και την αλατότητα (Carletti and Heiskanen, 2008). Table 1.2: Mediterranean coastal waters types based on salinity and density (Carletti and Heiskanen, 2008). Τύπος Τύπος Ι Τύπος ΙΙ Τύπος ΙΙΙ Περιγραφή Ιδιαίτερα επηρεαζόμενος από είσοδο γλυκέων υδάτων Μετρίως επηρεαζόμενος από είσοδο γλυκέων υδάτων Μη επηρεαζόμενος από είσοδο γλυκέων υδάτων Συγκεκριμένα, για τον Τύπο ΙΙΙ προτάθηκε ένας επιπλέον διαχωρισμός σε 2 υποκατηγορίες, τη Δυτική (WM) και Ανατολική (EM) Μεσόγειο, βασιζόμενος στη διαφορετική τροφική κατάσταση που τις χαρακτηρίζει (Carletti and Heiskanen, 2008). Αντίστοιχος διαχωρισμός προτάθηκε και από την Ισπανία για τον Τύπο ΙΙ παράκτιων υδάτων με ενδιάμεσες συνθήκες αλατότητας, σε ΙΙΑ και ΙΙΒ. Η Ελλάδα και η Κύπρος είναι οι μόνες μεσογειακές χώρες που κατατάσσονται στον Τύπο ΙΙΙΕ (Carletti and Heiskanen, 2008). 1.4 Το φυτοπλαγκτό ως βιολογικό στοιχείο εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας των υδάτων Το φυτοπλαγκτό περιλαμβάνει τους φυτικούς μικροοργανισμούς που έχουν προσαρμοστεί να ζουν σε αιώρηση σε θαλασσινό ή γλυκό νερό και υπόκεινται σε παθητική κίνηση από τον άνεμο ή τα ρεύματα (Reynolds, 1984). Ως συνέπεια της μικρής διάρκειας γενιάς, οι κοινωνίες του πλαγκτού αντιδρούν άμεσα στις περιβαλλοντικές μεταβολές (Sommer et al., 1993), οπότε μπορούν να θεωρηθούν αισθητήρες των περιβαλλοντικών αλλαγών με το πλεονέκτημα της ικανότητας τους να παρέχουν ολοκληρωμένες αντιδράσεις σε κλίμακες ανάλογες της διάρκειας γενιάς τους (Estrada & Berdalet, 1997). Το φυτοπλαγκτό έχει επιλεγεί ως βιολογικό στοιχείο εκτίμησης ποιότητας, καθώς αποκρίνεται άμεσα στον εμπλουτισμό με θρεπτικά, που αποτελεί μια από τις σημαντικότερες πιέσεις στα παράκτια ύδατα της Ευρώπης 15

Εισαγωγή (OSPAR, 2003; European Environmental Agency, 2005). Καθώς η αύξηση των θρεπτικών οδηγεί στην αύξηση της πρωτογενούς παραγωγής, οι οργανισμοί του φυτοπλαγκτού χρησιμοποιούνται ευρέως ως δείκτες της τροφικής κατάστασης υδάτινων συστημάτων (Jaanus et al., 2009). Στα θαλάσσια οικοσυστήματα υπολογίζεται ότι υπάρχουν περίπου 5000 είδη φυτοπλαγκτού (Tett & Barton, 1995). Οι πιο σημαντικές φυτοπλαγκτικές ομάδες ως προς τη συνεισφορά τους στη συνολική βιομάζα στους ωκεανούς είναι τα διάτομα (Bacillariophyceae), τα δινοφύκη (Dinophyceae), τα κρυπτοφύκη (Cryptophyceae) και τα απτοφύκη (Haptophyceae) (Μουστάκα-Γούνη, 1997). Στην Οδηγία 2000/60/ΕΚ για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας των παράκτιων υδάτων με βιολογικό στοιχείο το φυτοπλαγκτό, η κύρια παράμετρος που χρησιμοποιείται είναι η βιομάζα του, εκφρασμένη σε συγκέντρωση χλωροφύλλης α (μg L -1 ). 1.5 Σκοπός της εργασίας Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η παρακολούθηση της κοινωνίας του φυτοπλαγκτού κατά τη χρονική περίοδο Σεπτέμβριος 2012-Νοέμβριος 2012 στην παράκτια ζώνη του Δήμου Θερμαϊκού, με στόχο την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας των υδάτων της περιοχής. Ειδικότερα διερευνήθηκαν: η σύνθεση, η ποικιλότητα και η αφθονία των φυτοπλαγκτικών ειδών τα επίπεδα βιοόγκου (βιομάζας) του φυτοπλαγκτού η συμμετοχή των ταξινομικών ομάδων στην κοινωνία του φυτοπλαγκτού η συγκέντρωση της χλωροφύλλης α, η οποία αποτελεί την κύρια εκτιμήτρια παράμετρο του βιοόγκου για τα παράκτια ύδατα στη Μεσογειακή περιοχή η σχέση χλωροφύλλης α βιοόγκου φυτοπλαγκτού εφαρμογή της Οδηγίας και των Κατευθυντήριων γραμμών της για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας στην παράκτια ζώνη του Δήμου Θερμαϊκού. 16

Περιοχή έρευνας 2. Περιοχή έρευνας 2.1 Γενικά στοιχεία Ο Θερμαϊκός Κόλπος βρίσκεται στο βορειοδυτικό Αιγαίο και αποτελεί παράδειγμα μιας ρηχής και ημίκλειστης λεκάνης (Balopoulos & Frigilos, 1993). Προς τα ανατολικά περιορίζεται από τη χερσόνησο της Κασσάνδρας, προς τα δυτικά από τα παράλια του νομού Πιερίας και προς τα βόρεια από την ακτογραμμή της πόλης της Θεσσαλονίκης. Στα δυτικά του κόλπου καταλήγουν 3 ποταμοί (Αξιός, Λουδίας, Αλιάκμονας) με ετήσια μέση παροχή που φτάνει τα 150 m 3 s -1 (Γκανούλης, 1991) καθώς και μικροί εποχιακοί χείμαρροι. Το κλίμα της περιοχής είναι μεσογειακό και έχει γενικά χαμηλό μέσο ετήσιο ύψος βροχής (περίπου 450 mm), ενώ το ανεμολογικό καθεστώς χαρακτηρίζεται από την επικράτηση των βορειοδυτικών και βορείων ανέμων (Βαρδάρης) (Αναγνώστου, 1996). Η περιοχή χαρακτηρίζεται επίσης από ασθενείς παλίρροιες και ισχυρούς εποχιακούς κύκλους θερμότητας, ανέμων και εισροής γλυκού νερού (Hyder et al., 2002). Σύμφωνα με τον Κουτίτα (2008) ο Θερμαϊκός διακρίνεται μορφολογικά σε 3 περιοχές, στον όρμο Θεσσαλονίκης, τον εσωτερικό Θερμαϊκό και τον εξωτερικό Θερμαϊκό κόλπο, από τις γραμμές γεωγραφικού πλάτους αντίστοιχα, Μικρού Εμβόλου-Παλιομάνας, Επανωμής -Αθερίδας και Ποσειδίου- Στομίου Πηνειού. Στην περιοχή επικρατούν δύο συστήματα ανέμων, Ν-ΝΑ διεύθυνσης την καλοκαιρινή περίοδο και Β-ΒΔ διεύθυνσης τη χειμερινή περίοδο, που προκαλούν επιφανειακά ρεύματα. Επίσης, ανάλογα με τη δράση των ανέμων λειτουργεί και η κίνηση των θαλάσσιων μαζών (κυκλώνων και αντικυκλώνων) (Γκανούλης, 1991 από Μυστρίδου, 2007) (Εικόνα 2.1). 17

Περιοχή έρευνας Εικόνα 2.1: Κινήσεις θαλάσσιων μαζών στο Θερμαϊκό κόλπο για α) θερινούς μήνες και β) χειμερινούς μήνες (Γκανούλης et al., 1991 από Μυστρίδου, 2007). Figure 2.1: Movement of water masses in Thermaikos Gulf for a) summer and b) winter months (Ganoulis et al., 1991 from Mustridoy, 2007). Στην παραλιακή ζώνη των ανατολικών ακτών του κόλπου της Θεσσαλονίκης εισέρχεται μέρος νερού από το Βόρειο Αιγαίο, το οποίο έχει υψηλά επίπεδα αλατότητας και ανανεώνει τα ήδη υπάρχοντα ύδατα (Χρόνης, 1986 από Αγγελάκου, 2009). 2.2 Κάλυψη γης της ευρύτερης περιοχής του Δήμου Θερμαϊκού Η ευρύτερη περιοχή του Δήμου Θερμαϊκού καλύπτεται επί το πλείστον με αγροτικές εκτάσεις. Σύμφωνα με το Corine Land Cover 2000 προκύπτουν 5 γενικές κατηγορίες κάλυψης γης στο πρώτο επίπεδο διαχωρισμού (τεχνητές επιφάνειες, αγροτικές επιφάνειες, δάση και ημιφυσικές περιοχές, υγρότοποι και υδάτινοι όγκοι), τα ποσοστά των οποίων και η σχηματική απεικόνιση φαίνονται στις Εικόνες 2.2 και 2.3. 18

Περιοχή έρευνας Εικόνα 2.2: Ποσοστιαία συμμετοχή των κατηγοριών του πρώτου επιπέδου διαχωρισμού της κάλυψης γης, όπως προκύπτουν από το Corine Land Cover 2000 (Ανδρέου και Βρατσίδας, 2013) Figure 2.2: Percentage participation of the first distinguished level cover categories derived from Corine Land Cover 2000 (Andreou and Vratsidas, 2013). Εικόνα 2.3: Χάρτης κάλυψης Γης στην ευρύτερη περιοχή του Δήμου Θερμαϊκού, όπως προέκυψε από το Corine Land Cover 2000 (Ανδρέου και Βρατσίδας, 2013). Figure 2.3: Land cover of Thermaikos Municipality as derived from Corine Land Cover 2000 (Andreou and Vratsidas, 2013). 19

Θερμοκρασία ( C) Περιοχή έρευνας 2.3 Μετεωρολογικά στοιχεία περιοχής Στις Εικόνες 2.4-2.6 φαίνονται οι ημερήσιες μεταβολές της θερμοκρασίας, βροχόπτωσης και ταχύτητας ανέμου από Σεπτέμβριο μέχρι Νοέμβριο 2012. Η θερμοκρασία κυμάνθηκε από 11,6 μέχρι 26,6 0 C, το ύψος βροχόπτωσης από 0 έως 18,6 mm, ενώ η ταχύτητα ανέμων από 0 έως 26,4 km hr -1. Η θερμοκρασία παρουσιάζει μείωση προς το τέλος του φθινοπώρου. Όσον αφορά το ύψος βροχής, το μήνα Νοέμβριο είναι μεγαλύτερο σε σχέση με τους 2 προηγούμενους μήνες. Η ταχύτητα των ανέμων παρουσίασε διακυμάνσεις σε όλη τη διάρκεια έρευνας με 3 μέγιστα στα τέλη Σεπτεμβρίου (21/9), αρχές Οκτωβρίου (8/10) και Νοεμβρίου (8/11). 30 25 20 15 10 5 0 Εικόνα 2.4: Ημερήσιες τιμές θερμοκρασίας κατά το χρονικό διάστημα Σεπτέμβριος- Νοέμβριος 2012 (Τα δεδομένα προέρχονται από την ιστοσελίδα www.meteo.gr) Figure 2.4: Daily temperature values during the period September-November 2012 (data from www.meteo.gr) 20

Ταχύτητα ανέμων (km/hr) Βροχόπτωση (mm) Περιοχή έρευνας 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Εικόνα 2.5: Ημερήσιες τιμές βροχόπτωσης κατά το χρονικό διάστημα Σεπτέμβριος- Νοέμβριος 2012 (Τα δεδομένα προέρχονται από την ιστοσελίδα www.meteo.gr) Figure 2.5: Daily precipitation values during the period September-November 2012 (data from www.meteo.gr) 30 25 20 15 10 5 0 Εικόνα 2.6: Ημερήσιες τιμές ταχύτητας ανέμων κατά το χρονικό διάστημα Σεπτέμβριος- Νοέμβριος 2012. (Τα δεδομένα προέρχονται από την ιστοσελίδα www.meteo.gr) Figure 2.6: Daily wind speed during the period September-November 2012. (data from www.meteo.gr) 21

Περιοχή έρευνας 2.4 Έρευνες στο φυτοπλαγκτό της περιοχής Οι πρώτες αναφορές για το φυτοπλαγκτό του Θερμαϊκού κόλπου που δόθηκαν από τους Athanasopoulos (1931 a,b), Anagnostidis (1968) και Friligos & Koussouris (1984) δεν παρείχαν αρκετά στοιχεία όσον αφορά τη δομή και δυναμική των φυτοπλαγκτικών συναθροίσεων (από Nikolaides & Moustaka-Gouni, 1990). Η πρώτη ολοκληρωμένη έρευνα πάνω στο φυτοπλαγκτό του Θερμαϊκού κόλπου (σύνθεση και βιομάζα των οργανισμών) με στοιχεία επίσης για τα θρεπτικά πραγματοποιήθηκε από τους Nikolaides & Moustaka-Gouni (1990). Στοιχεία για τη σύνθεση και δυναμική του φυτοπλαγκτού για τον Όρμο της Θεσσαλονίκης δίνονται από τους Πολυκάρπου (2004), Χαραλαμποπούλου (2005), Χαραλάμπους (2007), Δεληγίωργη (2008) και Κωστινάκη (2010). Επίσης, στην ευρύτερη περιοχή του Θερμαϊκού κόλπου και γενικά στα ελληνικά θαλάσσια συστήματα έχουν γίνει μελέτες όσον αφορά στην πρωτογενή παραγωγή του φυτοπλαγκτού και δευτερογενή παραγωγή των βακτηρίων (Pagou and Assimakopoulou, 1997; Pagou et al., 2000; Ignatiades et al., 2002; Lykousis et al., 2002 από Μιχαλάτου, 2005). Επιπλέον, στον Όρμο Θεσσαλονίκης και ευρύτερα στο Θερμαϊκό κόλπο έχει γίνει έρευνα που αφορά στο μικροβιακό τροφικό βρόγχο, τη δομή και τα συνθετικά του (πικοπλαγκτό και πρωτοζωοπλαγκτό) (Michalatou and Moustaka-Gouni, 2002; Μιχαλάτου, 2005). 22

Υλικά & Μέθοδοι 3. Υλικά και Μέθοδοι 3.1 Δειγματοληψίες Στην παρούσα έρευνα πραγματοποιήθηκε συλλογή δειγμάτων νερού από παράκτιους σταθμούς κατά μήκος της ακτογραμμής του Δήμου Θερμαϊκού. Η συλλογή των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε κατά τη διάρκεια της περιόδου Σεπτεμβρίος 2012-Νοεμβρίος 2012 (11/9/2012-14/11/2012). Τα δείγματα λαμβάνονταν ανά σχεδόν 15 ημέρες και συνολικά έλαβαν χώρα 4 δειγματοληψίες. Οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν από το επιφανειακό στρώμα νερού (0-0,5 m) κατά τις πρωινές ώρες μεταξύ 9:00-12:00. Η μεταφορά των δειγμάτων στο εργαστήριο γινόταν την ίδια μέρα στο εργαστήριο σε διάστημα 3 ωρών. Οι δειγματοληψίες έγιναν σε 8 παράκτιους σταθμούς (Εικόνα 3.1) κατά μήκος της ακτογραμμής και απείχαν περίπου 1 ναυτικό μίλι από αυτήν. Η επιλογή τους έγινε με βάση τον ορισμό των παράκτιων υδάτων, όπως αυτός δίνεται στην Οδηγία 2000/60/ΕΚ (Ν.3199/2003). Οι σταθμοί βρίσκονταν σε σχετικά μικρού βάθους πυθμένα και στο σημείο επαφής ξηράς-αέρα. 23

Υλικά & Μέθοδοι Εικόνα 3.1 Σημεία δειγματοληψίας στην παράκτια ζώνη του Δήμου Θερμαϊκού Figure 3.1: Sampling sites in the coastal zone of the Thermaikos Municipality. Χαρακτηριστικά των σταθμών: Περαία (Στ. 1): Ο σταθμός βρίσκεται στην περιοχή της Περαίας, κοντά στον αερολιμένα Μακεδονία. Νέοι Επιβάτες (Στ. 2): Ο σταθμός βρίσκεται στη σκάλα των Νέων Επιβατών σε απόσταση 100 περίπου μέτρων από την ακτογραμμή, όπου τα νερά είναι κολυμβητικά και συγκεντρώνεται πλήθος τουριστών. Αγία Τριάδα (Στ. 3): Ο σταθμός δειγματοληψίας βρίσκεται σε μια από τις προβλήτες, όπου επίσης τα νερά είναι κολυμβητικά και συγκεντρώνουν πλήθος λουομένων. Κέντρο Υδροβιολογίας Α.Π.Θ. (Στ. 4): Ο σταθμός δειγματοληψίας βρίσκεται μπροστά στο κέντρο στην περιοχή του Αγγελοχωρίου, όπου είναι εγκατεστημένο ένα μικρό λιμανάκι που φιλοξενεί καΐκια. Αγγελοχώρι (Στ. 5): Στην ίδια περιοχή βρίσκεται και ο πέμπτος σταθμός, ο οποίος είναι σε ευθυγράμμιση με την Εγκατάσταση Επεξεργασίας Λυμάτων- Bοθρολυμάτων (ΕΕΛ ΑΙΝΕΙΑ) των Τουριστικών περιοχών στο Αγγελοχώρι. Τα 24

Υλικά & Μέθοδοι επεξεργασμένα λύματα διοχετεύονται στο Θερμαϊκό κόλπο μέσω υποθαλάσσιου αγωγού (Πηγή: ΕΥΑΘ). Νέα Μηχανιώνα (Στ. 6): Ο σταθμός δειγματοληψίας βρίσκεται στη Νέα Μηχανιώνα σε μια μικρή παραλία δυτικά της Ιχθυόσκαλας της Μηχανιώνας. Επανομή (Στ. 7): Ο σταθμός αυτός βρίσκεται βόρεια του ακρωτηρίου του Μύτικα σε μιας μεγάλης έκτασης παραλία, της οποίας τα νερά είναι κολυμβητικά με πλήθος τουριστών και λουομένων. Επανομή (Στ. 8): Ο τελευταίος σταθμός ανήκει και αυτός στη δημοτική ενότητα Επανομής, βρίσκεται μπροστά από δημοτικό κάμπινγκ, το οποίο είναι πλέον εγκαταλελειμμένο. Παρόλα αυτά στην παραλία μπροστά από το κάμπινγκ έχουν αναπτυχθεί χώροι αναψυχής οι οποίοι προσελκύουν μεγάλο μέρος του πληθυσμού της Θεσσαλονίκης τους καλοκαιρινούς μήνες. 3.2 Συλλογή δειγμάτων νερού Τα δείγματα νερού που χρησιμοποιήθηκαν για τη μικροσκοπική ανάλυση του φυτοπλαγκτού συλλέχθηκαν α) με δίχτυ φυτοπλαγκτού με οριζόντια σύρση (άνοιγμα πόρου 20 μm) και β) με πλαστικό δοχείο χωρητικότητας 10 L. Από τα δείγματα που συλλέχθηκαν με το πλαστικό δοχείο, υποδείγματα τοποθετήθηκαν σε φιάλες 500 ml και ένα μέρος τους στερεωνόταν in situ με διάλυμα Lugol (Rott, 1981) για την μικροσκοπική ανάλυση του φυτοπλαγκτού, ενώ το υπόλοιπο χρησιμοποιήθηκε για παρατήρηση του ζωντανού δείγματος. Επίσης δείγματα νερού τοποθετήθηκαν και σε φιάλες 1,5 L για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης α. και τη μέτρηση της αλατότητας με τη χρήση αλατομέτρου τύπου WTW-LF197. 3.3 Μικροσκοπική ανάλυση Φυτοπλαγκτού 3.3.1 Αναγνώριση και Ταξινόμηση ειδών Η παρατήρηση της φυτοπλαγκτικής κοινωνίας για την αναγνώριση και ταξινόμηση των οργανισμών της πραγματοποιήθηκε σε ανάστροφο μικροσκόπιο Nikon Eclipse TE2000-S φωτεινού πεδίου και αντίθεσης φάσης. Η αναγνώρισή των φυτοπλαγκτικών οργανισμών έγινε σε επίπεδο γένους και είδους, όπου ήταν δυνατό, με τη βοήθεια των ταξινομικών συγγραμμάτων των Tikkanen (1986), Tomas (1993) και Tomas (1996). 25

Υλικά & Μέθοδοι 3.3.2 Προσδιορισμός αφθονίας Η καταμέτρηση των ατόμων φυτοπλαγκτού πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο του Ütermohl (1958), τροποποιημένη κατά Sandgren & Robinson (1984) σε ανάστροφο μικροσκόπιο Nikon Eclipse TE2000-S. Ανάλογα με την πληθυσμιακή πυκνότητα των δειγμάτων χρησιμοποιήθηκαν θάλαμοι όγκου 10, 25 και 50 ml για την μικροσκοπική παρατήρηση. Η χρονική διάρκεια καθίζησης των οργανισμών ήταν τουλάχιστον 6h, όμοια με αυτή που ορίζεται βιβλιογραφικά (Willen, 1978; Rott, 1981). Για την καταμέτρηση των ατόμων αρχικά γινόταν μια γρήγορη εξέταση του δείγματος για τον έλεγχο της κατανομής, καθώς και του μεγέθους των οργανισμών. Οι οργανισμοί που ήταν μεγάλου μεγέθους, εύκολα αναγνωρίσιμοι και λιγότερο άφθονοι, μετρήθηκαν στην μικρότερη μεγέθυνση (x100) με σάρωση. Η καταμέτρηση οργανισμών μικρότερου μεγέθους και μεγαλύτερης αφθονίας έγινε σε μεγαλύτερη μεγέθυνση (x400), με τη μέθοδο των οπτικών πεδίων. Σε κάθε δείγμα εξετάστηκαν τουλάχιστον 68 πεδία με μέγιστο τα 120. Ο αριθμός των οπτικών πεδίων καθορίστηκε από τη σχέση του εμβαδού της επιφάνειας της κεντρικής περιοχής του θαλάμου προς το εμβαδόν της περιφέρειάς του σύμφωνα με τους Sandgren & Robinson (1984). Στα 32 δείγματα που συλλέχθηκαν καταμετρούνταν πάντα 100 άτομα από τα πιο άφθονα είδη και τουλάχιστον 400 άτομα συνολικά. Με τη συγκεκριμένη μεθοδολογία οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν ενέχουν ποσοστό σφάλματος 20% και 10% αντίστοιχα (Willen, 1976). 3.3.3 Προσδιορισμός Βιοόγκου (Βιομάζας) Για τον υπολογισμό του βιοόγκου των πιο άφθονων οργανισμών χρησιμοποιήθηκαν οι κυτταρικοί όγκοι από Χαραλάμπους (2007) (Πίνακας 3.1). Η μετατροπή του βιοόγκου σε βιομάζα έγινε με βάση την παραδοχή ότι η μέση ειδική πυκνότητα του κυττάρου είναι 1 g cm -3 (Rott, 1981). 26

Υλικά & Μέθοδοι Πίνακας 3.1: Βιοόγκοι των πιο άφθονων φυτοπλαγκτικών οργανισμών (Χαραλάμπους, 2007). Table 3.1: Biovolumes of the most abundant species (Charalampous, 2007). Taxon Βιοόγκος (μm 3 ) Asterionellopsis glacialis 3961,124 Chaetocerus sp. 5366,5 Chrysochromulina sp. 103,7 Dactyliosolen sp. 29941,84 Hillea fusiformis 157,56 Gonyaulax sp. 6558,014 Gymnodinium sp.1 2941,91 Navicula sp. 131,85 Nitzschia longissima 69,401 Nitzschia sp. 45,214 Rhodomonas sp. 157,6 Tetraselmis sp. 19,8 3.4 Χλωροφύλλη α Η χλωροφύλλη α (Chla), στα δείγματα νερού, προσδιορίστηκε με τη μέθοδο των Jeffrey & Humphrey (1975). Από τα δείγματα που συλλέχθηκαν, όγκος νερού 1000 και 1500 ml, διηθήθηκε μέσω ηθμών Whatman GF/F (ανοίγματος πόρου 1,2 μm) με προσαρτημένη αντλία κενού χαμηλής πίεσης. Οι ηθμοί διατηρήθηκαν σε ειδικούς δοκιμαστικούς σωλήνες και σε χαμηλή θερμοκρασία (κατάψυξη -20 ο C). Για την εκχύλιση της χλωροφύλλης α προστέθηκε στους ηθμούς υδατικό διάλυμα ακετόνης 90% (v/v) στους 4 ο C στο σκοτάδι για 24 ώρες. Το εκχυλισμένο πλέον διάλυμα φυγοκεντρήθηκε για 10 min στις 4000 rpm. Τέλος, η συγκέντρωση της χλωροφύλλης α προσδιορίστηκε με τη μέτρηση της οπτικής απορρόφησής της σε γνωστά μήκη κύματος (664, 647 και 630 nm) με τη χρήση φασματοφωτομέτρου, μέσα από την εξίσωση των Jeffrey & Humphrey (1975). Όπου: Chla= συγκέντρωση χλωροφύλλης α σε μg/l 27

Υλικά & Μέθοδοι Ε= οπτική απορρόφηση στο αντίστοιχο μήκος κύματος v= όγκος ακετόνης 90% (ml) (μεταβλητός ανάλογα με την αραίωση του δείγματος) V= όγκος φιλτραρισμένου νερού (L) 3.5 Εκτίμηση οικολογικής ποιότητας Στo πλαίσιo της άσκησης διαβαθμονόμησης για την οικοπεριοχή της Μεσογείου αναπτύχθηκε μια τυπολογία διαχωρισμού των τύπων παράκτιων υδάτων βασιζόμενη στην πυκνότητα και στην αλατότητα. Έτσι όπως φαίνεται στον Πίνακα 3.2 καθορίστηκαν 3 κύριοι τύποι. Πίνακας 3.2: Τιμές ορίων πυκνότητας και αλατότητας που καθορίζουν τους 3 τύπους παράκτιων υδάτων της Μεσογείου (Carletti, 2009). Table 3.2: Density and salinity thresholds defining coastal water types in the Mediterranean Sea (Carletti, 2009). σ t (density) (kg m -3 ) Annual mean salinity (psu) Τύπος Ι <25 <34,5 Τύπος ΙΙ 25<d<27 34,5<d<37,5 Τύπος ΙΙΙ >27 >37,5 Ο τύπος ΙΙΙ των παράκτιων υδάτων διαιρέθηκε σε 2 υποκατηγορίες, την Ανατολική και Δυτική Μεσόγειο (ΙΙΙE και ΙΙΙW αντίστοιχα) σύμφωνα με τη διαφορετική τροφική κατάσταση που διαχωρίζει τις περιοχές αυτές. Οι παράκτιες περιοχές της Ελλάδας και της Κύπρου είναι οι μόνες που κατατάσσονται στον τύπο υδάτων ΙΙΙE. Οι περιοχές αυτές χαρακτηρίζονται ως μη επηρεαζόμενες από είσοδο γλυκέων υδάτων. Ειδικότερα, από τις μετρήσεις αλατότητας στους σταθμούς δειγματοληψιών κατά τη διάρκεια της έρευνας, προκύπτει ότι κανένας από αυτούς δεν ανήκει στον Τύπο ΙΙΙ όπως ορίζεται από την Οδηγία. Συγκεκριμένα, οι σταθμοί 1-5 ανήκουν στον Τύπο Ι ενώ οι σταθμοί 6-8 στον Τύπο ΙΙ παράκτιων υδάτων. Για την εκτίμηση της ποιότητας των παράκτιων σταθμών χρησιμοποιήθηκαν οι παράμετροι της χλωροφύλλης α και των ανθίσεων του φυτοπλαγκτού. 28

Υλικά & Μέθοδοι 3.5.1 Όρια Χλωροφύλλης α για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης α χρησιμοποιείται ως εκτιμήτρια παράμετρος της βιομάζας του φυτοπλαγκτού και κατά συνέπεια της πρωτογενούς παραγωγής σε πελαγικά συστήματα. Εξαιτίας της ευκολίας προσδιορισμού της έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς ως δείκτης τροφικής κατάστασης (Boyer et al., 2009). Η πρώτη κλίμακα ευτροφισμού βασιζόμενη σε παραμέτρους φυτοπλαγκτού, όπως η χλωροφύλλη α, που αναπτύχθηκε από τους Karydis (1999) και Pagou et al. (2002), τροποποιήθηκε από τους Simboura et al. (2005), έτσι ώστε να συμβαδίζει με την πενταβάθμια χρωματική κλίμακα ποιότητας που ορίζει η Οδηγία. Τα όρια που δίνονται στην κλίμακα ευτροφισμού (Πίνακας 3.3) αφορούν στον τύπο ΙΙΙΕ παράκτιων υδάτων, αυτών δηλαδή της Ανατολικής Μεσογείου. Πίνακας 3.3: Κλίμακα ευτροφισμού βασισμένη στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης α (τροποποιημένο από Karydis, 1999 και Pagou et al., 2002) και σε συμφωνία με την οικολογική κατάσταση, όπως ορίζεται από την Οδηγία 2000/60/ΕΚ (σύμφωνα με τους Simboura et al., 2005) για τον παράκτιο τύπο υδάτων ΙΙΙΕ. Table 3.3: Eutrophication scale based on the chlorophyll a parameter (modified after Karydis, 1999 and Pagou et al., 2002) and WFD s ecological status (according to Simboura et al., 2005) for the coastal water type IIIE. Κλίμακα Ευτροφισμού Χλωροφύλλη α (μg L -1 ) Οικολογική κατάσταση Συνθήκες αναφοράς <0,1 Υψηλή Ολιγότροφο 0,1-0,4 Καλή Χαμηλό μεσότροφο 0,4-0,6 Μέτρια Υψηλό μεσότροφο 0,6-2,21 Ελλιπής Εύτροφο >2,21 Κακή Λαμβάνοντας υπόψη το πρόβλημα κατάταξης των σταθμών της παρούσας έρευνας στον τύπο ΙΙΙΕ παράκτιων υδάτων με βάση τις μετρήσεις αλατότητας, για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητάς τους θα γίνει προσαρμογή των τύπων Ι και ΙΙ για την εφαρμογή τους στον ελλαδικό χώρο (Θεοφανούδη, 2011). Σύμφωνα με τη Θεοφανούδη (2011), ο καθορισμός των νέων προκαταρκτικών ορίων ποιότητας για τους τύπους Ι και ΙΙ στηρίχτηκε και στην αναλογική διαφορά των τιμών αναφοράς του τύπου ΙΙΙW της Ιταλίας με του τύπου ΙΙΙE της Ελλάδας, που δείχνουν τη μεγάλη διαφορά που υπάρχει μεταξύ Ανατολικής και Δυτικής Μεσογείου. Έτσι, στην παρούσα έρευνα, όπως και στην περίπτωση της 29

Υλικά & Μέθοδοι Αλεξανδρούπολης, θα χρησιμοποιηθούν όρια και για τους 2 τύπους υδάτων που ανήκει η παράκτια ζώνη του Δήμου Θερμαϊκού, καθώς η Ιταλία είναι η μόνη μεσογειακή χώρα που διαθέτει τιμές ορίων και για τους 3 τύπους. Τα προκαταρκτικά όρια δίνονται στον Πίνακα 3.4. Πίνακας 3.4: Προκαταρκτικά όρια οικολογικής ποιότητας για τους παράκτιους τύπους υδάτων Ι και ΙΙ, όπως προτάθηκαν από τη Θεοφανούδη (2011) και για την παράκτια περιοχή της Αλεξανδρούπολης, με βάση τη χλωροφύλλη α (μg L -1 ). Table 3.4: Preliminary ecological quality boundaries of coastal water types I and II, proposed by Theofanoudi (2011) for the coastal zone of Alexandroupolis based on Chl α (μg L -1 ). Παράκτιος Τύπος υδάτων H/G G/M Τύπος Ι 0,5 2,1 Τύπος ΙΙ 0,3 1,2 3.5.2 Όρια βιομάζας (βιοόγκου) για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας Για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας έγινε μια προσπάθεια καθορισμού νέων ορίων με βάση την παράμετρο της βιομάζας, καθώς στην Οδηγία αναφέρονται όρια μόνο για την παράμετρο της χλωροφύλλης α. Τα όρια αναφέρονται στους παράκτιους τύπους υδάτων Ι και ΙΙ, καθώς σε αυτούς ανήκουν οι σταθμοί έρευνας με βάση τις μετρήσεις αλατότητας. Ο καθορισμός των νέων αυτών ορίων στηρίχθηκε σε δεδομένα βιομάζας και συγκέντρωσης της χλωροφύλλης α τόσο από μετρήσεις της παρούσας έρευνας, όσο και από δεδομένα της Θεοφανούδη (2011). Στον Πίνακα 3.5 φαίνονται τα νέα προτεινόμενα όρια για την παράμετρο της βιομάζας. Πίνακας 3.5: Προτεινόμενα όρια οικολογικής ποιότητας για τους παράκτιους τύπους υδάτων Ι και ΙΙ για την παράκτια ζώνη του Δήμου Θερμαϊκού, με βάση τη βιομάζα (mm 3 L -1 ). Table 3.5: Preliminary ecological quality boundaries of coastal water type I and II for the coastal zone of Thermaikos Municipality based on biomass (mm 3 L -1 ). Παράκτιος Τύπος υδάτων H/G G/M Τύπος Ι 0,2 0,7 Τύπος ΙΙ 0,1 0,4 30

Υλικά & Μέθοδοι 3.5.3 Ανθίσεις φυτοπλαγκτού Η γνώση της αφθονίας του φυτοπλαγκτού είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό της άνθισης του φυτοπλαγκτού (Reynolds, 2006), η οποία αποτελεί βασική παράμετρο για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας ενός υδάτινου σώματος. Καθώς οι οργανισμοί του φυτοπλαγκτού παρουσιάζουν μεγάλο εύρος μεγεθών (από 0,5 έως και 2000 μm) (Κατσιάπη, 2012), το φαινόμενο της άνθισης θα πρέπει να οριστεί ξεχωριστά για διαφορετικές κλάσεις μεγέθους (Μουστάκα, 2008). Με βάση το διαχωρισμό των ατόμων βάσει του κυτταρικού όγκου τους (Θεοφανούδη, 2011), στον Πίνακα 3.6 παρατίθενται οι τιμές αφθονίας για τις διαφορετικές κατηγορίες κυτταρικού όγκου. Πίνακας 3.6: Κατηγορίες κυτταρικού όγκου με βάση τα διαφορετικά μεγέθη φυτοπλαγκτικών οργανισμών και όρια αφθονίας για τον προσδιορισμό της άνθισης. Table 3.6: Cell biovolume categories according to different phytoplankton size and abundance boundaries for the definition of bloom formation. Κυτταρικός όγκος ατόμου (μm 3 ) Αφθονία (άτομα ml -1 ) 0-500 > 1000 500-5000 > 100 > 5000 > 10 31

Αποτελέσματα 4. Αποτελέσματα 4.1 Χημικές παράμετροι του νερού 4.1.1 Αλατότητα Η μέτρηση της αλατότητας στο επιφανειακό στρώμα νερού κυμάνθηκε από 28,8 (Στ.2, 3/10/2012) έως 36,8 (Στ.6, 14/11/2012). Σε κάθε δειγματοληψία η τιμή της αλατότητας δεν παρουσίασε σημαντικές μεταβολές μεταξύ των σταθμών. Οι υψηλότερες τιμές αλατότητας καταγράφηκαν στη δειγματοληψία στα τέλη Οκτωβρίου και αρχές Νοεμβρίου σε όλους τους σταθμούς. Αναλυτικά η μεταβολή στις τιμές αλατότητας σε κάθε σταθμό για τις 4 δειγματοληψίες φαίνεται στην Εικόνα 4.1. Εικόνα 4.1: Αλατότητα ( ) του νερού στους σταθμούς σε κάθε δειγματοληψία. Figure 4.1: Water salinity ( ) in all sampling sites. 4.2 Χλωροφύλλη α (Chl a) Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης α (Chl a) στα δείγματα νερού κυμάνθηκε από 0,111 μg L -1 έως 3,846 μg L -1 (Εικόνα 4.2). Η ελάχιστη τιμή σημειώθηκε στο Στ.3 στη δειγματοληψία του Νοεμβρίου, ενώ η μέγιστη στο Στ.4 στα τέλη Οκτωβρίου. 32

Συγκέντρωση χλωροφύλλης α (μg L-1) Αποτελέσματα 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 11.9.12 3.10.12 24.10.12 14.11.12 0,5 0,0 Στ.1 Στ.2 Στ.3 Στ.4 Στ.5 Στ.6 Στ.7 Στ.8 Εικόνα 4.2: Μεταβολές της συγκέντρωσης της Chl a (μg L -1 ) στους σταθμούς σε κάθε δειγματοληψία. Figure 4.2: Variation of Chl a (μg L -1 ) concentrations in all sampling sites. 4.3 Μικροσκοπική ανάλυση του φυτοπλαγκτού 4.3.1 Σύνθεση ειδών Από τη μικροσκοπική ανάλυση 32 δειγμάτων νερού κατά τη χρονική περίοδο Σεπτέμβριος-Νοέμβριος 2012, διαπιστώθηκε η παρουσία 112 taxa φυτοπλαγκτικών οργανισμών με αντιπροσώπους σε 9 ταξινομικές ομάδες. Οι ομάδες αυτές είναι τα διάτομα, τα ευγληνοφύκη, τα χλωροφύκη, τα κυανοφύκη, τα κρυπτοφύκη, τα διχτυοφύκη, τα δινοφύκη, τα πρυμνεσιοφύκη και τα πρασινοφύκη. Από το σύνολο των οργανισμών οι 80 αναγνωρίστηκαν σε επίπεδο είδους, ενώ οι 34 σε επίπεδο γένους. Από την ομάδα των δινοφυκών αναγνωρίστηκαν τόσο οι αυτότροφοι οργανισμοί, όσο και οι ετερότροφοι (Πίνακας 4.1). 33

Αποτελέσματα Πίνακας 4.1: Κατάλογος φυτοπλαγκτικών ειδών που αναγνωρίστηκαν στα δείγματα στην παράκτια ζώνη του Δήμου Θερμαϊκού κατά τη χρονική περίοδο Σεπτέμβριος-Νοέμβριος 2012 (* συμβολίζονται τα ετερότροφα είδη). Table 4.1: List of the identified species of phytoplankton in the studied samples during the period September-November 2012 (* symbolizes the eterothrophic species). Bacillariophyceae (Διάτομα) Asterionellopsis glacialis (Castracane) Round Bacteriastrum cf. furcatum Shadbolt Bacteriastrum delicatulum Cleve Bacteriastrum hyalinum Lauder Bleakeleya notata (Grunow) Round Cerataulina pelagica (Cleve) Hendey Cerataulina sp. H.Peragallo ex Schütt Ceratoneis closterium Ehrenberg Chaetoceros danicus Cleve Chaetoceros peruvianus Brightwell Chaetoceros sp. Ehrenberg Chaetocerus socialis H.S.Lauder Dactyliosolen fragilissimus (Bergon) Hasle Dactyliosolen sp. Castracane Ditylum brightwellii (T.West) Grunow Eucampia cornuta (Cleve) Grunow Fragilaria sp. Lyngbye Fragilariopsis oceanica (Cleve) Hasle Guinardia striata (Stolterfoth) Hasle Hemiaulus hauckii Grunow ex Van Heurck Hemiaulus indicus Karsten Hemiaulus sinensis Greville Leptocylindrus danicus Cleve Leptocylindrus mediterraneus (H.Peragallo) Hasle Leptocylindrus minimus Gran Licmophora sp. C.Agardh Lioloma sp. Hasle Melosira nummuloides C.Agardh Melosira sp. C.Agardh Membraneis challengeri (Grunow) Paddock Navicula directa (W.Smith) Ralfs Navicula distans (W.Smith) Ralfs Navicula septentrionalis (Grunow) Gran Navicula sp. Bory de Saint-Vincent Navicula transitans var. derasa f. delicatula Heimdal Nitzschia bicapitata Cleve Nitzschia cf cicula var. rostrata (Castracane) Hustedt Nitzschia directa Pantocsek 34

Αποτελέσματα Πίνακας 4.1: Συνέχεια Table 4.1: Continued Bacillariophyceae (Διάτομα) Nitzschia longissima (Brébisson) Ralfs Nitzschia sicula var. rostrata Hustedt Nitzschia sp. Hassall Odontella aurita (Lyngbye) C.Agardh Odontella longicruris (Greville) Hoban Odontella mobiliensis (J.W.Bailey) Grunow Pleurosigma normanii Ralfs Proboscia alata (Brightwell) Sundström Pseudo-nitzschia sp. H.Peragallo Pseudosolenia calcar-avis (Schultze) B.G.Sundström Rhizosolenia setigera Brightwell Skeletonema costatum (Greville) Cleve Skeletonema sp. Greville Stellarima stellaris (Roper) G.R.Hasle & P.A.Sims Striatella unipunctata (Lyngbye) C.Agardh Thalassiosira sp. Cleve Chlorophyceae (Χλωροφύκη) Dunaliella maritima Massyuk Micromonas pusilla (Butcher) I.Manton & M.Parke Nephroselmis minuta (N.Carter) Butcher Oocystis sp. Nägeli ex A.Braun Schroederia sp. Lemmermann Cryptophyceae (Κρυτποφύκη) Hemiselmis virescens Droop Hillea fusiformis (J.Schiller) J.Schiller Hillea sp. Schiller Rhinomonas fulva (Butcher) D.R.A.Hill & R.Wetherbee Rhodomonas cf salina (Wislouch) D.R.A.Hill & R.Wetherbee Rhodomonas sp. Karsten Cyanophyceae (Κυανοβακτήρια) Arthrospira sp. Sitzenberger ex Gomont Merismopedia sp. Meyen Unidentified filamentous cyanobacterium Dinophyceae (Δινοφύκη) Neoceratium cf kofoidii (Jørgensen) F.Gomez, D.Moreira & P.Lopez-Garcia Neoceratium kofoidii (Jørgensen) F.Gomez, D.Moreira & P.Lopez-Garcia Ceratium sp. 1 Schrank Ceratium sp. 2 Schrank Gonyaulax sp. Diesing Gymnodinium cf abberviatum Kofoid & Swezy 35

Αποτελέσματα Πίνακας 4.1: Συνέχεια Table 4.1: Continued Dinophyceae (Δινοφύκη) Gymnodinium sp.1 * Stein Gymnodinium sp.2 * Stein Gyrodinium cf esturiale * Hulbert Gyrodinium sp.* Kofoid & Swezy Neoceratium candelabrum (Ehrenberg) F.Gómez, D.Moreira & P.López-Garcia Neoceratium furca (Ehrenberg) F.Gómez, D.Moreira & P.López-Garcia Neoceratium fusus (Ehrenberg) F.Gómez, D.Moreira & P.López-Garcia Neoceratium lineatum (Ehrenberg) F.Gómez, D.Moreira & P.López-Garcia Neoceratium trichoceros (Ehrenberg) F.Gómez, D.Moreira & P.López-Garcia Noctiluca scintillans (Macartney) Kofoid & Swezy Ostreopsis sp. J.Schmidt Pentapharsodinium tyrrhenicum (Balech) Montressor, Zingone & Marino Prorocentrum cf lima (Ehrenberg) F.Stein Prorocentrum micans Ehrenberg Prorocentrum sp. Ehrenberg Protoperidinium cf globulus * (Stein, 1883) Balech Protoperidinium cf. pallidum * (Ostenfeld) Balech Protoperidinium sp.1 * Bergh Protoperidinium sp.2 * Bergh Scrippsiella sp. Balech ex A.R.Loeblich III Scrippsiella precaria M.Montresor & A.Zingone Dictyochophyceae (Διχτυοφύκη) Dictyocha crux Ehrenberg Dictyocha fibula Ehrenberg Euglenophyceae (Ευγληνοφύκη) Eutreptia sp. Perty Prasinophyceae (Πρασινοφύκη) Pyramimonas adriaticus J.Schiller Pyramimonas cf adriaticus J.Schiller Pyramimonas cf plurioculata Butcher Tasmanites marshalliae M.Parke Tetraselmis gracilis (Kylin) Butcher Tetraselmis sp.1 F.Stein Tetraselmis sp.2 F.Stein Tetraselmis striata Butcher Tetraselmis wettsteinii (J.Schiller) Throndsen Prymnesiophyceae (Πρυμνεσιοφύκη) Chrysochromulina alifera Parke & Manton Chrysochromulina cf. parkeae J.C.Green & Leadbeater, 1972 Chrysochromulina sp. Lackey 36

Αποτελέσματα Πίνακας 4.1: Συνέχεια Table 4.1: Continued Prymnesiophyceae (Πρυμνεσιοφύκη) Imantonia rotunda N.Reynolds Phaeocystis sp. Lagerheim Η πολυπληθέστερη ομάδα ήταν των διατόμων (54 taxa), ενώ ακολουθούν η ομάδα των δινοφυκών (27), των πρασινοφυκών (9), των κρυπτοφυκών (6), των πρυμνεσιοφυκών και χλωροφυκών (5), των κυανοφυκών (3), των διχτυοφυκών (2) και τέλος των ευγληνοφυκών με ένα και μοναδικό αντιπρόσωπο. Στις Εικόνες 4.3 και 4.4 φαίνεται η ποσοστιαία κατανομή του αριθμού των ειδών στις ταξινομικές ομάδες του φυτοπλαγκτού κατά τη διάρκεια της έρευνας και του αριθμού των ειδών ανά ταξινομική ομάδα. Εικόνα 4.3: Κατανομή του αριθμού των ειδών που προσδιορίστηκαν στις ομάδες του φυτοπλαγκτού στην παράκτια ζώνη του Δ. Θερμαϊκού κατά την περίοδο Σεπτέμβριο- Νοέμβριος 2012. Figure 4.3: Percentage (%) contribution of the number of identified species in groups of phytoplankton in the coastal zone of Thermaikos Municipality during the period September- November 2012. 37

Αποτελέσματα Εικόνα 4.4: Αριθμός ειδών ανά ταξινομική ομάδα. Figure 4.4: Number of phytoplankton taxa of the taxonomic groups. Ο συνολικός αριθμός των taxa για κάθε δειγματοληψία κυμάνθηκε από 15 έως 38. O μεγαλύτερος αριθμός taxa (38) καταγράφηκε στο Στ.1 τέλη Οκτωβρίου και το Νοέμβριο, ενώ ο μικρότερος (15) στο Στ.8 το Σεπτέμβριο. Σε όλες τις ημερομηνίες δειγματοληψίας τα διάτομα αποτέλεσαν την πολυπληθέστερη ταξινομική ομάδα, με τα δινοφύκη να ακολουθούν. Στην Εικόνα 4.5 δίνεται ο αριθμός taxa όπως μετρήθηκαν για κάθε ταξινομική ομάδα σε κάθε σταθμό στις 4 δειγματοληψίες. 38

Αποτελέσματα Εικόνα 4.5: Αριθμός των αντιπροσώπων κάθε ομάδας στο σύνολο του φυτοπλαγκτού στους σταθμούς σε κάθε δειγματοληψία. Figure 4.5: Number of taxa in each taxonomy group in all sampling sites.

Αποτελέσματα Εικόνα 4.5: (Συνέχεια). Figure 4.5: (Continued).

Αφθονία (άτομα ml-1) Αποτελέσματα 4.3.2 Αφθονία φυτοπλαγκτού Η συνολική αφθονία του φυτοπλαγκτού κατά την περίοδο έρευνας κυμάνθηκε από 85,81 άτομα ml -1 έως 2226,9 άτομα ml -1. Η μέγιστη τιμή καταγράφηκε στο Στ.4 το Σεπτέμβριο και η ελάχιστη στο Στ.7 στα μέσα Νοεμβρίου. Η μεταβολή της αφθονίας φαίνεται πως σε όλους τους σταθμούς δεν ακολουθεί κάποιο χρονικό πρότυπο με το πέρασμα του φθινοπώρου (Εικόνα 4.6). 2500 2000 1500 1000 11/9/2012 3/10/2012 24/10/2012 14/11/2012 500 0 Στ. 1 Στ. 2 Στ. 3 Στ. 4 Στ. 5 Στ. 6 Στ. 7 Στ. 8 Εικόνα 4.6: Συνολική αφθονία (άτομα ml -1 ) των φυτοπλαγκτικών οργανισμών στους σταθμούς σε κάθε δειγματοληψία. Figure 4.6: Total abundance (ind ml -1 ) of phytoplankton in all sampling sites. Στους σταθμούς 1, 2, και 8 η υψηλότερη τιμή αφθονίας σημειώθηκε στη δειγματοληψία του Νοεμβρίου, στους σταθμούς 3 και 4 του Σεπτεμβρίου, ενώ στους σταθμούς 5 και 6 σημειώθηκαν στις αρχές Οκτωβρίου. Στην Εικόνα 4.7 δίνεται η μεταβολή της αφθονίας για κάθε σταθμό ξεχωριστά στις 4 δειγματοληψίες που πραγματοποιήθηκαν. 41

Αποτελέσματα Εικόνα 4.7: Μεταβολή της αφθονίας (άτομα ml -1 ) του φυτοπλαγκτού στους σταθμούς σε κάθε δειγματοληψία. Figure 4.7: Variation of the phytoplankton abundance (ind ml -1 ) in all sampling sites. 42

Αποτελέσματα Οι υψηλές τιμές αφθονίας στους περισσότερους σταθμούς διαμορφώθηκαν από τις ταξινομικές ομάδες των διατόμων, δινοφυκών και κρυπτοφυκών. 4.3.3 Ανθίσεις φυτοπλαγκτού Όσον αφορά την παράμετρο ανθίσεις φυτοπλαγκτού, έξι οργανισμοί του βρέθηκαν να σχηματίζουν κατά τη διάρκεια της περιόδου έρευνας (Πίνακας 4.2). Οι τέσσερις από τους οργανισμούς ανήκουν στα διάτομα και οι δύο στα δινοφύκη. Οι ανθίσεις καταγράφηκαν και στις τρεις κλάσεις μεγέθους, όπως αυτές είναι διαμορφωμένες (Πίνακας 3.5). Πίνακας 4.2: Είδη φυτοπλαγκτού που σχημάτισαν άνθιση κατά την περίοδο έρευνας στους σταθμούς δειγματοληψίας. Table 4.2: Organisms that led to bloom formation in the sampling stations. 11/9/2012 3/10/2012 24/10/2012 14/11/2012 Διάτομα Chaetocerus sp. Στ. 3 Στ. 2 Asterionellopsis glaciallis Στ. 2 Nitzschia longissima Στ. 4 Dactyliosolen sp. Στ. 3 Δινοφύκη Gonyaulax sp. Στ. 1 Στ. 6 Στ. 6 Gymnodinium sp. Στ. 7 O οργανισμός Nitzschia longissima κατατάσσεται με βάση τον κυτταρικό του όγκο στην πρώτη κλάση μεγέθους έως 500 μm 3. Εμφάνισε άνθιση μια και μοναδική φορά στο Στ.4 στις αρχές Σεπτεμβρίου (Εικόνα 4.8). 43

Αποτελέσματα Εικόνα 4.8: Αφθονία του οργανισμού Nitzschia longissima. Με διακεκομμένη γραμμή δίνεται το όριο αφθονίας (>1000) για τον καθορισμό της άνθισης. Figure 4.8: Abundance of Nitzschia longissima. The dotted line correspond to the abundance limit (>1000) for the definition of the bloom. Στη δεύτερη κλάση μεγέθους για κυτταρικό όγκο οργανισμών από 500 έως 5000 μm 3 καταγράφηκε άνθιση από δυο οργανισμούς, Asterionellopsis glacialis και Gymnodinium sp. (Εικόνα 4.9). Και σε αυτή την περίπτωση η άνθιση εμφανίστηκε μια φορά. Το Gymnodinium sp. παρουσίασε άνθιση στο Στ.7 στην πρώτη δειγματοληψία, ενώ το Asterionellopsis glacialis στο Στ.2 στην τελευταία δειγματοληψία. 44

Αποτελέσματα Εικόνα 4.9: Αφθονίες των οργανισμών Gymnodinium sp. και Asterionellopsis glacialis. Με διακεκομμένη γραμμή δίνεται το όριο αφθονίας (>100) για τον καθορισμό της άνθισης. Figure 4.9: Abundances of Gymnodinium sp. and Asterionellopsis glacialis. The dotted line correspond to the abundance limit (>100) for the definition of the bloom. Στην κλάση μεγέθους για κυτταρικό όγκο οργανισμών >5000 μm 3 καταγράφηκε άνθιση από τρεις οργανισμούς (Εικόνα 4.10). Το Dactyliosolen sp. παρουσίασε άνθιση μόνο στο Στ.3 στις 24/10. Ο οργανισμός Chaetocerus sp. σημειώσε άνθιση κατά τη δειγματοληψία του Νοεμβρίου στο Στ.2 μαζί με το Asterionellopsis glacialis. Επίσης, άνθισή του παρατηρήθηκε και στο Στ.3 στις 3/10. Η σημαντικότερη άνθιση ίσως είναι του είδους Gonyaulax sp. που σημειώθηκε στο Στ.6 στις δυο διαδοχικές δειγματοληψίες του Οκτωβρίου, στο Στ.1 το Σεπτέμβριο και στο Στ.4 τέλη Οκτωβρίου. 45

Αποτελέσματα Εικόνα 4.10: Αφθονίες των οργανισμών Chaetocerus sp., Gonyaulax sp. και Dactyliosolen sp.. Με διακεκκομένη γραμμή δίνεται το όριο αφθονίας (>10) για τον καθορισμό της άνθισης. Figure 4.10: Abundances of Chaetocerus sp., Gonyaulax sp., και Dactyliosolen sp..the dotted line corresponds to the abundance limit (>10) for the definition of the bloom. 46

Βιομάζα (mgl -1 ) Αποτελέσματα 4.3.4 Βιομάζα (Βιοόγκος) φυτοπλαγκτού Κατά τη διάρκεια της έρευνας η συνολική βιομάζα του φυτοπλαγκτού παρουσίασε 2 μέγιστα (Εικόνα 4.11). Το πρώτο σημειώθηκε αρχές Οκτωβρίου στο Στ.6 και το δεύτερο τέλη Οκτωβρίου στο Στ.3. Γενικά όμως, στην πλειονότητα των δειγμάτων η βιομάζα κυμάνθηκε σε πολύ χαμηλά επίπεδα < 0,5 mg L -1. Η ελάχιστη τιμή της βιομάζας σημειώθηκε στο Στ.5 στις αρχές Σεπτεμβρίου και Νοεμβρίου, με τιμή 0,01 mg L -1. 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 11/9/2012 3/10/2012 24/10/2012 14/11/2012 0,50 0,00 Στ. 1 Στ. 2 Στ. 3 Στ. 4 Στ. 5 Στ. 6 Στ. 7 Στ. 8 Εικόνα 4.11: Βιομάζα (mg L -1 ) του φυτοπλαγκτού συνολικά στους σταθμούς κατά την περίοδο έρευνας. Figure 4.11: Total biomass (mg L -1 ) of phytoplankton in all sampling sites. 47

Αποτελέσματα Εικόνα 4.12: Μεταβολές της βιομάζας του φυτοπλαγκτού σε κάθε σταθμό κατά την περίοδο έρευνας. Figure 4.12: Biomass variations of phytoplankton in all sampling sites. 48

Περιεχόμενη Chl α (%) Αποτελέσματα Σε επίπεδο σταθμών, παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφοροποιήσεις ως προς τη συνολική βιομάζα του φυτοπλαγκτού. Οι χαμηλότερες τιμές βιομάζας σημειώθηκαν στους σταθμούς 1, 2, 4, 5 και 8 (Εικόνα 4.12). ενώ η υψηλότερη τιμή βιομάζας 3,48 mg L -1 καταγράφηκε στο Στ.6 στις αρχές Οκτωβρίου. 4.3.5 Χλωροφύλλη α και βιομάζα φυτοπλαγκτού Στο διάγραμμα που ακολουθεί (Εικόνα 4.13) παρουσιάζεται το ποσοστό της περιεχόμενης χλωροφύλλης α στο βιοόγκο του φυτοπλαγκτού για όλους τους σταθμούς κατά τη διάρκεια της έρευνας. 0,25 0,2 0,15 0,1 11.9.12 3.10.12 24.10.12 14.11.12 0,05 0 Στ.1 Στ.2 Στ.3 Στ.4 Στ.5 Στ.6 Στ.7 Στ.8 Εικόνα 4.13: Περιεχόμενη χλωροφύλλη α (%) στο στους σταθμούς σε κάθε δειγματοληψία.. Figure 4.13: Content of Chl α (%) in all sampling sites. Το ποσοστό της περιεχόμενης χλωροφύλλης προέκυψε από τη διαίρεση της τιμής της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης α με το φυτοπλαγκτικό βιοόγκο εκφρασμένη σε ποσοστό. Το μεγαλύτερο ποσοστό καταγράφηκε στο Στ.4 το Νοέμβριο και το ελάχιστο στο Στ.3 τέλη Οκτωβρίου. Οι εντονότερες μεταβολές παρατηρούνται στους σταθμούς 4, 6 και 7. Το μήνα Νοέμβριο σημειώθηκαν τα υψηλότερα ποσοστά περιεχόμενης χλωροφύλλης στους σταθμούς 1, 3, 4, 6 και 7. Στους σταθμούς 2 και 8 σημειώθηκαν αρχές Οκτωβρίου, ενώ στο Στ.5 το Σεπτέμβριο. 49

Αποτελέσματα 4.4 Εκτίμηση οικολογικής ποιότητας 4.4.1 Με βάση τη Χλωροφύλλη α Στην Εικόνα 4.14 παρουσιάζονται η συγκέντρωση της χλωροφύλλης α, σε κάθε σταθμό ανά δειγματοληψία, συγκρινόμενη με τα όρια οικολογικής ποιότητας που ισχύουν για την Ελλάδα (τύπος παράκτιων υδάτων ΙΙΙE) όπως αναφέρονται από τους Simboura et al. (2005). Εικόνα 4.14: Μεταβολές της συγκέντρωσης της Chl a (μg L -1 ) στους σταθμούς σε κάθε δειγματοληψία συγκρινόμενες με τα όρια της πενταβάθμιας χρωματικής κλίμακας ποιότητας (τροποποιημένος από Karydis, 1999). Figure 4.14: Variation of Chl a (μg L -1 ) concentration in all sampling sites compared to the classification boundaries of quality (Karydis, 1999; modified). Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω όρια, φαίνεται ότι μόνο ο Στ.8 παρουσιάζει καλή οικολογική ποιότητα τον Οκτώβριο και αρχές Νοεμβρίου, ενώ οι υπόλοιποι σταθμοί στην παράκτια ζώνη του Δήμου Θερμαϊκού παρουσιάζουν οικολογική ποιότητα κατώτερη της καλής. Χρησιμοποιώντας τα όρια οικολογικής ποιότητας που δίνονται στον Πίνακα 3.4 για τους παράκτιους Τύπους Ι και ΙΙ, η ποιότητα των νερών εκτιμάται στην Εικόνα 4.15. 50

Αποτελέσματα Εικόνα 4.15: Μέση τιμή της συγκέντρωσης της Chl a (μg L -1 ) στους σταθμούς σε κάθε δειγματοληψία συγκρινόμενες με τα προκαταρκτικά όρια των τύπων Ι και ΙΙ, όπως ορίστηκαν από τη Θεοφανούδη (2011). Figure 4.15: Variation of Chl a (μg L -1 ) concentration in all sampling sites compared to the preliminary limits of the water types I and II proposed by Theofanoudi (2011). Η σύγκριση των προτεινόμενων ορίων με τη μέση τιμή της συγκέντρωση της χλωροφύλλης α δίνει για τους σταθμούς 1, 2, 3, 4, 5 που πιθανά ανήκουν στον τύπο Ι υδάτων ( 3.5) και 6, 7, 8 που πιθανά ανήκουν στον τύπο ΙΙ υδάτων οικολογική ποιότητα κατώτερη της καλής. 4.4.2 Με βάση τη Βιομάζα (Βιοόγκο) Χρησιμοποιώντας τα νέα προτεινόμενα όρια οικολογικής ποιότητας για τους τύπους των παράκτιων υδάτων Ι και ΙΙ (αναλυτικά 3.5.2) με βάση τη βιομάζα του φυτοπλγακτού, στην Εικόνα 4.16 παρουσιάζεται η οικολογική ποιότητα των σταθμών της παράκτιας ζώνη του Δήμου Θερμαϊκού. 51

Αποτελέσματα Εικόνα 4.16: Μεταβολές της μέσης βιομάζας του φυτοπλαγκτού (mg L -1 ) στους σταθμούς σε κάθε δειγματοληψία συγκρινόμενες με τα όρια των τύπων Ι και ΙΙ, όπως προτείνονται στην παρούσα εργασία. Figure 4.16: Variation of mean phytoplankton biomass (mg L -1 ) all sampling sites compared to the proposed boyndaries for biomass of the water types I and II. Όπως φαίνεται στην Εικόνα 4.16, από τη σύγκριση της μέσης βιομάζας με τα νέα προτεινόμενα όρια, οι Στ.1, 2, 4, 5 και 8 παρουσιάζουν καλή οικολογική ποιότητα. Οι Στ.3, 6 και 7 παρουσιάζουν οικολογική ποιότητα κατώτερη της καλής. 4.4.3 Με βάση τις Ανθίσεις φυτοπλαγκτού Ανθίσεις φυτοπλαγκτού καταγράφηκαν σε όλους τους σταθμούς εκτός του Στ. 5 και Στ. 8. Η παρουσία των ανθίσεων σύμφωνα με την Οδηγία είναι χαρακτηριστικό μέτριας οικολογικής ποιότητας. 52

Συζήτηση 5. Συζήτηση 5.1 Χημικές παράμετροι και χλωροφύλλη α 5.1.1. Αλατότητα Η αλατότητα δίνει σημαντικές πληροφορίες για την κίνηση και αραίωση του νερού, ενώ σε συνδυασμό με τη θερμοκρασία δείχνει πιθανή μετακίνηση, ανάμειξη και στρωμάτωση του νερού στην παράκτια ζώνη (Karleskint, 1998 από Σεφερλή, 2011). Η παράμετρος αυτή μεταβάλλεται στο Θερμαϊκό κόλπο στα επιφανειακά στρώματα με την εισροή γλυκού νερού από τα ποτάμια (Μουστάκα-Γούνη, 1997), σε συνδυασμό με τις μεταβολές της κυκλοφορίας του νερού στον κόλπο (Krestenitis et al., 1997; Κοντογιάννης και Καραμάνου, 2000). Κατά την περίοδο έρευνας η αλατότητα κυμάνθηκε από 28,8-36,8. Σε κάθε δειγματοληψία οι τιμές της αλατότητας ήταν περίπου ίδιες για όλους τους σταθμούς, χωρίς σημαντικές διαφοροποιήσεις. Ωστόσο, οι τιμές αυτές είναι λίγο υψηλότερες από καταγραφές παλαιότερων ετών που αφορούν όμως κυρίως στον Όρμο Θεσσαλονίκης (Nikolaides & Moustaka-Gouni, 1990; Μιχαλάτου, 2005; Κωστινάκη, 2010). Επιπλέον, τιμές αλατότητας κοντά στην περιοχή έρευνας που προέρχονται από μετρήσεις δύο σταθμών της ομάδας ωκεανογραφίας και ακτομηχανικής της Πολυτεχνικής Σχολής του Α.Π.Θ και αφορούν την περίοδο 2006-2007 τους μήνες Οκτώβριο και Νοέμβριο (ΟCE group) παρουσίασαν παρόμοιες τιμές (35,5-37,2 ) με της παρούσας έρευνας. Όπως επίσης, παρόμοιες τιμές αλατότητας καταγράφηκαν στους ίδιους ακριβώς σταθμούς κατά την Ειδική Περίπτωση Μελέτης (case study) παράκτιων υδάτων της ευρύτερης περιοχής του Δήμου Θερμαϊκού το Μάιο και Ιούλιο του 2012 (32,7-34,4 ). Οι υψηλότερες τιμές αλατότητας που μετρήθηκαν πιθανόν να οφείλονται στο χαμηλό ύψος βροχόπτωσης που καταγράφηκε κατά την περίοδο έρευνας και στη μικρή παροχή των ποταμών που πιθανά να επηρεάζουν τις ανατολικές ακτές. 5.1.2. Χλωροφύλλη α Τα χαμηλότερα επίπεδα τιμών χλωροφύλλης α καταγράφηκαν στο Στ.8, ο οποίος βρίσκεται εξωτερικά του κόλπου, ενώ τα υψηλότερα στους σταθμούς 4 και 6, 53

Συζήτηση οι οποίοι βρίσκονται κοντά σε λιμάνι και ιχθυόσκαλα, αντίστοιχα, οπότε είναι αποδέκτες ανθρωπογενών πιέσεων. Τα υψηλά επίπεδα χλωροφύλλης α που καταγράφηκαν τον Οκτώβριο στο Στ.6 συμπίπτουν με τις περιόδους ανθίσεων λόγω της κυριαρχίας του δινοφύκους. Οι μέγιστες τιμές συγκέντρωσης της χλωροφύλλης α καταγράφονται για όλους τους σταθμούς στο τέλος του φθινοπώρου (Νοέμβριος) με εξαίρεση τους σταθμούς 2, 4 και 5 που σημειώνουν μέγιστα αρχές Οκτωβρίου. Οι καταγραφές αυτές φαίνεται να επιβεβαιώνονται και από τους Nikolaides & Moustaka-Gouni (1992) για το διάστημα Σεπτεμβρίου-Νοεμβρίου του 1988, όπου αναφέρεται ότι οι υψηλότερες συγκεντρώσεις χλωροφύλλης α είχαν μετρηθεί στον όρμο Θεσσαλονίκης, ενώ οι χαμηλότερες στην έξοδο του κόλπο Θεσσαλονίκης. Επίσης, κατά το διάστημα Αύγουστος-Δεκέμβριος 1995, η μέση τιμή της συγκέντρωσης της χλωροφύλλη α στο Θερμαϊκό κόλπο μετρήθηκε στα 1,5 μg L -1 και είχε διαπιστωθεί μία σταδιακή μείωση των τιμών αυτής, από τις υψηλές συγκεντρώσεις στον όρμο προς μικρότερες στον κόλπο της Θεσσαλονίκης, ενώ και μέσα στον εσωτερικό Θερμαϊκό η μείωση των τιμών συνεχίσθηκε από τα βορειοδυτικά (εκβολές ποταμών) προς ανατολικά και στους σταθμούς του εξωτερικού κόλπου (Πάγκου & Ασημακοπούλου, 1997). Οι σχετικά υψηλές τιμές συγκέντρωσης της χλωροφύλλης α σε ορισμένους σταθμούς της παρούσας έρευνας που ανήκουν στον εσωτερικό κόλπο (Στ. 4 και 6) φαίνεται πως μπορούν να αποδοθούν στο πρότυπο κυκλοφορίας των υδάτων του Αιγαίου, αλλά και στον εμπλουτισμό με θρεπτικά από τις εκφορτίσεις των ποταμών όπως συμβαίνει στα παράκτια ύδατα Μακεδονίας και Θράκης (Poulos et al., 1997 από Θεοφανούδη, 2011), την περίοδο του Οκτωβρίου-Απριλίου (Hatzichristofas, 2001) η οποία συμπίπτει με την περίοδο που παρατηρήθηκαν οι υψηλές τιμές χλωροφύλλης α. Παρόμοιες τιμές της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης α έχουν καταγραφεί και σε άλλες παράκτιες περιοχές του Βορείου Αιγαίου, όπως στην παράκτια ζώνη της Αλεξανδρούπολης (Θεοφανούδη, 2011), αλλά και στον κόλπο της Καλλονής (Pagou, 2005). 54

Συζήτηση 5.2 Ποιοτική σύνθεση φυτοπλαγκτού 5.2.1 Σύνθεση των ειδών Η παρούσα έρευνα πραγματοποιήθηκε κατά την φθινοπωρινή περίοδο του 2012, από το μήνα Σεπτέμβριο έως το Νοέμβριο. Στην κοινωνία του φυτοπλαγκτού συμμετείχαν είδη και ομάδες οργανισμών που έχουν αναφερθεί σε παλαιότερες έρευνες της περιοχής (Nikolaides & Moustaka-Gouni, 1990; Michalatou & Moustaka- Gouni, 2002). Kατά την περίοδο έρευνας αναγνωρίστηκαν 112 taxa φυτοπλαγκτικών οργανισμών, από τα οποία 54 ανήκουν στην ταξινομική ομάδα των διατόμων και 27 σε αυτή των δινοφυκών. Ο αριθμός των taxa που αναγνωρίσθηκαν είναι ενδεχομένως μικρότερος από τον πραγματικό καθώς: α) σε ορισμένα γένη δεν ήταν δύνατη η αναγνώριση σε επίπεδο είδους λόγω δυσκολίας προσδιορισμού των βασικών ταξινομικών χαρακτήρων και β) υπάρχουν πάντοτε ορισμένα είδη τα οποία περνούν απαρατήρητα λόγω του πολύ μικρού αριθμού των ατόμων τους (Eloranta, 1978). Η σύνθεση του φυτοπλαγκτού ήταν παρόμοια και με άλλες περιοχές της Ελλάδας π.χ. κόλπος Αλεξανδρούπολης (Θεοφανούδη, 2011), όπως επίσης και της Μεσογείου π.χ. Αδριατική, κόλπος της Νάπολης και της Μασαλλίας (από Nikolaides & Moustaka- Gouni, 1990), Σε επίπεδο αριθμού ειδών, η ομάδα των διατόμων ήταν η πολυπληθέστερη με την ομάδα των δινοφυκών να ακολουθεί. Η εικόνα αυτή παρατηρήθηκε σε όλους τους σταθμούς για όλες τις δειγματοληπτικές περιόδους. Οι ταξινομικές αυτές ομάδες εμφανίζονται κυρίαρχες στην φυτοπλαγκτική κοινωνία του Θερμαϊκού κόλπου και σε παλαιότερες μελέτες (Nikolaides & Moustaka-Gouni, 1990; Μιχαλάτου, 2005; Χαραλαμποπούλου, 2005; Χαραλάμπους 2007; Δεληγιώργη; 2008; Κωστινάκη, 2010). Επίσης, οι δυο αυτές ταξινομικές ομάδες έχουν αναφερθεί ως κυρίαρχες και σε άλλες θαλάσσιες περιοχές όπως του Σαρωνικού κόλπου (Morcheva et al., 2000). Αναφορικά με στοιχεία της σύνθεσης της φυτοπλαγκτικής κοινωνίας της περιοχής προηγούμενων ετών, παρόλο που οι σταθμοί δειγματοληψιών δεν συμπίπτουν με την παρούσα έρευνα, φαίνεται πως την τελευταία 25ετία επικρατεί μια χλωριδική ομοιότητα στο Θερμαϊκό κόλπο. Ωστόσο, ο αριθμός των αναγνωρισθέντων taxa συγκριτικά με την παρούσα έρευνα δεν είναι ο ίδιος, γεγονός που μπορεί να οφείλεται στη διαφορετική συχνότητα των δειγματοληψιών, την εποχή αλλά και τη χρονική διάρκεια της περιόδου έρευνας. 55

Συζήτηση Ανάμεσα στα taxa που αναγνωρίστηκαν υπήρχαν και γνωστοί δυνητικά τοξικοί οργανισμοί, χωρίς όμως να συμμετέχουν σε σημαντικό ποσοστό στην αφθονία και τη βιομάζα της φυτοπλαγκτικής κοινωνίας με εξαίρεση το γένος Gonyaulax. Τα γένη που ανήκουν οι οργανισμοί είναι το Dinophysis (Steidinger & Baden, 1984), Gonyaulax (Steidinger & Baden, 1984), Ostreopsis (Steidinger & Baden, 1984), Prorocentrum (Steidinger & Baden, 1984), Pseudo-nitzschia (Quijano- Scheggia et al., 2010). 5.2.2 Κατανομή των ειδών κατά την περίοδο έρευνας Τα 112 taxa των φυτοπλαγκτικών οργανισμών που αναγνωρίστηκαν στα παράκτια ύδατα του Δήμου Θερμαϊκού την περίοδο έρευνας (Σεπτέμβριος-Νοέμβριος 2012), εμφάνισαν δύο διαφορετικά πρότυπα κατανομής. Το πρώτο πρότυπο ακολουθούν οργανισμοί που εμφανίστηκαν στο φυτοπλαγκτό περιοδικά (όπως ο οργανισμός (Leptocylindrus danicus, Prorocenrtum micans, Rhizosolenia setigera, Navicula sp., Nitzschia sp. κ.ά) και το δεύτερο πρότυπο ακολουθούν οργανισμοί οι οποίοι εμφανίστηκαν μία μόνο φορά στο φυτοπλαγκτό (Eutreptia sp., Dinophysis sp., Polykrikos sp.) (Παράρτημα Α). 5.3 Ποσοτική σύνθεση φυτοπλαγκτού 5.3.1 Αφθονία και Βιομάζα Στην παρούσα εργασία η συνολική αφθονία του φυτοπλαγκτού εμφάνισε τις υψηλότερες τιμές κατά το Σεπτέμβριο και στις αρχές Οκτωβρίου. Εξαίρεση αποτελεί ο Στ.8 που παρουσίασε μέγιστη τιμή αφθονίας το Νοέμβριο, παρόλα αυτά οι πιο άφθονοι οργανισμοί που καταγράφηκαν σε αυτόν ήταν μικρού μεγέθους με αποτέλεσμα να μην εμφανίζει υψηλές τιμές βιομάζας. Οι ταξινομικές ομάδες που ήταν κυρίαρχες σε επίπεδο αφθονίας ήταν τα κρυπτοφύκη, τα διάτομα και τα δινοφύκη. Οι ομάδες αυτές έχουν αναγνωριστεί ως επικρατέστερες και κατά την πρώτη ολοκληρωμένη έρευνα στο φυτοπλαγκτό του Θερμαϊκού κόλπου από τους Nikolaides & Moustaka-Gouni (1990) και μετέπειτα στον Όρμο Θεσσαλονίκης από Μιχαλάτου (2005), Χαραλάμπους (2007), αλλά και Θεοφανούδη στην παράκτια ζώνη της Αλεξανδρούπολης (2011). 56

Συζήτηση Ποικίλες αλληλεπιδράσεις μεταξύ περιβαλλοντικών παραγόντων και αποκρίσεων των ειδών είναι υπεύθυνες για την εποχική εμφάνιση, την πληθυσμιακή αύξηση και την αλλαγή των επικρατούντων ειδών (Μουστάκα-Γούνη, 1997). Στο Θερμαϊκό κόλπο η διαθεσιμότητα των θρεπτικών λόγω του εισερχόμενου και του αναγεννώμενου φορτίου, αλλά και η μεγάλης συχνότητας μεταβολές των υδρολογικών συνθηκών σε συνδυασμό με τη διατήρηση της στρωμάτωσης της στήλης το καλοκαίρι, καθορίζουν το μέγεθος των οργανισμών που επικρατούν και την πορεία διαδοχής (Μουστάκα-Γούνη, 1997). Η επικράτηση των δινοφυκών κατά τη θερινή περίοδο στις παράκτιες περιοχές είναι συνηθισμένη, καθώς η θερμική στρωμάτωση της στήλης του νερού τους δίνει ανταγωνιστικό πλεονέκτημα όσον αφορά την πρόσβαση στα θρεπτικά (Estrada & Berdalet,1997). Ως προς τη συνολική βιομάζα, σημαντικότερη ήταν η συμμετοχή των διατόμων, δινοφυκών και κρυπτοφυκών. Παρόμοια αποτελέσματα ως προς τις ομάδες που διαμόρφωσαν τη βιομάζα αναφέρονται από τους Nikolaides & Moustaka-Gouni (1990), οι οποίοι υποστηρίζουν ότι στον Όρμο της Θεσσαλονίκης τα διάτομα και τα δινοφύκη είναι οι ομάδες που συνεισφέρουν περισσότερο στην ετήσια βιομάζα του φυτοπλαγκτού. Άλλωστε σε παράκτια συστήματα οι ομάδες αυτές θεωρούνται οι επικρατέστερες και συνεισφέρουν σημαντικά στη συνολική βιομάζα (Μουστάκα- Γούνη, 1997). Οι ίδιες ταξινομικές ομάδες αναφέρονται ως κυρίαρχες και από τη Θεοφανούδη (2011) σε άλλη περιοχή του Βόρειο Αιγαίου, στον κόλπο της Αλεξανδρούπολης. Η βιομάζα παρουσίασε διαφορετικό πρότυπο μεταβολής από την αφθονία χωρίς όμως και αυτή να ακολουθεί κάποια τάση από το Σεπτέμβριο έως το Νοέμβριο. Τα δύο μέγιστα της βιομάζας καταγράφηκαν στις αρχές και τέλη Οκτωβρίου σε διαφορετικούς σταθμούς (Στ.4 και Στ.6 αντίστοιχα). Οι μετρηθείσες τιμές είναι παρόμοιες με πρότερες έρευνες στον κόλπο (Nikolaides & Moustaka-Gouni, 1990; Μουστάκα & Πολυκάρπου, 2003; Χαραλάμπους, 2007). Γενικά τόσο στην αφθονία όσο και στη βιομάζα οι πιο έντονες διαφοροποιήσεις παρατηρούνται κυρίως τον Οκτώβριο, κάτι που συμφωνεί και με τους Nikolaides & Moustaka-Gouni, 1990, οι οποίοι υποστηρίζουν ότι το μήνα αυτό ξεκινά η ανάμειξη της στήλης του νερού στην περιοχή. 57

Συζήτηση 5.4 Εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας 5.4.1 Χλωροφύλλη α Επειδή η χλωροφύλλη α βρίσκεται σε όλους τους οργανισμούς του φυτοπλαγκτού αλλά και επειδή ο προσδιορισμός της συγκέντρωσής της στο νερό είναι γρήγορος και εύκολος, έχει βρει ευρύτατη εφαρμογή στην παρακολούθηση της ποιότητας του νερού. Χρησιμοποιώντας τη συγκεκριμένη παράμετρο, η οικολογική ποιότητα όλων των σταθμών με βάση ι) τα όρια από Θεοφανούδη (2011) για την παράκτια ζώνη της Αλεξανδρούπολης και ιι) τη συγκέντρωση της χλωροφύλλης α για τύπο παράκτιων υδάτων ΙΙΙΕ (όρια από Simboura et al., 2005), εκτιμήθηκε κατώτερη της καλής, με εξαίρεση τον Στ.8 ο οποίος βρίσκεται στο όριο της καλής-μέτριας ποιότητας. Ωστόσο, η υψηλή μεταβλητότητα της περιεχόμενης στη βιομάζα χλωροφύλλης που παρατηρήθηκε στη συγκεκριμένη έρευνα, είναι ενδεικτική της μη καταλληλότητά της χλωροφύλλης ως κύρια εκτιμήτρια παράμετρος του φυτοπλαγκτού για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας. Αυτό έχει φανεί και από τα αποτελέσματα ερευνών στα Ελληνικά υδάτινα σώματα, ιδιαίτερα στα μεταβατικά, όπου η περιεχόμενη χλωροφύλλη ανά μονάδα βιοόγκου του φυτοπλαγκτού μπορεί να παρουσιάζει μεταβλητότητα έως τρεις τάξεις μεγέθους ανεξαρτήτως εποχικότητας (Moustaka-Gouni αδημοσίευτα δεδομένα). Γι αυτό και ως παράμετρος, σύμφωνα με την Οδηγία, θεωρείται ότι μπορεί να δημιουργήσει σύγχυση στην αξιολόγηση εάν δεν συνοδεύεται από μικροσκοπική ανάλυση (Moustaka-Gouni, 1989). Και αυτό γιατί η περιεχόμενη στο φυτοπλαγκτό χλωροφύλλη εξαρτάται από τη σύνθεση των ειδών, το μέγεθος των οργανισμών, τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Για να χρησιμοποιηθεί η χλωροφύλλη α ως παράμετρος θα πρέπει να είναι γνωστή η σύνθεση του φυτοπλαγκτού και των αιωρούμενων σωματιδίων στο νερό (Μουστάκα, 2011). 5.4.2 Βιομάζα-Βιοόγκος φυτοπλαγκτού Στην παρούσα εργασία έγινε μια πρώτη προσπάθεια καθορισμού νέων ορίων για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας με βάση τη βιομάζα του φυτοπλαγκτού. Μέσα στην Οδηγία γίνεται έμμεση αναφορά στην παράμετρο αυτή, καθώς είναι εκφρασμένη ως χλωροφύλλη α. 58

Συζήτηση Με βάση τα όρια που προτέινονται φαίνεται ότι οι περισσότεροι σταθμοί παρουσιάζουν καλή οικολογική ποιότητα, εκτός από τους σταθμούς 4 και 6 που η ποιότητα εκτιμάται κατώτερη της καλής. Η ποιότητα τωνσταθμών ίσως επηρεάζεται σε κάποιο βαθμό από τις ανθρωπογενείς πιέσεις που δέχεται το υδάτινο περιβάλλον στις περιοχές αυτές, καθώς και στους 2 σταθμούς τα δείγματα λήφθηκαν από περιοχή κοντά σε λιμάνι (αλιευτικό καταφύγιο Αγγελοχωρίου και λιμάνι Ν. Μηχανιώνας). 5.4.3 Ανθίσεις Φυτοπλαγκτού Οι ανθίσεις νερού είναι ενδεικτικές ευτροφισμού και υποβάθμισης της ποιότητας του νερού των υδάτινων συστημάτων. Συνδέονται με φαινόμενα χρωματισμού του νερού (κόκκινο, καφέ, πράσινο), ανοξικών συνθηκών και ενίοτε απελευθέρωση τοξινών από τοξικά είδη (Sellner et al., 2003). Ανθίσεις φυτοπλαγκτικών οργανισμών παρουσίασαν όλοι οι σταθμοί, εκτός από τους 5 και 8. Από τους οργανισμούς που εμφάνισαν άνθιση η πιο σημαντική ήταν του οργανισμού Gonyaulax sp. που σημειώθηκε στο Στ.6 σε δυο διαδοχικές δειγματοληψίες (μήνας Οκτώβριος) καθώς θα μπορούσε να επιφέρει αρνητικές επιπτώσεις στο οικοσύστημα (Εικόνα 5.1). Είδη του γένους Gonyaulax ενοχοποιούνται για φαινόμενα ανθίσεων επιβλαβών μικροφυκών (Harmful Algal Blooms-HABs), ερυθράς παλίρροιας και θανάτου ψαριών και ασπονδύλων (Hallegraeff et al., 2003). Το γένος αυτό έχει καταγραφεί και σε παλιότερες μελέτες στο Θερμαϊκό (Nikolaidis & Moustaka-Gouni, 1990; Giannakourou et al., 2005) χωρίς όμως να εμφανίζει άνθιση. 59

Συζήτηση Εικόνα 5.1: Άτομα του είδους Gonyaulax sp. στα δείγματα του Στ.6 τον Οκτώβριο. Figure 5.1: Gonyaulax sp. species in the sample of October at the sampling site 6. Στο σταθμό 6 το μήνα Οκτώβριο καταγράφηκαν και αρκετά άτομα ενός ακόμη δυνητικά τοξικού οργανισμού, του Ostreopsis sp. (Εικόνα 5.2), η αφθονία του οποίου δεν ήταν τέτοια που να οδηγήσει σε σχηματισμό άνθισης. Ωστόσο το αξιοσημείωτο είναι ότι άτομα του γένους καταγράφηκαν στο Θερμαϊκό κόλπο και παλαιότερα (Aligizaki et al., 2006; Aligizaki et al., 2008) και συγκεκριμένα στην ανατολική πλευρά του (περιοχή της Μηχανιώνας και του Αγγελοχωρίου) (Aligizaki et al., 2006). Εικόνα 5.2: Άτομα του είδους Ostreopsis sp. στα δείγματα του Στ.6 το μήνα Οκτώβριο. Figure 5.2: Ostreopsis sp. species in the sample of October at the sampling site 6. 60