Ποσοτική εκτίμηση του θαλάσσιου ευτροφισμού από τις μη σημειακές πηγές ρύπανσης.

Abstract

Βασικό αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτέλεσε η ανάπτυξη της κατάλληλης μεθοδολογίας μελέτης και ποσοτικοποίησης της συμβολής των μη σημειακών πηγών ρύπανσης και ειδικότερα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων, στο θαλάσσιου ευτροφισμό. Για την επίτευξη αυτού του σκοπού, ο πειραματικός σχεδιασμός, η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων και η εξαγωγή των συμπερασμάτων βασίστηκαν στη συνδυασμένη μελέτη της δυναμικής του χερσαίου και του θαλάσσιου οικοσυτήματος του κόλπου της Γέρας, στη νήσο Λέσβο. Η επιλογή αυτής της περιοχής καθορίστηκε τόσο από την αγροτική της δραστηριότητα όσο και από την φυσιογνωμία των φυτικών της διαπλάσεων, που αποτελούν τους αντιπροσωπευτικούς τύπους του μεσογειακού οικοσυστήματος και είναι άμεσα συνυφασμένες με την παρουσία της ελιάς. Ην κατανόηση της δυναμικής του χερσαίου τμήματος προέκυψε μέσα πό τη συγκριτική μελέτη των ετήσιων κύκλων μεταβολής ανόργανων θρεπτικών-οργανικού αζώτου και διάβρωσης στις κυριότερες φυτικές διαπλάσεις της περιοχής. Από τη μελέτη αυτή διαφάνηκε ότι τα υψηλότερα επίπεδα και η εντονότερη χρονική μεταβλητότητα των θρεπτικών παρατηρούνται στις ζώνες του χερσαίου τμήματος που επιδέχονται ανθρωπογενείς δραστηριότητες όπως είναι η γεωργία και η κτηνοτροφία. Αντίθετα, οι κύκλοι των θρεπτικών στα σταθερά ή κλειστά οικοσυστήματα των ακαλλιέργητων ελαιώνων και των οικοσυστημάτων της μακίας βλάστησης, παρουσιάζουν μικρότερη μεταβλητότητα στο χρόνο και μεγαλύτερες τιμές της διάβρωσης, ιδιαίτερα στα μεγάλα υψόμετρα, η οποία οδηγεί στη μακροπρόθεσμη υποβάθμισή τους. Η κατανόηση της δυναμικής του θαλάσσιου οικοσυστήματος του κόλπου προέκυψε μέσα από την μελέτη των ετήσιων κύκλων μεταβολής ανόργανων θρεπτικών-φυτοπλαγκτού-βακτηρίων και οργανικού αζώτου. Οι τιμές των χημικών και των βιολογικών παραμέτρων κυμαίνονται σε σαφέστατα υψηλότερα επίπεδα σε σχέση με τα ολιγότροφα νερά του Αιγαίου πελάγους, Εποχιακότητα χαρακτηρίζει τους ετήσιους κύκλους μεταβολής των περισσοτέρων χημικών και βιολογικών παραμέτρων με τις μέγιστες τιμές των συγκεντρώσεων να παρατηρούνται τους χειμερινούς (νιτρικά, νιτρώση, φωσφορικά) ή τους εαρινούς μήνες (αμμωνία, οργανικό άζωτο, χλωροφύλλης α, ολικά βακτήρια). Η σύνδεση των διεργασιών των δύο οικοσυστημάτων πραγματοποιήθηκε με την ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου στο οποίο ενσωματώθηκαν τα σημαντικότερα σημειακά και μη σημειακά φορτία θρεπτικών για τον επιμερισμό της συνεισφοράς τους στην εμφάνιση εύτροφων τάσεων. Περιοριστικός παράγοντας της φυτοπλαγκτονικής θρέψης, από τα μέσα Νοεμβρίου μέχρι το Μάρτιο, είναι οι φυσικές συνθήκες (φως, θερμοκρασία), ενώ το υπόλοιπο χρόνο η πρωτογενής παραγωγή εξαρτάται από την επάρκεια ανόργανων θρεπτικών και ειδικότερα ανόργανου αζώτου. Πρωτεύοντα ρόλο στη τροφοδοσία της πρωτογενούς παραγωγής έχουν τα αμμωνιακά, οι μεγαλύτερες ποσότητες των οποίων προέρχονται από την ανακύκλωση αζωτούχων οργανικών ενώσεων από τα βακτήρια. Οι μη σημειακές πηγές ρύπανσης στο οικοσύστημα του κόλπου της Γέρας, αποκτούν ιδιαίτερα σημασία τους χειμερινούς μήνες μέχρι και τον Απρίλιο. Στο χρονικό διάστημα της μελέτης του οικοσυτήματος παρατηρήθηκαν τέσσεις με πέντε αιχμές που συνδέονται με παρατεταμένα χρονικά διαστήματα έντονων βροχοπτώσεων, ενώ τον υπόλοιπο χρόνο η συμβολή τους είναι μηδενική. Σε μια τέτοια περίοδο αιχμής οι συγκεντρώσεις της αμμωνίας και των νιτρικών της υδάτινης στήλης είνια δυνατόν να παρουσιάσουν αύξηση της τάξης του 40-60% ή και μεγαλύτερη ανάλογα με την ένταση των καιρικών φαινομένων. Η σημασία αυτών των φορτίων για τη λειτουργία του οικοσυτήματος καθορίζεται από μια σειρά από παράγοντες όπως είναι το υδροδυναμικό καθεστώς της περιοχής και η επάρκεια της φωτεινής ακτινοβολίάς. Η καλή σύμπτωση πειραματικών και προσομοιωμένων τιμών για τις περισσότερες μεταβλητές κατάστασης του μοντέλου υποδεικνύει τη δυνατότητα χρήσης του για την εξαγωγή συμπερασμάτων όσον αφορά τη δυναμικής παράκτιων περιοχών και την ποσοτικοποίηση της συνεισφοράς ενδογενών και εξωγενών φορτίων θρεπτικών.