Μεγάλης κλίμακας επιπτώσεις ανθρωπογενών δραστηριοτήτων στο βενθικό οικοσύστημα: επανεξέταση των βενθικών κοινοτήτων 20 χρόνια μετά

Abstract

Long-term ecological studies are considered fundamental for understanding complex ecological dynamics and global change effects and also enhance many aspects of conservation practice and policy. Although long-term time series monitoring benthic ecosystem are rare, long-term comparisons with historical data can be efficiently used to infer temporal changes in diversity and community composition. In this context, three different benthic macrofaunal communities were studied in a period of about 20-25 years long. Identical sampling design, season, techniques and protocols were followed in both studies in order to minimize bias in the long-term comparisons.The first case concerned the indirect effects of aquaculture on the benthic ecosystem in a semi-closed bay (Cephalonia, Ionian Sea) where a relatively large fish farm has been operating since 1982. The environmental impacts of fish farming on benthic ecosystems beneath the fish cages have been widely addressed the past decades. However, the chronic release of nutrients can cause a shift in local primary productivity and a chronic increase in the sedimentation of organic material at a large spatial scale which could be reflected in benthic ecosystems. Results from the recent samplings (2014 and 2015) were compared to historical data obtained in 1996 and 2001, in order to detect if nutrient release that could impact phytoplankton dynamics in the bay could indirectly alter benthic communities, as well. Macrofaunal communities have not shown deterioration but rather a small, yet statistically significant, improvement in diversity indices and ecological status indicators, and no significant change regarding bioturbation potential. This indicated that processes involved in nutrient consumption and transfer are highly effective in such an oligotrophic environment.In the next case, changes in the benthic community on a traditional fishing ground in the eastern Mediterranean were addressed after an 18-years period. An improvement in diversity metrics and ecological quality status were detected and according to local fishermen ascribed to the Greek economic crisis. Specifically, there was a modest increase in species richness, total abundance and ecological status in the unaffected zone and more pronounced improvement in the trawled zone pointing at a possible link to a decrease in fishing effort. This upturn emphasized the strong link between financial activities and ecology. The present study underlines the multiple and variable effects of economy not only on countries and citizens but also on the environment and ecosystem conservation and management.Finally, a bathymetric transect in the north coast of Crete first studied in 1989, has been revisited 24 years later. This comprehensive macrofaunal dataset revealed changes in benthic diversity and community composition between the sampling periods. The recorded changes were higher at the stations located close to the coastal zone. Nevertheless, the ecological status remained stable and above the threshold values for good ecological status. The latest results indicated that changes in the benthic community seem to have been driven by local anthropogenic factors and stochasticity and less by large-scale factors such as climate change and nutrients influxes in the entire Mediterranean Basin.

Οι μακράς χρονικής κλίμακας οικολογικές μελέτες θεωρούνται θεμελιώδεις για την κατανόηση της περίπλοκης δυναμικής των θαλάσσιων οικοσυστημάτων και των επιπτώσεων που έχει η πλανητική αλλαγή σε αυτά. Επιπλέον, ενισχύουν πολλές πτυχές των πρακτικών διαχείρισης των οικοσυστημάτων και την χάραξη πολιτικής για την αντιμετώπιση κρίσιμων ζητημάτων όπως είναι η κλιματική αλλαγή και η εισβολή αλλόχθονων ειδών. Παρόλο που μεγάλες χρονοσειρές με δεδομένων που αφορούν τα βενθικά οικοσυστήματα είναι σχετικά σπάνιες, η σύγκριση πρόσφατων δεδομένων με ιστορικά θεωρείται ένα ουσιαστικό βήμα στην εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικών με τις αιτίες που ευθύνονται για τις αλλαγές στην ποικιλότητα και τη σύνθεση των βενθικών κοινοτήτων. Με αυτή την οπτική, μελετήθηκαν οι μακροχρόνιες αλλαγές σε τρεις διαφορετικές κοινότητες βενθικών μακροασπονδύλων, με χρονική απόσταση ανάμεσα στις δειγματοληπτικές περιόδους 20-25 έτη. Ανάμεσα στις δύο δειγματοληψίες ο πειραματικός σχεδιασμός, οι τεχνικές και τα πρωτόκολλα δειγματοληψίας ήταν πανομοιότυπος για να ελαχιστοποιηθούν οι διαφορές που οφείλονται στη μεταχείριση των δειγμάτων.Η πρώτη περίπτωση αφορούσε τις έμμεσες επιπτώσεις της ιχθυοκαλλιέργειας στο βενθικό οικοσύστημα σε έναν σχετικά κλειστό κόλπο (Κεφαλονιά, Ιόνιο Πέλαγος) όπου λειτουργεί ένα ιχθυοτροφείο από το 1982. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ιχθυοκαλλιέργειας στα βενθικά οικοσυστήματα κάτω από τα κλουβιά των ιχθύων έχουν εξεταστεί ευρέως τις τελευταίες δεκαετίες. Ωστόσο, η χρόνια απελευθέρωση θρεπτικών μπορεί να προκαλέσει τοπικά αλλαγή στη πρωτογενή παραγωγικότητα και αύξηση του καθιζάνοντος οργανικού υλικού σε μεγάλη χωρική κλίμακα, γεγονός που δύναται να επηρεάσει τα βενθικά οικοσυστήματα. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την πρόσφατη δειγματοληψία (2014-2015) συγκρίθηκαν με ιστορικά δεδομένα που συλλέχθηκαν το 1996 και το 2001, με σκοπό να εξεταστεί εάν η απελευθέρωση θρεπτικών μέσω της επίδρασης στη δυναμική του φυτοπλαγκτού θα μπορούσε να επηρεάσει έμμεσα και τις βενθικές κοινότητες. Αυτό που παρατηρήθηκε είναι μια μικρή αλλά στατιστικά σημαντική βελτίωση στους δείκτες ποικιλότητας και τους δείκτες οικολογικής κατάστασης της βενθικής κοινότητας με το χρόνο, αλλά καμία στατιστικά σημαντική αλλαγή όσον αφορά την ικανότητά της για βιοανάδευση. Συνεπώς, οι διεργασίες που σχετίζονται με την κατανάλωση και μεταφορά θρεπτικών σε ανώτερα τροφικά επίπεδα είναι εξαιρετικά αποτελεσματικές σε ένα τέτοιο ολιγοτροφικό περιβάλλον.Στην επόμενη περίπτωση, μελετήθηκαν οι αλλαγές στην βενθική κοινότητα σε ένα παραδοσιακό αλιευτικό πεδίο στην ανατολική Μεσόγειο έπειτα από 18 χρόνια. Και σε αυτή την περίπτωση παρατηρήθηκε μία βελτίωση στους δείκτες ποικιλότητας και οικολογικής ποιότητας, η οποία αποδόθηκε από τους αλιείς στην επίδραση της οικονομικής κρίσης που έπληξε την Ελλάδα. Συγκεκριμένα, οι περιοχές που δεν αλιεύονταν με τη χρήση βενθικών συρόμενων εργαλέιων εμφάνησαν μέτρια αύξηση στον αριθμό των ειδών, στην αφθονία και στην οικολογική ποιότητα, αντίθετα περιοχές οι οποίες βρίσκονταν στην ζώνη επίδρασης της τράτας εμφάνησαν εντονότερη βελτίωση. Το γεγονός αυτό δείχνει ότι πιθανώς υπήρξε μείωση της αλιευτικής προσπάθειας στην περιοχή από το 1995 έως σήμερα εν μέρει λόγω της οικονομικής κρίσης. Η παρούσα μελέτη υπογραμμίζει τα πολλαπλά και μεταβλητά αποτελέσματα της οικονομίας όχι μόνο στις χώρες και τους πολίτες αλλά και στο περιβάλλον και τη διαχείριση των οικοσυστημάτων.Στην τελευταία περίπτωση, μια βαθυμετρική διατομή στη βόρεια ακτή της Κρήτης που μελετήθηκε για πρώτη φορά το 1989, επανεξετάστηκε 24 χρόνια αργότερα. Η σύγκριση της βενθικής κοινότητας στο χρόνο αποκάλυψε αλλαγές στην ποικιλότητα και τη σύνθεση των ειδών μεταξύ των δύο δειγματοληψιών. Οι αλλαγές αυτές ήταν μεγαλύτερες στους σταθμούς που βρίσκονται κοντά στην παράκτια ζώνη. Παρόλα αυτά, η οικολογική κατάσταση παρέμεινε σταθερή με το χρόνο και πάνω από τα όρια της «καλής» οικολογικής κατάστασης. Επομένως, οι αλλαγές αυτές στη βενθική κοινότητα οφείλονται κυρίως σε τοπικούς ανθρωπογενείς παράγοντες και στην στοχαστικότητα και λιγότερο σε παράγοντες μεγάλης κλίμακας όπως είναι η κλιματική αλλαγή και οι εισροές θρεπτικών σε ολόκληρη τη λεκάνη της Μεσογείου.