Ανάπτυξη και εφαρμογή μεθοδολογιών με χρήση γεωπληροφορικής στο πλαίσιο του θαλάσσιου χωροταξικού σχεδιασμού (ΘΧΣ)

Abstract

In coastal and marine environments, numerous activities take place which might result in two types of conflicts: the user-user conflicts and the user-environment ones. In addition, the existence of these activities exerts pressure on ecosystems, resulting in impacts on the various habitat types and species. Marine/Maritime Spatial Planning (MSP) that is an approach developed to assess and resolve these types of conflicts, and by extension, to protect coastal and marine ecosystems, has acquired increasing popularity and priority around the world. Therefore, there is a need for the development and application of appropriate tools and methodologies which can contribute to its successful implementation. Various methods and methodologies, either existing or new ones, are developed and applied in the framework of this PhD thesis. They include Geoinformatics, combination of Geographical Information Systems (GIS) and Multi-criteria analysis methods (MCA), indicators for assessing the cumulative impact of activities, statistical methods and zoning approaches. In the first chapter, an introduction to MSP and its importance is presented along with the international, European and national legislative framework for the management and development of MSP. Furthermore, the area selected for the case study is described, that is the Cyclades in the Aegean Sea, Eastern Mediterranean. The current activities in the marine and coastal area are recorded, and stored as GIS layers in a geospatial database developed for this purpose. In the second chapter, the purpose of this thesis and its innovation are described. In the third one, a literature review of the existing approaches to MSP and the methodologies developed during its implementation in the different seas of Europe, America and Australia, is performed. In the three following chapters, the adoption and application of appropriate methodologies to support MSP in the study area are presented. In particular, in the fourth chapter a methodology for ranking the detected conflicts in the marine environment according to their intensity is proposed, using a combination of GIS and MCA. The methodology involves the creation of a matrix of conflicts to define the conflicting activities, based on the current legislation, the identification and delineation of the conflicting activities in the area using spatial analysis tools, and finally the application of MCA for evaluating and ranking the intensity of these conflicts. Suggestions for supporting effective MSP in the study area are also provided. In the fifth chapter an existing methodology is adopted, specifically, the Cumulative Impact Assessment (CIA) approach, which has been applied to assess and map the impacts of 14 marine and coastal activities to 8 ecosystems at a local scale; highlighting the areas where potential cumulative impacts emerge and identifying the most affected ecosystems. Moreover, the results of the CIA approach were overlaid with the current activities in the study area and the detected conflicts, indicating therefore, whether the presence of multiple activities and increased number of conflicts lead to increased cumulative impacts. Finally, an a posteriori multi-use zoning scheme is proposed in the sixth chapter, for the management of marine activities at a local level. More specifically, the marine and coastal activities in the Cyclades study area were mapped based on the current European/Greek legislation and regional/local regulations, resulting in the creation of six (6) standard or de facto zones and sub-zones. In addition, the proposed zoning scheme was tested against the results of the cumulative impact assessment to assess its effectiveness in the protection of the marine ecosystems. The conclusions derived from the adoption, development and application of the above methodologies and the corresponding results, are presented in chapter seven. Proposals for further research that could be carried out in the framework of an integrated MSP development in the Greek territorial waters is also provided.

Στο παράκτιο και θαλάσσιο περιβάλλον λαμβάνουν χώρα πολλαπλές δραστηριότητες που δύναται να οδηγήσουν σε συγκρούσεις τόσο μεταξύ τους όσο και μεταξύ αυτών και του περιβάλλοντος. Επιπλέον, λόγω των δραστηριοτήτων αυτών ασκούνται πιέσεις στα οικοσυστήματα, με αποτέλεσμα να προκαλούνται αρνητικές επιπτώσεις στους διάφορους τύπους οικοτόπων και ειδών. Ο Θαλάσσιος Χωροταξικός Σχεδιασμός (ΘΧΣ) είναι μια προσέγγιση που αναπτύχθηκε με στόχο την αξιολόγηση και την επίλυση αυτού του είδους των συγκρούσεων, και κατ' επέκταση, την προστασία των παράκτιων και θαλάσσιων οικοσυστημάτων. Για τον λόγο αυτό έχει αποκτήσει προτεραιότητα σε πολλά μέρη του κόσμου και η εφαρμογή του έχει δημιουργήσει την ανάγκη για την ανάπτυξη και εφαρμογή κατάλληλων εργαλείων και μεθοδολογιών τα οποία δύναται να συμβάλουν στην επιτυχή υλοποίησή του. Στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής (Δ.Δ.) αναπτύσσονται και εφαρμόζονται κατάλληλες μεθοδολογίες χρησιμοποιώντας εργαλεία γεωπληροφορικής, οι οποίες υποβοηθούν στην εφαρμογή του ΘΧΣ. Πιο συγκεκριμένα συνδυάζονται Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ) και μέθοδοι πολυκριτηριακής ανάλυσης, δείκτες εκτίμησης των σωρευτικών επιπτώσεων των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, στατιστικές μέθοδοι και προτείνονται μεθοδολογίες ανάπτυξης σχεδίων ζώνωσης. Στο πρώτο κεφάλαιο της Δ.Δ. γίνεται εισαγωγή στον ΘΧΣ και τη σημασία του, όπου μεταξύ άλλων (α) παρουσιάζεται το διεθνές, ευρωπαϊκό και εθνικό νομοθετικό πλαίσιο διαχείρισης και ανάπτυξης ΘΧΣ, (β) περιγράφεται η περιοχή που επιλέχθηκε ως μελέτη περίπτωσης, οι Κυκλάδες στο Αιγαίο Πέλαγος (γ) καταγράφονται οι υφιστάμενες δραστηριότητες στον θαλάσσιο και παράκτιο χώρο της υπό μελέτη περιοχής, και (δ) περιγράφεται η γεωχωρική βάση δεδομένων σε περιβάλλον ΓΣΠ που αναπτύχθηκε για την αποθήκευση της χωρικής πληροφορίας που συλλέχθηκε. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο σκοπός της Δ.Δ. και η καινοτομία της, ενώ στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση των υφιστάμενων προσεγγίσεων για τον ΘΧΣ και των μεθοδολογιών που έχουν εφαρμοστεί στο πλαίσιο υλοποίησής του στις διάφορες θάλασσες της Ευρώπης, της Αμερικής και της Αυστραλίας. Στα τρία κεφάλαια που ακολουθούν παρουσιάζεται η ανάπτυξη κατάλληλων μεθοδολογιών και η εφαρμογή τους στην υπό μελέτη περιοχή. Συγκεκριμένα στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται μια μεθοδολογία για την ιεράρχηση των συγκρούσεων που ανιχνεύονται σε ένα παράκτιο και θαλάσσιο περιβάλλον ανάλογα με την έντασή τους, συνδυάζοντας τα ΓΣΠ και μεθόδους πολυκριτηριακής ανάλυσης. Η μεθοδολογία περιλαμβάνει τη δημιουργία του πίνακα συγκρούσεων για τον προσδιορισμό των μη συμβατών δραστηριοτήτων με βάση την ισχύουσα νομοθεσία, τον εντοπισμό και την οριοθέτηση των συγκρούσεων στην περιοχή μελέτης με χρήση εργαλείων χωρικής ανάλυσης και τέλος την εφαρμογή της πολυκριτηριακής μεθόδου Κυρίαρχου Σήματος (Regime method) για την αξιολόγηση και ιεράρχηση αυτών των συγκρούσεων βάσει της έντασής τους.Στο πέμπτο κεφάλαιο χρησιμοποιήθηκε μια υφιστάμενη μεθοδολογία, η οποία προσαρμόστηκε στην περιοχή μελέτης. Συγκεκριμένα η μεθοδολογία της εκτίμησης των σωρευτικών επιπτώσεων των θαλάσσιων και παράκτιων δραστηριοτήτων σε οικοσυστήματα της περιοχής μελέτης, και η χαρτογράφηση της έντασής τους με στόχο την ανάδειξη της αποτελεσματικότητας της. Τα αποτελέσματα της προσέγγισης αυτής συνδυάζονται με τις υφιστάμενες δραστηριότητες που απαντώνται στην περιοχή μελέτης και τις αντίστοιχες μεταξύ τους συγκρούσεις που ανιχνεύονται, αναδεικνύοντας τη σχέση της παρουσίας πολλαπλών δραστηριοτήτων και αυξημένου αριθμού συγκρούσεων με την ένταση των σωρευτικών επιπτώσεων. Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο προτείνεται ένα a posteriori σχέδιο ζωνών πολλαπλών χρήσεων για τη διαχείριση των θαλάσσιων δραστηριοτήτων σε τοπικό επίπεδο. Συγκεκριμένα, χαρτογραφήθηκαν οι υφιστάμενες θαλάσσιες και παράκτιες δραστηριότητες στην περιοχή μελέτης βάσει της ισχύουσας ευρωπαϊκής/ελληνικής νομοθεσίας και των περιφερειακών/τοπικών κανονισμών, με αποτέλεσμα τη δημιουργία έξι (6) τυπικών ή de facto ζωνών και υποζωνών. Επιπρόσθετα, το προτεινόμενο σχέδιο ζώνωσης χρησιμοποιήθηκε σε συνδυασμό με τα αποτελέσματα της μεθοδολογίας αξιολόγησης των σωρευτικών επιπτώσεων των δραστηριοτήτων (Κεφάλαιο 5), προκειμένου να αξιολογηθεί η αποδοτικότητα του αναφορικά με την προστασία των θαλάσσιων οικοσυστημάτων. Η διδακτορική διατριβή ολοκληρώνεται με την παρουσίαση των συμπερασμάτων που εξήχθησαν από την ανάπτυξη και εφαρμογή των παραπάνω μεθοδολογιών και των αποτελεσμάτων τους, καθώς και με προτάσεις για περαιτέρω έρευνα που δύναται να διεξαχθεί στο πλαίσιο ανάπτυξης ενός ολοκληρωμένου ΘΧΣ στον Ελλαδικό χώρο.