Αλληλεπίδραση της διαχείρισης αγροτικών οικοσυστημάτων και παραποτάμιων οικοσυστημάτων του Πηνειού ποταμού της Θεσσαλίας με κριτήριο την ποικιλότητα της ορνιθοπανίδας

Abstract

The intensification of agriculture in recent decades has led to profound changes in the structure and functioning of agricultural ecosystems, resulting in landscape simplification, loss of natural elements, anda significant decline in biodiversity. Riparian ecosystems in particular, which function as high-value ecological corridors within the agricultural landscape, are now among the most degraded ecosystems in Europe. Within this context, the present dissertation investigates the interaction between the management of agricultural and riparian ecosystems of the Pinios River in Thessaly, using the taxonomic and functional diversity of the avifauna as a criterion.The study area was defined within a section of the Thessalian plain in the Regional Unit of Larissa, covering an area of approximately 125 km². It includes an intensively cultivated agricultural landscape dominated by annual crops, as well as riparian ecosystems of the Pinios River. The river and its riparian zones are currently subject to intense pressures, such as diffuse agricultural pollution, overexploitation of water resources, hydromorphological alterations, and the impacts of climate change. Avifauna was selected as the study group due to its high sensitivity to environmental changes and its suitability as a bioindicator. Using Copernicus and Corine Land Cover 2018 geospatial data and the application of Geographic Information Systems, 60 sampling stations were established in three habitattypes: riparian ecosystems (R), green elements of the agricultural landscape such as hedgerows (G), andannual crops (C). Bird surveys were carried out using the point count method, while data on vegetation and environmental parameters were collected in parallel. For each species, a set of functional traits was determined (diet, nesting site, foraging strategy, biomass, dependence on vegetation). Indices of taxonomic and functional diversity were calculated, true species richness was estimated, models correlating species richness with habitat parameters were applied, and multivariate analyses (NMDS, RLQ, fourth-corner) were conducted. A total of 85 bird species were recorded. The highest taxonomic and functional diversity was observed at the sampling stations of riparian habitats. Green elements exhibited intermediate taxonomic and functional diversity, while croplands showed the lowest taxonomic diversity and limited functional differentiation. Species richness was positively related to riparian habitats and vegetation width, andnegatively related to distance from the river. NMDS analysis revealed significant differences in community composition among the three habitat types, with clear distinctiveness of riparian ecosystems. RLQ and fourth-corner analyses demonstrated strong relationships between habitat type, vegetation structure, distance from the river, and the functional characteristics of species. Overall, the results highlight the pivotal role of riparian ecosystems and green elements of the agricultural landscape in maintaining both the taxonomic and functional diversity of the avifauna. The conservation and enhancement of these elements are considered essential for the ecological stability, the functionality of agricultural ecosystems, and the sustainability of agricultural production in Thessaly.

Η εντατικοποίηση της γεωργίας τις τελευταίες δεκαετίες έχει επιφέρει έντονες μεταβολές στη δομή και τη λειτουργία των αγροτικών οικοσυστημάτων, οδηγώντας σε απλοποίηση του τοπίου, απώλεια φυσικών στοιχείων και σημαντική μείωση της βιοποικιλότητας. Ιδιαίτερα τα παραποτάμια οικοσυστήματα, τα οποία λειτουργούν ως οικολογικοί διάδρομοι υψηλής αξίας μέσα στο αγροτικό τοπίο, συγκαταλέγονται στα πλέον υποβαθμισμένα οικοσυστήματα της Ευρώπης. Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα διατριβή διερευνά την αλληλεπίδραση της διαχείρισης αγροτικών και παραποτάμιων οικοσυστημάτων του ποταμού Πηνειού στη Θεσσαλία, με κριτήριο την ταξινομική και λειτουργική ποικιλότητα της ορνιθοπανίδας. Η περιοχή έρευνας ορίστηκε σε τμήμα της θεσσαλικής πεδιάδας εντός του νομού Λάρισας, καλύπτοντας έκταση περίπου 125 km². Περιλαμβάνει ένα έντονα καλλιεργούμενο αγροτικό τοπίο με κυρίαρχες ετήσιες καλλιέργειες, καθώς και παραποτάμια οικοσυστήματα του Πηνειού. Ο ποταμός και οι παραποτάμιες ζώνες του βρίσκονται σήμερα υπό καθεστώς έντονων πιέσεων, όπως διάχυτη γεωργική ρύπανση, υπεράντληση υδατικών πόρων, υδρομορφολογικές αλλοιώσεις και επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Η ορνιθοπανίδα επιλέχθηκε ως ομάδα μελέτης λόγω της υψηλής ευαισθησίας της στις περιβαλλοντικές μεταβολές και της καταλληλότητάς της ως βιοδείκτη. Με χρήση γεωχωρικών δεδομένων Copernicus και Corine Land Cover 2018 και εφαρμογή Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, ορίστηκαν 60 δειγματοληπτικοί σταθμοί σε τρεις τύπους ενδιαιτήματος: παραποτάμια οικοσυστήματα (R), πράσινα στοιχεία του αγροτικού τοπίου όπως φυτοφράχτες (G) και ετήσιες καλλιέργειες (C). Η καταγραφή της ορνιθοπανίδας πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο των σημειακών καταμετρήσεων, ενώ παράλληλα συλλέχθηκαν δεδομένα βλάστησης και περιβαλλοντικών παραμέτρων. Για κάθε είδος προσδιορίστηκε σύνολο λειτουργικών γνωρισμάτων (διατροφή, θέση φωλιάσματος, τρόπος τροφοληψίας, βιομάζα, εξάρτηση από τη βλάστηση). Υπολογίστηκαν δείκτες ταξινομικής και λειτουργικής ποικιλότητας, έγινε εκτίμηση πραγματικού πλούτου ειδών, εφαρμόστηκαν μοντέλα συσχέτισης πλούτου ειδών με παραμέτρους των ενδιαιτημάτων και πραγματοποιήθηκαν πολυπαραγοντικές αναλύσεις (NMDS, RLQ, fourth-corner). Καταγράφηκαν συνολικά 85 είδη πουλιών. Η υψηλότερη ταξινομική και λειτουργική ποικιλότητα παρατηρήθηκε στους δειγματοληπτικούς σταθμούς των παραποτάμιων ενδιαιτημάτων. Τα πράσινα στοιχεία εμφάνισαν ενδιάμεση ταξινομική και λειτουργική ποικιλότητα, ενώ οι καλλιέργειες παρουσίασαν τη χαμηλότερη ταξινομική ποικιλότητα και περιορισμένη λειτουργική διαφοροποίηση. Ο πλούτος ειδών σχετίστηκε θετικά με τα παραποτάμια ενδιαιτήματα και το πλάτος της βλάστησης, ενώ σχετίστηκε αρνητικά με την απόσταση από το ποτάμι. Η ανάλυση NMDS ανέδειξε σημαντικές διαφορές στη σύνθεσητων κοινοτήτων μεταξύ των τριών τύπων ενδιαιτήματος, με σαφή διακριτότητα των παραποτάμιων οικοσυστημάτων. Οι αναλύσεις RLQ και fourth-corner έδειξαν ισχυρές σχέσεις μεταξύ τύπου ενδιαιτήματος, δομής βλάστησης, απόστασης από το ποτάμι και λειτουργικών χαρακτηριστικών των ειδών.vi Συνολικά, τα αποτελέσματα αναδεικνύουν τον καταλυτικό ρόλο των παραποτάμιων οικοσυστημάτων και των πράσινων στοιχείων του αγροτικού τοπίου στη διατήρηση τόσο της ταξινομικής όσο και της λειτουργικής ποικιλότητας της ορνιθοπανίδας. Η διατήρηση και ενίσχυση αυτών των στοιχείων κρίνεται απαραίτητη για την οικολογική σταθερότητα, τη λειτουργικότητα των αγροτικών οικοσυστημάτων και την αειφορία της γεωργικής παραγωγής στη Θεσσαλία.