Issuu on Google+

Λίμνη Τριχωνίδα ΑΣΚΗΣΗ ΥΠΑΙΘΡΟΥ 30 & 31 Μαρτίου 2014 για το μάθημα

Οικολογία Επιφανειακών Συστημάτων Ομάδα 47 Εξάρχου Σπυριδούλα Θεοδώρου Σοφία Ντόρλα Αγγελική Χοτζάρ Νεϊλάν

ΤΟΜΕΑΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ & ΤΑΞΙΝΟΜΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ


Λίγα λόγια για τη   Λίμνη Τριχωνίδα   Η  λίμνη  Τριχωνίδα,  η  μεγαλύτερη  από  τις  πέντε  λίμνες  της  Αιτωλοακαρνανίας,  έχει  επιφάνεια  περίπου  97  Km2  και  μέγιστο  μήκος  γύρω  στα  19  km.  Ανήκει  στην  ομάδα  των  «θερμών  μονομεικτικών  λιμνών»  και  είναι  καρστικού τύπου.  Η δημιουργία της τοποθετείται πριν από  την  παγετώδη  περίοδο,  με  ηλικία  μεγαλύτερης  των  10.000  ετών,  η  οποία  γενικά  χαρακτηρίζει  τις  παγετώδεις  λίμνες.  Βρίσκεται  σε  κρυπτοβύθισμα,  αφού  το  βαθύτερο  τμήμα  της  λιμναίας  λεκάνης  της  βρίσκεται  κάτω  από  τη  μέση  στάθμη  της  επιφάνειας  της  θάλασσας.  H  περιοχή  από  την  οποία  συλλέγει  τα  νερά  της  έχει  έκταση  215  τετραγωνικά χιλιόμετρα.    

  Από  χημική  άποψη,  οι  λίμνες  της  Αιτωλοακαρνανίας  ανήκουν  σε  δύο  ομάδες:  η  Τριχωνίδα  και  η  Λυσιμαχία  ανήκουν  στις  ανθρακικού  τύπου,  ενώ  η  Αμβρακία  στις  λίμνες  θειϊκού  τύπου  (προφανώς  λόγω  κοιτασμάτων  γύψου  στο  καρστικό  περιβάλλον  αυτής  της  λίμνης).  Οι  λίμνες  αυτές  είναι  ολιγο‐  έως  μεσοτροφικές,  αλλά  στις  μέρες  μας,  έχουν  εμπλουτιστεί  με  θρεπτικά  στοιχεία από διάφορες πηγές.  

2

Ο  ευτροφισμός  εκφράζεται  κυρίως  με  τη  συγκέντρωση  φωσφόρου  και  αζώτου  στο  υπολίμνιο  της  λίμνης  Τριχωνίδας  και  Αμβρακίας.Τα  οικοσυστήματα  της  Tριχωνίδας  βρίσκονται  σε  συνεχή  αλληλεπίδραση  με  τα  γειτονικά  οικοσυστήματα  του  Παναιτωλικού,  του  Aράκυνθου,  των  βουνών  της  Nαυπακτίας,  του  κάμπου  του  Aγρινίου,  της  Mακρυνείας  και  της  λίμνης  Λυσιμαχίας.  Κάθε  μεταβολή  σε  κάποιο  από  τα  γειτονικά  οικοσυστήματα, έχει επίδραση και στο  οικοσύστημα της λίμνης που μελετάμε.  Σήμερα  η  παραλίμνια  βλάστηση  της  Tριχωνίδας  είναι  πιο  αραιή,  αλλά  παραμένει πάντα πλούσια σε σχέση με  άλλες  λίμνες  της  Ελλάδας.  Είναι  περιοχή    οικολογικής  σημασίας  και  είναι ενταγμένη στο Δίκτυο Natura.   

Βλάστηση    Η  βλάστησή  της  σήμερα  αποτελείται  από  πλατάνια,  φράξους,  ιτιές,  λεύκες,  καβάκια,  σκλήθρα,  λυγαριές,  κυπαρίσσια, δάφνες, πικροδάφνες κ.α.  Στις  πλαγιές  των  παραλίμνιων  λόφων  κυριαρχεί  η  μεσογειακή  μακία,  που  απαρτίζεται  από  σχίνα,  σπάρτα,  κουμαριές,  ρείκια,  φιλύκια,  κουτσουπιές,  χαρουπιές,  τρικουκιές,  παλιούρια, ασφάκες και θυμάρι.    Πάνω  από  τη  λίμνη,  λίγο  πιο  έξω  από  το χωριό Πετροχώρι, πηγαίνοντας προς  την  Aνάληψη,  υπάρχει  ακόμη  ένα  αρκετά  μεγάλο  κατάλοιπο  δάσους  με  αιωνόβιες  ήμερες  βελανιδιές  (Quercus  macrolepis).  Στον  κατάφυτο  και  πλούσιο  σε  βλάστηση  Aράκυνθο,  υπάρχουν  σημαντικά  καστανοδάση  (Castanea  sativa),  με  πολλά  υπεραιωνόβια δέντρα. 


Κοντά  στη  λίμνη  παρατηρούμε  πλήθος  από ελαιώνες και περιβόλια με διάφορα  εσπεριδοειδή,  που  την  περίοδο  της  ανθοφορίας το άρωμά τους πραγματικά  μεθά  τον  επισκέπτη.  Είναι  γνωστά  τα  πορτοκάλια της Tριχωνίδας με το όνομα  σαγκουίνια  Γουρίτσας.  Στις  όχθες  της  λίμνης  κυρίαρχα  είδη  είναι  τα  καλάμια  (Phragmites communis), τα νεροκάλαμα  (Arundo  donax)  και  τα  ψαθιά  (Typha  angustifolia).  Στα  νερά  επιπλέουν  τα  λευκά  όμορφα  νούφαρα  (Nymphaea  alba).  Άλλα  σπάνια  επιπλέοντα  φυτά  είναι  το  Hydrocharis  morsus‐ranae  και  το Myriophyllum spicatum. 

  Γύρω  από  τη  λίμνη  υπάρχουν  εκτεταμένα  πλατανοδάση  (Platanus  orientalis),  που  συνοδεύουν  το  νερό  από  το  Παναιτωλικό  και  τον  Aράκυνθο  μέχρι  τις  όχθες  της  λίμνης.  H  περιοχή  είναι  πλούσια  σε  νερά,  που  δημιουργούν  όμορφες  κοιλάδες,  ενώ  δεκάδες  ποταμάκια  με  μικρούς  καταρράκτες, και μικρά γάργαρα ρυάκια  που  έρχονται  από  το  Παναιτωλικό,  κυλούν  βιαστικά  προς  την  Tριχωνίδα,  πλαισιωμένα  στις  όχθες  τους  από  πικροδάφνες, λυγαριές και μέντες. 

Πανίδα    Στην  Τριχωνίδα  έχουν  παρατηρηθεί  πάνω  από  140  είδη  πουλιών.  Τα  30  από  αυτά  ανήκουν  στα  απειλούμενα  με  εξαφάνιση  είδη  γι’  αυτό  και   προστατεύονται  αυστηρά  από  την  κοινοτική  νομοθεσία.  Μεγάλη  αξία  έχει  επίσης  η  ιχθυοπανίδα  της  λίμνης  και  εδώ  υπάρχουν  ενδημικά  είδη  και  σπάνια ψάρια του γλυκού νερού όπως  η  Γουρνάρα,  η  Τσερούκλα,  το  Στρωσίδι,  η  Τριχωνοβελονίτσα,  το  Γλανίδι,  ο  Νανογοβιός  (που  είναι  ενδημικό  της  Τριχωνίδας  και  το  μήκος  του  είναι  μόλις  2  εκατοστά),  Κυπρίνι  (Γριβάδι),  Χέλι  κ.α.  Στα  νερά  της  ζουν  ακόμη  σπόγγοι,  οστρακώδη  και  μαλάκια.  Στα  νερά  των  ρεμάτων,  κυρίως στις εκβολές τους, ζουν αρκετά  ψάρια  όπως:  η  Μπούλκα,  η  Μπριάνα,  η Λιάρα, η Νιάσκα (Τσίμα).    H  περιοχή  είναι  επίσης  από  τις  πιο  πλούσιες  της  Aιτωλοακαρνανίας  σε  αμφίβια  και  ερπετά.  Εδώ  υπάρχουν  ο  δενδροβάτραχος  (Hyla  arborea)  και  άλλα  είδη  βατράχων  (Rana  graeca,  Rana  ridibunda,  Rana  dalmatina).  Παρατηρούνται  ακόμη,  φρύνοι  (Bufo  bufo) και πρασινόφρυνοι (Bufo viridis). 

 

  (πηγές http://www.epoxi.gr/seeing2.htm, http://el.wikipedia.org/wiki/)     

3


Άσκηση 1  Χαρακτηριστικά της υδάτινης λεκάνης – Μορφομετρία   

Εισαγωγή  Η  λιμνολογική  μελέτη  μιας  λίμνης  ή  ενός  ποταμού  απαιτεί  συχνά  λεπτομερή  γνώση  των  μορφομετρικών  χαρακτηριστικών  της  λεκάνης.  Μετρήσεις  του  βάθους,  της  επιφάνειας  του  ιζήματος  του  όγκου  και  της  επιφάνειας  των  υδάτινων  στρωμάτων  και  των  χαρακτηριστικών  της  γραμμής  αιγιαλού, είναι απόλυτα απαραίτητες για τη σωστή εκτίμηση των βιολογικών,  χημικών  και  φυσικών  ιδιοτήτων  των  γλυκών  νερών.  Οι  μορφομετρικές  παράμετροι  χρειάζονται  για  παράδειγμα  στις  περιπτώσεις όπου πρόκειται να εκτιμηθούν:   

 

 η διάβρωση,   ο ρυθμός εισόδου και οι μεταβολές των συγκεντρώσεων των θρεπτικών αλάτων,   το θερμικό περιεχόμενο και θερμική σταθερότητα της υδάτινης μάζας   η παραγωγικότητα (πρωτογενής και δευτερογενής)   η  συνολική  παραγωγή  καθώς  και  άλλα  λειτουργικά  και  δομικά  χαρακτηριστικά  του  οικοσυστήματος. 

 

  Οι  τεχνικές  διαχείρισης  του  οικοσυστήματος  όπως  η  ρύθμιση  του  εισερχόμενου  φορτίου  θρεπτικών  ή  η  εκλεκτική  αποκομιδή  μέρους  των  βιολογικών  πληθυσμών  απαιτούν  επίσης  βαθιά  γνώση  της  μορφομετρίας  της  λεκάνης.  Ακριβείς  υδρογραφικοί  χάρτες  λιμνών,  ποταμών  ή  ρυάκων  σπανίως είναι διαθέσιμοι και αρκετά λεπτομερείς ώστε να ικανοποιούν  τις ανάγκες μιας λιμνολογικής  έρευνας.  Το  γεγονός  αυτό  αποτελεί  τον  κανόνα  για  τις  μικρές  υδατοσυλλογές  και  ρύακες.  Εξάλλου,  είναι  χαρακτηριστικό  ότι  η  μορφομετρία  των  λιμνών  και  ποταμών  αλλάζει  με  την  πάροδο  του  χρόνου,  συνεπώς  ακόμα  και  στις  περιπτώσεις  που  υπάρχουν  χάρτες  και  βιβλιογραφικά  δεδομένα  αυτά θα πρέπει να επαληθευτούν.         

4


Εργαστηριακή Εργασία  1 Με βάση τα δεδομένα του Πίνακα 1.1 κατασκευάστε το  περίγραμμα της  υποθετικής  λίμνης. Σημειώστε τον βορρά και την κλίμακα.  Πίνακας 1.1   

Γραμμές  σταθμών  AB    (Βασική  γραμμή)  AC  AD  AE  AF  AG  AH  AI  AJ  AK  AL  AM 

Γωνία μεταξύ  ΑΒ και  γραμμής 

Απόσταση  (m) 

  43.2 

‐‐‐‐ 

58.5  81.5  92.6  109.0  111.5  83.0  80.0  73.5  70.0  62.0  28.5 

13° 26° 38.5° 59° 73° 88° 106° 119.5° 132° 140.5° 154°

Γραμμές  σταθμών  BA  (Βασική  γραμμή) BC BD BE BF BG BH BI BJ BK BL BM

Γωνία μεταξύ  ΑΒ και  γραμμής 

Απόσταση  (m) 

  43.2 

‐‐‐‐ 

19.0 47.5 65.0 94.5 107.0 93.0 101.5 102.0 104.5 99.0 70.0

136°  131°  117°  97.5°  84°  64.5°  50°  39.5°  30.5°  24°  10.5° 

 

Ακολουθεί εικόνα που δημιουργήθηκε στο Corel Draw με τα δεδομένα του παραπάνω πίνακα υπό  κλίμακα 

  2 Από  τα  δεδομένα  του  χάρτη  της  λίμνης  Τριχωνίδας  υπολογίστε  τα  μορφομετρικά  χαρακτηριστικά της λίμνης και συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα:  5


MOΡΦΟΜΕΤΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΛΙΜΝΗΣ ΤΡΙΧΩΝΙΔΑΣ   

Υψόμετρο επιφάνειας 

17 

Μέσο βάθος 

28,022  m 

Μέγιστο μήκος 

18,167 

km  Σχετικό βάθος 

53,36 

Μέγιστο πλάτος 

6,7 

km  Όγκος υδάτων 

2,61 

km3 

58 

Έκταση επιφάνειας 

93,14 

km2 

51090 

Μεταβολή γραμμής αιγιαλού   

Μέγιστο βάθος  Μήκος γραμμής αιγιαλού 

 

Στον παραπάνω πίνακα έχουμε ως δεδομένα το μέγιστο βάθος και το Υψόμετρο Επιφανείας.  Τα υπόλοιπα στοχεία συμπληρώθηκαν κατόπιν των υπολογισμών που έκανε η ομάδα μας όπως αυτοί  αναφέρονται στη συνέχεια.    Για τον υπολογισμό του μέγιστου μήκους και με τη βοήθεια προγράμματος μετρήθηκαν το μέγιστο  μήκος, το μέγιστο πλάτος, το μήκος γραμμής αιγιαλού, η έκταση επιφάνειας. Για τα υπόλοιπα  εφαρμόστηκαν οι τύποι του εργαστηριακού οδηγού και προέκυψαν τα αποτελέσματα που  καταγράφουμε.  Για τον υπολογισμός μέγιστου πλάτους, μήκους: 

 

 

6

 


Για τον υπολογισμό επιφάνειας και μήκους αιγιαλού: 

  Μέσω του google maps και google earth υπολογίζεται με ακρίβεια η γραμμή αιγιαλού και η επιφάνεια  της λίμνης  Area 93135173 meters2 1002498655 feet2 23014.20 acres 35.96 miles2 93.14 km2  Με τον ίδιο τρόπο και αφού «επικολήσουμε» τις ισοβαθείς σε εφαρμογή του προγράμματος  υπολογίζουμε τις επιφάνειες για κάθε ισοβαθή.  Βάθος της επιφάνειας που�� ορίζει η ισοβαθής καμπύλη (m)  0  10  20  30  40  50  58 

Εμβαδόν επιφανείας  (km2)  93,14  75,82  59,70  49,75  24,4  8,2  0,0 

   

 

7


3 Δώστε τα αποτελέσματά σας με μορφή:  α)  υψογραφικής  καμπύλης  (σχέση  επιφάνειας‐βάθους).  Θα  υπολογισθεί  δηλαδή  η  επιφάνεια  της  κάθε  υδάτινης  στιβάδας  (εκεί  όπου  στο  χάρτη  υπάρχουν  ισοβαθείς  καμπύλες)  και  θα  γίνει  γραφική  παράσταση  της  μεταβολής  της  επιφάνειας  σε  συνάρτηση  με το βάθος σε απόλυτες  τιμές και ως ποσοστό.      Βάθος της  επιφάνειας που  ορίζει η ισοβαθής  καμπύλη (m) 

Εμβαδόν  επιφανείας  (km2)  93,14  75,82  59,7  49,75  24,4  8,2  0 

0  10  20  30  40  50  58 

% της συνολικής  επιφάνειας     100  81,40  78,74  83,33  49,05  33,61  0 

0 0

20

40

60

80

100

‐10

‐20

‐30

‐40

‐50

‐60

‐70

 

   

 

8


0  10  20  30  40  50  58 

  Διαφορά επιφανείας ισοβαθών  0 17,32 16,12 9,95 25,35 16,2 8,2

    100  81,40434  64,09706  53,41422  26,19712  8,803951  0 

0 0

20

40

60

80

100

120

‐10 ‐20 ‐30 ‐40 ‐50 ‐60 ‐70

 

  β)  καμπύλης  βάθους‐όγκου.  Θα  υπολογισθούν  οι  όγκοι  των  διαφόρων  στιβάδων  (όπως  αυτές  ορίζονται  από τις ισοβαθείς) και θα γίνει  η γραφική τους  παράσταση σε  συνάρτηση με το βάθος σε  απόλυτες τιμές και ως ποσοστό.         0‐10  10‐20  20‐30  30‐40  40‐50  50‐58          

Υδάτινη  στήλη  A  B  C  D  E  F          

h/3 σε χλμ  0,003333333 0,003333333 0,003333333 0,003333333 0,003333333 0,002666667         

A1 km2 

A2 km2 

93,14  75,82  59,7  49,75  24,4  8,2          

75,82  59,7  49,75  24,4  8,2  0          

V σε Km3  0,843316539  0,675996423  0,546494648  0,363303559  0,155816546  0,021866667     Vtotal  2,606794382 

% του  συνολικού  όγκου  32,33575687 25,92010824 20,9545494 13,93035119 5,974560809 0,838445808    

 

9


Διάγραμμα βάθους όγκου 0 ‐10

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Βάθος σε m

‐20 ‐30 Σειρά1

‐40 ‐50 ‐60 ‐70

όγκος σε km3

      0 0

20

40

60

80

100

120

‐10 ‐20 ‐30 Σειρά1 ‐40 ‐50 ‐60 ‐70

 

     

 

10


Ασκήσεις 2 & 3  Φως, θερμοκρασία και διαλυμένο οξυγόνο   

Εισαγωγή  ΦΩΣ  Η  ηλιακή  ακτινοβολία  είναι  ζωτική  για  το  μεταβολισμό  αλλά,  τελικά,  και  την  ύπαρξη  των  υδάτινων  οικοσυστημάτων.  Ολόκληρη  πρακτικά  η  προσφορά  ενέργειας  που  τροφοδοτεί  το  μεταβολισμό  στις  λίμνες  και  τους  ποταμούς,  προέρχεται  από  την  ηλιακή  ακτινοβολία  η  οποία  μέσω  της  φωτοσύνθεσης  προσφέρει  χημική  ενέργεια.  Η  φωτοσυνθετική  παραγωγή  οργανικών  μορίων  γίνεται  είτε  μέσα  στο  υδάτινο  σύστημα  (αυτόχθονη),  είτε  στην  χερσαία  λεκάνη  απορροής  (αλλόχθονη)  και  μεταφέρεται  στο  σύστημα  με  διάφορες  μορφές  διαλυμένης ή σωματιδιακής οργανικής ύλης (με τη  βοήθεια του αέρα, του νερού, των ζώων  κλπ.).  Εκτός  από  την  άμεση  βιολογική  χρήση  της,  η  ηλιακή  φωτεινή  ενέργεια  μέσω  της  απορρόφησης  και  μετατροπής  της  σε  θερμική  ενέργεια,  επηρεάζει  την  θερμική  καταστροφή  των  υδάτινων  μαζών  προκαλώντας  διαστρωματώσεις  ή/και  δημιουργία  ρευμάτων  μέσα  σ’  αυτές.  Τα  τελευταία  αυτά  φαινόμενα παίζουν πρωταρχικό ρόλο τόσο στην ανακύκλωση των  θρεπτικών  όσο  και  στην  κατανομή  των  συγκεντρώσεων  των  διαλυμένων  αερίων  και  των  βιολογικών  πληθυσμών.  Οι  οπτικές  ιδιότητες,  λοιπόν,  ενός  υδάτινου  συστήματος  έχουν  ρυθμιστική  σημασία  για  την  φυσιολογία  και  την πληθυσμιακή συμπεριφορά των υδρόβιων  οργανισμών.  Η  φωτεινή  ακτινοβολία  που  προσπίπτει  στην  επιφάνεια  μιας  λίμνης  δεν  εισχωρεί  εξολοκλήρου  στο  νερό.  Ένα  μεγάλο  ποσοστό  ανακλάται  ή  διαχέεται.  Μέσα  στο  νερό  η  ένταση  της  ακτινοβολίας  μειώνεται  σε  συνάρτηση  με  το  βάθος,  λόγω  της  απορρόφησης  και  της  διάχυσης  που  υφίσταται  η  ακτινοβολία.  Ως  απορρόφηση  ορίζεται  η  ελάττωση  της  φωτεινής  ενέργειας  σε  συνάρτηση  με  το  βάθος  λόγω  της  μετατροπής  της  σε  θερμότητα.  Η  απορρόφηση  επηρεάζεται  από  τη  σύσταση  του  ίδιου  του  υδάτινου  μέσου,  τα  αιωρούμενα  στερεά  σωματίδια  και  τα  διαλυμένα  οργανικά  μόρια..  Σε  ορισμένες  περιπτώσεις  η  απορρόφηση  επηρεάζεται  και  από  τους  ίδιους  τους  βιολογικούς  πληθυσμούς  που  εποικούν  το  υδάτινο  σύστημα.  Οι  οπτικές  ιδιότητες  του  υδάτινου  μέσου, αλλάζουν σε συνάρτηση με  το χρόνο.  Στη φετινή άσκηση υπαίθρου είχαμε τα εξής αποτελέσματα    ΒΑΘΟΣ m

μEinst./m2 s

0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 

900  620  550  390  310  215  200  165  150  125  110  11


11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30 

97  90  83  76  68  63  57  53  49  45  41  37  33  29  25  21  17  13  9  5 

προσπίπτουσα  ανακλώμενη 

940  101 

Από  τον  παραπάνω  πίνακα  και  γνωρίζοντας  πως  ως  ευφωτική  ζώνη  ορίζεται  η  υδάτινη  στήλη  που  δέχεται  φως  αρκετό  για  να  γίνεται  φωτοσύνθεση  (να  φτάνει  δηλαδή  ένταση  ακτινοβολίας  1%  της  προσπίπτουσας) υπολογίζουμε πως έως το βάθος εκείνο που θα έχουμε το 1% του 900 μEinst./m2 s = 9  μEinst./m2 s τη θεωρούμε ευφωτική υδάτινη στήλη (Εδώ: 29 μέτρα)  ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΊΑ  Η  σημαντικότερη  πηγή  ενέργειας  για  ένα  υδάτινο  οικοσύστημα  είναι  η  ηλιακή  ακτινοβολία.  Η  φωτεινή  ενέργεια  απορροφάται  και  μετατρέπεται  σε  θερμότητα.  Κάποια  ποσά  θερμότητας  είναι  δυνατό  να  μεταφερθούν  από  το  ίζημα,  τον  αέρα  ή  τις  χερσαίες  περιοχές που περιβάλουν τη λίμνη,  αλλά  συνήθως  η  συνεισφορά  αυτή  είναι  μικρή  σε  σχέση  με  την  άμεση  απορρόφηση  ακτινοβολίας  από  το  ίδιο  το  νερό,  τις  διαλυμένες  οργανικές  ουσίες  και  τα  αιωρούμενα  σωματίδια.  Αντίθετα,  η  συνεισφορά  της  χερσαίας  θερμότητας  μέσω  της  επιφανειακής  απορροής  ή  των  πηγαίων  νερών,  είναι  πολύ  σημαντική  για  τα  θερμικά ισοζύγια των συστημάτων ρεόντων νερών.  Στη φετινή άσκηση υπαίθρου είχαμε τα εξής αποτελέσματα       ΒΑΘΟΣ (m)  1,0  2,0  3,0  4,0  5,0  12

ΔΕΥΤΕΡΑ  31/3/2014  °C 14,5  14,5  14,5  14,4  14,4 


6,0  7,0  8,0  9,0  10,0  11,0  12,0  13,0  14,0  15,0  16,0  17,0  18,0  19,0  20,0  21,0  22,0  23,0  24,0  25,0  26,0 

14,4  14,4  14,4  14,4  14,2  14,1  13,9  13,9  13,8  13,8  13,8  13,8  13,7  13,7  13,4  13,2  12,7  12,5  12,3  12,2  12,2 

    ΔΙΑΛΥΜΕΝΟ ΟΞΥΓΟΝΟ  Η  μέτρηση  του  διαλυμένου  οξυγόνου,  είναι  η  πιο  συχνά  χρησιμοποιούμενη  και  η  πιό  σημαντική  από  τις  χημικές  μεθόδους  που  είναι  διαθέσιμες  για  τη  διερεύνηση  της  κατάστασης  ενός υδάτινου συστήματος. Το διαλυμένο οξυγόνο (Δ.Ο.) δίνει σημαντικές  πληροφορίες για το είδος  των βιολογικών και χημικών αντιδράσεων που διενεργούνται στο  υδάτινο σύστημα. Ο εμπλουτισμός  των νερών με οξυγόνο γίνεται:  α.  μέσω  της  ατμόσφαιρας  (της  επαφής  δηλαδή  της    επιφάνειας    της  λίμνης  με  τις  υπερκείμενες αέριες μάζες) και  β. μέσω της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των φυτών του πλαγκτού, του  περιφύτου και των  ανωτέρων φυτών της παράλιας ζώνης.  Η  μετατροπή  του  Δ.Ο.  γίνεται  είτε  με  χημικές  μεθόδους  είτε  με  ηλεκτρομετρία.  Η  κυριότερη  χημική  μέθοδος  είναι  η  μέθοδος  Winkler  που  χρησιμοποιείται  από  το  1888,  με  διάφορες  παραλλαγές. Σύγχρονη μέθοδος μέτρησης είναι το ηλεκτρόδιο οξυγόνου  (ηλεκτρόδιο Clark).  H συγκέντρωση του οξυγόνου στο νερό της λίμνης εξαρτάται από:   το υψόμετρο του υδατίνου συστήματος.   τη βαρομετρική πίεση,   τη θερμοκρασία του συστήματος και   την ιονική σύσταση του νερού.    Στη φετινή άσκηση υπαίθρου είχαμε τα εξής αποτελέσματα  13


ΒΑΘΟΣ (m)  1,0  2,0  3,0  4,0  5,0  6,0  7,0  8,0  9,0  10,0  11,0  12,0  13,0  14,0  15,0  16,0  17,0  18,0  19,0  20,0  21,0  22,0  23,0  24,0  25,0  26,0 

ΔΕΥΤΕΡΑ  31/3/2014  mg/L  10,17  9,42  8,82  9,06  9,27  9,24  9,41  9,42  9,40  9,65  9,76  10,00  10,00  10,05  10,03  10,17  10,17  10,28  10,32  10,54  10,62  11,02  11,08  11,05  10,87  10,69 

  ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ  Για  να  απαντηθούν  τα  ερωτήματα  χρησιμοποιούμε τα  αποτελέσματα  της  πρώτης μας άσκησης.    1. Ως ευφωτική ζώνη ορίζεται η υδάτινη στήλη από την επιφάνεια ως το βάθος εκείνο,  όπου  η  ένταση  της  φωτεινής  ακτινοβολίας  είναι  το  1%  της  προσπίπτουσας  ακτινοβολίας  στην  επιφάνεια.  Υπολογίστε  ‐κατ’  εκτίμηση‐  την  επιφάνεια  του  ιζήματος  της  λίμνης  Τριχωνίδας  (από το χάρτη της άσκησης 1), που είναι διαθέσιμη για εποίκιση από φύκη του  περίφυτου  (θεωρείστε ότι η εποίκιση είναι δυνατή σε όλο το βάθος της ευφωτικής ζώνης)    Απάντηση στην ερώτηση 1:      2. Αν είναι γνωστό ότι κατά τη διάρκεια της διαστρωμάτωσης στη λίμνη Τριχωνίδα το  βάθος του  επιλίμνιου  είναι  18  m  και  του  μεταλιμνίου  3  m,  υπολογίστε  τους  όγκους  και  τις  επιφάνειες  14


των  επιλιμνίου,  μεταλιμνίου  και  υπολιμνίου  για  την  περίοδο  αυτή.  Θεωρείστε  το  επιλίμνιο  και μεταλίμνιο ως ανεστραμμένους κώνους των oποίων οι βάσεις έχουν το ίδιο  εμβαδόν με τα  αντίστοιχα στρώματα της λίμνης.  Διευκρινίζεται ότι ο τύπος της κυρτής επιφάνειας κόλουρου κώνου είναι:  S = π (r1  + r2) h 

όπου: r1, r2 οι ακτίνες των βάσεων και h το ύψος. 

  Απάντηση στην ερώτηση 2:  Από την πρώτη άσκηση από την καμπύλη μας όγκου ‐ βάθους βρίσκουμε το συνολικό όγκο στα βάθη  των 18, 21 και 50 m.ισχύει ότι:  Όγκος επιλιμνίου V18= ….. km3  Όγκος μεταλιμνίουV21‐V18 = …..= ….. km3   Όγκος υπολιμνίου Vολ –V21 = …..= ….. km3    Για τον υπολογισμό των επιφανειών χρησιμοποιήσαμε την ίδια διαδικασία για τον υπολογισμό της  επιφάνειας της ευφωτικής ζώνης    Sεπιλιμνίου=  ….. km2  Sμεταιλιμνίου= ….. km2  2 Sυπολιμνίου= ….. km       3. Αν  υποτεθεί  ότι  για  την  ανάπτυξη  ενός  είδους  του  πλαγκτικού  γένους  Planktothix  είναι  αναγκαία φωτεινή ακτινοβολία με ένταση 20���40 W/m2. υπολογίστε τον όγκο της  υδάτινης μάζας  που  θα  είναι  διαθέσιμος  για  την  ανάπτυξη  του  φύκους  (χρησιμοποιείστε  τα  αποτελέσματα  μέτρησης  της  έντασης  φωτεινής  ακτινοβολίας  κατά  την  ημέρα  που  κάνατε  δειγματοληψία,  ή  αυτά που θα σας δοθούν από το προσωπικό).  Απάντηση στην ερώτηση 3:   

Βάθος όπου η ένταση της ακτινοβολίας είναι 40 W/m2 = 21,1 m  Βάθος όπου η ένταση της ακτινοβολίας είναι 20 W/m2 = 26,5 m    Για να υπολογίσουμε τον όγκο της υδάτινης μάζας πρέπει να υπολογίσουμε την επιφάνεια της  ισοβαθούς των 21,1 και την επιφάνεια της ισοβαθούς των 26,5 μέτρων. Το ύψος του κόλουρου  κώνου είναι 26,5‐21,1= 5,4 m  Από την 1η άσκηση παίρνουμε τις επιφάνειες στα βάθη που προαναφέρουμε, και εφαρμόζοντας  τον τύπο προκύπτει  V = 0,2778 km3 

4.  Μετρήστε  την  ένταση  της  προσπίπτουσας  ακτινοβολίας  κατά  τη  διάρκεια  της  ημέρας  με  τα  κατάλληλα όργανα (π.χ. φωτόμετρο, μετρητής Lux, σε διαστήματα ½ ώρας).  Αν οι μετρήσεις δεν  πραγματοποιηθούν  από  τους  ασκούμενους,  θα  τους  δοθεί  διάγραμμα  της  προσπίπτουσας  φωτεινής  ακτινοβολίας  κατά  την  διάρκεια  της  ημέρας  συναρτήσει  του  χρόνου  Κατασκευάστε  την καμπύλη έντασης της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και  υπολογίστε:  α. την συνολική ενέργεια που προσέπεσε στην επιφάνεια της λίμνης  β.  την  ενέργεια  ανά  m2  που  απορροφήθηκε  από  την  υδάτινη  μάζα  (υπολογίζοντας  τον  συντελεστή ανάκλασης).  15


Απάντηση στα ερωτήματα της 4:  5. Με  βάση  τις  μετρήσεις  κατανομής  της  έντασης  της  υποβρύχιας  ακτινοβολίας  σε  συνάρτηση με  το βάθος.  α.  Κατασκευάστε  την  καμπύλη  απόσβεσης  της  έντασης  φωτεινής  ακτινοβολίας  σε  συνάρτηση με το βάθος και υπολογίστε το βάθος της ευφωτικής ζώνης.  β. Υπολογίστε τον συνολικό συντελεστή απόσβεσης συναρτήσει του βάθους.  γ.  Με  βάση  τα  δεδομένα  σχετικά  με  τις  φωτεινές  ανάγκες  του  φύκους  Planktothrix,  γραμμοσκιάστε  στην  καμπύλη  της  υπο‐ερώτησης  α  την  περιοχή  βαθών  που  είναι  διαθέσιμη  στο φύκος για εποίκιση.  Απάντηση στα ερωτήματα της 5:  α)   0 0

200

400

600

800

1000

‐5 ‐10 ‐15 ‐20 ‐25 ‐30 ‐35

 

  β)     

γ) 16

 

 


Ασκήσεις 4, 5 & 6  Η χημεία της λίμνης   

Συνολικός ανόργανος άνθρακας, pΗ, αλκαλικότητα και αγωγιμότητα.    Η έκπλυση των εδαφών από τα επιφανειακά νερά προκαλεί τον εμπλουτισμό τους σε διάφορα  άλατα, με ταυτόχρονη μείωση του pH, από τα οποία σπουδαιότερο είναι το CaC03 .  Η αύξηση της συγκέντρωσης των διαλυμένων όξινων ανθρακικών ιόντων προκαλεί αύξηση της  αλκαλικότητας.  Ο ανόργανος άνθρακας με τη μορφή CO2 και HCO3 είναι η κυριότερη πηγή άνθρακα για τη  φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φυτών. Η κατανάλωση αυτή εξισορροπείται από παραγωγή CΟ2  μέσω της αναπνοής και της εισαγωγής CΟ2 και HCΟ3 από τα εισρέοντα νερά και την ατμόσφαιρα.  Οι συγκεντρώσεις των CΟ2, HCΟ3‐, CΟ3‐, Η+, ΟΗ‐ συχνά του  SΟ42‐, των μεταλλικών κατιόντων και  άλλων ανιόντων καθορίζουν το pH.  Η μέτρηση του pH μπορεί να γίνει είτε με χρωματομετρική μέθοδο είτε με ηλεκτρομετρία (πιο  ακριβής μέθοδος).  Η αλκαλικότητα ενός διαλύματος αναφέρεται στην ποσότητα και το είδος των διαλυμένων  συστατικών που συνολικά προκαλούν μεταβολή του pΗ προς την αλκαλική περιοχή. Παρουσία  αλκαλικότητας στα φυσικά νερά οφείλεται συνήθως στην παρουσία ανθρακικών, όξινων ανθρακικών  και υδροξυλιόντων. Συνήθως εκφράζεται ως συνολική αλκαλικότητα ανθρακικού ασβεστίου.  Ο συνολικός ανόργανος άνθρακας :που περιέχεται στη λίμνη, είναι το σύνολο του περιεχόμενου  άνθρακα με τις μορφές CO2, HCO3‐, CO32‐ .   Η αγωγιμότητα είναι μέτρο της ικανότητας του υλικού, το οποίο μετράται , να άγει ηλεκτρικά  φορτία.     

17


1. Δώστε σε γραφική παράσταση τις τιμές του pH, της αλκαλικότητας, της αγωγιμότητας, του  ολικού άνθρακα και των συγκεντρώσεων των θρεπτικών σε συνάρτηση με το βάθος  (απαραίτητη η συνεργασία με όλες τις ομάδες του τμήματος σας). Να κατατάξετε την λίμνη ως  προς το επίπεδο τροφικότητας.     

Τιμές pH σε συνάρτηση με το βάθος 0 7,80

8,00

8,20

8,40

8,60

Βάθος (m)

‐5 ‐10 ‐15

pH

‐20 ‐25 ‐30

pH

 

     

Αλκαλικότητα σε συνάρτηση με το βάθος 0 0

1

2

3

4

5

Βάθος (m)

‐5 ‐10 ‐15

Αλκαλικότητα

‐20 ‐25 ‐30

αλκαλικότητα gr CaCO3/L

 

 

18


Αγωγιμότητα (μS/cm)

Τιμές αγωγιμότητας σε συνάρτηση με το  βάθος 0,0 260,0 ‐5,0

265,0

270,0

275,0

280,0

‐10,0 ‐15,0

Αγωγιμότητα

‐20,0 ‐25,0 ‐30,0

Βάθος (m)

    Για τον υπολογισμό του ολικού άνθρακα χρησιμοποιήθηκε ο παρακάτω πίνακας:  C = {συνολική αλκαλικότητα} x {παράγοντα pH}  όπου:  C = ο συνολικός ανόργανος άνθρακας σε mg/l.  παράγοντας pH = υπολογίζεται από τον παρακάτω πίνακα ανάλογα με την θερμοκρασία.  συνολική αλκαλικότητα σε mgr CaCO3/L. 

19


Ολικός άνθρακας 0 0

200

400

600

800

1000

Βάθος (m)

‐5 ‐10 ‐15

Ολικός άνθρακας

‐20 ‐25 ‐30

 

Ολικός άνθρακας mgr CaCO3/L

 

20

 


ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΑΛΑΤΩΝ  

Φωσφορικά PO4‐P 

πρότυπη καμπύλη 0,04 y = 0,0007x + 0,0011 R² = 0,9929

0,035 0,03 a

0,025 0,02

Απορ/ση Μ.Ο.

0,015

Γραμμική (Απορ/ση Μ.Ο.)

0,01 0,005 0 0

20

40

60

c

 

  βαθος  (m)   0   5  10  15  20  25   

απορ/ση  M.O  0,0075  0,0065  0,0067  0,0062  0,0085  0,0075 

C(μg/l)  PO4/P  9,142857143  7,714285714  8  7,285714286  10,57142857  9,142857143 

0 0

2

4

6

8

10

12

‐5 ‐10 Β Α Θ ‐15 Ο Σ ‐20 ‐25 ‐30

 

συγκέντρωση PO4‐P

 

 

21


Πυριτικά :SiO2‐Si 

   

πρότυπη καμπύλη 0,16 0,14

y = 0,0001x ‐ 0,0014 R² = 0,997

0,12 0,1 0,08

Απορ/ση

0,06

Γραμμική (Απορ/ση)

0,04 0,02 0 ‐0,02

0

βάθος(m)  απορ/ση  Μ.Ο  0  0,039  5  0,045  10  0,045  15  0,08  20  0,086  25  0,091   

200

400

600

800

1000

 

C(μg/l)  SiO2Si)  404  464  464  814  874  924 

     

 

22

1200

 


Νιτρώδη NO2‐N 

   

πρότυπη καμπύλη 0,4 0,35 0,3 0,25

y = 0,0348x + 0,0046 R² = 0,9994

0,2

Απορ/ση Γραμμική (Απορ/ση)

0,15 0,1 0,05 0 0

2

4

6

8

10

12

 

      βάθος  (m)  0  5  10  15  20  25 

απορ/ση  Μ.Ο  0,01  0,011  0,01  0,011  0,013  0,013 

C(μg/l) NO2‐ N)  0,155172414  0,183908046  0,155172414  0,183908046  0,24137931  0,24137931   

c(μg/l) NO2‐N 0 0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

‐5

(

Β Α ‐10 Θ ‐15 Ο Σ ‐20 m

) ‐25 ‐30

     

 

 

23


Νιτρικά NO3‐N 

πρότυπη καμπύλη 0,06 0,05 y = 0,001x + 0,0005 R² = 0,9988

0,04

Απορ/ση

0,03

Γραμμική (Απορ/ση)

0,02 0,01 0 0

βάθος(m)  απορ/ση  Μ.Ο  0  0,02  5  0,02  10  0,028  15  0,027  20  0,034  25  0,031     

10

20

C(μg/l) NO3‐ N)  19,5  19,5  27,5  26,5  33,5  30,5 

30

40

50

60

 

 

   

 

24


Αμμωνία NH3‐N 

   

πρότυπη καμπύλη 0,25 y = 0,0047x + 0,0002 R² = 0,9996

0,2 0,15

Απορ/ση 0,1

Γραμμική (Απορ/ση)

0,05 0 0

      βάθος(m)  0  5  10  15  20  25 

απορ/ση  Μ.Ο  0,006  0,005  0,009  0,012  0,014  0,016 

10

20

30

40

50

60

 

C(μg/l) NH3‐ N  1,234042553  1,021276596  1,872340426  2,510638298  2,936170213  3,361702128 

 

   

   

25


Για να εκτιμήσουμε τα επίπεδα τροφισμού θα συγκρίνουμε τις συγκεντρώσεις του ολικού P και το  άθροισμα των συγκεντρώσεων των ιόντων Ν με τα εύρη τιμών που παρουσιάζονται στον πίνακα του  Sakamoto. Σύμφωνα με τον πίνακα αυτό ισχύει ότι:  Για  να  εκτιμήσουμε  τα  επίπεδα  τροφισμού  θα  συγκρίνουμε  τις  συγκεντρώσεις  του  ολικού  P  και  το  άθροισμα  των  συγκεντρώσεων  των  ιόντων Ν  με  τα εύρη  τιμών  που  παρουσιάζονται στον πίνακα του  Sakamoto. Σύμφωνα με τον πίνακα αυτό ισχύει ότι:  Επίπεδο τροφισμού Λίμνης  ολιγότροφη  μεσότροφη  εύτροφη  υπερέυτροφη 

Ολικός P σε mg /l 0.002 – 0.02 0.01 – 0.03 0.01 – 0.09 >0.1

Ολικό N  σε mg /l 0.02 – 0.2  0.1 – 0.7  0.5 – 1.3  >1.5 

    Από τα αποτελέσματα των υπολογισμών μας, σύμφωνα με τον πίνακα Sakamoto  συμπεραίνουμε ότι η λίμνη τριχωνίδα είναι υπερεύτροφη ως προς τον φώσφορο και ως προς το άζωτο.  Η μορφή αυτή του ευτροφισμού δε μας ανησυχεί από τη μία πλευρά, καθώς γνωρίζουμε από τη  βιβλιογραφία ότι το συγκεκριμένο λιμναίο οικοσύστημα χαρακτηρίζεται εν γένει ως ολιγοτοφικό,  γεγονός στο οποίο συντελεί και η φύση της λιμναίας λεκάνης της Τριχωνίδας, η οποία και την  κατατάσσει στις βαθιές λίμνες με ικανότητα προσαρμοστικής αυτό‐ανόρθωσης. Η παραπάνω συνθήκη  βέβαια θα τεθεί σε ισχύ με την ταυτόχρονη μείωση παροχής φωσφόρου από ποικίλες πηγές  ανθρώπινης δραστηριότητας. Ενδεικτικά αναφέρουμε τις απορροές, μέσω γεωργικών λιπασμάτων, από  τις γύρω καλλιεργούμενες εκτάσεις, την κατάληξη των οικιακών και άλλων λυμάτων των γειτονικών  χωριών και της παραδοσιακής ταβέρνας της λίμνης, καθώς και την πιθανότητα διαρροών καυσίμων  από τα διάφορα καϊκια που διασχίζουν καθημερινά την Τριχωνίδα. Συμπεραίνουμε έτσι, ότι ακόμα και  το πιο «ανθεκτικό» σύστημα μπορεί να τεθεί σε κίνδυνο όταν ο άνθρωπος παρεμβαίνει συνεχώς με  ασέβεια και ασυνέπεια στο άμεσο κιόλας περιβάλλον του.        Η ασυμφωνία των δικών μας αποτελεσμάτων με αυτών της βιβλιογραφίας μπορεί να οφείλεται  σε διάφορους λόγους, όπως:    •  Όχι αξιόπιστα αποτελέσματα  στους υπολογισμούς συγκεντρώσεων στα δείγματα, διότι οι τιμές  OD των δειγμάτων που μετρήθηκαν ήταν ως επί το πλείστον πολύ ανώτερες από τις OD των πρότυπων  διαλυμάτων που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή της πρότυπης καμπύλης, άρα έπεφταν  στην  περιοχή της μη‐ γραμμικότητας  της πρότυπης καμπύλης και υπερεκτιμήθηκαν κατά πολύ οι  συγκεντρώσεις.    •  Γνωρίζουμε πως τις προηγούμενες μέρες από την επίσκεψή μας στη λίμνη επικρατούσε  κακοκαιρία στην περιοχή, οπότε οι βροχοπτώσεις και ο έντονος κυματισμός προκάλεσαν ενδεχομένως  σημαντική άνοδο των αλάτων φωσφόρου και αζώτου στην περιοχή απ’ όπου πήραμε τα δείγματά μας ,  που δεν απέχει πολύ από την ακτή. Επομένως, τα δείγματα που πήραμε δεν ανταποκρίνονται στην  κατάσταση ηρεμίας και ισορροπίας της λίμνης και δεν μπορούν να θεωρηθούν αντιπροσωπευτικά και  αξιόπιστα.      2) Κατά τη διάρκεια μιας μέρας έντονης φωτοσυνθετικής δραστηριότητας σε ένα λιμναίο οικοσύστημα  οι τιμές των παραμέτρων καθώς και η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου μεταβάλλονται  σημαντικά. Μπορείτε να προβλέψετε με ποιο τρόπο; Δικαιολογήσετε την απάντησή σας.   

26


Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα τροφοδοτείται από το CO2 μετατρέποντας ανόργανο άνθρακα  σε σάκχαρα και παράγοντας Ο2  η συγκέντρωση του οποίου θα εμφανίζει μία καμπύλη  κλινοδιαβάθμισης όντας περισσότερο πλέον στο επιλίμνιο από ότι στο υπολίμνιο.   Καθότι το διαλυμένο CO2 στο νερό σχηματίζει H2CO3  σύμφωνα με την ισορροπία:   H2O + CO2 ⇌ H2CO3  γεγονός που μειώνει το pH , με έντονη την φωτοσυνθετική δραστηριότητα, τα επίπεδα του CO2  θα  μειωθούν και αντίστοιχα του οξέος H2CO3 αυξάνοντας το pH στο επιλίμνιο. Αντίθετα, προς στο  υπολίμνιο θα παρατηρηθεί μια  κλινοδιαβάθμιση του διαλυμένου CO2 και έτσι μείωση του pH  σχετιζόμενη με τις αυξημένες εκεί συγκεντρώσεις CO2  και διττανθρακικών.  Η αλκαλικότητα όπως έχει προαναφερθεί σχετίζεται με τη συγκέντρωση των διαλυμένων όξινων  ανθρακικών ιόντων τα οποία σύμφωνα με την ισορροπία:   CaCO3 + H2CO3 → Ca(HCO3)2  θα τείνουν να μειωθούν λόγω της μείωσης του ανθρακικού οξέος αλλά σε μικρό βαθμό λόγω της  παροχής στο σύστημα του άλατος ανθρακικού ασβεστίου στα επιλιμνικά νερά που αυξάνεται το pH.  Έτσι εκεί η αλκαλικότητα μάλλον θα τείνει να μειωθεί.  Ο ανόργανος άνθρακας αποτελεί το μείζον θρεπτικό συστατικό του φωτοσυνθετικού μεταβολισμού με  αποτέλεσμα, στην περίπτωση αυτή, η αφομοίωσή του υπό τις μορφές CO2, HCO3‐ και CO32‐  να γίνεται  ταχύτερα από την ανατροφοδότησή του.  Όλα τα παραπάνω θρεπτικά που αναφέρθηκαν στην άσκηση θα έχουν αλλαγές στις  συγκεντρώσεις τους.  Αρχικά ο P αποτελεί βασικό παράγοντα της πρωτογενούς παραγωγής και ως εκ τούτου τα  επίπεδά των ιόντων του θα μειωθούν. Έπειτα οι διάφορες μορφές οξείδωσης του Ν δηλαδή τα  νιτρώδη, νιτρικά και αμμωνιακά ιόντα είτε θα δεσμευθούν, είτε θα  αφομοιωθούν ή ακόμα και θα  χρησιμοποιηθούν από νιτροποιητικούς οργανισμούς σε εξίσου μεγάλο βαθμό με επακόλουθο την  αντίστοιχη μείωση του συνολικού Ν. Όσων αφορά στα πυριτικά που αποτελούν το σημαντικότερο  συστατικό της θήκης των διατόμων, η δέσμευσή του από τους έντονα φωτοσυνθετικούς πληθυσμούς  αυτών των οργανισμών θα προκαλέσει  μεγάλη μείωση στη συγκέντρωσή του.      3)Κατά τη διάρκεια της περιόδου διαστρωμάτωσης στην λίμνη Τριχωνίδα, οι συγκεντρώσεις του  συνολικού φωσφόρου και συνολικού αζώτου στο επιλίμνιο ελαττώνονται, ενώ στο υπολίμνιο  αυξάνονται με αντίστοιχη ελάττωση της συγκέντρωσης του διαλυμένου οξυγόνου. Δώστε μια πιθανή  εξήγηση του φαινομένου.      Κατά τη περίοδο της στρωμάτωσης, παρατηρείται αυξημένη θερμοκρασία στο επιλίμνιο, η οποία σε  συνδυασμό με την παρουσία της ηλιακής ακτινοβολίας ευνοεί τη συσσώρευση των παραγωγών σε  αυτό το στρώμα. Η φωτοσύνθεση που πραγματοποιείται στο επιλίμνιο έχει ως αποτέλεσμα την  κατανάλωση θρεπτικών συστατικών (άρα τη μείωση της συγκέντρωσής τους) και την παραγωγή  οξυγόνου. Επιπλέον, η αύξηση της θερμοκρασίας στο επιλίμνιο προκαλεί αυξημένη διαλυτότητα  οξυγόνου και άρα παρατηρείται αυξημένη περιεκτικότητα.    Από την άλλη πλευρά, στο υπολίμνιο συγκεντρώνονται οι καταναλωτές και οι αποικοδομητές. Με την  αποικοδόμηση της νεκρής οργανικής ύλης αυξάνονται οι συγκεντρώσεις των θρεπτικών στοιχείων, ενώ  με την αναπνοή που πραγματοποιούν αυτοί οι οργανισμοί μειώνεται η συγκέντρωση του διαλυμένου  οξυγόνου.    4) Το πυρίτιο είναι πολύ σημαντικό στοιχείο για τη λειτουργικότητα των υδάτινων οικοσυστημάτων  καθώς η ανάπτυξη πληθυσμών των διατόμων εξαρτάται άμεσα από την επάρκειά του. Η κατανομή των  συγκεντρώσεων του Si στο επιλίμνιο και υπολίμνιο της λίμνης Τριχωνίδας ακολουθεί ένα συγκεκριμένο  27


ετήσιο κύκλο (παρουσιάζεται στον παρακάτω πίνακα). Διατυπώστε μια υπόθεση σχετικά με την  κατανομή αυτή.    Για την κατανομή του Si στην Τριχωνίδα δίδεται ο παρακάτω πίνακας ( μgr Si‐SiO2/L)  Βάθος  Μαρτ.  Απρ.  Μαιος  Ιούν.  Ιούλ.  Αυγ.  Σεπτ.  Οκτ.  Νοέμ.  Δεκμ.  Ιαν.  Φεβρ. 0 

1159  743 

256 

138 

19 

27 

37 

30 

151 

375 

782 

1446 

1151  761 

127 

92 

82 

31 

37 

40 

139 

387 

724 

1425 

1111  348 

135 

92 

168 

27 

25 

35 

134 

371 

818 

1327 

1098  495 

187 

138 

26 

36 

25 

90 

165 

392 

813 

1311 

1127  330 

192 

123 

80 

90 

33 

109 

163 

400 

787 

1379 

10 

1139  459 

175 

123 

42 

40 

25 

80 

156 

400 

769 

1260 

12 

1321  619 

172 

138 

44 

63 

49 

85 

150 

392 

809 

1260 

14 

1220  450 

198 

176 

242 

49 

25 

100 

165 

392 

682 

1223 

16 

1220  532 

216 

184 

417 

85 

161 

343 

137 

387 

753 

1327 

18 

1200  688 

612 

567 

565 

314 

436 

468 

172 

392 

787 

1399 

20 

1150  1133  977 

874 

801 

615 

733 

741 

301 

408 

716 

1244 

  Τα διάτομα  αποτελούν μέρος του φυτοπλαγκτού και έτσι μετά  από την περίοδο της έντονης  αναπαραγωγής, αύξησης (bloom)  και  φωτοσυνθετικής δραστηριότητας μετά την άνοιξη, παρατηρείται  αύξηση του αριθμού τους, οπότε η συγκέντρωση του Si είναι μειωμένη σε όλο γενικά το βάθος της  λίμνης γιατί είναι στοιχείο που τα διάτομα ενσωματώνουν κατά την ανάπτυξη τους στις θήκες τους.     Οι χαμηλότερες συγκεντρώσεις παρατηρούνται στο διάστημα μεταξύ Ιούλη‐Οκτώβρη, ενώ οι  ψηλότερες μεταξύ Ιανουάριο‐Απρίλη ίσως γιατί τα γηραιότερα τελειώνουν τον κύκλο ζωής τους και  από την αποσύνθεση των πτωμάτων αυξάνεται η συγκέντρωση πυριτίου .  Τους υπόλοιπους μήνες παρατηρούνται ενδιάμεσες τιμές. Κατά τους μήνες Φεβρουάριο και Μάρτιο η  συγκέντρωση του Si είναι η μεγαλύτερη και διατηρείται σταθερή σε όλο το βάθος της λίμνης. Αυτό  συμβαίνει γιατί αυτή την περίοδο δεν παρατηρείται στρωμάτωση στη λίμνη.   Κατά τον υπόλοιπο όμως χρόνο η κατανομή των συγκεντρώσεων του Si στο επιλίμνιο είναι χαμηλότερη  απ’ ότι στο υπολίμνιο και σε βάθος 20m παρατηρούνται οι ψηλότερες τιμές. Ο λόγος που στα  μεγαλύτερα βάθη η συγκέντρωση του Si είναι μεγαλύτερη, είναι γιατί εδώ γίνεται η αποσύνθεση των  διατόμων και επομένως συσσώρευση του πυριτίου.         

28


Ασκήσεις 7 & 8   Φυτοπλαγκτόν    Εισαγωγή  Με  τον  όρο  Πλαγκτόν  (Plankton)  χαρακτηρίζεται  το  σύνολο  των  οργανισμών,  οι  οποίοι  αναπτύσσονται  στην  υδάτινη  στήλη  των  εν  γένει  υδατικών  οικοσυστημάτων  (ωκεανοί,  θάλασσες,  λίμνες,  ποταμοί)  και  συνήθως  μετακινούνται  παρασυρόμενοι  από  τα  ρεύματα  αυτών  των  υδάτων.  Ορισμένοι  από  τους  οργανισμούς  αυτούς  έχουν  την  ικανότητα  κίνησης  χωρίς  τη  δυνατότητα  μετακίνησης  ενάντια  στα  υδάτινα  ρεύματα.  Το  πλαγκτόν  διακρίνεται  σε  Φυτοπλαγκτόν  και  Ζωοπλαγκτόν.  Ποιοτικές και ποσοτικές παρατηρήσεις. Μέθοδοι μέτρησης βιομάζας  Η  δομή  των  φωτοσυνθετικών  κοινωνιών  σε  ένα  υδάτινο  σύστημα  έχει  μορφή  δυναμική  και  αλλάζει  διαρκώς  τόσο  από  την  πλευρά  της  ποικιλότητας  ειδών  όσο  και  από  την  πλευρά  της  κατανομής  της  βιομάζας.  Οι  μεταβολές  αυτές  στην  ποιοτική  και  την  ποσοτική  σύσταση  του  φυτοπλαγκτού,  επηρεάζουν  το  τάχος  και  την  απόδοση  της  φωτοσυνθετικής  δραστηριότητας,  το  τάχος  κατανάλωσης  διαλυμένων  θρεπτικών  και  κατ’  επέκταση τους ρυθμούς ανάπτυξης πληθυσμών  των καταναλωτών στις επόμενες βαθμίδες  της τροφικής αλυσίδας.      Δειγματοληψία    Ο  απλούστερος  τρόπος  για  τη  συλλογή  δείγματος   είναι  η  χρήση    ειδικών  δικτύων  φυτοπλαγκτού,  τα  οποία  αποτελούνται  από  λινό  ή  καλλίτερα  πλαστικό  ύφασμα  με  συγκεκριμένο  μέγεθος  πόρων  (μάτι).  Το  μέγεθος  του  πόρου  κυμαίνεται  από  10  μm  έως  και  60  μm  ανάλογα  με  το  είδος  της  δειγματοληψίας  που  πρόκειται  να  γίνει.  Η  χρήση  των  δικτύων,  όμως,  είναι  περιορισμένη για δύο λόγους:  ‐  είναι  δύσκολο  να  υπολογίσει  κανείς  με  ακρίβεια  τον όγκο του νερού που διηθήθηκε  κατά τη διάρκεια της  δειγματοληψίας,  ώστε  να  είναι  δυνατή  η  εκτέλεση  ποσοτικής μελέτης  στο δείγμα. 

 

‐  επειδή  πολλοί  φυτοπλαγκτικοί  οργανισμοί  είναι  μικρότεροι  από  τους  πόρους  του  δικτύου,  διαφεύγουν  μαζί  με  το  διήθημα,  χωρίς  πάλι  να  είναι  δυνατή  η  χρήση  δικτύου  με  πολύ  μικρό  διαμέτρημα  πόρων  επειδή  μετά  από  μικρής  διάρκειας  χρήση  το  δίκτυ  “μπουκώνει”.  Παρά  ταύτα,  η  χρήση  των  δικτύων  βοηθά  σε  μια  πρώτη  ταχεία  εκτίμηση  της  ποιοτικής  σύστασης  του  φυτοπλαγκτού.   

29


Η  καλλίτερη  μέθοδος  δειγματοληψίας  για  την  ποιοτική  και  ποσοτική  μελέτη  του  φυτοπλαγκτού  είναι  η  χρήση  δειγματοληπτικών  φιαλών.  Οι  φιάλες  αυτές  είναι  διαφόρων  τύπων  και  οι  δύο  πιο  διαδεδομένοι  σε  λιμνολογικές  μελέτες  είναι οι τύποι Ruttner και Van  Dorn.  Η φιάλη κατέρχεται ανοικτή (χωρίς  πώματα)  στο  εκάστοτε  βάθος  δειγματοληψίας  και  εκεί  σφραγίζεται  με  βοήθεια  βαριδίου‐μηνύματος  που  επενεργεί  στο  μηχανισμό‐κλείστρο.  Γενικά  πρέπει  να  λαμβάνεται  υπόψη  η  ποιότητα  του  υλικού  κατασκευής  της  φιάλης,  ανάλογα  με  το  είδος  της  ανάλυσης  που  πρόκειται  να  πραγματοποιηθεί.   

 

    Πορεία εργασίας: Για τη συγκεκριμένη δειγματοληψία θα χρησιμοποιηθεί από κάθε ομάδα  1. πλαγκτικό  δίκτυ  διαμέτρου  πόρων 45‐55μm και  θα  γίνεται  κάθετη  ή  οριζόντια  σάρωση  (ποιοτική ανάλυση).  2. δειγματοληπτική   φιάλη   Ruttner   για   τη   συλλογή   νερού   από   συγκεκριμένο   βάθος  (ποσοτική ανάλυση και χημικές μετρήσεις).  Συντήρηση  Για  τη  συντήρηση  των  πλαγκτικών  φυκών  χρησιμοποιούνται  διάλυμα  φορμόλης  ή  διάλυμα  Lugol.  Η  φορμόλη  (φορμαλδεΰδη)  δεν    συνιστάται    για    την  περίπτωση    όπου    οι  οργανισμοί  που  πρόκειται  να  συντηρηθούν  είναι  λεπτοφυή  ή  μαστιγωτά  φύκη  του  πλαγκτού.  Για  τις  περιπτώσεις  αυτές  προτιμότερη  είναι  η  χρήση  του  διαλύματος  Lugol  που  προστίθεται ούτως ώστε να επιτευχθεί  μια  τελική  συγκέντρωση  1%.  Το  Lugol  είναι  διάλυμα  Ι2  και  ΚΙ.  Το  μεταλλικό  Ι2  βοηθά  στην  περαιτέρω  επεξεργασία  των  δειγμάτων  διότι  καθώς  διαχέεται  μέσα  στα  κύτταρα  των  φυκών  αυξάνει το ειδικό τους βάρος συμβάλλοντας έτσι  στην επίτευξη καλλίτερης καθίζησης.     

   

 

30


Άσκηση 9  Περίφυτο   

Εισαγωγή    Ως περίφυτο ορίζουμε τις υδρόβιες βιοκοινωνίες  των εδραιωμένων οργανισμών σε βυθισμένα  οργανικά  ή ανόργανα υποστρώματα, οι συμφιωμένοι μη  εδραιωμένοι υδρόβιοι οργανισμοί καθώς και  η θρυμματική υλή. Το περίφυτο διακρίνεται σε δύο κατηγορίες από άποψη τρόπου ανάπτυξης :  Μικροβιακές Βιομεμεβράνες και Μικροβιακοί Τάπητες.    Οι περιφυτικές κοινωνίες  ταξινομούνται   ανάλογα με το είδος του υποστρώματος πάνω στο οποίο αναπτύσσονται:  επιφυτικές, επιλυθικές,  επιπελλικές, επιψαμμικές, επιζωικές.  Περίφυτο που δεν  συνδέεται απευθείας με το υπόστρωμα  ονομάζεται μετάφυτο.  Στις μέρες μας, για την εκτίμηση της οικολογικής κατάστασης ενός συστήματος επιφανειακών  υδάτων δίδεται έμφαση στην παρακολούθηση της βιοτικής συνιστώσας. Τα δεδομένα που προκύπτουν  υποστηρίζονται και συσχετίζονται με τα κατάλληλα υδρομορφολογικά και φυσικοχημικά στοιχεία του  βιοτόπου. Οι υδρόβιοι οργανισμοί ενσωματώνουν όλες τις βιοτικές και αβιοτικές παραμέτρους στον  βιότοπο στον οποίο αναπτύσσονται και η μελέτη τους παρέχει μια συνεχή καταγραφή και αξιολόγηση  της ποιότητας των υδάτων αποκαλύπτοντας ποικίλες περιβαλλοντικές αλλαγές φυσικής ή  ανθρωπογενούς προέλευσης.  Οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί (μακρόφυτα, φυτοβένθος και φυτοπλαγκτόν) παίζουν  πρωτεύοντα ρόλο στη ρύθμιση των διεργασιών των λιμνών λόγω της θέσης τους στη βάση των  τροφικών πλεγμάτων ως πρωτογενείς παραγωγοί, αλλά και γιατί λειτουργούν ως φίλτρα για τις  ανόργανες θρεπτικές ουσίες και τα μέταλλα.   

 

 

 

 

31


Μέθοδοι     Συλλογή περιφύτου. Στους 2 σταθμούς ευθύνης, γίνεται απομάκρυνση των περιφυτικών  αναπτύξεων και συλλογή με τη λαβίδα των οργανισμών. Η επιλογή γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε  η δειγματοληψία να είναι όσον το δυνατόν πιο αντιπροσωπευτική των διαφορετικών  αναπτύξεων. Το υλικό συγκεντρώνεται μέσα σε πλαστικά δοχεία, τα οποία πληρώνονται μέχρι  περίπου τα 3/4 με νερό του βιοτόπου και μεταφέρονται στο εργαστήριο για επεξεργασία. Η  μικροσκοπική παρατήρηση γίνεται σε ζωντανό υλικό.   Αναγνώριση των μικροφυκών μέχρι το επίπεδο του είδους, όταν αυτό είναι εφικτό, με τη  βοήθεια της βιβλιογραφίας και των πλαστικοποιημένων εικόνων.   Υπολογισμός του δείκτη ομοιότητας Sorensen μεταξύ των δύο σταθμών.   Εκτίμηση της ποιότητας του νερού με βάση τα προαναφερθέντα στοιχεία. 

Αποτελέσματα & συζήτηση      1. Μακροσκοπική περιγραφή του υποστρώματος και του περιφύτου (κατηγορία περιφύτου,  χρώμα αναπτύξεων, σχόλιο ως προς την αφθονία και την ποικιλότητα των αναπτύξεων).     Προβλήτα: υπόστρωμα πετρώδες, όπου οι μεγαλύτερες πέτρες καλύπτονται από φύκη.  Πρόκειται για  περιοχή με μεγάλη κίνηση των υδάτων, αφού είναι εκτεθειμένη στα κύματα. Τα νερά ήταν διαυγή, η  απόσταση από την ακτή ήταν περίπου 1,5 μ. και το βάθος περίπου 20 εκ.    Καλαμιές:  Η παρουσία καλαμιών είναι χαρακτηριστική. Ο βιότοπος χαρακτηρίζεται από ελαφρύ  κυματισμό, ενώ εντός του νερού  υπάρχουν πέτρες μικρές και μεσαίου μεγέθους. Το βάθος της λίμνης  στην περιοχή αυτή είναι περίπου 30 εκ., η απόσταση από την ακτή είναι περίπου 1,5 μ. και τα νερά  διαυγή.         2. Κατάρτιση καταλόγου των μικροφυκών στους δύο σταθμούς ευθύνης.     Καλαμιές  Achnanthes sp.   Amphora sp.  Cymbella sp1   Cymbella sp2  Cymbella sp3  Diatoma sp.   Gomphonema sp. (μεγάλης προβολής)  Melosira sp.  Mougeotia sp.  Navicula sp.  Nitzschia spp. (κινητές μορφές)  Planktothrix sp.  Sirogyra sp.   Synedra sp. (μικρής προβολής)  Tribonema sp.   32


Προβλήτα  Amphora sp.  Cladophora sp.  Cocconeis sp.  Cyclotella trichonidea  Cyclotella trichonidea var. parva  Diatoma sp.  Gomphonema sp.  Mougeotia sp.  Navicula sp.            

 

Gomphonema sp.    

Navicula sp.                     

   

33


Diatoma sp. 

   

  

   Cymbella sp.                                                        Spirogyra sp.        3. Εφαρμογή του δείκτη ομοιότητας Sörensen  μεταξύ των δύο σταθμών ευθύνης.     Δείκτης Sörensen    QS= 100 * 2c/ (a+b)  Όπου: a, b = αριθμός ειδών σε δύο δείγματα  Α και Β αντιστοίχως               c= αριθμός κοινών ειδών  Ο δείκτης αυτός δε βασίζεται σε ποσοτικές μετρήσεις και κυμαίνεται μεταξύ 0‐1. Χρησιμοποιείται για  να γίνει μια αδρή εκτίμηση της ομοιότητας μεταξύ δύο δειγμάτων.    QS = 100 * 2*5 / (15 + 9)= 41,66 % ή 0,41      4. Περιγραφή των βιομορφών των μικροφυκών σε κάθε έναν από τους δύο σταθμούς ευθύνης.     Καλαμιές: λόγω του ελαφρύ κυματισμού, η παρουσία κινητών μορφών είναι πιο έντονη.  Επίσης,  παρατηρούνται μορφές μικρής και μεγάλης προβολής. Αυτές οι μορφές επικρατούν σε πετρώδες  υπόστρωμα και σε σημεία όπου υπάρχουν μακρόφυτα, τα οποία αποτελούν θέσεις ανυψωμένες από  τον πυθμένα και προσφέρουν καλύτερη πρόσβαση σε φως και θρεπτικά.  Προβλήτα: αυτός ο σταθμός χαρακτηρίζεται από ύδατα μεγαλύτερης ταχύτητας (κυματισμού).  Παρατηρείται η επικράτηση μορφών μικρής προεκβολής. Γενικά, όσο αυξάνεται η κίνηση των υδάτων,  μειώνεται η εμφάνιση κινητών μορφών, ενώ επικρατούν οι προσκολλημένες μορφές και κυρίως αυτές  της μικρής προεκβολής. Μορφές μεγάλες προεκβολής δεν θα ήταν σταθερές λόγω του μεγάλου  κυματισμού.      34


5.    Σύγκριση των δύο σταθμών α) σε μακροσκοπικό επίπεδο β) ως προς την τιμή του δείκτη  ομοιότητας, γ) ως προς τις βιομορφές καθώς και δ) ως προς την παρουσία ή απουσία  βιοδεικτών. Εξαγωγή οικολογικών συμπερασμάτων.     Τα ερωτήματα α) και γ) έχουν απαντηθεί παραπάνω.   Εκ του δείκτη ομοιότητας (QS=0,41) καταλαβαίνουμε πως στις καλαμιές υπάρχουν κάποιες  συνθήκες ή παράγοντες που ευνοούν την επικράτηση άλλων ειδών από αυτών της  προβλήτας.  Μερικές από αυτές τις συνθήκες είναι ο αρκετά μικρότερος κυματισμός σε σχέση με την προβλήτα και  η παρουσία μακρόφυτων τα οποία βοηθούν στην παρουσία βιομορφών που προσκολλούνται σε αυτά.   Στις καλαμιές δεν βρέθηκε κάποιος βιοδείκτης που να υποδηλώνει ρύπανση της περιοχής.  Αντιθέτως, στην προβλήτα βρέθηκε το είδος Cladophora sp., το οποίο θεωρείται βιοδείκτης ρύπανσης.  Στη προβλήτα συχνάζουν πάπιες, οι οποίες, με τις απεκκρίσεις τους, πιθανά να εμπλουτίζουν το νερό  σε άζωτο ευνοώντας την ανάπτυξη του είδους. Έντονη ήταν και η παρουσία βιοφίλμ και μικροβιακού  τάπητα.       

35


Άσκηση 10  Πρωτογενής παραγωγικότητα     

Εισαγωγή    Το μεγαλύτερο μέρος του οργανικού υλικού μιας λίμνης συντίθεται μέσω της φωτοσυνθετικής  διαδικασίας που συντελείται μέσα σ’ αυτήν από το φυτοπλαγκτό, τα ανώτερα φυτά και τα φύκη του  περιφύτου της ευπαράλιας ζώνης. Το μέρος των οργανικών συστατικών αποτελεί την αυτόχθονη  πρωτογενή παραγωγή, ενώ η οργανική ύλη που φέρεται μέσα στο σύστημα και έχει δημιουργηθεί έξω  από αυτό αποτελεί την αλλόχθονη πρωτογενή παραγωγή.     Ως πρωτογενής παραγωγικότητα του συστήματος ορίζεται το τάχος με το οποίο η ηλιακή  ενέργεια μετατρέπεται, μέσω της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των παραγωγών οργανισμών, σε  οργανικά συστατικά κατάλληλα για θρέψη των άλλων βαθμίδων καταναλωτών της τροφικής αλυσίδας.  Η πρωτογενής παραγωγικότητα διακρίνεται σε :   1. Μικτή πρωτογενή παραγωγικότητα : ο λόγος της ολικής φωτοσυνθετικής παραγωγής προς το χρόνο  κατά τον οποίο μετρήθηκε αυτή.  2. Καθαρή πρωτογενή παραγωγικότητα : ο λόγος της ολικής φωτοσυνθετικής παραγωγής μείον την  αναπνευστική δραστηριότητα, προς το χρονικό διάστημα για το οποίο έγινε η μέτρηση.      Οι σύνθετες βιοχημικές αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης περιγράφονται από την παρακάτω γενική  εξίσωση :  6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O    Οι τεχνικές για τη μέτρηση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας, βασίζονται στη στοιχειομετρία αυτής  της αντίδρασης, δηλαδή στο ρυθμό παραγωγής οξυγόνου, στο ρυθμό κατανάλωσης διοξειδίου του  άνθρακα ή στις μεταβολές συγκεντρώσεων των οργανικών ουσιών.    Μέθοδοι μέτρησης της πρωτογενούς παραγωγικότητας    Α) Μέθοδος Ο2  Δείγματα συλλέγονται με δειγματοληπτική φιάλη από διάφορα βάθη και τοποθετούνται σε φωτεινές  (διαφανείς) και σκοτεινές   (αδιαφανείς) φιάλες ταυτόχρονα. Οι φιάλες γεμίζονται όσο το δυνατό πιο  γρήγορα, σφραγίζονται αμέσως και τοποθετούνται σε σκοτεινό μέρος, έως ότου συλλεχθούν όλα τα  δείγματα. Σε μέρος του ίδιου δείγματος νερού μετριέται το περιεχόμενο διαλυμένο οξυγόνο, και η  πυκνότητα του φυτοπλαγκτού δεδομένα τα οποία θα καθορίσουν την πορεία και τη διάρκεια  διεξαγωγής του πειράματος .  Οι φιάλες κατεβάζονται στη συνέχεια στο βάθος απ’ όπου έχει συλλεχθεί το δείγμα και αφήνονται για  επώαση ( δύο φωτεινές και μια σκοτεινή για κάθε βάθος ). Η διάρκεια της επώασης εξαρτάται από την  ένταση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας, δηλαδή την πυκνότητα των πληθυσμών του πλαγκτού, τη  μεταβολική τους κατάσταση και τις συνθήκες του περιβάλλοντος. Σε συνθήκες μέσης μεταβολικής  δραστηριότητας 4 έως 6 ώρες είναι αρκετές για να επιτευχθεί μετρήσιμη μεταβολή της συγκέντρωσης  του διαλυμένου οξυγόνου.  Αμέσως μετά το τέλος της επώασης γίνεται μέτρηση του περιεχομένου σε κάθε φιάλη διαλυμένου  οξυγόνου, είτε με οξυγονόμετρο είτε με χημική μέθοδο (μέθοδο Winkler).     36


B) Μέθοδος 14C  Mε τη μέθοδο αυτή μετράται απ’ ευθείας η ενσωμάτωση C μέσω της φωτοσύνθεσης στα κύτταρα των  φυκών του πλαγκτού. Η μέτρηση γίνεται με ανίχνευση της ποσότητας 14C που προσλαμβάνεται από τα  κύτταρα κατά τη διάρκεια της περιόδου επώασης. Ο 14C είσαγεται στο δείγμα μέσω γνωστής  ποσότητας NaH14CO3. Αν είναι γνωστή η αρχική συγκέντρωση CO2 στο δείγμα είναι δυνατόν να  υπολογισθεί ο συνολικός άνθρακας που αφομοιώθηκε από την παρακάτω σχέση όπου άγνωστη είναι η  συγκέντρωση του 14C που αφομοιώθηκε :    14 C διαθέσιμος/14Cαφομοιωμένος = 12Cδιαθέσιμος / 12Cαφομοιωμένος      Η μέθοδος αυτή είναι ακριβέστερη από τη μέθοδο του οξυγόνου, παρ’ όλο που και εδώ πρέπει  να γίνουν μια σειρά από παραδοχές που δεν είναι πάντα ισχύουσες πχ οι οργανισμοί  που  αφομοιώνουν C από το περιβάλλον για να το εντάξουν στις φυσιολογικές τους διαδικασίες,  παρουσιάζουν εκλεκτικότητα στον  12C και όχι στον ραδιενεργό 14C αφού προφανώς είναι ο  καταλληλότερος για αυτά. 

Αποτελέσματα & συζήτηση    Αρχή χρόνου επώασης 8 : 00 πμ    Τέλος χρόνου 17 : 00 μμ  Συνολικός χρόνος : 9 ώρες      Βάθος  ΦΜ  ΦΦ  m  0  5  10  15  20  25 

mg/l  11,5  11,5  11,6  11,2  10,7  10,4 

mg/l  11,9  11,9  12,2  11,5  11,1  10,9 

ΣΦ  mg/l  11,1  11,1  11,2  10,9  10,5  10,1 

ΜΠΠ 

ΚΠΠ 

3

3

mgC/m  h  61,1  79,6  78,2  85,2  50,5  29,2 

mgC/m  h  32,4074074  49,537037  50  60,6481481  28,7037037  18,0555556 

Α  mgC/m3 h  34,4  36,1  33,9  29,4  26,1  13,3 

   

Κατανομή του οξυγόνου σε συνάρτηση με  το βάθος 0

Βάθος (m)

‐5

9,5

10,0

10,5

11,0

11,5

‐10 ΦΜ ‐15

ΦΦ

‐20

ΣΦ

‐25 ‐30

mg/l

  37


Όπως ήταν αναμενόμενο σε κάθε φωτεινή φιάλη (ΦΦ) η συγκέντρωση οξυγόνου είναι μεγαλύτερη  σε σχέση με αυτή στη φιάλη μάρτυρα (ΦΜ) λόγω της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας που  παρατηρείται. Η μεγαλύτερη συγκέντρωση οξυγόνου παρατηρείται στη φιάλη που αντιστοιχεί στο  βάθος 15m ίσως επειδή σε στα υπόλοιπα βάθη η δράση του φωτός είναι ανασχετική για πολλά  φωτοσυνθετικά είδη (όσο πηγαίνουμε σε μεγαλύτερα βάθη μειώνεται η ένταση του φωτός και άρα η  δυνατότητα των οργανισμών για φωτοσύνθεση). Στις σκοτεινές φιάλες (ΣΦ) παρατηρούμε μείωση της  συγκέντρωσης του οξυγόνου λόγω της αναπνοής και θα πρέπει να είναι μικρότερη από αυτή στις  φιάλες – μάρτυρες.      1. Δώστε διαγραμματικά τις κάθετες κατανομές της καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας, της  μικτής πρωτογενούς παραγωγικότητας και της αναπνοής, σε συνάρτηση με το βάθος. Οι τιμές  αυτές παραγωγικότητας θα εξαχθούν για ολόκληρη τη φωτεινή περίοδο και θα υπολογισθούν  από το διάγραμμα της μεταβολής της έντασης της προσπίπτουσας ακτινοβολίας.      Ο υπολογισμός της μικτής πρωτογενούς παραγωγικότητας, της  καθαρής πρωτογενούς  παραγωγικότητας και της αναπνευστικής δραστηριότητας για ολόκληρη τη φωτεινή περίοδο γίνεται με  την βοήθεια  του παρακάτω τύπου :    Π.Φ.Ε.ο / Π.Φ.Ε. π.ε = Πο / Π π.ε    Όπου :    Π.Φ.Ε. ο: Προσπίπτουσα φωτεινή ενέργεια καθ’ όλη τη φωτεινή περίοδο  Π.Φ.Ε. π.ε: Προσπίπτουσα ενέργεια κατά την περίοδο επώασης  Πο: Τιμή παραμέτρου καθ’ όλη τη φωτεινή περίοδο  Ππ.ε: Τιμή παραμέτρου κατά την περίοδο επώασης    Από το έγγραφο Trichonis light data, αθροίσαμε όλα τα αποτελέσματα και τα πολλαπλασιάσαμε με το  60 (λεπτά της ώρας). Το αποτέλεσμα αφορά όλη την φωτεινή περίοδο. Επίσης, αθροίσαμε τα  αποτελέσματα της περιόδου επώασης (8‐17.00) και τα πολλαπλασιάσαμε με το 60.    Π.Φ.Ε. ο: 16914093,49μEinst./m2  Π.Φ.Ε. π.ε: 16188538,29μEinst./m2     Π.Φ.Ε.ο/Π.Φ.Ε.π.ε= 16914093,49 / 16188538,29       = 1,04. Με αυτήν την τιμή πολλαπλασιάσαμε όλες τις τιμές της κάθε παραμέτρου (Ππ.ε) για να  βρούμε το Πο σε κάθε περίπτωση. Ακολουθεί πίνακας με τα αποτελέσματα και οι κάθετες κατανομές  της καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας, της μικτής πρωτογενούς παραγωγικότητας και της  αναπνοής σε σχέση με το βάθος τόσο για τη συγκεκριμένη περίοδο επώασης όσο και για όλη τη  φωτεινή περίοδο.     

38


Βάθος 

ΦΜ 

ΦΦ 

ΣΦ 

m  0  5  10  15  20  25 

mg/l  10,9  10,4  10,4  10,4  10,3  10,0 

mg/l  11,3  10,9  10,9  11,1  10,7  10,2 

mg/l  10,6  10,0  10,1  10,2  10,1  9,8 

ΜΠΠ  mgC/m3  day  63,5555556 82,8148148 81,3703704 88,5925926 52,4814815 30,3333333

ΚΠΠ  mgC/m3  day  33,7037037  51,5185185  52  63,0740741  29,8518519  18,7777778 

Α  mgC/m3 day  35,8222222  37,5555556  35,2444444  30,6222222  27,1555556  13,8666667 

 

   

Πρωτογενής παραγωγικότητα σε συνάρτηση  με το βάθος για τον χρόνο επώασης 0 0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

‐5

Βάθος (m)

‐10 ΜΠΠ ‐15

ΚΠΠ Α

‐20

‐25

‐30    

mgC / m^3 h  

39


Πρωτογενής παραγωγικότητα σε συνάρτηση  με το βάθος για όλη την φωτεινή περίοδο 0 0

20

40

60

80

100

‐5

Βάθος (m)

‐10 ΜΠΠ ‐15

ΚΠΠ Α

‐20

‐25

‐30

mgC / m^3 day

 

 

2. Από τις καμπύλες της πρώτης ερώτησης με πλανιμετρία υπολογίστε τις τιμές των τριών  παραμέτρων σε mgr C/m2/ημέρα. Ο υπολογισμός θα δώσει δηλαδή, τις τιμές των παραμέτρων  για ολόκληρη την υδάτινη στήλη.     Για να μπορέσουμε να κάνουμε αυτούς τους υπολογισμούς ακολουθούν οι γραφικές  παραστάσεις της μικτής πρωτογενούς παραγωγικότητας (ΜΠΠ),της καθαρής πρωτογενούς  παραγωγικότητας (ΚΠΠ) και της αναπνευστικής δραστηριότητας (Α) σε συνάρτηση με το βάθος.   

Μεταβολή ΜΠΠ συναρτήσει του βάθους

0 0

20

40

60

80

100

‐5

Βάθος (m)

‐10

‐15 ΜΠΠ

‐20

‐25

‐30

mgC/ m^3 day

  40


Μεταβολή ΚΠΠ συναρτήσει του βάθους

0 0

20

40

60

80

‐5

Βάθος (m)

‐10

‐15

ΚΠΠ

‐20

‐25

‐30

mgC/m^3 day

 

 

Μεταβολή Αναπνοής συναρτήσει του βάθους 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

‐5

Βάθος (m)

‐10 ‐15

Α

‐20 ‐25 ‐30

  Τελικά προκύπτει ότι:   

mgC/ m^3 day

 

ΜΠΠ(ολ) =1733,5 mg C / m2 /ημέρα     ΚΠΠ(ολ) =1104,25 mg C / m2 /ημέρα     Α(ολ) =736 mg C / m2 /ημέρα 

    3. Συγκρίνετε τα αποτελέσματα της μέτρησης παραγωγικότητας με αυτά της κατανομής της  υποβρύχιας ακτινοβολίας και της κατανομής της χλωροφύλλης α.   41


Από το διάγραμμα της κατανομής της υποβρύχιας ακτινοβολίας που έγινε στην άσκηση 2 μπορούμε  να συμπεράνουμε ότι η μικτή πρωτογενής παραγωγή και η καθαρή πρωτογενής παραγωγή  παρουσιάζουν μέγιστες τιμές σε βάθος 15 m, όπου η ένταση της ακτινοβολίας είναι μικρή.  Συγκρίνοντας με τις τιμές της υποβρύχιας ακτινοβολίας, παρατηρούμε ότι οι μέγιστες τιμές των δύο  μεγεθών δεν συμπίπτουν, καθώς η υποβρύχια ακτινοβολία παρουσιάζει μέγιστη τιμή σε μικρότερο  βάθος. Αυτό είναι φυσικό, επειδή με την είσοδο της ακτινοβολίας σε μεγαλύτερα βάθη, ένα μεγάλο  ποσοστό της ανακλάται ή διαχέεται. Όμως, η παραγωγικότητα δεν είναι μέγιστη στην επιφάνεια της  λίμνης (όπου η ακτινοβολία είναι μέγιστη), καθώς στα ανώτερα ύδατα της λίμνης συμβαίνει αναχαίτιση  της φωτοσύνθεσης από το φως. Έτσι, οι παραγωγοί (φωτοσυνθετικοί οργανισμοί) κινούνται βαθύτερα  στη στήλη του ύδατος με αποτέλεσμα η μέγιστη παραγωγικότητα να βρίσκεται σε βάθος ίσο των 15  μέτρων.     

42


Άσκηση 11  Δομή της βιοκοινότητας των βενθικών ασπονδύλων και εκτίμηση της ποιότητας των  επιφανειακών υδάτων    Εισαγωγή    O σύγχρονος  τρόπος ζωής του ανθρώπου έχει συχνά σημαντικές επιπτώσεις (φυσικοχημικές και  βιολογικές) στο περιβάλλον, ένα παράδειγμα των οποίων αποτελεί και η ρύπανση των υδάτων. Τα  επιφανειακά και υπόγεια νερά, όπως και η θάλασσα, αποτελούν τελικό αποδέκτη παραπροϊόντων της  βιομηχανικής, αγροτικής και άλλων μορφών ανθρώπινης δραστηριότητας, οδηγώντας συχνά στην  επιβάρυνσή τους. Παραδείγματα ρύπων αποτελούν τα οικιακά λύματα και τα βιομηχανικά απόβλητα,  καθώς και ρυπαντές από γεωργική χρήση όπως τα φυτοφάρμακα.��Διοχετεύονται στα υδάτινα  οικοσυστήματα είτε άμεσα π.χ. μέσω αγωγού είτε παρασυρόμενοι από τα όμβρια ύδατα, τα ποτάμια  κτλ με την έκπλυση χερσαίων εκτάσεων, καταλήγοντας σε πολλές περιπτώσεις να συσσωρεύονται μη  όντας βιοδιασπώμενοι.   Η  εκτίμηση  της  ποιότητας  των  επιφανειακών  υδάτων  αποτελεί  αναγκαιότητα  στην εποχή μας  όχι μόνον για οικολογικούς λόγους αλλά και για λόγους υγιεινής και οικονομίας. Διάφορες  μέθοδοι  χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό. Αρχικά, η εκτίμηση της ποιότητας των επιφανειακών υδάτων για  διαχειριστικούς λόγους βασίσθηκε κυρίως ή αποκλειστικά σε  φυσικοχημικά  δεδομένα.   Με τη μελέτη των οικοσυστημάτων, της δομής και των χαρακτηριστικών  τους υπάρχει η  δυνατότητα βιολογικής εκτίμησης της ποιότητας του νερού. Οι βενθικοί οργανισμοί  διαθέτουν  προσαρμοστικούς μηχανισμούς ώστε να ανταπεξέρχονται στις μεταβολές που προκαλεί η ρύπανση στο  οικοσύστημα στο οποίο διαβιούν. Εμφανίζουν αδρανή στάδια μέχρι να επανέλθουν ευμενέστερες  συνθήκες, μετακινούνται σε αναζήτηση τέτοιων συνθηκών ή πεθαίνουν. Οι προσαρμοστικές  δυνατότητες των βενθικών οργανισμών σε μεταβολές των περιβαλλοντικών  συνθηκών, όπως της  ποιότητας του νερού, είναι βασικές για τη κατανομή, την ανάπτυξη και την παραγωγικότητα, καθώς και  για την αναπαραγωγή τους. Έτσι από τη δεκαετία του '70 και μετά άρχισε η χρησιμοποίηση βιολογικών  δεδομένων είτε αποκλειστικά είτε σε συνδυασμό με τα φυσικοχημικά δεδομένα.   Η πιο πρόσφατη προσέγγιση της ποιότητας του νερού είναι η οικολογική ή ολοκληρωμένη,  σύμφωνα με την οποία εκτιμάται η ποιότητα των υδάτινων συστημάτων ως συνόλου Όλες οι μέθοδοι  της βιολογικής εκτίμησης της ποιότητας των επιφανειακών υδάτων βασίζονται στην ίδια αρχή: όλα τα  υπάρχοντα είδη, πληθυσμοί και κοινότητες των υδρόβιων φυτών και ζώων δεν αντιδρούν με τον ίδιο  τρόπο στο stress που προκαλείται από μια μορφή ρύπανσης ορισμένοι θα είναι πιο ευαίσθητοι από  τους άλλους. Ο βαθμός διαφοροποίησης στην απόκριση αντανακλάται στις ποσοτικές ή ποιοτικές  αλλαγές, οι οποίες μπορεί να μετρηθούν και ακολούθως να μετασχηματισθούν σε μαθηματικούς  τύπους.  Οι ζωικοί οργανισμοί που χρησιμοποιούνται συνήθως για τη βιολογική παρακολούθηση της  ποιότητας των επιφανειακών υδάτων είναι τα βενθικά μακροασπόνδυλα.  Πλεονεκτήματα και περιορισμοί στη χρήση των μακροασπονδύλων για τη βιολογική  παρακολούθηση της ποιότητας των επιφανειακών υδάτων.    Πλεονεκτήματα   Τα βενθικά μακροασπόνδυλα είναι ιδανικά για χρήση στη βιοπαρακολούθηση των υδάτινων  συστημάτων για αρκετούς λόγους:   •  Είναι κοσμοπολιτικοί οργανισμοί   •  Δεν παρουσιάζουν μεγάλη κινητική δραστηριότητα (συνήθως ζουν προσκολλημένα στο  υπόστρωμα).   •  Παρουσιάζουν μεγάλους κύκλους ζωής   43


•  Υπάρχει μεγάλος αριθμός ειδών.   •  Τα διάφορα είδη παρουσιάζουν διαφορετική απόκριση στη ρύπανση: ορισμένα είδη είναι  ευαίσθητα στη ρύπανση ενώ άλλα είναι ανθεκτικά.   •  Τα βενθικά μακροασπόνδυλα είναι εύκολο να συλλεχθούν και να αναγνωρισθούν.   Περιορισμοί   •  Τα βενθικά μακροασπόνδυλα παρουσιάζουν μη κανονική κατανομή σε ορισμένους τύπους  επιφανειακών υδάτων (π.χ. ποτάμια) και η ποσοτική δειγματοληψία είναι εξαιρετικά δύσκολη. Από την  άλλη πλευρά όμως, για τις περισσότερες μεθόδους βιολογικής παρακολούθησης δεν είναι απαραίτητη  η παράμετρος πυκνότητα.   •  Εξαιτίας της εποχικότητας που παρουσιάζουν οι κύκλοι ζωής ορισμένων ασπονδύλων (π.χ.  εντόμων) δεν είναι δυνατή η συλλογή τους όλο τον χρόνο. Αυτό θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά  την ερμηνεία των αποτελεσμάτων των δειγματοληψιών.   •  Άλλοι παράγοντες εκτός από την ποιότητα του νερού παίζουν επίσης καθοριστικό ρόλο για τη  σύνθεση της κοινότητας των μακροασπονδύλων (π.χ. ο τύπος του υποστρώματος). Οι παράγοντες  αυτοί θα πρέπει να συνεκτιμώνται κατά την ερμηνεία των αποτελεσμάτων της δειγματοληψίας.      Σκοπός της άσκησης   1.Περιγραφή  της  σύνθεσης  της κοινότητας  των  υδρόβιων μακροασπονδύλων της λίμνης  Τριχωνίδας   2.Εκτίμηση  της ποιότητας  του νερού με βάση  τη  σύνθεση  της κοινότητας  των υδρόβιων  μακροασπονδύλων.   Υλικά    1. Τετράγωνο μεταλλικό πλαίσιο ή μετροταινία   2. Λαβίδα   3. Δοχεία με συντηρητικό υγρό   4. Στερεοσκόπιο   5. Τρυβλία   6. Κλείδες αναγνώρισης    Μέθοδοι  1.Επιλογή  3  δειγματοληπτικών  επιφανειών  των  25X25cm  η  κάθε μια. Η  κάθε επιφάνεια  πρέπει   να  βρίσκεται  σε  απόσταση  περίπου  3m  από  τις  υπόλοιπες. Καταγραφή των αβιοτικών και βιοτικών  συνθηκών της κάθε επιφάνειας.  2.Συλλογή όλων των μακροασπονδύλων από κάθε επιφάνεια. Η συλλογή  θα γίνει με τη  χρησιμοποίηση λαβίδας.  3.Τα συλλεχθέντα ασπόνδυλα τοποθετούνται σε δοχεία με συντηρητικό υγρό.   4. Αναγνώριση των μακροασπονδύλων με τη βοήθεια κλειδών.   5. Υπολογισμός της πυκνότητας της κάθε ταξινομικής ομάδας ( X ±SE).   6. Υπολογισμός του δείκτη Shannon‐ Wiener (H'=  Σ pi log pi, όπου pi είναι το ποσοστό των ατόμων  της ταξινομικής ομάδας i ως προς το συνολικό αριθμό ατόμων όλων των ταξινομικών ομάδων) για κάθε  επιφάνεια.  7. Εκτίμηση  της ποιότητας  του νερού με βάση  τον δείκτη Shannon‐Wiener καθώς και την  παρουσία ή απουσία ομάδων οι οποίες θεωρούνται δείκτες.    Αποτελέσματα & συζήτηση  Υπολογισμός της μέσης πυκνότητας (Πi) της κάθε ταξινομικής ομάδας  και του τυπικού  σφάλματος(SE)  Πi = αριθμός ατόμων του είδους i / μέγεθος δειγματοληπτικής επιφάνειας (cm2)  Μέγεθος δειγματοληπτικής επιφάνειας: 3*25cm*25cm=1875cm2      44


ΣΤΑΘΜΟΙ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ  •  ΣΤΑΘΜΟΣ 1: ΚΑΛΑΜΙΕΣ  Χαρακτηριστική η παρουσία καλαμιών. Ο βιότοπος χαρακτηρίζεται από ελαφρύ κυματισμό και  πέτρες μικρού και μεσαίου μεγέθους.   •  ΣΤΑΘΜΟΣ 2: ΠΡΟΒΛΗΤΑ  Το υπόστρωμα ήταν πετρώδες.  •  ΣΤΑΘΜΟΣ 3: ΡΥΑΚΙ  Χαρακτηριστική ήταν η παρουσία πολλών πετρών και ο έντονος κυματισμός.      σταθμός  σταθμός  σταθμός  μέση  τυπικό σφάλμα  1  2  3  πυκνότητα(Πi)  (SE)          αριθμός        taxa ασπονδύλων  ατόμων  Physa sp.   4  1 0,00267 0,91 Coleoptera  1  0,00053 0,67 Theodoxus varius  callosus   1 0,00053 0,67 Ancylus sp.     19 0,01 6,34 Planorbis sp.   1 0,00053 0,67 Trichoptera larvae  1 0,00053 0,67 Diptera larvae  1 0,00053 0,67 Σύνολο  5  1 23             1.  Οι  συλλεχθείσες  ομάδες  μακροασπονδύλων  παρουσιάζουν προτίμηση για συγκεκριμένα  μικροενδιαιτήματα;  ΓΑΣΤΕΡΟΠΟΔΑ: Συλλέξαμε γαστερόποδα και από τους τρεις σταθμούς δειγματοληψίας. Πρόκειται  για εδραίους οργανισμούς που προσκολλώνται σε σκληρό υπόστρωμα.  ΔΙΠΤΕΡΑ : Συλλέξαμε μια προνύμφη διπτέρου στο ρυάκι. Τα δίπτερα  συναντώνται παντού και οι  προνύμφες αναπτύσσονται στο νερό ή σε πολύ υγρό έδαφος.  ΚΟΛΕΟΠΤΕΡΑ : Συλλέξαμε ένα κολεόπτερο στις καλαμιές. Τα κολεόπτερα είναι η πιο μεγάλη τάξη  στην ομοταξία των εντόμων. Τα βρίσκουμε παντού και φαίνεται ότι υπάρχει σχέση μεταξύ της  ταξινόμησης των κολεοπτέρων και των βιοτόπων όπου ζουν.   ΤΡΙΧΟΠΤΕΡΑ: Συλλέξαμε μια προνύμφη τριχοπτέρου στο ρυάκι. Οι προνύμφες τριχοπτέρων είναι  εξαιρετικά ευαίσθητες για διάφορους οικολογικούς παράγοντες του νερού. Γι αυτό όχι μόνο σε  διάφορα τμήματα ενός ρεύματος, αλλά και σε συγκεκριμένο μέρος πολλές φορές βρίσκονται διάφορα  είδη, που εκμεταλλεύονται διάφορους μικροβιότοπους.  2.  Ποιό  μικροενδιαίτημα  παρουσιάζει  τη  μεγαλύτερη πυκνότητα μακροασπονδύλων και ποιο τη  μεγαλύτερη ποικιλότητα; Εξηγείστε γιατί.  Γενικά παρατηρούμε ότι ο αριθμός τόσο των ατόμων που συλλέξαμε συνολικά όσο και των  διαφορετικών ταξινομικών ομάδων είναι ιδιαίτερα μικρός. Αυτό μπορεί να οφείλεται είτε στην εποχή  που πραγματοποιήθηκε η δειγματοληψία είτε στις συνθήκες που επικρατούσαν στην λίμνη, καθώς  υπήρχε ένας μικρός κυματισμός που πιθανόν να επηρέασε την κατανομή των μακροασπονδύλων.  Παρόλα αυτά παρατηρούμε ότι τόσο η μεγαλύτερη πυκνότητα μακροασπονδύλων όσο και η  μεγαλύτερη ποικιλότητα εμφανίζεται στον τρίτο σταθμό δειγματοληψίας, δηλαδή στο ρυάκι. Επίσης  από τα 23 άτομα που συλλέχθηκαν τα 21 είναι Γαστερόποδα γεγονός που μπορεί να δικαιολογηθεί από  45


τα χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου σταθμού. Πρόκειται για μια περιοχή με μεγάλο αριθμό πετρών  και άρα διαθέσιμων υποστρωμάτων για την προσκόλληση αυτών των οργανισμών αλλά και του  επιφύτου που αποτελεί βασική πηγή τροφής για τα περισσότερα βενθικά είδη.  Πως εκτιμάτε την ποιότητα του νερού με βάση τον δείκτη Shannon‐Wiener και τις ομάδες των  ασπονδύλων που συλλέξατε;        H'=  ‐Σ pi log pi, όπου pi είναι το ποσοστό των ατόμων της ταξινομικής ομάδας i ως προς το  συνολικό αριθμό ατόμων όλων των ταξινομικών ομάδων.Ο δείκτης μπορεί  να πάρει τιμές από 0 έως 1  και στην κατάσταση ισοκατανομής, δηλαδή στην ιδεατή τιμή (ισοκατανομής) της βιοποικιλότητας, ο  δείκτης Shannon‐Wiener λαμβάνει την τιμή 1.   Με βάση τα αποτελέσματά μας για τις καλαμιές Η’=0,22  ,για την προβλήτα Η’=0 ενώ για το ρυάκι Η’=0,29. Παρατηρούμε ότι και στις 3 περιοχές η τιμή του  δείκτη είναι ιδιαίτερα χαμηλή και έτσι οδηγούμαστε στο συμπέρασμα ότι η ποιότητα του νερού δεν  είναι καλή και φαίνεται να διαθέτει αυξημένο οργανικό φορτίο που συνεπάγεται μείωση του  διαλυμένου οξυγόνου.                                   

46


Άσκηση 12  Μακροφυτική χλωρίδα και βλάστηση υδάτινων οικοσυστημάτων   

Εισαγωγή    1. Υδρόβια μακροφυτική χλωρίδα   Η διάκριση μεταξύ υδρόβιων και χερσαίων φυτών είναι συχνά δύσκολη αφού δύσκολη αρκετές  φορές    είναι  και  η  διάκριση  των  οικοτόπων   τους.  Υπάρχουν  περιοχές  στις  οποίες παρατηρείται εποχιακή                διακύμανση της στάθμης του νερού, με αποτέλεσμα οικότοποι που        καλύπτονται με νερό κα τά το μεγαλύτερο διάστημα του έτους να             ξηραίνονται το καλοκαίρι ή  αντίθετα  ξηρά  εδάφη  να    κατακλύζονται   την  περίοδο  των  βροχών.  Επίσης  στις περισσότερες  περιπτώσεις  η  μετάβαση  από   τα  χερσαία  στα  υδάτινα οικοσυστήματα  δεν είναι       απότομη, αλλά υπάρχει συνήθως μια βαθμιαία  μεταβατική κατάσταση από τα ξηρά, διαμέσου των κατακλυζόμενων, προς τα εδάφη που           μόνιμα  καλύπτονται από νερά. Κατά  καιρούς  διάφοροι  ερευνητές        έδωσαν  ορισμούς  των  υδρόβιων  μακ ροφύτων. Κάποιοι από τους        ορισμούς είναι ευρύτεροι και πιο ρεαλιστικοί όπως αυτός των Weaver  & Clements (1938) οι οποίοι θεωρούν τα υδρόφυτα ως φυτά που           αναπτύσσονται στο νερό, σε έδ αφος καλυμμένο με  νερό  ή έδαφος που  διαβρέχεται. Η Haslam (1978) έχει  δώσει έναν επίσης  απλό   και  ευρύ ορισμό  ο  οποίος  χρησιμοποιείται  συνήθως  στις  σύγχρονες  μελέτες  για  το  χαρακτηρισμό  των  υδροφύτων.  Σύμφωνα  με  τον  ορισμό        αυτό  υδρόβια  φυτά  είναι εκείνα που αναπτύσσονται  μέσα ή κοντά     στο νερό.  Για  το  χαρακτηρισμό  των  βιομορφών  και  μορφών              ανάπτυξης  των  υδρόβιων μακροφύτων ακολουθείται συνήθως το         προτεινόμενο από την Hutchinson (1975) σύστη μα. Στο  σύστημα  αυτό  τα  υδρόφυτα  διακρίνονται  στις  παρακάτω  δυο  μεγάλες  κατηγορίες βιομορ φών:     Πλευστόφυτα.  Πρόκειται  για φυτά  που  πλέουν  ελεύθερα  στην           επιφάνεια  ή  μέσα στο   νερό,  με  ή  χωρίς  ρίζες  και  διακρίνονται  σε  ακροπλευστόφυτα  και μεσοπλευστόφυτα.       Ριζόφυτα.  Φυτά  ριζωμένα  στον  πυθμένα  που  διακρίνονται  στα         υπερυδατικά  τα οποία   είναι  φυτά  ελωδών  και  παρόχθιων  περιοχών που  έχουν  μέρος  των βλαστητικών  τμημάτων    τους  αναδυόμενο        πάνω  από  την  επιφάνεια  του  νερού,  τα εφυδατικά, φυτά  με φύλλα  ή    τμήματα  βλαστών  που  πλέουν  στην  επιφάνεια  του νερού και τα   υφυδατικά που είναι φυτά  τελείως βυθισμένα όλο το έτος ή κατά το     μεγαλύτερο διάστημα της αυξητικής περιόδου.       

47


Τα είδη που συλλέχθηκαν από την ομάδα μας κατά την δειγματοληψία ήταν:   Πλευστόφυτα:   Ceratophyllum demersum  Lemna minor  Ριζόφυτα   Υπερυδατικά:   

Apium nodiflorum   Nasturtim officinale  

                            

Phragmites australis  

                                                         

Veronica anagallis‐aquatica  Cladium mariscus 

  

 

 

Phalaris arundinacea 

  

 

 

Iris pseudacorus 

Ριζόφυτα   Υφυδατικά   Vallisneria spiralis  Στις υγρές και περιοδικά κατακλυζόμενες περιοχές συλλέχθηκαν:  Mentha sp   Oenanthe silaifolia   Ranunculus sardous   To Potamogeton sp. που συλλέχθηκε μπορεί να ανήκει είτε στα εφυδατικά είτε στα υφυδατικά  Ριζόφυτα. 

 

48


Εργασία λιμνολογίας ομαδα 47