Χρήση βενθικών μακροασπονδύλων για διαμόρφωση ελληνικού βιοτικού δείκτη εκτίμησης οικολογικής ποιότητας επιφανειακών υδάτων

Abstract

This research was carried out at the Laboratory of Zoology of the Department of Biology at the University of Patras, from September 1998 to October 2002. Its main objective was the checking of the applicability of European biological indexes based on macroinvertebrates in the surface waters of our country and the development and application of a reliable system for assessing the ecological quality of running waters, based on benthic macroinvertebrates. It must be noted that in Greece there is not a standard system for the assessment of surface waters quality. For the conduction of this research four rivers were chosen, being representatives of the surface waters of the Greek region: the rivers Alfeios and Pineios from the south hydrological lagoon and Kalamas and Acherontas from the north one. From each river the sampling sites were chosen from upstream to downstream in order to reflect better its ecological status. Samplings were conducted for a period of three years on seasonal basis. From every site double samples were collected with the use of Surber sampler. Measurements of the physicochemical parameters, flow velocity measurement and the definition of the substrate type were conducted as well. The identification of the macroinvertebrates was conducted at the laboratory with the use of a suitable key and they were classified to the lowest possible taxonomic level. All individuals collected were counted and correlated to physicochemical parameters and flow velocity with the use of Canonical Correspondence Analysis. The results showed that the correlation among the physicochemical parameters and the presence and abundance of benthic macroinvertebrates fluctuated. As far as the abundance is concerned, in Alfeios, Ephemeroptera were more abundant followed by Chironomidae and Trichoptera whilst in Pineios Ephemeroptera dominated followed by Plecoptera and Chironomidae. In Kalamas Gammaridae dominated followed by Ephemeroptera and Gastropoda whilst in Acherontas Ephemeroptera were more abundant, followed by Gammaridae and Plecoptera. For the assessment of surface waters ecological quality, nine biological indexes being used in the countries of the European Union were applied: BBI, TBI, ETBI, IBE ASPT, LQI, IBMWP and IASPT. According to them, water quality of the rivers studied varied from very bad to very good. A great difference was observed between the results of the indexes used. From the indexes used TBI, ETBI, BBI and IBE are not suitable for use at the Greek rivers as they are based in a number of “sensitive” taxa whose presence increases the value of the indexes without however reflecting the real status of the ecosystem. Also, the index BMWP seems to be no suitable given that it does not include many of the macroinvertebrate taxa which occur in Greece. Consequently, the indexes ASPT and LQI (both deriving from BMWP) are unsuitable also. The index IBMWP enriched with the insertion of the two Dipteran families Rhagionidae and Syrphidae, and IASPT, which derives from IBMWP, seem to be the most suitable for assessing surface waters quality at the Greek region.

Η παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Ζωολογίας του Τμήματος Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, από το Σεπτέμβριο του 1998 έως τον Οκτώβριο του 2002. Κύριος σκοπός της ήταν ο έλεγχος της εφαρμοσιμότητας των Ευρωπαϊκών βιολογικών δεικτών μακροασπονδύλων στα επιφανειακά νερά της χώρας μας καθώς και η ανάπτυξη και η εφαρμογή αξιόπιστου συστήματος εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας των ρεόντων υδάτων του ελληνικού χώρου, βασισμένου στα βενθικά μακροασπόνδυλα. Να σημειωθεί ότι στην Ελλάδα δεν υπάρχει καθορισμένο σύστημα για την εκτίμηση της ποιότητας των επιφανειακών υδάτων. Για την εκπόνηση της παρούσας έρευνας επιλέχθηκαν τέσσερις ποταμοί ως αντιπροσωπευτικά δείγματα των επιφανειακών υδάτων του ελληνικού χώρου: από τη νότια υδρολογική λεκάνη οι Αλφειός και Πηνειός και από τη βόρεια οι Καλαμάς και Αχέροντας. Από κάθε ποταμό επιλέχθηκαν σημεία δειγματοληψίας από το ανάντη προς το κατάντη έτσι ώστε να αντανακλούν όσο το δυνατόν καλύτερα την οικολογική κατάσταση του ποταμού. Πραγματοποιήθηκαν εποχιακές δειγματοληψίες για διάστημα τριών ετών. Σε κάθε θέση δειγματοληψίας συλλέγονταν διπλά δείγματα με τη χρήση του δειγματολήπτη Surber. Παράλληλα με τις συλλογές των μακροασπονδύλων γίνονταν μετρήσεις των φυσικοχημικών παραμέτρων του νερού, της ταχύτητας ροής καθώς και προσδιορισμός του υποστρώματος των υπό μελέτη περιοχών. Η αναγνώριση των μακροασπονδύλων πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο με τη χρήση κατάλληλης κλείδας και έγινε η κατάταξή τους στο χαμηλότερο δυνατό ταξινομικό επίπεδο. Τα άτομα που συλλέχθηκαν καταμετρήθηκαν και συσχετίσθηκαν με τις φυσικοχημικές παραμέτρους και την ταχύτητα ροής. Για το σκοπό αυτό εφαρμόστηκε η μέθοδος Ανάλυσης Κανονικών Αντιστοιχιών (Canonical Correspondence Analysis) σύμφωνα με τα αποτελέσματα της οποίας, οι φυσικοχημικές παράμετροι που επηρέαζαν την παρουσία και αφθονία των μακροασπονδύλων διέφεραν από ποταμό σε ποταμό. Ως προς την αφθονία, στον Αλφειό τα Εφημερόπτερα εμφανίζονται σε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις, ακολουθούμενα από τα Chironomidae και τα Τριχόπτερα ενώ στον Πηνειό επικρατούν τα Εφημερόπτερα ακολουθούμενα από τα Πλεκόπτερα και τα Chironomidae. Στο Καλαμά επικρατούν τα Gammaridae ακολουθούμενα από τα Εφημερόπτερα και τα Γαστερόποδα. Στον Αχέροντα σε μεγαλύτερη αναλογία εμφανίζονται τα Εφημερόπτερα, ακολουθούμενα από τα Gammaridae και τα Πλεκόπτερα. Για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας των επιφανειακών υδάτων εφαρμόστηκαν εννέα βιολογικοί δείκτες οι οποίοι χρησιμοποιούνται στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, οι BBI, TBI, ETBI, IBE, BMWP, ASPT, LQI, IBMWP και IASPT. Σύμφωνα με αυτούς η ποιότητα των υδάτων των υπό μελέτη ποταμών κυμαινόταν από πολύ κακή έως πολύ καλή. Παρατηρήθηκε μεγάλη διαφορά μεταξύ των δεικτών ως προς την εκτίμηση της ποιότητας των υδάτων. Από τους δείκτες, οι ΤΒΙ, ΕΤΒΙ, ΒΒΙ και ΙΒΕ δεν είναι κατάλληλοι για χρήση στα ελληνικά ποτάμια καθώς στηρίζονται σε έναν αριθμό ευαίσθητων taxa που η παρουσία τους αυξάνει την τιμή των δεικτών, χωρίς όμως αυτό να ανταποκρίνεται στη πραγματική κατάσταση της ποιότητας του οικοσυστήματος. Επίσης δεν είναι κατάλληλος για χρήση ο δείκτης BMWP καθώς δεν περιλαμβάνει πολλά taxa μακροασπονδύλων που απαντούν στον ελληνικό χώρο. Κατά συνέπεια και οι δείκτες ASPT και LQI οι οποίοι προέρχονται από τον BMWP απορρίπτονται για χρήση. Ο δείκτης IBMWP εμπλουτισμένος με τις οικογένειες των Διπτέρων Rhagionidae και Syrphidae καθώς και ο προερχόμενος εξ’ αυτού IASPT δείχνουν να είναι οι καταλληλότεροι για την εκτίμηση της ποιότητας των επιφανειακών νερών στον ελληνικό χώρο.