Διερεύνηση των βενθικών μακροπανιδικών κοινοτήτων κινητού υποστρώματος στον κόλπο Βασιλικού (Κύπρος, Ανατολική Μεσόγειος)

Abstract

The aim of the present thesis was the investigation of benthic macrofauna soft-bottom communities of Vasiliko bay in Cyprus. Benthic macrofauna samples were collected and analysed, diversity indices were estimated, the ecological status of Vasiliko bay was assessed and the results were presented in maps. The soft-bottom benthic communities of Vasiliko bay were defined and described and the most important abiotic factors that contributed to their formation were identified. The possibility to define the structure and composition of the communities by examining specific taxonomic groups and the feeding method was investigated. Furthermore it was examined if it was possible to apply the diversity indices at higher taxonomic levels and get acceptable results (taxonomic sufficiency). Benthic macrofauna was also studied near three fish farms that operate in Vasiliko Bay (years 2011-2014) as part of their environmental monitoring. Finally, benthic species lists of the Polychaeta and Amphipoda (Amphilochidea & Sendicautada) were prepared.A total of 45,721 zoobenthic organisms were counted, classified to 12 phyla with the phylum Annelida dominating. A total of 10 alien species were recorded, a new species was described, the Microdeutopus periergos sp., while four other polychaete species are taxonomically interesting and maybe new species. The ecological quality of water bodies at stations located close to anthropogenic activities was found to be degraded. The ΒΕΝΤΙΧ index was found to be the most sensitive to organic load. The lower values of the diversity indices were recorded at the shallower stations as well as in the ports. The highest values were recorded near the fish farms where organic load appears to be a food source for benthic organisms. The application of biodiversity indices at the genus and family level gave good results and therefore the indices could be applied to higher taxonomic levels.In the Vasiliko Bay there are two main communities: (a) the “Biocommunity of fine sands of the littoral zone in the ultra-oligotrophic ecosystem of Eastern Mediterranean Sea” which is located in the littoral zone, at depths of 4-13m, in sandy medium-sized substrates with medium organic a load of 3.032+1.489% and (b) the “Biocommunity of muddy-sand substrates of the infralittoral and circalittoral zone in the ultra-oligotrophic ecosystem of Eastern Mediterranean Sea”, found at depths of 12-59m in sandy and poorly sorted substrates with organic load of 6.759+1.842%. The second biocommunity includes: (a) the “Community with Loripes orbiculatus (=lacteus), Aphelochaeta filiformis, Melinna palmata in sandy-mud sediments of the infralitoral and circalitoral zone” that is divided to the “Sub-community of Loripes orbiculatus (=lacteus)” and the “Sub-community of Melinna-Aphelochaeta-Protodorvillea” [(i)“Facies with Melinna palmata in muddy-sand substrates of the lower Infralittoral zone, and (ii) “Sub-community of coarse sediments with Protodorvillea kefersteini of the lower infralittoral and upper circalittoral zone”], and (b) the “Community of Aphelochaeta filiformis, Cirrophorus turcicus and Paradoneis lyra of muddy-sand substrates of the upper circalittoral zones in ultra-oligotrophic environments of the Eastern Mediterranean Sea”. The diversification of the groups is correlated with depth, substrate type and organic load which was also reported by other research studies. The taxa “Polychaeta-and-Mollusca” and “Polychaeta” were found to be the best taxonomic surrogates to investigate benthic communities in Vasiliko Bay. The taxa Crustacea, Mollusca and the functional group Feeding Type could also be used but at a lower degree.As part of the environmental monitoring of the three fish farms (2011-2014), a total of 105,058 benthic organisms were counted and classified into 11 phyla with Annelida dominating. The highest total abundance was recorded under the cages (0 m) and up to a distance of 50 m. The ecological status presented a general trend of improvement that is particularly evident beyond 50 m. A similar trend was also observed by the diversity indicators. These results are in agreement with other studies carried out on fish farms.In the coastal area of Cyprus, up to now, 143 species of amphipods (Amphilochidea & Sendicautada) and 466 species of polychaetes have been recorded. Of these, 25 amphipods and 52 polychaetes are reported for the first time through this research. Further research on soft and hard-bottom benthic communities is expected to provide important information not only on the composition of benthic fauna in Cyprus but also on the spatial distribution of benthic species, gradually covering the gap of information that exists for this region of the Eastern Mediterranean.In conclusion, this research is the first survey to be carried out in Cyprus to describe soft-bottom benthic communities and these results can serve as a benchmark for bio-monitoring of the benthos of Vasiliko Bay but also the coasts of Cyprus.

Σκοπός της διατριβής ήταν η διερεύνηση των βενθικών μακροπανιδικών κοινοτήτων κινητού υποστρώματος στον κόλπο Βασιλικού στην Κύπρο. Συλλέχθηκαν και αναλύθηκαν δείγματα μακροπανίδας, εφαρμόστηκαν δείκτες ποικιλότητας, εκτιμήθηκε η οικολογική κατάσταση του κόλπου Βασιλικού και τα αποτελέσματα αποτυπώθηκαν σε χάρτες. Ακολούθως, καθορίστηκαν και περιγράφηκαν οι βενθικές βιοκοινότητες των κινητού υποστρώματος του κόλπου Βασιλικού και αναγνωρίστηκαν οι σημαντικότεροι αβιοτικοί παράγοντες που συνέβαλαν στη συγκρότηση τους. Παράλληλα εξετάστηκε η δυνατότητα χρήσης συγκεκριμένων ταξινομικών ομάδων καθώς και της Μεθόδου Τροφοληψίας, για τον καθορισμό και περιγραφή των βενθικών βιοκοινοτήτων. Επίσης ελέγχθηκε κατά πόσο η εφαρμογή των δεικτών ποικιλότητας στα επίπεδα γένους και οικογένειας μπορούσε να δώσει αποδεκτά αποτελέσματα (ταξινομική επάρκεια). Στο πλαίσιο υλοποίησης προγραμμάτων παρακολούθησης (2011-2014) διερευνήθηκε η βενθική μακροπανίδα πλησίον τριών ιχθυοτροφείων που δραστηριοποιούνται στον κόλπο Βασιλικού. Τέλος, συντάχθηκαν κατάλογοι βενθικών ειδών για τις ταξινομικές ομάδες Polychaeta (Annelida) και Amphipoda-Amphilochidea & Sendicautada (Crustacea-Arthropoda).Καταμετρήθηκαν 45.721 ζωοβενθικοί οργανισμοί, οι οποίοι ταξινομήθηκαν σε 12 φύλα πανίδας, με το φύλο Annelida να υπερέχει έναντι όλων των άλλων ταξινομικών ομάδων. Καταγράφηκαν 10 ξενικά είδη, ένα νέο είδος για την επιστήμη, το αμφίποδο Microdeutopus periergos sp. nov ενώ τέσσερα άλλα είδη πολυχαίτων παρουσιάζουν ιδιαίτερο ταξινομικό ενδιαφέρον καθώς φαίνεται να αποτελούν νέα είδη για την επιστήμη. Η οικολογική ποιότητα των υδάτων σε σταθμούς που βρίσκονταν πλησίον ανθρωπογενών δραστηριοτήτων, βρέθηκε να είναι υποβαθμισμένη. Ο δείκτης ΒΕΝΤΙΧ παρουσίασε τη μεγαλύτερη ευαισθησία ως προς το οργανικό φορτίο. Οι μικρότερες τιμές των δεικτών ποικιλότητας καταγράφηκαν στους ρηχότερους σταθμούς, καθώς και στους λιμένες, ενώ οι μεγαλύτερες τιμές καταγράφηκαν πλησίον των ιχθυοτροφείων, όπου το οργανικό φορτίο φαίνεται να αποτελεί πηγή τροφής για τους βενθικούς οργανισμούς. Η εφαρμογή των δεικτών ποικιλότητας στο επίπεδο γένους και οικογένειας βρέθηκε να αποδίδει καλά και ως εκ τούτου θα μπορούσαν να εφαρμοστούν σε ανώτερα ταξινομικά επίπεδα. Στον κόλπο Βασιλικού διακρίνονται δύο κύριες βιοκοινότητες: (α) η «Βιοκοινότητα των λεπτών παράκτιων άμμων της υποπαραλιακής ζώνης σε ολιγοτροφικά συστήματα της Ανατολικής Μεσογείου», που βρίσκεται στην υποπαραλιακή ζώνη, σε βάθη 4-13m, σε αμμώδη μετρίως ταξινομημένα υποστρώματα με μέσο οργανικό φορτίο 3,032+1,489% και (β) η «Βιοκοινότητα των ιλυοαμμωδών υποστρωμάτων της υποπαραλιακής και περιπαραλιακής ζώνης σε ολιγοτροφικά συστήματα της Ανατολικής Μεσογείου», που βρίσκεται σε βάθη 12-59m, σε ιλυοαμμώδη φτωχά ταξινομημένα υποστρώματα με μέσο οργανικό φορτίο 6,759+1,842%. Η δεύτερη βιοκοινότητα με τη σειρά της περιλαμβάνει: (α) την «Κοινότητα με Loripes orbiculatus (=lacteus), Aphelochaeta filiformis, Melinna palmata σε υποστρώματα ιλυώδους άμμου της υποπαραλιακής και περιπαραλιακής ζώνης» που διαχωρίζεται στην «Υποκοινότητα Loripes orbiculatus (=lacteus)» και στην «Υποκοινότητα Melinna-Aphelochaeta-Protodorvillea» [(i) «Φάση Melinna palmata των ιλυοαμμωδών υποστρωμάτων της κατώτερης υποπαραλιακής ζώνης» και (ii) «Υποκοινότητα χονδρόκοκκων ιζημάτων με Protodorvillea kefersteini της υποπαραλιακής και ανώτερης περιπαραλιακής ζώνης»] και (β) την «Κοινότητα Aphelochaeta filiformis, Cirrophorus turcicus και Paradoneis lyra ιλυοαμμωδών υποστρωμάτων της ανώτερης περιπαραλιακής ζώνης σε ολιγοτροφικά συστήματα της Ανατολικής Μεσογείου». Ο διαχωρισμός στις επιμέρους ομάδες αποδίδεται στο βάθος, τον τύπο του υποστρώματος και το οργανικό φορτίο, τα οποία αναγνωρίστηκαν και από αρκετές άλλες επιστημονικές έρευνες. Οι ταξινομικές ομάδες «Polychaeta-και-Mollusca-μαζί» και «Polychaeta», αποτελούν τα καταλληλότερα ταξινομικά υποκατάστατα για τη διερεύνηση των βενθικών βιοκοινοτήτων του κόλπου Βασιλικού καθώς επίσης, και τα Crustacea, τα Mollusca και η Μέθοδος Τροφοληψίας, που θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε μικρότερο όμως βαθμό.Στo πλαίσιο περιβαλλοντικής παρακολούθησης των τριών ιχθυοτροφείων (2011-2014), καταμετρήθηκαν συνολικά 105.058 βενθικοί οργανισμοί που ταξινομήθηκαν σε 11 φύλα πανίδας με το φύλο Annelida να υπερέχει. Οι μεγαλύτερες αφθονίες ατόμων καταγράφηκαν μέχρι και την απόσταση των 50 m. Η οικολογική κατάσταση παρουσίασε γενική τάση βελτίωσης, η οποία είναι ιδιαίτερα εμφανής πέραν των 50 m. Παρόμοια τάση παρατηρήθηκε και στους δείκτες ποικιλότητας. Τα αποτελέσματα αυτά είναι σύμφωνα με άλλες επιστημονικές έρευνες που διεξήχθηκαν σε ιχθυοτροφεία.Στις παράκτιες περιοχές της Κύπρου, μέχρι σήμερα, έχουν καταγραφεί 143 είδη αμφιπόδων (Amphilochidea & Sendicautada) και 466 είδη πολυχαίτων. Από αυτά, 25 αμφίποδα και 52 πολύχαιτοι, αποτελούν πρώτες αναφορές για την Κύπρο και προστέθηκαν με την παρούσα έρευνα. Η διεξαγωγή περαιτέρω ερευνών σε βενθικές βιοκοινότητες κινητού αλλά και σκληρού υποστρώματος αναμένεται να αποφέρει σημαντικές πληροφορίες, όχι μόνο για τη σύνθεση της βενθικής πανίδας της Κύπρου, αλλά και για τη χωροκατανομή των βενθικών ειδών, καλύπτοντας σταδιακά το κενό πληροφόρησης που υπάρχει για την περιοχή αυτή της Ανατολικής Μεσογείου.Η παρούσα έρευνα αποτελεί την πρώτη έρευνα που υλοποιήθηκε στην Κύπρο για την περιγραφή βενθικών βιοκοινοτήτων κινητού υποστρώματος και τα αποτελέσματα αυτά μπορούν να αποτελέσουν σημείο αναφοράς για τη βιοπαρακολούθηση του βενθικού συστήματος του κόλπου Βασιλικού αλλά και των ακτών της Κύπρου γενικότερα.