Patterns of multiple facets of plant diversity and their evaluation for conservation purposes

Abstract

The study of different facets of biodiversity is acknowledged as the most appropriate approach for the investigation of the processes within biological communities and their evaluation is critical for maintaining ecosystem functions and services. Aquatic plants in freshwater lakes comprise a group of organisms that has not received the focus required in order to understand and assess the functioning of freshwater lakes in Greece. The aim of the present doctoral dissertation is to investigate which are the different patterns of aquatic plant diversity under human-induced pressures in freshwater lake ecosystems, and how they can be of use in conservation management. Application of a survey methodology for monitoring aquatic vegetation in 18 Greek lakes took place between 2013-2016, resulting in a collection of recent data of macrophyte vegetation and environmental parameters. The presence and abundance of 103 macrophyte taxa were recorded in 7,464 sampling plots within 366 sampling transects. Phytosociological analysis of these data resulted in the identification of 46 macrophyte communities (previously-recorded and new ones) found in Greek lakes, as well as their floristic composition, syntaxonomy and ecology. Based on the same vegetation data, a new ecological assessment method of Greek lakes based on macrophytes, in compliance with Water Framework Directive, was developed and tested for its efficiency. Furthermore, the relationships between functional trait patterns of macrophytes and human-induced pressures were also explored, and a list of functional responses of aquatic vegetation to eutrophication pressures was produced. Finally, multiple-facet diversity indices of aquatic vegetation were estimated for each lake, and their diversity patterns were statistically assessed and analyzed, in order to infer the changes in macrophyte community assembly processes under different lake trophic conditions. The research findings of this doctoral dissertation may prove valuable tools in the hands of freshwater conservation managers, in their efforts to assess, manage, and restore freshwater aquatic ecosystems.

Η μελέτη διαφορετικών τύπων βιοποικιλότητας έχει αναγνωριστεί ως η βέλτιστη μέθοδος για την αναγνώριση των διεργασιών εντός των βιοκοινοτήτων και η αξιολόγησή τους είναι σημαντική για τη διατήρηση των οικοσυστημικών λειτουργιών και υπηρεσιών. Τα υδρόβια φυτά στα λιμναία οικοσυστήματα είναι μία κατηγορία οργανισμών για την οποία δεν έχει δοθεί η απαραίτητη προσοχή για την κατανόηση και αξιολόγηση των λειτουργιών των λιμνών στην Ελλάδα. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτελεί η αναγνώριση και περιγραφή των προτύπων διαφορετικών τύπων ποικιλότητας της υδρόβιας βλάστησης και η συσχέτισή τους με ανθρωπογενείς πιέσεις σε λιμναία οικοσυστήματα, με απώτερο σκοπό τη διατήρηση των λιμναίων οικοσυστημάτων. Πραγματοποιήθηκε εφαρμογή μεθοδολογίας παρακολούθησης της υδρόβιας βλάστησης μέσω δειγματοληψίας σε 18 Ελληνικές λίμνες, με αποτέλεσμα τη συλλογή πρόσφατων δεδομένων μακροφυτικής βλάστησης και περιβαλλοντικών παραμέτρων. Η παρουσία και αφθονία για 103 taxa μακροφύτων καταγράφηκε εντός 7,464 δειγματοληπτικών επιφανειών, εντός 366 δειγματοληπτικών λωρίδων. Φυτοκοινωνιολογική ανάλυση αυτών των δεδομένων παρήγαγε έναν επικαιροποιημένο κατάλογο 46 μακροφυτικών κοινωνιών (παλαιότερα καταγεγραμμένων και νέων) που εντοπίζονται στις ελληνικές λίμνες, των χαρακτηριστικών τους, και των οικολογικών προτιμήσεών τους. Βάσει των ίδιων δεδομένων βλάστησης, αναπτύχθηκε μία νέα μέθοδος οικολογικής αξιολόγησης των ελληνικών λιμνών βάσει μακροφύτων, σύμφωνα με την Οδηγία Πλαίσιο για τα Ύδατα, και ελέχθηκε η αποτελεσματικότητά της. Επιπροσθέτως, ελέγχθηκαν οι σχέσεις μεταξύ προτύπων λειτουργικών χαρακτηριστικών των μακροφύτων και ανθρωπογενών πιέσεων, και αναγνωρίστηκαν οι κυριότερες λειτουργικές αποκρίσεις της υδρόβιας βλάστησης στην πίεση του ευτροφισμού. Τέλος, υπολογίστηκαν δείκτες πολλαπλών τύπων ποικιλότητας της υδρόβιας βλάστησης για κάθε λίμνη, και τα πρότυπα ποικιλότητας τους αξιολογήθηκαν στατιστικά και αναλύθηκαν, με σκοπό την εξαγωγή συμπερασμάτων για τους κανόνες συνάθροισης των υδρόβιων μακρόφυτων υπό διαφορετικά επίπεδα τροφικής κατάστασης των λιμνών. Τα αποτελέσματα της έρευνας που πραγματοποιήθηκε εντός αυτής της διατριβής μπορούν να αποτελέσουν χρήσιμα εργαλεία για τη διατήρηση και διαχείριση των λιμναίων οικοσυστημάτων.