Seasonal assemblages of fish and ichthyoplankton in the protected area around Kitros artificial reef, Thermaikos gulf

Abstract

Artificial reefs serve as a base for epifauna, making use of organic waste released into the sea. These installations are key in shielding marine organisms from the detrimental effects of trawling while simultaneously enhancing small-scale fisheries. In addition to their ecological advantages, these reefs aid in the improvement of fish habitats, the reduction of coastal erosion, and the provision of new avenues for marine research, acting as refuges for mature marine species. Empirical research has underscored their utility in augmenting primary productivity and benefiting recreational fisheries. The submerged artificial reef located off Kitros, Pieria in the Northern Aegean Sea, positioned 11.5 kilometers from the coastline and proximal to the Aliakmonas River delta, derives ecological benefits from the influx of fresh water from surrounding rivers such as the Axios, Aliakmonas, Ludias, and Gallikos. The establishment of an AR is often accompanied by the designation of the surrounding area as a protected area. A central objective in the creation of a protected area such as the one located in the Kitros, Pieria region of the Northwestern Aegean Sea, is to foster the aggregation of various fish species. Such aggregation is pivotal for supporting local fishing communities by elevating the catch per unit effort (CPUE) and broadening access to marine resources. Protected Areas have been used to enhance marine habitats, yet their impact on fish populations remains a topic of debate. In 2014, the initiation of an artificial reef in the Kitros, Pieria area was followed by a comprehensive three-year monitoring effort from 2015 to 2017. Utilizing bottom trawl methodologies for sampling adult fish and bongo net for sampling ichthyoplankton, this monitoring program successfully cataloged over 84 adult fish species and 70 fish larvae species in predesignated sampling stations within the MPA adjacent to the reef. Initially, this study focused on spatiotemporal and physiochemical influences on the abundances and diversity of ichthyoplankton in the protected area surrounding the Kitros Pieria artificial reef through extensive sampling across seasons from spring to autumn between 2015 and 2017. Employing a bongo net sampler over a network of 16 stations, this research identified 70 species of larval fish. It highlighted that ichthyoplankton diversity peaks during the warmer months, with significant variations in species assemblages across seasons, demonstrating the artificial reef's role in enhancing marine biodiversity. The analysis revealed ten groups of larvae at the family or genus level, with the European anchovy (Engraulis encrasicolus) being the most abundant species, followed by Gobius spp., and notable quantities of Callionymidae, Centracanthidae, and Bothidae larvae. The study emphasized the novelty of its approach, being the first in Greece to systematically explore ichthyoplankton diversity with such seasonal and locational precision around a protected area. The impact of spatiotemporal and physiochemical variables on the quantities and biomass of adult fish around the same artificial reef was then researched, using data collected from bottom trawl samples taken seasonally from 2015 to 2017. This study provides a nuanced understanding of how the artificial reef influences adult fish populations, highlighting seasonal differences in abundance and biomass across species over the three years. Mullus barbatus emerged as the most commercially significant species, with its highest abundance and biomass observed during the study's second year, while Pagellus erythrinus showed a contrasting pattern of abundance and biomass peaking. The research also noted a trend of increasing species numbers with a concurrent reduction in individual size, suggesting a complex interaction between the artificial reef and fish population dynamics. Finally, a third study was conducted, performing a comparative analysis of the marine ecosystem before and after the artificial reef's construction, focusing on changes in fish biomass and abundance. This longitudinal comparison, contrasting data from the initial pre-construction expedition in 2007–2008 with that from 2016–2017, revealed a marked increase in the biomass and abundance of key species, particularly Mullus barbatus and Pagellus erythrinus, after the reef's installation and the subsequent declaration of the surrounding protected area with its imposed management restrictions. Such findings underline the impact of Protected Areas on enhancing local fish populations, contributing to marine conservation and the sustainable management of fisheries.

Οι τεχνητοί ύφαλοι λειτουργούν ως βάση για την επιπανίδα, αξιοποιώντας τα οργανικά απόβλητα που απελευθερώνονται στη θάλασσα. Αυτές οι εγκαταστάσεις παίζουν καθοριστικό ρόλο στην προστασία των θαλάσσιων οργανισμών από τις επιπτώσεις της αλιείας της μηχανότρατας, ενώ παράλληλα ενισχύουν την αλιεία μικρής κλίμακας. Εκτός από τα οικολογικά τους οφέλη, οι ύφαλοι συμβάλλουν στη βελτίωση των ψαρότοπων, στη μείωση της διάβρωσης των ακτών και στην παροχή νέων δυνατοτήτων για θαλάσσια έρευνα, λειτουργώντας ως καταφύγια για θαλάσσια είδη. Η βιβλιογραφία έχει τονίσει τη χρησιμότητά τους και στην ενίσχυση της πρωτογενούς παραγωγικότητας και της ερασιτεχνικής αλιείας. Ο τεχνητός ύφαλος που βρίσκεται ανοιχτά του Κίτρους, στην Πιερία, στον Βόρειο Αιγαίο, σε απόσταση 11,5 χιλιομέτρων από την ακτή και κοντά στο δέλτα του ποταμού Αλιάκμονα, αποκομίζει οικολογικά οφέλη από τη ροή γλυκού νερού που προέρχεται από τους περιβάλλοντες ποταμούς όπως ο Αξιός, ο Αλιάκμονας, ο Λουδίας και ο Γαλλικός. Η δημιουργία ενός τεχνητού υφάλου συνοδεύεται συχνά από την ανακήρυξη της γύρω περιοχής σε Προστατευόμενη Περιοχή (ΠΠ). Ένας από τους κεντρικούς στόχους της δημιουργίας Προστατευόμενων Περιοχών, όπως αυτή που βρίσκεται στην περιοχή του Κίτρους, Πιερίας, στον Βορειοδυτικό Αιγαίο, είναι η προώθηση της συγκέντρωσης διαφόρων ειδών ψαριών. Αυτή η συγκέντρωση είναι κρίσιμη για την υποστήριξη των τοπικών αλιευτικών κοινοτήτων, καθώς αυξάνει την αλιευτική απόδοση (CPUE) και διευρύνει την πρόσβαση σε θαλάσσιους πόρους. Οι θαλάσσιες προστατευόμενες περιοχές έχουν χρησιμοποιηθεί για την ενίσχυση των θαλάσσιων οικοσυστημάτων, ωστόσο ο αντίκτυπός τους στους πληθυσμούς ψαριών παραμένει θέμα συζήτησης. Το 2014, η έναρξη του τεχνητού υφάλου στην περιοχή Κίτρους, Πιερίας, ακολουθήθηκε από ένα τριετές πρόγραμμα παρακολούθησης, το οποίο διήρκησε από το 2015 έως το 2017. Χρησιμοποιώντας τράτα βυθού για τη δειγματοληψία ενήλικων ψαριών και δίχτυ bongo για τη δειγματοληψία ιχθυοπλαγκτού, το πρόγραμμα παρακολούθησης κατέγραψε με επιτυχία περισσότερα από 84 είδη ενήλικων ψαριών και 70 είδη ιχθυοπλαγκτού σε προκαθορισμένους σταθμούς δειγματοληψίας εντός της ΠΠ, δίπλα στον ύφαλο. Αρχικά, η μελέτη επικεντρώθηκε στις χωροχρονικές και φυσικοχημικές επιδράσεις στις αφθονίες και τη βιοποικιλότητα του ιχθυοπλαγκτού στη Προστατευόμενη Περιοχή γύρω από τον τεχνητό ύφαλο του Κίτρους, Πιερίας, μέσω εκτεταμένης δειγματοληψίας κατά τις εποχές από την άνοιξη έως το φθινόπωρο μεταξύ 2015 και 2017. Χρησιμοποιώντας δείγμα από δίχτυ bongo σε δίκτυο 16 σταθμών, η έρευνα αυτή εντόπισε 70 είδη ιχθυοπλαγκτού. Τονίστηκε ότι η βιοποικιλότητα του ιχθυοπλαγκτού κορυφώνεται κατά τους θερμότερους μήνες, με σημαντικές διακυμάνσεις στις συναθροίσεις ειδών ανά εποχή, καταδεικνύοντας το ρόλο του τεχνητού υφάλου στην ενίσχυση της θαλάσσιας βιοποικιλότητας. Η ανάλυση αποκάλυψε δέκα ομάδες προνυμφών σε επίπεδο οικογένειας ή γένους, με το είδος του γαύρου (Engraulis encrasicolus) να είναι το πιο άφθονο είδος, ακολουθούμενο από Gobius spp., και αξιοσημείωτες ποσότητες από προνύμφες Callionymidae, Centracanthidae και Bothidae. Η μελέτη αυτή ήταν η πρώτη στην Ελλάδα που ερεύνησε συστηματικά τη βιοποικιλότητα του ιχθυοπλαγκτού με εποχική επανάληψη γύρω από μια προστατευόμενη περιοχή. Στη συνέχεια, μελετήθηκε ο αντίκτυπος των χωροχρονικών και φυσικοχημικών παραμέτρων στις ποσότητες και τη βιομάζα των ενήλικων ψαριών γύρω από τον ίδιο τεχνητό ύφαλο, χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέχθηκαν από δειγματοληψίες με τράτα βυθού κατά τις εποχές από το 2015 έως το 2017. Αυτή η μελέτη παρέχει μια πιο λεπτομερή κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο τεχνητός ύφαλος επηρεάζει τους πληθυσμούς των ενήλικων ψαριών, τονίζοντας τις εποχιακές διαφορές στην αφθονία και τη βιομάζα των ειδών κατά τη διάρκεια των τριών ετών. Το Mullus barbatus αναδείχθηκε ως το πιο εμπορικά σημαντικό είδος, με τη μέγιστη αφθονία και βιομάζα του να παρατηρείται κατά το δεύτερο έτος της μελέτης, ενώ το Pagellus erythrinus παρουσίασε αντίθετο μοτίβο με κορυφές αφθονίας και βιομάζας σε διαφορετικούς χρόνους. Η έρευνα ανέδειξε επίσης μια τάση αύξησης του αριθμού των ειδών με ταυτόχρονη μείωση του μεγέθους των ατόμων, υποδεικνύοντας μια σύνθετη αλληλεπίδραση μεταξύ του τεχνητού υφάλου και της δυναμικής του πληθυσμού των ψαριών. Τέλος, πραγματοποιήθηκε μια τρίτη μελέτη, η οποία σύγκρινε το θαλάσσιο οικοσύστημα πριν και μετά την κατασκευή του τεχνητού υφάλου, εστιάζοντας στις αλλαγές στη βιομάζα και την αφθονία των ψαριών. Αυτή η μακροχρόνια σύγκριση, αντιπαραβάλλοντας δεδομένα από την αρχική αποστολή πριν την κατασκευή, το 2007–2008, με εκείνα της περιόδου 2016–2017, αποκάλυψε σημαντική αύξηση στη βιομάζα και την αφθονία βασικών ειδών, ιδίως των Mullus barbatus και Pagellus erythrinus, μετά την εγκατάσταση του υφάλου και την επακόλουθη ανακήρυξη της περιοχής ως Προστατευόμενη Περιοχή με τους επιβαλλόμενους διαχειριστικούς περιορισμούς της. Αυτά τα ευρήματα δείχνουν την επίδραση των προστατευόμενων περιοχών στην ενίσχυση των τοπικών πληθυσμών ψαριών, συμβάλλοντας στη διατήρηση της θαλάσσιας βιοποικιλότητας και στη βιώσιμη διαχείριση της αλιείας.