Ο Αμβρακικός κόλπος είναι ο μεγαλύτερος κόλπος της Δυτικής Ελλάδας με έκταση περίπου 405km2. Αποτελεί μια από τις σπουδαιότερες περιοχές της χώρας μας, όπου σύμφωνα με την Κ.Υ.Α. 16.611/93 έχει υπαχθεί σε καθεστώς προστασίας, σε εφαρμογή της διεθνούς σύμβασης Ramsar που αφορά την προστασία και τη διατήρηση των υδρόβιων και παρυδάτιων οργανισμών. Η περιοχή πρόσφατα έχει ενταχθεί στο δίκτυο ΦΥΣΗ 2000 με κωδικό GR2110001 και αποτελεί σημαντικό βιότοπο τόσο για τα υδρόβια και παρυδάτια πουλιά που διαχειμάζουν και αναπαράγονται στην περιοχή όσο και για σημαντικά είδη χλωρίδας και πανίδας. Οι λιμνοθάλασσες του Αμβρακικού κόλπου απαντούν κυρίως στο βόρειο τμήμα. Οι κυριότερες λιμνοθάλασσες είναι το σύμπλεγμα «Ροδιά, Τσουκαλιό, Αυλερή» δυτικά του λόφου της Σαλαώρας και η λιμνοθάλασσα Λογαρού ανατολικά του ίδιου λόφου. Οι δύο από τις τρεις λιμνοθάλασσες, η Τσουκαλιό και η Ροδιά επικοινωνούν μεταξύ τους και διαχωρίζονται από τη Λογαρού με μια στενή λωρίδα γης. Οι παράκτιες λιμνοθάλασσες βρίσκονται μεταξύ ξηράς και θάλασσας και επηρεάζονται τόσο από το θαλάσσιο όσο και από το χερσαίο περιβάλλον. Επηρεάζονται από σε αυξημένες εισροές θρεπτικών από τους ποταμούς και τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες που αναπτύσσονται στη λεκάνη απορροής τους. Οι παράκτιες λιμνοθάλασσες είναι αυτόνομα δυναμικά οικοσυστήματα με υψηλή παραγωγική ικανότητα και παρουσιάζουν ιδιαίτερα μορφολογικά και οικολογικά χαρακτηριστικά. Τα κύρια χαρακτηριστικά αυτών των συστημάτων είναι οι συχνές μεταβολές των περιβαλλοντικών παραμέτρων (θερμοκρασία και αλατότητα) που προκαλούν σημαντικές μεταβολές στην αφθονία και την κατανομή των οργανισμών. Η οικολογική έρευνα βασίστηκε στην παρακολούθηση των εποχικών διακυμάνσεων κατά τη διάρκεια της βλαστητικής περιόδου, από τον Μάϊο του 2003 έως τον Μάϊο του 2004, της βλάστησης των υδροβίων μακροφύτων, των θρεπτικών αλάτων και των φυσικοχημικών παραμέτρων του νερού (βάθος, διαφάνεια, θερμοκρασία, αλατότητα, αγωγιμότητα, διαλυμένο οξυγόνο, pH) στις τρεις παράκτιες λιμνοθάλασσες του Αμβρακικού κόλπου. Διερευνήθηκε επίσης η δομή των μακροφυτικών κοινωνιών που εντοπίστηκαν στις λιμνοθάλασσες του Αμβρακικού καθώς και ο τρόπος με τον οποίο οι αβιοτικοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την αφθονία των διαφορετικών φυτικών ειδών. Ειδικότερα μελετήθηκε η σύνθεση των φυτικών οργανισμών, οι εποχικές αλλαγές και η διαδοχή των κυρίαρχων ειδών στις λιμνοθάλασσες σε σχέση με τους κύριους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Το σύμπλεγμα των λιμνοθαλασσών αποτελείται από διαφορετικούς βιότοπους ως προς την αφθονία και την ποιοτική και ποσοτική σύσταση των βυθισμένων μακροφύτων. Οι λιμνοθάλασσες Ροδιά και Τσουκαλιό παρουσιάζουν ομοιότητες μεταξύ τους, ενώ η Λογαρού έχει μεγαλύτερη ομοιότητα με τον Αμβρακικό, με τον οποίο η επικοινωνία είναι άμεση. Στη μακροφυτική βλάστηση των λιμνοθαλασσών του Αμβρακικού επικρατούν το αγγειόσπερμο Zostera noltii και το χαρόφυτο Lamprothamnium papulosum, ενώ έχουν καταγραφεί συνολικά 12 είδη υδρόβιων μακροφύτων τα οποία διαχωρίστηκαν με την ανάλυση συστάδων σε έξι ομάδες βλάστησης. Τα κυρίαρχα φυτικά είδη ήταν το αγγειόσπερμο Zostera noltii και το χαρόφυτο Lamprothamnium papulosum στις λιμνοθάλασσες Ροδιά και Τσουκαλιό, ενώ στη λιμνοθάλασσα Λογαρού καταγράφηκαν σε αφθονία τα είδη Gracilaria-bursa pastoris και Acetabularia mediterranea και σε περιορισμένη έκταση η Zostera noltii. Οι περιοχές στις οποίες παρατηρούνται οι μεγαλύτεροι δείκτες ποικιλότητας και αφθονίας των ειδών εντοπίζονται στο νότιο τμήμα της λιμνοθάλασσας Τσουκαλιό. Την άνοιξη του 2004 παρατηρήθηκε αυξημένη παρουσία νηματοειδών φυκών τα οποία χαρακτηρίζονται ως ευκαιριακά είδη και η παρουσία τους αποτελεί δείκτη ευτροφισμού. Η λιμνοθάλασσα Ροδιά παρουσίασε σημαντική μείωση την άνοιξη του 2004 τόσο στο αριθμό των υδρόβιων φυτικών ειδών όσο και στο ποσοστό κάλυψης. Για τον καθορισμό των σχέσεων μεταξύ των περιβαλλοντικών μεταβλητών και των ειδών των μακροφύτων χρησιμοποιήθηκε η ανάλυση κανονικών αντιστοιχιών CCA (CANOCO-Canonical Correspondence Analysis) Οι στατιστικές διαφορές στις μέσες τιμές των περιβαλλοντικών παραμέτρων και των ομάδων βλάστησης υπολογίστηκαν με την Ανάλυση Διασποράς (ANOVA- Tukey’s test) Οι κυριότεροι παράγοντες που φαίνεται να επηρεάζουν τη μακροφυτική βλάστηση στην περιοχή μελέτης είναι το υδρολογικό ισοζύγιο, η αλατότητα, η περιεκτικότητα σε θρεπτικά άλατα και η διαφάνεια του νερού. Η διαφάνεια του νερού ήταν υψηλότερη στις λιμνοθάλασσες Τσουκαλιό και Ροδιά και μικρότερη στη Λογαρού. Το pH στις λιμνοθάλασσες ήταν αλκαλικό και κυμαίνονταν από 7,5 έως 9, και οι τιμές του διαλυμένου οξυγόνου μπορούν να κατατάξουν τα ύδατα των λιμνοθαλασσών του Αμβρακικού στα σχεδόν πλούσια ή πλούσια. Η μεγαλύτερη διακύμανση της αλατότητας παρατηρήθηκε στις λιμνοθάλασσες Ροδιά και Τσουκαλιό ενώ η μικρότερη διαπιστώθηκε στη λιμνοθάλασσα Λογαρού που μπορεί να χαρακτηριστεί ως υπερύαλη μιας και η τιμή της συγκεκριμένης παραμέτρου παρουσίασε τιμές που ξεπερνούσαν το 40‰. Παρατηρήθηκε εποχική μεταβολή στις συγκεντρώσεις των θρεπτικών αλάτων του αζώτου μεταξύ των περιόδων παρακολούθησης. Σημειώνεται μείωση της συγκέντρωσης του ολικού ανόργανου Ν κατά τη διάρκεια της άνοιξης του 2004 σε σχέση με την άνοιξη του 2003. Η συγκέντρωση του ολικού ανόργανου Ν είναι χαμηλότερη το καλοκαίρι και το φθινόπωρο. Η λιμνοθάλασσα Ροδιά παρουσιάζει τη μεγαλύτερη συγκέντρωση ολικού ανόργανου αζώτου, ακολουθεί η λιμνοθάλασσα Τσουκαλιό και τελευταία η λιμνοθάλασσα Λογαρού. Οι συγκεντρώσεις των νιτρικών ιόντων εμφανίζονται αυξημένες την άνοιξη και το φθινόπωρο. Το φθινόπωρο επίσης παρατηρούνται υψηλές συγκεντρώσεις αμμωνιακών ιόντων ενώ οι συγκεντρώσεις των φωσφορικών κυμαίνονται σε πολύ χαμηλά επίπεδα. Σημαντικό ρόλο στη ανάπτυξη των μακροφύτων παίζει ο φώσφορος ο οποίος αποτελεί περιοριστικό παράγοντα. Ο φώσφορος είναι αυτός που ρυθμίζει και τον ανταγωνισμό μεταξύ μακροφύτων και φυτοπλαγκτού και θεωρείται ότι είναι ένας από τους κύριους παράγοντες περιορισμού της φυτοκάλυψης στις λιμνοθάλασσες του Αμβρακικού κόλπου. / Amvrakikos Gulf, situated in Western Greece, is one of the most important areas of the country, protected by the Ramsar Convention, especially for waterfowl populations, and recently has been included to the Natura 2000 Network with code number GR2110001. It is considered to be a very important biotope for flora and fauna and especially for birds that they are nesting and breeding in such type of habitats. The lagoons of Amvrakikos Gulf appear mainly at the north part of it. The most important lagoons are Rodia, Tsoukalio and Ayleri western of Salaora’ s hill and Logarou at the eastern part of the same hill. Two of the lagoons are interconnected and separated from the third by a narrow strip of land. Coastal lagoons, situated between the land and the sea, are influenced by both marine and terrestrial factors and subjected to increased nutrient inputs by rivers and human activities of the catchment area. Coastal lagoons are autonomous dynamic systems with a high productivity potential and a number of common morphological and ecological features. Characteristic features of these systems are frequent fluctuations in the environmental parameters (temperature and salinity) causing severe changes in the abundance and distribution of organisms. The ecological study is based on monitoring data on the seasonal variation during the vegetated periods of 2003-‘04 on submerged vegetation, nutrients, light and physicochemical parameters of water (depth, transparency, temperature, salinity, conductivity, dissolved oxygen, pH), in three shallow coastal brackish lagoons of Amvrakikos Gulf, Ionian Sea. It was studied the species composition, the seasonal variations and the succession of submerged macrophytes in relation to the main environmental factors and the abundance of the different species. The submerged flora in the Rodia and Tsoukalio is dominated by a charophytes, Lamprothamnium papulosum and an important angiosperm Zostera noltii. In Logarou two species of macroalgae Gracilaria-bursa pastoris and Acetabularia mediterranea, are abundant while Zostera noltii occurs with a limited presence. Statistical analyses and ordination methods were performed with statistical package SPSS (V. 12) and PC Ord (V.4). The hydrological regime, depth, water transparency and the fluctuation of salinity seems to be the main factors controlling the abundance of different species in three lagoons. When the salinity changed during the second year of the survey it was observed an alteration of the vegetation. The most important alteration happened at Rodia lagoon on spring 2004. It was also observed changes on the concentrations of nutrients and especially on nitrogen. The concentrations of nitrates were higher in spring and autumn due to inputs from catchments area. On autumn they were observed higher concentrations of ammonium with the exception of phosphates that they were very low something that recorded in similar ecosystems in other areas of the world.

Μελετάται η Ολοκαινική εξέλιξη των βόρειων ακτών του Αμβρακικού κόλπου, με τη βοήθεια τεσσάρων γεωτρήσεων οι οποίες εντοπίζονται στον οδικό άξονα Αρτας-Σαλαώρας. / Studying the Holocene evolution of the northern coasts of Amvrakikos Gulf, by using four sediment cores, which are located along the main road that connects Arta to Salaora region.

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν η κοκκομετρία των επιφανειακών ιζημάτων του Αμβρακικού κόλπου. Τα ιζήματα που καθιζάνουν στον πυθμένα μιας θάλασσας καθώς και ο ρυθμός με τον οποίον αυτά αποτίθονται είναι εξαιρετικοί δείκτες του τρόπου λειτουργίας του υδάτινου αυτού σώματος. Επίσης μέσω των ιζημάτων γίνονται αντιληπτές οι σχέσεις αλληλοεξάρτησης του υδάτινου σώματος με τη στεριά και πως οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην στεριά επηρεάζουν τη ζωή στη θάλασσα. / The present study have examined the grain size of the surficial sediments of Amvrakikos gulf. The sediments that subside at the bottom of the sea and the speed of these deposits are excellent ways to find out the mechanisms and the way they faction. In addition, we can examine the correlation between sediments and water column. The processes that take place on land might affect the sea’s living life. The aim of the present study is to sustain laboratory results in order to establish the relationships between grain size of surfacial sediments in Amvrakikos gulf, using statistical parameters.

Αναφορές για την υποξία ή ακόμη και την ανοξία, υπήρχαν παγκοσμίως σε όλη τη διάρκεια των γεωλογικών ετών. Ωστόσο, η αρνητική τάση της συγκέντρωσης του οξυγόνου στις θάλασσες, που καταγράφεται μετά το 1950, σε συνδυασμό με τις αυξημένες διαστάσεις που λαμβάνει καθημερνά η υποξία, αλλά και τις δυσοίωνες προβλέψεις για ετήσια μελλοντική μείωση των συγκεντρώσεων του οξυγόνου, έχουν οδηγήσει στο χαρακτηρισμό της ως ένα παγκόσμιο πρόβλημα. Ο συνδυασμός φυσικών και ανθρωπογενών διεργασιών, αλλά και οι αρνητικές επιδράσεις του ευτροφισμού, ως αποτέλεσμα της παροχής μεγάλων ποσοτήτων θρεπτικών αλάτων αζώτου και φωσφόρου, σχετίζονται άμεσα με την παγκόσμια αύξηση των υποξικών περιοχών. Ανάμεσα στα πιο επιρρεπή περιβάλλοντα στην εμφάνιση υποξικών/ανοξικών συνθηκών είναι οι ημί-κλειστοι κόλποι. Η επικράτηση ή ακόμη και η εκδήλωση υποξικών συνθηκών σε ένα τέτοιο περιβάλλον, εκτός από την αρνητική επίδραση που έχει στους οργανισμούς και τα ενδιαιτήματά τους, επηρεάζει άμεσα αφενός την τροφική αλυσίδα και αφετέρου τις βιογεωχημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό του. Ο Αμβρακικός Κόλπος, αποτελεί ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα ημί-κλειστου κόλπου, τύπου φιόρδ, στη Μεσόγειο, εφόσον το μοναδικό σημείο επικοινωνίας του με την ανοιχτή θάλασσα είναι ο στενός δίαυλος του Ακτίου. Παρά τη σημαντικότητα του συγκεκριμένου περιβάλλοντος, η εξέλιξη και η ανάπτυξη του ανθρώπινου παράγοντα, έχουν οδηγήσει το οικοσύστημα του κόλπου σε ιδιαίτερα οριακό σημείο, υποβαθμίζοντας συνεχώς την ποιότητα των υδάτων του. Σκοπό της συγκεκριμένης διδακτορικής διατριβής, αποτέλεσε η παρακολούθηση, κατανόηση και ερμηνεία του τρόπου λειτουργίας ενός Μεσογειακού κλειστού κόλπου, συμπεριλαμβανομένης της υδροδυναμικής κυκλοφορίας και των φυσικοχημικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό του, καθώς επίσης και η ανάδειξη της δυναμικής και του μηχανισμού δημιουργίας της υποξικής/ανοξικής ζώνης που χαρακτηρίζει ένα τέτοιο περιβάλλον. Για την επίτευξη των προαναφερθέντων, πραγματοποιήθηκε συστηματική παρακολούθηση των φυσικοχημικών, ωκεανογραφικών και μετεωρολογικών χαρακτηριστικών του συστήματος του Αμβρακικού, μέσω μιας σειράς εποχιακών και διμηνιαίων δειγματοληψιών, συνολικής διάρκειας δύο ετών. Επιπρόσθετα, για τις ανάγκες της μελέτης της υδροδυναμικής κυκλοφορίας του κόλπου, προσομοιώθηκε η κυκλοφορία του, χρησιμοποιώντας ένα κατάλληλο τρισδιάστατο αριθμητικό ομοίωμα. Η βαθμονόμηση, η επαλήθευση και η προσομοίωση της υδροδυναμικής του Αμβρακικού, πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα, τα οποία και συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των διετών δειγματοληψιών. Η μόνιμη στρωμάτωση της υδάτινης στήλης του κόλπου, σε όλη τη διάρκεια του έτους, ως αποτέλεσμα της παροχής μεγάλων ποσοτήτων γλυκού νερού επιφανειακά, σε συνδυασμό με τον εμπλουτισμό της υδάτινης στήλης με θρεπτικά στοιχεία, είναι οι σημαντικότερες διεργασίες οι οποίες οδήγησαν στην περεταίρω υποβάθμιση του συστήματος τα τελευταία τριάντα χρόνια. Τα κύρια χαρακτηριστικά αυτής, είναι η επικράτηση πλέον υποξικών συνθηκών στο μεγαλύτερο τμήμα του κόλπου, καθώς επίσης και η εποχιακή εμφάνιση ανοξικών συνθηκών στο βαθύτερο στρώμα της υδάτινης στήλης. Η δυναμική της υποξικής ζώνης, η οποία αναπτύσσεται στο εσωτερικό του κόλπου, εκφράζεται μέσω ενός ιδιαίτερα γνώριμου προτύπου κυρίως σε παρόμοια περιβάλλοντα (τύπου φιόρδ) των Σκανδιναβικών χωρών, ωστόσο, σπάνιου ή ακόμη και πρωτόγνωρου για τα Μεσογειακά δεδομένα. Η εισροή των υδάτων της ανοιχτής θάλασσας, η οποία λαμβάνει χώρα σαν ένα ρεύμα, πυκνού νερού κοντά στο πυθμένα, είναι η κύρια αιτία εμπλουτισμού των βαθύτερων στρωμάτων του κόλπου με οξυγόνο. Το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσμα η υδάτινη στήλη να οξυγονώνεται από τα βαθύτερα προς τα ρηχότερα τμήματα αυτής και ένα στρώμα νερού υποξικών/ανοξικών συνθηκών να επιπλέει σε ενδιάμεσα βάθη. Η προσομοίωση της ετήσιας υδροδυναμικής κυκλοφορίας του Αμβρακικού, ενός συστήματος με τόσο ιδιαίτερα μορφολογικά και υδρολογικά χαρακτηριστικά, βοήθησε στην κατανόηση και περιγραφή των υδροδυναμικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα ετησίως και ελέγχουν την οξυγόνωση του βαθύτερου τμήματος της υδάτινης στήλης. Ανάμεσα στις πιο σημαντικές συγκαταλέγονται η διαφορά πυκνότητας μεταξύ των υδάτων της ανοιχτής θάλασσας και του βαθύτερου τμήματος του Αμβρακικού, η οποία σε συνδυασμό με την έκταση του πυκνοκλινούς και την παροχή γλυκού νερού από του δύο ποταμούς που εκβάλλουν στο εσωτερικό, ελέγχουν το βάθος της εισροής και κατ’ επέκταση το βαθμό της οξυγόνωσης του βαθύτερου στρώματος του κόλπου. Από την ολοκληρωμένη παρακολούθηση των χημικών χαρακτηριστικών της υδάτινης στήλης, την εκτίμηση της ποιότητας και της τροφικής κατάστασης των υδάτων του Αμβρακικού, προέκυψε στο συμπέρασμα ότι τελικά ο Αμβρακικός, είναι ένα μεσοτροφικό και εποχιακά ευτροφικό περιβάλλον. Ο ευτροφικός χαρακτήρας του κόλπου, χρονικά συνδέεται άμεσα με την περίοδο των μέγιστων παροχών των ποταμών, υποδεικνύοντας την καθοριστική συμβολή τους στην ποιότητα των υδάτων του κόλπου. / Hypoxic or even anoxic references existed globally throughout the geological age. However, the negative trend of the oxygen concentration is recorded after 1950. This, in combination with the increased dimensions that hypoxia is daily receiving and also ominous predictions for the future annual reduction of its concentrations, have led to the characterization as a global problem. The combination of natural and anthropogenic processes and also the negative effects of eutrophication as a result of the enrichment with large amounts of nutrients, such as nitrogen and phosphorus, are directly related to the global increase of hypoxic areas. Among the most prone environments in appearance of hypoxic / anoxic conditions are semi-enclosed bays. The dominance or even the appearance of hypoxic conditions in such an environment, apart from the negative impact that it has on organisms and their habitats, directly affects both the food chain and also the biogeochemical processes that take place inside it. Amvrakikos Gulf, is a characteristic example of semi-enclosed bay, fjord-type, in the Mediterranean Sea, as its only connection with the open sea is the narrow inlet of Aktio. Despite the importance of this environment, the evolution and development of human factors have led the ecosystem of the gulf in particular boundary point, degrading constantly the water quality. The main purpose of this thesis, has been the monitoring, understanding and interpretation the mode of operation of a Mediterranean semi-enclosed bay, including hydrodynamic circulation and physicochemical processes that take place inside, as well as highlighting of dynamic and forming mechanism of hypoxic / anoxic zone which characterizes such an environment. In order the above targets to be achieved, a systematic monitoring of physico-chemical, oceanographic and meteorological characteristics of Amvrakikos Gulf takes place, through a series of seasonal and bimonthly samplings, of two years duration. Additionally, for the purposes of the study of hydrodynamic circulation, an appropriate three-dimensional hydrodynamic model was used. The calibration and verification of the hydrodynamic model and the simulation of the hydrodynamic circulation takes place using data, which were collected during the two-year sampling. The permanent stratification of the water column , throughout the year, as a result of the surface enrichment with large quantities of fresh water ,in combination with the water column' s enrichment with nutrients, are the most important processes which lead to further degradation of the system over the last thirty years. The main characteristics of this degradation are the dominance of hypoxic conditions in the greater part of the gulf, and the seasonal occurrence of anoxic conditions in the deepest layer of the water column. The dynamics of the hypoxic zone, which grows inside the gulf, expressed through a very familiar pattern mainly in similar environments (fjord-type) of the Scandinavian countries, however, it is rare or even unprecedented for the Mediterranean area. The inflow of waters of the open sea, which occurs as a stream of dense water near the bottom, is the main reason of enrichment of the deepest layers of the bay with oxygen. This has resulted in the water column to be oxygenated from its deepest to the shallowest parts and a water layer with hypoxic / anoxic conditions to be floated at intermediate depths. The simulation of the annual hydrodynamic circulation of Amvrakikos Gulf, a system with both morphological and hydrological characteristics, helped the understanding and description of hydrodynamic processes that take place annually and monitor the oxygenation of the deepest parts of the water column. Among the most important processes are included the density difference between the waters of the open sea and the deepest part of Amvrakikos Gulf, which combined with the extent of pycnocline and supply of fresh water from the two rivers that flow inside, control the depth of the input and consequently the degree of oxygenation of the deeper layer of the gulf. The comprehensive monitoring of the chemical characteristics of the water column, the assess of the quality and trophic status of waters of Amvrakikos Gulf have shown that eventually Amvrakikos Gulf is a mesotrophic and seasonally eutrophic environment. The eutrophic character of the gulf, is directly related to the period of maximum discharges of rivers, indicating the vital contribution to the water quality of the bay.