Decline of seagrass (Posidonia oceanica) production over two decades in the face of warming of the Eastern Mediterranean Sea

* The response of Posidonia oceanica meadows to global warming of the Eastern Mediterranean Sea, where the increase in sea surface temperature (SST) is particularly severe, is poorly investigated. * Here, we reconstructed the long-term P. oceanica production in 60 meadows along the Greek Seas over two decades (1997–2018), using lepidochronology. We determined the effect of warming on production by reconstructing the annual and maximum (i.e. August) SST, considering the role of other production drivers related to water quality (i.e. Chla, suspended particulate matter, Secchi depth). * Grand mean (±SE) production across all sites and the study period was 48 ± 1.1 mg DW per shoot yr−1. Production over the last two decades followed a trajectory of decrease, which was related to the concurrent increase in annual SST and SSTaug. Annual SST \u3e 20°C and SSTaug \u3e 26.5°C was related to production decline (GAMM, P \u3c 0.05), while the rest of the tested factors did not help explain the production pattern. * Our results indicate a persistent and increasing threat for Eastern Mediterranean meadows, drawing attention to management authorities, highlighting the necessity of reducing local impacts to enhance the resilience of seagrass meadows to global change threats

Macroalgal vegetation on a north European artificial reef (Loch Linnhe, Scotland) : biodiversity, community types and role of abiotic factors

Open Access via the Springer Compact Agreement Acknowledgements: We would like to thank the dive team of the UK National Facility for Scientific Diving (NFSD), namely Elaine Azzopardi and Hugh Brown, as well as Norman Smith, skipper of the RV Seol Mara, for their diving and logistics support during the fieldwork for this study in July 2014. Funding information: This study received support from the European Community research infrastructure action under the FP7 ‘capacities’specific program ASSEMBLE (grant no. 227788). Also, the MASTS pooling initiative (Marine Alliance for Science and Technology for Scotland, funded by the Scottish Funding Council and contributing institutions; grant reference HR09011) supported FCK and the UK Natural Environment Research Council (NERC) funded NFSD. Funding for the construction of the artificial reefs was provided kindly by Foster Yeoman Limited.Peer reviewedPublisher PD

Strong marine heatwaves trigger flowering in seagrass

In recent decades, the global intensification of marine heatwaves has impacted several ecosystems and species, including the endemic Mediterranean seagrass Posidonia oceanica. However, the scarcity of research in Eastern Mediterranean meadows, where historical and present thermal conditions differ from those of the Western Mediterranean, hampers our ability to draw comprehensive conclusions regarding the species\u27 response to elevated sea temperatures. Here, we studied flowering patterns of P. oceanica meadows (3–15 m depth) of the Greek seas and assessed their potential association with marine heatwaves, while also examining the effects on plant growth associated with the transition from vegetative to sexual reproduction. To do so, we reconstructed flowering patterns from 2007 to 2021 across 58 meadows using lepidochronology and estimated summer marine heatwave metrics and categories using satellite sea surface temperature. The results revealed that flowering, while sporadic in most meadows (mean flowering frequency: 0.15), it was triggered by strong (Category II) summer marine heatwaves and a cumulative intensity exceeding 30°C days. Nevertheless, flowering density was low (mean flowering density: 11 inflorescences m−2) and not fuelled by frequency, intensity, or duration of marine heatwaves. Despite the potential long-term benefits of sexual reproduction, annual rhizome production of flowering shoots decreased 1.5-fold for at least 2 yr postflowering. This study uncovers the susceptibility of Eastern Mediterranean P. oceanica meadows, akin to their western counterparts, to marine heatwaves induced stress and its effects on reproductive strategies, raising concerns about the prospective plant growth and reproductive fitness to the escalating trend in marine heatwaves

New records of the rare deep-water alga Sebdenia monnardiana (Rhodophyta) and the alien Dictyota cyanoloma (Phaeophyceae ) and the unresolved case of deep-water kelp in the Ionian and Aegean Seas (Greece)

Parts of the macroalgal flora of the eastern Mediterranean remain incompletely known. This applies in particular to the circalittoral communities. This study, based upon 2 cruises in the Ionian and Aegean Seas, surveyed benthic communities from 40 to 150 m depth by remotely-operated vehicle (ROV) with a special focus on detecting communities of the Mediterranean deep-water kelp Laminaria rodriguezii. These were complemented by shallow-water surveys on adjacent coastlines by snorkelling and scuba diving. While no kelp could be detected at any of the sites surveyed, ROV surveys of northern Euboia Island revealed the first east Mediterranean record of Sebdenia monnardiana (Sebdeniales, Rhodophyta). Snorkelling surveys on the coast of southeast Kefalonia yielded the first record of the alien alga Dictyota cyanoloma in Greece. This paper reports rbcL and SSU sequences for Sebdenia monnardiana, and COI for Dictyota cyanoloma.Peer reviewe

Pinna nobilis in the Greek seas (NE Mediterranean): on the brink of extinction?

The Mediterranean endemic fan mussel Pinna nobilis is suffering an ongoing basin-scale mass mortality event (MME) since 2016. As most Mediterranean populations have collapsed, the species has been declared as Critically Endangered in the IUCN Red List of threatened species. In an effort to track the progress of the MME and provide updated information on the status of the species in the Greek seas, data collected through dedicated surveys and opportunistic assessments during 2019 and 2020 have been compiled. During surveys conducted at 258 sites, a total of 14,589 fan mussels were recorded, of which 81.1% were dead. Of the remaining 2,762 live individuals, 256 were juveniles. Two marine areas that still sustain living populations were identified, namely Kalloni Gulf (Lesvos Island), and Laganas Bay (Zakynthos Island). The inner part of Kalloni Gulf appears to maintain the largest surviving population of the species in the eastern Mediterranean, with an abundance estimate of 684,000 individuals (95% confidence interval: 322,000-1,453,000). Solitary, potentially resistant, scattered individuals were recorded at several sites. Other previously abundant populations that had been assessed in the past, specifically those of Lake Vouliagmeni (Korinthiakos Gulf), Souda Bay (Crete) and Gera Gulf (Lesvos Island) with a total of ~350,000 individuals, have now been wiped out. Our results document the collapse of most P. nobilis populations throughout the Greek seas. The MME has progressed substantially between early 2019 and mid-2020, as indicated by the increase in mortality at sites consecutively monitored multiple times. This work highlights the urgent need for continuous monitoring of surviving populations and calls for immediate implementation of an effective protection and management strategy that will ensure the persistence of surviving individuals and the production of resistant offspring

MAREA PROJECT : MEDISEH (Mediterranean Sensitive Habitats) specific contract no 2 (SI2.600741)

Based on the following Terms of Reference (TOR) of the content of the European Commission DG MARE request Ares (2011)665688: “Compile information supporting the identification and location of nursery areas (juveniles in their first and, if appropriate, second year of life) and spawning aggregations. This information, which is to be collated and archived in formats adequate for GIS rendering, shall refer to all the demersal and small pelagic species in the Mediterranean included in Appendix VII of Council Regulation (EC) No 199/2008 as well as for the species subject to minimum size (Council Regulation (EC) No 1967/2006-Annex III). In addition, ecological characterisation of these areas, both in terms of biological community (assemblage) and habitats therein, must be provided.” The technical tender form of the Specific Contract 2 (MEDISEH) defined the following objectives: Review of historical and current data on the locations and the status of seagrass beds, coralligenous and mäerl beds in different GSAs (Geographical Sub-Areas amending amending the Resolution GFCM/31/2007/2) all over the Mediterranean basin. Transform the information into a digitilized format within the framework of a geodatabase Review and map of all existing specific Marine Protected Areas (MPAs) in the Mediterranean area as well as areas that are under any form of national or international regulation. Identify and map suitable areas for Posidonia, coralligenous and mäerl communities by developing habitat distribution models at different spatial scales. Review and map all existing information on historical and current data of nurseries and spawning grounds of certain small pelagic (i.e., Engraulis encrasicolus, Sardina pilchardus, Scomber spp., Trachurus spp.) and demersal species (i.e., Aristaeomorpha foliacea, Aristeus antennatus, Merluccius merluccius, Mullus barbatus, Mullus surmuletus, Nephrops norvegicus, Parapenaeus longirostris, Pagellus erythrinus, Galeus melastomus, Raja clavata, Illex coindetti, Eledone cirrosa) that are included in the Data Collection Framework for the Mediterranean and subjected to minimum landing size based on Council Regulation No 1967/2006-Annex II. Analyze existing survey data and apply spatial analysis techniques in order to identify locations that are more likely to be density hot spot areas or are being more suitable for fish nurseries and spawning grounds for Engraulis encrasicolus, Sardina pilchardus, Scomber spp., Trachurus trachurus, Aristaeomorpha foliacea, Aristeus antennatus, Merluccius merluccius, Mullus barbatus, Mullus surmuletus, Nephrops norvegicus, Parapenaeus longirostris, Pagellus erythrinus, Galeus melastomus, Raja clavata, Illex coindetti, Eledone cirrosa These areas will also be characterized from an environmental and ecological perspective upon data availability. Integrate and present the aforementioned information through a Web-based GIS viewer with an associated geo-referenced database that will operate as a consulting tool for spatial management and conservation planning. Following the revision of the knowledge base, to identify gaps and suggest future research priorities. In order to meet these objectives, an expert team was composed within the MAREA Consortium from scientists with established expertise in the different topics required, and working in different areas of the Mediterranean basin. The team formed to execute the project includes the main Institutes of EU countries in the Mediterranean, all having solid reputations in the fields covered. The participating Institutes/Entities operate in the Western, Central and Eastern parts of the Mediterranean basin, and this ensures familiarity with the geographical areas that are related to the specific tendering. Moreover, a large number of scientists outside of the MAREA Consortium collaborated on a volunteer basis with data and other input. Details on the list of experts and external collaborators can be found in each Work Package in the present report. For CV details, check the MAREA expert web-site http://www.mareaproject.net/.peer-reviewe

Seagrass meadows (Posidonia oceanica) distribution and trajectories of change.

Posidonia oceanica meadows are declining at alarming rates due to climate change and human activities. Although P. oceanica is considered the most important and well-studied seagrass species of the Mediterranean Sea, to date there has been a limited effort to combine all the spatial information available and provide a complete distribution of meadows across the basin. The aim of this work is to provide a fine-scale assessment of (i) the current and historical known distribution of P. oceanica, (ii) the total area of meadows and (iii) the magnitude of regressive phenomena in the last decades. The outcomes showed the current spatial distribution of P. oceanica, covering a known area of 1,224,707 ha, and highlighted the lack of relevant data in part of the basin (21,471 linear km of coastline). The estimated regression of meadows amounted to 34% in the last 50 years, showing that this generalised phenomenon had to be mainly ascribed to cumulative effects of multiple local stressors. Our results highlighted the importance of enforcing surveys to assess the status and prioritize areas where cost-effective schemes for threats reduction, capable of reversing present patterns of change and ensuring P. oceanica persistence at Mediterranean scale, could be implemented.This study was supported and financed by the Commission of the European Union (DG MARE) within the MAREA Framework contract (Call for tenders MARE/2009/05_Lot1) through the Specific Project MEDISEH (SI2.600741): Mediterranean Sensitive Habitats, that received 568.996 euro. The opinions expressed are those of the authors of the study only and do not represent the Commission’s official position. The European Commission is thankfully acknowledged.This is the final version of the article. It first appeared from NPG via http://dx.doi.org/10.1038/srep1250

The ecosystem of Posidonia oceanica (L.) Delile seagrass meadows in the hellenic seas: methods for assessing the ecological quality of coastal waters

Seagrasses (i.e., marine angiosperms) provide plenty of ecosystem services to the marine environment and considered an essential element of aquatic ecosystems. Due to their sensitivity to environmental disturbances and their extensive distribution in the coastal zone, marine angiosperms are useful bioindicator of the ecological status of coastal waters.In the Mediterranean Sea, the endemic species Posidonia oceanica is the dominant marine angiosperm, and its meadows are considered one of the most important habitats of coastal waters. However, the high ecological role of P. oceanica meadows is threatened by the various human activities exist in the coastal zone, which, depending on their intensity, are significant sources of environmental degradation (anthropogenic pressures).The protection of P. oceanica meadows is subject to International Conventions (Barcelona Convention 1976 and Bern Convention 1979) and European Directives (Habitats Directive 92/43/EEC). The value of P. oceanica as a bioindicator of the ecological status of coastal waters has also been recognized and adopted by the Water Framework Directive (2000/60/EC) and the Marine Strategy Framework Directive (2008/56/EC).P. oceanica meadows are identified as a priority habitat type for conservation under the Habitats Directive (92/43/EEC) where appropriate coastal water management measures have been proposed for their conservation and preservation. A critical point for the success of the management measures is the detailed knowledge of the structural and functional characteristics of the meadows and their systematic monitoring.Monitoring of P. oceanica meadows to assess the state of the marine environment was first adopted in the framework of the WFD (2000/60/EC). Indeed, P. oceanica meadows are an element of phytobenthos, which is one of the biological quality elements identified in the WFD. BQEs are considered suitable for assessing ecological quality (= overall expression of the structure and functioning of the bio-communities and the ecosystem) of coastal water bodies (WB = basic management unit of the basin with relatively uniform ecological characteristics).For the assessment of the ecological status of WBs, it is necessary to define the reference conditions (RC) which describe the conditions that exist in a practically undisturbed ecosystem (in the presence of minimal anthropogenic pressures). The ecological status of the WBs is classified using a scale of five ecological status classes: High, Good, Moderate, Poor, Bad, which is designed to describe the human impact on bio-communities of the aquatic environment. The class of 'High' quality corresponds to RC, while the rest classes represent smaller or greater deviations from that.The studies of P. oceanica meadows in the Hellenic seas are limited and fragmentary, resulting in a significant knowledge gap. The main aim of this dissertation is to cover this gap to a significant extent by exploring questions such as: (i) what are the main features of P. oceanica meadows in the Hellenic seas, (ii) what are the RC for P. oceanica meadows in the Hellenic seas, (iii) what is the effectiveness of some of the biotic indices developed for P. oceanica in assessing the ecological quality of WBs; and (iv) to what extent is it necessary to develop a new biotic index for the application of the European legal framework at national level.The selection of the study sites was mainly based on their geographical location (i.e., study sites were selected on both continental and island regions of the Ionian, North Aegean, and South Aegean Sea sub-regions) and the level of naturalness of the wider area (absence of urban and industrialized environment and simultaneous presence of mainly natural environment). In total, 57 study sites were allocated to all sub-regions of the Hellenic seas (Ionian, North Aegean, and South Aegean) and part of them (8 study sites) were selected for the case study of the Saronikos Gulf.At each study site, data collection and sampling took place once during the summer months of 2013-2015. The data collection was carried out by scuba diving at two different depths: at the mean depth of -15m and the lower (deeper) limit of the meadow. In the case study of the Saronikos Gulf, an assessment of the degree of spatial variation in the meadows characteristics was also carried out through a hierarchical sampling design using four different spatial scales.Altogether, 28 parameters (metrics) which interpret and quantify a multitude of P. oceanica meadows characteristics were studied in most of the study sites. The purpose of examining the selected metrics was to describe the main features of the meadows (e.g., demographic-population, structural and morphological characteristics), but also how they are shaped according to the geographical location where they are growing (e.g., different sub-regions, insular or continental areas), and the prevailing environmental conditions (e.g. turbidity and hydrodynamics).The selected metrics belong to five different biological organization levels (population, morphology, physiology, pollution, and biocommunity). Except for physiological and pollution metrics that were studied only in the case of the Saronikos Gulf, the remaining metrics were examined in all study sites. The data collection of population metrics was carried out in situ using non-destructive sampling methods. However, to investigate the remaining metric (morphological, physiological, pollution, and bio-community), a collection of P. oceanica shoots was carried out and further analyzed in the laboratory.Based on data collection, it was attempted to identify the RC for P. oceanica meadows in the Hellenic seas. Thus, we investigated the case of the determination of RC through the creation of a reference network, i.e., the use of a dataset from a network of sites with no disturbances or minimal disturbance. At the same time, the hypothesis of the definition of different RC in the three sub-regions (Ionian, North Aegean, South Aegean seas) was also tested. The final designation of RC was implemented by combining spatially-based data (i.e., coming from a network of sites with no disturbances or minimal disturbance) and modeling processes.In total, four biotic indices (POMI, PREI, Valencian CS, and BiPo) were evaluated for the assessment of the ecological quality of the WB in the region of Saronikos Gulf. The robustness of the results of each index was tested using two methods of assessing anthropogenic pressures that provide a qualitative assessment of anthropogenic pressures through satellite imagery or land use data analysis.Data collected in the Saronikos Gulf were also used for the development and application of a new index based on the marine angiosperm P. oceanica. In order to develop the index, a synthetic process was carried out, which included selection and screening of candidate metric based on various criteria such as: their widespread use in relevant biotic indices or pre-existing monitoring schemes, presence of a common variation among the selected metrics, presence/absence of excessive number of metrics and the use of non-destructive sampling methods.According to our findings, P. oceanica meadows of the Hellenic seas show high levels of heterogeneity in their demographic, structural and morphological characteristics. A more significant influence on the variation in their values is attributed to their geographical location, which is mainly related to the levels of water turbidity and hydrodynamic conditions. It is indicative that the values of most demographic and morphological metrics have been found to be higher at the study sites of the Ionian and the Aegean islands, under conditions of low or moderate turbidity and intense hydrodynamics. However, a significant percentage of the variance in the values of the studied characteristics cannot be attributed directly to any of the environmental and spatial factors examined but is probably due to local factors such as water circulation, available substrate and a combination thereof.As the definition of RC was made by combining the collected data and modeling, they were identified in each case as a virtual site representing the "optimal" ecological status. The initial hypothesis of defining different RC values in the three sub-regions of the Hellenic seas (Ionian, North Aegean, South Aegean) was rejected, and the RC was determined by two distinct virtual sites. An "optimal" site for the sub-region of the North Aegean Sea and another "optimal" site for the rest of the study sites. It is likely that future systematic data collection, mainly from the closed and semi-closed bays of the Hellenic seas (Korinthiakos, Pagasitikos, Argolikos) may lead to further diversification of the RC in other sea regions.The biotic indices studied showed differences in the ecological quality assessment of the Saronikos Gulf. The different types of metrics (i.e., belonging to different biological levels) and the different weighting given to some of them (e.g., physiology – biochemistry metrics) were identified as the main causes of the different findings. Overall, the performance of biotic indices was considered satisfactory regarding the overall environmental degradation observed in the coastal waters of the Saronikos Gulf. However, it is proposed to combine them into an integrated ecological status assessment based on other abiotic factors and biological quality elements.Finally, a total of 7 metrics belonging to three biological organization levels (population, morphology, and biocommunity) were selected for the proposed index. The proposed index has shown similar results in assessing the ecological quality and human-induced pressures compared to most of the indices studied (PREI, Valencian CS, and BiPo). The main advantages of the proposed index over existing indices could be considered the application of non-destructive sampling methods and its better cost and time effectiveness.Τα θαλάσσια αγγειόσπερμα παρέχουν πληθώρα οικοσυστημικών υπηρεσιών (ecosystem services) προς το θαλάσσιο περιβάλλον με αποτέλεσμα να αποτελούν σημαντικό στοιχείο των υδατικών οικοσυστημάτων. Λόγω της ευαισθησίας τους στις περιβαλλοντικές διαταραχές και της ευρείας κατανομής τους στην παράκτια ζώνη, τα θαλάσσια αγγειόσπερμα θεωρούνται χρήσιμοι βιοδείκτες της οικολογικής κατάστασης των παράκτιων υδάτων. Στη Μεσόγειο, το ενδημικό είδος Posidonia oceanica αποτελεί το κυρίαρχο θαλάσσιο αγγειόσπερμο και οι λειμώνες του θεωρούνται ως ένα από τα σημαντικότερα ενδιαιτήματα των παράκτιων υδάτων. Ωστόσο, ο σπουδαίος οικολογικός ρόλος των λειμώνων του είδους P. oceanica απειλείται από τις ποικίλες ανθρώπινες δραστηριότητες που αναπτύσσονται στην παράκτια ζώνη, οι οποίες ανάλογα με την έντασή τους αποτελούν σημαντικές πηγές περιβαλλοντικής επιβάρυνσης (ανθρωπογενείς πιέσεις).Η προστασία του είδους P. oceanica αποτελεί αντικείμενο Διεθνών Συμβάσεων (Σύμβαση της Βαρκελώνης 1976 και Σύμβαση της Βέρνης 1979), και ευρωπαϊκών Οδηγιών (Οδηγία των Οικοτόπων 92/43/ΕΟΚ). Η αξία μάλιστα του είδους P. oceanica ως βιοδείκτη της οικολογικής κατάστασης των παράκτιων υδάτων έχει αναγνωριστεί και υιοθετηθεί από την Οδηγία Πλαίσιο για τα Ύδατα (2000/60/ΕΚ) και την Οδηγία Πλαίσιο για τη Θαλάσσια Στρατηγική (2008/56/ΕΚ). Στην Οδηγία των Οικοτόπων (92/43/ΕΟΚ) οι λειμώνες προσδιορίζονται ως τύπος οικοτόπου προτεραιότητας όπου για την προστασία και τη διατήρησή τους έχουν προταθεί κατάλληλα μέτρα διαχείρισης των παράκτιων υδατικών συστημάτων. Κρίσιμο σημείο για την επιτυχία των μέτρων διαχείρισης αποτελεί η λεπτομερής γνώση των δομικών και λειτουργικών χαρακτηριστικών των λειμώνων και η συστηματική παρακολούθησή τους (monitoring). Η παρακολούθηση της οικολογικής κατάστασης των λειμώνων του είδους P. oceanica με στόχο την αξιολόγηση της κατάστασης του θαλάσσιου περιβάλλοντος υιοθετήθηκε για πρώτη φορά στα πλαίσια της WFD (2000/60/ΕΚ). Συγκεκριμένα, οι λειμώνες του αγγειοσπέρμου P. oceanica αποτελούν στοιχείο του φυτοβένθους, το οποίο είναι ένα από τα βιολογικά στοιχεία ποιότητας (ΒΣΠ) που έχουν προσδιοριστεί στα πλαίσια της WFD. Τα ΒΣΠ θεωρούνται κατάλληλα για την αξιολόγηση της οικολογικής ποιότητας (=συνολική έκφραση της δομής και της λειτουργίας των βιοκοινωνιών και του οικοσυστήματος) των παράκτιων υδάτινων σωμάτων (ΥΣ = βασική μονάδα διαχείρισης της λεκάνης απορροής με σχετικώς ομοιόμορφα οικολογικά χαρακτηριστικά). Για την αξιολόγηση της οικολογικής κατάστασης των ΥΣ απαιτείται ο ορισμός των συνθηκών αναφοράς (ΣΑ), οι οποίες περιγράφουν τις συνθήκες εκείνες που υφίστανται σε ένα πρακτικά αδιατάρακτο οικοσύστημα (με παρουσία ελάχιστων ανθρωπογενών πιέσεων). Η οικολογική κατάσταση των ΥΣ ταξινομείται με μία σειρά πέντε κλάσεων ποιότητας: Υψηλή, Καλή, Μέτρια, Ελλιπής, Κακή, οι οποίες αποσκοπούν στην περιγραφή της ανθρώπινης επίδρασης στις βιοκοινωνίες του υδάτινου περιβάλλοντος. Η κλάση της «Υψηλής» ποιότητας αντιστοιχεί στις ΣΑ, ενώ οι υπόλοιπες κλάσεις αντιπροσωπεύουν μικρότερες ή μεγαλύτερες αποκλίσεις από αυτήν. Οι μελέτες με αντικείμενο τους λειμώνες του αγγειοσπέρμου P. oceanica στις ελληνικές θάλασσες είναι περιορισμένες και αποσπασματικές, με αποτέλεσμα να παρατηρείται σημαντικό κενό γνώσης. Η παρούσα διατριβή έχει ως κύριο σκοπό να καλύψει σε σημαντικό βαθμό αυτό το κενό γνώσης διερευνώντας μια σειρά από ερωτήματα όπως: i) ποιά είναι τα κύρια χαρακτηριστικά των λειμώνων του είδους P. oceanica στις ελληνικές θάλασσες, ii) ποιές είναι οι ΣΑ για τους λειμώνες του είδους P. oceanica στις ελληνικές θάλασσες, iii) ποιά είναι η αποτελεσματικότητα ορισμένων εκ των βιοτικών δεικτών, που έχουν αναπτυχθεί για το είδος P. oceanica, ως προς την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας των ΥΣ, και iv) σε ποιο βαθμό κρίνεται αναγκαία η δημιουργία νέου βιοτικού δείκτη για τις ανάγκες εφαρμογής του ευρωπαϊκού νομικού πλαισίου σε εθνικό επίπεδο. Η επιλογή των θέσεων μελέτης πραγματοποιήθηκε βάσει κυρίως της αντιπροσωπευτικής γεωγραφικής χωροθέτησής τους (δηλ. επιλέχθηκαν θέσεις μελέτης τόσο σε ηπειρωτικές, όσο και νησιωτικές περιοχές των θαλάσσιων υποπεριοχών του Ιονίου, του Β. Αιγαίου, και του Ν. Αιγαίου) και του επιπέδου διατήρησης της φυσικότητας της ευρύτερης περιοχής (απουσία αστικού και βιομηχανοποιημένου περιβάλλοντος και ταυτόχρονη παρουσία κυρίως φυσικού περιβάλλοντος). Συνολικά, επελέγησαν 57 θέσεις μελέτης καταλλήλως κατανεμημένες σε όλες τις υποπεριοχές των ελληνικών θαλασσών (Ιόνιο, Β. Αιγαίο, Ν. Αιγαίο), ενώ μέρος αυτών (8 θέσεις μελέτης) επελέγησαν για τη στοχευμένη μελέτη του Σαρωνικού Κόλπου. Σε κάθε θέση μελέτης η συλλογή δεδομένων και η δειγματοληψία (φυτοληψία) διεξήχθη άπαξ κατά τους θερινούς μήνες των ετών 2013-2015. Η συλλογή δεδομένων πραγματοποιήθηκε με αυτόνομη κατάδυση σε δύο διαφορετικά βάθη: στο μέσο βάθος των -15m και στο κατώτερο (βαθύτερο) όριο εξάπλωσης του λειμώνα. Στη μελέτη της περίπτωσης του Σαρωνικού Κόλπου πραγματοποιήθηκε επίσης εκτίμηση του βαθμού της χωρικής διακύμανσης των χαρακτηριστικών των λειμώνων μέσω ενός ιεραρχικού σχεδίου δειγματοληψίας με χρήση τεσσάρων διαφορετικών χωρικών κλιμάκων. Συνολικά, μελετήθηκαν 28 παράμετροι (μετρικές) οι οποίες ερμηνεύουν και ποσοτικοποιούν πλήθος χαρακτηριστικών των λειμώνων. Ο σκοπός της εξέτασης των επιλεγέντων μετρικών ήταν να περιγραφούν τα κύρια χαρακτηριστικά των λειμώνων (π.χ. δημογραφικά, δομικά, και μορφολογικά χαρακτηριστικά), αλλά και το πώς αυτά διαμορφώνονται ανάλογα με τη γεωγραφική θέση όπου αναπτύσσονται οι λειμώνες (π.χ. διαφορετικές θαλάσσιες ενότητες, νησιωτική ή ηπειρωτική περιοχή), και τις επικρατούσες περιβαλλοντικές συνθήκες (π.χ. θολερότητας και υδροδυναμισμού). Οι επιλεγείσες μετρικές ανήκουν σε πέντε διαφορετικά βιολογικά επίπεδα οργάνωσης (πληθυσμός, μορφολογία, φυσιολογία, ρύπανση και βιοκοινωνία). Με εξαίρεση τις μετρικές των επιπέδων φυσιολογίας και ρύπανσης οι οποίες μελετήθηκαν μόνο στην περίπτωση του Σαρωνικού Κόλπου, οι υπόλοιπες μετρικές εξετάστηκαν στο σύνολο των θέσεων μελέτης. Η συλλογή δεδομένων για τις πληθυσμιακές μετρικές πραγματοποιήθηκε in situ με την εφαρμογή μεθόδων μη-καταστρεπτικής δειγματοληψίας. Ωστόσο, για τη διερεύνηση των υπόλοιπων μετρικών (μορφολογίας, φυσιολογίας, ρύπανσης και βιοκοινωνίας), πραγματοποιήθηκε συλλογή βλαστών (φυτοληψία) και περαιτέρω ανάλυση αυτών στο εργαστήριο. Βάσει των συλλεγέντων δεδομένων στην παρούσα διατριβή επιχειρήθηκε για πρώτη φορά προσδιορισμός των ΣΑ για τους λειμώνες του είδους P. oceanica στις ελληνικές θάλασσες. Συγκεκριμένα, διερευνήθηκε η περίπτωση του προσδιορισμού των ΣΑ μέσω της δημιουργίας ενός δικτύου αναφοράς (reference network), δηλ. επιχειρήθηκε η χρήση δεδομένων από ένα δίκτυο περιοχών χωρίς διαταραχές ή με πολύ μικρή διαταραχή. Παράλληλα, εξετάστηκε και η περίπτωση του ορισμού διαφορετικών ΣΑ στις τρεις υποπεριοχές (Ιόνιο, Β. Αιγαίο, Ν. Αιγαίο). Ο τελικός προσδιορισμός των ΣΑ υλοποιήθηκε με τη συνδυαστική χρήση δεδομένων με χωρική βάση (δηλ. προέρχονται από ένα δίκτυο περιοχών χωρίς διαταραχές ή με πολύ μικρή διαταραχή) και διαδικασιών μοντελοποίησης. Συνολικά αξιολογήθηκε η αποτελεσματικότητα τεσσάρων βιοτικών δεικτών (POMI, PREI, Valencian CS και BiPo) ως προς την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας των ΥΣ στην περιοχή του Σαρωνικού Κόλπου, όπου παρατηρείται διαβάθμιση των ανθρωπογενών πιέσεων. Η ευρωστία των αποτελεσμάτων του κάθε δείκτη ελέγχθηκε με τη χρήση δύο μεθόδων εκτίμησης των ανθρωπογενών πιέσεων, οι οποίες παρέχουν μια ποιοτική εκτίμηση των ανθρωπογενών πιέσεων μέσω της ανάλυσης δορυφορικών εικόνων ή δεδομένων χρήσης γης.Τα δεδομένα που συνελέγησαν στον Σαρωνικό Κόλπο χρησιμοποιήθηκαν επίσης για τη δημιουργία και την εφαρμογή ενός νέου βιοτικού δείκτη για το θαλάσσιο αγγειόσπερμο P. oceanica. Για την ανάπτυξη του δείκτη ακολουθήθηκε μια σύνθετη διαδικασία, η οποία περιελάμβανε στάδια επιλογής και διαλογής υποψηφίων μετρικών βάσει μια σειράς κριτηρίων όπως: η ευρεία χρήση τους σε αντίστοιχους βιοτικούς δείκτες ή προϋπάρχοντα σχήματα παρακολούθησης, η παρουσία κοινού προτύπου διακύμανσης ανάμεσα στις επιλεγμένες μετρικές, η παρουσία ή όχι περίσσειας μετρικών και η χρήση μεθόδων μη-καταστρεπτικής δειγματοληψίας.Σύμφωνα με τα ευρήματα της εν λόγω διατριβής οι λειμώνες των ελληνικών θαλασσών παρουσιάζουν υψηλά επίπεδα ετερογένειας ως προς τα δημογραφικά, δομικά και τα μορφολογικά χαρακτηριστικά τους. Σημαντικότερη επίδραση στη διακύμανση των τιμών τους αποδίδεται στη γεωγραφική τους θέση, η οποία σχετίζεται κυρίως με τα επίπεδα θολερότητας των υδάτων και τις υδροδυναμικές συνθήκες. Είναι ενδεικτικό ότι οι τιμές των περισσότερων πληθυσμιακών και μορφολογικών μετρικών διαπιστώθηκε ότι είναι μεγαλύτερες στις θέσεις μελέτης των νησιωτικών περιοχών του Ιονίου Πελάγους και του Ν. Αιγαίου, υπό συνθήκες χαμηλής ή μέτριας θολερότητας και έντονου υδροδυναμισμού. Ωστόσο, σημαντικό ποσοστό της διακύμανσης των τιμών των μελετηθέντων χαρακτηριστικών δεν μπορεί να αποδοθεί άμεσα σε κάποιον από τους εξετασθέντες περιβαλλοντικούς και χωρικούς παράγοντες, αλλά πιθανότατα οφείλεται σε τοπικής κλίμακας παράγοντες όπως π.χ. η κυκλοφορία των υδάτων, το διαθέσιμο υπόστρωμα ή/και συνδυασμός αυτών. Καθώς ο ορισμός των ΣΑ πραγματοποιήθηκε με συνδυασμό των συλλεγέντων δεδομένων και μοντέλου, αυτές προσδιορίστηκαν σε κάθε περίπτωση ως μια σύνθετη εικονική περιοχή που αντιπροσωπεύει το «βέλτιστο» οικολογικό καθεστώς. Η αρχική υπόθεση του ορισμού διαφορετικών ΣΑ στις τρεις υποπεριοχές των ελληνικών θαλασσών (Ιόνιο, Β. Αιγαίο, Ν. Αιγαίο) απορρίφθηκε και οι τελικές ΣΑ καθορίστηκαν στη βάση δύο διακριτών σύνθετων εικονικών περιοχών. Μία «βέλτιστη» περιοχή για τη θαλάσσια ζώνη του Β. Αιγαίου και μία «βέλτιστη» περιοχή για το υπόλοιπο σύνολο των θέσεων μελέτης. Είναι πιθανόν ότι μελλοντική συστηματική συλλογή δεδομένων κυρίως από τους κλειστούς και ημίκλειστους κόλπους της χώρας (Κορινθιακός, Παγασητικός, Αργολικός) ενδέχεται να οδηγήσει σε περαιτέρω διαφοροποίηση των ΣΑ και σε άλλες θαλάσσιες περιοχές. Οι μελετηθέντες βιοτικοί δείκτες παρουσίασαν διαφορές στην αξιολόγηση της οικολογικής ποιότητας των ΥΣ του Σαρωνικού Κόλπου. Ως κύριες αιτίες των διαφορετικών αποτελεσμάτων προσδιορίστηκαν ο διαφορετικός τύπος μετρικών (δηλ. ανήκουν σε διαφορετικά βιολογικά επίπεδα) και η διαφορετική στάθμιση που δίνεται σε ορισμένες εξ αυτών (π.χ. μετρικές φυσιολογίας - βιοχημείας). Συνολικά, η αποτελεσματικότητα των βιοτικών δεικτών κρίθηκε ικανοποιητική ως προς την αποτύπωση της γενικότερης περιβαλλοντικής υποβάθμισης που παρατηρείται στα παράκτια ύδατα του Σαρωνικού Κόλπου. Ωστόσο, προτείνεται η συνδυαστική χρήση τους σε κάποιο ολοκληρωμένο σχήμα αξιολόγησης της οικολογικής κατάστασης βάσει και άλλων αβιοτικών παραγόντων και βιολογικών στοιχείων ποιότητας.Τέλος, για τον προτεινόμενο δείκτη επελέγησαν συνολικά 7 μετρικές που ανήκουν σε τρία βιολογικά επίπεδα οργάνωσης (πληθυσμός, μορφολογία και βιοκοινωνία). Ο προτεινόμενος δείκτης παρουσίασε παρόμοια αποτελέσματα ως προς την αξιολόγηση της οικολογικής ποιότητας και τις ανθρωπογενείς πιέσεις σε σύγκριση με τους περισσότερους από τους μελετηθέντες δείκτες (PREI, Valencian CS και BiPo). Ως κύρια πλεονεκτήματα του προτεινόμενου δείκτη έναντι των υφιστάμενων δεικτών δύνανται να θεωρηθούν η εφαρμογή μη καταστρεπτικών μεθόδων δειγματοληψίας (δεν απαιτείται πλήρης φυτοληψία), και η οικονομική και χρονική του απόδοση καθώς απαιτεί μικρότερο κόστος και λιγότερο εργαστηριακό χρόνο

Benthic-pelagic coupling of marine primary producers under different natural and human-induced pressures’ regimes

Marine primary producers are highly sensitive to environmental deterioration caused by natural and human-induced stressors. Following the Water Framework Directive and the Marine Strategy Framework Directive requirements, the importance of using the different primary producers of the coastal marine ecosystem (pelagic: phytoplankton and benthic: macroalgae and angiosperms) as appropriate tools for an integrated assessment of the ecological status of the coastal environment has been recognized. However, the processes by which water column characteristics and phytobenthic indicators are linked have not been systematically studied. Based on a large dataset from three Mediterranean sub-basins (Adriatic, Ionian and Aegean Seas) with different trophic conditions, this study aims to explore the coupled responses of benthic and pelagic primary producers to eutrophication pressures on a large scale, focusing on the structural and functional traits of benthic macroalgal and angiosperm communities, and to investigate the key drivers among the different eutrophication-related pelagic indicators (such as nutrient and Chl-a concentrations, water transparency, etc.) that can force the benthic system indicators to low ecological quality levels. In addition to the effects of high nutrient loading on phytoplankton biomass, our results also show that increased nutrient concentrations in seawater have a similar effect on macroalgal communities. Indeed, increasing nutrient concentrations lead to increased coverage of opportunistic macroalgal species at the expense of canopy-forming species. Most structural traits of Posidonia oceanica (expressed either as individual metrics: shoot density, lower limit depth and lower limit type, or in the context of PREI index) show opposite trends to increasing levels of pressure indicators such as ammonium, nitrate, phosphate, Chl-a and light attenuation. Furthermore, our results highlight the regulating effect of light availability on the ecological status of seagrass meadows (Posidonia oceanica and Cymodocea nodosa). Increasing leaf length values of C. nodosa are closely associated with higher turbidity values linked to higher phytoplankton biomass (expressed as Chl-a). Overall, the coupling of pelagic and benthic primary producers showed consistent patterns across trophic gradients at the subregional scale

Assembling Ecological Pieces to Reconstruct the Conservation Puzzle of the Aegean Sea

The effective conservation of marine biodiversity through an integrated ecosystem-based management approach requires a sound knowledge of the spatial distribution of habitats and species. Although costly in terms of time and resources, acquiring such information is essential for the development of rigorous management plans and the meaningful prioritization of conservation actions. Located in the northeastern part of the Mediterranean, the Aegean Sea represents a stronghold for marine biodiversity. However, conservation efforts are hampered by the apparent lack of spatial information regarding marine habitats and species. This work is the first to address this knowledge gap by assembling, updating, and mapping information on the distribution of key ecological components. A range of data sources and methodological approaches was utilized to compile and complement the available data on 68 ecological features of conservation interest (58 animal species, six habitat categories, and four other vulnerable ecological features). A standardized data evaluation procedure was applied, based on five semi-quantitative data quality indicators in the form of a pedigree matrix. This approach assessed the sufficiency of the datasets and allowed the identification of the main sources of uncertainty, highlighting aspects that require further investigation. The overall dataset was found to be sufficient in terms of reliability and spatiotemporal relevance. However, it lacked in completeness, showing that there are still large areas of the Aegean that remain understudied, while further research is needed to elucidate the distribution patterns and conservation status of several ecological features; especially the less charismatic ones and those found in waters deeper than 40 m. Moreover, existing conservation measures appear to be inadequate to safeguard biodiversity. Only 2.3% of the study area corresponds to designated areas for conservation, while 41 of the ecological features are underrepresented in these areas. Considering the high geomorphological complexity and transnational character of the Aegean Sea, this study does not offer a complete account of the multifaceted diversity of this ecoregion. Instead, it represents a significant starting point and a solid basis for the development of systematic conservation plans that will allow the effective protection of biodiversity within an adaptive management framework