A step by step approach towards Coastal Spatial Planning initiative and its implementation in Heraklion Prefecture

Στόχος της διατριβής - Οι παράκτιες περιοχές αποτελούν, μεταξύ άλλων, πολύτιμα οικοσυστήματα λόγω των κοινωνικο-οικονομικών και οικολογικών ωφελειών αλλά και υπηρεσιών που προσφέρουν. Οι ανθρώπινες δραστηριότητες ασκούν πιέσεις στα παράκτια ενδιαιτήματα προκαλώντας πολλαπλές δυσμενείς επιπτώσεις και κυρίως απειλούν τα οφέλη που αυτά προσφέρουν. Συνεπώς, οι θαλάσσιοι διαχειριστές και οι χαράσσοντες πολιτική καλούν ολοένα και περισσότερο για καινοτόμες προσεγγίσεις και εργαλεία ικανά να κατανοήσουν τις περίπλοκες αλληλεπιδράσεις που αναπτύσσονται ανάμεσα στις φυσικές και ανθρωπογενείς αλλαγές, με στόχο τη διαφύλαξη της οικοσυστημικής ακεραιότητας μέσω της άμβλυνσης των συγκρούσεων. Για την επίτευξη του απώτερου στόχου που αφορά την εξάπλωση των θαλάσσιων ανθρώπινων δραστηριοτήτων, το συντονισμό του παράκτιου περιβάλλοντος και της θαλάσσιας οικονομίας καθώς και το ζήτημα της βιώσιμης συνύπαρξης, κρίνεται απαραίτητο ένα σχέδιο Παράκτιου Χωροταξικού Σχεδιασμού (ΠΧΣ) που ακολουθεί προσέγγιση που βασίζεται στο οικοσύστημα. Ο ΠΧΣ στοχεύει στην επίλυση αυτής της αντίφασης συμβαδίζοντας με τη Οδηγία Πλαίσιο για τη Θαλάσσια Στρατηγική (ΟΠΘΣ) της ΕΕ, μεταξύ άλλων Οδηγιών της ΕΕ. Η κινητήριος δύναμη και συνιστώσα για την παρούσα διατριβή αποτελεί η ανάλυση ζητημάτων σχετικά με την «βήμα προς βήμα» προσέγγιση για την ανάπτυξη ενός παράκτιου χωροταξικού σχεδίου σε μια περιοχή με ελλιπή δεδομένα, τη νότια και βόρεια παράκτια περιοχή του Νομού Ηρακλείου στην Κρήτη (Ελλάδα). Αυτή η ολοένα και πιο απαιτητική πρόκληση απαιτεί τον καθορισμό στόχων, προετοιμασία, ανάλυση και αξιολόγηση. Προς αυτή την κατεύθυνση, αναπτύχθηκε μια καινοτόμος Οικοσυστημική Αξιολόγηση Κινδύνου (ΟΑΚ) και μία τροποποιημένη ανάλυση των συγκρούσεων. Η διεπιστημονική προσέγγιση εκφράζεται μέσα από τους ακόλουθους στόχους: (α) τη διερεύνηση των σταδίων και διαδικασιών για την αποτελεσματική εφαρμογή του ΠΧΣ σε μια παράκτια περιοχή με ελλιπή δεδομένα μέσω της βιβλιογραφικής ανασκόπησης, (β) την αντιμετώπιση της έλλειψης δεδομένων με την ανάπτυξη κι ενοποίηση υποκατάστατων δεδομένων (proxy) αλλά και την επεξεργασία ποικίλων κι ανομοιόμορφων δορυφορικών ή άλλων δεδομένων εφαρμόζοντας γεωχωρικές αναλύσεις και εργαλεία, (γ) την πρόταση ενός ολοκληρωμένου πλαισίου χωροταξικού σχεδιασμού μέσα από το οποίο οι αλληλεπιδράσεις στεριάς-θάλασσας αντιμετωπίζονται ταυτόχρονα, (δ) την εξασφάλιση στατιστικά ορθών αποτελεσμάτων, (ε) την πρόταση ενός καινοτόμου μοντέλου εξίσωσης βασισμένο στη διασύνδεση των ανθρώπινων δραστηριοτήτων και των κύριων πιέσεων καθώς και της επίδρασής τους πάνω στις οικοσυστημικές υπηρεσίες για τον προσδιορισμό περιοχών των παράκτιων οικοσυστημάτων που βρίσκονται σε κίνδυνο, (στ) τον προσδιορισμό περιοχών των παράκτιων οικοσυστημάτων που βρίσκονται σε κίνδυνο, (ζ) τον προσδιορισμό των συμβατοτήτων και των συγκρούσεων τόσο ανάμεσα στις ανθρώπινες δραστηριότητες όσο και ανάμεσα στις ανθρώπινες δραστηριότητες και το παράκτιο περιβάλλον, (η) την εκτίμηση της αναγκαιότητας λήψης αποφάσεων για σχέδια καθορισμού ζωνών, διασφαλίζοντας την απαραίτητη συνοχή και συμβατότητα ανάμεσα στις ανθρώπινες δραστηριότητες, το περιβάλλον και τις υφιστάμενες πολιτικές, (θ) σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά της υπό μελέτη περιοχής, την πρόταση προσαρμογών για την ανάπτυξη ενός αποτελεσματικού πλαισίου ΠΧΣ με προσέγγιση βασισμένη στο οικοσύστημα το οποίο θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε παρόμοιες περιοχές. (ι) Τέλος, αυτή η διατριβή αναλύει τους περιορισμούς αλλά και την αποτελεσματικότητα των μοντέρνων γεωχωρικών εργαλείων στον ΠΧΣ. Μεθοδολογία - Ο ορισμός και η χαρτογράφηση συγκεκριμένων και αξιόπιστων δεδομένων σχετικών με τα οικοσυστημικά και κοινωνικο-οικονομικά στοιχεία αποτελεί καίριο σημείο στη διερευνητική διαδικασία ενός αποτελεσματικού παράκτιου ΠΧΣ στο πλαίσιο χωρικής διαχείρισης βασισμένης στο οικοσύστημα. Ωστόσο, σε πολλές περιπτώσεις, η έλλειψη σχετικών περιβαλλοντικών δεδομένων μεταβλητών εμποδίζει την ανάπτυξη βιώσιμων πολιτικών και πρακτικών. Σε αυτό το πλαίσιο, είναι πρωταρχικής σημασίας μια ισχυρή και ολιστική αντίληψη της κατάστασης του παράκτιου οικοσυστήματος μέσω της οριοθέτησης της χωρικής μεταβολής των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, των συναφών κύριων πιέσεων καθώς και των τελικών οικοσυστημικών υπηρεσιών αλλά και των αλληλεπιδράσεών τους. Η τηλεπισκόπηση στη θάλασσα έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς για να παρέχει τέτοιου είδους δεδομένα, με περιορισμένη όμως επιτυχία λόγω των διαφορετικών χωρικών αναλύσεων, μη επικαλυπτόμενων πλεγμάτων (grids) και της διαφορετικής χωρικής έκτασης, καθώς στις περισσότερες περιπτώσεις, προέρχονται από διαφορετικές πηγές. Η παρούσα διατριβή προτείνει ένα εννοιολογικό πλαίσιο για την ανάπτυξη και ενοποίηση χωρικά ανεξάρτητων κοινωνικο-οικοσυστημικών συνόλων δεδομένων στο περιβάλλον των Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων (ΓΠΣ), κάτι το οποίο λείπει. Τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιήθηκαν στην διατριβή αναπτύχθηκαν μέσω της σύνθεσης υποκατάσταστων και δορυφορικών δεδομένων για τις θαλάσσιες και χερσαίες παραμέτρους. Αρχικά, η δημιουργία συνόλου δεδομένων με βάση την αρχική οριοθέτηση των υδροκριτών μέσω μιας αλληλουχίας βημάτων, παρείχε τη βάση για τον υπολογισμό της χερσαίας επίδρασης που δέχονται. Βελτιώνοντας τη δυνατότητα ανάπτυξης κι ενσωμάτωσης σημαντικής πληροφορίας στο πλαίσιο λήψης αποφάσεων όπου τα δεδομένα είναι περιορισμένα και με υψηλή αβεβαιότητα, είναι ουσιώδες να εμπλακεί ένα μεγάλο εύρος γεωχωρικών δεδομένων κατά τη διάρκεια του χειρισμού των δεδομένων και τη διαδικασία κατασκευής γεωβάσης, όπως είναι η βέλτιστη παρεμβολή Ordinary Kriging (ΟΚ) που συμπληρώνει τα κενά στα δεδομένα κοντά στην ακτογραμμή, η πυκνότητα Kernel, κτλ.Ακόμα ένα ζωτικό σημείο της προσέγγισης του ΠΧΣ βασισμένης στο οικοσύστημα αποτελεί η χαρτογράφηση της χωρικής κατανομής των κυρίαρχων πιέσεων και η αναγνώριση των Βασικών Περιβαλλοντικών Δεικτών (ΒΠΔ). Τα σύνολα δεδομένων των πιέσεων περιελάμβαναν τη φθορά του πυθμένα λόγω τριβής, τη χλωροφύλλη-α, τα εμπορικά αλιεύματα, τα χωροκατακτητικά είδη, τη φωτορύπανση, τα μικροπλαστικά, την ηχορύπανση, την οξίνηση των ωκεανών και το οργανικό φορτίο. Αυτά οι εννέα Πιθανοί Περιβαλλοντικοί Δείκτες (ΠΠΔ) υπεβλήθησαν σε Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (ΑΚΣ) προκειμένου να μειωθεί ο αριθμός των παραμέτρων και να αναγνωριστούν οι μεταξύ τους σχέσεις. Η αξιολόγηση της συνύπαρξης των ανθρώπινων δραστηριοτήτων εμπλέκει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των χρήσεων αλλά και μεταξύ χρήσεων και περιβάλλοντος. Η ΑΟΚ αποτελεί μια προσέγγιση αξιολόγησης της αλληλεπίδρασης μεταξύ χρήσεων και περιβάλλοντος, ενώ η προσέγγιση της αλληλεπίδρασης μεταξύ των χρήσεων πραγματοποιήθηκε μέσω της συμβατότητας των θαλάσσιων χρήσεων ανά ζεύγη σύμφωνα με την υφιστάμενη βιβλιογραφία. Η προσέγγιση της ΟΑΚ σε συνδυασμό με την ανάλυση συγκρούσεων μέσω της εφαρμογής των εμπλεκόμενων μοντέλων μπορεί να αναδείξει τις ασυμβατότητες. Συγκεκριμένα, το προτεινόμενο μοντέλο εξίσωσης ΟΑΚ που εμπλέκει τις σταθμισμένες κύριες πιέσεις, τις ανθρώπινες δραστηριότητες (θαλάσσιες και χερσαίες) που τις ασκούν αλλά και τις τελικές οικοσυστημικές υπηρεσίες (Προμηθευτικές, Ρυθμιστικές, Διατήρησης, Πολιτιστικές) (βλέπε Πίνακα 3) σε ένα παράκτιο περιβάλλον, παρέχει έναν τρόπο χωρικής διερεύνηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τις ανθρώπινες δραστηριότητες πάνω στην παροχή και διατήρηση των τελικών οικοσυστημικών υπηρεσιών. Τα αποτελέσματα της Επίπτωσης Κινδύνου (ΕΚ) ομαδοποιήθηκαν με τη χρήση της ανάλυσης θερμών σημείων (hotspot analysis) μέσω του στατιστικού δείκτη Getis-Ord Gi*. Η προτεινόμενη ανάλυση συγκρούσεων χρησιμοποίησε πίνακες συγκρούσεων και χάρτες συμβατότητας/ασυμβατότητας προκειμένου να καθοριστεί η ποσοτική αξιολόγηση των συγκρούσεων ανάμεσα στις θαλάσσιες ανθρώπινες δραστηριότητες. Ευρήματα - Ο σχεδιασμός της μεθοδολογίας ανέπτυξε χάρτες που βασίζονται στα ΓΠΣ σε όλα τα βήματα που παρουσιάστηκαν. Τα αποτελέσματα της ΑΚΣ υποδεικνύουν ότι η προτεινόμενη μεθοδολογία συμπλήρωσης κενών είναι έγκυρη κι ανεξάρτητη από τα χαρακτηριστικά των δεδομένων τηλεπισκόπισης. Η αποτελεσματική μεθοδολογία που προτείνεται για την ενοποίηση κι ενσωμάτωση των ποικίλων δορυφορικών δεδομένων και των αναπτυγμένων υποκατάσταστων παραμέτρων επέτρεψε τη στατιστική ανάλυση η οποία ανέδειξε 7 ΒΠΔ: οργανικό φορτίο, χλωροφύλλη-α, φθορά του πυθμένα λόγω τριβής, εμπορικά αλιεύματα, φωτορύπανση, μικροπλαστικά και ηχορύπανση, υποδεικνύοντας τη συμπερίληψή τους στα αρχικά στάδια εφαρμογής του ΠΧΣ. Τα αποτελέσματα της προτεινόμενης ανάλυσης ΟΑΚ παρουσιάζουν ιδιαίτερα χαμηλές ΕΚ τιμές που συγκεντρώνονται στο βόρειο τμήμα της μελέτης περιοχής, κοντά στην ακτογραμμή, όπως αναμενόταν. Η ανάλυση θερμών σημείων που βασίστηκε στα αποτελέσματα της ΕΚ, ανέδειξε μια ευρύτερη περιοχή σε κίνδυνο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι στο πλαίσιο της παρούσας κατάστασης υπάρχουν ανάμεσα στις θαλάσσιες ανθρώπινες δραστηριότητες μόνο ασυμβατότητες υπό συνθήκη. Σε γενικές γραμμές, τόσο η βόρεια όσο και η νότια περιοχή μελέτης επιτυγχάνουν τους στόχους της βιωσιμότητας επί του παρόντος και δεν απαιτούν σχέδια οριοθέτησης. Πρωτοτυπία – Η καινοτόμος ενοποίηση των χερσαίων και θαλάσσιων διαδικασιών αξιολογείται για πρώτη φορά σε ένα περιεκτικό χωρικό σχέδιο. Η παρούσα διατριβή αποτελεί την πρώτη χωροταξική προσπάθεια που αποτυπώνει κι εμπλέκει την επίπτωση των χερσαίων ανθρώπινων δραστηριοτήτων στο θαλάσσιο περιβάλλον, διαμέσου μειούμενης συνάρτησης. Αναπτύχθηκαν καινοτόμες μεθοδολογίες επιλύοντας ζητήματα, όπως ανάπτυξη υποκατάστατων δεδομένων καθώς και ενοποίηση δεδομένων, σε συνθήκες έλλειψης δεδομένων, προκειμένου να επιτραπεί η εφαρμογή του ΠΧΣ με εφικτό, αποδοτικό και όσο το δυνατόν λιγότερο μεροληπτικό τρόπο, συνεισφέροντας στη βελτίωση της διαδικασίας του ΠΧΣ. Η διατριβή αυτή συνεισφέρει περαιτέρω με την πρόταση εντός μοντέλου εξίσωσης υπολογισμού της Επίπτωσης Κινδύνου, λαμβάνοντας υπόψη τις ανθρώπινες δραστηριότητες και τη διασύνδεσή τους με τις σταθμισμένες κύριες πιέσεις που επηρεάζουν συνολικά τις τελικές οικοσυστημικές υπηρεσίες. Επιπροσθέτως, η ανάλυση συγκρούσεων σε συνδυασμό με τα αποτελέσματα της ΑΟΚ εξίσωσης συνέβαλαν στον προσδιορισμό των ασυμβατοτήτων. Παρ’ όλους τους περιορισμούς και τα εμπόδια που προέκυψαν κατά τη διάρκεια της ερευνητικής διατριβής, τα διδάγματα που προέκυψαν από τα προαναφερθέντα αποτελέσματα αντιπροσωπεύουν ένα βήμα προόδου συγκριτικά με άλλες μεθοδολογίες που αναπτύχθηκαν μέχρι στιγμής.