اثر برخی عوامل محیطی روی شاخص­های اندازه بدن (طول، وزن خشک و وزن خاکستر) و تنوع جوامع ماکروبنتوزها در تالاب گمیشان و خلیج میانکاله

فائزه عصاریان نوش‌آبادی¹، حسین رحمانی^1* و آلبرتو باست²

¹ایران، ساری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دانشکده علوم دامی و شیلات، گروه شیلات

²ایتالیا، لچه، دانشگاه سالنتو، گروه زیست‌شناسی و علوم محیطی و تکنولوژی

تاریخ دریافت:28/05/1401           تاریخ پذیرش: 26/09/1401

چکیده

اندازه بدن یک ویژگی اساسی موجودات است و انتظار می‌رود در پاسخ به استرس‌های محیطی مانند استرس گرمایی کاهش یابد و برآورد آن یک گام مهم در پرداختن به بسیاری از سوالات اکولوژیکی در محیط‌های آبی است. مطالعه حاضر با هدف بررسی تاثیر عوامل محیطی روی اندازه بدن و تنوع جوامع ماکروبنتوزها در تالاب گمیشان و خلیج میانکاله انجام شد. برای این منظور، در تابستان ۱۳۹۶، از بسترهای زیستی جهت نمونه­برداری از سه ایستگاه در هر اکوسیستم استفاده شد. در این مطالعه، ماکروبنتوزها در سطح خانواده و در برخی موارد در سطح جنس و گونه شناسایی و ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی آب نظیر دما، شوری، pH، قابلیت هدایت الکتریکی و میزان اکسیژن محلول اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که میانگین دما، شوری و هدایت الکتریکی در تالاب گمیشان بالاتر از خلیج میانکاله بود، اما این دو منطقه اختلاف چندانی از لحاظ اکسیژن محلول و pH با یکدیگر نداشتند. در این تحقیق در مجموع ۷ گروه ماکروبنتوزی مشتمل بر ۹ خانواده در تالاب گمیشان و ۸ گروه ماکروبنتوزی مشتمل بر ۷ خانواده در خلیج میانکاله شناسایی شد. میانگین وزن خشک و طول کل راسته‌های Littorinimorpha، Decapoda و Phyllodocida در تالاب گمیشان و خلیج میانکاله اختلاف معنی‌داری نشان داده (01/0p<)، اما در راسته Zygoptera اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد (01/0p>). در بین شاخص‌های مورد بررسی، شاخص‌های تنوع گونه‌ای شانون و یکنواختی در دو اکوسیستم تفاوت معنی‌داری نشان داد (05/0p<). نتایج تجزیه کوواریانس بین میزان اکسیژن محلول، شوری، وزن بدن و فراوانی بر تجزیه لیف‌پک‌ها نشان داد که فقط میزان شوری آب ارتباط معکوسی با میزان تجزیه دارد. نتایج تحلیل مؤلفه‌ی اصلی نشان داد که دما، طول و عرض جغرافیایی و k-day، اثر مثبت و اسیدیته و شوری و اکسیژن اثر منفی بر فراوانی ماکروبنتوزها داشت. نتایج نشان داد که نوسانات پارامترهای محیطی مانند دما بر متابولیسم و وزن توده زنده گونه‌های مختلف تاثیرگذار بوده بطوری که میانگین وزن بسیاری از گونه‌های مختلف در آب‌ گرمتر تالاب گمیشان به مرتب کمتر از خلیج میانکاله بوده است.

واژه‌های کلیدی: ماکروبنتوزها، تالاب گمیشان، خلیج میانکاله، پارامترهای محیطی، اندازه بدن

* نویسنده مسئول، تلفن: 09111563429 ، پست الکترونیکی:  H.Rahmani@sanru.ac.ir

مقدمه

مطالعات زیستی و بوم­شناختی منابع آب از اساسی­ترین مباحث در تحقیقات و بررسی­های علمی اکوسیستم­ها محسوب می­شود. شناسایی هر اکوسیستم و موجودات زنده و فاکتورهای زیست­محیطی حاکم بر آن، گام نخست این تحقیقات علمی است (21). مطالعه آب­ها و شناسایی آلودگی منابع آبی تنها با روش­های رایج سنجش پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب کافی نیست، زیرا این پارامترها فقط اطلاعاتی را در زمان نمونه­برداری ارائه می­دهند، به همین دلیل یکی از مناسب­ترین روش­های علمی و اقتصادی جهت تعیین سلامت اکولوژیک آب­ها و بررسی تاثیر فعالیت­های انسانی بر کیفیت آن­ها، ارزیابی و پایش بیولوژیک می‌باشد (1). در بین اجتماعات آبزی، بی­مهرگان کفزی در این مقوله بسیار مورد توجه­اند، زیرا بررسی خصوصیات فون کفزی نه تنها ارزیابی مستقیمی از شرایط کیفی محیط آبی را فراهم می­کند، بلکه می­تواند انعکاس دهنده آشفتگی­ها و فعالیت­های انسانی و طبیعی حوضه باشد (5). ماکروبنتوزها در تغذیه موجودات آبزی، جابجایی و چرخش غذا در اکوسیستم آبی و تبدیل مواد آلی به مواد معدنی نقش دارند (57). در نتیجه شناسایی و مطالعه تنوع زیستی این موجودات، به ویژه ماکروبنتوز­ها، اهمیت ویژه­ای دارد. در واقع تنها راه عملی و به صرفه اقتصادی برای تعیین سلامت اکولوژیک آب‌ها و تعیین اینکه آیا فعالیت­های انسانی موجب کاهش کیفیت آن­ها می‌شود، ارزیابی و پایش زیستی است (61).

مقاومت گروه­های مختلف بی­مهرگان کفزی در برابر شدت آلودگی و کاهش میزان اکسیژن محلول با یکدیگر تفاوت دارد، به­طوری که بعضی از گونه­ها در محیط­های به شدت آلوده و بعضی از گونه­ها در آب­های کاملا تمیز و فاقد آلاینده قادر به زیست هستند (66). با توجه به مطالعات انجام شده بر روی تأثیر عوامل محیطی بر بزرگ بی‌مهرگان کفزی، دما به دلیل کنترل میزان متابولیسم و تاثیر بر بازده تولید­مثلی به عنوان یک عامل مهم، اثرهای واضحی بر هم­آوری، مدل تولیدمثلی، رشد، بازماندگی، میزان تغذیه و کنترل عملکردهای فیزیولوژیک در کفزیان دارد (48). مدل­های آب و هوایی ارائه شده در نقاط مختلف دنیا نشان داده که بسیاری از منابع آبی مثل دریای بالتیک که همانند دریای خزر دارای آب لب­شور می­باشد، تا سال ۲۰۱۰ به­طور متوسط ۶/۲ درجه سانتی‌گراد افزایش دما داشته که ناشی از گرم­شدن کره­ی زمین می­باشد (48). این شرایط افزایش دمای جهانی، بر هیدرولوژی آب­ها تاثیرگذار بوده و پیامدهایی را برای موجودات زنده آبزی بهمراه خواهد داشت (26).

اندازه بدن یکی از مهم­ترین صفات یک جاندار است که تا حد زیادی نوع تعاملات زیست­محیطی را که جانداران تحت تاثیر آن قرار دارند تعیین می­کند (36). بطور دقیق­تر، ساختار فیزیکی زیستگاه­های آبی اغلب به عنوان محرک توزیع اندازه بدن در جوامع ذکر شده است (68). علاوه بر این، رشد فردی می­تواند وابسته به تراکم باشد و تحت تاثیر تغییرات در شرایط محیطی قرار گیرد (36). بی­مهرگان با بدن­های کوچک این امکان را فراهم می­کنند که بتوان محیط­هایی که ثبات بالایی ندارند را مشخص کرد و اندازه کوچک بدن آن­ها می­تواند ناشی از فشار محیطی و عوامل انسانی بر بدن موجودات زنده باشد (58).

بسته­های برگ (Trophic trap) به عنوان زیستگاه مصنوعی در سیستم­های بستر آبی، در کوتاه مدت، تعریف می­شود، که واحدهای زیستی مجزایی هستند که بوسیله تعامل پویایی آب و مورفولوژی پائین کنترل می­شوند (35 و 41). این تجمعات طبیعی ایجاد یک مجموعه متمرکز متشکل از بی­مهرگان می­دهند، که از بستر دتریتوسی به عنوان منبع غذایی یا پناهگاه فیزیکی استفاده می­کنند. محدوده مکانی و زمانی دتریتوس­ها می­تواند به­طور چشمگیری در محیط­های مختلف متفاوت باشد، با این حال، آن­ها نمایانگر نقاط فعالیت و تنوع زیستی بالا هستند (35 و 41). تراکم ماکروبنتوزها در لیف‌پک­ها نسبت به محیط اطراف معمولا در سطح بالاتری قرار دارد (37) که این موضوع تحت تاثیر ارزش تغذیه‌ای بافت برگ قرار دارد (28). اجتماع ماکروبنتوزها در لیف‌پک­ها را می‌توان بعلت تغییر در کیفیت آب، هیدرومورفولوژی آن و یا در فاکتورهای زیست محیطی پیرامون دانست (33). ورودی­ها و فاضلاب­های تصفیه نشده ممکن است باعث آلودگی و ورود مقادیر زیادی از مواد آلی نرم (Fine particulate organic matter) به محیط آب شود (31). بنابراین اجتماعات بی­مهرگان در نواحی پایین‌دست که معمولا فاضلاب‌ها در آنجا تخلیه می‌شوند، تحت الشعاع تحمل گونه‌ها در برابر آلودگی خواهند بود (30) که با تغییر در ترکیب گروه­های تغذیه­ای مشخص می­شود (58). از اینرو، اخلال در جریان آب می‌تواند یک شیب از کیفیت آب از انواع سطوح مختلف آلودگی را ارائه نماید که می‌توانند به روش­های مختلف شامل نرخ تجزیه برگ و بی­مهرگان، لیف پک­ها را تحت تاثیر قرار دهد (67).

با وجود اهمیت موجودات ماکروبنتوز در بسیاری از اکوسیستم­های بینابینی (Transitional water)، مثل انواع تالاب­ها و خلیج­ها که به­طور مستقیم یا غیرمستقیم بعنوان منابع غذایی ارزشمند برای بسیاری از آبزیان می­باشند و نقش بسیار مهمی در زنجیره­ها و شبکه­های غذایی در این اکوسیستم­ها دارند؛ ولی صید بی رویه و بی موقع، افزایش ورود فاضلاب­های صنعتی، دامداری­ها و کشاورزی از یک سو و اهمیت زیست محیطی این اکوسیستم‌ها و لزوم بهره‌برداری بیشتر از منابع غذایی بر جمعیت فزآینده کشور از سوی دیگر از جمله مسائلی است که می‌تواند لزوم بیشتر و انجام پژوهش‌های فراوان‌تری در خصوص بررسی تالاب­ها را توجیه نماید. مطالعاتی که تاکنون در نقاط مختلف کشور انجام شده صرفا بررسی تنوع زیستی کفزیان در مقاطع زمانی مشخص می­باشد (1، 5، 6، 8، 11، 12، 13، 14، 15، 16، 17، 18، 19، 21، 22، 23 و 24). اما در این تحقیق علاوه بر بررسی و مقایسه تنوع بی‌مهرگان کفزی در دو منطقه تالاب گمیشان و خلیج میانکاله شاخص­های مرتبط با اندازه بدن، ارتباط بین طول و وزن خشک و میزان خاکستر بدن ماکروبنتوزها مورد بررسی و مقایسه قرار می‌گیرد.

مواد و روشها

مناطق مورد مطالعه: تالاب گمیشان با وسعت 14000 هکتار در ۳۵ کیلومتری شمال غربی شهر گرگان قرار دارد که علاوه بر عملکرد هیدرولوژیکی در مهار سیلاب نقش ویژه‌ای را به لحاظ اقتصادی و اجتماعی در منطقه ایفا می‌کند (7). ذخیره‌گاه زیست کره خلیج میانکاله با وسعت حدود 67000 هکتار از شرق به غرب کشیده شده و به وسیله یک کانال در بین بندر ترکمن و شبه جزیره آشوراده با دریای خزر در ارتباط است (7). این دو منطقه به دلیل استعداد و پتانسیل بالای خود در جذب پرندگان مهاجر (آبزی و کنار آبزی) گذرگاه مناسبی برای مهاجرت پرندگان و تخم‌ریزی ماهیان و جذب گونه‌های نادر و کمیاب است (20).

نمونه برداری از بی‌مهرگان کفزی: در هر اکوسیستم با توجه به محدودیت‌هایی مانند فاصله منطقی ایستگاه‌ها از یکدیگر، دوری و نزدیکی به منبع ورودی آب شیرین رودخانه‌ها، امکان دسترسی به نقطه مورد نظر، امکان تثبیت لیف‌پک‌ها و بازیابی آنها پس از یک ماه، 3 ایستگاه به طور تقریبی در ابتدا، وسط و انتهای هر اکوسیستم در نظر گرفته شد. برای ایجاد بسترهای مصنوعی جهت جمع­آوری نمونه­های بی­مهرگان کفزی از برگ­های گیاه نی (Phragmites australis) استفاده شد (56). در تابستان 1396 بسترهای آماده شده به­صورت رشته­های ۶ تایی در سه نقطه از هر ایستگاه بعنوان تکرارهای آزمایش قرار داده شد. نمونه‌های جمع‌آوری شده بطور مجزا در شرایط دمای یخچال به آزمایشگاه اکولوژی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری و پس از تثبیت در الکل ۷۵ درصد به آزمایشگاه اکولوژی دانشگاه سالنتو در کشور ایتالیا ارسال شدند. پس از خشک شدن برگ­ها با ترازوی دیجیتال با دقت ۰۰۱/۰ گرم توزین شدند.

پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب نظیر دما، شوری، اکسیژن محلول، کدورت و pH در مناطق مورد مطالعه در زمان بسترگذاری و جمع­آوری آنها توسط دستگاه مولتی پارامترسنج Lutron WA-2017SD اندازه‌گیری شد. طول بی‍مهرگان کفزی با استفاده از نرم­افزار آنالیز تصویری  NIS-Elements (AS) و وزن خاکستر بی مهرگان با روش استاندارد اندازه‌گیری شده و به منظور محاسبه بیومس از رابطه طول بدن -وزن خشک استفاده شد (34).

M: وزن خشک بدن، L: طول بدن، a: عرض از مبدا و b: شیب خط رگرسیونی می­باشد.

شاخص تنوع شانون (Shannon's Index)، شاخص غنای گونه ای مارگالوف (Margalef’s Index)، شاخص تنوع سیمپسون (Simpson's Index) و شاخص یکنواختی (Evenness Index) با استفاده از افزونه آماری VBA Divrsity به نرم‌افزارEXCEL  مورد محاسبه قرار گرفتند (49 و 66).

شکل 1- موقعیت مکانی ایستگاه‌های نمونه برداری (ایستگاه‌های مطالعاتی در خلیج میانکاله با دایره و تالاب گمیشان با مثلث مشخص شده است)

تجزیه و تحلیل داده‌ها: قبل از انجام هر گونه تجزیه و تحلیلی، داده‌های پیوسته از نظر نرمال بودن به کمک تست کولموگروف- اسمیرنوف بررسی شدند. برای مقایسه میانگین تراکم، طول، وزن خشک و شاخص‌های تنوع ماکروبنتوزها بین دو منطقه مورد مطالعه از آزمون t و بررسی همبستگی پارامترها نیز از آزمون همبستگی پیرسون، رابطه بین نرخ تجزیه برگ­ها با پارامترهای محیطی مانند اکسیژن محلول آب، شوری، وزن بدن و فراوانی ماکروبنتوزها از تجزیه کواریانس در نرم‌افزارSPSS 21  استفاده شد. همچنین برای بررسی تاثیر پارامترهای محیطی بر روی فراوانی و شاخص‌های زیستی از روش ماتریس دوران یافته عاملی (Factorial rotation matrix) در نرم‌افزار CANOCO استفاده شد.

نتایج

میانگین و انحراف معیار (کمینه و بیشینه) فاکتورهای محیطی شامل دما، شوری، اکسیژن محلول، هدایت الکتریکی و pH در تالاب بین‌المللی گمیشان و خلیج میانکاله در جدول 1 آمده است.

میانگین دما در تالاب گمیشان (61/29) بیشتر از خلیج میانکاله (88/27) بوده است. میانگین شوری آب نیز در تالاب گمیشان (56/23) به مراتب بیشتر از خلیج میانکاله (21/16) بوده است.

جدول 1- میانگین، بیشینه و کمینه شاخص های فیزیکو شیمیایی آب بین ایستگاه های مختلف نمونه برداری

جدول 2- گونه های ماکروبنتوز شناسایی شده در تالاب گمیشان و خلیج میانکاله

همچنین هدایت الکتریکی و pH نیز در تالاب گمیشان به مراتب بیشتر از خلیج میانکاله بوده است. میزان نوسانات اکسیژن محلول در دو اکوسیستم قابل توجه بوده اما میانگین آنها تفاوت چندانی نشان نداد.

در این تحقیق در تالاب گمیشان از سه ایستگاه مختلف در

مجموع 7 راسته شامل Diptera، Coleoptera، Littorinimorpha، Decapoda، Phyllodocida، Zygoptera و Haplotaxida از 8 خانواده و 3 جنس از ماکروبنتوزها و در خلیج میانکاله مجموعا 6 راسته شامل Littorinimorpha، Decapoda، Phyllodocida، Zygoptera، Amphipoda و Veneroida مشتمل بر 7 خانواده و 3 جنس شناسایی شد که بخش عمدة آن ها را لارو حشرات آبزی تشکیل دادند. همانگونه که مشهود است غالب گروه ماکروبنتوزی متعلق به راسته Diptera، خانواده Chironomidae و جنس Glyptoten می‌باشد (جدول 2).

ترکیب جمعیت راسته‌های بی‌مهرگان کفزی در تالاب گمیشان نشان می‌دهد که راسته Diptera با 2/90 درصد بیشترین درصد جمعیت ماکروبنتوزها را به خود اختصاص داده است. 4 خانواده از این راسته شناسایی شد که خانواده Chironomidae و Ephydridae بیشترین سهم را داشته و 7/98 درصد کل اعضای این راسته را در تمام ایستگاه ها تشکیل دادند. راسته‌های Littorinimorpha و Coleoptera بترتیب با 4 و 2/2 درصد در رتبه های بعدی قرار داشتند. راسته Decapoda با 8/1 درصد، راسته Phyllodocida با 1/1 درصد و دو راسته Zygoptera و Haplotaxida هر کدام با 4/0 درصد در رده های پایین‌تر قرار گرفتند

بیشترین فراوانی جمعیت راسته های بی مهرگان کفزی در خلیج میانکاله متعلق به راسته Littorinimorpha با میانگین فراوانی 9/66 درصد بود. راسته Amphipoda با 4/25 درصد، راسته Phyllodocida با 2/6 درصد، راسته Decapoda با 1 درصد، راسته‌های Sessilia و Veneroida هر کدام با 2/0 درصد و Mytiloida و Zygoptera هر کدام با 1/0 درصد در رده‌های پایین‌تر قرار داشتند.

میانگین و انحراف معیار طول بدن و وزن خشک راسته‌های مشترک در مناطق مورد مطالعه در جدول 3 آمده است. مقایسه میانگین طول بدن و وزن خشک براساس تست t نشان داده که فقط افراد راسته‌ Decapoda در خلیج میانکاله به مراتب بزرگتر از تالاب گمیشان بوده است (05/0p<) و در بقیه راسته‌های مورد مطالعه تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد (05/0p>).

جدول 3- میانگین و انحراف معیار طول کل (میلی‌متر) و وزن خشک (میلی‌گرم) راسته‌های مختلف در مناطق مورد مطالعه

نتایج اندازه‌گیری میانگین شاخص‌های تنوع گونه‌ای (شانون، سیمسون، غنای مارگالف و یکنواختی) در تالاب گمیشان و خلیج میانکاله در جدول 4 نشان داده شده است. نتایج تست t مستقل تفاوت معنی‌داری در شاخص‌های شانون و یکنواختی بین دو منطقه مورد مطالعه نشان داد (05/0p<). اما شاخص‌های غنای مارگالوف و تنوع سیمپسون اختلاف معنی‌داری بین ماکروبنتوزهای مناطق مورد مطالعه مشاهده نشد (05/0p>).

نتایج تجزیه کوواریانس بین میزان اکسیژن محلول در آب و تجزیه لیف‌پک‌ها یک رابطه مثبت معنی‌دار بوده که نشان می‌دهد با افزایش اکسیژن، میزان تجزیه روند متغیری داشته و تا حدودی افزایش می‌یابد.

جدول 4- مقادیر میانگین (انحراف معیار±) شاخص‌های زیستی- جمعیتی  ماکروبنتوزها در طول دوره مطالعه در خلیج میانکاله و تالاب گمیشان

در حالیکه میزان تجزیه با شوری یک رابطه معکوس دارد. وزن بدن موجودات ساکن کفزی روی لیف‌پک‌ها نشان می‌دهد که میزان تجزیه برگ‌ها با افزایش بدن افزایش می‌یابد. میزان فراوانی هم رابطه مستقیم با تجزیه لیف‌پک دارد که بصورت واضح نشان می‌دهد با افزایش فراوانی بی‌مهرگان، میزان تجزیه یا مصرف بی‌مهرگان از سطح برگ زیاد می‌شود (شکل 2).

رابطه لگاریتمی بین طول بدن و وزن خشک بدن بطور کلی یک رابطه خطی بوده و در این مطالعه نشان می‌دهد موجودات کفزی به ازای هر واحد طول بدن در تالاب گمیشان نسبت به موجودات کفزی در خلیج میانکاله وزن بدن بیشتری داشته‌اند. همچنین افزایش وزن بدن به ازای هر واحد طول در تالاب گمیشان نشان می‌دهد این موجودات دارای متابولیسم بالاتری نسبت به موجودات دریایی هستند (شکل 3)

نتایج ماتریس دوران یافته عامل‌ها برای تمامی پارامترهای مؤثر بر فراوانی ماکروبنتوزها در شکل 4 نشان داده شده است. فاکتورهایی با مقادیر ویژه بزرگ‌تر از یک برای چرخش واریامکس و برای تمامی متغیرها مقادیر بارگذاری بزرگ‌تر از 5/0 به عنوان متغیرهای مؤثر و معنی­دار انتخاب شدند. نتایج تحلیل عاملی نشان داد که در مجموع دو مولفه اصلی 1/96 درصد از کل تغییرات را توصیف می‌نمایند. مؤلفه اول 7/77 درصد و مولفه دوم 4/18 درصد از کل تغییرات را شامل می‌شوند. مؤلفه اول بارگذاری مثبت و قوی متغیرهای دما، طول و عرض جغرافیایی و k-day و نیز بارگذاری منفی و قوی شوری و اسیدیته را نشان داد. مؤلفه دوم بارگذاری مثبت و قوی اسیدیته و شوری و بارگذاری منفی طول جغرافیایی، اکسیژن و k-day را نشان داد. به طورکلی، نتایج تحلیل مؤلفه‌ی اصلی نشان داد که دما، طول و عرض جغرافیایی و k-day، اثر مثبت و اسیدیته و شوری و اکسیژن اثر منفی بر فراوانی ماکروبنتوزها داشت.

بحث و نتیجه‌گیری

بزرگ بی مهرگان کفزی که در بسترهای نرم ساکن هستند، شاخص‌های مناسبی برای سنجش سلامت محیط زیست هستند، زیرا نسبتاً غیرمتحرک هستند و نمی‌توانند مانع کاهش کیفیت آب در رسوبات شوند و نسبت به اثرات عوامل زیست محیطی در مقیاس محلی واکنش نشان می‌دهند. علاوه بر این، بیشتر گونه‌های آن‌ها دارای طول عمر دراز بوده، و همیشه اثرات وقایعی مانند تغییرات بزرگ فصلی و روزانه که باعث ایجاد آشفتگی می‌شوند را نشان می‌دهند (45).

شکل 2- رابطه بین نرخ تجزیه برگ­ها با اکسیژن محلول آب، شوری، وزن بدن و فراوانی ماکروبنتوزها در مناطق مورد مطالعه

شکل 3- رابطه بین طول بدن و وزن خشک بدن بی مهرگان آبزی (خلیج میانکاله و تالاب گمیشان)

شکل 4- نتایج ماتریس دوران یافته عاملی برای پارامترهای مؤثر بر فراوانی ماکروبنتوزها در مناطق مطالعاتی

بطور کلی، تغییر در جوامع بی مهرگان کفزی در واکنش به شیب فزاینده مواد آلی توسط مدل پیرسون و رزنبرگ (1978) توضیح داده شده است (54). این مدل بیان می‌کند که فراوانی موجودات کفزی در مراحل اولیه ورود مواد آلی به اکوسیستم ابتدا به تدریج افزایش یافته، اما با افزایش مواد آلی فراوانی نیز تا رسیدن جمعیت به نقطه حداکثر به سرعت زیاد می‌شود و سپس به دلیل کمبود اکسیژن به سرعت کاهش می‌یابد (54).

از مهمترین عواملی که می‌تواند بر بیولوژی، فیزیولوژی و اکولوژی موجودات آبزی تأثیرگذار باشد، فاکتورهای محیطی و نوسانات فصلی آنها است. البته باید توجه داشت که هنگام بررسی و مطالعه تأثیر شرایط محیطی بر فراوانی و پراکندگی و تنوع موجودات بنتیک نمی‌توان فقط تأثیر یک فاکتور محیطی را در نظر گرفت. زیرا مجموعه عوامل مختلف محیطی در این زمینه دخالت دارند. بر این اساس، ترکیب و تأثیر ساختارهای بنتوزها می‌تواند در اثر تغییرات در میزان دما، شوری، بافت رسوبات و مواد آلی رسوبات باشد. تأثیر عوامل محیطی بر تنوع و تراکم ماکروبنتوزها در مطالعات متعدد به اثبات رسیده است (12، 17، 23، 42 و 51).

با توجه به نتایج این تحقیق مقدار شاخص تنوع شانون در تالاب گمیشان 61/1 و در خلیج میانکاله 71/1 که مطابق طبقه‌بندی ولچ (1992) در محدوده آلودگی متوسط قرار دارند (67). موفقیت در استفاده از این الگو در مطالعات مختلف به اثبات رسیده است (6، 8، 9، 10، 16، 23، 24 و 47). بنابراین طی دوره انجام این مطالعه در تالاب گمیشان، علیرغم ورود آلودگی‌های مختلف به منطقه تنوع بین ایستگاه‌های مختلف دست خوش تغییرات قابل توجهی شده است و تغییرات تنوع با پارامترهای محیطی اندازه گیری شده نیز رابطه معنی‌داری داشته است. ریاضی (1381) و شیرود میرزائی و همکاران (1397) در بررسی تنوع بی‌مهرگان کفزی در تالاب گمیشان بیشترین میزان شاخص شانون را به ترتیب 389/0 و 9/0 گزارش نمودند، که بطور قابل‌توجهی کمتر از مطالعه حاضر بود. دلیل پایین بودن این شاخص در مطالعات انجام شده به ایستگاه‌ها و عمق نمونه‌برداری، ابزار نمونه‌برداری و حتی پایه لگاریتمی برای محاسبه این شاخص نسبت داد. علاوه بر این، افزایش فعالیت‌های کشاورزی و ورود پساپ مزارع پرورش میگو در کنار کاهش عمق تالاب گمیشان سبب افزایش مقدار این شاخص در دو دهه اخیر شده است (13). همچنین عقیلی و همکاران (1398) در مطالعه جوامع بنتیک در قفس‌های محصور ساحلی (پن) و بدون حضور ماهی حداکثر مقدار شاخص تنوع را 94/0 محاسبه نمودند. ایشان پایین بودن این شاخص را به عوامل محیطی مانند بالا بودن دما، پایین بودن اکسیژن محلول، و شرایط آب و هوایی نظیر کولاک و بهم خوردگی بستر نرم عنوان کرد. براساس مطالعات انجام شده، مقادیر شاخص تنوع شانون در اکوسیستم‌های مختلف با بستر نرم بسیار متفاوت هستند (8، 25 و 43) و بطور کلی میزان این شاخص در مناطق گرمسیری بیشتر از مناطق قطبی و معتدل است. علت این امر، ثبات بیشتر بستر است که متاثر از ثبات شرایط آب و هوایی و اقلیمی این مناطق است؛ بطوریکه بروز تغییرات شدید جوی و محیطی و پیدایش هرگونه آلودگی در آب‌های ساحلی می‌تواند باعث کاهش تنوع و تراکم بنتوزها گردد. علاوه براین محقیقین کشور روسیه نیز در دریای خزر تغییرات سطح دریا و بدنبال آن تغییرات شوری و اکسیژن را عوامل اصلی تغییرات جوامع بنتوز این دریا بیان کردند (44).

مقایسه شاخص غنای گونه‌ای مارگالف در تالاب گمیشان و خلیج میانکاله تفاوتی با هم نداشته اما نسبت به مطالعه ریاضی (1380) و شیرود میرزائی و همکاران (1397) در تالاب گمیشان به مراتب کمتر بوده است. دلیل این تفاوت احتمالا به ابزار و سطح ابزار نمونه‌برداری مرتبط باشد که در مطالعه حاضر از نمونه‌بردار زیستی (لیف‌پک‌ها) استفاده شده در حالیکه در مطالعات گذشته با نمونه‌بردار اکمن گرب با سطح مقطع 225 سانتی‌متر مربع استفاده شده بود.

در این تحقیق شاخص یکنواختی پیلو در خلیج میانکاله به شکل معنی‌داری‌ بالاتر از تالاب گمیشان بود. برخی ویژگی‌های زیستی جانوران کفزی مانند طول عمر، طول دوره‌های تولیدمثلی، عمق زیستگاه در رسوبات، سطح تروفیکی و عواملی مانند شدت فعالیت‌های صیادی نقش مهمی را در نوسانات ماکروبنتوزها ایفا می‌نمایند (65). به دلیل پراکندگی واحدهای صنعتی، کشاورزی، آبزی‌پروری، دامپروری و تفرجگاهی در بخش مرکزی، شمال شرق، غرب و شرق خلیج میانکاله و نواحی جنوبی و غربی تالاب گمیشان شدت آسیب‌پذیری زیست محیطی در این منطقه زیاد است که علاوه بر معضلات خاص خود سبب آلودگی فیزیکی، شیمیایی و فیزیکوشیمیایی خلیج و رودخانه‌های منتهی به آنها می‌گردد (3).

تحقیق حاضر و سایر مطالعات مشابه بر روی موجودات ماکروبنتیک نشان از تفاوت در میزان زی‌توده این موجودات در نقاط مختلف دارد. تفاوت در توده زنده کفزیان در نقاط مختلف با عوامل متعددی مانند مقدار غذا (60)، عمق و نوع بستر (40)، شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک حاکم بر محیط زیست (59)، مقدار مواد آلی و آلودگی محیط زیست (64)، اندازه ذرات رسوب (46 و 63)، میزان اکسیژن محلول (29)، تغییر فصول (62)، نوع ماهی و تعداد ماهیان کفزی‌خوار (53) ارتباط دارد.

تاکنون مطالعات مختلفی در زمینه شناسایی بی‌مهرگان در خلیج میانکاله صورت گرفته است و میزان فراوانی گروه‌های مختلف کفزیان تفاوت‌های قابل توجه‌ای با یکدیگر و مطالعه حاضر داشته است (2، 4، 6، 9، 10، 14، 15، 16، 18، 19، 22، 24). که دلایل عمده تفاوت فراوانی بی‌مهرگان آبزی در اکوسیستم‌هایی مانند خلیج میانکاله به زمان مورد مطالعه، دوره زمانی، خصوصیات ایستگاه‌های انتخاب شده، اهداف تحقیق و روش نمونه‌برداری اشاره کرد که در این مطالعه برخلاف سایر مطالعات انجام شده از بسترهای زیستی استفاده گردید. ضمن اینکه دفعات نمونه‌برداری دراین مطالعه برخلاف سایر مطالعات یکبار در فصل تابستان انجام شده که می تواند بر روی نتایج بدست آمده تاثیرگذار باشد.

در تحقیق حاضر، میزان فراوانی ماکروبنتوزها با وجود پایین­تر بودن دمای آب در خلیج میانکاله نسبت به تالاب گمیشان، به مراتب بالاتر بوده که علت این امر احتمالاً به دلیل کاهش شدید مواد مغذی آلی و عدم تعادل ویژگی­های محیطی از قبیل دما می‌باشد که تأثیر به سزایی در رشد و تولیدمثل ماکروبنتوزها داشته است. ذکر این نکته حائز اهمیت است که وجود ساخت و سازها در اراضی حاشیه‌ای اکوسیستم سبب افزایش فرسایش خاک، افزایش کدورت و تخریب زیستگاه‌های مهم و نیز جابجایی فون موجود توسط ابزار مورد استفاده گردیده است. این پدیده در مورد اکوسیستمی مانند خلیج میانکاله که به شکل طبیعی دارای حاشیه­ای سست با ریزش رسوبات بالا است، مزید بر علت بوده و شرایط را تشدید می‌نماید. از طرفی عدم چرخش و گردش کامل آب در این مناطق نیز می‌تواند دلیل دیگری در رابطه با عدم تنوع گونه‌ای و فراوانی بالای ماکروبنتوزها باشد (7).

در تحقیق حاضر بررسی شاخص‌های زیستی ماکروبنتوزهای شناسایی شده از هر دو منطقه مورد مطالعه نشان داد که میزان وزن خشک و درصد خاکستر در نمونه‌های جمع‌آوری شده از خلیج میانکاله بشکل معنی‌داری بالاتر از نمونه‌های تالاب گمیشان بود؛ اما ماکروبنتوزهای تالاب گمیشان از طول کل بیشتری برخوردار بودند. مقدار خاکستر نیز در نمونه های تالاب گمیشان 67/7 درصد و در خلیج میانکاله 43/4 درصد اندازه گیری شد. اندازه بدن ماکروبنتوزها به تعدد صفات گونه‌های مورد بررسی و فرآیندهای زیست محیطی مربوط است و می‌تواند به عنوان یک ابزار سنجش موثر جهت ارزیابی تغییرات جوامع و وضعیت اکوسیستم‌ها استفاده کرد (38). این شاخص یکی از صفات کلیدی و بیشترین ویژگی مورد مطالعه موجودات در شرایط بیولوژیک و اکولوژیک است. اندازه بدن بر فرآیندهای زیستی در تمام سطوح از متابولیسم سلولی تا پویایی (38)، نرخ گونه‌زایی و انقراض موجودات نیز موثر است (39). با وجود برخی نظرات متضاد، اندازه بدن به عنوان یک صفت مناسب از سلامت اکوسیستم‌های تالابی پیشنهاد شده است (27، 52 و 55)، و در حال حاضر به عنوان یکی از پارامتر اختیاری در دستورالعمل نظارت بر اکوسیستم‌های دارای آب انتقالی قرار دارد (32).

نتایج تحلیل کوواریانس بین میزان اکسیژن محلول در آب و تجزیه لیف‌پک‌ها یک رابطه مثبت معنی‌دار بوده و در حالیکه میزان تجزیه با شوری یک رابطه معکوس دارد. وزن بدن موجودات ساکن کفزی روی لیف‌پک‌ها نشان می‌دهد میزان تجزیه برگ‌ها با افزایش بدن افزایش می‌یابد. از آنجا که براساس تئوری کلیبر رابطه مستقیمی بین وزن بدن و میزان متابولیسم موجودات وجود دارد (50) در نتیجه با افزایش وزن بدن، میزان سوخت و ساز و تقاضا برای مصرف غذا افزایش می‌یابد و میزان مصرف بی‌مهرگان از منابع و همچنین جوامع میکروارگانیسم افزایش می‌یابد. میزان فراوانی هم رابطه مستقیم با تجزیه لیف‌پک‌ها دارد که بصورت واضح نشان می‌دهد با افزایش فراوانی بی‌مهرگان میزان تجزیه از برگ (مصرف) زیاد می‌شود. رابطه (کوواریانس) بین میانگین وزن بدن موجودات کفزی و غنای گونه ای یک رابطه معکوس و معنی‌داری می‌باشد که نشان می­دهد هرچه غنای گونه‌ای بالاتر باشد وزن بدن موجودات کمتر بوده که می­توان آن را به خاطر افزایش رقابت بین گونه‌ای برای غذا در بین موجودات تفسیر کرد (شکل 2).

نتیجه‌گیری کلی

تغییرات اقلیم اثرات مشخصی بر ویژگی‌های زیست‌شناختی و اکولوژیکی اکوسیستم‌های آبی خصوصا دریاها و تالاب‌ها دارد و اثر نوسانات دمایی برجسته‌تر می‌باشد. در این مطالعه، تفاوت‌های دمایی در ایستگاه‌های مختلف هر اکوسیستم و همچنین میانگین دمایی بین تالاب گمیشان و خلیج میانکاله مشاهده شد. نتایج نشان داد که این نوسانات بر متابولیسم و وزن توده زنده گونه‌های مختلف تاثیرگذار بوده به طوری که میانگین وزن بسیاری از گونه‌های مختلف در آب‌ گرمتر تالاب گمیشان به مرتب کمتر از خلیج میانکاله بوده است.