نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده اکولوژی دریای خزر

2 کارشناس ارشد

چکیده

مطالعه مستمر اکولوژیک دریای خزر، بخصوص پراکنش‌ و شناسایی‌ ترکیب‌ گونه‌ای‌ ، تراکم‌ و زیتوده‌، نوسانات‌ فصلی‌ و منطقه‌ای‌ فیتوپلانکتون ها قبل از هر مطالعه ای ضروری بنظر میرسد. با توجه به شرایط متنوع فیزیکوشیمی آب‌های رودخانه های منتهی به دریا، وضعیت مختلف توپوگرافی بستر دریا بنظر می رسد که تولید اولیه در مناطق مختلف دریای خزر در فصول مختلف، متفاوت می باشد. این تحقیق طی سال 1389 در فصول بهار، تابستان، پاییز و زمستان، در 32 ایستگاه مطالعاتی از 8 ترانسکت آستارا، بند ر انزلی، سفیدرود، تنکابن، نوشهر، بابلسر، امیرآباد، بندر ترکمن و در ساحل جنوبی دریای خزر قرار دارند. در هر ترانسکت 5 ایستگاه در اعماق5 متر، 10 متر ، 20 متر ، 50 متر و 100 متر تعیین شد که نمونه برداری فصلی از عمق صفر (سطح) و10 متر، 20 متر، 50 متر و 100 متر توسط بطری نمونه بردار روتنر انجام گرفت. در مجموع 7 شاخه Bacillariophyta، Pyrrophyta، Cyanophyta، Chlorophyta، Euglenophyta، Xantophyta و Haptophyta و182 گونه فیتوپلانکتونی شناسایی گردید. از بین گونه‌های شناسایی شد که 81 گونه به شاخه Bacillariophyta، 25 گونه به شاخه Pyrophyta، 33 گونه به شاخه Cyanophyta ، 31 گونه به شاخه Chlorophyta، 1 گونه به شاخه Chrysophyta و 1 گونه نیز به شاخه Xantophyta تعلق داشتند. مطالعات نشان دادند که شاخه‌های Bacillariophyta و Pyrrophyta Cyanophyta و گونه‌های غالب فیتوپلانکتونی بوده و شاخص شانون برای شاخه های مختلف فیتوپلانکتون در فصول و مناطق مختلف متفاوت میباشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Seasonal variation of phytoplankton in the southern Caspian Sea (During 2010-2011)

نویسندگان [English]

  • reza pourgholam 1
  • Alireza keyhansani 1

چکیده [English]

Ongoing ecological study of the Caspian Sea, in particular identifying the distribution and species composition, density and biomass, seasonal and regional variations in phytoplankton seems to be necessary before any study. Due to various Physic and chemical factors of rivers leading to the sea, the situation seems different topography and throughput rate initial productions in the different seasons are different. This study done in 2010-2011 through Spring, Summer, Autumn and Winter, in 32 studies from 8 transects (Astara, Anzali, Sefidrood, Tonekabon, Noshahr, Babolsar,and Bandar Turkman). In each transect, have choosen 5 stations and different depths of 5 m, 10 m, 20 m, 50 m and 100 m were sampled quarterly from the zero depth (level), 10 m, 20 m, 50 m and 100 m were by Niskin sampler. In totally, 7 branches Bacillariophyta, Pyrrophyta, Cyanophyta, Chlorophyta, Euglenophyta, Xantophyta and Haptophyta and 182 phytoplankton species were identified. Among the 81 species of Bacillariophyta, 25 species of Pyrophyta, 33 species of Cyanophyta, 31 species of Chlorophyta, 1 specie of Chrysophyta and 1 species of Xantophyta. Studies showed that the dominant branches of phytoplankton were Pyrrophyta, Cyanophyta and Bacillariophyta and Shannon index for the various branches of phytoplankton were different.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Phytoplankton"
  • " Caspian Sea"
  • "Ecology "
  • "Seasonal Diversity "
  • "Shannon Index"

تنوع فصلی فیتوپلانکتونها در آبهای حوضه جنوبی دریای خزر طی سال 1389

رضا پورغلام، فاطمه سادات تهامی* و علیرضا کیهان ثانی

ساری، موسسه تحقیقات شیلات ایران، پژوهشکده اکولوژی دریای خزر

تاریخ دریافت: 21/5/92               تاریخ پذیرش: 7/11/92

چکیده

مطالعه مستمر اکولوژیک دریای خزر، بخصوص پراکنش‌ شناسایی‌‌ گونه‌ای­، تراکم‌ زیتوده، نوسانات‌‌ منطقه­ی‌ قبل از هر مطالعه­­ی ضروری بنظر میرسد. با توجه به شرایط متنوع فیزیکوشیمیایی آب رودخانه­های منتهی به دریا، وضعیت مختلف توپوگرافی بستر دریا بنظر می­رسد که تولید اولیه در مناطق مختلف دریای خزر در فصول مختلف، متفاوت می­باشد. این تحقیق طی سال 1389 در فصول بهار، تابستان، پاییز و زمستان، در 32 ایستگاه مطالعاتی از 8 ترانسکت آستارا، بندر انزلی، سفیدرود، تنکابن، نوشهر، بابلسر، امیرآباد، بندر ترکمن و در ساحل جنوبی دریای خزر قرار دارند. در هر ترانسکت 5 ایستگاه در اعماق 5 متر، 10 متر، 20 متر، 50 متر و 100 متر تعیین شد که نمونه­برداری فصلی از عمق صفر (سطح) و 10 متر، 20 متر، 50 متر و 100 متر توسط بطری نمونه­بردار روتنر انجام گرفت. در مجموع 7 شاخه Bacillariophyta، Pyrrophyta، Cyanophyta، Chlorophyta، Euglenophyta، Xantophyta و Haptophyta و 182 گونه فیتوپلانکتونی شناسایی گردید. از بین گونه‌های شناسایی شد که 81 گونه به شاخه Bacillariophyta، 25 گونه به شاخه Pyrophyta، 33 گونه به شاخه Cyanophyta، 31 گونه به شاخه Chlorophyta، 1 گونه به شاخه Chrysophyta و 1 گونه نیز به شاخه Xantophyta تعلق داشتند. مطالعات نشان دادند که شاخه‌های Bacillariophyta و Pyrrophyta Cyanophyta و گونه‌های غالب فیتوپلانکتونی بوده و شاخص­شانون برای شاخه­های مختلف فیتوپلانکتون در فصول و مناطق مختلف متفاوت می­باشد.

واژه­های کلیدی: فیتوپلانکتون، دریای خزر، اکولوژی، تنوع فصلی، شاخص شانون

* نویسنده مسئول، تلفن: 09111589765، پست الکترونیکی: farnaz_tahami@yahoo.com

مقدمه

 

حوضه جنوبی دریای خزر در کنار سه استان گلستان، مازندران و گیلان در قسمت شمالی سلسله جبال البرز واقع شده است. رودخانه­هایی مانند سفید رود، گرگان رود، تجن، هراز، شیرود، سراب رود، تالار، بابل رود و غیره به این دریا ختم می­شوند. از آن جایی که فیتوپلانکتون­ها پایه‌‌ و تولید در اکوسیستم­های آبی‌ باشند، لذا مطالعه مستمر اکولوژیک دریای خزر، بخصوص پراکنش‌ شناسایی‌‌ گونه‌ای، تراکم‌ زیتوده، نوسانات‌‌ و منطقه‌ی‌ قبل از هر مطالعه­ی ضروری بنظر می رسد و عوامل مختلفی بر این اکوسیستم موثرند. فلور فیتوپلانکتونی دریای خزر به سه گروه دریایی، لب شور و گونه­های آب شیرین تقسیم می­شوند که گروه آب لب شور بزرگترین گروه هستند که شامل اکثر فیتوپلانکتونها می­باشد. بیشتر گونه­های آب شیرین در خزر شمالی بوده و بتدریج با افزایش شوری از خزر شمالی به خزر میانی و جنوبی، گونه‌های دریایی و لب شور بیشتر می‌گردد (24). شرایط متفاوت دریای خزر و داشتن شرایط متنوع زیستی، شرایط را برای رشد گونه­های مختلف فیتوپلانکتون، فراهم می­نماید (16). هم­اکنون مسائل و مشکلات بسیاری در دریای خزر، به عنوان تهدیدات زیست محیطی این اکوسیستم حساس و آسیب­پذیر محسوب می­شود. رشد جمعیت در شهرهای حوضه دریای خزر، افزایش ورود انواع مختلف فاضلابها (صنعتی، کشاورزی و شهری)، گسترش استخراج نفت و ارتباط دریای خزر با آبهای آزاد از طریق کانال ولگا- دن مشکلات زیادی را به وجود آورده است (5)، به طوری که در انتهای قرن بیستم با افزایش دمای آب، ورود شانه­دار دریای خزر، یوتریفیکاسیون و ورود مواد مغذی بیش از حد به دریا (31) را میتوان نام برد. مطالعات هیدرولوژیک وهیدربیولوژیک در محیط‌های آبی در ایران و جهان سابقه‌ای نسبتاً طولانی دارد که بررسی پلانکتونی بخشی از این مطالعات محسوب می‌شود (6 و 8).

در بررسیهای‌‌ شده‌ در پروژه هیدرولوژی‌ هیدروبیولوژی‌‌ جنوبی‌‌ خزر طی سالهای 1370 تا 1375، پنج‌‌ از فیتوپلانکتونها شامل شاخه­های Bacillariophyta، Chlorophyta،‌ و Euglenophyta مشاهده‌ که‌‌ میانگین‌ و زیتوده‌‌ به‌‌ Bacillariophyta (دیاتومه‌) و سپس شاخه‌ بوده (2)‌. گنجیان و همکاران (1387) در طی سال‌های 1383-1384، در مجموع 163 گونه فیتوپلانکتون از 5 شاخه را شناسائی کردند که بیشترین تنوع گونه­ای 43% و تراکم 47% بوده که به شاخه Bacillariophyta تعلق داشت. مطالعه فیتوپلانکتونهای کل حوضه جنوبی دریای خزر از سال‌های 1373-1386 توسط فضلی و همکاران (1387) نشان داد در مجموع 334 گونه فیتوپلانکتون از 6 شاخه مورد شناسایی قرار گرفت که شاخه Bacillariophyta غالب بود. همچنین بر اساس مطالعات گل آقایی و همکاران در سال 1391، Bacillariophyta دارای بیشترین فراوانی (49/51%) به میزان 2023487.35± 14390833.33 بوده است و فراوانی و زی توده این شاخه فیتوپلانکتونی در فصول مختلف دارای مقادیر متفاوت بوده‌اند(10). با توجه به اینکه فیتوپلانکتونها نقش مهمی را در میزان تولید و شرایط حوضه جنوبی دریای خزر را تشکیل میدهند، در این تحقیق شناسایی و بررسی تغییرات و نوسانات زمانی و مکانی گونه­های مختلف فیتوپلانکتونها در حوضه جنوبی دریای خزر مورد بررسی قرار می­گیرد.

مواد و روشها 

این مطالعه در حوضه جنوبی دریای خزر انجام گرفته که به مدت یکسال نمونه‌برداری در ایستگاهها و اعماق مورد مطالعه و با کشتی تحقیقاتی گیلان در فصول بهار، تابستان، پاییز و زمستان سال 1389 توسط بطری نمونه­بردار روتنر (حداکثر حجم 2 لیتر) صورت گرفت. مناطق نمونه­برداری بصورت 8 ترانسکت بین آستارا تا مرز حسنقلی انتخاب شده است. ترانسکت­ها در آستارا، بندرانزلی، دهانه سفیدرود، تنکابن، نوشهر، بابلسر، امیرآباد، بندر ترکمن و در سواحل جنوبی دریای خزر قرار دارند. انتخاب ترانسکت­ها به گونه­ای بوده است که در ناحیه ورودی رودخانه‌های مهم حوضه جنوبی می‌باشند، انتخاب شدند (شکل 1).

 

 

 

شکل 1-ایستگاه‌های نمونه برداری فیتوپلانکتون درناحیه جنوبی دریای خزر در سال 1389

 

در هر ترانسکت، 5 ایستگاه در اعماق 5 متر، 10 متر، 20 متر، 50 متر و 100 متر تعیین شده است. نمونه برداری با کشتی تحقیقاتی پژوهشکده (کشتی گیلان) صورت گرفت.

کارهای آزمایشگاهی مطابق روش APHA (2005) انجام گرفت. در این روش نمونه­ها به‌ روز در تاریکی‌‌ می­شوند تا کاملاً رسوب. سپس‌ با سیفون‌ مخصوصی‌ آب‌ رویی‌ آن را تخلیه‌ و مابقی‌ نمونه‌ در چند مرحله‌ به‌ مدت‌ 5 دقیقه‌ با سرعت‌ 3000 دور در دقیقه‌ سانتریفوژ می­شوند تا حجم‌ نمونه‌ها به‌ 20 - 25 میلی­لیتر برسد.

سپس در آزمایشگاه نمونه‌ها در دو مرحله‌ کیفی‌ و یک‌ مرحله‌ کمی‌ توسط‌ لامهای‌ خط‌ کشی‌ شده و لامل‌ 24× 24میلی‌­متر و میکروسکوپ‌ با بزرگنمایی‌ 10X و20X و40X شمارش‌ و بررسی‌ شدند (13، 25 و 31). فاکتورهای فیزیکوشیمیایی نیز توسط آزمایشگاه شیمی پژوهشکده اکولوژی دریای خزر در زمان نمونه­برداری فاکتورهای فیتوپلانکتون نمونه برداری و سپس آنالیز شدند.

محاسبات و تهیه نمودارهای میانگین و انحراف معیار با استفاده از نرم افزار Excel 2007 انجام شد. داده‌های مربوط به فراوانی و زی توده فیتوپلانکتون دارای توزیع نرمال بوده اند.

مقایسات میانگین آماری داده‌ها از طریق آنالیز واریانس (ANOVA)( Analysis Of Variance)، Multiple و آزمون مقایسه میانگین به روش دانکن (Duncan) انجام شد. در بررسی آنالیز واریانس، تراکم و زیتوده شاخه­های مختلف به عنوان متغیر وابسته و فصل، نیم­خط و عمق متغیرهای غیروابسته بودند. شاخص  تنوع گونه­ای طبق فرمول Shannon-Weaver (شاخص شانون-ویور) (26) و از طریق فرمول  محاسبه گردید:

H΄= شاخص شانون-ویور (nits per individual) ، Pi = فراوانی نسبی گونه

نتایج

فاکتورهای غیر زیستی: طی نتایج بدست آمده در سال 1389، حداکثر میانگین درجه حرارت آب در فصل تابستان به میزانC °(1/10±)4/20 بوده است و سپس بترتیب در فصول بهار (C°34/5±14) و پاییز C°(20/4±)99/13 و سپس زمستان C°( 36/1±)66/9 مشاهده گردید و کمترین دمای آب­و­هوا در زمستان بوده است. بیشترین میانگین شوری در فصل تابستان  ppt (08/2±)32/11 و سپس پاییز و زمستان بوده است و کمترین میانگین شوری آب در فصل بهار  ppt(44/2±)77/9 اندازه گیری شد(جدول1).

بیشترین میانگین شفافیت در فصل بهار((9/2±)2/6 متر) و سپس تابستان ((9/1±)5/5 متر) بوده است و کمترین میانگین شفافیت آب در فصل زمستان((4/2±)6/3 متر) بوده است (جدول 1).

 

جدول1 - میانگین درجه حرارت آب ، هوا و شفافیت در فصول مختلف سال 1389

شفافیت(متر)

شوری(ppt)

میانگین درجه حرارت آب(°C)

فصل

9/2±2/6

44/2±77/9

34/5±14

بهار

9/1±5/5

08/2±32/11

1/10±4/20

تابستان

2±1/6

42/2±64/10

20/4±99/13

پاییز

4/2±6/3

34/2±52/10

36/1±66/9

زمستان


فیتوپلانکتون: در این بررسی بطور کلی 182 گونه از فیتوپلانکتون‌ها از شاخه­های Bacillariophyta، Pyrrophyta، Cyanophyta ، Chlorophyta ، Euglenophyta، Xantophyta و Haptophyta شناسایی شد (جدول 2) که 81 گونه مربوط به شاخهBacillariophyta ، 25 گونه پیروفیتا، 33 گونه مربوط به شاخه Cyanophyta، 31 گونه به شاخه Chlorophyta، 1 گونه مربوط به شاخه  Chrysophyta  و 1 گونه  نیز  به

شاخه Xantophyta تعلق داشتند.

 

 

جدول 2 - فیتوپلانکتونهای مشاهده شده در فصول مختلف در آبهای حوضه جنوبی دریای خزر

فیتوپلانکتون

بهار

تابستان

پاییز

زمستان

 

Pyrophyta

 

 

 

 

Bacillariophyta

 

 

 

 

 

Exuviaella cordata            

+

+

+

+

Amphora ovalis

-

-

+

-

 

Exuviaella marina

+

+

+

+

Cerataulina pelagica

+

+

+

+

 

Glenodinium behningii

+

+

+

+

Chaetoceros  convolutus

-

+

+

+

 

Glenudinium danicum

-

+

-

-

Chaetoceros  peruvianus

+

+

+

+

 

Glenodinium lenticula

+

-

+

+

Chaetoceros throndsenii

-

-

+

+

 

Glenodinium penardii

+

+

+

-

Chaetoceros  simplex

+

-

-

-

 

Goniaulax sp            

-

-

-

+

Chetoserus   diversicurvatus

-

-

-

+

 

Goniaulax monacantha

-

+

-

-

Chaetoceros mirabilis

-

+

+

+

 

Goniaulax digitale

+

+

+

+

Chetoserus mueelleri

-

-

+

+

 

Goniaulax polyedra

+

+

+

+

Chetoserus rigidus

-

+

+

+

 

Goniaulax spinifera              

+

-

+

-

Chaetoceros socialis

+

+

+

+

 

Gymnodinium SP

+

+

+

+

Chaetoceros subtilis

-

-

+

-

 

Gymnodinium variabile        

+

+

+

+

Coscinodiscus gigas

+

+

+

+

 

Peridinium achromaticum

+

+

+

+

Coscinodiscus granii

+

-

+

-

 

Peridinium latum

+

+

+

+

Coscinodiscus jonesianus

+

+

-

+

 

Peridinium sp

+

-

+

+

Coscinodiscus perforatus    

+

-

-

+

 

Peridinium thricoidum

-

-

+

-

Cyclotella caspica

-

-

+

-

 

Prorocentrum micans

+

-

+

-

Cyclotella menenghiniana   

+

+

+

+

 

Prorocentrum obtusum

-

-

+

+

Cymbella sp

-

-

+

-

 

Prorocentrum praximum

+

+

+

+

Cymbella ventricosa

-

-

+

-

 

Prorocentrum scutllum     

+

+

+

+

Cymatopleura solea

-

+

-

-

 

Cyanophyta

 

 

 

 

Diatoma vulgar

-

-

+

-

 

Anabaena   bergii

-

+

-

-

Diatoma ochki

-

-

+

-

 

Anabaena aphanizomenides

-

+

+

+

Gyrosigma acuminatum

-

+

+

+

 

Anabaena spiroides             

-

+

-

+

Gyrosigma attennuatum

-

+

+

+

 

Anabaena hisselevii

-

+

-

-

Gyrosigma strigile

-

-

+

-

 

Aphanizominon flos-aqua

-

+

-

-

Gyrosigma peisone

-

+

-

-

 

Aphanizominon sp

-

+

-

-

Melosira sp

-

+

+

-

 

Aphanotece sp.

-

-

+

-

Melosira granulata

-

-

+

-

 

chroococcus sp

-

-

+

-

Meiosira varians

-

-

-

+

 

cyanococus  sp

-

-

-

+

Melosira moniliformis

+

+

+

+

 

Lyngbya limnetica

+

+

+

+

Navicula bombus

+

+

-

-

 

Lyngbya SP

+

+

+

+

Navicula cryptocephala

-

+

+

+

 

Merismopedia minima

-

+

+

+

Navicula sp

-

+

+

+

 

Nodollaria spumgina

+

+

+

-

Nitzschia sp

+

+

+

+

 

Oscillatoria limosa

+

+

+

-

Nitzschia SP2

-

-

+

-

 

Oscillatoria agardhii

+

-

-

-

Nitzschia acicularis       

+

+

+

+

 

Oscillatoria sp

+

+

+

+

Nitzschia parva     

+

-

-

+

 

Oscillatoria tennuis

-

-

+

-

Nitzschia reversa

-

+

+

+

 

Spirulina sp

-

-

+

-

Nitzschia sigma

-

-

+

-

 

Spirulina laxissma

+

+

+

+

Nitzschia sigmoidea

-

-

+

-

 

Gloeacapsa Limnetica

+

-

-

-

Nitzschia  sp.1

-

-

+

-

 

Chlorophyta

 

 

 

 

Nitzschia tenirustris

+

+

+

+

 

Actinastrum hartzachii

+

-

-

-

Nitzschia sublinearis

-

-

+

-

 

Ankistrodesmus SP

-

-

+

-

Nitzschia closterium

+

+

+

-

 

Binuclearia lauterbornii

+

+

+

+

Nitzschia sp.

+

-

+

+

 

Binuclearia SP

-

-

+

-

Nitzschia sp2

-

-

+

-

 

Clamidomonas SP

+

-

-

+

Nitzschia tennuis

+

-

-

-

 

Coelastrum microporum

+

+

-

-

Nitzschia longgisma

+

+

+

+

 

Golenkinia Paucispina

-

-

+

-

Pleurosigma elongatum

-

+

+

-

 

Oocystis borgi

+

-

-

-

Pseudonitzschia sp

-

-

+

-

 

Oocystis solitaria

+

-

-

+

Pseudonitzschia seriata

+

+

+

+

 

Oocystis parva

-

+

-

-

Rhicosphenia curvata

-

-

+

-

 

Pandorina morum

-

-

+

-

Rhizosolenia calcaravis       

+

-

+

+

 

Scenedesmus bijuga

-

-

-

+

Rhizosolenia fragilissima

+

+

+

+

 

Scenedesmus quadricauda

-

-

-

+

Scletonema costata

+

-

-

-

 

Schroderia sp

-

-

+

+

Scletonema costatum          

+

+

+

+

 

tetrastrum sp

-

-

+

-

Scletonema subsalsum

-

+

+

+

 

Euglenophyta

 

 

 

 

Stephanodiscos hantzschii

+

-

-

-

 

Euglena SP

-

+

+

+

Stephanodiscos sp

+

-

-

-

 

Euglena acus

-

+

+

+

Synedra amphirhynchus

-

-

+

-

 

Euglena caudata

-

+

-

-

Thalassionema nitzschoide    

+

+

+

+

 

Trachelomonas planctoniea

+

+

-

-

Thalassiosira caspica

+

+

-

-

 

Trachelomonas SP1                 

+

+

+

-

Thalassiosira variabilis

 

-

+

-

 

Trachelomonas spiculifera     

+

+

-

+

 

 

 

 

 

 

Trachelomonas verrucosa

+

-

-

-

 

 

 

 

 

 

Chrysophyta

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chrysochromalina sp

-

-

-

+

 

 

 

 

 

 

Xantophyta

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tribonema volgar

-

-

+

+

 

 

این مطالعات نشان داده‌اند اکثریت فیتوپلانکتون‌های حوضه جنوبی دریای خزر از Bacillariophyta (دیاتومه)، Pyrrophyta و Cyanophyta تشکیل شده که نقش عمده‌ای در تولیدات اولیه در اکوسیستم حوضه جنوبی دریای خزر داشته که متاثر از شرایط محیطی است. در سال 1389 بیشترین تعداد گونه در فصل پاییز (114 گونه) مشاهده شد، و پس از آن به ترتیب در فصل بهار (103 گونه) و زمستان 104 گونه و کمترین گونه فیتوپلانکتون در فصل تابستان (93 گونه) مشاهده شد، که در کلیه این فصول شاخه Bacillariophyta بیشترین تعداد گونه را به خود اختصاص داد.

بیشترین تعداد فیتوپلانکتون در فصل پاییز و کمترین تعداد فیتوپلانکتون در فصل تابستان مشاهده گردید که در کلیه فصول شاخه Bacillariophyta بیشترین تعداد گونه را داشت و بجز فصل بهار که Chlorophyta از نظر تعداد گونه فیتوپلانکتون در رتبه دوم قرار گرفت، در فصول تابستان، پاییز و زمستان شاخه Pyrrophyta از نظر تعداد گونه بعد از Bacillariophyta قرار داشت (جدول 3 الف).

 

جدول 3- الف - تعداد گونه های فیتوپلانکتون شاخه های مختلف فیتوپلانکتون در فصول مختلف

شاخه‌های فیتوپلانکتون

بهار

تابستان

پاییز

زمستان

Bacillariophyta

46

42

61

48

Pyrrophyta

18

19

19

19

Cyanophyta

10

15

18

16

Chlorophyta

21

8

11

11

Euglenophyta

7

9

4

5

Xantophyta

1

-

1

1

Haptophyta

0

0

0

1

کل

103

93

114

101

 

کمترین گونه Bacillariophyta در فصل تابستان (42 گونه) و بیشترین گونه‌ آن در فصل پاییز (61 گونه) مشاهده شد. تعداد گونه Cyanophyta در فصل پاییز در ماکزیمم خود (18 گونه) رسید (جدول 3 الف). تعداد گونه شاخه پیروفیتا در فصول مختلف تغییر معنی‌داری نداشت و این در حالیست که این تغییرات گونه‌ای در شاخه Chlorophyta معنی‌دار بوده و از ماکزیمم مقدار خود در فصل بهار، به مینیمم مقدار خود در فصل تابستان کاهش نشان داده است (جدول 3 الف).

 

 

نمودار 1- شاخص شانون (H) فیتوپلانکتون در فصول مختلف- سال 1389

 

همانگونه که جدول 3 ب و نمودار 1 نشان می دهد، بیشترین شاخص شانون (H) در بهار بوده و به تدریج در فصول تابستان، پاییز و زمستان کاهش یافت بطوریکه بیشترین شاخص شانون در منطقه غرب فصل بهار (96/0) و کمترین میزان شاخص شانون در منطقه شرق فصل پاییز (47/0 )مشاهده شد.

 

جدول3- ب -تراکم (تعداد در متر مکعب ×106) و زی توده (میلی­گرم در متر مکعب) شاخه­های مختلف فیتوپلانکتون در فصول مختلف سال 1389

زمستان

پاییز

تابستان

بهار

فصل

زی توده

تراکم

زی توده

تراکم

زی توده

تراکم

زی توده

تراکم

فاکتور

3273±1264

878/6±683/6

225±252

51/2±41/7

128/ 5±76

35/3±34/7

20640±57222

28/2±19/9

Bacillariophyta

129/7±50

12/5±13/9

130±50

5/4±1/6

351±13

4/7±2/5

1075±473

88/2±36/4

Pyrrophyta

5±2/2

10/4±2/4

95±54

285/7±137/1

105/81±38

158/2±134/4

7/5±10

13/6±7/4

Cyanophyta

0/4±0/189

13/7±7

0/34±0/158

9/9±6/9

1±0/5

46/2±24/1

2±2/5

5/6±6

Chlorophyta

9±0/818

0/2±0/1

1±0/83

0/07±0/05

3/6±3/5

0/5±0/5

3/4±2/9

0/2±0/2

Euglenophyta

0/196±0/2

0/05±0/05

0

0

0

0

0

0

Chrysophyta

0/01±0/01

0/03±0/04

0/013±0/01

0/04±0/04

0

0

0

0

Xantophyta

3417/3±1317/4

915/5±83529/8

451/43±357

352/31±187/4

892/3±131

244/9±196/2

21727/9±57710/4

135/8±69/9

کل

 

در بررسی فصلی شاخه های مختلف فیتوپلانکتون، بیشترین مقدار تراکم و زی توده به شاخه Bacillariophytaتعلق داشت که بیشترین تراکم در فصل زمستان (6/683±)6/878 در متر مکعب ×106 و بیشترین زی توده (57222±)20640 میلی­گرم در متر مکعب در فصل بهار بوده است. بیشترین تراکم شاخه Pyrrophyta به میزان (4/36±)2/88 در متر مکعب ×106 در فصل بهار و حد اکثر تراکم شاخه Cyanophyta در فصل پاییز با میانگین تراکم (1/137±)7/1285 در متر مکعب ×106 مشاهده شده است. شاخه­های Chlorophyta  و Euglenophyta دارای تراکم و زی توده بسیار کمتری بودند و در تمام فصول سال مشاهده شدند در حالیکه شاخه های Chrysophyta و Xantophyta به میزان بسیار ناچیز فقط در فصول پاییز و زمستان دیده شدند(جدول 3 ب).

بحث

شرایط فیزیکوشیمیایی متفاوت دریای خزر و داشتن شرایط متنوع زیستی جهت رشد فیتوپلانکتونها، ویژگی­های تولید در مناطق مختلف دریای خزر کاملاً متفاوت هستند (4)، که تغییرات فصلی بصورت‌های مختلف از جمله تاثیر بر درجه حرارت هوا، ورودی رودخانه‌ها و در نتیجه افزایش مواد مغذی، ایجاد جریان‌های آبی و در نتیجه تغییرات شوری در ورودی رودخانه‌ها و کاهش شوری می‌تواند تاثیرات مهمی را در تغییر جمعیت زئوپلانکتون‌ها داشته باشد(22 و 30).

بطوریکه با توجه به نتایج بدست آمده از مطالعات انجام یافته نشان داد که در مجموع 7 شاخهBacillariophyta ، Pyrrophyta،Cyanophyta ،Chlorophyta ، Euglenophyta، Xantophyta و Haptophyta و182 گونه فیتوپلانکتونی شناسایی گردید.

در اواخر بهار و با شروع فصل تابستان و افزایش دما به C°1/10±4/20، تراکم، بیوماس و تعداد گونه شاخه Cyanophyta افزایش یافت (9 و 10).

در فصل زمستان با کاهش میانگین دما در فصل زمستان به C°)36/1±)66/9، و نیز جریانهای دریایی Upwelling، شفافیت (4/2±)6/3 متر بود و Upwelling موجب می گردد، که مواد مغذی از کف به ستون آب آمده و شرایط را برای رشد و تکثیر گونه‌های مختلف Bacillariophyta فراهم کرده (15) بطوریکه در تمام سطوح مورد مطالعه بیش از 90% تراکم پلانکتون­ها را تشکیل می­داد (8 و 14) و از طرفی با آن که تراکم فیتوپلانکتون زیاد بود. میزان شاخص شانون پایین بود. Barnett و همکاران نیز در سال 2007 کاهش میزان شاخص شانون در فصل زمستان را بدلیل طرفی سیلابی شدن آب در اثر بارندگی و طغیان رودخانه­ها، ذرات معلق در ستون آب را افزایش داده که عملاً سبب عدم نفوذ نور شده و تنوع و تراکم فیتوپلانکتونها را تحت تاثیر قرار می دهند. در فصل زمستان، پاییز و بهار، دو شاخه فیتوپلانکتونی Chrysophyta وXantophyta  نیز مشاهده شدند که از هر یک فقط یک گونه حضور داشت.

شاخص شانون-ویور بر اساس فراوانی برای فیتوپلانکتون بین0/1 الی 5/3 بیت متغیّر است (23). از نظر تئوری کاربرد برای توصیف اجتماعات بیولوژیک، مقدار زیاد شاخص تنوع زیستی نشانه اکوسیستم سالم‌تر است. در مطالعه فضلی و همکاران (1389) شاخص شانون- ویور بین 39/1 (در سال 79-1378) و 02/3 (در سال 1383) در دریای خزر در نوسان بوده است به نحوی که شاخص تنوع زیستی فیتوپلانکتون در طی سال‌های 1373 الی 1385 تقریباً روند افزایشی داشته است (7). Pyrrophyta گروه مهم فیتوپلانکتون و بعنوان منبع غذایی اصلی در آبهای گرمتر هستند و تعداد گونه­های شاخه Pyrrophyta در رتبه دوم قرار داشت که سلمانوف در سال 1987 و نیز حسینی در سال 1384 دو شاخه Bacillariophyta و Pyrrophyta را گروههای اصلی فیتوپلانکتون در خزر میانی و جنوبی دانستند و در این مطالعه نیز شاخه­های Bacillariophyta، Pyrrophyta گروههای اصلی فیتوپلانکتون در خزر جنوبی را تشکیل می­دادند. شاخه‌های Chlorophyta و Euglenophyta پایین‌ترین جمعیت را در حوضه جنوبی دریای خزر نشان داده‌اند. پایین بودن درصد Euglenophyta که نشان دهنده آلودگی هستند، می‌تواند بیانگر این مسئله باشد که در حوضه جنوبی دریای خزر عوامل لازم برای رشد و تکثیر این شاخه وجود نداشته یا کم است. خداپرست در سال 1378 در بررسی های خود در تالاب انزلی نیز عنوان نمود که پایین بودن درصد Euglenophyta نشان دهنده آلودگی ناچیز است. مطالعات انجام شده توسط تهامی در سال 2012 نیز نشان دهنده این است که شاخه Bacillariophyta نقش پررنگی را در تنوع زیستی فیتوپلانکتونها دارد (11، 28 و 29).

Fogg در سال 1975 بیان نمود که سطح مواد غذایی در حوضه جنوبی دریای خزر پایین­تر از حد متوسط می­باشد و یک اکوسیستم (oligo-mesotrophic status) محسوب می­گردد و دارای تنوع زیستی بالا می­باشد در حالیکه در مطالعات انجام شده توسط تهامی در سال 2012 نیز نشان دهنده این است که در سالهای پس از ورود leidyi Mnemiopsis، گونه­های فیتوپلانکتون بیشتری نسبت به سالهای قبل از ورود M. leidyi در این اکوسیستم حضور یافتند که نشان دهنده تغییرات این اکوسیستم به طرف mesotrophic می­باشد (12). که این روند می­تواند بعلت تغییر در شرایط آب این منطقه از دریای خزر باشد.

در سالهای قبل و بعد از ورود شانه دار دریای خزر، اگر چه تغییرات زیادی در جمعیت فیتوپلانکتونهای این منطقه رخ داد، ولکن گروه Bacillariophyta گروه غالب فیتوپلانکتونها را تشکیل می­دادند (27)، و اگر چه نتایج آماری نشان دهنده نقش پر رنگ شاخه Bacillariophyta در تنوع زیستی فیتوپلانکتونها میباشد ولی بر اساس مطالعات تهامی در سال 2012، تنوع زیستی این شاخه نسبت به سالهای قبل از ورود شانه دار دریای خزر (M. leidyi) کاهش یافت در حالیکه تنوع زیستی شاخه های Pyrrophyta ، Cyanophyta و Chlorophyta افزایش یافتند(28 و 29). مطالعه آزمایشگاهی Finenko در سال 2006 نشان می­دهد که فشار شکار شانه­دار M. leidyi به تنهایی کافی برای کاهش زئوپلانکتونها در تابستان کافی است و بنابراین بدلیل کاهش تغذیه فیتوپلانکتونها توسط زئوپلانکتونها، امکان افزایش تراکم، زیتوده و تعداد گونه شاخه­های مختلف فیتوپلانکتون را فراهم می­نماید.

مقایسه درصد تراکم شاخه­های مختلف فیتوپلانکتون نشان می­دهد که درصد تراکم شاخه­های مختلف فیتوپلانکتون طی سالهای اخیر تغییراتی داشته است بطوریکه شاخه Bacillariophyta بتدریج از %8/35 در سالهای 75-1374 در همین نیم خط­ها به %26/60 در سال 1389 افزایش نشان داد در حالیکه شاخه Pyrrophytaدر سال 1377 به %45/13 افزایش و سپس طی سالهای 1388 و 1389 به %45/13 کاهش یافت ولی شاخه Cyanophyta  طی این سالها روند افزایشی را نشان داد. حداکثر درصد جمعیت Chlorophyta در سال 86-1385 و به میزان%2/13 بود در حالیکه در سال 1389 به %57/4 کاهش یافت و در شاخه Euglenophytaتغییرات چندانی مشاهده نشد(جدول4).

 

جدول4- مقایسه درصد تراکم شاخه های مختلف فیتوپلانکتون در سالهای مختلف

1389

1388

1377

1385-86

1374-75

شاخه

26/60

3/58

49/51

4/48

8/35

Bacillariophyta

72/6

7/6

45/13

9/11

9/11

Pyrrophyta

38/28

3/29

49/26

8/20

8/13

Cyanophyta

57/4

6/0

18/8

2/13

9/11

Chlorophyta

05/0

02/0

39/0

7/5

7/5

Euglenophyta

جدول 5- مقایسه تعداد گونه  شاخه های مختلف فیتوپلانکتون در سالهای مختلف

1389

1388

1387

1385-86

1374-75

شاخه

81

81

51

77

57

Bacillariophyta

26

33

14

19

19

Pyrrophyta

33

28

13

33

22

Cyanophyta

31

38

15

21

19

Chlorophyta

10

11

8

9

9

Euglenophyta

3

4

-

-

-

Other

182

195

191

159

126

کل گونه

 

مقایسه تعداد گونه فیتوپلانکتون در شاخه های مختلف نشان میدهد که تعداد گونه شاخه های مختلف افزایش داشته است و کمترین تنوع گونه­ای در سال1374-75 و بیشترین تنوع گونه­ای در سال 1388 مشاهده شد (جدول 5).

دما یکی از عوامل مهم است که روی موجودات زئوپلانکتون نیز اثر می­گذارد که در سال 1388 بیشترین تراکم آن در حوضه جنوبی دریای خزر دمایC°5/29-23 بوده است (3). و با افزایش درجه حرارت در فصل تابستان، تعداد گونه­های شاخه Cyanophyta نیز افزایش یافت که این افزایش تراکم Cyanophyta در فصل تابستان و پاییز می‌تواند به منزله زنگ خطر یوتریفیکاسیون و شکوفایی Cyanophyta در این منطقه از دریا باشند زیرا Cyanophyta پی از آن که در محیط دارای کدورت و مواد مغذی رشد نمودند، قادر به ایجاد شکوفایی در محیط دارای دما و مواد مغذی بالا (Eutreph) هستند (13 و 31).در سالهای پس از ورود M. leidyi، گونه­های Bacillariophyta بیشتری نسبت به سالهای قبل از ورود M. leidyi در این اکوسیستم حضور داشتند و شاخه­های فیتوپلانکتون در حال تغییرند، بطوریکه برخی از گونه مانند Pseudonitzschia seriata در سالهای اخیرافزایش یافتند، بطوریکه این گونه در تمامی فصول مشاهده شدند و برخی از گونه­ها که در سالهای قبل گروه غالب جمعیت فیتوپلانکتونها را تشکیل می­دادند، کاهش معنی داری داشتند که گونه Rhizosolenia calcaravis  را میتوان نام برد و در بررسی­های انجام شده در سال 1389 میتوان تغییرات معنی­داری را در تعداد گونه فیتوپلانکتونها را مشاهده نمود که این تغییرات در فصول مختلف و نیز مناطق مختلف حوضه جنوبی دریای خزر متفاوت بوده است اگرچه نقش تغذیه بیش از حد فیتوپلانکتون توسط زئوپلانکتون نیز می تواند به سلامت کلی دریای خزر آسیب برساند(21، 22 و 32).

تقدیر و تشکر

بدینوسیله از ریاست محترم پژوهشکده، معاونین محترم و مسئول محترم بخش بوم شناسی و کلیه اشخاصی که به نحوی در مراحل انجام تحقیق مرا یاری و کمک نمودند صمیمانه تشکر و قدردانی نموده و از خداوند منان آرزوی توفیق و پیروزی تمامی آنها را خواستارم.

  1. حسینی، س. ع.، روشن‌طبری، م.، ‌سلیمانی‌رودی، ع.، ‌مخلوق، ا.، تکمیلیان، ک.، ‌روحی، ا.، ‌رستمیان، م. ت.، گنجیان، ع.، ‌واردی، ا.، کیهان ثانی، ع.، واحدی، ف.، نجف­‌پور، ش.، نصراله‌زاده، ح.، ‌هاشمیان، ع.، تهامی، ف. س.، لالویی، ف.، ‌غلامی‌پور، س، علومی، ی.، و سالاروند، غ.، 1384. هیدرولوژی و هیدروبیولوژی حوضه جنوبی دریای خزر. موسسه تحقیقات شیلات ایران. ص510.
  2. خداپرست، س. ح.، 1378. گزارش نهایی پروژه هیدرولوژی و هیدروبیولوژی تالاب انزلی طی سالهای 1371 تا 1375. مرکز تحقیقات شیلاتی استان گیلان. ص156.
  3. روشن طبری، م.، رستمیان، م.، و روحی، ا.، 1388. گزارش پروژه بررسی تنوع، بیوماس و فراوانی زئوپلانکتون در منطقه جنوبی دریای خزر. پژوهشکده اکولوژی دریای خزر. ص94.
  4. سلمانوف، م. آ.، 1987 نقش میکروفلورها و فیتوپلانکتونها در پروسه­های تولیدی دریای خزر ، مترجم ابوالقاسم شریعتی. 1372. رشت. شیلات ایران. ص649.
  5. شمس، م. و.، و افشارزاده، س.، 1387. مطالعه تغییرات فیتوپلانکتونهای دریاچه زاینده رود. مجله زیست شناسی ایران دوره 25، شماره 2، تابستان 1391، صفحات 316-328  
  6. صفایی، س.، 1375. گزارش نهایی بررسی جامع شیلاتی دریاچه سد ارس. مرکز تحقیقات شیلاتی استان گیلان. 201 صفحه.
  7. فضلی، ح.، و گنجیان، ع.، 1388. تجزیه و تحلیل داده‌های هیدرولوژی و هیدروبیولوژی دریای­خزر طی سال‌های 85-1370. موسسه تحقیقات شیلات ایران، ص130.
  8. فلاحی، م.، 1378. بررسی پلانکتونهای بخش جنوبی دریای مازندران. مجله علمی شیلات ایران، شماره 4، زمستان 1378، صفحات 19 تا 38.
  9. کیمبال، ک. د، و کیمبال، س. اف.، 1353. مطالعه لیمنولوژی تالاب انزلی. ترجمه: حسین‌پور. انتشارات جهاد سازندگی استان گیلان، 1366. ص114.
  10. گل­آقایی، م.، تهامی، ف. س.، مخلوق، ا.، گنجیان، ع.، کیهان‌ثانی، ع.، دوستدار، م.، اسلامی، ف.، نصراله تبار، ع.، خداپرست، ن.، مکرمی، ع.، و پورمند، ت. م.، 1391. بررسی پراکنش فیتوپلانکتون در حوزه جنوبی دریای خزر در سال 1387، پژوهشکده اکولوژی دریای خزر، ص130.
  11. گنجیان‌، ع.، حسینی، س. ع.، خسروی، م. و کیهان ثانی، ع.، 1387. بررسی‌ تراکم‌ و پراکنش‌ گروههای‌ عمده‌ فیتوپلانکتونهای‌ حوضه‌ جنوبی‌ دریای‌ خزر. مرکز تحقیقات‌ شیلاتی‌ استان‌ مازندران‌. مجله علمی شیلات ایران. شماره 2، سال هفتم، تابستان 1377. صفحات 95 تا 107.
  12. گنجیان‌، ع.، خیرون، ی.، فضلی، ح.، فارابی.، م.، روحی.، ا.، مکرمی.، ع.، و لاریمی.، ا. ز.، 1387. تاثیر شانه­دار Mnemiopsis leidyi بر روی ساختار جمعیتی فیتوپلانکتون حوضه جنوبی دریای خزر.
  13. لالوئی، ف.، روشن‌طبری، م.، نجف‌پور، ش.، واردی، ا.، واحدی، ف.، رستمیان، م. ت.، هاشمیان، ع.، گنجیان، ع.، تکمیلیان، ک.، کیاکجوری، م.، غلامپور، س.، روحی، ا.، نصراله‌زاده، ح.، تهامی، ف. س.، سالاروند، غ.، صابری، ی.، میرزاجانی، ع.، و مخلوق، آ.، 1381. گزارش پروژه بررسی هیدرولوژی و هیدروبیولوژی و آلودگیهای زیست محیطی حوضه جنوبی دریای خزر (اعماق 2 تا 800 متر)، پژوهشکده اکولوژی دریای خزر، ص 394.
  14. میرزاجانی، ع.، عباسی، ک.، سبک­آرا، ج.، مکارمی، م.، عابدینی، ع. و صیادبورانی، م.، 1391. لیمنولوژی دریاچه الیگو- مزوتروف تهم در استان زنجان، مجله زیست شناسی­. ایران، سال 1391. جلد25. صفحات89-74.
  15. مکارمی، م.، سبک آرا، ج. و کفاش محمدجانی، ط.، 1385. شناسایی و پراکنش فیتوپلانکتونی در مناطق مختلف تالاب انزلی و نواحی ساحلی دریای خزر. مجله علمی شیلات ایران، سال پانزدهم، شماره 1، بهار 1385، 129 تا 149.
  16. واحدی، ف.، یونسی پور، ح.، علومی، ی.، نصراله تبار، ع.، الیاسی، ف.، نوروزیان، م.، و دلیناد، غ.، 1387. بررسی خصوصیات فیزیکیو شیمیایی آب در کرانه جنوبی دریای خزر، پژوهشکده اکولوژی دریای خزر،72 صفحه.
    1. APHA, S., 2005. Standard Methods. American Public Health association .Washington, DC 2005, USA, PP: 346.
    2. Barnett, A. J., and Beisner, B. E., 2007. Zooplankton biodiversity and primary productivity explanations invoking resource abundance and distribution. Ecology, PP:1675–1686.
    3. Finenko, G., Kideys, A., Anensky, B., Shiganova, T. A, Roohi, A., Roushantabari, M., Rostami, H. A., and Bagheri, S., 2006. Invasive Ctenophore Mnemmiopsis leidyi in the Caspian Sea: feeding, respiration. reproduction and predatory impact on the zooplankton community. Marine Ecology Progress, PP: 171-185.
    4. Fogg, G. E., 1975. Algal Culture and Phytoplankton Ecology. Wisconsin University Press, London, PP: 269.
    5. Kideys, A., Roohi, A., Bagheri, S., Finenko, G., nad Kamburska, L., 2005. Impact of Invasive Ctenophores on the Fisheries of the Black Sea and Caspian Sea. Oceanography, 18.2. PP:32-42.
    6. Kosarev, A. N., and Yablonskaya, E. A., 1994. The Caspian Sea. SPB Academic Publishing, The Hague, PP: 259.
    7. Mason, C. F., 1998. Biology of freshwater pollution. Longman Scientific and Technical Biology, PP: 400.
    8. Plotnikov, I., Aladin, N., Cretaux, J. F., Micklin, Ph., Chuikov, Yu., and Smurov, A., 2006. Biodiversity and recent exotic invasions of the Caspian Sea Limnoogyl, PP: 2259-2262.
    9. Salmanov, M. A., 1987. The Role of Microflora and Phytoplankton in the Production Processes of the Caspian. Moscow, Nauka, PP: 214.
    10. Shannon, C. E., and Weaver, W., 1963. The Mathematical Theory of Communication. University of Illinois Press. Urbana, PP:117.
    11. Tahami, F. S, Mazlan. Bin, A. G., Negarestan, H., and Lotfi. Bin, W. M., 2011. Abundance and Biomass of Phytoplanktons in Different Seasons in Southern Caspian Sea Before and After Mnemiopsis leidyi. International Congress on Applied Biology. Mashhad, IRAN, PP: 31.
    12. Tahami, F. S., Mazlan, A. G., Negarestan, H., and Lotfi, W. W. M., 2012. Syudy on phytoplankton in Southern Caspian Sea before and after Mnemiopsis leidyi. Marine Biological Association Journal World Applied Sciences Journal 16 (1): 99-105
    13. Tahami, F. S., 2012. Changes in phytoplankton community structure during the Mnemiopsis leidyi invasion of the Southern Caspian Sea (IRAN). Thesis for the degree of Ph.D of Marine Science. 260 p.
    14. Vollenweider, A. R., 1974. A manual on methods for measuring primary production in aquatic enviromantal. Blackwell scientific Publication. Oxford, London, PP: 423.
    15. WHO, 1999. Toxic Cyanobacteria in Water: A Guide to their Public Health Consequences, Monitoring and Management. World Health Organization, Geneva, PP: 407
    16. Zenkevich, L. A., 1963. The Biology of the USSR Seas. Moscow, Nauka, PP: 955.