نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد / دانشگاه آزاد اسلامی واحد پزشکی تهران

2 عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال

چکیده

مطالعه مشتمل بر شناسایی و پراکندگی ماکروبنتوزها در رودخانه کرج می باشد، بررسی مذکور از مهر سال 1393 شروع و در تیر سال 1394 پایان یافت. در منطقه مورد بررسی، پنج ایستگاه مطالعاتی براساس شرایط تأثیرگذاری محیطی انتخاب و فون ماکروبنتوزهای آن با تواتر فصلی توسط کوادرات با ابعاد50×50 سانتی متر و با 5 تکرار در هر ایستگاه نمونه برداری شد. نمونه ها توسط فرمالین 4% تثبیت و در آزمایشگاه جداسازی، شناسایی و شمارش گردیدند. در بررسی های انجام شده ،24 جنس از 22 خانواده و 6 رده ماکروبنتوز شناسایی گردیدند، با بیشترین فراوانی در فصل زمستان و کمترین فراوانی در فصل بهار. از میان پنج ایستگاه تعیین شده، ایستگاه 4 در فصل زمستان با 1067 عدد در متر مربع بیشترین فراوانی و ایستگاه 5 در فصل بهار با 254 عدد در متر مربع کمترین فراوانی را دارا بودند. در میان نمونه های شناسایی شده ،رده Insecta با 88.7% فراوانی بیشترین تعداد و رده Malacostraca با 0.1% ازکمترین فراوانی برخوردار بودند. از میان نمونه های شناسایی شده،گونه Simulium sp. با فراوانی 879 عدد در متر مربع بیشترین تعداد و گونه های Asellus aquaticus ، Atherix sp. با فراوانی 1 عدد در متر مربع کمترین تعداد را داشتند.در طی این مطالعه میانگین شاخص تنوع گونه‌ای شانون وینر1.73، غالبیت گونه‌ای سیمپسون 0.74 و غنای گونه‌ای مارگالف 3.31 محاسبه شد. براساس مقادیر شاخص زیستی «HFBI»، کیفیت آب ایستگاه های منتخب، در 3 طبقه کیفی عالی ، خیلی خوب و خوب ارزیابی شدند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Identify and evaluate the diversity of Macrobenthos in Karaj River

نویسندگان [English]

  • Zahra Shokripour 1
  • Aria Ashja ardalan 2

چکیده [English]

Study on diversity and distribution of macrobenthos on Karaj River, was conducted during year 1393-1394. In the study area, selected five study sites and faunistic macrobenthos the seasonally by quadrat and 5 time repeat, samples were taken at each station. Samples collected by 4% formalin and isolated, identified and were counted. In this study, 6 orders, 22 families and 24 genus were identified from macrobenthos and the winter and spring seasons in sequence had the most and the fewest abundance of macrobenthos, on Karaj River. Between five selected stations on Karaj River, the station 4 in winter season had the most abundance (1067) and the station 5 in spring season had the fewest abundance (254) of samples. Insecta had the most abundance (88.7 % of total) and Malacostraca had the fewest abundance (1% of total) between five classes were identified on Karaj River. Among the cases identified, 879 species per square meter Simulim sp. with the highest abundance and species Asellus aquaticus, Atherix sp. With frequency of 1 per square meter the lowest among the species had been identified.
On average during the year Shannon-Wiener diversity index was 1.73, Simpson dominance species was 0.74 and Margalef richness species was 3.31. According to the biological values HFBI, stations, spread over 3 classes very good quality (Station 1), excellent (stations 2 and 3), very good (4 stations) and good (Station 5) was reported.

کلیدواژه‌ها [English]

  • distribution
  • Macrobenthos
  • Karaj river

شناسایی و بررسی تنوع ماکروبنتوزهای رودخانه کرج

زهرا شکری پور1 و آریا اشجع اردلان2*

1 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد پزشکی تهران 

2 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال

تاریخ دریافت: 17/9/94                تاریخ پذیرش: 19/4/95

چکیده

رودخانه کرج بعنوان یکی از مهمترین منابع تأمین آب استان تهران، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. مطالعه حاضر مشتمل بر شناسایی و پراکندگی ماکروبنتوزها در رودخانه کرج می‌باشد، که از مهر سال 1393 شروع و در تیر سال 1394 پایان یافت. در این منطقه، در مجموع پنج ایستگاه مطالعاتی براساس شرایط تأثیرگذاری محیطی انتخاب و فون ماکروبنتوزهای آن با تواتر فصلی توسط کوادرات با ابعاد50×50 سانتی‌متر و با 5 تکرار در هر ایستگاه نمونه‌برداری شد. نمونه‌ها توسط فرمالین 4% تثبیت و در آزمایشگاه جداسازی، شناسایی و شمارش گردیدند. در بررسی‌های انجام‌شده، 23 جنس از 21 خانواده و 5 رده ماکروبنتوز شناسایی گردیدند. نتایج نشان می‌دهد که، ایستگاه 4 در فصل زمستان با 1067 عدد در مترمربع بیشترین فراوانی و ایستگاه 5 در فصل بهار با 254 عدد در مترمربع کمترین فراوانی را دارا بودند. در میان ماکروبنتوزهای شناسایی‌شده، رده Insecta با 8/88% فراوانی بیشترین تعداد و رده Malacostraca با 1/0% از کمترین فراوانی برخوردار بودند. جنس Simulium با فراوانی 879 عدد در مترمربع بیشترین تعداد و جنس‌های Asellus   و  Atherix با فراوانی 1 عدد در مترمربع کمترین تعداد را داشتند. در طی این مطالعه میانگین شاخص تنوع گونه‌ای شانون وینر73/1، غالبیت گونه‌ای سیمپسون 74/0 و غنای گونه‌ای مارگالف 31/3 محاسبه شد. براساس شاخص زیستی هیلسنهوف(HFBI) ، وضعیت کیفی آب رودخانه کرج در ایستگاه‌های 2و3 عالی، ایستگاه‌های 1و4 خیلی­خوب و ایستگاه 5 خوب ارزیابی شد. بطور کلی با توجه به نتایج بدست آمده، مشخص گردید که حشرات آبزی، جمعیت غالب جانداران کفزی رودخانه کرج را تشکیل می‌دهند. در فصل زمستان رده‌های: Insecta Turbellaria, Gastropoda, Malacostraca و  Clitellataاز بیشترین تراکم و تنوع نسبت به سایر فصول برخوردار بودند.

واژه­های کلیدی: شناسایی، پراکنش، حشرات آبزی، بزرگ بی‌مهرگان کفزی، رودخانه کرج.

* نویسنده مسئول، تلفن: 02144968017 ، پست الکترونیکی: A_ashjaardalan@yahoo.com

مقدمه

 

نیاز و وابستگی انسان به آب باعث شده است که اکثر تمدن‌های بشری در کنار رودخانه‌ها شکل بگیرند. رودخانه‌ها، زیستگاه‌های طبیعی گونه‌های فراوانی از آبزیان هستند و هریک دارای فون وفلور مخصوص به خود می‌باشند. احداث بناها و سازه‌هایی مانند سد و پل بدون در نظر گرفتن قواعد زیست‌محیطی، ماسه­برداری، تخلیه پسابها (کشاوزی، صنعتی، خانگی و...) از عوامل مهم در تغییر و کاهش کیفیت این اکوسیستم‌های باارزش می‌باشند بطوریکه در بسیاری از رودخانه‌های آلوده، جوامع زیستی با محدودیت مواجه شده‌اند و ذخایرآنها نظیر ماهیان بومی، بی‌مهرگان کفزی و سایر جوامع ساکن آنها رو به نابودی هستند (2).

بنا به عقیده روزنبرگ در سال 1999، مهمترین ذخایر آبزی نهرها و رودخانه‌ها، بی‌مهرگان کفزی ساکن آنها می‌باشند که در شبکه غذایی و تولیدات رودخانه نقش اساسی دارند. نقش بی‌مهرگان آبزی در انتقال انرژی در اکوسیستم‌های آبی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده، و مطالعه جوامع بنتوزی معیار مناسبی برای ارزیابی اکولوژیک یک اکوسیستم آبی است.

تنوع و تراکم ماکروبنتوزها در فصول مختلف متغیر است. در بسترهای مختلف راسته‌های مختلف بنتوزی زندگی می‌کنند. بیشترین فراوانی در بین ماکروبنتوزها، مربوط به حشرات می‌باشد. حشرات در آب‌های جاری غذای اصلی ماهیان گوشتخوار و همه­چیز خوار و کفزی را تشکیل می‌دهند. بنتوزها تحت شرایط محیطی مختلف دچار تغییرات متفاوتی در تراکم و پراکنش می‌شوند، که چسبیدن به بستر در شرایط روشنایی و یا در جریان شدید آب یکی از مهمترین آن‌هاست (7) .

شناسایی ماکروبنتوزها می‌تواند بعنوان ابزاری کارآمد در استفاده سیستماتیک از موجودات زنده جهت ارزیابی کیفیت محیط‌زیست و سلامت اکوسیستم منطقه موردمطالعه مورداستفاده قرارگیرد. ازآنجایی‌که بررسی کیفیت منابع آب براساس پارامترهای فیزیکی و شیمیایی، اطلاعاتی لحظه‌ای از میزان آلودگی موجود در منطقه را در اختیار قرار می‌دهند، ازاین‌رو نمی‌توانند وضعیت کیفی و واقعی منابع آب را با توجه به‌سلامت اکوسیستم بازتاب نمایند. از مزایای ارزیابی‌های زیستی آن است که می‌توان به کمک آن‌ها ضعف‌های موجود در زیست‌بوم را که ناشی از بروز آلودگی‌ها یا تخریب زیستگاه‌ها می‌باشد، شناسایی نمود. استفاده از بزرگ بی‌مهرگان کفزی (ماکروبنتوزها) بدلیل تحرک کم، طول عمر زیاد و غنای گونه‌ای بالا با عکس‌العمل‌های متفاوت در تبادل عوامل محیطی ازجمله عوامل اصلی در استفاده از این موجودات در ارزیابی بوم‌شناختی اکوسیستم‌های آبی می‌باشد (8). همچنین برای تعیین کیفیت محیطی رودخانه‌ها و پایش زیستی آنها به کار می‌روند. در این راستا، موجودات شاخص و عکس‌العمل‌های زیستی آنها را نسبت به شرایط محیطی در نظر می‌گیرند (17). درواقع تنها راه عملی و به‌صرفه اقتصادی برای تعیین سلامت اکولوژیک آب‌ها و تعیین اینکه آیا فعالیتهای انسانی موجب کاهش کیفیت آنها می‌شود، ارزیابی و پایش زیستی است (16).

ماکروبنتوزها، موجوداتی هستند از جوامع جانوری، که در داخل و یا روی بستر آب‌ها زندگی می‌کنند. بی‌مهرگان کفزی جانوری یا زئوبنتوزها ساکنان رایج در محیط‌های آبی بوده و حداقل بخشی از چرخه زندگی خود را در بستر آبگیرها سپری می‌کنند و در جمع‌آوری برای بررسی، بر روی الک‌های با منافذ ۵۰۰ میکرون (نیم میلیمتر) باقی می‌مانند (17).

مطالعات گوناگونی توسط محققان بر روی رودخانه‌های مختلفی انجام‌شده است. در سال1383، خاتمی و همکاران مطالعه‌ای بر روی رودخانه کرج انجام دادند که طی آن ماکروبنتوزهای شناسایی‌شده متعلق به 28 خانواده از5 راسته و 3 رده بودند که در تمامی ایستگاه‌ها خانواده‌های Planariidae Baetidae ,  و Chironomidae دیده‌شده است (9). همچنین آخوندنژاد و همکاران در سال 1392 به مطالعه بررسی آلودگی رودخانه زرد در محدوده منبع آب قدیم تا رود زرد ماشین با استفاده از جوامع ماکروبنتیک کم تاران وزالوها پرداختند (1). حیدری و همکاران در سال 1391، به تحقیقی تحت عنوان ارزیابی زیستی رودخانه کشکان رود براساس تنوع و ساختار جمعیتی ماکروبنتوزها پرداختند (8). پیروزی و توکلی در سال 1391 به بررسی تنوع زیستی ماکروبنتوزهای رودخانه‌های کاکارضا، کشکان، دواب الشتر و گهررود در استان لرستان پرداختند (6). میررسولی و قربانی در سال 1390، در بررسی ارزیابی زیستی رودخانه زرین گل (استان گلستان) با استفاده از ساختار جمعیت ماکروبنتوزها نشان دادند که 14 راسته و 81 گروه (جنس و خانواده) از بزرگ بی‌مهرگان کفزی شناسایی شد (12).

رودخانه کرج در سلسله کوه­های البرز واقع شده است. این منطقه، از شمال به خط تقسیم آب رودخانه‌های حوضه آبریز دریای مازندران از مغرب به دشت قزوین، از جنوب به ارتفاعات سنگی کم­ارتفاع و از شرق و جنوب­شرقی به دشت تهران و رباط‌کریم محدود می‌گردد. رودخانه کرج، رودخانه‌ای دائمی است که 3/22 درصد حوضه آن متعلق به شاخه‌های فصلی است. شبکه شاخه بندی این رودخانه بسیار متراکم است که نشان‌دهنده فرسایش قابل‌ملاحظه در حوضه است. شاخه‌های واقع در ارتفاعات بالاتر بعلت وجود برف، دارای آب زیاد و دائمی هستند. بنابراین، رژیم کلی هیدرولوژیک رودخانه کرج را می‌توان در طبقه‌بندی برفی-بارانی قرارداد (9). استفاده از بی‌مهرگان کفزی براین فرض استوار است که نهرها و رودخانه‌هایی که تحت تأثیر عوامل آلاینده نیستند تاکسون­های کفزیان بیشتری داشته و گونه‌های غیرمقاوم در آن‌ها غالبیت دارند و برعکس آن‌هایی که تحت‌فشار آلودگی قرار دارند تنوع کمتری داشته و گونه‌های مقاوم غالبند (11).

با توجه به اینکه رودخانه کرج، دربرگیرنده بسیاری از گونه‌های مختلف ماکروبنتوزها است، این مطالعه باهدف شناسایی و بررسی وضعیت تنوع جامعه زیستی ماکروبنتوزها و همچنین کنترل وضعیت کیفی رودخانه با اندازه‌گیری شاخص‌های زیستی انجام پذیرفت.

مواد و روشها

برای انجام این تحقیق، که در پاییز و زمستان 1393 و بهار و تابستان 1394 به‌صورت فصلی، و در هر فصل یکبار از ایستگاه‌های تعیین‌شده در طول مسیر رودخانه کرج با نمونه‌برداری صورت گرفت، در ابتدا مشخصات جغرافیایی ایستگاه‌ها به کمک GPS تعیین شد (جدول 1) و بروی نقشه ثبت گردید (شکل‌های 1و2).

 

جدول 1- موقیت جغرافیایی ایستگاه‌های مطالعاتی در رودخانه کرج

عنوان

محل

طول جغرافیایی

عرض جغرافیایی

ارتفاع از سطح دریا(متر)

ایستگاه 1

وارنگه رود نرسیده به

پاسگاه محیط زیست

شرقی     51° 20’ 8/17”

شمالی    36° 06’ 15/8”

2278

ایستگاه 2

کسیل بعد از تونل شماره9

شرقی     51° 18’ 05/2”

شمالی    36° 01’ 17/3”

2027

ایستگاه 3

درده

شرقی     51° 16’ 22/2”

شمالی    36° 01’ 04/3”

1980

ایستگاه 4

پل خواب

شرقی     51° 08’ 40/7”

شمالی    36° 00’ 50/6”

1812

ایستگاه 5

وینه

شرقی      51° 2/0’ 35”

شمالی    35° 54’ 29/6”

1540

 

شکل 1– نقشه رودخانه کرج (تهیه از شرکت مهندسین مشاور لار-1390)

 

شکل 2- نقشه ایستگاه‌های نمونه برداری شده در رودخانه کرج (تهیه از شرکت مهندسین مشاور لار-1390)

 

لازم بذکر است براساس ویژگی‌هایی چون: پوشش گیاهی، سرعت جریان آب، شیب رودخانه و تزریق آلاینده‌ها، نسبت به انتخاب ایستگاه‌ها اقدام گردید،  در هر ایستگاه بمنظور دقت بیشتر با 5 تکرار از سه‌نقطه رودخانه در کناره‌ها و وسط نمونه‌برداری توسط نمونه‌بردار کوادرات با ابعاد 50×50 سانتی‌متر صورت گرفت.

در حین نمونه‌برداری بوسیله کوادرات، تمامی نمونه‌هایی که در سطح  و زیر قلوه‌سنگ‌ها پراکنده بودند، برداشته شدند. نمونه‌های جمع‌آوری‌شده در ظروفی که مشخصات ایستگاه، محل و تاریخ نمونه‌برداری بر روی آنها ثبت‌شده بود، متمرکز و توسط فرمالین 4% تثبیت شدند. پس از جمع‌آوری، نمونه‌ها به آزمایشگاه منتقل و در آزمایشگاه جداسازی و به کمک کلیدهای شناسایی معتبر (3)، مورد شناسایی قرارگرفتند و از آن‌ها تصویربرداری شد.

نمونه‌های هر ایستگاه با تفکیک گونه شمارش و پس از شمارش، تراکم و درصد فراوانی هرگونه از هر ایستگاه محاسبه و به کمک آن تراکم و درصد فراوانی گونه‌ها در هر ایستگاه و نسبت به سایر ایستگاه‌ها تعیین گردید. سپس به کمک اطلاعات فوق، شاخص زیستی هیلسنهوف (HFBI)، شاخص‌های غنا و تنوع گونه‌ای مارگالف، شانن- وینر و سیمپسون در حد جنس و گونه‌های شناسایی‌شده، محاسبه، تجزیه‌وتحلیل داده‌ها و ترسیم نمودارها به کمک نرم‌افزار Microsoft Excel 2013 انجام پذیرفت.

شاخص غنای گونه‌ای شناخته‌شده در این زمینه، شاخص مارگالف است که بصورت زیر محاسبه می‌گردد (15).

R=S-1/ln (n)                                                                  (1)

S = تعداد کل گونه‌ها ، R= شاخص مارگالف، n= افراد تشکیل‌دهنده گونه‌ها

همچنین شاخص تنوع شانون – وینر نیز از معادله‌ی زیر محاسبه گردید (18).

                                                         (2)

H= شاخص تنوع گونه‌ای شانون، S= تعداد کل گونه‌ها، Pi = نسبت فراوانی هرگونه به فراوانی کل

جهت محاسبه شاخص زیستی در سطح خانواده از روش هیلسنهوف برای ایستگاه‌های مختلف در فصول مختلف استفاده شد (14).

                                                        (3)

HFBI= شاخص زیستی هیلسنهوف، n= فراوانی هر خانواده، Tv= ارزش مقاومتی هر خانواده،  N =فراوانی کل

در شاخص یکنواختی گونه‌ها ((Species Evennes، که در آن مقدار شانون محاسبه‌شده در هر ایستگاه نمونه‌برداری بر لگاریتم تعداد کل گونه‌ها تقسیم می‌گردد و با فرمول زیر محاسبه گردید (18).

                                                                         (4)

و همچنین استفاده از شاخص سیمپسون که منعکس‌کننده چیرگی است و با فرمول مقابل محاسبه گردید (19).

                                                        (5)

D= شاخص تنوع گونه‌ای سیمپسون، S = تعداد کل گونه‌ها، Pi= نسبت فراوانی هرگونه به فراوانی کل

نتایج

بررسی برخی از خصوصیات فیزیکی رودخانه کرج نشان می‌دهد که این رودخانه دارای بستر قلوه‌سنگی است. ایستگاه اول این بررسی در ارتفاع 2278 متر از سطح دریا انتخاب و بقیه بترتیب کاهش ارتفاع از سطح دریا و تراکم بیشتر منابع آلاینده شهری و روستایی در ارتفاعات بعدی قرار می‌گیرند تا نهایت به ارتفاع 1540 متر از سطح دریا ختم گردند.

در این بررسی که بمدت یک سال بطول انجامید از فون ماکروبنتوزهای رودخانه کرج، 23 جنس از 21 خانواده و 5 رده جدا گردید (جدول 2). که بخش عمده آنها به لارو حشرات آبزی تعلق داشت از میان رده‌های شناسایی‌شده در این نمونه‌برداری Insecta (حشرات)= 8/88 درصد، Turbellaria (تورکیان)=9/5 درصد، Gastropoda (شکم­پایان)= 9/4 درصد، Clitellata = 3/0 درصد و Malacostraca=1/0 درصد از کل نمونه‌ها را شامل می‌شدند. از میان خانواده‌های شناسایی‌شده در این نمونه‌برداری، پانزده خانواده به رده Insecta، یک خانواده به رده Turbellaria، دو خانواده به رده Gastropoda، دو خانواده به رده Clitellata و یک خانواده به رده Malacostraca تعلق داشتند.

با بررسی، فراوانی و درصد فراوانی بنتوزها در ایستگاه‌های مختلف مشخص شد که، تراکم ماکروبنتوزها در فصل زمستان با حداکثر 3865 عدد در مترمربع و در پاییز با حداقل 1950 عدد در مترمربع نوسان داشته است. همچنین در بین ایستگاه‌ها، بیشترین نمونه‌ها در ایستگاه 4 (فصل زمستان) با تعداد 1067 عدد در مترمربع و کمترین نمونه در ایستگاه 5 (فصل بهار) با تعداد 254 عدد در مترمربع مشاهده‌شده است. تراکم نسبی بیشتر فصل زمستان می‌تواند بعلت کاهش دبی و دمای پائین و کاهش سرعت بلوغ لاروها و تراکم نسبی کمتر در فصل بهار به افزایش دبی، شدت‌جریان شسته شده، حمل شدن نمونه‌های لاروی، سرعت بلوغ لاروها و خروج آن‌ها از سطح آب منوط گردد.

تغییرات رده‌های جمع‌آوری‌شده از رودخانه کرج در فصول مختلف در شکل 3 ارائه‌شده است. با بررسی این شکل، رده Insecta بیشترین و رده Malacostraca کمترین تغییرات را در منطقه مطالعاتی در فصول مختلف دارا بوده‌اند.

تغییرات راسته‌های شناسایی‌شده در رودخانه کرج در فصول مختلف سال نشان داد که از راسته Trichoptera (بال موی داران) که متنوع‌ترین و بزرگ‌ترین راسته‌های حشرات آبزی می‌باشند، 7 خانواده Hydropsychidae Hydroptilidae, Rhyacophilidae, Polycentropodidae, Sericostomatidae, Philopotamidae, و Glossosomatidae شناسایی‌شده و درمجموع، درصد فراوانی راسته مذکور در 3 فصل پاییز، زمستان و تابستان غالب بودند.

 

جدول 2 – نمونه های شناسایی شده در رودخانه کرج در فصول پاییز و زمستان 1393 و بهار و تابستان 1394

 

* قسمتهایی از جدول که با علامت * نشان داده شده است جنس های مشاهده شده در فصول مختلف می‌باشد.

 

 

 

شکل 3– درصد فراوانی رده‏های شناسایی‌شده در رود خانه کرج در فصول مختلف سال «94-1393»

 

پس از راسته بال موی­داران راسته Diptera (دوبالان) بیشترین درصد فراوانی را به خود اختصاص دادند که از این راسته، 4 خانواده Chironomidae , Athericidae Simuliidae, وBelphariceridae شناسایی شدند. راسته Ephemeroptera (یک‌روزه‌ها) نیز بعد از دو گروه فوق‌الذکر قرار گرفت. از این راسته 2 خانواده Heptageniidae و  Baetidae شناسایی گردیدند. راسته Coleoptera از کمترین درصد فراوانی در طول سال برخوردار است (جدول 3).

 

جدول 3- درصد فراوانی راسته های شناسایی شده ماکروبنتوزها در رودخانه کرج در فصول مختلف«94-1393»

فصل

راسته

پاییز

زمستان

بهار

تابستان

Trichoptera

79/39

13/39

24/26

73/39

Diptera

56/27

05/27

72/27

13/33

Ephemeroptera

92/17

92/16

07/37

30/21

Tricladida

38/7

24/7

95/3

84/4

Pulmonata

89/6

17/8

45/4

71/0

Hirudinea

25/0

91/0

0

0

Plecoptera

16/0

12/0

0

0

Isopoda

04/0

17/0

0

07/0

Coleoptera

0

0

33/0

11/0

 

در میان جنس‌های شناسایی‌شده، بیشترین فراوانی متعلق به جنس Chironomus با فراوانی کل 1729 عدد در مترمربع و 27/14% فراوانی کل و کمترین فراوانی متعلق به جنس‌های Rhyacophila و Polycentropus با فراوانی 2 عدد در مترمربع بود که 01/0 % از فراوانی کل را شامل می‌شدند که بترتیب جنس اول متعلق به راسته دوبالان (Diptera)  و جنس دوم متعلق به راسته بال موی داران (Trichoptera) و هر دو جنس‌ها متعلق به رده Insecta بودند.

در میان Gastropoda های شناسایی‌شده بیشترین فراوانی متعلق به جنس Limnaea با 310 عدد در مترمربع و کمترین فراوانی متعلق به جنس Physa با فراوانی 286 عدد در مترمربع بود.

جنس Dugesia ، تنها جنسی است که در طی این مطالعه از رده Turbellaria جدا و فراوانی آن 705 عدد در مترمربع با 82/5 % از فراوانی کل را محاسبه گردید.

در میان Clitellata های شناسایی‌شده، جنس‌های Helobdella و Erpobdella  با فراوانی 20 عدد در مترمربع و 17/0 % از فراوانی کل ارزیابی شدند.

از میان نمونه‌های شناسایی‌شده جنس Asellus تنها نمونه شناسایی‌شده از رده Malacostraca بود که دارای فراوانی 10 عدد در مترمربع با حدوداً 08/0 % از فراوانی کل می‌باشد.

به استناد این شاخص‌های بیولوژیک:

  • ایستگاه 1 (وارنگه رود)، در فصول مختلف سال دارای کیفیت آبی مطلوب و قابل شرب بوده است.  البته در فصل بهار تراکم نسبی افراد خانواده‌ی شیرونومیده در این ایستگاه بیانگر ورود مواد آلی به رودخانه می‌باشد. لیکن حضور تاکسون­های حساس به بار آلودگی مثل Epeorus, Blepharicera, Dugesia, Rhithrogena و نیز وجود Baetis (بدلیل شرایط اکسیژن‌گیری مطلوب این رودخانه) نشان‌گر آن است که عملاً ورود مقداری آلودگی آلی در این فصل، تأثیر چندانی بر کیفیت آب رودخانه نداشته است.
  • ایستگاه2 و 3 (گسیل و درده)، طی نمونه‌برداری در فصول مختلف سال دارای کیفیت آبی عالی بوده‌اند، که این امر نشان‌دهنده عدم ورود هرگونه آلودگی آلی به درون رودخانه یا توان خودپالایی خوب می‌باشد و این امر سبب می‌شود تا شرایط زیستی بسیار مناسب برای بقاء وتولید مثل بتنوزها فراهم گردد. دراین دو ایستگاه (ایستگاه 2و3)، ما شاهد فراوانی بیشتر تاکسون­های حساس به بار آلودگی هستیم.
  • تراکم افراد خانواده‌ی سیمولیده و شیرونومیده در ایستگاه4 (پل خواب)، طی چهار دوره نمونه‌برداری در فصول مختلف سال بیانگر ورود مقداری مواد آلی است، لیکن حضور تاکسون های حساس به آلودگی مانند راسته Trichoptera  و  Ephemeroptera (یک‌روزه‌ها) و همچنین خانواده‌های Elmidae, Blepharoceridae و Planariidae باعث می‌گردد تا کیفیت آب این منطقه نیز خیلی­خوب ارزیابی گردد.
  • اما در ایستگاه 5(وینه) ما شاهد آب با درجه کیفی خوب هستیم، وجود تعداد زیاد Pulmonata بویژه جنسPhysa  حکایت از این دارد که احتمالاً مقداری آلودگی آلی در این ایستگاه وجود دارد ولی بااین‌حال، حضور تاکسون های حساس به آلودگی در این ایستگاه نیز مشاهده می‌شود.

جهت ارزیابی تنوع، غالبیت و غنای ماکروینتوزهای منطقه مورد مطالعه، از شاخص شانون-وینر، شاخص سیمپسون و شاخص مارگالف استفاده گردید (5). بطور میانگین، مقادیر شاخص‌های زیستی تنوع و کیفی در طول یک سال طبق جدول 4  بدین شرح می‌باشد: تنوع گونه‌ای شانون وینر73/1، غالبیت گونه‌ای سیمپسون 74/0 و غنای گونه‌ای مارگالف 31/3 به دست آمد. براساس مقادیر شاخص زیستی هیلسنهوف(HFBI)، ایستگاه‌ها، در 3 طبقه کیفی، خیلی­خوب (ایستگاه 1)، عالی (ایستگاه 2و3)، خیلی­خوب (ایستگاه 4) و خوب (ایستگاه 5) طبقه‌بندی شدند. براساس شاخص تنوع شانون-وینر، روند تغییرات تنوع ماکروبنتوزها در پنج ایستگاه بسیار جزئی و اندک بوده است. در طی ارزیابی شاخص‌های زیستی تنوع و کیفی در طول یک سال، کمترین تنوع، غالبیت و غنای ماکروبنتوزها در فصل بهار و بیشترین در فصل تابستان مشاهده شد (جدول 4).

 

جدول 4 – مقایسه تنوع ماکروبنتوزها بر حسب میانگین شاخص های تنوع زیستی بطور فصلی در سال 1394-1393

تابستان

بهار

زمستان

پائیز

نوع شاخص/ فصل

530/3

958/2

332/3

411/3

غنای گونه‌ای مارگالف

931/1

544/1

721/1

730/1

تنوع گونه‌ای شانون –وینر

865/1

645/1

682/1

750/1

یکنواختی شانون-وینر

813/0

695/0

746/0

753/0

غالبیت گونه‌ای سیمپسون


بحث

نتایج نشان داد که حشرات آبزی، جمعیت غالب جانداران

کفزی رودخانه کرج را تشکیل دادند. در فصل زمستان رده‌های Insecta Turbellaria, Gastropoda, Clitellata, و Malacostraca از بیشترین تراکم و تنوع نسبت به سایر فصول برخوردار هستند. در حالیکه، فصل بهار کمترین تراکم و تنوع ماکروبنتوزها را در تمام فصول دارا می­باشد. علت کاهش ماکروبنتوزها در فصل بهار را می­توان به وضعیت سیلابی و افزایش دبی آب رودخانه، نسبت به فصول دیگر نسبت داد. زیرا بین فراوانی و دبی آب رابطه منفی وجود دارد که دبی آب رودخانه هرچه بیشتر باشد مانع از استقرار موجودات کفزی بر روی بسترها می­شود، که این باعث کاهش تنوع گونه­ای بنتوزها می­گردد. بدلیل وضعیت گاهاً سیلابی و افزایش دبی آب و همچنین فرسایش در ماه‌های خرداد و تیر، فراوانی و تنوع گونه‌ای در مقایسه با دیگر ماه‌ها بویژه زمستان، کمتر می‌گردد. چون افزایش دبی و سیلاب، تعداد زیادی از بنتوزها را شسته و با خود می‌برد و زمان برای تشکیل کلنی‌های جدید بنتوزی بر روی سنگ‌های جدید، همانند سنگ‌هایی که در تمام طول سال زیرآب بوده‌اند، کوتاه می‌باشد. در مطالعه‌ای که حیدری و همکاران در سال 1391 بر روی رودخانه کشکان رود انجام دادند، نشان داد که تراکم حداکثری در فصل بهار و حداقل تراکم در فصل زمستان دیده می‌شود (8).

شکری و همکاران در سال 1390، مطالعه‌ای با عنوان ارزیابی گروه‌های تغذیه‌ای بزرگ بی‌مهرگان کفزی بعنوان شاخص کیفی آب رودخانه تجن انجام دادند. نتایج نشان داد که تعداد 10112 نمونه بی‌مهرگان کفزی شناسایی‌شده، به 30 خانواده و 12 راسته تعلق داشتند (10).

شاخص شانون-وینر در ایستگاه‌های مطالعاتی رودخانه کرج تفاوت معنی‌داری را نشان نداد (جدول 4). محققین برای ارزیابی اثرات آلودگی مواد آلی بر روی ساختار جمعیتی منابع آب، عنوان کردند که هرگاه شاخص تنوع شانون-وینر کمتر از 1 باشد اکوسیستم شدیداً آلوده، بین 1-3 اکوسیستم در وضعیت نسبتاً آلوده و هرگاه بیشتر از 3 باشد غیرآلوده است (20). در مطالعات انجام‌شده در رودخانه کرج و بررسی میانگین شاخص تنوع شانون-وینر در طول مدت بررسی نشان داد که تمام ایستگاه‌ها در تمام فصول در وضعیت نسبتاً آلوده به سر می‌برند. نتیجه شاخص سیمپسون درجه غالبیت را نشان می­دهد. معمولاً هرچه غالبیت یک‌گونه در اجتماع بیشتر باشد، این مقدار به سمت 1 میل می­کند و برعکس هرچه توزیع فراوانی افراد بین گونه­ها یکنواخت­تر باشد، این مقدار به سمت صفر میل می‌کند. نتیجه شاخص سیمپسون در منطقه­ی مورد مطالعه بیشتر به سمت 1 میل می­کند. بنابراین توزیع فراوانی افراد بین گونه­ها یکنواخت نیست (5)، باقری توانی و همکاران در سال 1391 مطالعه‌ای با عنوان بررسی اثرات پساب کارخانه شن و ماسه بر روی شاخص‌های زیستی، محیطی و بوم‌شناختی رودخانه تیروم انجام دادند. نتایج شاخص‌های زیستی نشان داد که پساب کارخانه باعث کاهش تنوع و تراکم ماکروبنتوزها در ایستگاه 3 (دهانه ورودی پساب کارخانه)شد (5/0>P). نتایج حاصل از شاخص‌های بوم‌شناختی بطور میانگین مقادیر شانون-وینر در ایستگاه 3 کمترین و در ایستگاه 1 بیشترین بود (5/0>P). که نشان‌دهنده آلودگی در سطح بالا رودخانه تیروم می‌باشد (4).

غالب بودن جنس‌های Simulium در پاییز و زمستان و Chironomus در بهار و تابستان در رودخانه کرج که از گروه‌های مقاوم به آلودگی می‌باشند، بنظر می‌رسد به نوع تغذیه این گروه که فیلترکننده مواد آلی ریز معلق در آب هستند، مرتبط باشد. افزایش نسبی گروه‌های مقاوم، نشانگر اثر فشارهای محیطی بر اکوسیستم رودخانه و درنتیجه تغییر در ترکیب جمعیت کفزیان در جهت مصرف و جبران آشفتگی است. بنابراین برخی از ویژگی‌های فیزیکی آب مانند دبی، سرعت و غیره در این مناطق تحت تأثیر قرارگرفته و ویژگی‌های کیفی زیستگاه و جوامع بیولوژیکی را با تغییراتی مواجه ساخته و درنهایت در تنوع فون و فلور رودخانه نقش عمده‌ای دارد. تغییراتی که در ترکیب جمعیت کفزیان رخ می‌دهد، غالباً در پاسخ به عوامل محیطی و شرایط استرس‌زا در رودخانه و حفظ تعادل اکولوژیکی می‌باشد (13). برطبق نتایج بدست آمده، در ایستگاه‌های 2 و3 (گسیل و درده)، گروه‌های حساس به میزان زیادی دیده شدند، بطوریکه کیفیت آب در این دو ایستگاه طبق شاخص کیفی هیلسنهوف عالی گزارش شد و این امر را می‌توان بدلیل توانایی خودپالایی بالای آب رودخانه کرج و همچنین عدم ورود عوامل استرس‌زا در طی مسیر مورد مطالعه دانست. هرچه به پایین‌دست ایستگاه‌ها نزدیک می‌شویم بویژه ایستگاه 5 (وینه) که بعد از سد امیرکبیر قراردارد، از میزان موجودات حساس کاسته می‌شود و به مقدار گروه‌های مقاوم افزوده‌شده است. یکی از عوامل مهم استرس‌زا در مسیر مورد مطالعه، بدلیل تغییرات آب رودخانه پس از عبور از سد امیرکبیر و تلاقی با رودخانه هفت‌چشمه و منطقه شهری و ورود فاضلاب و پساب خانگی و شهری در مسیر رودخانه، ازجمله عوامل تأثیرگذار بر فون بنتیک و کیفیت آب می‌باشد، که بر شاخص مارگالف مؤثر است و نشانگر افت کیفیت آب می‌باشد. کیفیت آب در این ایستگاه طبق شاخص کیفی هیلسنهوف خوب گزارش شد.

تشکر و قدردانی

بدین‌وسیله از راهنمایی‌ها و زحمات جناب آقای مهندس محمدکریم جاذبی زاده کارشناس ارشد محترم شرکت مهندسین لار و جناب آقای مهندس محمد خزاعی نیا به‌واسطه تمهیدات و مساعدت‌های فراوان که در انجام این تحقیق داشته‌اند، نهایت سپاس را دارد.

1 - آخوند نژاد، ز.، محمدی روزبهانی، م.، و رجب‌زاده، ا.، 1392. بررسی آلودگی رودخانه زرد در محدوده منبع آب قدیم تا رود زرد ماشین با استفاده از جوامع ماکروبنتیک کم تاران و زالوها، اولین همایش ملی برنامه‌ریزی، حفاظت از محیط‌زیست و توسعه پایدار، انجمن ارزیابان محیط‌زیست هگمتانه (استان همدان). http://www.civilica.com/Paper-PCEPSD-PCEPSD01_077 .html

2 - احمدی، م. ر.، کرمی، م.، و کاظمی، ر.، ۱۳٧۹. تعیین زیتوده و برآورد تولید در رودخانه‌های آغشت و کردان، مجله منابع طبیعی ایران جلد 53 ، دوره1، صفحات ۳-۲۰.

3 - احمدی، م.، و نفیسی، م.، 1380. شناسایی موجودات شاخص بی‌مهره آبهای جاری، انتشارات خیبر، 240صفحه.

4 - باقری توانی، م.، نوروزی، م.، و فریدی، ش.، 1394. بررسی اثرات پساب کارخانه شن و ماسه بر روی شاخص‌های زیستی، محیطی و بوم‌شناختی رودخانه تیروم (استان مازندران)، مجله پژوهش‌های جانوری، دوره 28، شماره 1، صفحات 9-20.

5 -  باقری توانی، م.، و جمال‏ زاده، ح.ر.، 1393. بررسی شاخص‌های بوم‌شناختی و زیستی ماکروبنتوزهای ناحیه مصبی رودخانه‌ شیرود منتهی به دریای خزر، مجلات شیلات، جلد 6،  شماره 23 ، صفحات 81-96.

6 - پیروزی، ف.، و توکلی، م.، 1391. بررسی تنوع زیستی ماکرو بنتوزهای رودخانه‌های مهم استان لرستان، همایش ملی پژوهشهای آبزیان و اکوسیستم‌های آبی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سوادکوه. http://www.civilica.com/Paper-AQUATIC01-AQUATIC01_037.html

7 - جلیلی، م.، و رضایی مارنانی، ح.، 1391. بررسی ساختار جوامع ماکروبنتوزهای منطقه ساحلی آب‌های جزیره کیش، مجله اقیانوس‌شناسی، سال سوم، شماره 12، صفحات 9-1.

8 - حیدری، ن.، یزدیان، ح.، زهرایی، ب.، و جعفرزاده حقیقی فرد، ن.، 1391. ارزیابی زیستی رودخانه کشکان رود براساس تنوع و ساختار جمعیتی ماکروبنتوزها، اولین همایش ملی حفاظت و برنامه ‌ریزی محیط‌ زیست (استان همدان). http://www.civilica. com/Paper-NATURE01-NATURE01_327.htm

9 - خاتمی، ه.، ریاضی، ب.، و مدیری آثاری، ع.، 1383. بررسی کیفیت رودخانه کرج بر اساس تنوع خانواده‌های درشت بی‌مهرگان کفزی (ماکروبنتوزها)، مجله علوم و تکنولوژی محیط‌زیست، دوره نهم، شماره یک، صفحات 71-78.

10 - شکری، م.، رحمانی، ح.، و احمدی، م. ر.، 1394. ارزیابی گروه‌های تغذیه‌ای بزرگ بی‌مهرگان کفزی به‌عنوان شاخص کیفی آب رودخانه تجن، مجله پژوهش‌های جانوری، دوره 28، شماره 1، صفحات 52-61.

11 - عباسپور، ر.ا.، علیزاده ثابت، ح.ر.، هدایتی فرد، م.، و مسگران کریمی، ج.، 1390. ارزیابی زیستی رودخانه چشمه کیله تنکابن (استان مازندران) با استفاده از شاخص‌های زیستی، ساختار جمعیتی و زیتوده ای درشت بی‌مهرگان کفزی، مجله آبزیان و شیلات، سال دوم، شماره هشت، صفحات 63-75.

12 - میررسولی، ا.، و قربانی، ر.، 1390. ارزیابی زیستی رودخانه زرین گل (استان گلستان) با استفاده از ساختار جمعیت ماکروبنتوزها، مجله منابع طبیعی ایران، دوره 64، شماره4، صفحات 357-369.

 

13-   Fore, L.S., and et al., 1996. "Assessing invertebrate responses to human activities: evaluating alternative approaches." Journal of the North American Benthological Society, PP: 212-231.

14-   Hilsenhoff, W. L., 1988. "Rapid field assessment of organic pollution with a family-level biotic index." Journal of the North American Benthological Society, PP: 65-68.

15-   Washington, H. (1984). "Diversity, biotic and similarity indices: a review with special relevance to aquatic ecosystems." Water research 18(6): 653-694.

16-   Lenat, D.R., 1993. "A biotic index for the southeastern United States: derivation and list of tolerance values, with criteria for assigning water-quality ratings." Journal of the North American Benthological Society, PP: 279-290.

17-   Rosenberg, D.M., 1999. Protocoles for Masuring Biodiversity Benthic Macroinvertebrates in Fresh waters, Department of fisheries and Oceans, Fresh water Institute, Winnipeg, Manitoba, 42p.

18-   Bass, D. (1995). Species composition of aquatic macroinvertebrates and environmental conditions in Cucumber Creek. PROCEEDINGS-OKLAHOMA ACADEMY OF SCIENCE, OKLAHOMA ACADEMY OF SCIENCE. Vol, 75, pp: 39-44.

19-   Keylock, C. (2005). "Simpson diversity and the Shannon–Wiener index as special cases of a generalized entropy." Oikos 109(1): 203-207.

20-   Wilham, J.L., and Dorris, T.C., 1996. Biological parameters for water quality criteria. Bioscience. 18, PP: 477-481.