ارزیابی یکپارچگی اکولوژیکی رودخانه زرینه­رود با استفاده از شاخص­های زیستی ماهیان: مطالعه موردی تاثیر شهر شاهین­دژ (استان آذربایجان غربی)

علیرضا رادخواه¹، سهیل ایگدری^1*، یحیی شمس² و سید ولی حسینی¹

¹ایران، کرج، دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی، گروه شیلات

² ایران، تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات، دانشکده محیط­زیست و انرژی، گروه مدیریت

تاریخ دریافت: 24/01/1400          تاریخ پذیرش: 10/05/1400

چکیده

این تحقیق با هدف بررسی اثرات روند اختلالی و آسیب توسعه انسانی روی یکپارچگی اکولوژیکی رودخانه زرینه­رود با استفاده از شاخص­های بوم­شناختی ماهیان از قبیل امتیازدهی یکپارچگی، غنای گونه­ای، ترکیب و فراوانی آن­ها به اجرا در آمد. برای این منظور تعداد 7 ایستگاه در طول مسیر رودخانه در شهرستان شاهین­دژ انتخاب گردید. روش نمونه­برداری ماهیان براساس روشی استاندارد با استفاده از الکتروفیشینگ بود. روش­های معمول تعیین شاخص­های بوم­شناختی مانند شاخص سیمپسون، مارگالف، شانون، غالبیت، غنای گونه­ای و شاخص یکپارچگی اکولوژیکی (IBI) برای هر ایستگاه محاسبه گردید. در طی این تحقیق، در مجموع، تعداد 404 عدد ماهی از 11 گونه مختلف صید گردید. این مطالعه نشان داد که تنوع و فراوانی بالای گونه­ها، الزاماً نشانگر کیفیت بالای آب رودخانه نمی­باشند. بررسی نتایج حاصل از شاخص یکپارچگی اکولوژیکی در ایستگاه­های مورد مطالعه نشان داد که یکپارچگی اکولوژیکی در ایستگاه 4 در مقایسه با سایرین بیشتر است و پس از آن بترتیب ایستگاه­های 2 و 7 قرار دارند. این یافته­ها با نتایج به­دست آمده از شاخص­های تنوع زیستی مطابقت داشت. بررسی تنوع گونه­ای در ایستگاه­های 4، 2 و 7 نشان داد که این ایستگاه­ها از نظر شاخص یکپارچگی اکولوژیکی نیز مشابهت دارند. پژوهش حاضر نشان داد که در بین ایستگاه­های مورد مطالعه، ایستگاه 5 کمترین مقدار شاخص یکپارچگی اکولوژیکی را داشت. با توجه به اینکه ایستگاه 5 در مجاورت شهرستان شاهین­دژ قرار داشت، می­توان اذعان نمود که مقدار شاخص یکپارچگی اکولوژیکی این ایستگاه بیشتر تحت تاثیر فعالیت­های انسانی قرار گرفته است. براساس یافته­های این تحقیق، از میان اختلالات اکولوژیکی رودخانه، توسعه شهری به خصوص ورود پساب شهری، جزو جدی­ترین اختلالاتی بود که به­طور محسوس بر کیفیت آب و یکپارچگی رودخانه زرینه­رود تاثیر­گذار بود. نتایج این مطالعه نشان داد که روش یکپارچگی رودخانه قادر می­باشد برآورد مناسبی از تاثیر جامعه انسانی بر سلامت اکوسیستم رودخانه زرینه­رود ارائه دهد.

واژه های کلیدی: ماهیان، شاخص اکولوژیکی، یکپارچگی، رودخانه زرینه­رود، شاهین­دژ

* نویسنده مسئول، تلفن: 09396954207، پست الکترونیکی: soheil.eagderi@ut.ac.ir

مقدمه

آبزیان متعددی در اکوسیستم­های رودخانه­ای رندگی می­کنند که می­توانند از تاثیرات انسانی از جمله اختلال در کیفیت آب تاثیر بپذیرند (11 و 25). از این­رو آنها می­توانند بعنوان نشانگرهای زیستی، بیانگر هر گونه تغییر در اکوسیستم آبی محل زیست خود باشند (11، 16 و 32).

منابع آبی از جمله رودخانه­ها بعلت سوء مدیریت دچار تخریب گشتند و با رشد جمعیت در نتیجه توسعه بی­رویه بخش­های کشاورزی، شهرسازی و صنعتی شدن و ساخت و ساز سدها بر وضعیت اکولوژیکی و یکپارچگی آنها اثرات غیرقابل جبرانی وارد خواهد شد، چرا که تمدن­های بشری در پیرامون رودخانه­ها توسعه یافتند (9، 14 و 30).

شاخص یکپارچگی زیستی (Index of Biological Integrity) بیانگر روابط قابل پیش­بینی بین جمعیت آبزیان از جمله ماهیان و شرایط فیزیکی، شیمیایی، زیستی اکوسیستم آبی می­باشد ( 11، 26 و 28). در این رابطه متغیرهایی از جمله ترکیب گونه­ای، غنای گونه­ای، جایگاه تغذیه­ای ماهیان، فراوانی و ویژگی­های زیستی بعنوان معیار بر اساس میزان اثرگذاری مورد استفاده و امتیازدهی قرار می­گیرند. یکپارچگی اکولوژیکی رودخانه­ها می­توانند توسط عوامل متعددی از جمله توسعه کشاورزی، شهرنشینی و صنایع مختل گردد (14، 23 و 24). بر خلاف بسیاری از شاخص­های قبلی مورد استفاده برای ارزیابی وضعیت اکولوژیکی رودخانه­ها، شاخص یکپارچگی زیستی می­تواند میزان تخریب اکوسیستم را پایش و الویت­های ضروری مدیریتی را شناسایی و برای اقدامات مناسب بازیابی تعریف کند؛ چرا که یک اکوسیستم را بطور جامع در شرایط طبیعی آن مدنظر قرار می­دهد (21 و 33).

تاکنون پژوهش­های مختلفی با هدف بررسی ارزبابی یکپارچگی زیستی و شادابی در اکوسیستم­های آبزی انجام شده است که از جمله این تحقیقات می­توان به مطالعات کاستا و شولز (2010)، کاستا و همکاران (2020)، گونینو و همکاران (2020) و سوزوآ و ویانا (2020) اشاره کرد. کاستا و شولز (2010) به بررسی نقش جوامع ماهی بعنوان شاخص یکپارچگی اکولوژیکی در حوضه رودخانه سینوس (Sinos) در برزیل پرداختند (14). کاستا و همکاران (2020) به بررسی جوامع ماهی در حوضه­های کوچک آمازون پرداختند و از نمایه ماهی بعنوان ابزاری برای سنجش یکپارچگی و شادابی اکوسیستم رودخانه­ای بهره جستند (13). در یک مطالعه جامع، گونینو و همکاران (2020) به مرور نقش شاخص­های یکپارچگی زیستی که مبتنی بر جوامع ماهی بودند، پرداختند. آنها دریافتند که شاخص­های مبتنی بر ماهیان می­توانند ارزیابی دقیق و جامعی از وضعیت اکولوژیکی سیستم­های رودخانه­ای در جنوب برزیل در اختیار بوم­شناسان قرار دهند (21). سوزوآ و ویانا (2020) به مطالعه نقش نمایه ماهیان در یکپارچگی زیستی (IBI) و کیفیت اکولوژیکی پیکره­های آبزی پرداختند. آنها در مجموع، دریافتند که ماهیان نقش گسترده­ای در تعیین شاخص یکپارچگی زیستی در اکوسیستم­های آبزی ایفا می­کنند. از این­رو، شاخص IBI مبتنی بر جوامع ماهی می­تواند بعنوان ابزاری ارزشمند و مکمل برای ارزیابی کیفیت اکولوژیکی آب مورد استفاده قرار گیرد (38). این دانشمندان معتقدند در دهه اخیر، به اندازه کافی شاخص های مختلفی جهت ارزیابی وضعیت اکوسیستم ها تدوین شده است و تلاش محققان در دهه آینده باید بر تلفیق این شاخص های پراکنده جهت دستیابی به یک شاخص یکپارچه و جامع باشد که بر مبنای آن تصمیم گیران بتوانند به سادگی نسبت به اخذ تصمیمات مدیریتی و حفاظتی اقدام نمایند (16). از جمله مطالعات شاخصی که با هدف ارزیابی یکپارچگی اکوسیستم­های رودخانه­ای در ایران انجام شده است، می­توان به مطالعه خضری و همکاران (1398) اشاره کرد که به ارزیابی یکپارچگی اکولوژیکی رودخانه جاجرود با استفاده از سنجه­های ماهیان و ماکروبنتوزها پرداختند (3). اغلب این تحقیقات نشان داده­اند که ماهیان بدلیل ویژگی­های متمایز و بارزی که دارند، می­توانند اطلاعات مهمی از شرایط و وضعیت کلی اکوسیستم در اختیار بوم­شناسان قرار دهند (15). اگر چه استفاده از شاخص یکپارچگی زیستی در تحقیقات بین­المللی مورد توجه قرار گرفته است، اما تاکنون پژوهش­های بسیار اندکی پیرامون این شاخص در رابطه با ماهیان در ایران انجام شده است.

زرینه­رود یکی از طویل‌ترین و پرآب‌ترین رودهای شمال غرب ایران می‌باشد که در جلگه جنوبی دریاچه ارومیه قرار دارد. طول این رودخانه 302 کیلومتر می­باشد و در بخش­های بالادست از چهار شاخه اصلی تحت عنوان جیغاتوچای، سقزچای، خرخره­چای و ساروق­چای تامین می­شود (8). این رودخانه در جهت جنوب به شمال به موازات رودخانه سیمینه‌رود جریان دارد، و در طول مسیر خود از شهرستان شاهین‌دژ و میاندوآب می‌گذرد و در نهایت، در جنوب دریاچه ارومیه با تشکیل یک دلتای وسیع به عرض حدود ۱۰ کیلومتر به دریاچۀ ارومیه می‌ریزد (6). شایان ذکر است که سدی بر روی رودخانه زرینه­رود احداث شده است که بمنظور تامین آب برای مصارف کشاورزی و شُرب استفاده می­گردد. این رودخانه یکی از زیرحوضه­های اصلی در حوضه دریاچه ارومیه است و وسعت آن بالغ بر 7160 کیلومتر مربع می­باشد (8).

با توجه به موارد فوق و از آنجایی­که تاکنون مطالعات قابل توجهی در زمینه ارزیابی ررودخانه­ها بر اساس شاخص یکپارچگی زیستی (IBI) به­طور ویژه با تکیه بر جوامع ماهی در حوضه دریاچه ارومیه انجام نشده است، پژوهش حاضر بمنظور مطالعه یکپارچگی زیستی رودخانه زرینه­رود با اتکا بر جوامع ماهی و همچنین، انتخاب حدود 30 کیلومتر در مسیر شاهین­دژ با انتخاب 7 ایستگاه به اجرا درآمد تا علاوه بر بکارگیری این روش، کارایی آن نیز برای تولید اطلاعات ارزشمند برای مدیریت اکوسیستم رودخانه مورد ارزیابی قرار گیرد.

مواد و روشها

منطقه مورد مطالعه و نمونه­برداری ماهیان: این مطالعه در شهریوماه 1396 با هدف بررسی اثرات توسعه انسانی بر روی یکپارچگی اکولوژیکی رودخانه زرینه­رود در مجاورت شهر شاهین­دژ به مرحله اجرا درآمد (شکل 1). برای نمونه­برداری از ماهیان، 7 ایستگاه انتخاب شد که 4 ایستگاه قبل از شهر، 1 ایستگاه در مجاورت شهر و 2 ایستگاه بعد از شهر قرار داشت (جدول 1). تعیین ایستگاه­ها بر اساس ویژگی­هایی از قبیل نوع بستر رودخانه، مؤلفه‌های هیدرولوژیکی و تنوع زیستگاه­های مختلف در مسیر رودخانه صورت گرفت. در تعیین ایستگاه­ها، متغیرهای مخدوش­کننده شامل کشاورزی، شهرسازی و صنایع که موجب اختلال در یکپارچگی اکولوژیکی رودخانه می­شدند، مدنظر قرار گرفتند.

جدول 1- موقعیت و مشخصات ایستگاه­های نمونه­برداری شده در طول رودخانه زرینه­رود

شکل 1- موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه و ایستگاه­های نمونه­برداری در رودخانه زرینه­رود

نمونه­برداری ماهیان با استفاده از دستگاه الکتروشوکر (SAMUS 720P) صورت گرفت و همزمان ویژگی­های ایستگاه­ها شامل دمای آب، دبی، نوع بستر و ارتفاع از سطح دریا نیز ثبت گردید. نمونه­برداری از ایستگاه­های مورد نظر در طول رودخانه با توجه به استانداردهای بین­المللی صورت گرفت. بنابراین زمان نمونه­برداری و تلاش صیادی برای همه ایستگاه­ها یکسان بود. در این مطالعه، شناسایی ماهی­های صید شده و همچنین تعیین گونه­های بوم­زاد و غیربومی با استفاده از منابع معتبر ماهی­شناسی (17) انجام گرفت.

تجزیه و تحلیل داده‏ها: برای محاسبه شاخص­های اکولوژیکی ماهیان شامل مارگالف، شانون، سیمپسون، غنای گونه­ای، غالبیت و همگنی از نرم­افزارهایVersion 2.0  BiodiversityPro و PAST Version 3.04 استفاده شد. شاخص­های موردنظر بهمراه ویژگی­های ساختار جمعیتی شامل امتیازات کیفیت و کمیت گونه­ها، درصد حضور گونه­ای (گونه­های مقاوم و غیربومی) و بیوماس (با توجه به میزان تلاش صیادی CPUA) بود. بمنظور ترسیم نمودارهای ضروری از نرم­افزار Microsoft Excel 2016 و همچنین، بمنظور بررسی میزان تشابه ایستگاه­ها از آنالیز خوشه­ای (Cluster analysis) در نرم­افزار Past Version 3.04 استفاده شد.

داده­ها طبق جدول 2 که جدول امتیاز­دهی برای ارزیابی یکپارچگی اکولوژیکی (IBI) براساس روش بهینه شده اِشماتز و همکاران (2000) است، بعنوان پایه امتیازدهی مدل یکپارچگی در این مطالعه تعیین شد. این جدول در مراحل بعدی براساس مطالعات میدانی بهینه­سازی گردید. از آنجایی­که شاخص IBI بعنوان مدلی با کاربرد آسان و حساس برای بررسی یکپارچگی اکوسیستم رودخانه می­باشد، از این­رو پارامترهای انتخاب شده (جدول 2) براساس سیستمی با 5 کلاس (عالی، خوب، قابل قبول، ضعیف و خیلی ضعیف) امتیازدهی شد. در این امتیازدهی کلاس 1 یا عالی بیانگر بهترین شرایط و بدون آسیب انسانی و حضور تمامی گونه­های قابل انتظار می­باشد و کلاس خیلی ضعیف بیانگر حضور تعداد کمی گونه و بیوماس، شامل گونه­های معرفی شده و مقاوم است. در نهایت، پس از امتیازدهی ایستگاه­ها، میزان همبستگی آنها در مسیر رودخانه با توجه به میزان حضور عوامل کشاورزی، شهرنشینی و صنایع همجوار توسط آنالیز رگرسیون، نمودار ستونی و بصورت توصیفی مورد تحلیل قرار گرفت.

جدول 2- امتیاز­دهی برای ارزیابی یکپارچگی اکولوژیکی (IBI)، اصلاح شده اِشماتز و همکاران (2000)

نتایج

در مجموع از هفت ایستگاه، 11 گونه ماهی صید گردید (جدول 3). عمده گونه­های ماهیان صید شده متعلق به خانواده کپور­ماهیان بودند. علاوه بر این، یک گونه از جنس سگ ماهیان جویباری (Nemacheilidae) و یک گونه نیز به خانواده گاوماهیان (Gobiidae) تعلق داشت. در مجموع از تعداد 11 گونه، 4 گونه غیر­بومی شامل کاراس (Carassius gibelio Bloch, 1782)، ماهی مخرج لوله­ای (Rhodeus amarus Bloch, 1782)، آمورچه (Pseudorasbora parva Temminck & Schlegel) و تیز­ه­کولی (Hemiculter leucisculus Basilewsky, 1855) بودند. از لحاظ تعداد فراوانی ایستگاه شماره 3 دارای بیشترین تعداد و فراوانی گونه می­باشد.

جدول 3- لیست گونه­ها و تعداد ماهیان صید شده در هر کدام از ایستگاه­های مورد مطالعه

در مجموع، تعداد 404 ماهی در طول دوره نمونه­برداری صید گردید. در ایستگاه 1 تنها دو گونه صید گردید که بیشترین فراوانی مربوط به گونه تیزه­کولی بود. در ایستگاه دوم 3 گونه صید شد و بیشترین فراوانی مربوط به گونه شاه­کولی بود. در ایستگاه سوم نیز 7 گونه صید گردید که بیشترین فراوانی مربوط به سگ­ماهی جویباری (O. elsae) بود. در ایستگاه چهارم نیز 7 گونه صید گردید و بیشترین فراوانی مربوط به  شاه­کولی بود. در ایستگاه پنجم 7 گونه صید گردید که بیشترین فراوانی مربوط به شاه­کولی بود. در ایستگاه ششم 7 گونه صید گردید و بیشترین فراوانی مربوط به ماهی کاراس به تعداد 6 عدد بود. در ایستگاه هفتم 7 گونه صید گردید و بیشترین فراوانی مربوط به شاه­کولی بود. نتایج نشان داد که بیشترین تعداد گونه و نمونه از ایستگاه شماره 3 به تعداد 136 عدد ماهی صید شده است (شکل 2).

ویژگی­ها و فاکتورهای محیطی مربوط به ایستگاه­های نمونه­برداری در جدول 4 آورده شده است.

شکل 2- نمودار وضعیت فراوانی ماهیان در ایستگاه­های نمونه­برداری

جدول 4- ویژگی­ها و فاکتورهای محیطی ثبت شده در ایستگاه­های مورد مطالعه

بررسی شاخص­های اکولوژیک ماهیان شامل مارگالف و شانون، نشان داد که از ایستگاه اول تا ایستگاه ششم افزایش و بعد از آن در ایستگاه هفتم، با کاهش همراه بود. شاخص شانون در ایستگاه شماره 4 کمتر از ایستگاه شماره 3 بود و شاخص شانون ایستگاه شماره 3 بیشتر از ایستگاه پنجم بود. نتایج همچنین نشان داد که شاخص مارگالف به خوبی ارتباط روند تغییرات شاخص تنوع ماهیان را با روند تغییرات رودخانه (تغییر یکپارچگی اکولوژیکی) نشان می­دهد. بررسی شاخص سیمپسون نیز نشان داد که این روند مشابه شاخص مارگالف از ایستگاه شماره 1 تا 6 افزایش داشته و در ایستگاه هفتم رو به کاهش گذاشت. ولی میزان شاخص ایستگاه شماره 4 نسبت به ایستگاه­های سوم و پنجم کمتر بوده است. بنابراین با توجه به دستکاری کمتر ایستگاه چهارم توسط عوامل توسعه انسانی، این میزان کم شاخص سیمپسون قابل توجیه می­باشد (جدول 5).

در مورد غالبیت در مناطق دستکاری شده به­وسیله عوامل توسعه انسانی، این شاخص به­شدت با کاهش (ایستگاه­های پنجم تا ششم) همراه بود. این امر احتمالاً بدلیل حضور گونه­های غیر­بومی بیشتر می­باشد و غنای گونه­ای نیز چنین روندی را نشان می­دهد. بنابراین نتایج نشان داد که شاخص­های سیمپسون و غالبیت بعنوان دو شاخص قابل اعتماد برای بررسی ارتباط تنوع ماهیان با تاثیر عوامل توسعه انسانی می­توانند کاربرد داشته باشند.

جدول 5- شاخص­های اکولوژیکی به­دست آمده برای ماهیان در ایستگاه­های نمونه­برداری

نتایج آنالیز خوشه­ای بر اساس شاخص­های تنوع زیستی در شکل 3 آورده شده است. نتایج نشان داد که ایستگاه شماره 1 بیشترین تفاوت را با بقیه ایستگاه­ها دارد که این امر احتمالاً بدلیل شرایط هیدرولوژیکی آن می­باشد. از لحاظ تشابه، ایستگاه­های 2، 4، 5 و 7 در یک شاخه قرار گرفتند و بیانگر تنوع گونه­ای بالا در این ایستگاه­ها می­باشد. البته تنوع گونه­ای ماهیان در ایستگاه 5 بدلیل افزایش تعداد گونه­های غیر­بومی از جمله ماهی مخرج لوله­ای و کاراس می­باشد (جدول 3).

شکل 3- نمودار آنالیز خوشه­ای براساس تنوع زیستی ماهیان

نتایج ارزیابی یکپارچگی اکولوژیکی (IBI) بر اساس شاخص ماهیان در شکل 4 آورده شده است. بر این اساس، ایستگاه 4 دارای بیشترین امتیاز  و ایستگاه 5 در مجاورت شهر دارای کمترین امتیاز بوده است. روند تغییرات در این نمودار به خوبی بیانگر میزان تاثیرات فعالیت­های انسانی می­باشد. این گروه­بندی بر اساس شاخص­های تنوع و تشابه نسبی آن­ها بین ایستگاه­ها بوده است.

شکل 4- نمودار شاخص یکپارچگی اکولوژیکی ایستگاه­های نمونه­برداری در مسیر رودخانه زرینه­رود

بحث و نتیجه گیری

اگر چه در اکوسیستم­های رودخانه­ای، پایش ویژگی­های شیمیایی و فیزیکی یک روند معمول بوده و تغییرات آن نیز به­واسطه جریان آب سریع می­باشد، اما این پایش زیستی بر مبنای شاخص­های زیستی یک روش معمول می­باشد که اخیراً در بسیاری از مطالعات مورد استفاده قرار گرفته است (18، 22 و 30). اگر چه تاکنون بیشتر مطالعات پایش رودخانه بر اساس موجوداتی مثل حشرات آبزی معمول بوده است، ولی بنظر می­رسد که ویژگی­های ماهیان که بر خلاف حشرات از موجودات دائمی رودخانه هستند، می­تواند بعنوان یک شاخص مهم برای مدیریت رودخانه­ها مورد استفاده قرار گیرد (13، 19، 37 و 38).

هر چند، ارزیابی رودخانه­ها براساس ماهی یک روش معمول، رایج و استاندارد برای مدیریت شرایط رودخانه­ای و ذخایر آن در آمریکای شمالی و اروپا است (19، 29 و 30). ولی تاکنون تحقیق ویژه­ای در این مورد در ایران انجام نگرفته و بیشتر مطالعات بر اساس ویژگی­های فیزیکوشیمیایی آب، حشرات آبزی و ماکروبنتوزها بوده است. از این­رو، این تحقیق بر اساس تکنیک­های ارزیابی ماهی بنیان رودخانه، به­واسطه رودخانه­های فراوان و غنی از ماهی ایران، یک پتانسیل و فرصت مناسب برای توسعه و کاربرد این نوع ارزیابی و مدیریت برای سایر رودخانه­ها به شمار می­رود. ماهیان آبهای داخلی ایران، شامل رودخانه­ها و دریاچه­ها، حدود 297 گونه را درخود جای داده­اند (17) و در 19 حوضه جداگانه ایران پراکنش دارند و می­توانند در بررسی تاثیر جوامع انسانی (توسعه کشاورزی، صنعت و شهرنشینی) و مدیریت بهتر اکوسیستم حساس و مولد رودخانه مورد استفاده و ارزیابی قرار گیرند (15).

نتایج نشان داد که رودخانه زرینه­رود در مسیر طبیعی خود، بر اساس ویژگی­های هیدروبیولوژیکی ترکیب گونه­ای متعددی را شامل می­شود که در این مسیر این ترکیب گونه­ای شامل گونه­های بومی و غیربومی است. بر اساس نتایج و مشاهدات انجام شده، فراوانی گونه­های غیربومی به ویژه کاراس (C. gibelio)، ماهی مخرج لوله­ای (R. amarus) و آمورچه (P. parva) بیشتر در آبگیرها و سایر نقاط رودخانه که جریان آب آرام بوده و حاوی گیاهان آبزی فراوانی است، می­باشد. گونه غیربومی تیزه­­کولی، از جمله ماهیانی است که بهمراه سایر ماهیان بومی مثل شاه­کولی (A. atropatena) دیده می­شود و احتمالاً آشیان اکولوژیکی مشابه گونه­های بومی در مسیر رودخانه را اشغال می­کند، از این­رو، می­تواند بعنوان تهدیدی برای این گونه با ارزش بومی مطرح گردد (4، 5، 31 و 32).

در مطالعه حاضر، ایستگاه 1 بیشترین تفاوت را از منظر شاخص­های تنوع زیستی در مقایسه با سایر ایستگاه­ها نشان داد که علت این موضوع را می­توان به شرایط محیطی حاکم بر این ایستگاه نسبت داد. در این تحقیق، ایستگاه 1 در بخش بالادست رودخانه قرار داشت به­طوری که بستر این ایستگاه اغلب سنگ­ریزه و سنگلاخ بود و علاوه بر این، سرعت جریان آب و عمق ستون آب در مقایسه با سایر ایستگاه­ها بیشتر بود. این شرایط محیطی در اغلب منابع پیشین (36، 37 و 39) نیز بیان شده است و با تحقیق حاضر هم­خوانی دارد. متمایز شدن ایستگاه 6 در آنالیز خوشه­ای را نیز می­توان به شرایط محیطی این ایستگاه نسبت داد. با توجه به اینکه ایستگاه 6 در بخش پایین­دست رودخانه قرار داشت، دارای بستر سنگریزه­ای با حاشیه گیاهان آبزی و لجن بود که این مشاهدات با یافته­هایی که در منابع پیشین (39) از شرایط اکولوژیکی حاکم در بخش­های پایین­دست رودخانه وجود دارد، مطابقت دارد. نتایج آنالیز خوشه­ای نشان داد که ایستگاه 3 از ایستگاه­های 2، 4، 5 و 7 جدا شد که علت این موضوع را می­توان احتمالاً بدلیل کاهش عمق رودخانه نسبت داد. از آنجایی­که کاهش عمق رودخانه با کاهش ریززیستگاه­ها در اکوسیستم­های آبزی همراه است، پس می­توان بیان کرد که کاهش عمق رودخانه می­تواند تنوع و فراوانی گونه­ها را کاهش دهد (2)، اما این موضوع با فراوانی و غنای گونه­ای بالای این ایستگاه هم­خوانی ندارد. بنابراین، جدا از شرایط محیطی ذکر شده (جدول 4) باید نقش سایر عوامل اکولوژیکی از قبیل رقابت بین گونه­ها، را در این تغییرات جستجو کرد که لازم است این مسئله، در تحقیقات آتی مورد توجه قرار گیرد.

بررسی نتایج حاصل از شاخص یکپارچگی اکولوژیکی در ایستگاه­های مورد مطالعه نشان داد که یکپارچگی اکولوژیکی در ایستگاه 4 در مقایسه با سایرین بیشتر است و پس از آن بترتیب ایستگاه­های 2 و 7 قرار داند. این یافته­ها با نتایج به­دست آمده از شاخص­های تنوع زیستی (جدول 5) مطابقت دارد. بررسی تنوع گونه­ای در ایستگاه­های 4، 2 و 7 نشان داد که این ایستگاه­ها از نظر شاخص یکپارچگی اکولوژیکی نیز مشابهت دارند. پژوهش حاضر نشان داد که در بین ایستگاه­های مورد مطالعه، ایستگاه 5 کمترین مقدار شاخص یکپارچگی اکولوژیکی را داشت. با توجه به اینکه ایستگاه 5 در مجاورت شهرستان شاهین­دژ قرار داشت، می­توان اذعان نمود که مقدار شاخص یکپارچگی اکولوژیکی این ایستگاه بیشتر تحت تاثیر عوامل انسانی قرار گرفته است. مشابه این نتیجه در تحقیقات دیگر از جمله (11، 12، 27، 35، 36 و 38) نیز ذکر شده است. در پژوهشی که بمنظور بررسی شاخص یکپارچگی زیستی جمعیت ماهیان و کیفیت اکولوژیکی آبهای فلاندریا انجام شده بود، محققان کاهش مقدار شاخص یکپارچگی اکولوژیکی را به فعالیت­های انسانی در اطراف رودخانه مرتبط دانستند (11). در مطالعه حفاظت و احیای تنوع زیستی ماهیان در حوضه رودخانه یانگ تسه واقع در چین، نویسندگان (27) بیان داشتند که کاهش یکپارچگی اکولوژیکی در منطقه مورد مطالعه بدلیل فعالیت­های مختلف انسانی صورت گرفته است که از جملۀ اثرات این فعالیت­ها می­توان به افزایش طغیان رودخانه­ها، اثرات ناشی از احداث پل­ها، تغییر و انحراف مسیر رودخانه­ها با هدف مصرف آب، احداث سدها، حمل رسوبات از مناطق جنگل­زدایی شده، افزایش رواناب بدلیل کاهش پوشش گیاهی و فرسایش شدید خاک اشاره کرد (7، 27 و 39). مجموع این یافته­ها حاکی از این است که در اکثر مناطق نقش فعالیت­های انسانی و اثرات آنها در تغییر وضعیت بوم­شناختی اکوسیستم­های آبزی مشهود و برجسته است.

تاثیر عمده عوامل انسانی در مسیر مورد بررسی رودخانه زرینه­رود بیشتر مربوط به فرآیند­های شن­برداری است که باعث ایجاد آبگیر­ها می­شوند، همچنین ورود پساب و فاضلاب شهر شاهین­دژ به داخل رودخانه عامل مختل­کننده دیگر می­باشد (7 و 8). جایگاه شن­برداری در ایستگاه 3 دارای تنوع بالایی از ماهیان بومی بهمراه ماهیان غیر­بومی بود که باعث تغییرات عمده در روند یکپارچگی اکولوژیکی رودخانه شده بود و علاوه بر تغییر در ترکیب، اندازه، غنا و ساختار گونه­ای، باعث تغییر در شرایط هیدرولوژیکی این قسمت از رودخانه شده بود. بنابراین این زیستگاه­های جدید (آبگیرهای عمیق و رشد گیاهان آبزی حاشیه­ای) محلی مناسب برای استقرار گونه­های غیربومی را فراهم نموده است (1 و 7).

بر اساس نتایج، بیشترین میزان تغییر در منظر رودخانه (River landscape) مربوط به ایستگاه 5 در بعد از محل ورودی پساب شهر شاهین­دژ بود که ورود حجم بالای پساب بهمراه مواد معلق به رودخانه باعث ایجاد جزایر متعدد به­واسطه رسوب مواد معلق و غنی­شدن آب می­شود که در نهایت موجب رشد و گسترش شدید گیاهان آبزی فراوان در پیرامون رودخانه شده بود. ورود پساب شهر شاهین­دژ باعث تغییر عمده در یکپارچگی رودخانه شده بود که این امر علاوه بر رسوبات فراوان و حاشیه برکه­ای رودخانه، در میزان مواد مغذی ورودی به رودخانه نیز مشهود بود. با توجه به ماهیت تکاملی ماهیان رودخانه، عمده ماهیان زیست­کننده در این ناحیه شامل ماهیان پهن و یا بسترزی از جمله مخرج لوله­ای و کاراس بودند که برای زیست در این زیستگاه دارای توانایی بالایی بودند. در ادامه مسیر رودخانه، تاثیر شهر شاهین­دژ بر یکپارچگی رودخانه در دو ایستگاه بعدی کاملاً مشهود بود که این امر به­واسطه حضور گونه­های غیربومی توسعه یافته و شسته شده به این مناطق، قابل ارزیابی می­باشد. ایستگاه شماره 6 که در فاصله 5/1 کیلومتری بعد از شهر قرار داشت، در بستر حاشیه­ای دارای مقادیر بالایی از گیاهان آبزی غوطه­ور بود و از این نظر ماهیان پهن مانند کاراس و مخرج لوله­ای به تعداد زیاد حضور داشتند ولی این روند در ادامه مسیر رودخانه، بواسطه فرآیند خود­پالایی بهبود یافته و در ایستگاه شماره 7 تقریباً شرایط به حالت عادی بازگشته بود و از لحاظ منظر رودخانه­ای و حتی ترکیب و غنای گونه­ای ماهیان، بیشتر شبیه ایستگاه­های قبل از شهر بود.

آنالیز خوشه­ای ایستگاه­های نمونه­برداری براساس شاخص­های اکولوژیکی مختلف برای درک شباهت­ها نتوانست پاسخ مناسبی را پیرامون روند تغییرات مسیر رودخانه و تاثیر جوامع انسانی ارائه دهد که البته چنین مطالعاتی در مورد تنوع حشرات آبزی و یا ماکروبنتوزها در رودخانه­ها نتایج مثبتی را نشان داده بود. روش مطالعه در این تحقیق، کاملاً منطبق با روند تاثیرات توسعه جامعه انسانی در مسیر رودخانه بود که در عین حال بنظر می­رسد برخی شاخص­ها از جمله اندازه ماهی و گونه­هایی که خود باعث پایداری و استمرار نسل خود می­گردند، نیاز به اصلاح دارند. بنابراین، امکان کاربرد این روش در رودخانه­های ایران وجود دارد ولی نیاز است که برای هر اکوسیستم رودخانه­ای، شاخص­های اختصاصی بر اساس ویژگی­های رودخانه­ها و ماهیان آن تهیه گردد (20، 21)، چرا که در مورد برخی از شاخص­های مورد مطالعه در این تحقیق ،که بر اساس روش اِشماتز و همکاران (2000) بود، انطباق داده­ها برای امتیاز­دهی اندکی مشکل بنظر می­رسید. اما این مشکل در مطالعات قبلی نیز مطح شده است (30 و 34).

ارزیابی دستکاری انسان در مسیر رودخانه، اندکی سخت است، چرا که اساساً جوامع انسانی در مجاورت رودخانه­ها توسعه یافته­اند و رودخانه­های اندکی یافت می­شوند که بکر باشند و بتوان بعنوان منطقه رفرنس تعریف کرد. با توجه به این ویژگی رودخانه­ها و نهرها و اجتماعات ماهیان موجود در آن­ها، یکپارچگی در زمان حال، با آنچه که یکپارچگی بعد از ارزیابی و مطالعات نشان می­دهد، متفاوت خواهد بود. با توجه به فقدان داده­ها از ویژگی­های تاریخی ماهیان، ارزیابی یکپارچگی اکولوژیک رودخانه مشکل بنظر می­رسد، ولی روش مورد استفاده در این تحقیق برمبنای نمونه­برداری از سایت­ها در مسیر رودخانه، یک تکنیک پذیرفته شده می­باشد (24، 34 و 35) و همان­طور که نتایج نیز نشان داد، به راحتی ساختار اجتماعات ماهیان را برای آشکارسازی یکپارچگی رودخانه نشان می­دهد.

نتایج این پژوهش نشان داد که به جای تعداد ایستگاه­های متعدد در مسیر رودخانه، تعداد کم ایستگاه با سه تکرار می­تواند ارزیابی مناسبی از اجتماعات ماهیان زیست­کننده در رودخانه ارائه دهد. در مطالعاتی که ناگزیر به تکرار نمونه­برداری و ارزیابی می­باشیم، اختلال در سیستم رودخانه­ای، می­تواند ارزیابی یکپارچگی را با مشکل مواجه سازد و در ضمن تفاوت نوع زیستگاه مثل بالادست و پایین­دست نیز اثرات و دگرگونی­های طبیعی بر اجتماعات ماهیان گذاشته و طبیعتاً تفاوت­های معنی­دار و محسوسی را بر ترکیب ماهیان خواهند داشت. از این­رو، ایستگاه­ها باید در فواصل کم و در قبل و بعد از محل اثر یک عامل موثر (مثل توسعه شهری) انتخاب گردد تا از تفاوت در اجتماع ماهیان به­واسطه ترکیب آن­ها اجتناب شود. بعنوان مثال، در بعضی از ایستگاه­های نمونه­برداری در این تحقیق، تعداد گونه­های بومی متعددی دیده شد، ولی در ادامه مسیر نمونه­برداری اثری از این گونه­ها یافت نشد. از این­رو طبیعی بنظر می­رسد که هر منطقه یک ترکیب و جامعه (assemblage) خاص خود را داشته باشد.

در مطالعات متعددی از جمله باسم (2020)، کلیماشیک و گودین (2020) و دوکی و همکاران (2020) به ارتباط ترکیب و تنوع  ماهیان با کیفیت آب اشاره شده است، ولی در عین حال تاثیر­گذاری روند توسعه انسانی (سدسازی، ورود پساب شهری و ...) در بسیاری از مسیرهای رودخانه­ای به عینه قابل رویت می­باشد. چهار نوع عامل اختلال اصلی در مسیر رودخانه ذکر شده­اند که عبارتند از (1) توسعه کشاورزی، (2) توسعه روند شهر­سازی، (3) سدسازی و (4) صنایع. در منطقه مورد بررسی اساساً بیشترین روند تاثیر، مربوط به توسعه شهر­سازی و پساب ورودی به رودخانه بود که شن­برداری از بستر رودخانه نیز می­تواند در زمره این توسعه شهری قرار گیرد (1، 7 و 8). اندکی از تاثیرات را نیز می­توان به توسعه کشاورزی در اطراف مسیر رودخانه مرتبط دانست. با توجه به دبی بالای رودخانه، تاثیر عامل کشاورزی به واسطه برداشت آب توسط پُمپ­ها و چاه­های پیرامون رودخانه کمتر بود، ولی این تاثیر نه در ترکیب ماهیان  بلکه در بیوماس تاثیر مستقیمی خواهد داشت. با توجه به فقدان هر گونه داده مربوط به زمان­های قبل، برآورد چنین تاثیری در حال حاضر امکان­پذیر نخواهد بود. البته مطالعات متعددی در برخی کشورها بر روی تاثیر عامل کشاورزی انجام شده است (13، 19 و 22). البته، لازم به ذکر است که توسعه کشاورزی در مسیر رودخانه، نه تنها باعث ورود مواد شیمیایی مانند کودها و آفت­کش­های حاصل از کشاورزی خواهد بود، بلکه ورود مواد آلی از زمین­های کشاورزی و حیوانات اهلی پیرامون رودخانه­ها و نهرها نیز می­توانند از عوامل تاثیر­گذار بر این اکوسیستم­ها باشند (9 و 10) که خوشبختانه بدلیل بزرگی و حجم بالای آب رودخانه زرینه­رود، چنین آثاری مشاهده نگردید. مشابه یافته­های بدست آمده در تحقیقات ارائه شده توسط فرانزل (2003) و سِترا و فِری­را (2016) نیز به­ثبت رسیده است، بطوری که آنها اظهار داشتند که ورود مواد آلی و آلاینده­های حاصل از فعالیت­های کشاورزی می­تواند روی شاخص یکپاچگی اکولوژیکی رودخانه­ها که مبتنی بر جوامع ماهی ارائه شده است، تاثیرات مختلفی داشته باشد که این اثرات در اغلب گزارش­ها و مطالعاتی که با هدف تعیین یکپارچگی اکولوژیکی در رودخانه­ها انجام شده است، به ثبت رسیده است.

علی­رغم حجم بالای پساب شهری شاهین­دژ، با مشاهده تغییرات و همچنین وجود گیاهان و مواد آلی در مسیر رودخانه، شاهد روند خود­پالایی بسیار مناسب در رودخانه زرینه­رود بودیم. شاخص یکپارچگی نشان داد که در فاصله حدود 10 کیلومتری از شهر، ترکیب اجتماع ماهیان به ­حالت طبیعی برمی­گردد. ولی در فاصله حدود 5/1 کیلومتری از شهر، هنوز به ترکیب و حالت طبیعی خود برنگشته و در ترکیب و تنوع گونه­ای  ماهیان (بومی و غیر بومی) اختلال دیده می­شود. این نتایج در سایر مطالعات از جمله بِلپایر و همکاران (2000) و باسِم (2020) نیز مطرح شده است و نقش خودپالایی رودخانه­ها بر تنوع زیستی ماهیان و شاخص­ یکپارچگی زیستی به ثبت رسیده است. این محققان بیان کردند که در فاصله­ای دورتری از محل ورود آلودگی به رودخانه، تنوع زیستی ماهیان و شاخص یکپارچگی اکولوژیکی به حد طبیعی خود بازمی­گردد که می­توان علت آن را به اثر خودپالایی رودخانه مرتبط دانست که البته تحت تاثیر دبی و حجم آب رودخانه تغییر می­کند (1 و 8). کاستا و همکاران (2020) اظهار داشتند که ورود پساب­ها و فاضلاب­های شهری علاوه بر اینکه می­تواند غنای گونه­ای ماهیان را کاهش دهد، با ورود غلظت­های بالایی از نیترات و فسفات، یک زیستگاه آشفته و بی­کیفیت برای جوامع ماهی ایجاد می­کند که در گذر زمان می­تواند اثرات جبران­ناپذیری برای بوم­سازگان آبی بدنبال داشته باشد.

مطالعه حاضر توانست ارتباطی واضح از روند تاثیر توسعه انسانی بر سلامت و یکپارچگی رودخانه­ها را آشکار سازد و از این­رو می­تواند بعنوان روشی کاربردی و سریع در مدیریت و پایش زیستی رودخانه­ها با استفاده از شاخص­های زیستی تنوع ماهیان بکار گرفته شود. چرا که سایر روش­ها که بر پایه فاکتورهای فیزیکوشیمیایی و یا ماکروبنتوز­ها کاربرد دارند، نیاز به بررسی طولانی مدت و زمان­بر خواهند داشت و علاوه براین، هزینه بالایی را نیز نسبت به روش مورد استفاده ما دربرخواهند داشت. مشابه این یافته­ها و نظرات بِکَرات در تحقیقات مختلف از جمله مطالعات جدید مانند پونت و همکاران (2019)، سیلوانو (2020) و سوزوآ و ویانا (2020) ذکر شده است.