مجله پژوهشهای جانوری (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)
تغییرات زمانی و مکانی ساختار جمعیت یک روزه ها Ephemeroptera و ارتباط آن با خصوصیات فیزیکوشیمیایی رودخانه تجن – استان مازندران)
نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 ساری- خ 15 خرداد- کوچه تعاون آپارتمان طوطیان واحدشماره 4
2 دانشگاه گیلان
3 دانشکده حشره شناسی جمهوری چک
4 محیط زیست مازندران
چکیده
رودخانهها اکوسیستمهای حیاتی هستند و حفاظت از آنها اهمیت زیادی دارد. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی تاثیر پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب بر جمعیت حشرات راسته Ephemeroptera در سه ایستگاه بالادست، میاندست و پاییندست رودخانه تجن انجام شد. نمونهبرداری از آب و حشرات آبزی به صورت ماهانه از فروردین تا اسفند 1398 انجام شد. به منظور بررسی وضعیت کیفی ایستگاهها از آنالیز واریانس یکطرفه، تعیین اثر عوامل محیطی در تفکیک ایستگاهها از تحلیل مولفههای اصلی (PCA) و تعیین ارتباط بین متغیرهای محیطی با حضور و عدم حضور راسته یکروزهها از روش رستهبندی مستقیم تحلیل متعارفی تطبیقی (CCA) استفاده شد. نتایج نشان داد که فاکتورهای فیزیکوشیمیایی در دوره زمانی مطالعه شده تغییرات زیادی داشتند، به طوری که میانگین دبی (3/68) متر مکعب بر ثانیه، اکسیژن محلول (53/9) میلیگرم در لیتر و اسیدیته (31/8) در بهمن و اسفند بیشترین و هدایت الکتریکی با میانگین 1181 میکروموس بر سانتیمتر و کل ذرات معلق با میانگین 815 میلیگرم در لیتر در شهریور کمترین مقدار را نشان دادند. نتایج آنالیز واریانس ارزیابی کیفی رودخانه نشان داد که ایستگاه محمدآباد در بالادست از نظر دما و اکسیژن محلول نسبت به دو ایستگاه دیگر و ایستگاه تجن در پاییندست از نظر هدایت الکتریکی، کل ذرات معلق و دبی با دو ایستگاه دیگر تفاوت معنیداری دارند (p<0.05). نتایج نشان داد که فراوانی برخی از خانوادههای راسته یکروزهها مانند Baetidae با هدایت الکتریکی و کل ذرات معلق و حضور Oligoneuridae با اسیدیته و اکسیژن محلول ارتباط معنیداری دارند، لذا میتوانند به عنوان شاخص کیفی منابع آبهای جاری و سطحی محسوب شوند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Temporal and spatial variation in population structure of Ephemeroptera in relation to physicochemical properties of Tajan River- Mazandaran province)
نویسندگان [English]
- Samereh Bagheri 1
- Javid Imanpour Namin 2
- Jindřiška Bojková 3
- Rohollah Esmaili 4
1 ساری- خ 15 خرداد- کوچه تعاون آپارتمان طوطیان واحدشماره 4
2 University of Guilan/ Associate Professor
3 - Biology Centre of the Czech Academy of Sciences, Institute of Entomology
4 DOE of Mazandaran
چکیده [English]
Rivers are vital ecosystems and their protection is of outmost importance. In this study effects of physicochemical parameters of water on the population structure of Ephemeroptera in three sampling locations e.g. upstream, middle and downstream of the Tajan River were examined. Sampling was carried out on monthly bases from April to March 2019. One-way analysis of variance was used to evaluate the qualitative status of the sampling stations, Principal component analysis was utilized to determine the effect of environmental factors on separation or overlap of the studied stations and comparative conventional analysis was used to determine the relationship between environmental variables with presence and absence of Ephemeroptera families. Results showed that physicochemical factors varied significantly during the study period. The average of factors such as the flow rate (68.3 m3/sec), dissolved oxygen (9.53 mg/lit) and pH (8.31) were at highest levels in February and March while average of EC (1181µm/cm) and TDS (815 mg/lit) were at their lowest values in in September. Significant differences were observed in physicochemical factors at different stations. The differences were apparent between Mohammadabad station with other two sampling stations in terms of temperature and dissolved oxygen and Tajan station varied significantly with others in terms of EC, TDS and Debi. Significant relationship was observed between frequency and presence of some families of Ephemeroptera including Baetidae with EC and TDS and Oligoneuridae with pH and dissolved oxygen which allows considering these groups as qualitative indicator or indicator species of surface water resources.
کلیدواژه‌ها [English]
- Tajan River
- Ephemeroptera
- Biological assessment
- Biological Indices
تغییرات زمانی و مکانی ساختار جمعیت یک روزهها Ephemeroptera و ارتباط آن با خصوصیات فیزیکوشیمیایی رودخانه تجن – استان مازندران
سامره باقری1، جاوید ایمانپور نمین1*، ییندریشکا بویکووا2 و روح الله اسماعیلی3
1 ایران، صومعهسرا، دانشگاه گیلان، دانشکده منابع طبیعی، گروه شیلات.
2 جمهوری چک، برنو، موسسه حشره شناسی آکادمی علوم.
3 ایران، ساری، اداره کل حفاظت محیط زیست مازندران
تاریخ دریافت: 28/11/1400 تاریخ پذیرش: 15/04/1401
چکیده
ارزیابی بیولوژیک از موثرترین روشهای عملی و اقتصادی جهت تعیین سلامت اکوسیستمهای آبی محسوب میشود. تنوع ماکروبنتوزها نسبت به آلودگی بسیار حساس و به عنوان شاخص سلامت رودخانهها مورد استفاده قرار میگیرد. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی تاثیر پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب بر فراوانی جمعیت حشرات راسته Ephemeroptera در سه ایستگاه بالادست، میاندست و پاییندست رودخانه تجن انجام شد. نمونهبرداری به روش انتخابی در هر ایستگاه از آب و حشرات آبزی به صورت ماهانه از فروردین تا اسفند 1398 انجام شد. به منظور بررسی وضعیت کیفی ایستگاهها از آنالیز واریانس یکطرفه، تعیین اثر عوامل محیطی در تفکیک ایستگاهها از تحلیل مولفههای اصلی (PCA) و تعیین ارتباط بین متغیرهای محیطی با حضور و عدم حضور راسته یکروزهها از روش رستهبندی مستقیم تحلیل متعارفی تطبیقی (CCA) استفاده شد. نتایج نشان داد که میانگین دبی رودخانه (3/68) متر مکعب بر ثانیه، اکسیژن محلول (53/9) میلیگرم در لیتر و اسیدیته (31/8) در بهمن و اسفند بیشترین و هدایت الکتریکی با میانگین 1181 میکروموس بر سانتیمتر و کل ذرات معلق با میانگین 815 میلیگرم در لیتر در شهریور کمترین مقدار را داشتند. نتایج آنالیز واریانس ارزیابی کیفی رودخانه نشان داد که ایستگاه محمدآباد در بالادست از نظر دما و اکسیژن محلول نسبت به دو ایستگاه دیگر و ایستگاه تجن در پاییندست از نظر هدایت الکتریکی، کل ذرات معلق و دبی با دو ایستگاه دیگر تفاوت معنیداری دارند (p<0.05). همچنین فراوانی برخی از خانوادههای راسته یکروزهها مانند Baetidae با هدایتالکتریکی و کل ذرات معلق و فراوانی Oligoneuridae با اسیدیته و اکسیژن محلول همبستگی مثبت دارند. لذا با توجه به ارتباط معنیدار عوامل کیفی رودخانهها با فراوانی برخی از یکروزهها، میتوانند به عنوان شاخص کیفی منابع آبهای جاری و سطحی محسوب شوند.
واژه های کلیدی: رودخانه تجن، Ephemeroptera، ارزیابی زیستی، شاخصهای زیستی
* نویسنده مسئول، تلفن: 09113360938 ، پست الکترونیکی:imanpour@guilan.ac.ir
مقدمه
ارزیابی و پایش زیستی روشی است که در چند دهه اخیر بر کارایی آن تاکید شده و از موثرترین روشهای عملی و اقتصادی جهت تعیین سلامت اکوسیستمها محسوب میشود (19). انواع جانداران در رودخانهها در شرایط مشخصی از دامنه کیفی آب قادر به ادامه حیات هستند. زمانی که یک رودخانه مقادیر قابل توجهی از آلودگی را دریافت میکند، فراوانی، توزیع و ترکیب جمعیت موجودات آبزی تغییر میکند. بنابراین شاخصهای زیستی راهی جهت نمایش وضعیت اکولوژیک منابع آبی هستند که براساس جمعیت بیمهرگان کفزی و دامنه تحمل آنها به آلودگی میباشد (28). حشرات متنوعترین گروه موجودات در آبهای شیرین هستند (29). بیمهرگان کفزی از نظر مقاومت در برابر شدت آلودگی و کاهش اکسیژن با یکدیگر تفاوت دارند، برخی از گونهها در آبهای کاملاً تمیز و عاری از هر گونه آلودگی و بعضی نیز در آبهایی با آلودگی زیاد قادر به ادامه حیات هستند، به طوریکه وجود یا عدم وجود حشرات آبزی و حساسیت این موجودات نسبت به آلودگیها نشانگر کیفیت آب میباشد (12) به همین دلیل جمعیت بیمهرگان بزرگ کفزی میتواند بیانگر تغییر وضعیت کمی و کیفی رودخانه در گذر زمان باشد. ماکروبنتوزها، بیمهرگانی هستند که حداقل بخشی از زندگی خود را در بستر منابع آبی سپری کرده و به دلیل داشتن غنای گونهای بالا، ساکن بودن و چرخه زندگی طولانی، بیشتر از دیگر جانداران آبزی در ارزیابی بوم شناختی اکوسیستمهای آبی مورد توجه قرار دارند (26). ماکروبنتوزها در محیطهای آبی چندین نقش مهم دارند که از مهمترین وظایف آنها تغذیه آبزیان، جابجایی و چرخش مواد غذایی در اکوسیستم آبی است (22). استفاده از بیمهرگان کفزی در شناسایی کیفیت منابع آبی بر این فرض استوار است که در مناطقی که تحت تأثیر عوامل آلاینده نباشند تنوع بیمهرگان کفزی بیشتر بوده و گونههای حساس در آنجا غالب هستند؛ اما در مناطقی که تحت تاثیر منابع آلودگی قرار گرفتهاند تنوع کمتری مشاهده میشود (13). در سالهای اخیر ماکروبنتوزها به دلیل داشتن پتانسیل بالا در مطالعات پایش زیستی مورد توجه بیشتری قرار گرفتهاند (31)؛ زیرا این موجودات به تغییرات فیزیکوشیمیایی محیط حساس هستند و به عبارت دیگر شاخص ساختار و عملکرد یک اکوسیستم آبی محسوب میشوند (25، 26)؛ همچنین این موجودات، جزئی از زنجیره غذایی زیستگاههای آبی بوده و نیاز غذایی بسیاری از گونههای آبزی را تهیه و بدین ترتیب نقش حیاتی در چرخه انرژی و مواد اکوسیستم دارند. موجودات کفری باعث معدنی شدن مواد آلی شده و به عنوان دومین یا سومین سطح غذایی مورد استفاده سایر آبزیان قرار گرفته و به عنوان نمایهای از میزان کل تولید اکوسیستم محسوب میشوند (6). این جانداران به دلیل ساکن بودن، غنای گونهای بالا، چرخه زندگی طولانی و نمایش تغییرات محیطی به صورت دورهای، بیش از دیگر جانداران آبزی در ارزیابی اکوسیستمهای آبی مورد توجه قرار دارند (28.( راسته یکروزهها یا Ephemeroptera که انتشار جهانی دارد؛ یکی از راستههای شناخته شده بوده (29) و خانوادههای مختلف این راسته چرخه زندگی پیچیدهای در محیط آب و خشکی دارند و به خاطر حضور در زیستگاههای متنوع رفتار غذایی متفاوتی دارند به طوری که بعضی از خانوادههای این راسته در بهار و برخی در پاییز غالب هستند و برخی از آنها مانند Baetidae نسبت به آلودگی بسیار حساس هستند و به عنوان شاخص سلامت رودخانهها مورد استفاده قرار میگیرند (15). پراکنش گونههای Ephemeroptera توسط متغیرهای محیطی مانند عرض رودخانه، سرعت جریان آب، pH، هدایت الکتریکی، مواد مغذی، مقدار اکسیژن محلول و جنگل زدایی تحت تاثیر قرار میگیرد (10). Hovannisyan و Shahnazaryan در سال 2016 به منظور بررسی ارتباط کیفیت آب مهمترین رودخانه ارمنستان با جمعیت ماکرو بیمهرگان کفزی در حوضه آبریز Achuryan از روش ارزیابی زیستی سریع برای تعیین کیفیت رودخانه استفاده نمودند. نتایج نشان داد که کیفیت شیمیایی آب رودخانه از خوب تا بد و بدترین متغیر بوده و مهمترین اثر بر جمعیت ماکرو بیمهرگان، آلودگی ناشی از وجود مواد مغذی بود. ورود منابع آلاینده در رودخانهها خصوصیات فیزیکوشیمیایی از قبیل اسیدیته، دما، هدایت الکتریکی، مواد مغذی، اکسیژن محلول و بسیاری دیگر از خصوصیات آن را تحت تاثیر قرار میدهد (8) و شدت آلودگی رودخانهها در تنوع موجوداتی که در آن میتوانند زنده بمانند، نقش تعیین کنندهای دارد. بسیاری از مواد محلول آبهای شیرین به عنوان عامل آشفتگی در جمعیت جوامع موجودات آبزی محسوب میشوند (23). Latimore در سال 2012، بیان نمود که میزان اندک اکسیژن محلول در آب نشاندهنده وجود دیاکسیدکربن بالا و این عامل سبب کاهش جمعیت حشرات آبزی میشود (18). همچنین Popoola and Otalekor در سال 2011 بیان کردند که اسیدیته آب رودخانهها نیز یک عامل موثر بر جمعیت موجودات آن محسوب میشود، به طور مثال برخی از حشرات که به میزان آلودگی رودخانهها حساس هستند، فقط میتوانند در دامنه اسیدیته بین 5/6 تا 5/7 زنده بمانند، بنابراین تغییرات ویژگیهای رودخانه بر تنوع و الگوی پراکنش حشرات آبزی تاثیر خواهد گذاشت (23). بنا به اهمیت رودخانه تجن به عنوان یکی از رودخانههای مهم شیلاتی در استان مازندران که به دلیل گستردگی طولی در معرض منابع آلاینده مختلف قرار دارد، مطالعات متعددی در زمینه وضعیت کیفی آن رودخانه انجام شده است (2، 3 و 5)، اما در خصوص ارتباط پارامترهای کیفی بر تنوع حشرات آبزی به ویژه راسته مهم یک روزهها مطالعهای انجام نشده است. لذا این تحقیق با هدف شناسایی تغییرات زمانی و مکانی جمعیت راسته یکروزهها و میزان ارتباط فراوانی آنها با تغییرات خصوصیات فیزیکوشیمیایی رودخانه تجن انجام گردید تا مشخص نماید که حضور خانوادههای یکروزهها شاخص مناسبی برای ارزیابی کیفی رودخانهها محسوب میگردد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه: ﺗﺠﻦ ﻳﻜﻲ ﺍﺯ ﺭﻭﺩﺧﺎﻧﻪﻫﺎی حاشیه جنوبی دریای خزر است که ﺍﺯ ﺭﺷﺘﻪ ﻛﻮﻩ ﺍﻟﺒﺮﺯ ﺳﺮﭼﺸﻤﻪ ﻣﻲﮔﻴﺮﺩ. رودخانه ﺗﺠﻦ 120 ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮ ﻃﻮﻝ ﺩﺍﺷﺘﻪ ﻭ ﺣﻮﺿﻪ ﺁﺑﺮﻳﺰ ﺁﻥ ﺩﺭ ﺣﺪﻭﺩ 2000 ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮ ﻣﺮﺑﻊ ﻭﺳﻌﺖ ﺩﺍﺭﺩ. ﺣﻮضه ﺁﺑﺮﻳﺰ این رودخانه ﺩﺭ ﻓﺎﺻﻠﻪ 63 ﺩﺭﺟﻪ و 1 دقیقه ﺗـﺎ 63 ﺩﺭﺟﻪ ﻭ 22 ﺩﻗﻴﻘﻪ ﻋﺮﺽ ﺷﻤﺎﻟﻲ ﻭ 35 ﺩﺭﺟﻪ ﻭ 3 ﺩﻗﻴﻘﻪ ﺗﺎ 35 ﺩﺭﺟﻪ ﻭ 72 ﺩﻗﻴﻘﻪ ﻃﻮﻝ ﺷﺮﻗﻲ ﻗﺮﺍﺭ ﺩﺍﺭﺩ. ﺭﻭﺩﺧﺎﻧﻪ ﺗﺠﻦ قبل ﺍﺯ ﻭﺭﻭﺩ ﺑﻪ ﺷﻬﺮ ساری، ﺍﺯ ﻣﺴﻴﺮﻫﺎﻱ ﺟﻨﮕﻠﻲ، ﺭﻭﺳﺘﺎﻳﻲ ﻭ ﺯﻣﻴﻦﻫﺎﻱ ﻛﺸﺎﻭﺭﺯﻱ ﻭ ﭼﻨﺪﻳﻦ ﻛﺎﺭﺧﺎﻧﻪ ﻋﺒﻮﺭ ﻣﻲﻛﻨﺪ و پس از عبور از ﺷﻬﺮﺳﺘﺎﻥ ﺳﺎﺭﻱ ﺩﺭ ﻧﺎﺣﻴﻪ ﺧﺰﺭﺁﺑﺎﺩ ﺑﻪ ﺩﺭﻳﺎﻱ ﺧﺰﺭ ﻣﻲﺭﻳﺰﺩ (5).
ایستگاههای مورد مطالعه: ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮﺩﺍﺭﻱ از رودخانه ﺩﺭ ﻃﻮﻝ 50 ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮ ﺩﺭ 3 ﺍﻳﺴﺘﮕﺎﻩ ﺍﺯ فروردین ﺗﺎ اسفند 1398 به صورت ماهانه ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺷﺪ. ﺍﻳﺴﺘﮕﺎﻩﻫﺎﻱ ﻣﻄﺎﻟﻌﺎﺗﻲ به صورت انتخابی و به ترتیب در بالادست، میاندست و پاییندست رودخانه قرار داشته و با توجه به وضعیت کاربری پیرامون و استقرار ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺁﻻﻳﻨﺪﻩ در مجاورت ﺭﻭﺩﺧﺎﻧﻪ ﺗﺠﻦ انتخاب شدند. ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺍﻳﺴﺘﮕﺎﻩﻫﺎی مورد مطالعه ﺩﺭ جدول 1 و ﺷﻜﻞ 1 ﻧﺸﺎﻥ ﺩﺍﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ.
تشریح روش نمونهبرداری
ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮﺩﺍﺭﻱ ﺍﺯ ﺑﻲﻣﻬﺮﮔﺎﻥ ﻛﻒﺯﻱ: ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮﺩﺍﺭﻱ ﺍﺯ حشرات راسته یک روزهها ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮﺩﺍﺭ ﺳﻮﺭﺑﺮ ﺑﺎ ﺍﺑﻌﺎﺩ 40 ×40 ﺳﺎﻧﺘﻲﻣﺘﺮ ﻭ ﭼﺸﻤﻪ ﺗﻮﺭ 100 ﻣﻴﻜﺮﻭﻥ ﻭ ﺑﺎ سه ﺗﻜﺮﺍﺭ ﺩﺭ ﻫﺮ ﺍﻳﺴﺘﮕﺎﻩ و به صورت ماهانه و در سه روز اول هر ماه از ساعت هشت تا ده صبح ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺷﺪ. ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎﻱ ﺟﻤﻊﺁﻭﺭﻱ ﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﻇﺮﻭﻓﻲ ﻛﻪ ﻣﺸﺨﺼﺎﺕ ﺍﻳﺴﺘﮕﺎﻩ، ﻣﺤﻞ ﻭ ﺗﺎﺭﻳﺦ ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮﺩﺍﺭﻱ ﺩﺭ ﺁﻥ ﺛﺒﺖ ﺷﺪﻩ ﺑﻮﺩ ﺗﺨﻠﻴﻪ ﻭ با اتانول 70 درصد ﺗﺜﺒﻴﺖ ﻭ ﺑـﻪ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻩ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﺷﺪﻧﺪ (13). در ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻩ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑـﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻟﻮپ ﺑﺎ ﺑﺰﺭگﻧﻤﺎﻳﻲ 10 ﺗﺎ 40 ﻭ ﻛﻠﻴﺪﻫﺎﻱ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ (14، 22 و 24) ﺷﻤﺎﺭﺵ ﻭ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﺷﺪﻧﺪ.
جدول 1- موقعیت ایستگاههای مورد مطالعه در طول مسیر رودخانه تجن بر مبنای UTM
|
ارتفاع |
عرض |
طول |
ایستگاه |
|
728 |
4003801 |
711085 |
محمدآباد |
|
225 |
4026426 |
695343 |
تاکام |
|
30 |
4048767 |
686672 |
تجن |
ﺷﻜﻞ 1- ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺍﻳﺴﺘﮕاهﻫﺎﻱ ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮﺩﺍﺭﻱ ﻭ ﻧﻘﺸﻪ ایستگاههای ﻣﻄﺎﻟﻌﺎﺗﻲ ﺭﻭﺩﺧﺎﻧﻪ ﺗﺠﻦ- ﺳﺎﺭﻱ
نمونهبرداری از آب رودخانه: برای تعیین پارامترهای فیزیکی شامل اسیدیته، هدایت الکتریکی، اکسیژن محلول و دما از دستگاه پرتابل Multiline P4 در محل نمونهبرداری استفاده شد. ﻛﺪﻭﺭﺕ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﺎ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﻛﺪﻭﺭﺕﺳﻨﺞ 100- TBتعیین شد، بدین ترتیب که ابتدا ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻣﺤﻠﻮﻝﻫﺎﻱ ﻛﺎﻟﻴﺒﺮﺍﺳﻴﻮﻥ (02/0، 10، 100، 1000 NTU) ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﺭﺍ ﻛﺎﻟﻴﺒﺮﻩ ﻧﻤﻮﺩﻩ ﻭ ﺳﭙﺲ ﺳﻞ ﺷﻴﺸﻪﺍﻱ ﻧﺸﺎﻥﺩﺍﺭ ﺷﺪﻩ ﺭﺍ ﻛﺎملا ﺑﺎ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﭘﺮ ﻛﺮﺩﻩ ﻭ ﺩﺭﺏ ﺁﻥ ﺑﺴﺘﻪ ﺷﺪ. ﺑﺎﻳﺪ ﺩﻗﺖ ﻛﺮﺩ ﻛﻪ ﺟﺪﺍﺭﻩ ﺑﻴﺮﻭﻧﻲ ﺷﻴﺸﻪﻫﺎ ﻛﺎملا ﺗﻤﻴﺰ ﻭ ﺧﺸﻚ ﺑﺎﺷﺪ. ﺳﭙﺲ ﺳﻞ ﺭﺍ ﺩﺍﺧﻞ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﮔﺬﺍﺷﺘﻪ ﻭ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﻛﺪﻭﺭﺕ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩﮔﻴﺮﻱ ﮔﺮﺩﻳﺪ. کل مواد جامد معلق (TDS) با دستگاه Meter TDS Conductivity ﻭ ﻛﻞ ﻣﻮﺍﺩ ﺟﺎﻣﺪ ﻣﺤﻠﻮﻝ (TSS) به ﻭﺳﻴﻠﻪ ﭘﻤﭗ ﺧﻸ ﻭ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﺍﺳﺘﺎﺕ ﺳﻠﻮﻟﺰﻱ 45/0 ﻣﻴﻜﺮﻭﻣﺘﺮ ﺑﺎ ﺣﺴﺎﺳﻴﺖ 001/0 ﮔﺮﻡ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﮔﻴﺮﻱ ﺷﺪ (16).
ﺁﻧﺎﻟﻴﺰ ﺩﺍﺩﻩﻫﺎ: پس از محاسبه مقادیر تعداد کل راسته یکروزهها در هر ایستگاه و ﻧﺮﻣﺎﻝﺳﺎﺯﻱ ﺩﺍﺩﻩﻫﺎ (در صورت نیاز) ﺑﻪ ﺭﻭﺵ ﻛﻮﻟﻤﻮﮔﺮﻭﻑ- ﺍﺳﻤﻴﺮﻧﻮﻑ، از آنالیز واریانس یک طرفه برای مقایسه تفاوت بین میانگین پارامترهای فیزیکوشیمیایی در هر ایستگاه استفاده شد. ﺗﺠﺰﻳﻪ ﻭ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﺁﻣﺎﺭﻱ ﺩﺍﺩﻩﻫﺎ ﺑﺎ ﻧﺮﻡ افزار ﺁﻣﺎﺭﻱ SPSS 16 ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺷﺪ. به منظور تعیین اثر عوامل محیطی در تفکیک ایستگاههای مورد مطالعه از تحلیل مولفههای اصلی (PCA) در نرم افزار R استفاده شد. ابتدا به دلیل ناهمگن بودن فراوانی خانواده یکروزهها از روش تغییر شکل هلینگر استفاده شد و متغیرهای محیطی نیز با یکسان سازی مقیاسها Z-Score استاندارد شدند، به طوری که واریانس یک و میانگین صفر داشته باشند. برای بررسی روابط بین متغیرهای محیطی با حضور و عدم حضور خانواده یکروزهها از روش رستهبندی مستقیم تحلیل متعارفی تطبیقی (CCA) استفاده شد و پس از شناسایی مهمترین مولفهها معنیداری هر کدام از آن مقادیر توسط آزمون مونت کارلو بررسی شد (20).
ﻧﺘﺎﻳﺞ
نتایج بررسی کیفیت آب رودخانه تجن نشان داد که فاکتورهای فیزیکوشیمیایی در طول دوره زمانی تغییرات زیادی داشتند. دبی رودخانه بین 1/119 متر مکعب بر ثانیه در اسفند ماه تا 5/1 متر مکعب بر ثانیه در تیر ماه متغیر بود؛ به طوری که ماههای بهمن و اسفند با سایر ماههای سال و ایستگاه تجن در پایین دست نسبت به دو ایستگاه دیگر تفاوت معنیداری داشتند (N=36, f=1/75, p<0.05) (شکل 2). کمترین دمای آب در بهمن (10 درجه) و بیشترین مقدار آن در شهریور (27 درجه) ثبت گردید که تفاوت معنیداری با سایر ماههای سال داشت (N=36, f=0/902, p<0.05). همچنین میانگین دمای آب در ایستگاه محمدآباد بیشتر از دو ایستگاه دیگر بوده و تفاوت معنیداری با آنها داشت (شکل 3). بیشترین میزان اکسیژن محلول برابر با 1/5 میلیگرم در لیتر در بهمن ماه و کمترین مقدار آن در مرداد ماه برابر با 6/10 میلیگرم در لیتر در مرداد ماه ثبت گردید. مقدار اکسیژن محلول در بهمن نسبت به سایر ماههای سال تفاوت معنیدار داشته و به طور کلی ماههای سرد نیز نسبت به ماههای گرم تفاوت معنیداری داشتند (N=36, f=7/782, p<0.05).؛ (شکل 4). مقدار اسیدیته از 7 تا 3/8 متغیر بود و بیشترین مقدار آن در بهمن ماه و کمترین میزان آن در شهریور ماه ثبت گردید. نکته مهم در مورد مقدار اسیدیته عدم وجود تفاوت معنیدار بین ایستگاههای مختلف و ماههای مختلف بود (N=36, f=9/811, p<0.05) (شکل 5). میزان هدایت الکتریکی از مقدار 1720 میکروموس بر سانتیمتر در شهریور تا 250 میکروموس بر سانتیمتر در اسفند متغیر بود و شهریور ماه نسبت به سایر ماههای سال دارای اختلاف معنیدار بود (N=36, f=0/702, p<0.05) (شکل 6). میزان کل مواد معلق از مقدار 1070 میلیگرم بر لیتر در شهریور ماه تا 55 میلیگرم بر لیتر در اسفند ماه متغیر بوده و از این نظر شهریور ماه نسبت به سایر ماههای سال دارای اختلاف معنیدار بود (N=36, f=1/32, p<0.05). (شکل 7).
نتایج نشان داد که خانوادههای مختلف یکروزهها در سه ایستگاه مشاهده میشوند؛ به طوری که در ایستگاه سوم در پاییندست رودخانه، فراوانی خانواده یکروزهها بسیار کم و در دو ایستگاه میاندست و بالادست فراوانی آن بیشتر بوده است. به طور کلی پنج خانواده Baetidae، Heptageniidae، Ephemerellidae، Oligoneuridae و Caenidae از راسته Ephemeroptera در ایستگاههای مورد مطالعه شناسایی شد.
ﺷﻜﻞ 2- مقایسه میانگین دبی ﺭﻭﺩﺧﺎﻧﻪ ﺗﺠﻦ در ایستگاههای مورد مطالعه در سال 1398 (حروف متفاوت نشان دهنده معنی داری است)
ﺷﻜﻞ 3- مقایسه میانگین دما در رﻭﺩﺧﺎﻧﻪ ﺗﺠﻦ در ایستگاههای مورد مطالعه در سال 1398 (حروف متفاوت نشان دهنده معنی داری است)
ﺷﻜﻞ 4- مقایسه میانگین اکسیژن محلول ﺭﻭﺩﺧﺎﻧﻪ ﺗﺠﻦ در ایستگاههای مورد مطالعه در سال 1398 (حروف متفاوت نشان دهنده معنی داری است)
ﺷﻜﻞ 5- مقایسه میانگین اسیدیته ﺭﻭﺩﺧﺎﻧﻪ ﺗﺠﻦ در ایستگاههای مورد مطالعه در سال 1398 (حروف متفاوت نشان دهنده معنی داری است)
ﺷﻜﻞ 6- مقایسه میانگین هدایت الکتریکی ﺭﻭﺩﺧﺎﻧﻪ ﺗﺠﻦ در ایستگاههای مورد مطالعه در سال 1398 (حروف متفاوت نشان دهنده معنی داری است)
ﺷﻜﻞ 7- مقایسه میانگین کل مواد معلق ﺭﻭﺩﺧﺎﻧﻪ ﺗﺠﻦ در ایستگاههای مورد مطالعه سال 1398 (حروف متفاوت نشان دهنده معنی داری است)
شکل 8- مقایسه میانگین فراوانی کل خانوادههای یکروزهها در ﺭﻭﺩﺧﺎﻧﻪ ﺗﺠﻦ در ایستگاههای مورد مطالعه
همچنین نتایج نشان داد خانوادهBaetidae با تعداد 170 عدد بیشترین و خانواده Caenidae با 91 عدد کمترین فراوانی را در بین خانوادهها داشت، همچنین بررسی فراوانی یکروزهها در سه ایستگاه نشان داد که گونههای غالب متعلق به خانوادهBaetidae و Heptageniidae بوده که در ایستگاههای مختلف فراوانی آنها نسبت به سایر خانوادهها معنیدار میباشد (شکل 8).
نتایج بررسی فراوانی گونههای مختلف یکروزهها در سه ایستگاه پاییندست (تجن)، میاندست (تاکام) و بالادست (محمدآباد) نشان داد که در هر سه ایستگاه بیشترین مقدار میانگین فراوانی مربوط به ماه بهمن به ترتیب برابر با 932/16± 91، 157/18± 136و 663/24± 182و کمترین مقدار آن در ماه شهریور به ترتیب برابر با 171/11± 58، 401/12± 103 و 047/18± 151 گونه میباشد. همچنین ماههای بهمن و شهریور از نظر فراوانی در هر سه ایستگاه تفاوت معنیداری با سایر ماههای سال دارند و خانوادههای Baetidae و Heptagenidae بیشترین و Caenidae کمترین فراوانی و تفاوت معنیداری نسبت به سایر خانواده های یکروزهها داشتند (شکل 9).
ﺷﻜﻞ 9- مقایسه میانگین فراوانی خانواده یکروزه ها (پاییندست) و میان دست (تاکام) در ماههای مختلف در سال 1398
نتایج تجزیه مولفههای اصلی با نرمافزار Canoco نشان داد که دو مولفه اول، بیشترین تفاوت بین میانگینها را توصیف میکنند. مقادیر ویژه و درصد واریانس و ورایانس تجمعی توصیف شده هر کدام از مولفههای تحلیل مولفههای اصلی (PCA) در جدول 2 نشان داده شده است، مولفه اول با 47/58 درصد و مولفه دوم یا 18/25 درصد واریانس، مجموعا 65/83 درصد واریانس کل و سایر مولفهها، 35/16 درصد واریانس را نشان میدهند (جدول 2).
بررسی ضرایب همبستگی متغیرهای محیطی با هر کدام از مولفهها، نشان داد که متغیرهای کل ذرات معلق، هدایت الکتریکی و دما با مولفه اول همبستگی مثبت و متغیرهای اسیدیته و اکسیژن محلول همبستگی منفی دارند و تنها متغیری که با مولفه دوم همبستگی بالایی دارد، دبی است (جدول 3). نمودارهای ضرایب همبستگی هر کدام از متغیرها با مولفههای اصلی در شکل 6 نمایش داده شده است (شکل 10).
جدول 2- مقادیر ویژه و درصد واریانس و واریانس تجمعی مولفههای اصلی
|
مولفه ها |
مقدار عددی |
درصد واریانس |
درصد واریانس تجمعی |
|
1 |
508/3 |
471/58 |
471/58 |
|
2 |
511/1 |
178/25 |
649/83 |
|
3 |
513/0 |
546/8 |
195/92 |
|
4 |
306/0 |
096/5 |
291/97 |
|
5 |
154/0 |
562/2 |
853/99 |
|
6 |
009/0 |
147/0 |
100 |
نتایج بررسی رستهبندی متغیرهای محیطی و ایستگاهها نشان داد که متغیرهای هدایت الکتریکی، کل ذرات معلق و دما با مولفه اول همبستگی مثبت دارند و با اکسیژن محلول و اسیدیته همبستگی منفی دارند و اسیدیته موثرترین عامل در مولفه اول محاسبه گردید. در مولفه دوم، تنها متغیر دبی همبستگی مثبت با آن دارد.
جدول 3- ضرایب همبستگی متغیرهای محیطی با مولفههای اصلی
|
متغیرها |
مولفه اول |
مولفه دوم |
مولفه سوم |
مولفه چهارم |
مولفه پنجم |
مولفه ششم |
|
دبی |
16638/0- |
91259/0 |
37227/0- |
027508/0 |
012123/0 |
00157/0 |
|
کل ذرات معلق |
89249/0 |
38989/0 |
17634/0 |
12265/0 |
025743/0- |
068165/0- |
|
هدایت الکتریکی |
83027/0 |
49058/0 |
25006/0 |
057612/0 |
011108/0 |
063282/0 |
|
اسیدیته |
92979/0- |
095342/0 |
094867/0 |
2668/0 |
21487/0- |
0071461/0 |
|
اکسیژن محلول |
92685/0- |
15942/0 |
016204/0 |
17395/0 |
24285/0 |
0064357/0- |
|
دما |
7811/0 |
4699/0- |
24139/0- |
32848/0 |
052573/0 |
011825/0 |
شکل 10- نمودارهای ضرایب همبستگی هر کدام از متغیرها با مولفههای اول و دوم
نتایج نشان داد که با نزدیک شدن به ایستگاه پاییندست (تجن) مقادیر هدایت الکتریکی و کل ذرات معلق افزوده شده و از مقادیر اکسیژن محلول و اسیدیته کاسته شده است. همچنین نتایج نشان داد که اکسیژن محلول و اسیدیته دو متغیر مهم در ایستگاه میاندست (تاکام) هستند و متغیرهای دما و دبی بر هیچ یک از ایستگاهها تاثیرگذار نبوده و هیچ کدام از متغیرها در منطقه محمد آباد تاثیرگذار نیستند (شکل 11).
شکل 11- نمودار بای پلات متغیرهای محیطی و ایستگاههای نمونهبرداری
بررسی نتایج ارتباط متغیرهای محیطی با حضور و عدم حضور خانواده راسته یکروزهها در روش رستهبندی مستقیم تحلیل متعارفی تطبیقی (CCA) نشان داد که در این تحلیل نیز مولفه اول با 97/81 درصد و مولفه دوم با 19/16 درصد مهمترین مولفه هستند و مجموعا 16/98 درصد واریانس را توجیه میکنند (جدول 4). همچنین بررسی معنیداری هر کدام از این مقادیر با آزمون مونت کارلو نشان داد که مقدار p برای مولفه اول و دوم با تحلیل CCA کمتر از 05/0 شده و معنیداری آن تایید میشود (شکل 11).
جدول 4- مقادیر ویژه و درصد واریانس توجیه شده مولفه ها در تحلیل CCA
|
درصد مقادیر ویژه |
مقادیر ویژه |
مولفه |
|
|
999 N= 001/0= مقدار p |
|||
|
97/86 |
010566/0 |
اول |
|
|
19/16 |
0020866/0 |
دوم |
|
|
643/1 |
00021175/0 |
سوم |
|
|
2023/0 |
6076/2 |
چهارم |
|
نمودار CCA نشان داد که متغیرهای هدایت الکتریکی و کل ذرات معلق با Baetidae بیشترین همبستگی و متغیرهای دما و دبی با هیچکدام از خانواده یکروزهها ارتباط معنیداری ندارند. متغیرهای اسیدیته و اکسیژن محلول با حضور Oligoneuridae همبستگی مثبت دارد. Heptagenidae، Ephemerellidae و Caenidae نیز با هیچ متغیری همبستگی ندارند (شکل 12).
بحث
بررسی متغیرهای فیزیکوشیمیایی رودخانه تجن نشان داد که دبی در ماههای بهمن، اسفند و فروردین با سایر ماههای سال و ایستگاه تجن در پاییندست نسبت به دو ایستگاه دیگر تفاوت معنیداری دارد، این موضوع به دلیل افزایش نزولات جوی در زمستان، کوهستانی بودن رودخانه تجن، ذوب برف در بهار، ورود شاخههای فرعی و تجمیع دبی آنها در پایین دست میباشد (2). با وجود روند یکسان تغییرات دمای آب در طول دوره زمانی مطالعه شده، ایستگاه محمد آباد (بالادست) تفاوت معنیداری با سایر ایستگاهها دارد و افت شدید دما در این ایستگاه به علت کوهستانی بودن منطقه و اختلاف ارتفاع بیش از 500 متر نسبت به دو ایستگاه دیگر میباشد. همچنین بررسی زمانی تغییرات دما نیز نشان داد که شهریور نسبت به سایر ماههای سال تفاوت معنیداری دارد که علت آن گرم شدن هوا و کاهش شدید دبی آب رودخانه در فصول گرم سال میباشد، این موضوع با نتایج مطالعات (3) انطباق دارد.
شکل 12- نمودار بای پلات متغیرهای محیطی و خانواده های یکروزهها در تحلیل CCA
میزان اکسیژن محلول در بهمن ماه نسبت به سایر ماههای سال و به طور کلی ماههای سرد نیز نسبت به ماههای گرم سال تفاوت معنیداری داشت؛ که دلیل آن میتواند گرم شدن هوا، کاهش دبی رودخانه در فصول گرم سال باشد (2). از طرفی میزان اکسیژن محلول در ایستگاه محمدآباد نسبت به دو ایستگاه دیگر بسیار بیشتر و تفاوت معنیداری داشت، این موضوع نیز به دلیل عدم وجود منابع آلاینده در بالادست و عدم ورود پساب مزارع پرورش ماهی و کارخانجات ایستگاه به محمدآباد میباشد (2). هدایت الکتریکی و کل ذرات معلق در شهریور نسبت به سایر ماهها تفاوت معنیدار داشت که دلیل آن کاهش دبی، گرم شدن هوا و به تبع آن کاهش اکسیژن محلول میباشد، همچنین ایستگاه تجن در پایین دست از نظر میزان اکسیژن محلول نسبت به دو ایستگاه دیگر دارای تفاوت معنیدار بود که این امر به دلیل ورود حداکثری پساب منابع آلاینده از بالادست و تجمیع اثرات آنها در این ایستگاه میباشد که با نتایج مطالعات Akaahan and Many, 2016، Camargo et al., 2011 وAhlawat and Kumar, 2009 (7، 8، 11) مطابقت دارد. بررسی فراوانی پنج خانواده از راسته یکروزهها نشان داد که خانوادههای Baetidae و Heptagenidae با بیشترین فراوانی و خانواده Caenidae با کمترین فراوانی، تفاوت معنیداری نسبت به سایر خانوادههای راسته یک روزهها داشتند. همچنین فراوانی جمعیت راسته یکروزهها از فصلی به فصل دیگر متغیر بود به طوری که ماههای بهمن و شهریور تفاوت معنیداری با سایر ماههای سال داشت، دلایل این امر میتواند افزایش میزان بارندگی و دبی رودخانه و کاهش ورود منابع آلاینده در فصل زمستان باشد، Akaahan و همکاران (2016) در مطالعهای روی رودخانهای در نیجریه بیان کردند که بارندگی به عنوان یک فاکتور اصلی در تغییر فراوانی و ترکیب یکروزهها، نقش مهمی دارد؛ این موضوع برخلاف نتایج مطالعات (9) بوده که تاکید میکند تعداد خانوادههاو فراوانی راسته یکروزهها در فصل خشک افزایش مییابد.
نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که در ایستگاه سوم در پاییندست، فراوانی اعضای راسته یکروزهها بسیار کم و در دو ایستگاه میان دست و بالادست فراوانی بالاتر و تفاوت معنیدار میباشد که احتمالاً کاهش وضعیت کیفی آب رودخانه در ایستگاه پاییندست، ورود منابع آلاینده و شرایط بد اکولوژیکی آن ایستگاه سبب کاهش جمعیت یک روزهها شده است. این موضوع در تحقیقات (27) تاکید شد که تنوع جمعیت یک روزهها در دورهای که منابع آلاینده زیستگاهها را تحت تاثیر قرار داده و وضعیت کیفی آن را تخریب میکنند، بسیار پایین است. نتایج بررسی رستهبندی متغیرهای محیطی و رویشگاهها نشان داد که از بالادست (محمدآباد) به ایستگاه پاییندست (تجن) مقادیر هدایت الکتریکی و کل ذرات معلق افزایش و از میزان اکسیژن محلول کاسته شده است. همچنین متغیرهای دما و دبی بر هیچ کدام از ایستگاهها تاثیرگذار نیستند، این موضوع نشان میدهد که خصوصیات کیفی آب رودخانه بر حضور و عدم حضور گونههای راسته یکروزهها تاثیر داشته و زمینه کاهش فراوانی آنها را در ایستگاه پایین دست فراهم مینماید. از طرفی نتایج آنالیز CCA نشان داد که متغیرهای هدایت الکتریکی و کل ذرات معلق با خانواده Baetidae بیشترین همبستگی و متغیرهای دما و دبی با هیچکدام از خانواده یکروزهها ارتباط معنیداری ندارند. متغیرهای اسیدیته و اکسیژن محلول با حضور Oligoneuridae همبستگی مثبت و معنیدار دارند، بنابراین با توجه با اهداف این مطالعه و نتایج حاصله میتوان بیان نمود که برخی از خانوادههای یکروزهها نظیر Baetidae و Oligoneuridae به دلیل ارتباط معنیدار با برخی از عوامل کیفی رودخانه میتوانند به عنوان شاخص ارزیابی کیفی منابع آبی سطحی مورد استفاده قرار گیرند.
(علمی)', './data/animal/coversheet/421678864945.jpg'))
دوره 36، شماره 1
فروردین 1402صفحه 77-89
- تاریخ دریافت: 23 آذر 1399
- تاریخ بازنگری: 28 بهمن 1400
- تاریخ پذیرش: 15 تیر 1401