پژوهشی
بررسی زئو پلانکتونهای تالاب گمیشان
*دکتر برهان ریاضی
کلمات کلیدی:
رئوپلانکتن،تالاب گمیشان،شاخص تنوع،پراکنش فضایی
چکیده:
تالاب گمیشان که در حاشیه جنوب شرقی دریای خزر قرار دارد،از ویژگیهای بوم شناختی بسیار ارزشمندی برخوردار است.از آنجا که این تالاب،که بخش عمده آن در کشور ما قرار دارد،به نسبت ناشناخته مانده و نیز با توجه به نقش و اهمیت زیادی که زئوپلانکتونها در زنجیرههای غذایی این تالاب دارند،این مقاله به بررسی آنها پرداخته است.زئوپلانکتونهای تالاب گمیشان در 15 گروه متعلق به 5 شاخه شناسایی شدهاند. تراکم این جانوران ذرهبینی در 5 ایستگاه و طی 12 ماه پیاپی،از طریق انجام نمونهبرداری،شناسایی و مطالعات آزمایشگاهی و آماری مورد بررسی قرار گرفته است.تغییرات زمانی زئوپلانکتونها تفاوتهای قابل ملاحظهای را نشان میدهد.کمترین تراکم این موجودات مربوط به بهمن و پس از آن دیماه بوده است. درحالیکه در تابستان و اوایل پاییز تراکم اکثر گروهها در بالاترین حد خود ملاحظه شد.میانگین تراکم یکساله هریک از 15 گروه زئوپلانکتون و همچنین حد اقل و حد اکثر تراکم آنها،که با احتمال 95%در محیط هریک از ایستگاهها و نیز در کل تالاب قابل مشاهده میباشند،محاسبه و ارایه شده است.ضمنا برای هر یک از این گروهها،شاخص توزیع و همچنین چگونگی پراکنش فضایی افراد متعلق به جمعیتهای آنها به تفکیک توزیع یکنواخت،یا لکهای و یا تصادفی معرفی شده است.شاخصهای تنوع نیز برای مجموعه زئوپلانکتونی موجود در محیط هر ایستگاه محاسبه گردیده است.بالاخره مواردی از تراکم و تنوع این جانداران در تالاب گمیشان،با محیط هم جوار دریای خزر،که گویای غنای این تالاب میباشد،مورد مقایسه قرار گرفته است.بهطورکلی میتوان نتیجهگیری نمود که اجتماعات زئوپلانکتونی زیستمند در تالاب گمیشان به دلیل تنوع مطلوب آنها از پیچیدگی و ثبات برخوردارند و لذا در پاسخبا تغییرات محیطی دارای توازن لازم میباشند.
(*)استادیار دانشگاه آزاد اسلامی،واحد شمال تهران.
سرآغاز
در مجاورت ساحل جنوب شرقی دریای خزر و در حاشیه غربی جلگه ترکمن صحرا،تالابی با ویژگیهای بوم شناختی بسیار ارزشمند جای گرفته است.این تالاب به لحاظ قرار داشتن در بخش گمیشان به این نام موسوم است.تالاب گمیشان با دریای خزر مرتبط است،بهطوریکه تنها باریکهای نازک و نواری شکل از ماسههیا ساحلی،این تالاب را تا حدودی از دریا جدا کرده است.طی 2 دهه اخیر،عمق و سطح تالاب،به پیروی از بالا آمدن سطح آب در دریای خزر،افزایش چشمگیری داشته است(ریاضی،1380).درحالحاضر طول کلی این تالاب در حدود 72 کیلومتر است که حدود 30 کیلومتر شمالی آن در جمهوری ترکمنستان قرار دارد.عرض متوسط بخش واقع در ایران در حدود 5/3 کیلومتر میباشد که بسیار بیشتر از عرض قسمت واقع در کشور همسایه است.به طوریکه بیش از سه چهارم سطح این تالاب در کشور ما قرار دارد.با توجه به مجموعه ویژگیهای جغرافیایی واکولوژیک آن،براساس تیپ بندی تالابها،که توسط کنوانسیون جهانی رامسر انجامشده است (ramsar,1997) ،این تالاب را میتوان«کولاب ساحلی با آب دایمی لبشور»1دانست.
با توجه به نقش و اهمیت زیادی که زئوپلانکتونها در زنجیرههای غذایی بوم سازگانهای این تالاب دارند،این مطالعه به بررسی آنها پرداخته است.
روش بررسی
برای مطالعه پلانکتونهای جانوری تالاب گمیشان،تعداد 5 ایستگاه در نقاطی از تالاب که نسبت به یکدیگر بیشترین تفاوتهای محیطی را دارند انتخاب گردید.محل این ایستگاهها در نقشه شماره 1 ملاحظه میشود.نمونهبرداریها طی 12 ماه پیاپی،از اسفندماه 1377،توسط تور پلانکتونگیری با اندازه چشمه 65 میکرون انجام گردید.در هر ایستگاه،تور 3 بار و هر مرتبه به مدت 2 دقیقه و با سرعت 5 کیلومتر در ساعت کشیده میشد.نمونهها در ظروف شیشهای جمعآوری و توسط فرمالین 4%تثبیتشده و به آزمایشگاه منتقل گردیدند.در آزمایشگاه پس از اندازهگیری حجم نمونه جمعآوریشده به وسیله استوانه مدرج،با کمک پیپت پمپی 1 میلیلیتر از نمونه به لام حجمی مخصوص منتقل شد و پس از قرار دادن لامل گرد، با استفاده از کلیدهای شناسایی و با بهرهگیری از میکروسکوپ اینورت شناسایی نمونهها انجام گرفت.
جهت شمارش زئوپلانکتونهای شناساییشده،از روش شمارش میدانی2استفاده شد.برای این منظور از لامل مشبک استفاده گردید.شمارش با انتخاب تصادفی میدانهایی که هر کدام از آنها شامل یک خانه مربعی شکل از شبکه شطرنجی است انجام شد.به این صورت که تعداد پلانکتونهای موجود در هر میدان شمارش شدند.آنگاه تعداد پلانکتون در هر میلیلیتر طبق فرمول greenberg et al,1996 محاسبه گردید:
(تصویرتصویر) c -تعداد پلانکتون شمارششده a -مساحت یک میدان به میلیمتر مربع
d -عمق یک میدان به میلیمتر
f -تعداد میدانهای شمردهشده
سپس با توجه به حجم ستونی از آب تالاب که در نمونه برداری ماهانه و در هر ایستگاه فیلتر شده است،تراکم یا تعداد زئوپلانکتون در واحد حجم موردنظر به دست آمد.
برای محاسبات آماری ارایهشده،از برنامههای نرمافزاری minitab,orgin,excell و word استفاده شده است. همچنین به دلیل توزیع غیر نرمال دادهها.برای انتقال آنها از log(x+1) بهرهگیری نموده و بالاخره ارقام نهایی از گرد شدن اعداد به دست آمده است.
شاخص پراکنش از تقسیم واریانس نمونه به میانگین ذیربط تعیین گردید.هنگامی که در هریک از گروههای زئوپلانکتون،واریانس کمتر از میانگین باشد،پراکنش فضایی
(تصویرتصویر) نقشه شماره(1):پهنهبندی طبقات عمق در تالاب گمیشان(تصویر ماهوارهای مورخ 23 خرداد 1377)
افراد آن گروه یکنواخت3(منظم)تلقی میگردد.در صورتی که واریانس یک جمعیت بزرگتر از میانگین آن باشد پراکنش مکانی افراد،لکهای4میباشد و تساوی واریانس با میانگین به مفهوم تصادفی5بودن توزیع افراد آن جمعیت است. ضمنا برای محاسبه شاخصهای تنوع از رابطههای زیر استفاده گردید (fowler and cohen,1990) :
شاخص شانن(تصویرتصویر) شاخص سیمپسون(تصویرتصویر) شاخص منهینیک(تصویرتصویر) شاخص مارگالف(تصویرتصویر) s :تعداد کل گروههای زئوپلانکتون شناساییشده
ni :تعداد افراد متعلق به گروه i ام
n :تعداد کل افراد شمارششده
ln :لگاریتم پایه نپرین
یافتهها
زئوپلانکتونهای شناساییشده از این تالاب مربوط به 5 شاخه آغازیان،کرمهای لولهای،کرمهای حلقوی،نرم تنان و بند پایان میباشند که جمعا در 15 گروهی معرفی گردیده است. ردهبندی این گروهها به صورت پلهای و به ترتیب تکاملی آنها در جدول شماره 1 دیده میشود.ضمنا از زئوپلانکتونهای شناساییشده،عکسبرداری از طریق میکروسکوپ انجامگردیده است که نمونههایی از آنها،در شکلهای 1 تا 7 ملاحظه میشود.
براساس نمونهبرداریهای مربوط به 12 ماه پیاپی که در این تالاب انجام شده است،در ماههای فروردین و اردیبهشت، شاخه بند پایان بیشترین تراکم را نسبت به شاخههای دیگر داشته و شاخه کرمهای لولهای دارای کمترین تراکم بوده است. در خردادماه تنوع زئوپلانکتونها فقط کمی کاهش یافته است ولی رده پرتاران که به صورت لارو مشاهده گردید،دارای بیشترین تراکم بوده و جنس بالا نوس برخلاف ماههای پیش، کمترین تراکم بوده و جنس بالانوس برخلاف ماههای پیش، کمترین تراکم را داشته است.در تیرماه و مردادماه جنس اپیس تیلیس از رده مژکداران غالب بوده و راسته فرامینیفرا،کمترین فراوانی را در تیر و شهریور داشتند.در ماههای شهریور،مهر و
آبان رده پرتاران،زئوپلانکتونهای غالب را تشکیل داده است.به طورکلی در ماههای آذر،دی و بهمن کمترین تراکم زئوپلانکتونها مشاهده شده است.بااینوجود در بهمنماه تنوع این جانوران ذرهبینی تا اندازهای نسبت به آذر و دی افزایش یافته است.
وضعیت ایستگاهها،براساس نمونهبرداریهای مربوط به 12 ماه پیاپی بدین قرار بوده است که در ایستگاه شماره 1 راسته روزنهدارن با 4/24%بیشترین فراوانی را داشته است.در این ایستگاه،بیشترین فراوانی زئوپلانکتونها با تراکم 137 عدد در لیتر،مربوط به آبانماه بوده و کمترین تراکم با فراوانی کمتر از 1 عدد در لیتر،در بهمنماه دیده شده است.لازم به توضیح است که این ایستگاه در مقایسه با سایر ایستگاهها،کمترین فراوانی یکساله را داشت.در ایستگاه شماره 2 جنس اپیس تیلیس از رده مژکداران،بیشترین فراوانی را با 30%کل
جدول شماره(1):ردهبندی زئوپلانتکونهای تالاب به ترتیب تکاملی
(تصویرتصویر)
زئوپلانکتونها به خود اختصاص داده است.در این ایستگاه، اردیبهشتماه با تراکم 270 عدد در لیتر و دیماه با کمتر از 1 عدد در لیتر به ترتیب بیشترین و کمترین فراوانی را داشتند.در ایستگاه شماره 3 رده پرتاران که به صورت لارو دیده شده بیشترین فراوانی یکساله این مطالعه را با 47%زئوپلانکتونها داشت.این ایستگاه در مهرماه با تراکم 234 عدد در لیتر، بیشترین و در بهمنماه با تراکم 1 عدد در لیتر،کمترین فراوانی زئوپلانکتونها را در یکساله مورد مطالعه در مقایسه با سایر ایستگاهها داشت.در این ایستگاه نیز مانند ایستگاه شماره 2،جنس اپیس تیلیس بیشترین فراوانی را،با 5/35%کل زئوپلانکتونها،به خود اختصاص داده است.در این ایستگاه ماه تیز با تراکم کل 788 عدد در لیتر و ماه بهمن با 3 عدد در لیتر به ترتیب بیشترین و کمترین فراوانی را در 12 ماهه موردنظر داشتند.در ایستگاه شماره 5،مشابه با ایستگاه 3،پرتاران با 50% زئوپلانکتونها،بیشترین فراوانی ار داشتند.در این ایستگاه نیز همانند روند کلی موجود در سایر ایستگاهها،کمترین تعداد زئوپلانکتونها مربوط به بهمنماه و بیشترین آن مربوط به مهرماه بوده است.
با توجه به ارقام حاصل از مجموعه نمونهبرداریهای انجام شده در ایستگاههای پنجگانه که طی 12 ماه پیاپی عملی گردید،میانگین تراکم یکساله هریک از 15 گروه زئوپلانکتونی و همچنین حد اقل و حد اکثر تعداد آنها در واحد حجم،که با احتمال 95%در حل هریک از ایستگاههای انتخابی قابل مشاهده میباشند،محاسبهشده و در جدول شماره 2 ارایه گردیده است.نظربهاینکه تراکم برخی از گروههای شناسایی شده،اندک بوده است،در نتیجه جهت پرهیز از بدست آوردن ارقام اعشاری برای میانگینها و به منظور بالا بردن دقت محاسبات،تراکم زئوپلانکتونها در جدول شماره 2 برحسب تعداد در هر 10 لیتر آب بیان شده است.این محاسبات تا دستیابی به تراکمهای حد اقل و حد اکثر سالانه،با 95%احتمال،همچنین میانگین سالانه برای هریک از گروههای زئوپلانکتونی در کل تالاب گمیشان،تداو یافته و نتیجه در جدول شماره 3 منعکس است.
(تصویرتصویر) شکل شماره(1): tintinoPsis از رده مژکداران
(تصویرتصویر) شکل شماره(2): ePistilis از رده مژکداران
(تصویرتصویر) شکل شماره(3): asPlanchna ار رده گردانتنان
(تصویرتصویر) شکل شماره(4):لاروپرتاران (Polychaeta larvae)
(تصویرتصویر) شکل شماره(5): calanus از راسته پاروپایان
(تصویرتصویر) شکل شماره(6): (nauPlius of coPePoda)
(تصویرتصویر) شکل شماره(7):نوزاد بالانوس (nauPlius of balanus)
بحث و نتیجهگیری
نظربهاینکه شیوه پراکنش مکانی پلانکتونها در محیط آب،از اهمیت زیادی برخوردار است،شاخص توزیع (i) و کای اسکور (x) برای هریک از 15 گروه زئوپلانکتونی محاسبهشده است.در نتیجه چگونگی پراکنش فضایی افراد هریک از این گروهها،به تفکیک 3 نوع گوناگون توزیع،مشخص گردید. منظور از پراکنش یکنواخت3آنست که افراد مربوط به جمعیت گروه پلانکتونی ذیربط به فواصل تقریبی معین در محیط یافت میشوند.توزیع لکهای4آنست که افراد به صورت گروهی،در بخشی از محیط،اجتماع نموده باشند و پراکنش نوع تصادفی5 از روند مشخصی پیروی نمیکند.نتایج تمام این مراتب در جدول شماره 3 ملاحظه میشود.
از آنجا که استفاده از شاخصهای تنوع نه تنها به منظور ارزیابی کیفیت تالاب،که درعینحال به عنوان ابزاری برای مقایسه ساختار اجتماعات تشکیل شده از ارگانیسمها مطرح است، بنابراین برای مقایسه تنوع زئوپلانکتونها،در محل ایستگاههای مختلف از این شاخصها استفاده شده است.بدین منظور بر اساس فرمولهای ارایهشده در مبحث روش بررسی،برای محیط یکایک ایستگاههای نمونهبرداری و با توجه به تمام اعداد و ارقام بدستآمدهاز تراکمهای مربوط به گروههای زئوپلانکتونی،شاخصهای تنوع محاسبه و در جدل شماره 4 منعکس شده است.بهطوریکه ملاحظه میگردد، ایستگاههای 3،1 و 4 براساس شاخصهای متفاوت دارای بالاترین تنوع بوده ولی ایستگاههای 2 و 5 طبق هیچیک از این شاخصها،بیشترین تنوع را از آن خود نکردهاند.
بهطوریکه در جدولهای شماره 1 و 3 ملاحظه میگردد،در میان زئوپلانکتونهای متعلق به شاخه آغازیان، بیشترین تراکم مربوط به جنس tintinoPsis با تراکم
جدول شماره(2):تراکم 12 ماهه حد اقل،حد اکثر(با 95%احتمال)و میانگین(از اسفند 77 تا پایان بهمن 78)برحسب تعداد زئوپلانکتون در هر 10 لیتر آب ایستگاههای پنجگانه در تالاب گمیشان
(تصویرتصویر) (*)محاسبه حد اقل و حد اکثر،به دلیل کمبود دادهها امکانپذیر نمیباشد.
میانگین یکساله 71 عدد در هر 10 لیتر از آب تالاب گمیشان به دست آمده است.شایان یادآوری است که براساس تحقیقات هیدروبیولوژی که در نیمه دوم تابستان 1373 به صورت کار مشترک متخصصین ایرانی و روسی در حوزه جنوبی دریای خزر (آبهای ایران)انجام پذیرفته است بیشترین تعداد آغازیان را در آبهای خزر جنوبی از همین جنس اعلام داشته و اضافه کرده اند که به مقدار نسبتا زیاد در اعماق کم آب دریا رشد داشته است که تراکم آن از سمت غرب به شرق،از 36 تا 88 نمونه در متر مکعب،افزایش مییابد(مرکز تحقیقات شیلات مازندان، 74-1373).نکته جالب آن است که با توجه به قرارگیری تالاب گمیشان در شرقیترین قسمت از آبهای بخش ایرانی دریای خزر و کمعمق بودن این تالاب،تراکم در آن بسیار فراتر از آبهای جنوب شرقی دریای خزر،که آبهای همجوار با تالاب به حساب میآید،بوده است.توضیح آنکه طبق نتایج مطالعه حاضر، با توجه به اینکه جنس مذکور بیشتر در فصل گرم سال فعالیت دارد،در فصل مشابه با تحقیقات هیدروبیولوژی یادشده در بالا، میانگین بررسیهیا مربوط به سه ماهه مرداد تا مهرماه تالاب گمیشان،تراکم آن را 192 فرد در هر 10 لیتر آب نشان داده است.ضمنا در نتایج تحقیقات هیدروبیولوژی مذکور اعلان نموده اند که کمترین تراکم زئوپلانکتونی مشاهده شده در خزر جنوبی، مربوط به شرقیترین مقطع،همجوار با تالاب گمیشان،با تعداد کل 7455 در متر مکعب بوده است.در حالیکه مطابق ارقام به دست آمده از تحقیق حاضر،در فصل تقریبی مشابه،تراکم کل نزدیک به 90 هزار فرد در متر کعب به دست آمده است.
به رغم تحلیل کمی زئوپلانکتونهای بخش جنوبی دریای خزر،در نتیجه تحقیقات هیدروبیولوژی اشاره شده بالا، آمده است که مقایسه ترکیب کیفی زئوپلانکتونها در مقاطع مختلف خزر جنوبی نشان میدهد که بیشترین تعداد گونهها و در نتیجه تنوع،مربوط به شرقیترین مقطع بوده است.در آن نتیجهگیری،در تبیین این پدیده،مرقوم داشتهاند که قسمت
جدول شماره(3):تراکم حد اقل،حد اکثر(با 95%احتمال)و میانگین 12 ماهه(از اسفند 77 تا پایان بهمن 78)برحسب تعداد هر گروه از زئوپلانکتونها در هر 10 لیتر آب در کل تالاب و همچنین نوع پراکنش هر گروه در تالاب گمیشان
(تصویرتصویر) (*)محاسبه حد اقل و حد اکثر به دلیل کمبود دادهها امکانپذیر نمیباشد.
(*)با توجه به کمبود دادهها یکنواخت بودن نوع پراکنش را نمیتوان بهطور یقین اعلام نمود.
جدول شماره(4):تنوع زئوپلانکتونها براساس 4 شاخص،در ایستگاههای نمونهبرداری تالاب در یکساله اسفند 77 لغایت بهمن 78
(تصویرتصویر) جنوب شرقی دریای خزر،منطقه جمعآوری آبهای ورودی از امتداد تمامی سواحل غرب به شرق و همچنین آبهای ورودی از تعدادی رودخانه و خلیج گرگان است.در خصوص بررسی موضوع این نوشتار که در تالاب گمیشان انجام شده است، همانگونهکه در جدل شماره 4 ملاحظه میگردد بهطورکلی تنوع در همه نقاط مورد بررسی در حد مطلوب بوده است.با این وجود،با در نظر گرفتن اینکه در محاسبات انجامشده،هریک از گروههای زئوپلانکتونی را فقط به منزله حضور یک گونه تلقی نموده است ولی در عمل وجود گونههای بیشتر در هریک از آن گروهها کاملا متحمل است،بنابراین تنوع واقعی زئوپلانکتونی در این تالاب به نظر میرسد که فراتر از ارقام مذکور در جدول شماره 4 باشد.لذا میتوان چنین نتیجهگیری کرد که اجتماعات زئوپلانکتونی زیستمند در تالاب گمیشان به دلیل تنوع مطلوب آنها،از پیچیدگی و ثبات برخوردار بوده و در نتیجه در پاسخ به تغییرات محیطی،دارای توانایی لازم میباشند.
سپاسگزاری
بدینوسیله از خانم مهندس هنگامه یزدانپناه که فعالیت آزمایشگاهی شناسایی زئوپلانکتونها را بر عهده داشتهاند، قدردانی مینماید.لازم میداند از معاونت محترم محیط طبیعی و تنوع زیستی سازمان حفاظت محیط زیست و همچنین اداره کل حفاظت محیط زیست استان گلستان که این بررسی بدون همکاری ایشان میسر نمیگردید،تشکر نمایم.از آقای دکتر سید هادی خاتمی برای همکاری در محاسبات آماری سپاسگزارم. ضمنا نظربهاینکه بخشی از هزینههای مربوط به این مطالعه توسط کنوانسیون رامسر تأمین شده است،بدینوسیله تشکر خود را از آن نهاد بین المللی اعلام میدارد.
یادداشتها
(1)- coastal Permanent brackish lagoon
(2)- field counting
(3)- regular distribution
(4)- contagious distribution(Patchness or clumPed) distribution)
(5)- random distribution
منابع مورد استفاده
-ریاضی،ب.1380.بررسی ساختار بوم سازگان تالاب گمیشان.رساله دکتری محیط زیست،دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات.
-مرکز تحقیقات شیلات مازنداران.1374-1373.پروژه هیدروبیولوژی آبهای ساحلی ایران در سال 74-1373، گزارش تحقیقات انجامشده در تابستان 1373.مؤسسه تحقیقات و آموزش شیلات ایران،مازندران،143 ص.
-fowler,g.and cohen,l.1990.Practical studies for field biology.oPen university Press,m.k.PhiladelPhia.
-ramsar convention bureau.1997.the ramsar convention manual,a guide to the convention on wetlands(ramsar,iran,1971). 2 edition,switzerland,166PP. -greenberg,a e.et al.1996.standard methods for the examination of water and wastewater.american Public health association.
پایان مقاله