ارزیابی زیستی رودخانه بالخلو اردبیل بر اساس شاخص های کمی (شانون- مارگالف- پیلو)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری رشته ارزیابی و آمایش سرزمین، دانشکده انرژی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)

2 استادیار، گروه محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی،واحد اردبیل، اردبیل، ایران.

3 استادیار، گروه شیلات، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بابل، بابل، ایران.

4 دکتری رشته مدیریت و برنامه ریزی محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

10.22034/jest.2019.13969

چکیده

زمینه و هدف: رودخانه بالخلو به عنوان یکی از سرشاخه های اصلی رود قره سو اردبیل و تامین کننده آب سد یامچی می‌باشد و با توجه به وجود منابع آلاینده مختلف مانند پساب مناطق مسکونی، صنعتی و کشاورزی و آبگرم معدنی، بررسی کیفی این رودخانه برای حفظ حیات آن ضروری می­باشد. امروزه در مطالعات تعیین کیفیت آب، بررسی حضور درشت بی مهرگان کفزی به عنوان شاخصی مکمل برای روش­های شیمیایی در تشخیص وجود آلودگی­ها شناخته شده است.
روش بررسی: در این پژوهش به منظور بررسی کیفیت آب رودخانه بالخلو چای اردبیل بر­اساس درشت بی‌مهرگان، نمونه برداری در 5 ایستگاه و دردو نوبت، فصول کم آبی و پرآبی در طول رودخانه صورت گرفت. همچنین برای تدقیق نتایج بدست آمده، اندازه­گیری­های برخی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی در ایستگاه ها انجام شد. نمونه های بی‌مهرگان  شناسایی شده و بااستفاده از شاخص تنوع شانون، شاخص زیستی مارگالف و شاخص تشابه پیلو سنجیده شدند.
یافته­ها: در این تحقیق ده راسته از بی‌مهرگان در 23رده شناسایی و شمارش گردیدند و پارامترهای فیزیکوشیمییایی مانند اکسیژن محلول، نیترات، دما، اسیدیته، دبی و سرعت جریان ثبت گردیدند.
بحث و نتیجه گیری: نتایج بدست آمده ارتباط متناسبی را بین شرایط فیزیکی و شیمیایی و شاخص های زیستی نشان داد و شاخص زیستی مارگالف به دلیل اینکه بیشترین هماهنگی را با نتایج پارامترهای فیزیکو شیمیایی داشت عنوان بهترین شاخص برای ارزیابی زیستی رودخانه بالخلو شناخته شد. در نهایت با مقایسه پارامتر های فیزیکو شیمیایی و شاخص های زیستی کیفیت آب رودخانه بالخلو به سه ناحیه آلودگی کم، متوسط و بالا تقسیم بندی گردید.

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره بیست و یکم، شماره دو، اردیبهشت 98

                                                                 ارزیابی زیستی رودخانه بالخلو اردبیل بر اساس شاخص های کمی

(شانون- مارگالف- پیلو)

نغمه جعفرزاده[1]  *

naghme.jafarzadeh@gmail.com

ابراهیم فتائی[2]

صابر وطن دوست[3] 

سعید مداح[4] 

تاریخ دریافت:22/03/94

 

تاریخ پذیرش:22/09/94

چکیده

زمینه و هدف: رودخانه بالخلو به عنوان یکی از سرشاخه های اصلی رود قره سو اردبیل و تامین کننده آب سد یامچی می‌باشد و با توجه به وجود منابع آلاینده مختلف مانند پساب مناطق مسکونی، صنعتی و کشاورزی و آبگرم معدنی، بررسی کیفی این رودخانه برای حفظ حیات آن ضروری می­باشد. امروزه در مطالعات تعیین کیفیت آب، بررسی حضور درشت بی مهرگان کفزی به عنوان شاخصی مکمل برای روش­های شیمیایی در تشخیص وجود آلودگی­ها شناخته شده است.

روش بررسی: در این پژوهش به منظور بررسی کیفیت آب رودخانه بالخلو چای اردبیل بر­اساس درشت بی‌مهرگان، نمونه برداری در 5 ایستگاه و دردو نوبت، فصول کم آبی و پرآبی در طول رودخانه صورت گرفت. همچنین برای تدقیق نتایج بدست آمده، اندازه­گیری­های برخی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی در ایستگاه ها انجام شد. نمونه های بی‌مهرگان  شناسایی شده و بااستفاده از شاخص تنوع شانون، شاخص زیستی مارگالف و شاخص تشابه پیلو سنجیده شدند.

یافته­ها: در این تحقیق ده راسته از بی‌مهرگان در 23رده شناسایی و شمارش گردیدند و پارامترهای فیزیکوشیمییایی مانند اکسیژن محلول، نیترات، دما، اسیدیته، دبی و سرعت جریان ثبت گردیدند.

بحث و نتیجه گیری: نتایج بدست آمده ارتباط متناسبی را بین شرایط فیزیکی و شیمیایی و شاخص های زیستی نشان داد و شاخص زیستی مارگالف به دلیل اینکه بیشترین هماهنگی را با نتایج پارامترهای فیزیکو شیمیایی داشت عنوان بهترین شاخص برای ارزیابی زیستی رودخانه بالخلو شناخته شد. در نهایت با مقایسه پارامتر های فیزیکو شیمیایی و شاخص های زیستی کیفیت آب رودخانه بالخلو به سه ناحیه آلودگی کم، متوسط و بالا تقسیم بندی گردید.

واژه های کلیدی: بی مهرگان،کیفیت آب، شاخص کمی( شانون-مارگالف-پیلو).

 

 

J. Env. Sci. Tech., Vol 21, No.2,April, 2019

 

 

 

 

 


Bio- Assessment of Balekhloo River Based on Quantity Index (Shannon, Margalef, Pielou)

 

Naghmeh Jafarzadeh[5] *

naghme.jafarzadeh@gmail.com

Ebrahim Fataee [6]

Saber Vatandoust [7]

Saeed Maddah [8]

Admission Date: December 13, 2015

Data Received: June 12, 2015

 

Abstract

Background and Objective: Surveying ofBalekhloo River’s water is necessary because it is one of the main branches of Gharasoo River in Ardabil and supplying water for Yamchi dam Due to the presence of contaminant sources such as wastewater, residential areas, and industrial, agricultural and mineral water, river morphology. Today evaluation of water quality based on macro invertebrates variety has completed chemical methods of pollution recognizes.

Method: In this study water quality examination of Balekhloo River in Ardebil, macro invertebrates were sampled in 5 stations along the river in 2 times of year (low water season and high water season). For results’ simulation measuring of some physico chemical parametres were perfomed. Macro invertebrates were identified and evaluated with Shannon winner variety index, Margalef biotic index and Pielou similarity index.

Findings: In this study, ten orders of invertebrates in 23 categories were identified and counted and result simulation laboratory measured of physico chemical parameters like DO, Nitrate, PH, Debi and velocity.

Discussion and Conclusion: Results showed that there are similarities between physical, chemical and biological indexes and Margalef biotic index was known more suitable bio assessment index to determine water quality in Balekhloo River. Finally, by comparison of physical, chemical and bio index parameters of Balekhloo River’s water quality was classified into three region low, moderate and high pollution.

Keywords: Macro invertebrates, Water quality,Quantity index (Shannon winner, Margalef, Pielou).

 

 

مقدمه


با توجه به اینکه ارزیابی زیستی در یک اکوسیستم علاوه بر این که موجودات زنده را مورد بررسی قرار می دهد تاثیرات پارامتر­های غیر زیستی بر آن­ها را نیز می­سنجد لذا به عنوانی روشی کامل­تر در ارزیابی  اکوسیستم­ها شناخته شده است. چنان­که که هیلسنهوف هم درنحوه ارزیابی سریع رودخانه به آن اشاره نموده (1) در این تحقیق نیز این روش برای ارزیابی کیفی آب انتخاب شده است. این رودخانه به عنوان سرشاخه اصلی تغذیه­کننده آب سد یامچی به منظور تامین آب کشاورزی و آب شرب شهرستان­های اردبیل و سرعین مورد استفاده قرار می‌گیرد و همچنین دریافت کننده آلودگی­های مختلف از مراکز مسکونی شهری و روستایی و زمین­های کشاورزی و مصارف صنعتی می­باشد (2).

درشت بی‌مهرگان ساکن رسوبات بستر اکوسیستم­های ‌آبی موجوداتی به اندازه بیش از 500 میکرون هستند که در برابر آلودگی های وارد شده به اکوسیستم های آبی دستخوش تغییرات، تعداد و تنوع جمعیتی می گردند. لذا حضور یا عدم حضور این موجودات و تنوع آن­ها می­تواند معرف وجود یا عدم وجود آلودگی و نوع آن باشد. آلودگی شدید به دلیل کاهش غلظت اکسیژن محلول، معمولا تنوع و میزان درشت بی‌مهرگان را تنها به وجود گونه­های مقاوم به آلودگی محدود خواهد کرد میرزاجانی و قانع در بررسی روابط جوامع بنتوز و خصوصیات آلی آب رودخانه های منتهی به تالاب انزلی بیان نموده­اند(3).

سابقه تحقیق

اهمیت ارزیابی زیستی در بیان کیفیت رودخانه­ها در دهه­های اخیر در جهان جایگاه ویژه ای یافته است و مانند یک سرمایه­گذاری عظیم در کشور های آمریکایی و اروپایی هزینه­هایی را در برداشته است. در کشور­های آسیایی مانند ژاپن، کره، چین و هند کارهای مهمی در ارزیابی زیستی رودخانه­ها و بازگرداندن حالت طبیعی از دست رفته به آن­ها انجام شده است. این روش ارزیابی امروزه بیشتر مورد توجه بوده و تجدید اکوسیستم­های رودخانه­ای از دست رفته را تامین می‌کند به طوری که ناکامورا و همکاران در احیا زیستی رودخانه­ها از این روش بهره­برده­اند (4). اهمیت ماکروبنتوزها به عنوان متداولترین سنجه­های زیستی به اندازه­ای است که ازنزدیک به 100 سال پیش تاکنون مطالعات آن­ها برای تعیین کیفیت آب و کلاسه بندی آن با شاخص­های مختلف انجام شده است چنان­که بار بور و همکاران در پروتوکل ارزیابی سریع رودخانه ها در سال 1999 این روش بیان نموده اند و وانگ و همکاران در بررسی تاثیرات ماکرو بنتوزها در ارزیبابی بیولوژیک رودخانه در سال 2008 از این متد استفاده نموده­اند (5و6). در ایران نیزاز 30 سال پیش نمونه­برداری بی­مهرگان برای بررسی کیفیت آب رودخانه­ها و تالاب­ها و دریاچه­ها انجام شده است چنان­که چمبری و همکاران در سال1385، بررسی عوامل آلاینده آلی تالاب هورالعظیم با استفاده از فاکتورهای کیفی آب و شاخص­های زیستی انجام داده و رهبری و همکاران در سال 8513 روش­های مختلف ارزیابی بیولوژیکی و تنوع زیستی در کیفیت منابع آبی و محاسبه شاخص های تنوع بستر رودخانه کارون از بازه ملاثانی تادارخوین را به انجام رسانده­اند و میرزاجانی و همکاران نیز درسال 1387 بررسی روابط جوامع بنتوز و خصوصیات آلی آب رودخانه­های منتهی به تالاب انزلی را انجام داده­اند (3و7و8). این تحقیق به منظور ارزیابی کیفی رودخانه بالخلو با استفاده ازبی‌مهرگان آبزی و شاخص­های کمی انجام گردید.

منطقه مورد مطالعه

رودخانه بالخلو در شمال غربی ایران  قرار دارد و از مرکز استان اردبیل عبور می­کند و به عنوان زهکش مناطق مسکونی کشاورزی و صنعتی عمل می نماید. لذا به دلیل اهمیت زیبا شناختی و هم تامین آب مصرفی شهر های اردبیل و سرعین و نیاز آب کشاورزی و صنعتی منطقه و حفظ حیات این اکوسیستم مورد بررسی قرار گرفت. این رودخانه در قسمت جنوب غربی شهر اردبیل قرار دارد و از غرب وارد شهر می‌شود. منطقه مورد مطالعه قسمتی از رودخانه بالخلو است که شامل حوزه آبخیز بند الماس می­شود. اقلیم منطقه مورد مطالعه سرد و کوهستانی بوده و دارای زمستانی سرد و تابستان ملایم و میزان بارندگی385 میلیمتر می­باشد و تعداد روزهای یخبندان 144 روز در سال است. آبدهی این رود23/3 متر مکعب در ثانیه می باشد(9و10).

روش بررسی

در این بررسی برای انجام نمونه برداری از بنتوزها، تعداد 5
ایستگاه در مسیر رودخانه بالخلو در بالادست بند الماس بر اساس حضور منابع آلاینده، توزیع فاصله آن­ها، پیوستن شاخه­ای فرعی به شاخه اصلی، موقعیت سد یامچی و امکان دسترسی  به قرار زیر تعیین شد (شکل1) (جدول 1).

 

 

شکل1-موقعیت ایستگاه های نمونه برداری در حوزه بالخلو

Figure 1- The location of sampling stations in Balkhloo


 

 

 


جدول1-موقعیت و شرح ایستگاه های انتخابی جهت مطالعه در رودخانه بالخلو

Table1-The location and description of the selected stations to study the river Balkhloo

شماره ایستگاه

موقعیت مکانی

مختصات

UTM

ارتفاع از سطح دریا

(متر)

Y

X

Zone

1

بالادست روستای ایلانجیق

4209338

756879

38

1706

2

پائین‌دست آبگرم برجلو

4211577

761192

38

1619

3

رودخانه نیرچای - پایین دست شهر نیر

4213468

236865

39

1610

4

بالخلو چای- قبل از سد یامچی

4213648

239899

39

1574

5

بالخلو چای – روستای حکیم‌قشلاقی

4226646

253829

39

1439

 


نمونه برداری از بی‌مهرگان کفزی

 

برای نمونه­برداری از بی‌مهرگان از سوربر با ابعاد 30در 30 سانتی­متر و با تور 30 میکرون  و با سه تکرار از دو کناره و میانه رودخانه در هر ایستگاه انجام شد. اندازه­گیری پارامتر­های فیزیکی مانند تعیین نوع بستر، گیاهان، سرعت و دبی آب (بوسیله کرنومتر و یونولیت در طول 100متر)، همچین دما (بوسیله دماسنج جیوه­ای)، اسیدیته( توسط کاغذ phسنج)، اکسیژن محلول و نیترات (براساس کتاب استاندارد و متد نمونه­برداری شد و در آزمایشگاه سازمان آب با دستگاههای استانداردD.O.Meter  ,  AZ8403 نیترات با دستگاه یون کروماتوگرافی اندازه‌گیری گردید). اساس اندازه­گیری محدوده طول نمونه­برداری در هر ایستگاه 100 متر تعیین گردید. نمونه­های ماکروبنتوزها در محل با فرمالین 4% فیکس شده و برای شناسایی به آزمایشگاه فرستاده شدند(11). در بررسی­ها از شاخص­های شانون، مارگالف و پیلو استفاده شد.

نمایه شانون[9]

مقدار تنوع تاکزونی که از نمایه شانون استفاده می­شود: براساس رابطه (1) و (2) محاسبه گردید.

رابطه (1)

 

که در این فرمولمقدار نمایه شانون بوده و S تعداد کل تاکزون(گونه) در نمونه مورد نظر است و Pi فراوانی نسبی افراد تاکزونi  در نمونه مورد نظرو Nتعداد افرادگونه مورد نظر می‌باشد (12).

رابطه (2)

 

نمایه مارگالف2: برای غنای تاکزونی از نمایه مارگالف  براساس رابطه(3)استفاده گردید.

رابطه (3)

 

که در این فرمولS  تعداد تاکزون(گونه) موجود در هر واحد نمونه­گیری وN  تعداد نمونه مشاهده شده در هر واحد می­باشد (12).

نمایه پیلو3: تشابه تاکزونی از نمایه پیلوبر اساس رابطه (4) استفاده می­شود:

رابطه (4)

 

که H ماکزیمم از رابطه 5 محاسبه می شود:

رابطه (5)

 

Hدر این نمایه شاخص شانون می باشد و S تعداد کل تاکزون در نمونه مورد نظر است و ارزش آن بین صفر تا یک متغیر است و عدد یک نشان دهنده تشابه بالای توزیع در جمعیت است (13).

یافته­ها

 

مقادیر برخی پارامترهای فیزیکو شیمیایی و هیدرولیکی مشخص شد و تعداد و انواع بی­مهرگان در هر ایستگاه در دو نوبت  پاییز و بهار مشخص گردید(جدول2).


 


جدول2-نتایج سنجش پارامترهای هیدرولیکی و فیزیکو شیمیایی در فصول بهار و پاییز در ایستگاه های مورد مطالعه رودخانه بالخلو

Table 2- Results of measurement of hydraulic parameters and physicochemical in spring and fall in the river stations Balkhloo

-

ایستگاه اول

ایستگاه دوم

ایستگاه سوم

ایستگاه چهارم

ایستگاه پنجم

تاریخ نمونه برداری

پاییز89

بهار 90

پاییز89

بهار 90

پاییز89

بهار 90

پاییز89

بهار 90

پاییز89

بهار 90

نوع بستر رودخاته

S-G-B-C

S-G-B-C

S-B-G-C

S-B-G-C

G-S-C

G-S-C

C-G-B

C-G-B-C

S-G-B

S-G-B

دمای آب

(درجه سانتی گراد)

7

14

7

17

13

19

12

18

10

18

دبی آب(L/s)

24/0

5/1

2/0

8/0

1

5/0

8/0

5/3

5/0

3/0

سرعت آب(m/s)

25/0

92/0

36/0

89/0

1

79/0

59/0

11/1

55/0

63/0

PH

8

8

5/8

1/8

2/8

6/7

8

8

8

9/7

(mg/L)DO

5/7

8

6/8

6/8

7

8/7

1/8

9/7

3/7

5/8

نیترات(mg/L)

56/2

88/0

6/1

85/0

8

77/1

4

88/0

7/1

85/0

کدورت

روشن

گل آلود

روشن

گل آلود

کدر

روشن

روشن

روشن

گل آلود

روشن

B= تخته سنگ هایی به اندازه بیش از 30 سانتی متر S = تخته سنگ هایی بین 30-10 سانتی متر G= قلوه سنگ هایی به اندازه 10-5/0 سانتی متر

C = گل و لای و ماسه با اندازه کمتر از 5/0 سانتی متر

 

جدول3-نوع و تعداد بیمهرگان شناسایی شده در ایستگاه های مورد مطالعه رودخانه بالخلو

Table 3- Type and number of invertebrates identified in the studied stations Balkhloo River

ایستگاه پنجم

ایستگاه چهارم

ایستگاه سوم

ایستگاه دوم

ایستگاه اول

جنس

رده

راسته

بهار

پاییز

بهار

پاییز

بهار

پاییز

بهار

پاییز

بهار

پاییز

15

135

 

53

6

63

6

6

3

26

 

Orthocladiinae

 chironomidae

DIPTERA

 

8

 

4

1

 

1

 

 

1

 

chironomidae pupae

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

adult chironomidae

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ceratopogonidae

chironomidae

 

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

Dolicopodidae

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

tipula

Tipulidae

 

 

 

 

 

3

 

 

1

 

 

simuliidae

6

119

1

53

3

21

 

 

35

2

baetis

Baetidae

EphemeropterA

98

36

6

43

 

2

1

26

1

3

 

Caenidae

 

 

 

2

 

 

 

 

10

 

Ecdyonurus

lavetuss

Heptageniidae

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Epeorus

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hydrortilidae

Trichoptera

 

7

 

9

 

 

 

 

5

 

 

Hydropsychidae

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

leopidostomatidae

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Psephenidae

Coleopterida

1

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

Scirtidae

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

elmidae

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

physidae

Pulmonata

1

 

2

 

4

 

2

19

-

4

 

Planorbidae

 

 

 

 

 

6

 

 

 

1

Pisidium

Sphaeriidae

Veneroida

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

Zygoptera

Odonata:

1

 

17

 

4

2

5

 

 

 

 

 

Oligochaeta

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Hyalinae

Gammaridea

 

Amphipoda:

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

Gammarus

4

 

20

4

1

 

1

2

42

9

Hirudo

Hirudinidae

Hirudinida

 

 

 

 

 

شاخص زیستی شانون بهترین و متداولترین شاخص در بررسی فراوانی گونه های موجود در نمونه برداریهاست که بیشترین میزان آن نشان دهنده بهترین نتایج است (12). نتـایج شـاخص شـانون نشـان دهنده تغییرات فصلی نامنظم در میزان تنوع ماکروبنتوزهاست. تنوع در  پاییزدر ایستگاه اول پایین بود که پس از افزایش در ایستگاه های 3،2و4 سیر نزولی به سمت ایستگاه 5 داشت. در بهار تنوع در ایستگاه 3 افزایش داشت ولی در ایستگاه های4و 5 رو به کاهش گذاشته بود(شکل2).

شاخص غنای مارگالف نشان داد مقادیر این شاخص در هر دو فصل در ایستگاه 3 افزایش داشته اما کاهش مقدارآن در پاییز در ایستگاه 2 و در بهار در ایستگاه 4 معنی دار بود. افزایش میزان این شاخص نشان می دهد که هرجا میزان مواد آلی افزایش می یابد غنای تاکسونی نیز افزایش می یابد(شکل3).

نمایه تشابه تاکزونی پیلو نشان‌داد در بهارو درایستگاه های 2و4 با همدیگر مشابه بودند و هر دو افزایش داشتند و  ایستگاه های1و5 نیز باهم مشابه بودند و هر دو کاهش داشتند. این شاخص نشان دهنده وجود شرایط متناسب در پاییز در ایستگاه های 1،3و5  باهم بود که هر سه ایستگاه کاهش یافته بودند و  ایستگاه های2 و4 نیزافزایش یافته بود ( شکل4).

مقادیر اکسیژن محلول از پارامترهای مهم تاثیرگذار درحیات موجودات اکوسیستمهای آبی می باشد(3).نتایج نشان داد درفصل پاییز تغییرات میزان اکسیژن محلول منطبق بر مناطق ورود آلاینده ها در ایستگاه های مورد مطالعه می‌باشد به طوری که ایستگاه دوم و چهارم به دلیل عدم استقرار منابع آلاینده در پیرامون آن وضعیت بهتری از لحاظ این پارامتر ها داشت. در حالی که میزان این پارامتر در ایستگاه سوم به علت ورود فاضلاب شهرنیر و پساب استخرهای پرورش ماهی افت محسوسی نشان می دهد. روند تغییرات نیترات در ایستگاه های مورد مطالعه در فصل پاییزنیز منطبق برمیزان تغییرات اکسیژن محلول بود. داده های حاصل از اندازه گیری این پارامتر نشان داد مقدار آن در بهار از ایستگاه اول به دوم افزایش یافته و در ایستگاه سوم در کمترین حد خود قرار داشت و همچنین در ایستگاه چهارم  و پنجم به دلیل طی مسیر خود پالایی رودخانه میزان آن رو به افزایش گذاشته بود. این روند تغییرات اکسیژن محلول کاملاً با استقرار منابع آلاینده در پیرامون ایستگاه ها مطابقت داشت، به طوری که دلیل عمده کاهش اکسیژن در ایستگاه 3، باورود آلاینده‌های شهر نیر و پساب استخر های پرورش ماهی مرتبط بود. همچنین مقدار نیترات نیزدر ایستگاه سوم افزایش داشت که دلیل آن ورود پساب مزارع پرورش ماهی در بالا دست و فاضلاب  شهر نیر بود. میزان PH روند نسبتاً متناسبی را در همه ایستگاه ها غیر از ایستگاه سوم نشان داد(شکل5و6).

 

 

 

 

شکل2-تغییرات نمایه شانون در ایستگاه ها و فصول نمونه‌برداری در حوزه آبریز رودخانه بالخلو

Figure 2- Change the Shannon Index in the sampling sites and seasons Balkhloo River

 

شکل3-تغیبرات نمایه مارگالف در ایستگاه ها و فصول نمونه‌برداری در حوزه آبریز رودخانه بالخلو

Figure 3- Change the Marghlef Index in the sampling sites and seasons Balkhloo River

 

شکل4- تغیبیرات نمایه پیلو در ایستگاه ها و فصول نمونه‌برداری در حوزه آبریز رودخانه بالخلو

Figure 4- Change the PieloIndex in the sampling sites and seasons Balkhloo River

 

شکل5-مقادیر پارامترهای شیمیایی آب در ایستگاه هاو فصل بهار در حوزه آبریز رودخانه بالخلو

Figure 5- Chemical parameters on the station and the spring In the Balkhloo river basin

 

شکل6-مقادیر پارامترهای شیمیایی آب در ایستگاه ها و فصل پاییزدر حوزه آبریز رودخانه بالخلو

 Figure 6- Chemical parameters on the station and the autumn In the Balkhloo river basin

 

 

بحث و نتیجه گیری

 

کاربرد شاخص تنوع جمعیت در تعیین کیفیت آب بر این فرض استوار است که ساختار اجتماعات کفزیان همراه با آشفتگی­های محیطی تغییر می‌نماید، زیرا برخی گونه­ها بیش از سایرین تحت فشار قرار می گیرند همان­گونه که مانداویل درجدول

 

طبق­بندی قدرت تحمل بنتوزها در سال 2002 انجام داده است (12). در فصل پاییز  این نمایه در ایستگاه چهارم افزایش داشت و نشانگر وجود یک تغییر محیطی از قبیل خود پالایی رودخانه بود که سبب افزایش میزان تنوع شده بود. اما در بهار کاهش میزان مواد آلی و نیتراته سبب افزایش میزان تنوع در ایستگاه سوم بود. نتایج بدست آمده از مطالعات بر روی کفزیان تالاب هورالعظیم توسط چنبری در سال 1385 تاییدی بر این موضوع است(8). همچنین  دربررسی کفزیان رودخانه کارون نیز نتیجه مشابهی به دست آمده است(7).

 شاخص مارگالف غنای گونه‌ای را در ایستگاه ها مشخص می کندو بالابودن مقدار این شاخص بهتر بودن غنا و شرایط زیستی را نشان می دهد این نتایج با بررسی های این شاخص بر روی بی‌مهرگان رود لوندویل آستارا توسط قریب خانی و تاتینا انجام شده سازگار می‌باشد (11). افزایش غنای تاکسونی در ایستگاه سوم کاملا با افزایش مواد غذایی تاثیر گذار در رودخانه قابل توجیه است. این شاخص کاملا با وجود آلاینده ها در محیط و تغییرات پارامتر های اکسیژن شیمیایی و نیترات منطبق بود.

شاخص پیلو از جمله شاخص هایی است که برای بیان تشابه گونه ای در سایت های نمونه برداری بکار می رود. بالا بودن عدد بدست آمده  بهتر بودن شرایط زیستی و بالابودن تشابه بین گونه ای در ایستگاه ها است. مودلر و همکاران نیز در استفاده از این شاخص به نتایج مشابهی دست یافتند (12). در این مطالعه نتایج تشابه بیولوژیک وجود شرایط مشابه اکولوژیک را نشان داد به طوری که توزیع تاکزونی در ایستگاه های با آلودگی کم باهم مشابه است ودر ایستگاه های آلوده نیز با یکدیگرشباهت دارد.

در نهایت نتایج بدست آمده از شاخص های زیستی با نتایج پارامترهای شیمیایی موجود در ایستگاه­ها  مقایسه گردیدند. نتایج بدست آمده نشان داد نمودارها روند نیترات در پاییز از ایستگاه اول به دوم کاهش داشته و در ایستگاه سوم افزایش زیادی را داشت و مجددا روند نزولی در ایستگاه های 4 و 5 داشت. این امر نشان دهنده ورود مواد آلی نیتراته در ایستگاه­های اول و سوم ونیز انجام خود پالایی در ایستگاه­های 2، 4 و 5 بود. این شاخص شیمیایی با شاخص مارگالف رابطه متناسب و مستقیم رانشان داد ولی با شاخص های پیلو و شانون رابطه برعکس داشت. مقایسه میزان اکسیژن محلول و شاخص ها نشان داد بین شاخص های شانون و پیلو با پارامترDO نیز رابطه مستقیم‌و متناسب وجود دارد همچنین رابطه متناسب و بر عکسی را با شاخص مارگالف نشان داد(جدول4). با توجه به اینکه روند تغییرات میزان اکسیژن محلول با نیترات برعکس است نتیجه بدست آمده از مقایسه شاخص های زیستی و پارامتر های مذکور در پاییز کاملا منطقی و قابل قبول است. این نتایج با نتایج مطالعات دررودخانه لوندویل آستارا توسط قریب خانی و تاتینا مطابقت دارد (11). در فصل بهار مقایسه میزان اکسیژن با شاخص های زیستی روند عکس داشت به طوری که با افزایش میزان اکسیژن  میزان این شاخص ها کمتر شد. میزان نیترات نیز روند  عکسی را در مقایسه با شاخص های بررسی شده نشان داد(جدول4). اما  مقایسه کلی بین فصول نمونه برداری، درفصل پاییز، مقایسه روند تغییرات شاخص های تنوع و تشابه و غنای تاکسونی با پارامتر های شیمیایی نتایج متناسبتری را نسبت به بهار نشان داد. این امر با توجه به مطالعات قبلی انجام شده مربوط به نوسانات اجتماعی و زیستگاهی در بهار می باشد که تحقیقات انجام شده روی رودخانه لوندویل آستارا و کارون نیز تایید کننده این امر است(11و8).

میزان اکسیژن در فصل های پاییزو بهار در ایستگاه سوم کاهش چشمگیر داشت که با افزایش میزان نیترات در این ایستگاه قابل توجیه است. دلیل وجود نیترات در این ایستگاه ورود آلاینده های آلی از مزارع پرورش ماهی در بالادست و فاضلاب تصفیه نشده شهر نیر است. قدرت خود پالایی رودخانه در ایستگاه های 2و4و بالا رفتن میزان اکسیژن محلول کاملا مشهودبود؛ که خود دلیل قانع کننده وجود تناسب بین شاخص های زیستی تنوع  گونه‌های موجود در هر ایستگاه می باشد. به طوریکه افزایش و وجود میزان گونه ها (بخصوص گونه‌های حساس) با افزایش میزان اکسیژن محلول کاملا متناسب بود. شاخص مارگالف به دلیل اینکه غنای تاکزونی را نشان می‌دهد روندی برعکس روند اکسیژن محلول داشت  به طوریکه هرجا که میزان اکسیژن محلول کم شده بود گونه  مقاوم افزایش داشت و تنوع گونه ای کم شده بود. بعبارت دیگر تعداد گونه ها و تنوع گونه ای کم شده بود و گونه های حساس جای خود را به­گونه مقاوم داده بودند(جدول4و5). این نتایج با نتایج بدست آمده در رودخانه های منتهی به تالاب انزلی که توسط میرجانی و همکاران در سال 87 انجام شده مطابقت دارد(3). در بهار وضعیت کمی متفاوت با پاییزبود در این فصل  اکسیژن محلول تا ایستگاه سوم روند نزولی داشت ولی در ایستگاه های 4و 5 روند صعودی را طی کرده بود. در این فصل بر عکس فصل پاییز تغییرات شاخص های پیلو و شانون نیز روند متناسب مستقیم با میزان نیترات نشان دادند(جدول5). عمده ترین دلیل این امرتعداد موجودات و تنوع گونه های موجود در فصل بهار بود که در این فصل گونه­های نمونه برداری شده تعدادشان کمتر از فصل پاییز بود. این مطالعه مشخص نمود که آلاینده­های عمده رودخانه در سایت های نمونه برداری شده مربوط آلاینده­های آلی است. با توجه به وضعیت ایستگاه های 2و4 و5در هر دو فصل قدرت خود پالایی رودخانه بالابوده و تنوع زیستی آن نشان دهنده وجود پتانسیل بالای احیا زیستی در رودخانه است.

 

 

جدول4-مقایسه پارامترهای شیمیایی DOو نیترات با شاخص های زیستی در فصل پاییز

Table 4- Comparison of the indicators of biological and chemical parameters (DO and Nitrate) in autumn

   
   
 

 

 

 


جدول5-مقایسه پارامترهای شیمیایی DOو نیترات با شاخص های زیستی در فصل بهار

Table 5- Comparison of indicators of biological and chemical parameters (DO and Nitrate) in spring

   
   
   


نتیجه گیری

 

نتایج این مطالعه نشان داد میزان آلودگی رودخانه در فصل پاییز نسبت به فصل پر آبی(بهار) بالاتر است. از طرف دیگر میزان جمعیت نمونه برداری شده در بهار نسبت به پاییز در تمامی ایستگاه ها کمتر است و این می تواند ناشی از تغییرات فصلی و سیکل زندگی بی‌مهرگان باشد. با توجه به نتایج بدست آمده کیفیت رودخانه در محدوده مطالعاتی به سه قسمت (آلودگی کم، آلودگی متوسط، و آلودگی بالا تقسیم بندی گردید. به طوری که ایستگاه های دوم و چهارم بهترین وضعیت کیفی را داشتند و در طبقه آلودگی کم قرار گرفتند. ایستگاه­های اول و پنجم درآلودگی سطح متوسط قرار داشتند و ایستگاه سوم در بدترین شرایط کیفی (آلودگی بالا)قرار داشت. با توجه به نتایج بدست آمده می توان گفت که از میان این سه شاخص زیستی  بررسی شده، شاخص مارگالف با توجه به تناسب بیشتری که با میزان اکسیژن محلول و نیترات در هر دو فصل داشت برای بیان کیفیت آب رودخانه بالخلو مناسب تر است.

تشکر و قدردانی

از آقایان دکتر صابر وطن دوست، آقا مهندس غلامرضا امیری و آقای دکتر فتایی که مارا در انجام این تحقیق یاری فرمودند نهایت تشکر و قدردانی را داریم.

Reference

  1. Hilsenhoff, W.L. 1988. Rapid Field Assessment for Organic Pollution with a Family Level Biotic Index, JNorth American Benthological Society , 7 (1):  65 – 68
    1. Fataei, A. 2010, Elaboration of a Survey on Environmental Survey of Surface Water Quality (Case Study of Ghareh Souz River), Faculty of Environment and Energy, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Thesis, p. 185(In Persian).
    2. . Mirzajani, A. ghane, A. Khodaparast Sharifi, H. 2008, Investigating the Relationship between Bentowos Communities and the Organic Properties of the Rivers to the Anzali Lagoon, Journal of Environmental Science No. 45 Year 34. 15 p.(In Persian)..
    3. Nakamura, K. Tockner, K.Amano, K.2006, River and Wetland Restoration: Lessons from Japan, BioSience, vol .56No.5 .may (2006). p420-429
      1. Brbour, M.T., Gerrtsen, J., Snyder, B.D., and Stribling, J.B. 1999.Rapid Bioassessment Protocols for Use in Streams and Wadeable Rivers: Periphyton, Benthic Macroinvertabrates, and Fish.Second Edition.EPA 841-B-99-002. U.S. Environmental Agency; Office of Water Washington,D.C.841p
      2. Yin Wang A,Z. Lee, H.W. Cheng,D. Duan, X.2008. Benthic invertebrates investigation in the East Riverand habitat restoration strategies. Journal of Hydro-Environment Research 2(2008).p102-122
      3. Rahbari, K., Nabavi, M., Mobed, P., 2006, Investigating Different Methods of Biological and Biodiversity Evaluation the Quality of Water Resources and Calculation of Variants of the Karoon River bedding from the darkhovin -Mollasani Range. The 7th International Conference on River Engineering .15 p.(In Persian)
      4. Chambary, Sh. Nabavi, M. Jafarzadeh Haghighi, N. , 2006, Investigation of Organic Pollutants in Hooral Azim Wetland Using Water Quality Factors and Bioindicators. 7th International Conference on River Engineering. 10 p. (In Persian)
      5. Water and Wastewater Company of Ardebil Province, Statistics of Water and Wastewater Company 2008. (In Persian)
      6. General Office of Environmental Protection of Ardabil Province, 2001-2003, Ecological Studies of Ardebil Province .284 p(In Persian)
      7. harib Khani, M.Tatina, M., 2008, The Natural Production Capacity of the Lavandevile Astara River Based on Benthos Communities. Fisheries Journal of the Second Year, No. 4. Page 37-49. (In Persian)
      8. Mandaville,S.M. 2002,Benetic Macroinvertabrates in Fresh Water-Taxa Tolerance Values,Metrics,and Protocols.AppendixB.
      9. Mulder, E. Bazeley-White, P. G. Dimitrakopoulos, A. Hector, M. Scherer-Lorenzen and B. Schmid: SOikos, 2004, no. 107. pp. 50–63 (PDF-Datei; 275 kB).

 

 



1- دکتری رشته ارزیابی و آمایش سرزمین، دانشکده انرژی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)

2- استادیار، گروه محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی،واحد اردبیل، اردبیل، ایران.

3- استادیار، گروه شیلات، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بابل، بابل، ایران.

4- دکتری رشته مدیریت و برنامه ریزی محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

1- PhD, Faculty of Energy&Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran. * (Corresponding Author)

2- Assistant Professor, Department of Environment, Islamic Azad University, Ardebil Branch, Ardabil, Iran.

3- Assistant Professor, Department of Environment, Islamic Azad University, Babol Branch, Babol, Iran.

4- PhD in Environmental Management and Planning, University of Tehran, Tehran, Iran.

1- Shannon winner index

  1. Hilsenhoff, W.L. 1988. Rapid Field Assessment for Organic Pollution with a Family Level Biotic Index, JNorth American Benthological Society , 7 (1):  65 – 68
    1. Fataei, A. 2010, Elaboration of a Survey on Environmental Survey of Surface Water Quality (Case Study of Ghareh Souz River), Faculty of Environment and Energy, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Thesis, p. 185(In Persian).
    2. . Mirzajani, A. ghane, A. Khodaparast Sharifi, H. 2008, Investigating the Relationship between Bentowos Communities and the Organic Properties of the Rivers to the Anzali Lagoon, Journal of Environmental Science No. 45 Year 34. 15 p.(In Persian)..
  2. Nakamura, K. Tockner, K.Amano, K.2006, River and Wetland Restoration: Lessons from Japan, BioSience, vol .56No.5 .may (2006). p420-429
    1. Brbour, M.T., Gerrtsen, J., Snyder, B.D., and Stribling, J.B. 1999.Rapid Bioassessment Protocols for Use in Streams and Wadeable Rivers: Periphyton, Benthic Macroinvertabrates, and Fish.Second Edition.EPA 841-B-99-002. U.S. Environmental Agency; Office of Water Washington,D.C.841p
    2. Yin Wang A,Z. Lee, H.W. Cheng,D. Duan, X.2008. Benthic invertebrates investigation in the East Riverand habitat restoration strategies. Journal of Hydro-Environment Research 2(2008).p102-122
    3. Rahbari, K., Nabavi, M., Mobed, P., 2006, Investigating Different Methods of Biological and Biodiversity Evaluation the Quality of Water Resources and Calculation of Variants of the Karoon River bedding from the darkhovin -Mollasani Range. The 7th International Conference on River Engineering .15 p.(In Persian)
    4. Chambary, Sh. Nabavi, M. Jafarzadeh Haghighi, N. , 2006, Investigation of Organic Pollutants in Hooral Azim Wetland Using Water Quality Factors and Bioindicators. 7th International Conference on River Engineering. 10 p. (In Persian)
    5. Water and Wastewater Company of Ardebil Province, Statistics of Water and Wastewater Company 2008. (In Persian)
    6. General Office of Environmental Protection of Ardabil Province, 2001-2003, Ecological Studies of Ardebil Province .284 p(In Persian)
    7. harib Khani, M.Tatina, M., 2008, The Natural Production Capacity of the Lavandevile Astara River Based on Benthos Communities. Fisheries Journal of the Second Year, No. 4. Page 37-49. (In Persian)
  3. Mandaville,S.M. 2002,Benetic Macroinvertabrates in Fresh Water-Taxa Tolerance Values,Metrics,and Protocols.AppendixB.
  4. Mulder, E. Bazeley-White, P. G. Dimitrakopoulos, A. Hector, M. Scherer-Lorenzen and B. Schmid: SOikos, 2004, no. 107. pp. 50–63 (PDF-Datei; 275 kB).