ارزیابی زیستی رودخانه صمصامی(استان چهارمحال و بختیاری) با استفاده از ساختار جمعیت ماکروبنتوزها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، مهندسی منابع طبیعی شیلات، مدیریت شیلات و آبزیان، شهرکرد، ایران. *)مسوول مکاتبات).

2 استادیار، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین،گروه شیلات و محیط زیست، دانشگاه شهرکرد، ایران.

3 عضوهیئت علمی پژوهشکده آبزی پروری آبهای داخلی، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج جهاد کشاورزی، بندر انزلی

10.22034/jest.2020.28483.3726

چکیده

زمینه و هدف: روش­های مختلفی جهت بررسی کیفیت آب رودخانه ها وجود دارد یکی از این روش­ها، استفاده از ساختار جمعیت بزرگ بی مهرگان کف­زی می­باشد. بر این اساس این مطالعه جهت بررسی کیفیت آب رودخانه صمصامی با استفاده از  بزرگ بی مهرگان کف­زی صورت پذیرفت.
 روش بررسی: در این مطالعه 7 ایستگاه در مسیر حدود10کیلومتری رودخانه صمصامی انتخاب و نمونه برداری از کف­زیان در یک دوره یک­ساله، هر 45روز یک­بار انجام شد. اطلاعات به دست آمده به صورت سنجه های جمعیتی شامل غنای کل، غنایEPT، نسبت فراوانی EPT به خانواده  Chironomidae، شاخص تنوع شانون ـ وینر و شاخص زیستی در سطح خانواده هلسینهوف در ایستگاه های مورد بررسی و محاسبه شد.
یافته ها: نتایج بدست آمده شامل 11 راسته و 45 گروه (خانواده و جنس) از بزرگ بی مهرگان کف­زی می­باشد که لارو حشرات آبزی بیش­ترین تنوع و فراوانی را داشتند. حداکثر و حداقل میانگین فراوانی کل در متر مربع در طول مدت بررسی به ترتیب در ایستگاه 2 (72/233±1694) و ( 13/79±314 ) در ایستگاه 7 بوده است. از راسته های غالب در این مطالعه، راسته های Ephemeroptera ،Trichoptera  بوده­اند.
بحث و نتیجه گیری: ارزیابی ها نشان داد در ایستگاه های٢و6 به علت ورود پساب های روستایی و پرورش ماهی کیفیت آب رودخانه تغییر­یافته و تنوع و درصد فراوانی خانواده های حساس به آلودگی کاهش و گروه های مقاوم به آلودگی افزایش یافته است. بر این اساس می­توان نتیجه گیری نمود استفاده از سنجش تنوع و فراوانی بزرگ بی مهرگان کف­زی به عنوان شاخص زیستی آلودگی آب­ها راه مناسبی جهت بررسی کیفیت آب رودخانه می باشد.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و دوم، شماره هفت، مهرماه 99

                                        

 

ارزیابی زیستیرودخانه صمصامی(استان چهارمحال و بختیاری) بااستفادهاز ساختارجمعیت ماکروبنتوزها

 

پرویز منصوری بیرکانی[1] *

Parvizmansoory@yahoo.com

مهرداد فتح اللهی[2]

احمد قانع ساسانسرایی[3]

 

تاریخ دریافت:16/4/96

تاریخ پذیرش:14/9/96

 

چکیده

زمینه و هدف: روش­های مختلفی جهت بررسی کیفیت آب رودخانه ها وجود دارد یکی از این روش­ها، استفاده از ساختار جمعیت بزرگ بی مهرگان کف­زی می­باشد. بر این اساس این مطالعه جهت بررسی کیفیت آب رودخانه صمصامی با استفاده از  بزرگ بی مهرگان کف­زی صورت پذیرفت.

 روش بررسی: در این مطالعه 7 ایستگاه در مسیر حدود10کیلومتری رودخانه صمصامی انتخاب و نمونه برداری از کف­زیان در یک دوره یک­ساله، هر 45روز یک­بار انجام شد. اطلاعات به دست آمده به صورت سنجه های جمعیتی شامل غنای کل، غنایEPT، نسبت فراوانی EPT به خانواده  Chironomidae، شاخص تنوع شانون ـ وینر و شاخص زیستی در سطح خانواده هلسینهوف در ایستگاه های مورد بررسی و محاسبه شد.

یافته ها: نتایج بدست آمده شامل 11 راسته و 45 گروه (خانواده و جنس) از بزرگ بی مهرگان کف­زی می­باشد که لارو حشرات آبزی بیش­ترین تنوع و فراوانی را داشتند. حداکثر و حداقل میانگین فراوانی کل در متر مربع در طول مدت بررسی به ترتیب در ایستگاه 2 (72/233±1694) و ( 13/79±314 ) در ایستگاه 7 بوده است. از راسته های غالب در این مطالعه، راسته های Ephemeroptera ،Trichoptera  بوده­اند.

بحث و نتیجه گیری: ارزیابی ها نشان داد در ایستگاه های٢و6 به علت ورود پساب های روستایی و پرورش ماهی کیفیت آب رودخانه تغییر­یافته و تنوع و درصد فراوانی خانواده های حساس به آلودگی کاهش و گروه های مقاوم به آلودگی افزایش یافته است. بر این اساس می­توان نتیجه گیری نمود استفاده از سنجش تنوع و فراوانی بزرگ بی مهرگان کف­زی به عنوان شاخص زیستی آلودگی آب­ها راه مناسبی جهت بررسی کیفیت آب رودخانه می باشد.

 

واژههایکلیدی:  بزرگ بی مهرگان کف­زی، شاخصEPT، شاخص شانون، شاخص زیستی هلسینهوف، سنجه های جمعیتی.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J. Env. Sci. Tech., Vol 22, No.7,October, 2020

 

 

 

 

 


The Biological Assessment of the Samsami River Using the Structure of Benthic Macroinvertebrates

(Chaharmahal-o-Bakhtiary Province)

 

Parviz Mansouri B[4]*

Parvizmansoory@yahoo.com

Mehrdad Fattollahi[5]

Ahmad Ghane S[6]

Admission Date:December  5, 2017

 

Date Received: July 7, 2017

 

Abstract

Background and Objective: There are different methods for assessing river water quality. One of these methods is to use the large population structure of bulk invertebrates. Accordingly, this study was carried out to evaluate the quality of water of the Smsami River using large invertebrates.

Method: In this study, 7 stations were selected along the 10 km of Samsami River and sampling was done in a one-year period every 45 days. Data were collected as population measurements including total richness, EPT richness, EPT frequency ratio to Chironomidae family, Shannon-Wiener diversity index and biological index in Hallesinof family.

Findings: The results of this study included 11 orders and 45 groups (family and sex) of the large invertebrates, the larvae of aquatic insects had the highest diversity and abundance. The maximum and minimum mean of total frequency per square meter during the study period was at station 2, (1694 ± 232.72) and (314.71 ± 13.7) At station 7 respectively. The dominant orders in this study were Ephemeroptera, Trichoptera.

Discussion and Conclusion: Evaluations showed that in stations 2 and 6, due to the entry of rural wastewater and fish farming, the quality of river water has changed and the frequency and frequency of infected families have decreased and contaminated groups have increased. Based on this, it can be concluded that the use of the measurement of the diversity and abundance of large invertebrates as an indicator of the biological contamination of water is a good way to evaluate the water quality of the river.

 

Keywords: Big Invertebrate, EPT Index, Shannon Index, Holsinophor Biomarker, Population Measurements

 

 

مقدمه


بررسی ویژگی های کمی و کیفی منابع آب از ارکان اساسی توسعه پایدار و اعمال مدیریت صحیح در زمینه های مختلف محیط زیست، شیلات، کشاورزی و غیره است. در شرایط عادی اکوسیستم­های آبی تحت تاثیر عوامل طبیعی مانند آب، باد و نیروهای ژئوفیزیکی و نیز آثار متقابل جانداران (ریزجانداران، گیاهان و جانوران) تغییر می­یابند، ولی در طی سال­های اخیر انسان به طور فراگیری عامل اساسی ایجاد تغییرات در کره­زمین بوده است (1). همچنین شناخت و بررسی وضعیت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک منابع آبی نیز از عوامل اساسی اعمال مدیریت مناسب و اولویت بندی در نوع کاربری از این منابع محدود می باشد که در این میان اساس کار شناخت بوم سازگان آبی، بررسی اکولوژیکی آن می باشد(2). ما در خصوص آلوده شدن رودخانه ها توسط  پساب­های صنعتی، خانگی و آبزی پروری هشدارهایی را شنیده­ایم که به زیستگاه­های طبیعی آثار سویی وارد خواهند نمود و موجب برهم خوردن تعادل طبیعی بوم سازان آبی می­گردد و برروی ساختار جوامع بی مهرگان کف­زی تاثیر گذار می باشند. ولی واقعیت این است که چگونه می توان به آلودگی رودخانه ها پی برد و کدام روش برای تشخیص آب های آلوده و پاک مناسب است. یکی از این روش­ها اندازه گیری خواص فیزیکوشیمیایی آب می باشد. ولی چنان­چه رودخانه تحت تاثیر فشارهای جانبی آشفتگی­زا و آلاینده قرارگیرد، بعضی از عوامل تعیین کننده کیفیت آب از حدود معمولی خود خارج می شوند و بدین طریق می توان به آلودگی پی برد. راه­دیگرکه در چند دهه اخیر برکارآیی آن نیز تاکید شده و از موثرترین روش هاست، ارزیابی زیستی به ویژه استفاده از بزرگ بی مهرگان کف زی برای پایش کیفیت آب می باشد، زیرا ارزیابی بیولوژیکی کل استرس های فیزیکی، شیمیایی و زیستی را هم در همه سیستم های آب نشان می دهد(6، 5، 4، 3) بی مهرگان کف­زی یا بنتوزها به کلیه موجوداتی اطلاق می شود که در سطح یا درون رسوبات منابع آبی و یا نواحی نزدیک به بستر زندگی می کنند. این موجودات  جزئی از زنجیره غذایی محیط های آبی می باشند و نیاز غذایی بسیاری از گونه های آبزی به ویژه ماهیان را برآورده می نماید (7). بدین ترتیب در چرخه انرژی و مواد غذایی اثر می گذارند (9، 8). ماکرو بنتوزها باعث معدنی شدن مواد آلی می شوند. این موجودات به عنوان دومین و یا سومین سطح غذایی مورد استفاده سایر آبزیان قرار گرفته و می­توانند به عنوان شاخصی از میزان کل تولیدات و همچنین شاخصی برای کیفیت آب محسوب شوند(10). جانداران فوق از نظر مقاومت در برابر شدت آلودگی و کاهش اکسیژن با یکدیگر متفاوت بوده و در مورد برخی از گونه ها این تفاوت فاحش تر است. به طوری که بعضی از گونه ها در  آب های کاملا تمیز و عاری از هرگونه آلودگی و بعضی در آب های با آلودگی زیاد قادر به ادامه حیات هستند (11). این توضیحات اهمیت مطالعات بیولوژیک آب های جاری را نمایان تر می سازد، زیرا ممکن است یک موج آلودگی در مسیر رودخانه ایجاد شود و پس از چند ساعت و یا چند روز برطرف گردد و مطالعات شیمیایی و یا فیزیکی و باکتریولوژیک آب نیز پس از آن هیچ گونه آلودگی را نشان ندهد. ولی در صورت ایجاد یک آلودگی نسبتا شدید در آب، موجودات حساس به آلودگی آب مانند بعضی از حشرات به سرعت از بین خواهند رفت. بنابر این حتی اگر چند روز بعد نیز از آب نمونه برداری بیولوژیک انجام شود، عدم وجود حشرات حساس به آلودگی که در نمونه برداری قبلی وجود داشتند، نشانه آلوده شدن آب در این فاصله زمانی و از بین رفتن موجودات حساس تر می باشد. برعکس وجود این موجودات در آب های جاری، بیان­گر این است که آب آلودگی قابل­ملاحظه ای ندارد(11). استفاده از بزرگ بی مهرگان کف­زی بر این اصل استوار است که تنوع و فراوانی بزرگ بی مهرگان کف­زی در نهرها و رودخانه هایی که تحت تاثیر عوامل آلاینده نیستند بیش­تر و گونه های غیر مقاوم در آن جا غالبیت دارند و برعکس آن­هایی که تحت اثر آلودگی قرار دارند، تنوع کم­تری داشته و گونه های مقاوم غالب اند(14، 13، 12).

مواد وروش ها

منطقه مورد مطالعه

حوزه صمصامی یکی از زیر حوزه های فرعی حوزه کوهرنگ تلقی می شود که حوزه کوهرنگ نیز یکی از زیر حوزه های حوزه بزرگ کارون است. این حوزه با مسافتی حدود 177 کیلومتر مربع در قسمت غربی استان چهارمحال وبختیاری و در فاصله حدود 100 کیلومتری از شهرکرد قرار دارد (شکل 1). این حوزه از لحاظ جغرافیایی در حد فاصل طول های شرقی" 2 ‘ 10 50 تا "17’ 26 50 و عرض شمالی" 16 ‘ 5 32 تا" 1’ 5 33 واقع شده است. مرتفع ترین و پست­ترین نقاط این حوزه به ترتیب برابر1990 و3340 متر از سطح دریا و شیب متوسط آن 17درصد می­باشد. منطقه مورد بررسی قسمتی از رودخانه می باشد که تحت تاثیر فعالیت­های انسانی مانند آبزی پروری (هفت مزرعه پرورش ماهی) و نیز پساب های منطقه مسکونی (چهار روستا) قرار دارد. در این بررسی فون کف زیان رودخانه مورد شناسایی قرار گرفته و با استفاده از آن­ها مناطق مختلف مسیر مورد بررسی از نظر شدت آلودگی طبقه بندی و ارزیابی شده­اند. با در نظر گرفتن شرایط منطقه و عوامل محیطی تاثیرگذار بر کیفیت آب رودخانه، 7 ایستگاه مطالعاتی به گونه­ای که هر ایستگاه وضعیت زیستی آن نقطه را با توجه به ورود میزان آلودگی از پساب مزارع پرورش ماهی را به خوبی نشان دهد، از ابتدای محل انحراف آب برای مصارف کارگاه­های پرورش ماهی قزل آلا در مسیر حدود هفت  کیلومتر از رودخانه مطابق (جدول 1) انتخاب شد. در همه ایستگاه­ها طی ماه­های اردیبهشت، خرداد، تیر، مرداد، شهریور، آبان، آذر، دی و بهمن 1393 (نه مرحله در سال 1393) نمونه برداری از کف زیان با توجه به نوع بستر رودخانه مذکور و با توجه به شدت جریان آب توسط دستگاه سوربر به ابعاد 40*40  (سطح پوشش 1600 سانتی­متر مربع) و با سه تکرار در هر ایستگاه انجام شد(15). نمونه های جمع آوری شده در ظروفی که مشخصات ایستگاه، محل و تاریخ نمونه برداری بر روی آن­ها ثبت شده بود، تخلیه و توسط فرمالین 4% تثبیت شدند(17). بررسی آزمایشگاهی شامل جداسازی، شناسایی، شمارش و تعیین فراوانی برحسب تعداد در 1600 سانتی مترمربع انجام شد. در آزمایشگاه نمونه­ها با الک­های مختلف فلزی با چشمه­های 125/0 ،250/0 و 500/0 میلی متر شست­شو شدند. سپس نمونه ها با رسوبات و دتریت وارد سینی های تشریح شدند. نمونه­ها در گروه­های مختلف اعم از راسته و خانواده تفکیک شده و در شیشه­های کوچک محتوی الکل 75%  نگهداری شدند. نمونه­ها با کمک استریومیکروسکوپ­های دوچشمی مدل صا ایران مورد بررسی قرار گرفتند. شناسایی  نمونه­های کف زی، برحسب کمیت و کیفیت هر یک از گروه­ها، تا حد خانواده و جنس انجام گرفت. با استفاده از کلیدهای مرتبط شناسایی هریک از گروه­های زیستی میسر گردید. برخی از این منابع شامل(22، 21، 20، 19، 18، 11)  بوده اند. اطلاعات بدست آمده به­صورت سنجه های جمعیتی شامل غنای کل (تعداد گروه های شناسایی شده در هر ایستگاه)  غنای EPT (تعداد جنس ها متعلق به سه راسته Ephemeroptera، Plecoptera، Trichoptera)، نسبت فراوانی  EPTبه فراوانی اعضائ افراد متعلق به خانواده Chironomidae (EPT/CHIR)، شاخص­های تنوع شانن وینر  (ایندکس تنوع گونه ای)، S= تعداد گونه ها،Pi   = نسبت کل نمونه های مربوط به گونه ی (i) ام  و شاخص زیستی در سطح خانواده هلسینهوف که می تواند سنجشی مناسب برای ارزیابی آلودگی نهرها باشد (23) برای هر ایستگاه در ماه های متعدد محاسبه شد. ضمنا برای محاسبه شاخص زیستی هیلسنهوف در سطح خانواده (هرایستگاه) از فرمول زیر و جدول 2 استفاده شد (24).  که در آن  Xi= تعداد افراد از هر گونه، ti= میزان تحمل هرگونه، n= تعداد کل ارگانیسم­های گرفته شده در نمونه برداری

 

 

 

 

 

 

شکل 1- موقعیت منطقه و رودخانه مورد بررسی صمصامی در استان چهارمحال و بختیاری (علامت مثلث استقرار واحدهای پرورش ماهی و دایره ها ایستگاه های نمونه برداری را نشان می دهد)

Figure1. Location of the region and the river studied by Smsasi in Chaharmahal va Bakhtiari province(The triangle indicates the establishment of fish breeding units and circles in sampling stations)

 

جدول 1 - خصوصیات ایستگاهی نقاط نمونه برداری منطقه مورد مطالعه رودخانه صمصامی

Table 1: Station characteristics of the sampling points of the study area of Samsama River

مشخصات ایستگاه

نوع بستر

مختصات جغرافیایی

ایستگاه رودخانه

شاهد 150 متر پایین تر از مظهر چشمه

سنگی و شنی

''43 '10 °32 N=

''37 '16 °50  E=

کوفی

1

500 متر  فاصله از خروجی دومزرعه پرورش ماهی به ظرفیت سالانه 100تن

سنگی و شنی

''11 '10 °32 N=

 ''58 '16 °50  E=

کوفی

2

500 متر فاصله از خروجی یک مزرعه پرورش ماهی (سوم) به ظرفیت سالانه 50تن

سنگی و شنی

''10 '10 °32 N=

''33 '17 °50  E=

دزداران

3

1000 متر فاصله از خروجی مزرعه پرورش ماهی سوم و 500 متر فاصله تا دو مزرعه(4 و5) به ظرفیت 80 تن

سنگی و شنی

''02 '10 °32 N=

''44 '17 °50  E=

صمصامی

4

500 متر پایین تر از خروجی مزارع 4و5 و1000متر تا ورودی دومزرعه پرورش ماهی ( 6 و7 ) به ظرفیت سالانه 170 تن

سنگی و شنی

''43 '09 °32 N=

''40 '18 °50  E=

صمصامی

5

حدود1000متر پس از خروجی مزارع 6و7 و500متر زیر دست پساب روستای دزک و1000متر تا ورودی دو مزرعه (8 و 9) به ظرفیت سالانه 50 تن

سنگی و شنی

''36 °09 °32 N=

''07'20 °50 E=

صمصامی

6

حدود 2000 متر زیر دست خروجی پساب مزارع 8و9 به ظرفیت سالانه 50 تن

سنگی و شنی

''23 '09 °32 N=

''14 '23 °50  E=

صمصامی

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول  2- ارزیابی کیفیت آب با استفاده از ایندکس سطح خانواده (24)

Table2. Water quality assessment using family level index(24)

درجهآلودگی(آلی)

کیفیتآب

ایندکسزیستی در سطح  خانواده

آلودگی آلی غیر محتمل است

عالی

75/3-0

احتمال آلودگی به مواد آلی کم است

بسیار خوب

25/4-76/3

آلودگی کمی به مواد آلی وجود دارد

خوب

5-26/4

احتمال یک آلودگی نسبی

مطلوب(متوسط)

75/5-05/5

آلودگی احتمالا شدید

متوسط – ضعیف

5/6-76/5

احتمال آلودگی بسیار شدید

ضعیف

25/7-51/6

آلودگی حاد به مواد آلی

بسیار ضعیف

10-26/7

 


نتایج

 

از بررسی تمامی ایستگاه­های رودخانه صمصامی تعداد  45 گروه ( خانواده و جنس) از 11 راسته شناسایی گردید که بیش ترین غنا با تعداد 24 خانواده در ایستگاه 1 که برروی رودخانه کوفی می­باشد مشاهده گردید، و کم­ترین با تعداد 19 خانواده در ایستگاه 6 شناسایی شدند که بخش عمده آن­ها را حشرات آبزی تشکیل داده اند. در مجموع میانگین  فراوانی کل کف زیان شناسایی گردیده در 9 ماه نمونه برداری برابر 16/1331± 86/2311عدد در متر مربع شمارش شده است. که حداکثر و حداقل فراوانی کف زیان به ترتیب 5082 عدد در متر مربع در ایستگاه 2 و 942 عدد در مترمربع در ایستگاه 7 بوده است. در بررسی فراوانی راسته های مختلف در ایستگاه­های نمونه برداری موارد مشاهده گردیده به شرح ذیل می باشند.

1ـ راسته Diptera: راسته دو بالان یکی از متنوع­ترین و بزرگ­ترین راسته حشرات آبزی می باشد. 8  خانواده از این راسته شناسایی شد . از خانواده های شناسایی شده این راسته که بیش­ترین سهم را به خود اختصاص داده اند، دو خانواده Chironomidae با  31/25 درصد و خانواده Simuliidae  با 25/10درصد می باشد. سایر خانوادهای این راسته درمرتبه های بعدی قرار گرفته اند.

2ـ  راسته Ephemeroptera: (یک روزه ها یا زودمیران) از راسته یک روزه ها(Ephemeroptera)، 4خانواده و7 جنس شناسایی گردید. و خانواده  Baetidae جنس Baetis با 65/16درصد بیش ترین درصد از فراونی کل را در ایستگاه­های مطالعاتی  به خود اختصاص داده است، خانواده­های دیگر این راسته مانند Heptagenidae  و  Ephemerellidae در رده بعدی قرار گرفته اند.  

3ـ راسته (Trichoptera) یا بال موداران پس از دو راسته فوق از نظر فراوانی راسته Trichoptera  در ایستگاه­های نمونه برداری غالب بوده است که از این راسته 4 خانواده شناسایی شد، جنسhydropsyche  از خانواده   hydropsychidae با  72/12درصد از کل فراوانی را به خود اختصاص داده است که بیش از 95 درصد از جمعیت این راسته را تشکیل داده است.

4ـ  راسته(Plecoptera ) بهاره ها اعضای متعلق به این راسته  که عمدتا" از گروه های حساس به آلودگی بشمار می روند. در بین شاخص غنای  EPT (Ephemeroptera،Plecoptera ،(Trichoptera  در کل ایستگاه­های مطالعاتی  کم­ترین درصد مشاهده شده (667/0%) به خود اختصاص داده­اند. از دیگر حشرات آبزی که در ایستگاه­های مطالعاتی رودخانه صمصامی چه به شکل لارو و چه به­صورت بالغ شناسایی شدند، راسته Coleoptera را می توان نام برد. به علاوه از ناجور پایان خانواده  Gammaridaeاز کرم های کم تار خانواده های Lumbriculidae و Tubificidae از زالوها خانواده Psicullidae و از شکم پایان Gastropoda خانواده های Lemnaeidae و valvatidae از دوکفه ای ها خانواده unionidae نیز در مدت بررسی در ایستگاه­های مطالعاتی مشاهده شدند. اطلاعات به­دست آمده از محاسبه مقدار شاخص زیستی هلسینهوف در ایستگاه­های مطالعاتی نشان داد که ایستگاه 1 باتوجه به این که هیچ گونه آلودگی ناشی از پساب آبزی پروری در بالا دست آن وجود نداشته همواره کم­ترین (نشان­گر کیفیت عالی) و ایستگاه های 2 (یعنی پایین تر از محل خروجی پساب کارگاه های پرورش ماهی قزل آلا و کارگاه مرغ داری) و ایستگاه 6 (یعنی پایین تر از محل خروجی پساب دو کارگاه پرورش ماهی و پساب روستایی) بیشترین مقدار (کیفیت نسبتا قابل ملاحظه) شاخص زیستی را داشته است (جدول4). آلودگی های ناشی از پساب ها در ایستگاه های2 و 6 باعث گردیده گروه­های مقاوم به آلودگی نسبت به گروه های حساس افزایش یابد (جدول3). مطالعات متعدد دیگری نیز افزایش فراوانی و غالبیت گروه­های مقاوم به آلودگی را در نتیجه ورود پساب آبزی پروری گزارش کرده اند(25، 26). ضمنا بر اساس نتایج بدست آمده از شاخص تنوع شانن- وینر(جدول3) در این تحقیق ایستگاه 1 بیش­ترین شاخص تنوع و ایستگاه­های 2 و 6 کم ترین میزان این شاخص را به خود اختصاص داده است که با نتایج بدست آمده در مورد شاخص زیستی هلسینهوف در ایستگاه های1، 2، 6 هم­خوانی وجود دارد.  


 


 

جدول 3- سنجه های ساختار جمعیتی در ایستگاه های مورد بررسی ( std±(mean

حروفمشابهدرهرستوننشاندهنده­یعدماختلافمعنی دار آماریمی­باشند (p<0/05)

Table3. Demographic structure measures at the stations examined(men±std)

Similar letters in each column indicate no significant statistical difference( p<0/05)

ایستگاه ها

غنای کل

EPT

EPT/CHIR

شاخص شانن

1

51/2± 33/24

2± 13d

4/3±7

     bcd 05/0± 99/1

2

1± 24

           cd 33/0± 66/11

10/9± 03/8

      b 09/0± 85/1

3

1± 21

               bcd 1± 10

54/14± 77/13

        bc 02/0± 95/1

4

08/2± 67/22

          bcd 57/0± 66/10

93/24± 99/21

      cd 05/0± 04/2

5

15/1± 67/22

            bc 52/1± 66/9

38/46± 84/22

      bc 03/0± 90/1

6

0± 19

           a  57/0± 33/6

93/0± 75/0

      a  06/0± 67/1

7

52/1± 76/19

            ab 33/0± 66/7

03/13± 62/11

      d  04/0± 12/2

 

جدول 4- مقادیر شاخص زیستی هلسینهوف در ایستگاه های مورد بررسی رودخانه صمصامی وطبقه کیفی آب

Table4. Hillsenhof biomass values at sampling sites and their qualitative class

ایستگاه ها

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

مقدارشاخص زیستی هلسینهوف

60/3

38/5

08/4

31/4

73/4

29/5

26/4

طبقه کیفی آب

عالی

مناسب

خیلی خوب

خوب

خوب

مناسب

خوب

 

 

 

 


 

 


بحث


نتایج حاصل نشان می دهد که حشرات آبزی جمعیت غالب جانداران کف­زی رود­خانه صمصامی را تشکیل داده­اند. که با  مطالعات (28، 27، 17) مطابقت داشته است. در بررسی­های انجام شده گروه­های متنوعی از بی­مهرگان کفزی به خصوص لارو حشرات آبزی شناسایی شدند که می­تواند دلیلی برکیفیت مناسب و سلامت اکولوژیک رودخانه صمصامی باشد. غالبیت راسته Diptera که عمداتا" از دو خانواده Chironomidae و simuliidae تشکیل شده،  در برخی از ایستگاه­ها، نشان­گر تغییرات حاصله از عوامل محیطی بر رودخانه است. راسته فوق در ایستگاه 2 و 6 حداکثر و در ایستگاه های 1 و 7 حداقل میانگین فراوانی را داشته است. خانواده chironomidae از گروه­های مقاوم به شمار می­رود و از مواد آلی در بستر تغذیه می­کند. هم چنین خانواده simuliidae از نظر رفتار تغذیه ای فیلتر کننده بوده و از مواد آلی ریز معلق در آب استفاده می­نماید (F.P.O.M:fine particle organic matter). مواد حاصل از فعالیت­های متابولیک و پس مانده­های غذایی استخرهای پرورش ماهی به صورت مواد آلی معلق در آب،‌ از عمده­ترین اجزای پساب حاصل از کارگاه­های پرورش ماهی هستند که وارد رودخانه ها می شوند (29). بنابراین افزایش نسبی گروه­های مقاوم و تغییر در ترکیب جمعیت کف­زیان،‌ به خصوص در ایستگاه 2 ( به فاصله حدود  500 متر از خروجی پساب مزارع پرورش ماهی) می­تواند نشان­گر اثر پساب دو کارگاه­های پرورش ماهی به ظرفیت تولید حدود 100 تن در سال، که بدون هیچ­گونه تصفیه­ای مستقیما" وارد رودخانه می­گردد، بر سیستم رودخانه باشد. این در­حالی است که گروه­های مختلف کف­زیان با حفظ ساختار کلی خود، به شکلی توسعه می­یابند که برای مصرف مواد آلی وارده، بتوانند فشارهای زیست محیطی حاصله را خنثی نمایند. این روند در ایستگاه 6 نیز تقریبا مشابه است، با این تفاوت که در این ایستگاه علاوه برپساب های گارگاه­های پرورش ماهی، پساب خانگی نیز به پیکره رودخانه وارد می گردد و موجب آشفتگی در آن می­شود. مناطق مسکونی و پساب های حاصله یکی از عوامل مهم استرس زا در رودخانه­هاست که موجب تغییر در نوع خانواده های بی­مهرگان کف­زی در رودخانه می­شود (30). در این بررسی از شاخص­های زیستی شامل غنای کل و غنای EPT، EPT/CHIR و شاخص تنوع شانن برای تعیین شدت اثر پذیری و طبقه بندی ایستگاه­ها بر اساس میزان تشابه آنها از نظر ساختار جمعیت بی مهرگان کف­زی،‌ استفاده شد. در حال حاضر منابع بسیاری وجود دارد که در ارزیابی زیستی آب­های جاری از این شاخص­ها استفاده نموده و بر کارایی و دقت آن­ها تاکید می­نمایند (33، 32، 31).

همان طوری که گفته شد یکی از شاخص­ها، ‌غنای کل یعنی تعداد کل گروه­های بی مهرگان کف­زی شناسایی شده است. هر قدر کیفیت آب و زیستگاه در محل مورد بررسی بهتر باشد،‌ مقدار این شاخص افزایش می یابد. میانگین غنای کل در ایستگاه 1 حداکثر و در ایستگاه 6 حداقل بوده است (جدول 3). غنای کل از شاخص­های فشارهای زیست محیطی است، که دقیقا در این مطالعه مشخص است، غنای کل در ایستگاه 1 که به عنوان ایستگاه غیر متاثر است بیشتر از ایستگاه های 6 و2 که تحت تاثیر آلودگی هستند می باشد. غنای EPT شاخصی دیگر است که بر­خلاف غنای کل همه گروه­های مقاوم و غیر مقاوم را شامل نمی­شود و فقط تنوع گروه­های حساس به آلودگی را در بر می­گیرد. بر اساس نتایج به دست آمده ایستگاه 6 که بیش­تر تحت تاثیر عوامل استرس­زای محیطی قرار دارد به ترتیب میزان غنای EPT کم­تری نسبت به ایستگاه 1 که غیر متاثر می باشد، داشته است (جدول3) در بررسی که در آن منحصرا از شاخص EPT برای بررسی تاثیر مزارع پرورش ماهی قزل آلا بر کیفیت نهر های دریافت کننده پساب در ایالت کارولینای شمالی انجام شد نتایج مشابهی به دست آمد(26). در ایستگاه 2 غنای EPT بیش­تر از ایستگاه 6 بوده و شاخص زیستی هلسینهوف نیز در این ایستگاه (ایستگاه2) بیش­ترین مقدار در کل ایستگاه­ها می باشد، که نشان­گر غالبیت گروه­های مقاوم نسبت به گروه های حساس می باشد (جدول4) در واقع اکثر گروه­ها در ایستگاه 2 قابل مشاهده بوده که مهم­ترین آن­ها حضور راسته بهاره­ها درکنار حداکثر فراوانی گروه های مقاوم به آلودگی در این ایستگاه­ها است. معمولا در آب­های جاری که شرایط زیستی مناسب و محیط غیر آشفته دارند شاهد فراوانی متوازن و متناسبی از 4 گروه مهم حشرات آبزی

(DIPTERA,PLECOPTERA,EPHEMEROPTERA,   TRICHOPTERA) می باشد. بنابراین افزایش غیر متعارف تعدا شیرونومیده نسبت به گروه های حساس EPT کاهش مقدار نسبت  EPT/CHIR را در پی دارد که نشان­گر استرس محیطی می باشد(31). بر طبق اطلاعات حاصل از این بررسی مقدار شاخص EPT/CHIR در ایستگاه های 2 و 6 نسبت به سایر ایستگاه ها کم­تر است (جدول3) که نشان­گر تاثیر عوامل استرس­زای محیطی بر آن­هاست. استفاده از شاخص تنوع در تشخیص کیفیت آب بر این فرض استوار است که ساختار اجتماعات کف زیان همراه با آشفتگی های محیطی تغییر می کند زیرا برخی گونه ها بیش از سایرین تحت تاثیر فشار حاصله قرار می گیرند. بطور متوسط مقدار شاخص تنوع شانن در ایستگاه های مطالعاتی بین 67/1 و 12/2 متغیر بوده است (جدول3). با توجه به طبقه بندی ویلم-دوریس(34) تمامی ایستگاه های مطالعاتی از نظر شدت آلودگی آلی با داشتن مقدار شاخص مابین 3-1 جزء آب­های نیمه آلوده طبقه بندی می­شوند.  بنابراین حجم مواد آلاینده به اکوسیستم به شکلی نیست که تغییرات اساسی در محیط ایجاد کند و بر این اساس رودخانه جزء رودخانه های نیمه الوده طبقه بندی می­شود. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که می­توان با استفاده از ساختار جمعیت بی مهرگان کف­زی و بررسی آن­ها با صرفه اقتصادی کم­تر، ارزیابی دقیق و سریعی از کیفیت رودخانه به خصوص زمانی که تحت تاثیر استرس­های محیطی قرار دارند داشته باشیم.

 

Reference

  1. Karr, J. R. 1998. Rivers as Sentile: Using the Biology of Rivers to Guid Landscape Management. final report for USEPA, 28p.
  2. Rosenberg, D. M., I. J. Davies, D. G. Cobb and A. P. Wiens. 1999. Protocols for maesuring Biodiversity: Benthic macroinvertebrates in Freshwaters. Department of fisheries and Oceans, Freshwater Institute, Winnipeg, Manitoba, 42 p.
  3. Sweeten, J, 2009. A Study of Aquatic Invertebrates as Indicators of Organic Pollution in Pony Creek nearNorth Manchester, Indiana using the Hilsenhoff Family-level Biotic Index. , 60pp.
  4. Abdoli,A.,B. yaby، A.Mradlv Haji, A. Kamali, H.Rahmani & J. Myrdar, 1999. The study Lymnologic Gorganrud River, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. (In Persian)
  5. Poff, N. L. , D. Allan, M.B. Bain، J.R. Karr, K.L. Prestegaard ، B.D. Richter, R.E. Sparks & J.C. Stromberg, 1997. The natural flow regime. A paradigm for river conservation and restoration. Bioscience Journal., 47:769-784.
  6. McCafferty, W. P، 1981. Aquatic entomology: the fisherman’s and ecologists’ illustrated guide to insects and their relatives, Jones and Bartlett Publishers.
  7. Paine,R.T.(1966) Food Web Complexity and Species Diversity.AM.Nat.,100,65-75
  8. Pandian, T.J., 1987. Sustainable clean water and aquaculture. Arch. Hydrobiol.28:333-343.
  9. Pinder, L.C., 1989. Biology of freshwater Chironomidae, ann. Rev. Ent. 31: 1-23.
  10. Owen, T.L., 1974. Handbook of common methods in limnology. Institute of environmental studies and department of biology, Baylor University, Waco, Texas, U.S.A.pp.120-130.
  11. Ahmadi, M, R & M. Naficy, 2000. Identify current water invertebrate indicator organisms, Tehran University Publications., Tehran , 240 pp.(In Persian)
  12. Fries،L.T & D.E. Bowles, 2002.Water quality and macro invertebrate community structure associated with a sportfish hatchery outfall. Sanmarcos،TEXAS،USA.
  13. Ortize، J. D & M. Puig، 2007.Point source effects on density، biomass and diversity of benthic macroinvertebrate in a meditaranean stream, river Research Application journal.23:155 170.
  14. Shannon, C.E, 1948. A mathematical theory communication، Bell System Technical Journal , 27: 379–423.
  15. Davies, A. 2001. The use and limits of various methods of sampling and interpretation of benthic macroinvertebrates. J. Limnol. 60(suppll.1): 1-6.
  16. Baker Debra، S & G. Huggins Donald ،2005.Sub-sampling Techniques for Macroinvertebrates ،Fish and Benthic Algae Sampled in Biological Monitoring of Streams and Rivers , University of Kansas.26pp.
  17. Jamalzad, F&A. Afraz, 1995. Report on biological and non biological Shafarood River ،Gilan Fisheries Research Centre, Bandar Anzali.(In Persian)
  18. Jessup, B. K. 1999. Family Level Key to the Stream Benthic invertebrates of Maryland and Surrounding Areas.Maryland Department of Natural Resources, Resources Assessment service, USA.
  19. Mellenby, H. 1963. Animal Life in Freshwater. Cox & wyman Ltd., Fakenham, Great Britain.
  20. Pennak, R. W. 1953. Freshwater Benthic of the United States. The Ronald press company, New York.
  21. Needham, J., P. Needham. 1962. A Guide to the Freshwater Biology. Fifth edition revised and enlarged, Constable & Co. LTD, London, 115p.
  22. Merritt R.W., Cummins K.W., Berg M.B. (eds.), 2008. An Introduction to the Aquatic Insects of North America (4th Edition). Kendall/Hunt Publishing Company, U.S.A, 862 pp.
  23. Ministry of Energy, 1991. The first stage of the limited supply of artificial river Grmabdsht Golden Flower, hydrology studies.,68pp.
  24. Hilsenhoff, W. L. 1988. Rapid Field Assessment for Organic Pollution with a Family Level Biotic Index. J. North Amer. Benthol. Soc. 7(1) : 65 – 68 .
  25. Loch, D. D. 1996. The effects of trout farm effluents on the taxa richness of the benthic macroinvertebrates. Aquaculture 147: 37-55.
  26. Stephens,W.W. , J.L.,Farris .2004. Instream community assessment of aquaculture effluents. Aquaculture.231: 149–162.
  27. Sasan sarayi, G, 2004. Identify population structure macroinvertebrate Chafrod River in Gilan province according to the water quality factors, MSc thesis, Tarbiat Modarres University. ,15 pp.
  28. Shomali، M & S. Abdolmaleki, 1997, Reports of biological and non biological Gorgan Rood River, Gilan Fisheries Research Centre, Bandar Anzali .(In Persian)
    1. Gowen, R.J., Weston, D.P., Emirk, A., 1991, Aquaculture and the benthic environment, First international symposium on nutritional strategies and aquaculture waste, University of Guelf, Ontario, Canada, pp 187-205.
    2. Pipan, T. 2000. Biological assessment of Stream Water Quality- The Example of the Reka River (Slovenia)”. Acta Carsologica 29/1(15): 201-222.
    3. Barbour, M.T., Plafkin, J.L., Bardley, B.P., Graves, C.G. and Wisseman, R.W.,1999. Rapid bioassessment protocols foruse in streams and wadeable river: pryphyton,benthic invertebrates and fish, 2 nd edition EPA, Wshington D.C., 408.
    4. Overton, J. 2001. Standard Procedures for Benthic Macroinvertebrates Biological Assessment. North Carolina Department of Environment and Natural Resources, 50 p.
    5. Usinger, R. L. (1963): Insects and other invertebrates from Laysan Island. Atoll Res. Bull. 98: 1-30
    6. Mackie,D.M.,&Smith,E.R.(1998).Intergrouprelations:Insightsfromatheoreticallyintegrativeapproach.PsychologicalReview,105,4 9 9-529.

 

 

 

 

 

 



1- کارشناس ارشد، مهندسی منابع طبیعی شیلات، مدیریت شیلات و آبزیان، شهرکرد، ایران. *)مسوول مکاتبات).

2-  استادیار، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین،گروه شیلات و محیط زیست، دانشگاه شهرکرد، ایران.

3- مربی، پژوهشکده آبزی پروری آب­های داخلی مرکز تحقیقات شیلاتی آب­های داخلی، بخش اکولوژی، بندرانزلی، ایران.

[4]- Master of Science (MSc), Natural Resources Engineering, Fisheries and Aquaculture Management, Shahrekord, Iran. * (Corresponding Auther)

[5]- Assistant Professor, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Department of Fisheries and Environment, Shahrekord University, Iran.

3- Instructor, Water Aquaculture Research Center, Internal Water Resources Research Center, Ecology Department, Bandar Anzali, Iran.

  1. Karr, J. R. 1998. Rivers as Sentile: Using the Biology of Rivers to Guid Landscape Management. final report for USEPA, 28p.
  2. Rosenberg, D. M., I. J. Davies, D. G. Cobb and A. P. Wiens. 1999. Protocols for maesuring Biodiversity: Benthic macroinvertebrates in Freshwaters. Department of fisheries and Oceans, Freshwater Institute, Winnipeg, Manitoba, 42 p.
  3. Sweeten, J, 2009. A Study of Aquatic Invertebrates as Indicators of Organic Pollution in Pony Creek nearNorth Manchester, Indiana using the Hilsenhoff Family-level Biotic Index. , 60pp.
  4. Abdoli,A.,B. yaby، A.Mradlv Haji, A. Kamali, H.Rahmani & J. Myrdar, 1999. The study Lymnologic Gorganrud River, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. (In Persian)
  5. Poff, N. L. , D. Allan, M.B. Bain، J.R. Karr, K.L. Prestegaard ، B.D. Richter, R.E. Sparks & J.C. Stromberg, 1997. The natural flow regime. A paradigm for river conservation and restoration. Bioscience Journal., 47:769-784.
  6. McCafferty, W. P، 1981. Aquatic entomology: the fisherman’s and ecologists’ illustrated guide to insects and their relatives, Jones and Bartlett Publishers.
  7. Paine,R.T.(1966) Food Web Complexity and Species Diversity.AM.Nat.,100,65-75
  8. Pandian, T.J., 1987. Sustainable clean water and aquaculture. Arch. Hydrobiol.28:333-343.
  9. Pinder, L.C., 1989. Biology of freshwater Chironomidae, ann. Rev. Ent. 31: 1-23.
  10. Owen, T.L., 1974. Handbook of common methods in limnology. Institute of environmental studies and department of biology, Baylor University, Waco, Texas, U.S.A.pp.120-130.
  11. Ahmadi, M, R & M. Naficy, 2000. Identify current water invertebrate indicator organisms, Tehran University Publications., Tehran , 240 pp.(In Persian)
  12. Fries،L.T & D.E. Bowles, 2002.Water quality and macro invertebrate community structure associated with a sportfish hatchery outfall. Sanmarcos،TEXAS،USA.
  13. Ortize، J. D & M. Puig، 2007.Point source effects on density، biomass and diversity of benthic macroinvertebrate in a meditaranean stream, river Research Application journal.23:155 170.
  14. Shannon, C.E, 1948. A mathematical theory communication، Bell System Technical Journal , 27: 379–423.
  15. Davies, A. 2001. The use and limits of various methods of sampling and interpretation of benthic macroinvertebrates. J. Limnol. 60(suppll.1): 1-6.
  16. Baker Debra، S & G. Huggins Donald ،2005.Sub-sampling Techniques for Macroinvertebrates ،Fish and Benthic Algae Sampled in Biological Monitoring of Streams and Rivers , University of Kansas.26pp.
  17. Jamalzad, F&A. Afraz, 1995. Report on biological and non biological Shafarood River ،Gilan Fisheries Research Centre, Bandar Anzali.(In Persian)
  18. Jessup, B. K. 1999. Family Level Key to the Stream Benthic invertebrates of Maryland and Surrounding Areas.Maryland Department of Natural Resources, Resources Assessment service, USA.
  19. Mellenby, H. 1963. Animal Life in Freshwater. Cox & wyman Ltd., Fakenham, Great Britain.
  20. Pennak, R. W. 1953. Freshwater Benthic of the United States. The Ronald press company, New York.
  21. Needham, J., P. Needham. 1962. A Guide to the Freshwater Biology. Fifth edition revised and enlarged, Constable & Co. LTD, London, 115p.
  22. Merritt R.W., Cummins K.W., Berg M.B. (eds.), 2008. An Introduction to the Aquatic Insects of North America (4th Edition). Kendall/Hunt Publishing Company, U.S.A, 862 pp.
  23. Ministry of Energy, 1991. The first stage of the limited supply of artificial river Grmabdsht Golden Flower, hydrology studies.,68pp.
  24. Hilsenhoff, W. L. 1988. Rapid Field Assessment for Organic Pollution with a Family Level Biotic Index. J. North Amer. Benthol. Soc. 7(1) : 65 – 68 .
  25. Loch, D. D. 1996. The effects of trout farm effluents on the taxa richness of the benthic macroinvertebrates. Aquaculture 147: 37-55.
  26. Stephens,W.W. , J.L.,Farris .2004. Instream community assessment of aquaculture effluents. Aquaculture.231: 149–162.
  27. Sasan sarayi, G, 2004. Identify population structure macroinvertebrate Chafrod River in Gilan province according to the water quality factors, MSc thesis, Tarbiat Modarres University. ,15 pp.
  28. Shomali، M & S. Abdolmaleki, 1997, Reports of biological and non biological Gorgan Rood River, Gilan Fisheries Research Centre, Bandar Anzali .(In Persian)
    1. Gowen, R.J., Weston, D.P., Emirk, A., 1991, Aquaculture and the benthic environment, First international symposium on nutritional strategies and aquaculture waste, University of Guelf, Ontario, Canada, pp 187-205.
  29. Pipan, T. 2000. Biological assessment of Stream Water Quality- The Example of the Reka River (Slovenia)”. Acta Carsologica 29/1(15): 201-222.
  30. Barbour, M.T., Plafkin, J.L., Bardley, B.P., Graves, C.G. and Wisseman, R.W.,1999. Rapid bioassessment protocols foruse in streams and wadeable river: pryphyton,benthic invertebrates and fish, 2 nd edition EPA, Wshington D.C., 408.
  31. Overton, J. 2001. Standard Procedures for Benthic Macroinvertebrates Biological Assessment. North Carolina Department of Environment and Natural Resources, 50 p.
  32. Usinger, R. L. (1963): Insects and other invertebrates from Laysan Island. Atoll Res. Bull. 98: 1-30
  33. Mackie,D.M.,&Smith,E.R.(1998).Intergrouprelations:Insightsfromatheoreticallyintegrativeapproach.PsychologicalReview,105,4 9 9-529.