نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد واحد لاهیجان

2 دانشگاه آزاد اسلامی - واحد لاهیجان

3 دانشگاه مازندران

چکیده

یکی از ارزشمندترین مخازن آبی شمال ایران دریاچه سد منجیل بوده که به غیر از ذخیره آب کشاورزی و تولید برق میتواند کاربردهای متعدد دیگری نیز داشته باشد به همین دلیل به منظور ارزیابی کیفی آب در طول یک سال و به صورت ماهانه فاکتورهای فیزیکی– شیمیایی و جامع فیتوپلانکتونی بعنوان شاخصهای تروفی در 5 ایستگاه در این دریاچه مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادندکه میانگین سالانه دمای آب 21/6±33/15سانتی گراد، عمق نفوذ نور 35/0±8/1 متر، نیتریت 01/0±017/0، نیترات 629/0±816/1، فسفات کل 113/0±13/0 و اکسیژن محلول 383/0±38/8 میلی گرم در لیتر بوده است. همچنین 22 جنس مختلف فیتوپلانکتونی در آن شناسایی شدند که بترتیب درصد فراوانی شاخه ها به Chlorophyta (42%) ، Cyanophyta (3/44%)، Pyrrophyta (3/6%)، Bacillariophyta (1/2%) و Chrysophta (05/0%)، تعلق داشتند. همچنین شاخص های اکولو‍‍ژیک در راستای تنوع و غنای گونه ای فیتوپلانکتونی در دریاچه سد منجیل نشان داد که ترکیب گونه ای دارای تغییرات زمانی بوده و فاکتور های فیزیکی و شیمیایی مهمترین عامل این تغییرات تعیین گردیدند ولی عمدتا جنس های خاصی در طول سال غالب و تغییرات شاخص شانون- وینر مقدار کمی را نشان می داد. از دیدگاه وضعیت تروفی بر اساس مدل های به کار رفته این سد مخزنی کاملاً الیگوتروف تعیین شد که این به دلیل ورود مقادیر بالای رسوبات از منابع تأمین کننده آب این سد مخزنی بوده که عمق نفوذ نور را تا حدود زیادی کاهش می دهد

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Temporal and special variations of physicochemical factors and special richness of phytoplanktons in Manjil reservoir

چکیده [English]

One of the most valuable water reservoirs in the north of Iran is Manjil Dam Lake which can have many other uses apart from agricultural water supply and power generation. For this reason, in order to qualitatively evaluate the water during one year and monthly, physical-chemical and comprehensive factors of phytoplankton have been studied as trophy indices in 5 stations in the lake. Results showed that average annual water temperature, light penetration depth, nitrite, nitrate, total phosphate, and dissolved oxygen were 15.33±6.21°C, 1.8±.35 m, 0.017±0.001 mg/l, 1.816±0.629 mg/l ,0.013±0.113 mg/l and 8.38±0.383 mg/l, respectively. Moreover, 22 different phytoplankton genera were identified that Chlorophyta, Cyanophyta, Pyrrophyta, Bacillariophyta, and Chrysophyta had frequencies of 42%, 44.3%, 6.3%, 2.1%, and 0.05%, respectively. Also, ecological indicators in terms of diversity and richness of phytoplanktons species in Manjil Dam Lake demonstrated that species composition changed with time and physical and chemical factors were determined to be the most important causes of these changes. However, certain genera were mainly predominant during the year and the change in Shannon-Wiener index showed a small amount. From the perspective of the trophy status based on the models used, it was determined that this reservoir dam was completely oligotrophic which was due to high levels of sediments entered from water resources of this dam, reducing the light penetration depth by a large degree.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reservoir
  • phytoplankton
  • Diversity and Richness of Species
  • Manjil

بررسی تغییرات زمان- مکانی، تنوع و غنای گونه ای فیتوپلانکتون ها در دریاچه سد منجیل 

احسان یوسفی1، محمد رضا رحیمی بشر2*، حر ترابی جفرودی3، شهریار تقی پور کوه بنه2 ، مسعود فرخ روز1 و حسن تقوی3 

1 لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد لاهیجان، دانشکده منابع طبیعی، گروه شیلات 

2 لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد لاهیجان، دانشکده علوم پایه، گروه زیست شناسی دریا 

3 بابلسر، دانشگاه مازندران، دانشکده علوم دریایی و اقیانوسی، گروه زیست شناسی دریا

تاریخ دریافت: 20/5/94                تاریخ پذیرش: 29/8/94

چکیده 

یکی از ارزشمندترین مخازن آبی شمال ایران دریاچه سد منجیل بوده که به غیر از ذخیره آب کشاورزی و تولید برق میتواند کاربردهای متعدد دیگری نیز داشته باشد. به منظور ارزیابی کیفی آب، در طول یک سال و به صورت ماهانه فاکتورهای فیزیکی– شیمیایی و جامعه فیتوپلانکتونی بعنوان شاخصهای تروفی، در 5 ایستگاه در این دریاچه مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادندکه میانگین سالانه دمای آب 21/6±33/15سانتی گراد، عمق نفوذ نور 35/0±8/1 متر، نیتریت 01/0±017/0، نیترات 629/0±816/1، فسفات کل 113/0±13/0 و اکسیژن محلول 383/0±38/8 میلی گرم در لیتر بوده است. همچنین 22 جنس مختلف فیتوپلانکتونی در آن شناسایی شدند که بترتیب درصد فراوانی شاخه ها به Chlorophyta (5/62%) ، Bacillariophyta (21%) ، Cyanophyta (3/8%)، Pyrrophyta (1/4%)، و Chrysophyta (1/4%)، تعلق داشتند. همچنین شاخص های اکولو‍‍ژیک در راستای تنوع و غنای گونه ای فیتوپلانکتونی در دریاچه سد منجیل نشان داد که ترکیب گونه ای دارای تغییرات زمانی بوده و فاکتور های فیزیکی و شیمیایی مهمترین عامل این تغییرات تعیین گردیدند. همچنین جنس های خاصی در طول سال غالب بوده و تغییرات شاخص شانون- وینر مقدار کمی را نشان داده است. از دیدگاه وضعیت تروفی بر اساس مدل های به کار رفته این سد مخزنی الیگوتروف تعیین شد که به دلیل ورود مقادیر بالای رسوبات از منابع تأمین کننده آب این سد مخزنی بوده که عمق نفوذ نور را تا حد زیادی کاهش وعامل اصلی محدودیت تولیدبوده است.

واژه های کلیدی: سد مخزنی، فیتوپلانکتون، تنوع وغنای گونه ای، منجیل

* نویسنده مسئول، تلفن:  01412229081، پست الکترونیکی: rahimibashar@yahoo.com

مقدمه

 

با توجه به تئوری ها و فرضیه های متعددی که درباره تفاوت های مکانی و تأثیر عوامل محیطی بر روی توزیع و غنای گونه ای فیتوپلانکتون ها در مخازن آبی وجود دارد(24، 26) مطالعات درباره مخازن آبی مرتبط به جنبه های هیدرولوژی خصوصاً فرسایش بوده در حالیکه درباره جنبه های زیستی موثر بر روی کیفیت آب مانند بررسی فیتوپلانکتون ها و یا رویش ماکروفیت ها در کف بستر غفلت شده است(4 ،5، 12). تفاوت های مکانی سدهای مخزنی سیستم های پیچیده ای هستند که ناشی از شاخه های ورودی مختلف آب هستند و بر روی خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی توده آب تأثیر می گذارند (29).

فیتوپلانکتون ها از بخش های قابل توجه و مهم این اکوسیستم ها اند. پویایی آنها به شدت به یکدیگر ارتباط دارد و به کمک نور خورشید، استفاده از مواد معدنی و آلی محلول و معلق در ستون آب رشد کرده و کربن را از طریق فتوسنتز تثبیت کرده و آنرا برای رده‌های بالای زنجیره غذایی قابل دسترس می نماید(14). پلانکتون‌های گیاهی دارای تنوع بسیار زیادی در آب‌های شور و شیرین می‌باشند و از مهم‌ترین گروه‌های آنها می‌توان به جلبک‌های سبز، جلبک‌های سبزـ آبی، جلبک‌های قهوه‌ای، دیاتومه‌ها و اوگلنوفتیا اشاره کرد(9). برخی از گونه‌های فیتوپلانکتونی سمی بوده و با ورود به آبهای آلوده ایجاد شکوفایی نموده و سبب مرگ و میر در آبزیان می شود (17).

علاوه بر موارد فوق از آنها می‌توان به عنوان شاخص آلودگی آب بهره برد. مطالعات زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد وقتی میزان فسفات ،  نیترات و سیلیسافزایش یابد جمعیت فیتوپلانکتون نیز افزایش پیدامی کند(6، 7). قابل ذکر است که بین اندازه فیتوپلانکتون و میزان دسترسی به مواد مغذی رابطه مستقیم وجود دارد. به طوریکه هر چه اندازه فیتوپلانکتون کوچکتر باشد قابلیت بیشتری برای جذب مواد مغذی دارد(17). بنابراین عوامل فیزیکی و شیمیایی مختلف مانند عوامل یونی، دمای آب، شدت نور، کدورت، هدایت الکتریکی، pH، شوریو یونهای نیترات و فسفات بر روی پراکنش فیتوپلانکتون تأثیر می‌گذارند و در هر منبع آبی پلانکتون‌های گیاهی به لحاظ تولید مواد آلی و قرار گرفتن در قاعده هرم انرژی جزء ذخایر مهم و با ارزش به شمار می‌روند و سایر موجودات ضمن وابستگی به یکدیگر در زنجیره غذایی، به طور مستقیم یا غیرمستقیم به پلانکتون‌های گیاهی وابسته‌اند، بنابراین پلانکتون‌های گیاهی در هر منبع آبی به عنوان تولیدکنندگان اولیه از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند(11، 20، 31).

مطالعات بسیاری درباره  پویایی  ارگانیسم های  پلانکتونی

در دریاچه ها و مخازن آبی(21، 22) استراتژی زندگی آنها(8، 18، 23) و روابط بین فیتوپلانکتون وجود دارد(32، 34، 35). همچنین روابط بین گونه های پلانکتون ها و شرایط محیطی نیز مورد مطالعه قرار گرفته است(16، 33).

غنای پلانکتونی در یک سد مخزنی به عواملی همچون شرایط تروفی، تفاوت در ساختار عمودی و افقی (حرارتی، فیزیکی و شیمیایی)، شدت اختلاط و نوع طبقه بندی ستون آب بستگی دارد (15). در مورد سد مخزنی منجیل، آزمایشات هیدروبیولوژی با روش نمونه گیری ماهیانه تا به امروزه انجام نشده است. در این تحقیق تلاش شده است به منظور ارزیابی کیفی و مدیریت علمی این دریاچه تغییرات زمانی و مکانی جامعه فیتو پلانکتونی این اکوسیستم آبی و اثرات عوامل فیزیکوشیمیایی آب بر روی این جوامع در طول یک سال بررسی گردد.

مواد و روش کار

سد منجیل واقع در شمال ایران و استان گیلان بوده که ارتفاع آن از سطح دریا 350 متر، مساحت تقریبی آن 56 کیلومتر مربع و حداکثر عمق آن 50 متر است. دو رودخانه شاهرود از سمت شرق و قزل اوزن از سمت غرب همچنین باران های فصلی از منابع اصلی تامین کننده آب سد هستند.  مخزن سد جهت تامین آب مورد نیاز کشاورزی و مهار آبهای جاری استان گیلان در سال 1961 ساخته شده است (شکل 1).

 

شکل 1- نقشه 5 ایستگاه نمونه برداری در سد منجیل

نمونه برداری از فیتوپلانکتون ها توسط روتنر 2 لیتری به صورت ماهیانه از بهمن 92 تا دی 93 و در 5 عمق 0، 3، 5 ، 10 و 20 متر انجام و عمق شفافیت آب نیز توسط سکشی دیسک اندازه گیری شد. نمونه ها برای آنالیز فیزیکی و شیمیایی آب (دما، اکسیژن محلول، آمونیوم، نیتریت، نیترات، فسفرکل، هدایت الکتریکی و pH) نیز از 5 عمق مورد نظر برداشت و آنالیزهای شیمیایی آب نیز به روش استاندارد  انجام شد(24)  و میانگین آن ها برای سنجش شرایط محیط آبی محاسبه گردید. شناسایی نمونه ها تا حد گونه توسط کلیدهای معتبر انجام گرفته است و و پارامترهای اکولوژیکی تنوع گونه ای شانون- وینر، یکنواختی غنای گونه ای شانون- وینر،  غنای مارگارف، غنای منهینگ، تنوع گونه ای سیمسون، یکنواختی سیمسون محاسبه شدند(19،22،26،27).

روابط بین جمعیت پلانکتون ها با متغیرهای فیزیکی و شیمیایی به روش آنالیز همبستگی پیرسون و تفاوت میانگین ها با استفاده از آزمون میانگین ها (One-way ANOVA) توسط نرم افزار SPSS   مورد بررسی قرار گرفت. همچنین رسم نمودارها با کمک نرم افزار Excel 2013  انجام گردید.

نتایج 

دمای آب در طول سال اختلاف 18 درجه سانتی گرادی را بین گرمترین ماه سال (مرداد 93) و سردترین ماه های سال (بهمن و اسفند) نشان داد ولی در تمام طول سال دمای اعماق مختلف آب اختلاف بسیار ناچیزی باهم داشته اند. بیشترین عمق شفافیت در ماه های سرد دیده شد که همزمان با کاهش تراکم پلانکتون ها به ویژه در فصل زمستان بوده است.تغییرات عمق شفافیت کاملا منطبق با تغییرات تراکم فیتوپلانکتونی و هدایت الکتریکی به ویژه در طول تابستان نوسانات زیادی داشت. مقادیر pH  و اکسیژن محلول درطول سال نوسان خاصی را نشان ندادند و تقریباً ثابت بودند (جدول 1). روند تغییرات نیتروژن کل و فسفر کل در طول سال منطبق با یکدیگر بود. بیشترین مقدار نیتروژن کل در اواخر زمستان (اسفند92) همزمان با شروع افزایش دما و کمترین مقدار آن در اوایل بهار (فروردین93) به دست آمد. بیشترین مقدار فسفر کل محلول در اواخر تابستان و کمترین مقدار آن در اوایل پاییز اندازه­گیری شد (جدول 1).

درارتباط باجامعه فیتو پلانکتونی، در مجموع 22 گروه فیتوپلانکتونی شناسایی شدکه بیشترین درصد فراوانی مربوط به کلروفیتا  بوده و باسیلاریوفیتا، سیانوباکترها ، پیروفیتا و کریسوفیتا  به ترتیب در رتبه های بعدی قرار داشتند (جدول 2).

 

جدول1- میانگین و انحراف معیار خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب در سد منجیل.

میانگین± انحراف معیار

دی

آذر

آبان

مهر

شهریور

مرداد

تیر

خرداد

اردیبهشت

فروردین

اسفند

بهمن

فاکتور ها

35/0±8/1

3/2

7/1

5/1

4/1

7/1

7/1

7/1

8/1

5/1

6/1

4/2

24/2

عمق دیدسکشیSD(m)

21/6±33/15

9

13

17

19

20

24

3/2

20

15

12

6

6

دما

31/507±5/3026

3666

3391

2826

2788

1951

3128

3531

3500

2820

2742

2531

3445

قابلیت رسانایی آب106 (25 ◦C)

268/0±75/7

97/7

97/7

56/7

97/7

12/7

53/7

79/7

8

87/7

79/7

56/7

98/7

pH

383/0±38/8

7/8

5/8

2/8

9/7

8/7

9/7

2/8

4/8

5/8

8/8

8/8

9/8

اکسیژن محلول(mg l1)

01/0±017/0

015/0

018/0

024/0

039/0

005/0

037/0

011/0

012/0

005/0

015/0

012/0

014/0

NO2N(mgl-1)

629/0±816/1

39/2

23/2

11/2

91/1

34/1

72/1

61/1

83/1

34/1

31/0

57/2

54/2

NO3- N(mgl-1)

172/0±109/0

445/2

328/2

224/2

019/2

465/1

972/1

731/1

932/1

395/0

805/0

982/2

764/2

TN(mgl)

113/0±13/0

11/0

09/0

08/0

04/0

17/0

16/0

08/0

16/0

96/0

14/0

12/0

11/0

DIP(mgl)

08/1626 ± 56/422

1797

1649

1044

1337

2652

1240

1334

2042

1446

1600

1609

1763

TDS

 

جدول 2- جنس ها و گروه های فیتوپلانکتونی شناسایی شده و درصد فراوانی و نتوع هر یک از آنها در دریاچه سد مخزنی منجیل.

درصد تنوع هر گروه از تنوع کل

درصد فراوانی هر گروه از فراوانی کل

درصد فراوانی هر جنس در گروه

گونه

جنس

خانواده

21%

1/2%

8/18%

Sp. 

Coscinodiscus

Bacillariophyta

5/3 %

Sp.

Gyrosigma

1/8 %

Sp.

Melosira 

31.6 %

Sp.

Navicula

7/37 %

Sp.

Synedra

5/62%

47%

7/24 %

Sp.

Binuclaeria

Chlorophyta

9/3 %

Sp.

Chlamydomonas

18%

Vulgaris

Chlorella

  1/4%

Sp.

Closterium

6/6 %

Sp.

Cosmarium

2/9%

Sp.

Netrium

3/16%

Morum

Pandorina

5/2%

Boryanum

Pediastrum

7/4%

Quadricauda

Scenedesmous

Acuminatus

3/0%

Sp.

Spirogyra

8/3%

Sp.

Staurastum

5/1%

Sp.

Tetraedron

5/6%

Antlopaeum

Xanthidiun

1/4%

3/0%

100%

Sp.

Mallomonas

Chrysophyta

3/8%

3/50%

9/99%

Sp.

Chroococcus

Cyanophyta

1/0%

Sp.

Gomphasphaeria

1/4%

3/0%

100%

Hirundinella

Ceratium

Pyrrophyta

 

بر اساس آزمون میانگین ها تغییرات تعداد فیتوپلانکتون ها در ماه های مختلف معنی دار(05/0>p) و دارای دو اوج  دراواسط بهار و اوایل پاییز بود. اولین اوج فیتوپلانکتونی در اواسط بهار دیده شد و بلافاصله در ماه بعد کاهش شدیدی در جمعیت فیتوپلانکتون ها رخ داد. دومین پیک فیتوپلانکتونی نیزدر اوایل پاییز اتفاق افتاده است (نمودار-1).

 

 

نمودار 1- تغییرات ماهانه فراوانی فیتوپلانکتون در سد منجیل

 

در ماه های مختلف گروه غالب متغیر بوده، به طوریکه در اواسط بهار همزمان با اولین افزایش فیتوپلانکتونی جنس Binuclaeria غالب و در سایر ماه های سال جنس Chroococcus غالب بوده است. در طول فصل پاییز نیز بیشترین جمعیت کلروفیتا از جنس Binuclaeria به گونه ی Pandorina morum تغییر پیدا کرد. در طول فصل تابستان گونه ی  Ceratium hirundinellaتراکم نسبتاً زیادی داشت. تغییرات شاخص تنوع شانون وینر را در طول سال محاسبه شده (جدول3) و تغییرات در مقداراین شاخص در طول سال شدید نبوده است. همزمان با اولین اوج فیتوپلانکتونی شاخص مقادیر بالاتری را نشان می دهد و بیشترین مقدار آن در اوایل تابستان بوده و به تدریج در طول فصل تابستان که تراکم فیتوپلانکتونی نسبتاً ثابت است شاخص کاهش می یابد و این کاهش شاخص حتی تا ماه مهر که دومین پیک فیتوپلانکتونی اتفاق می افتد ادامه دارد. جمعیت فیتوپلانکتون ها در ایستگاه های مختلف تغییرات معنی داری را نشان نداد(05/0<p) ، به طوری که میانگین تعداد افراد جمعیت در ایستگاه های 2 و 5 (882200 عدد در لیتر) که در سمت رودخانه قزل اوزن قراردارند، با میانگین تعداد افراد جمعیت ایستگاه های 3 و 4 (883700 عدد در لیتر) که در سمت رودخانه شاهرود قرار دارند و نیز با تعداد افراد جمعیت ایستگاه 1 (953200 عدد در لیتر) بسیار به هم نزدیک می باشند (شکل 5).اما محاسبه شاخص شانون نشان داد که بیشترین میزان تنوع متعلق به ایستگاه 4 می باشد و ایستگاه 1 از نظر تنوع در رتبه آخر قرار دارد.

 

نمودار 2- میانگین و انحراف معیار سالیانه فراوانی فیتوپلانکتون ها بر حسب  تعداد در لیتر در 5 ایستگاه مختلف سد منجیل

 

 

جدول 3- شاخص های اکولوژیک برای فراوانی فیتو پلانکتونی در ماه های مختلف

نوع شاخص

فروردین

اردیبهشت

خرداد

تیر

مرداد

شهریور

مهر

آبان

آذر

دی

بهمن

اسفند

تنوع گونه ای  شانون-وینر

879/0

907/0

718/0

101/1

049/1

933/0

774/0

803/0

819/0

851/0

746/0

782/0

یکنواختی شانون-وینر

798/0

823/0

659/0

1

952/0

847/0

702/0

729/0

743/0

772/0

677/0

71/0

غنای مارگارف

483/2

282/2

537/0

943/0

328/2

704/0

255/2

518/0

434/2

309/2

457/2

33/2

غنای منهیک

507/0

368/0

623/0

337/0

398/0

359/0

351/0

396/0

403/0

532/0

58/0

64/0

تنوع گونه ای سیمسون

469/0

484/0

367/0

626/0

607/0

557/0

486/0

502/0

511/0

476/0

454/0

404/0

یکنواختی سیمسون

749/0

773/0

586/0

1

969/0

889/0

776/0

801/0

816/0

76/0

725/0

645/0

 

جدول 2- آزمون همبستگی پیرسون بین فاکتور های فیزیک و شیمیایی آب و فراوانی فیتو پلانکتونی در ماه های مختلف سال سد منجیل.

فراوانی فیتوپلانکتون

 

عمق شفافیت

دمای آب

E.C

اکسیژن محلول

نیترات

فسفات

آمونیوم

نیتریت

مقدار همبستگی

-83/**

590/0*

261/0-

694/0-*

234/0-

477/0

576/0-

384/0

Sig. (2-tailed)

001/0

043/0

413/0

012/0

465/0

117/0

050/0

218/0


بحث

فلور هر منطقه در حقیقت نتیجه واکنشهای زیستی در برابرشرایط محیطی و همچنین در ارتباط مستقیم با تکامل گیاهان در دوران گذشته و وضع جغرافیایی آن ناحیه می باشد(1).  دریاچه سد مخزنی منجیل اکوسیستمی در اقلیم معتدله همراه با وزش بادهای شدید دائمی می باشد که این مخزن آبی را تبدیل به یک مخزن پلی میکتیک کرده و لایه های مختلف آب دائماً در حال اختلاط بوده و هم دما می شوند. اکثر فاکتورهای فیزیکوشیمیایی در این دریاچه بجز pH و اکسیژن در طول سال نوسانات زیادی دارند واین نوسانات اثرات خود را برروی جامعه پلانکتونی این دریاچه به خوبی نشان می دهد. اکسیژن محلول و pH، در اثر متابولیسم فیتوپلانکتون ها به واسطه ی تولید اکسیژن و مصرف HCO3- و افزایش pH دستخوش تغییرات می شوند ولی در سد مخزنی منجیل به دلیل تراکم پایین فیتوپلانکتونی و متابولیسم کم، این فاکتورها در طول سال نوسان زیادی نداشته و تقریباً ثابت بودند. غلظت فسفر در آبها مهمترین معیارتنظیم کننده زیست توده فیتوپلانکتونها می باشد، و محتوای کلروفیل  a در جلبکهای مختلف بشدت تحت تأثیر میزان  فسفر موجود در محیط می باشد(2). مقدار TN و DIP در طول سال دارای نوسانات زیادی بود و تغییرات تراکم پلانکتونی نشان دهنده اهمیت این دو ماده مغذی در دریاچه است و می توان آن را به عنوان مهم ترین عامل محدود کننده ی تراکم فیتوپلانکتون ها در منطقه نوری در دریاچه سد مخزنی منجیل دانست. در بررسی های مختلف مشاهده شد که علاوه بر تفاوت های منطقه ای (Horizontal gradient) الگوهای مجزای دیگری نیز در ترکیب جمعیت پلانکتون ها مؤثرند (3، 25). در سدهای مخزنی عموماً این تفاوت ها رایجند و به طور گسترده قابل تعمیم به سایر اکوسیستم های آبی هستند. از جمله این تفاوت ها در سد مخزنی منجیل وزش باد شدید و نیز عمق نفوذ کم نور به دلیل TDS بالا ( 56/ 422± 08/1626) می باشد که اگرچه به دلیل پلی میکتیک بودن این دریاچه مواد غذایی دائماً در گردشند ولی به دلیل کدورت بالای ناشی از TDS وارد شده به مخزن و نیز سرعت کم رسوب آن به دلیل اختلاط دائمی آب و عدم نفوذ نور به لایه های پایین تر، نور لازم جهت گسترش فیتوپلانکتون ها وجود نداشته و غنای فیتوپلانکتونی آن نسبت به دریاچه بارابونیتا (Barra Bonita) به عنوان یک دریاچه پلی میکتیک بسیار کمتر است(15). در این تحقیق یک الگوی بسیار متفاوت از ترکیب جامعه پلانکتونی به لحاظ تغییرات مکانی مشاهده شد. این شیب تغییرات در مخازن نسبتاً شایع بوده و به طور عمده در سایر اکوسیستم های آبی مصنوعی دیگر نیز دیده می شود. در مطالعه ای که ماسی مورا- تاندسی و تاندسی در سال 2005 انجام دادند و مقایسه آن با مطالعه تاندسی و تاندنسی- مورا در سال 1994 که بر روی دریاچه(طبیعی)مونومیکتیک گرم دم هلویکو (Dom Helvecio) انجام داده بودند(15، 27) مشخص شد که سد مخزنی بارابونیتا دارای غنای پلانکتونی بیشتری در مقایسه با دریاچه دم هلویکو می باشد و دلیل آن را لایه بندی دمایی و شیمیایی و عدم گردش نوترینت ها در ستون آب در دریاچه دم هلویکو در طول 8 ماه از سال دانست، این حالت در اکثر دریاچه های منطقه نیز مشاهده شد، در دریاچه سد مخزنی منجیل نیز مانند سد مخزنی بارابونیتا به دلیل گردش دائمی آب نوترینت ها دائماً به لایه های بالاتر منتقل شده و در منطقه نوری مورد مصرف فیتوپلانکتون ها قرار می گیرند ولی از آنجاکه عمق منطقه نوری کم بوده و  فیتوپلانکتون های موجود در لایه های پایینی غالباً فیتوپلانکتون های منتقل شده از لایه های بالایی به واسطه گردش آب هستند، میزان تولید در این دریاچه بسیار کمتر از سد مخزنی بارابونیتا می باشد. همچنین ماسی مورا- تاندسی و تاندسی در سال 2003 و 2005 بیان کردند در دریاچه های یوتروف به دلیل تغییرات زیاد شرایط، گونه های پلانکتونی می توانند در شرایط جدید باگونه های جدید جایگزین شوند ولی با این وجود غنای پلانکتونی همیشه بالاست(15، 27). در دریاچه سد مخزنی منجیل علاوه بر اینکه در طول سال تنوع فیتوپلانکتونی تا حد زیادی ثابت بود غنای فیتوپلانکتونی نیز پایین بود و این نشان از عدم یوتروف بودن دریاچه از دیدگاه تغییرات شرایط محیطی در طول سال و تأثیر آن بر جمعیت فیتوپلانکتونی است.

گیزنسکی و همکاران در سال 2006 اعلام کردند که تأثیر دریاچه پشت سد بر روی تغییرات کیفیت آب بسیار کم است و اصلی ترین عامل که منجر به تغییرات در کیفیت زیستی آب می شود شرایط هیدرولوژیکی مانند ماندگاری آب، حجم و سرعت جریان آب و رسوبات حمل شده می باشد سایر اطلاعات منتشر شده  نیز این یافته را تأیید می کند(10). بر اساس این نظریه محیط های سطحی شبیه یک موزائیک متشکل از ریززیستگاه ها (Mosaic of micro habitats) می باشند، در حالیکه گونه های متفاوت دارای نیازهای متفاوت از شرایط محیطی خودشان می باشند(13). نحوه توزیع هر یک از این سلول ها وابسته به انرژی خارجی وارد شده به محیط است. در روخانه های شاهرود و قزل اوزن این انرژی خارجی وارد شده به شرایط آب و هوایی و چرخه هیدرولوژیکی آب بوده و بر روی میزان ورودی نوترینت ها و مواد جامد غیرآلی و شیب افقی محیط آبی تأثیر می گذارد.

تفاوت در شرایط فیزیکی و شیمیایی آب رودخانه­های وارد شونده به دریاچه سد مخزنی منجیل را می توان از تأثیر آن بر تنوع جمعیت فیتوپلانکتونی در ایستگاه های 4 و 5 دریافت، به طوریکه با وجود آنکه تعداد افراد جمعیت در ایستگاه های مختلف تفاوت معنی داری ندارند ولی بیشترین تنوع جمعیت در ورودی رودخانه شاهرود (ایستگاه 4) و کمترین آن پس از ایستگاه 1 در ورودی رودخانه قزل اوزن (ایستگاه 5) دیده می شود.

  کنتزر و همکاران در سال 2010 در تحقیقی که بر روی کیفیت شیمیایی و فیتوپلانکتون های دریاچه لوکاوک در لهستان انجام دادند بیان کردند که آلودگی قابل توجهی توسط رودخانه وارد دریاچه نمی شود، بنابراین تغییرات کیفیت آب ناشی از تغییرات عمده در رژیم هیدرولوژیکی رودخانه در ناحیه سد است و کاهش سرعت آب موجب افزایش رسوبات می شود. این یکی از مهم ترین مکانیسم ها در خود پالایی آب دریاچه سد است و با وجود آنکه زمان ماندگاری آب کم است اما تأثیرات معنی داری بر روی کیفیت آب دارد و به واسطه آن کاهش معنی داری در میزان مواد معلق، BOD5 و کلروفیل a به وجود می آید(12). در سد مخزنی منجیل، ورود دو منبع آبی با شرایط هیدرولوژیکی و فیزیکوشیمیایی نسبتاً متفاوت، اختلاط دائمی آب در اثر وزش باد شدید سبب تراکم بیشتر جمعیت فیتوپلانکتونی پراکنش جمعیت فیتوپلانکتونی شده است و این واضح است که با وجود ورود نوترینت ها به دریاچه، اختلاط دائمی آب به دلیل وزش باد شدید دائمی و گردش نوترینت ها، عدم لایه بندی دمایی  آب در طول سال، عدم یخ زدگی سطح دریاچه در فصل سرما، توزیع اکسیژن در ستون آب و نوسانات کم pH، آنچه که باعث فقر فیتوپلانکتونی دریاچه منجیل می شود فاکتور دیگری است که آن فاکتور کدورت بالای آب ناشی از مواد معلق غیر آلی وارد شده توسط رودخانه ها و نیز سرعت کم ته نشست آنها به دلیل گردش دائمی آب می باشد که عمق نفوذ نور را تاحد زیادی کاهش می دهد. این رسوبات به حدی زیاد است که از سال 1962 که سد به بهره برداری رسیده و سبب شده گنجایش مخزن سد به نصف کاهش یابد.

تشکر و قدردانی

از مدیریت و کارکنان سد منجیل و همچنین مهندس علی نیا مسئول محترم آزمایشگاه شیلات دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان به جهت همکاری در نمونه برداری و کمک در مراحل مختلف تحقیق کمال تشکر و قدردانی را داریم.

1- زاهدچکوری، س. عصری، ی. یوسفی،م. و مرادی ،الف. 1392. فلور، شکل زیستی و پراکنش جغرافیایی گیاهان تالاب سلکه. مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)،جلد26،شماره3،صفحات 301تا310.

2- فرهادیان ،الف. فلاحی ،س. م. و محبوبی صوفیانی ،ن. 1393. تأثیر غلظت های مختلف فسفر بر زیست توده و رشد در جلبک سبز کلروکوکوم (  .(Chlorococcum sp. مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)،جلد27، شماره3، صفحات478 تا489.

 

3- Armengol, J., J. C. Garcia, M. Comerma, M. Romero, J. Dolz, M. Roura, B. H. Han, A. Vidal & K. Simek., 1999. Longitudinal processes in canyon-type reservoirs: the case of Sal (N.E. Spain), In Tundisi, J. G. & M. Straskraba (eds), Theoretical Reservoir Ecology and its Applications, Braz. Acad. Science/Int. Inst. Ecology/Backhuys Publ., 585 pp. 

4- Babin´ ski, Z., Grzes´, M., 1995. Monografia hydrobiologiczna zbiornika Stopnia WodnegoWłocławek (Hydrological monography of the Włocławek DamReservoir).Zeszyty IgiPZ PAN, 30.

5- Banach, M., 1994. Morfodynamika strefy brzegowej Zbiornika Włocławskiego(Morphodynamics of the shore section of the Włocławek Reservoir). PracGeograficzne, 161.

6- Egge, J. K., 1998. Are diatoms poor competitors at low phosphate concentrations?. Journal of Marine Systems, 16(3), 191-198.‏

7- Egge, J. K., & Aksnes, D. L., 1992. Silicate as regulating nutrient in phytoplankton competition. Marine ecology progress series. Oldendorf, 83(2), 281-289.‏

8- Ejsmont-Karabin J. and Wc¸eglen´ ska T., 1990. ZooplanktonZbiornika Zegrzyn´ skiego – jego obfitos´c´ , struktura i rolafunkcjonowaniu ekosystemu [Zooplankton of Zegrzyn´ skireservoir – its abundance, structure and role  inecosystemfunctioning]. In: Kajak Z. (ed.), FunkcjonowanieEkosystemo´w Wodnych Ich Ochrona I Rekultywacja. Czc¸es´c´I Ekologia Zbiorniko´w Zaporowych I Rzek.SGGW –Akademia Rolnicza, Warszawa29–56.

9- Harris, G. P., 1986. Preamble. In Phytoplankton Ecology (pp. 1-15). Springer Netherlands.‏

10- Gizinski,A.,Kentzer,A.,Napiorkowski,P.,2006.Achievements of Hydrobiology at Nicholaus Copernicus University on its 60th anniversary.Ecohydrol.Hydrobiol.6(1-4),89-96.

11- Graneli, E., Carlsson, P., Turner, J. T., Tester, P. A., Béchemin, C., Dawson, R., & Funari, E., 1999. Effects of N: P: Si ratios and zooplankton grazing on phytoplankton communities in the northern Adriatic Sea. I. Nutrients, phytoplankton biomass, and polysaccharide production. Aquatic Microbial Ecology, 18(1), 37-54.‏

12- Kentzer,A. Dembowska,E. Gizin´ski and A. Napio´rkowski,P., 2010. Influence of the Włocławek Reservoir on hydrochemistry and plankton of a large, lowland river (the Lower Vistula River, Poland).Ecological Engineering, 36: 1747 – 1753.

13- Legendre, L. & S. Demers., 1984. Towards dynamic biological oceanography and limnology. Canadian Journal Fishery Aquatic Science, 41: 2–19.

14- Marshall, H. G., Lacouture, R. V., Buchanan, C., & Johnson, J. M. 2006. Phytoplankton assemblages associated with water quality and salinity regions in Chesapeake Bay, USA. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 69(1), 10-18.

15- Matsumura-Tundisi, T and Tundisi, J. G., 2005. Plankton richness in a eutrophic reservoir (Barra Bonita Reservoir, SP, Brazil).Hydrobiologia, 542:367 – 378.

16- Naselli-Flores L., 2000. Phytoplankton assemblages in twentyoneSicilian reservoirs: relationships between species compositionand environmental factors.Hydrobiologia 424:1–11.

17- Niraula, M. P., Casareto, B. E., Smith, S. L., Hanai, T., & Suzuki, Y., 2007. Examining the effects of nutrients on the composition and size of phytoplankton using unaltered deep-sea waters. Journal of experimental marine biology and ecology, 348(1), 23-32.

18- Oleksowicz A.S., 1988. Dynamika zbiorowisk glono´w w troficzniezro´z´nicowanych jeziorach Pojezierza Kaszubksiego[The dynamics of algal communities in Kashubian Lakes of adifferent trophic state]. UniwersytetMikosaja Kopernika,Rozprawy, Torun´ , 1(84): 1–84.

19- Pinto-Coelho, R. M., 1998. Eutrophication effects on seasonal patterns of mesoplankton in a tropical reservoir: a four year study in Pampulha Reservoir, Brazil. Freshwat. Biol. 40: 159–173.

20- Prins, T. C., Escaravage, V., Smaal, A. C., & Peeters, J. C. H., 1995. Nutrient cycling and phytoplankton dynamics in relation to mussel grazing in a mesocosm experiment. Ophelia, 41(1), 289-315.

21- Reynolds C.S., 1984. The ecology of freshwater phytoplankton.CambridgeUniversity Press, Cambridge, London, NewYork, New Rochelle, Melbourne, Sydney.

22- Reynolds C.S., 1999. Phytoplankton assemblages in reservoir.In: Tundisi J.G.(ed.), Theoretical Reservoir Ecology and itsApplications, International Institute Ecology, BrazilianAcademy of Sciences and Backhuys Publishers, 439–452.

23- Sommer U., 1981. The role of r- and K- selection in the successionofphytoplankton in Lake Constance. Acta. Ecologica(Ecol. Gener.) 2: 327–342.

24- Straskraba, M., J. G. Tundisi & A. Duncan (eds)., 1993. Comparative Reservoir Limnology and Water Quality Management. Kluwer Academic Publishers, 291 pp.

25- Straskraba, M., 1997. Limnological differences between reservoirs and lakes: management consequences. Proceedings: 7th International Conference on Lakes, Conservation and Management, San Martin de las Andes, Argentina.

26- Straskraba, M. & J. G. Tundisi., 1999. Reservoir ecosystem functioning: theory and application. In Tundisi, J. G. & M. Straskraba (eds), Theoretical Reservoir Ecology and its Applications, Brazilian Academy of Science/International Institute of Ecology/Backhuys Publishers, 585 pp.

27- Tundisi, J. G. & T. Matsumura-Tundisi., 1994. Plankton diversity in a warm monomictic lake (Dom Helvecio, MG) and a polymictic reservoir (Barra Bonita, SP): a comparative analysis of the intermediate disturbance hypothesis. Anais da Academia brasileira de Cieˆncias, 66: (Suppl. 1).

28- Tundisi, J. G., T. Matsumura-Tundisi, H. Fukuhara, O. Mitamura, S. M. Guille´n, R. Henry, O. Rocha, M. C. Calijuri, M. S. R. Iba´n˜ ez, E. L. G. Espindola & S. Govoni., 1997. Limnology of fifteen lakes. In Tundisi, J. G. & Y. Saijo, (eds), Limnological Studies on the Rio Doce Valley Lakes, MG, Brazil. Brazialian Academy of Sciences/University of Sa˜o Paulo, 513 pp.

29- Tundisi, J. G., O. Rocha, T. Matsumura-Tundisi & B. Braga.,1998. Reservoir management in South America. WaterResourcesDevelopment 14(2): 141–155.

30- Tundisi, J G. and Matsumura;Tundisi, T., 2003. Integration of research and management in optimizing multiple uses of reservoirs: the experience in South America and Brazilian case studies. Hydrobiologia, vol. 500, p. 231-242.

31- Wetz, M. S., & Wheeler, P. A., 2003. Production and partitioning of organic matter during simulated phytoplankton blooms. Limnology and Oceanography, 48(5), 1808-1817.‏

32- Wilk-Woz´niak E. and Kosin´ ski M., 2001. Effect of allochthonousandautochthonous factors on phytoplankton biomassin a submontane dam reservoir (S. Poland). Biologia,Bratislava 56: 345–354.

33- Wilk-Woz´niak E., Pociecha A. and Bucka H., 2001. Phytoplankton-zooplanktoninteractions, size relations and adaptiveresponses. A short review. Ecohydrol.Hydrobiol. 1(4):511–517.

34- Wilk-Woz´ niak E and Zurek R., 2006. Phytoplankton and its relationships with chemical parameters and zooplanktonin the meromictic Piaseczno reservoir, Southern Poland. Aquatic Ecology. 40: 165 – 176.

35- Zurek R. and Bucka H.,  1994. Algal size classess and phytoplankton–zooplankton interacting effects. J. Plankton. Res.16: 583.