Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology)

Investigation of distribution and abundance of aquatic plants dominant in the western part of Anzali Wetland

Document Type : Research Paper

Authors

1 iInland waters Aquaculture Research Center, Iranian Fisheries Science Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Badar Anzali, P.O. Box 66, Iran

2 Inland waters Aquaculture Research Center, Iranian Fisheries Science Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Badar Anzali, P.O. Box 66, Iran

Abstract

Aquatic plants are severely increased in eutrophic ecosystem and sometime be caused problem as different aspects. The high abundance of aquatic plants and sedimentation are the main problems in Anzali Wetland. In this study the identification and biomass of dominated aquatic plants was investigated in western part of Anzali Wetland. Among four submerged macrophytes, the Ceratophyllum demersum and Myriophyllum spicatum had the highest distribution and abundance. The biomass average were 743.8 ± 536.5 and 292 ± 311 gr dry weight m-2 in summer 2017 and winter 2018, respectively. The biomass seasonal change was more in eastern rather than western of studied area. Azolla filiculoides had a high abundant and distributed in marginal area during summer while it was completely and incredibly disappeared until winter around Anzali Wetland. Among marginal floating macrophytes, Nelumbo nucifera and Hydrocotyle vulgaris were highly distributed with 240.6 ± 70.4 and 338.8 ± 142 gr dry weight m-2 respectively. The Wetland Macropphyte Index value was nearly similar around study area and was about 1. The annually dead of macrophytes in winter can increase the eutrophication trend in Anzali Wetland. Then, it's necessary to remove the aquatic plants in Anzali Wetland to preserve of its ecological and economical values.

Keywords

Main Subjects

بررسی پراکنش و تراکم گیاهان آبزی غالب در بخش غربی تالاب انزلی

علیرضا میرزاجانی*، جواد دقیق روحی و رضا محمدی دوست

ایران، انزلی،بندر انزلی،سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، پژوهشکده آبزی پروری آبهای داخلی

تاریخ دریافت: 26 /06/ 1397         تاریخ پذیرش: 25/10/ 1397

چکیده

گیاهان آبزی در محیط­هایی که مواد مغذی افزایش یافته­اند به‌شدت رشد کرده و در بسیاری موارد به‌صورت معضل خودنمایی می­کنند. تالاب انزلی تحت تأثیر رشد سریع گیاهان آبزی قرارگرفته است. در این مطالعه شناسایی و تعیین زی­توده گیاهان آبزی غالب در بخش غربی تالاب انزلی انجام گرفت. نتایج نشان داد که از چهار گونه گیاه غوطه­ور شناسایی شده Ceratophyllum demersumوMyriophyllum spicatum در اکثر مناطق از پراکنش و تراکم بالایی برخوردار بودند. میانگین زی­توده در تابستان در حد 5/536 ± 8/743 و در زمستان در حد 311 ± 292 گرم در مترمربع وزن خشک بوده که تفاوت آنها در ابتدای بخش غربی بسیار بیشتر از منتهی‌الیه آن بود. در تابستان Azolla filiculoidesاز تراکم بالایی در مناطق حاشیه­ای تالاب برخوردار بود ولی در زمستان در هیچیک از مناطق مورد بررسی رؤیت نشد. دو گونه Nelumbo nuciferaوHydrocotyle vulgaris ازگیاهان برگ شناور غالب به­ویژه در نواحی حاشیه­ای بوده که در مناطق پراکنش، زی­توده­ای معادل 4/70 ± 6/240 و /142 ± 8/338 گرم در مترمربع وزن خشک داشتند. مقدار شاخص ماکروفیتی تالاب (WMI) در تمام بخش­های تالاب در حد 1 بود. سالانه با مرگ گیاهان مقدار بالایی از مواد آلی وارد اکوسیستم تالاب انزلی می­گردد که یوتروف­تر شدن بیشتر تالاب را در پی خواهد داشت. لزوم برداشت گیاهان آبزی برای حفظ و احیاء ارزش­های اکولوژیک و اقتصادی تالاب انزلی بیش از پیش احساس می­گردد.

واژه‌های کلیدی: تالاب انزلی، گیاهان غوطه­ور، گیاهان شناور، زی­توده

* نویسنده مسئول، تلفن: 09111846877 ، پست الکترونیکی: armirzajani@gmail.com

مقدمه

 

تالاب انزلی در بخش جنوب غربی دریای خزر از مهمترین اکوسیستم­های تالابی کشور به شمار رفته و ازنظر زمین‌شناسی بسیار جوان محسوب می­گردد. براساس آمار موجود، بالاترین سطح آب در تالاب انزلی از اواخر دوره یخبندان پیشین (قبل از 1620 تا 1800 میلادی) گزارش گردید که پس از آن با کاهش سطح آب دریای خزر زبانه­های خشکی و جزایر تشکیل‌دهنده تالاب انزلی آشکار شد (32).

این تالاب جزء اولین تالاب­هایی است که در فهرست تالاب‌های بین‌المللی کنوانسیون رامسر ثبت شده است و امروزه با مشکلات ریز و درشت متعدد خود در فهرست مونترو با الویت حفاظت و احیاء قرارگرفته است (28، 35و 42). این تالاب تحت تأثیر دو عامل اصلی رسوب‌گذاری شدید و رشد سریع گیاهان روند سریع پیر شدن را طی می­نماید. در حال حاضر تنها حوضچه غربی تالاب انزلی برخی از ارزش­های شناخته شده تالاب­ها را در خود حفظ نموده اما این قسمت نیز تحت تأثیر و رشد فزاینده پوشش­های گیاهی قرار دارد.

به­طور کلی گیاهان آبزی از اجزاء اصلی اکوسیستم­های آب شیرین به شمار رفته و نقش مهمی در جریان مواد مغذی، چرخه نیتروژن و فسفر دریاچه، روابط غذایی موجودات، زیستگاه درشت بی­مهرگان و تولید ماهی دارند (19و 38).

استفاده از گونه­های بخصوص گیاهی و اعمال برخی روش­های مهندسی مدیریتی نقش بسیار مؤثری در کاهش مواد مغذی آب و پالایش محیط­های آبی ایفا می­کنند (27و 37). امروزه بسیاری از گیاهان آبزی در بسترهای شناور جهت پالایش آبهای آلوده استفاده می­شوند. این امر نه‌تنها بهبود کیفیت محیط­های آبی را سبب می­شود بلکه فرصت­های اقتصادی همچون تولید انرژی و تهیه مواد غذایی برای دام­های اهلی را نیز به وجود می­آورد. هرچند برخی گونه­ها همچون سنبل آبی و کاهوی آبی به‌واسطه رشد بسیار زیاد و مشکل‌زا بودن در نظر گرفته نمی­شوند (48).

شاخص ماکروفیت (WMI) در ارتباط مستقیم با شاخص کیفیت آب (WQI) تالاب قرار داشته و به­عنوان الگویی برای پایش تالاب­ها مطرح شده است (22و 44).

در تالاب انزلی گیاهان آبزی در تکثیر و بازسازی ذخایر ماهیان بومی و مهاجر نقش داشته و در تجمع و زادآوری بسیاری از پرندگان اهمیت زیادی دارند (13). با تغییرات شدید اقلیمی و یوتروف شدن شدید منابع آبی، رشد و گسترش گیاهان آبزی نیز به‌شدت فزونی می­یابد به­طوری­که در بسیاری از عرصه­های آب شیرین به‌صورت معضل خودنمایی کرده و سالانه میلیون­ها دلار برای مقابله با آن در مناطق مختلف دنیا هزینه می­شود (34). براساس مشاهدات میدانی، تراکم بالای گیاهان در تالاب انزلی تردد بسیاری از شناورهای محلی را در بسیاری از مناطق غیرممکن نموده است. همچنین براساس آمار آرشیوی پژوهشکده آبزی پروری آبهای داخلی، کاهش ارزش­های شیلاتی و میزان صید ماهیان استخوانی این نواحی مشهود می­باشد.

مطالعات گیاهان آبزی در تالاب انزلی بسیار ناچیز و در حد کلی می­باشد. در سال 1345 ولادیمیر سکایا 19 گونه گیاهی عمده از تالاب انزلی گزارش نمود (10و 31). اولین گزارشی که به­طور خاص به وضعیت پوشش گیاهی تالاب انزلی و حواشی آن پرداخته مربوط به خاوری نژاد می­باشد که فهرستی متشکل از 37 گونه گیاهی را ارائه نموده است (4). مهندسین مشاور یکم (14) نیز گونه­های گیاهی بخش­های مختلف تالاب انزلی را فهرست کردند که 9 گونه غوطه­ور، 12 گونه شناور، 11 گونه باتلاقی و 6 گونه مرتعی و تعدادی گونه درختی و درختچه­ای را شامل شده است. از منطقه حفاظت شده سیاه کشیم تالاب انزلی، به‌غیراز اراضی پیرامونی آن، 18 گونه گیاهی برآمده از آب، 9 گونه برگ  شناور و 13 گونه غوطه­ور فهرست شده است (5). در آخرین بررسی­ها، 103 گونه و زیر تقسیمات گونه­ای متعلق به 48 تیره و 78 جنس از گیاهان آوندی از منطقه حفاظت شده سیاه کشیم (8) و 102 گونه متعلق به 46 تیره و 84 جنس از پناهگاه حیات‌وحش سلکه (6) تالاب انزلی گزارش گردید. به استثناء کیمبال و کیمبال (10) که توزیع و گستره گیاهان آبزی در تالاب انزلی را در سال­های 1335 و 1345 ارائه دادند، نمی­توان بررسی را یافت که گستره و تراکم گیاهان آبزی تالاب را مشخص کرده باشد. براین اساس می­توان اذعان داشت که هیچ‌گونه برآورد کمی از گیاهان عمده موجود در تالاب انزلی ارائه نشده است. این در حالی­است که اداره کل حفاظت محیط‌زیست استان گیلان با خرید یک دستگاه دروگر سعی خواهد نمود تا در سالیان آتی برخی از گیاهان تالاب را جمع‌آوری نماید. لذا داشتن اطلاعات کمی از گیاهان و گستره پراکنش آنها ضروری می­باشد. هدف این بررسی شناسایی و تعیین زی­توده گیاهان غالب در پهنه آبی تالاب غرب می­باشد.

مواد و روشها

حوضچه غربی تالاب انزلی تنها حوضچه باقیمانده از پیکره آبی تالاب انزلی می­باشد که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفت. طی گشت­زنی در تالاب انزلی حضور و پراکنش گیاهان شناور غالب ثبت گردید. ابتدا در پیکره تالاب غرب 8 خط مطالعاتی بافاصله تقریباً یکسان در نظر گرفته شد، سپس تعداد 5 الی 7 ایستگاه در راستا و اطراف این خطوط تعیین گردید، سعی گردید تا فاصله نقاط روی خطوط تقریباً یکسان باشد (شکل 1) نمونه‌برداری طی تابستان و زمستان 1396 انجام و درمجموع برای دو فصل تعداد 108 نمونه از اعماق 60 تا 155 سانتی­متر برداشت شد. نمونه‌برداری از گیاهان غوطه­ور توسط چنگگ فلزی با طول برداشت 36 سانتی‌متر انجام گرفت (33و 40). مطلوبیت استفاده از چنگگ نسبت به روش کوادرات نیز در محیط­هایی با تعداد زیاد نمونه­های گیاهی اثبات شده است (29). با دو بار چرخش دایره­ای چنگگ، گیاهان آبزی جمع‌آوری شد، گل و لجن نمونه­های جمع‌آوری شده با غوطه دادن گیاهان در آب جداشده و گیاهان شسته شده در هوای آزاد به مدت حدود 8 ساعت قرار داده شدند تا آب سطحی آنها جدا گردد. نمونه­های مربوط به هر ایستگاه با استفاده از منابع مرتبط (3و 5) برحسب گونه شناسایی و تفکیک شده و وزن‌تر آنها با ترازوی با دقت 1/0 گرم اندازه‌گیری شد. مقدار مشخصی از نمونه­ها پس از توزین در آون با دمای 70 درجه سانتی‌گراد قرار داده شدند. پس از 24 ساعت دوباره توزین شدند تا امکان محاسبه وزن خشک نمونه­ها فراهم گردد. غالبیت گونه یا بیشترین درصد تراکم گونه در هر ایستگاه با محاسبه نسبت وزن خشک گونه به وزن خشک کل نمونه­های آن ایستگاه ضرب­در 100 تعیین گردید. مقدار مشخصی از نمونه­های خشک شده در بوته چینی قرار داده شده و پس از توزین با ترازوی 0001/0 گرم در کوره با دمای 450 درجه به مدت 4 ساعت قرار داده شدند. مقدار مواد آلی، کربن آلی و خاکستر هریک از گونه­های گیاهی با روش­های استاندارد (20) اندازه‌گیری شد. مقادیر اندازه­گیری شده برحسب واحد در مترمربع محاسبه و ارائه گردید.

در این بررسی با استفاده از اطلاعات حضور و عدم حضور گونه­ها در ایستگاه­های مورد بررسی و ضرایبی که برای بسیاری از گونه­ها ارائه شده، شاخص ماکروفیتی تالاب (WMI) محاسبه گردید و کیفیت آب تالاب با استفاده از این شاخص مورد ارزیابی قرارگرفت (22).

برای مقایسه تفاوت میانگین زی­توده گیاهان از آنالیز واریانس یک‌طرفه (One Way ANOVA) و برای مقایسه میانگین بین گروه­ها از آزمون توکی (Tukey) استفاده شد. ابتدا نرمال بودن داده­ها به­وسیله آزمون کولموگراف­–­اسمیرنوف کنترل شد. نرم افزارآماری SPSS,Version 18  برای تجزیه‌وتحلیل آماری داده­ها مورد استفاده قرارگرفت.

 

 

شکل 1- مناطق نمونه‌برداری در 8 خط مطالعاتی بخش غربی تالاب انزلی طی سال 1396

 

نتایج

در رویشگاه آبی مورد بررسی، گیاهان برگ شناور غالب همچون Azolla filiculoides، Nelumbo nucifera، Hydrocotyle vulgaris،Trapa natans، Hydrocotyle vulgaris ، Hydrocharis morsus-ranae، Nymphoides sp. . و Eichhornia crassipesبه­صورت پراکنده و گاهی با تراکم زیاد در بخش­های مختلف مشاهده شدند. سه گونه اول بیشترین پراکنش و تراکم را طی تابستان در تالاب داشتند (شکل 2). مشاهدات میدانی نشان داد که در فصل زمستان بسیاری از این گیاهان در نقاط پراکنش خود از بین رفته و مشاهده نشدند. به استثناء گونه Hydrocotyle vulgaris که در کل نواحی حاشیه­ای مشاهده می­شود، از بین رفتن بخش­های هوایی سایر گیاهان برگ شناور در نقاط پراکنش شان کاملاً مشهود بود. زی­توده خشک این گیاهان پس از پوسیده شدن وارد محیط تالاب می­شود و درصد مواد آلی ناشی از آنها در جدول 1 آورده شده است. حداکثر زی­توده­ای که پس از مرگ سه گونه غالب A. filiculoides ، N. nuciferaو H. vulgarisمی­تواند وارد محیط تالاب انزلی گردد به ترتیب 401، 293 و 720 گرم در مترمربع وزن خشک می­باشد. بر اساس درصد وزن خشک سوخته شده این گیاهان (جدول 2)، ماده آلی آنها به ترتیب معادل 7/87 ± 1/146، 3/63 ± 3/216 و 4/109 ± 2/261 گرم در مترمربع خواهد بود. بارزترین رخدادی که در این مطالعه مشاهده شده است، حذف کامل گیاه A. filiculoides از پیکره تالاب انزلی در حدفاصل دو دوره بررسی بوده است. 

گیاهان غوطه­ور موجود در ایستگاه­های مورد بررسی نیز شامل Ceratophyllum demersum، Myriophyllum spicatum،Stuckenia pectinataوPotamogeton crispus بودند. تنها در ایستگاه­های 5 و 6 خط 1 گونه P. crispus با 88 درصد غالب بود و در سایر ایستگاه­ها دو گونه  C. demersumوM. spicatum  با 5/97 درصد، حضور گسترده و غالب داشتند. زی­توده دو گونه مذکور در تابستان و زمستان 1396 در شکل2 نشان داده شده است.

میانگین زی­توده گیاهان غوطه­ور در تابستان در حد 5/536± 8/743 و در زمستان در حد 311 ± 292 گرم در مترمربع وزن خشک بود. همان­طور که پیداست تراکم گیاهان در خطوط مورد بررسی طی تابستان تفاوت معنی‌دار نداشته (98/0 = F، 05/0P >) در حالی­که در زمستان این تفاوت مشهود می­باشد (77/5 = F،
 05/0P >). در فصل زمستان بیشترین زی­توده گیاهی در خطوط 7 و 8 مشاهده شده در حالی­که در خطوط 1 و 2 افت شدید زی­توده مشاهده شده است. به­طورکلی تفاوت زی­توده گیاهان غوطه­ور در دوره­های بررسی در بخش غربی (L7 و  L8) بسیار کمتر از بخش شرقی (L1 وL2) بود (شکل 3). اگرچه این تفاوت مربوط به هر دو گروه غالبC. demersumو  M. spicatum  می­باشد، اما تغییر تراکم گیاه M. spicatum مشخص‌تر بوده و تقریباً در تمام مناطق مشاهده شده است. مانده­گاری و عدم تغییر زیاد گونه  C. demersum در بخش غربی منطقه مورد بررسی کاملاً مشخص می­باشد (شکل 4)، حداکثر زی­توده این‌گونه تا 10250 گرم در مترمربع وزن‌تر (2398 گرم وزن خشک) مشاهده شده است. میانگین تفاوت زی­توده گیاهان غوطه­ور در دو فصل برحسب خطوط مورد بررسی 5/386 ± 5/505 گرم در مترمربع وزن خشک می‍باشد. این گیاهان به‌طور متوسط دارای 5/71 درصد ماده آلی بوده (جدول 1)، بنابراین مقدار 3/276 ± 4/361 گرم در مترمربع از مواد آلی در فصل پوسیدگی این گیاهان وارد اکوسیستم تالاب می­گردد. محاسبه شاخصWMI  نشان داد که وضعیت مشابهی در تمام ایستگاه­ها و بخش­های مورد بررسی وجود داشته و میانگین این شاخص در حد 1 قرار دارد.

 

جدول 1- زی­توده گیاهان شناور (در مناطق پراکنش) و گیاهان غوطه­ور (در ایستگاه­های مورد بررسی) در تالاب انزلی

مواد آلی

(درصد)

مواد معدنی

(درصد)

وزن خشک

(g/m2)

وزن‌تر

 (g/m2)

گونه

 

6/85

4/14

5/102 ± 7/170

959 ± 5/1166

Azolla filiculoides Lam.

گیاهان برگ شناور

9/89

1/10

4/70 ± 6/240

7/299 ± 8/1023

Nelumbo nuciferaGaertn *

7/71

4/28

8/285 ± 3/312

922 ± 4/1007

Trapa natans L.

1/77

9/28

0/142 ± 8/338

9/1935 ± 3/3520

Hydrocotyle vulgaris L.

5/85

5/14

7/17 ± 1/36

5/1241 ± 1/2955

Hydrocharis morsus-ranae L.

Nymphoides Seg.

82

18

9/94 ± 8/376

3/678 ± 4/2901

Eichhornia crassipes (Mart.)

3/70

7/29

5/460 ± 2/327

8/1967 ± 3/1398

Ceratophyllum demersum L.

گیاهان غوطه­ور

4/70

6/29

3/293 ± 5/165

886 ± 500

Myriophyllum spicatum L.

74

26

153 ± 27

447 ± 69

Stuckenia pectinata (L.) Böerner

Potamogeton crispus L.

* فقط اندام خارج از آب گیاه در نظر گرفته‌شده است.

 

 

شکل 2- پراکنش گونه­های گیاهی غالب در بخش غربی تالاب انزلی طی سال 1396

 

شکل 3- تغییرات زی­توده خشک گیاهان غوطه­ور در خطوط و فصول مختلف مورد بررسی در تالاب انزلی

(حروف بیانگر گروه­های همگن بر اساس آزمون توکی می­باشد)

 

شکل 4- تغییرات زی­توده تر دو گونه غالب در تالاب انزلی در خطوط و فصول مختلف مورد بررسی

بحث و نتیجه‌گیری

دراین بررسی حجم بالای زی­توده گیاهان آبزی در تالاب انزلی مشاهده شد (جدول 1) که ارتباط مستقیمی با مواد مغذی وارده دارد. توسعه جوامع شهری در حوضه آبخیز تالاب انزلی افزایش مواد مغذی وارده به تالاب را در پی داشته است. براساس آخرین اطلاعات (7)، روند فراغنی شدن تالاب انزلی نسبت به دهه پنجاه (31) و دهه هفتاد (18) به سمت یوتروفی شدید میل نموده است. علاوه بر ورود مواد مغذی از رودخانه­ها (17)، حضور و گسترش برخی گیاهان همچون آزولا که ظرفیت تثبیت نیتروژنی بالایی دارد (11و 46) نقش بسزایی در تشدید روند فراغنی شدن تالاب انزلی داشته است. به دلیل نداشتن اطلاعات زی­توده از زمان گذشته نمی­توان هیچ‌گونه مقایسه­ای با نتایج حاصل از این تحقیق ارائه نمود، اما به­طور کیفی، نتایج این بررسی در مقایسه با اطلاعات دهه هفتاد (18) نشان از افزایش بارز پوشش گیاهان آبزی در تالاب انزلی داشته است. افزایش پوشش گیاهی تالاب انزلی با تصاویر ماهواره­ای مربوط به سالهای 1991 تا 2001 نیز قابل‌تشخیص می­باشد (47).

افزایش زی­توده گیاهان تالاب، جذب مواد مغذی و کاهش آنها را هم در بر خواهد داشت. از بین 10گونه غالب مشاهده شده در زمان بررسی، دو گونه غوطه­ور Ceratophyllum demersumو Myriophyllum spicatum  و دو گونه شناور Azolla filiculoidesوHydrocotyle vulgarisبیشترین فراوانی و پراکنش را داشتند. همچنین گونه­های C. demersumو M. spicatum  به همراه گونه­های P. crispus  وChara fragilis  بیشترین پراکنش را در فهرست گونه­های ارائه شده توسط مهندسین مشاور یکم در ناحیه مورد بررسی داشتند (14). نقش تنوع و زی­توده گیاهان در کاهش فسفر آب توسط Engelhardt  و  Ritchieبررسی شده و نشان دادند که کاهش فسفر آب با افزایش تنوع گونه­ای گیاهان تفاوت معنی‌دار نداشته، ولی با افزایش زی­توده کلی گیاهان همبستگی مستقیم داشته است (23). گیاه M. spicatum در دریاچه Wingra آمریکا با غلظت فسفری تا حد 33 میکروگرم مطالعه شده و نشان داده شد که اوج زی­توده گیاه در دوره­های گل‌دهی اتفاق افتاده و حداکثر توده گیاهی در اواخر مرداد وجود داشته و وزن مواد آلی در حدود 230 گرم در مترمربع یعنی معادل 400 گرم وزن خشک گیاه بوده است (19). غلظت بحرانی نیتروژن و فسفر برای رشد آن در آزمایشگاه به ترتیب در حد 75/ درصد و 07/0 درصد (بر اساس وزن خشک) برآورده شده است (38). رشد انواع گیاهان آبزی در استخرهای یوتروف چین تا حد 04/7 تا 77/9 کیلوگرم وزن خشک در مترمربع بوده، که قادر بودند نیتروژن کل را در حد 52 درصد و فسفر کل را در حد 85 درصد کاهش دهند (48). در یک بررسی (41) گیاهC. demersumقادر بود در حد 1/0 گرم نیتروژن و 02/0 گرم فسفر آب را در مترمربع در روز جذب نماید. در دریاچه مزوتروف Vechten  هلند، حداکثر زی­توده C. demersum در حد  115 گرم در مترمربع مواد آلی گزارش شد که در برخی سال­ها به خاطر سرمای شدید افت شدید تا 24 گرم در مترمربع داشت (21). ارتباط تراکم C. demersum با نسبت کلروفیل به غلظت فسفر در 24 دریاچه نروژ بررسی گردید و نتایج نشان داد که با افزایش این نسبت درصد پوشش گیاهی کاهش می­یابد (36). این گیاه در دریاچه­هایی با غلظت فسفر بالای 30 میلی‌گرم در مترمکعب متراکم شده است (36). در برخی مناطق رقابت بین فیتوپلانکتون و گیاه C. demersumبرای نور و نیتروژن معدنی سبب توالی حضور آنها گشته است به­طور مثال در استخر Sangwin انگلستان فیتوپلانکتون در زمستان و بهار غالب شده در حالی­که C. demersum در تابستان تراکم بالا می­یابد (25).

نرخ رشد بسیار بالای برخی از گیاهان، ازجمله سنبل آبی، به­صورت معضل پدیدار می­گردد. دو گونه  سنبل آبی (E. crassipes) و آب بشقابی معمولی (H. vulgaris) که در این مطالعه در تالاب انزلی مشاهده شدند، در شرایط آب و هوایی فلوریدا نرخ رشدی به ترتیب از 8/2 تا 64 و از 4/2 تا 3/18 گرم (وزن خشک) در مترمربع در روز داشته و به ترتیب زی­توده­ای معادل 106 و 41 تن (وزن خشک) در هکتار در سال تولید می­کنند (43).

دراین بررسی گونهM. spicatum قسمت اعظم بخش غربی تالاب را پوشش داده و از گونه­های غالب به شمار می­رود که در فصل زمستان از بین رفته است (شکل 4). این گیاه در برخی از دریاچه­های آمریکا نیز غالب بوده و زی­توده­ای از 223 تا 1146 گرم در مترمربع داشته است. تغییرات فصلی زی­توده آن از 32 تا 360 گرم در مترمربع بوده و بیشترین تراکم آن در زمان گل‌دهی مشاهده شده است (26و 38). غالبیت آن در بسیاری از محیط­های آبی می­تواند به این دلیل باشد که در دامنه وسیعی از فاکتورهای شیمیایی آب، عوامل محیطی همچون نور، خصوصیات بستر و مواد آلی رشد نماید (24و 38).

تغییرات معنی‌دار زی­توده گیاهان در فصول مختلف در نیمی از مناطق مورد بررسی مشاهده گردید (شکل­های 3 و 4). این تفاوت علاوه بر آن که در ارتباط با زیست‌شناسی گیاهان و مرگ طبیعی آنها در فصل زمستان می­باشد، می­تواند در اثر تغییر شرایط محیطی باشد. میزان نور و  شوری از آن جمله عوامل می­باشند. میزان نور مورد نیاز برای گونه M. spicatum بیشتر از گیاه C. demersum بوده و نشان از موفقیت رقابتی گونه C. demersumبرای رشد در محیط­های با نور کمتر می­باشد (38). فراوان‌تر بودن گیاه C. demersum در زمستان می­تواند در این ارتباط باشد. وجود این گیاهان برای بقاء نسل بسیاری از گونه‌های دوزیست، خزندگان و ماهیان ضروری می­باشد، به‌طور مثال پایایی گیاه C. demersumتا فصل بهار محیط مناسبی را برای تکثیر قورباغه مردابی و رشد لارو آنها (15و 16) فراهم خواهد نمود.

شوری از دیگر عوامل تأثیرگذار در پراکنش گیاهان تالاب می­باشد. مطالعه نیلسن و همکاران (39) نشان داد که افزایش شوری در دو تالاب استرالیا سبب کاهش تنوع و فراوانی گونه­های گیاهان آبزی شده و تداوم شوری کاهش دانه­ها و جوانه­زنی آنها را در پی داشته است.

به­طورکلی اراضی پست حاشیه دریای خزر همچون تالاب انزلی تحت تأثیر نوسانات کوتاه مدت، میان‌مدت و درازمدت سطح آب دریای خزر هستند (30). آمار تغییرات آب دریای خزر از سال 1830 وجود دارد که نوسانی تا حد 3 متر در آن دیده می­شود. اگرچه در حال حاضر بسیاری از بخش­های تالاب انزلی خشک شده یا از عمق بسیار اندکی برخوردار است ولی می­توان جریان­های آبی را در تمام بخش­ها مشاهده نمود. ملت‌پرست (12) جریان­های آبی در تالاب انزلی را به این صورت تشریح کرده است که در بسیاری از مواقع جریان آب شیرین سطحی به سمت دریا و جریان آب‌شور لایه زیرین به سمت تالاب برقرار است. با افزایش سطح آب دریای خزر، آب‌شور به­طور یکنواخت در کل بخش­های شرقی و غربی تالاب نفوذ می­کند. با کاهش سطح آب دریای خزر ایستابی آب در مناطق غربی طولانی­تر از مناطق شرقی است. جمع‌بندی داده­های ده ساله تالاب انزلی نیز نشان داد که تغییرات شوری آب در ماه­های مختلف در لاین­های 1 و 2 بسیار بیشتر از سایر خطوط مورد بررسی می­باشد، بالاترین مقادیر شوری نیز در ماه­های تیر تا شهریور مشاهده شده است (18). کاهش بارندگی در تابستان و نفوذ آب دریا در برخی ایام سبب ماندگاری و شوری بیشتر آب در این بخش تا حد 4/7 میکروزیمنس در سانتی‌متر مربع شده که شروع مرگ گیاهان را درپی خواهد داشت. اگرچه تالاب انزلی پس از سال 1800 با کاهش سطح آب دریای خزر تشکیل گردید، اما افزایش جمعیت و تغییر کاربری­ها در حاشیه تالاب سبب شد تا بالا آمدن آب دریای خزر در سال 1995 نیز باعث احیاء و بازگشت آن به حالت اولیه نگردد (32).

براساس نتایج این بررسی حدود 362 گرم در مترمربع از مواد آلی گیاهی وارد اکوسیستم تالاب می­گردد. به­طور کلی مقدار کربن آلی که توسط گیاهان آزاد می­شود بیشتر در محصولات کشاورزی تحقیق‌شده که در حد 10 تا 40 درصد تولید فتوسنتزی است (45).

یکی از نکات قابل‌توجه دراین مطالعه حذف و عدم مشاهده گیاه آزولا در بررسی دوره زمستان از مناطق پراکنش خود بوده است. براساس گزارش ارشد (1) بیشترین زی­توده این گیاه در تابستان (4/1± 5/3 کیلوگرم در مترمربع) و در زمستان (1/0±1/2 کیلوگرم در مترمربع) اندازه‌گیری شد که بیشتر از مطالعه کنونی (جدول 1) بوده و درصد وزن خشک گیاه حدود 5/5 و درصد مواد آلی آن نیز در حد 3/82 بوده است. تغییرات فصلی نور و درجه حرارت اثر معنی‌داری روی رشد آزولا داشته به­طوریکه حداکثر میزان رشد آزولادر اردیبهشت تا مرداد در دمای 20-30 درجه و شدت نور 295 میکرو انیشتین در مترمربع در ثانیه مشاهده شده است. کوتاهترین زمان دو برابر شدن این گیاه نیز در تیرماه به میزان 2/6 روز برآورد شده است (9). دلیل حذف گیاه آزولا طی دوره بررسی نامشخص می­باشد. با مرور نیازهای زیستی گونه­های این جنس مشخص شده که Azolla filiculoides ­سرمادوست بوده که تا دمای  8- نیز زنده می­ماند و ماکزیمم درجه حرارت قابل‌تحمل آن در حد 38 درجه سانتی‌گراد و دمای بهینه رشد آن 20 درجه می­باشد (2). در تابستان 1396 ماکزیمم درجه حرارت هوا در 71 روز بالاتر از 31 درجه بوده و در چهار روز در حد بحرانی 38 درجه قرار داشته است که می­تواند یک عامل نابودکننده احتمالی محسوب گردد. افزایش شوری نیز تا حدی می­تواند به‌عنوان عامل کنترلی محسوب گردد به­طوریکه افزایش تا حد 4/0 درصد رشد آزولا را به میزان 50 درصد کاهش می­دهد (2). ریزش باران شدید در بازه زمانی کوتاه در شهریور و مهر سال 1396 باعث ایجاد سیلاب و افزایش شدید سطح آب تالاب شده و سبب شد تا بخش اعظمی از تراکم آزولا از تالاب خارج گردد. این حجم زیاد در محل اسکله بندر انزلی مشاهده گردید که در حال ورود به دریای خزر بودند.

استفاده از شاخص WMI نیز نا­مطلوب بودن کیفیت آب تالاب انزلی را نشان داده است. ضرایب مورد استفاده در این شاخص برای گونه­های شناسایی شده در حداقل میزان قرار داشته و سبب شده تا مقدار عددی شاخص WMI در حداقل باشد. مقادیر کمتر از 5/2 شاخص WMI نشانگر میل به تخریب شدید تالاب بوده و مداخلات مدیریتی در راستای ترمیم محیط تالابی را ضروری می­نماید (22). بر این اساس تدوین برنامه مدیریت کنترل گیاهان آبزی از طریق کاهش بار آلی و مواد مغذی وارده به تالاب و برداشت مستمر گیاهان آبزی برای حفظ و احیاء ارزش­های اکولوژیک و اقتصادی تالاب انزلی بیش‌ازپیش احساس می­گردد. دراین تحقیق گونه­های گیاهی حاشیه­ای کمتر موردتوجه بودند در حالی­که کاهش گستره آبی تالاب هم‌زمان با خشک شدن نواحی حاشیه­ای در ارتباط با توسعه و رشد زیاد گیاهان حاشیه­ای همچون نی، لویی، اسپرغان، جگن و غیره می­باشد. بنابراین ضروری است تا بررسی و کنترل گیاهان مذکور نیز مورد توجه قرار گیرد. 

سپاسگزاری

از ریاست و معاونت تحقیقاتی وقت پژوهشکده آبزی پروری، آقایان دکتر خانی پور و ولی پور  که پیگیری لازم برای تصویب پروژه و تخصیص اعتبارات اجرایی را نمودند تشکر می­شود. از آقای مهندس حجت ا.. خداپرست که در ترسیم نقشه­ها همکاری نمودند تقدیر و تشکر می‌شود. این مقاله در قالب پروژه "بررسی پراکنش گیاه سنبل آبی در  استان گیلان" با شماره مصوب  951090-95039-107-12-73-124 سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی و بااعتبار مالی اداره کل حفاظت محیط‌زیست استان گیلان به انجام رسید.

1-      ارشد، ع.، 1373. گزارش نهایی پروژه بررسی اثرات آزولا بر تالاب انزلی، مرکز تحقیقات شیلات استان گیلان، 81 صفحه.
2-      اصفیاء، م.، 1379. مطالعه اکو فیزیولوژی آزولا (Azolla filiculoides) در شرایط تالاب انزلی، رساله دکتری دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، 292 صفحه.
3-      حسن عباسی، ن.، 1377. گیاهان آبزی، موسسه فرهنگی انتشاراتی علوم طبیعی پدیده گرگان، 228 صفحه.
4-      خاوری نژاد، ع.، 1347. رویش­های گیاهی مرداب انزلی و رودخانه­های مجاور، انستیتوی بررسی‌های علمی و صنعتی ماهی ایران، نشریه شماره 9، 12 صفحه.
5-      ریاضی، ب.، 1375. منطقه حفاظت شده سیاه کشیم، اکوسیستمی ویژه از تالاب انزلی، انتشارات سازمان حفاظت محیط‌زیست، 98 صفحه.
6-      زاهد چکوری، س.، عصری، ی.، یوسفی، م.، و مرادی، ا.، 1392. فلور، شکل زیستی و پراکنش جغرافیایی گیاهان تالاب سلکه، مجله پژوهش‌های گیاهی (مجله زیست‌شناسی ایران) جلد 26، شماره 3، صفحات 301-310.
7-      عابدینی، ع.، میرزاجانی، ع.، و فلاحی، م.، 1396. وضعیت فیزیکوشیمیایی آب و سطح تغذیه گرایی تالاب انزلی، مجله علمی شیلات ایران، سال 26 شماره 6، صفحات 113-123.
8-      عصری، ی.، و  افتخاری، ط.، 1381. معرفی فلور و پوشش گیاهی تالاب سیاه کشیم، محیط شناسی، دوره 28، شماره 29، صفحات 1 -19.
9-      فیلی­زاده، ی.، 1381. بررسی اکولوژیکی رشد بیش ‌از اندازه آزولا در تالاب انزلی و چگونگی کنترل آن، مجله منابع طبیعی ایران جلد 55، شماره 1، صفحات 80-65 .
10-   کیمبال، ک. د.، و کیمبال، س. آ.، 1353. مطالعات لیمنولوژیک تالاب انزلی، شرکت شیلات ایران و سازمان حفاظت محیط‌زیست ایران، طرح احیای مرداب انزلی، جهاد سازندگی استان گیلان، 114 صفحه.
11-   کارگر، ه.، 1379. اثرات زیست­محیطی آزولا بر  تالاب انزلی و نقش آن در کشت توأم آزولا- برنج – ماهی، پایان‌نامه کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد شمال تهران، دانشکده علوم و فنون دریایی، 206 صفحه.
12-   ملت پرست، ع.، 1369. اثرات نفوذ آب دریا در تالاب انزلی، سازمان تحقیقات و آموزش شیلات ایران (گیلان-انزلی)، 107 صفحه.
13-   منوری، م.، 1369. تالاب انزلی، نشر گیلکان، رشت، 227 صفحه.
14-   مهندسین مشاور یکم، 1367. مطالعات گام اول طرح احیای تالاب انزلی، جلد هشتم، پوشش گیاهی تالاب انزلی و حاشیه آن، وزارت جهاد کشاورزی، معاونت امور آب، 217 صفحه.
15-   میرزاجانی، ع.، صیاد رحیم، م.، و حیدری، ع.، 1383. بررسی تغذیه لارو و بالغین قورباغهRana ridibunda و تولیدمثل آن در تالاب انزلی، مجله زیست‌شناسی ایران، جلد 17، شماره 2، صفحات 163-178.
16-   میرزاجانی، ع.، کیابی، ب.، و باقری، س.، 1385. بررسی رشد لارو و برآورد جمعیت گونهRana ridibunda در تالاب انزلی، مجله زیست‌شناسی ایران، 1جلد 19، شماره 2. صفحات 191-202.
17-   میرزاجانی، ع.، قانع، ا.، و خداپرست، ح.، 1387. ارزیابی کیفی رودخانه­های منتهی به تالاب انزلی بر اساس جوامع کفزیان، مجله محیط‌شناسی، شماره 34 (45)، صفحات 38-31.
18-   میرزاجانی، ع.، 1388. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی بررسی لیمنولوژی تالاب انزلی بر مبنای مطالعات ده ساله (1380-1370) با استفاده از سامانه جغرافیایی GIS، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج­ کشاورزی، شماره ثبت 111/88.
 
19-   Adams, M. S., and McCracken, M. D., 1974. Seasonal production of the Myriophyllum component of the littoral of Lake Wingra, Wisconsin The Journal of Ecology, PP: 457-465.
20-   ASTM, 2000. Standard test methods for moisture, ash and organic matter content of peats and other organic soils.
21-   Best, E. P., and Visser, H., 1987. Seasonal growth of the submerged macrophyte Ceratophyllum demersum L. in mesotrophic Lake Vechten in relation to insolation, temperature and reserve carbohydrates Hydrobiologia 148, PP: 231-243.
22-   Croft, M. V., and Chow-Fraser, P., 2007. Use and development of the wetland macrophyte index to detect water quality impairment in fish habitat of Great Lakes coastal marshes Journal of Great Lakes Research, 33, PP:172-197.
23-   Engelhardt, K. A., and Ritchie, M. E., 2002. The effect of aquatic plant species richness on wetland ecosystem processes Ecology, 83, PP: 2911-2924.
24-   Fair, P., and Meeke, L., 1983. Seasonal variations in the pattern of photosynthesis and possible adaptive response to varying light flux regimes in Ceratophyllum demersum L Aquatic Botany, 15, PP: 81-90.
25-   Goulder, R., 1969. Interactions between the rates of production of a freshwater macrophyte and phytoplankton in a pond Oikos, PP: 300-309.
26-   Grace, J. B., and Wetzel, R. G., 1978. The production biology of Eurasian watermilfoil (Myriophyllum spicatum L.), a review J Aquat Plant Manage, 16, PP:1-11.
27-   Jeppesen, E., Sondergaard, M., Sondergaard, M., and Christofferson, K., 2012. The structuring role of submerged macrophytes in lakes vol 131, Springer Science and Business Media, 442 P.
28-   Jica, Doe, Moja, 2005. The Study on Integrated Management for Ecosystem Conservation of the Anzali Wetland in the Islamic Republic of Iran (Draft final report), Nippon Koei Co., Ltd., Iran, 161 P.
29-   Johnson, J. A., and Newman, R., 2011. A., comparison of two methods for sampling biomass of aquatic plants Journal of Aquatic Plant Management, 49, PP:1-8.
30-   Kazancı, N., Gulbabazadeh, T., Leroy, S. A., Ileri, Ö., 2004. Sedimentary and environmental characteristics of the Gilan–Mazenderan plain, northern Iran: influence of long-and short-term Caspian water level fluctuations on geomorphology Journal of Marine Systems, 46, PP:145-168.
31-   Kimbal, K., and Kimbal, S., 1974. Limnology studies of Anzali wetland. Fishery organization and D O, Bandar Anzali, 114 P.
32-   Leroy, S., et al., 2011. Late Little Ice Age palaeoenvironmental records from the Anzali and Amirkola Lagoons (south Caspian Sea), Vegetation and sea level changes Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 302, PP: 415-434.
33-   Madsen, J. D., and Wersal, R., 2017. A review of aquatic plant monitoring and assessment methods Journal of Aquatic Plant Management, 55, PP: 1-12.
34-   Madsen, J. D., and Wersal, R. M., 2012. A review of aquatic plant monitoring and assessment methods Geosystems Research Institute, Mississippi State Univ A report for Aquatic Ecosystem Restoration Foundation, 24 P.
35-   Mirzajani, A. R., Khodaparast, H., Babaei, H., Abedini, A., and Dadai Ghandi, A., (2010) Eutrophication Trend of Anzali Wetland Based on 1992-2002 Data Journal of Environmental Studies, 35, PP: 65-74.
36-   Mjelde, M., and Faafeng, B., 1997. Ceratophyllum demersum hampers phytoplankton development in some small Norwegian lakes over a wide range of phosphorus concentrations and geographical latitude Freshwater Biology, 37, PP: 355-365.
37-   Moss, B., 1990. Engineering and biological approaches to the restoration from eutrophication of shallow lakes in which aquatic plant communities are important components. In:  Biomanipulation tool for water management, Springer, PP: 367-377.
38-   Nichols, S. A., and Shaw, B. H., 1986. Ecological life histories of the three aquatic nuisance plants, Myriophyllum spicatum, Potamogeton crispus and Elodea canadensis Hydrobiologia 131, PP: 3-21.
39-   Nielsen, D. L., Brock, M. A., Crosslé, K., Harris, K., Healey, M., and Jarosinski, I., 2003. The effects of salinity on aquatic plant germination and zooplankton hatching from two wetland sediments Freshwater Biology, 48, PP: 2214-2223.
40-   Parsons, J. K., 2001. Aquatic plant sampling protocols. Washington State Department of Ecology, Environmental Assessment Program, 35 P.
41-   Phillips, G., Eminson, D., Moss, B., 1978. A mechanism to account for macrophyte decline in progressively eutrophicated freshwaters Aquatic Botany, 4, PP: 103-126.
42-   Ramsar convention Bureau, 2014. Information sheet on Ramsar Wetland. Gland, Switzerland, 35 P.
43-   Reddy, K., and DeBusk, W., 1984. Growth characteristics of aquatic macrophytes cultured in nutrient-enriched water: I. Water hyacinth, water lettuce, and pennywort Economic Botany 38, PP: 229-239.
44-   Seilheimer, T. S., Mahoney, T. P., and Chow-Fraser, P., 2009. Comparative study of ecological indices for assessing human-induced disturbance in coastal wetlands of the Laurentian Great Lakes Ecological indicators, 9, PP:81-91.
45-   Stottmeister, U., et al., 2003. Effects of plants and microorganisms in constructed wetlands for wastewater treatment Biotechnology advances 22, PP: 93-117.
46-   Wagner, G. M., 1997. Azolla: a review of its biology and utilization The Botanical Review, 63, PP: 1-26.
47-   Zebardast, L., and Jafari, H. R., 2011. Use of Remote Sensing in Monitoring the Trend of Changes of Anzali Wetland in Iran and Proposing Environmental Management Solution Cancer Research and Oncology, 1 (37), PP: 57-64.
48-   Zhao, F., et al., 2012. Nutrient removal efficiency and biomass production of different bioenergy plants in hypereutrophic water biomass and bioenergy, 42, PP: 212-218.
Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology)
Volume 33, Issue 4
December 2020
Pages 1014-1024
  • Receive Date: 17 September 2018
  • Revise Date: 07 November 2018
  • Accept Date: 15 January 2019