آرتمیا-شیلات و محیط زیست

ارائه شده در دومین همایش ملی تغییر اقلیم و تاثیرآن بر کشاورزی و محیط زیست

ارومیه – تابستان 92

چکیده:

دریاچه ارومیه از سال 1380 بدلیل کاهش  حجم آب و افزایش شوری در وضعیت بحرانی زیستی بسر می برد. دریاچه دارای هرم اکولوژیکی نسبتاً ساده ای است که آن را اکوسیستم حساسی ساخته است. شوری آب دریاچه چندین سال است که بیش از ppt300 یعنی در حد اشباع می باشد.. دریاچه جزو دریاچه های شور کلراته بوده و گفته شده است که دریاچه های غنی از کلریدها برای رشد و توسعه آرتمیا بسیار مناسب هستند. فیتوپلانکتون های این دریاچه در سال 1373 دوازده جنس، در سال 1375 شش جنس و در سال 1385 نیز 14 جنس تعیین شده است که همواره جنس دونالیلا  غالب بوده است. از جانوران آبزی، تنها یک گونه شورپسند با نام علمی آرتمیا ارومیانا در آن زیست می کند و مصرف کنندگان کنار آبزی نیز شامل پرندگان مهاجر و ساکن بوده و از آرتمیای دریاچه ارومیه نیزتغذیه می کنند. خشکسالی دریاچه در دهه اخیرموجب کاهش شدید مقدار سیست آرتمیای تولیدی شده و موجود زنده شناگر آن نیز نادر شده است. با این حال برای  بقا و حضور آرتمیا در دریاچه مشکل بیولوژیکی جدی از نظر انقراض و یا در خطر انقراض گونه آرتمیا اورمیانا ایجاد نکرده است اما برای جبران این وضعیت و کاهش اثرات سوء آن باید چاره جویی نمود.

کلمات کلیدی: دریاچه ارومیه، اکوسیستم، خشکسالی، آرتمیا

مقدمه

دریاچه ارومیه بزرگترین دریاچه داخلی کشور و یکی از بزرگترین دریاچه های بسیار شور (hypersaline ) در جهان می باشد. متوسط مساحت آن در ارتفاع 1280 متر بالاتر از سطح آبهای آزاد حدود 483000 هکتار اعلام شده است و حجم آبی آن حدود 23 کیلومتر مکعب بوده است(4) که با توجه به ویژگیهای خاصی خود از سوی سازمان ملل متحد بعنوان پارک ملی و ذخیره گاه بیوسفری اعلام شده است(12). این دریاچه یک اکوسیستم تالاسوهالین و زیستگاه موجود نادر جانوری بنام آرتمیا می باشد.

از سال 1380 این دریاچه بدلیل کاهش  حجم آب و افزایش شوری در وضعیت بحرانی زیستی بسر می برد. هدف از ارائه این مقاله بررسی و تحلیل اجمالی اکوسیستم دریاچه ارومیه در اثر تغییرات زیستی ناشی از تغییر شرایط آب و هوایی آن، بر پایه نتایج تحقیقات اینجانب و همکاران و همچنین سایر محققین اکولوژی می باشد.

عوامل موثر در اکوسیستم دریاچه

این دریاچه دارای هرم اکولوژیکی نسبتاً ساده ای است. اکوسیستم دریاچه ارومیه دارای فاکتورهای اکولوژیکی متعددی است که میتوان انها را به دوبخش عوامل غیرزنده و عوامل زیستی تقسیم کرد. عوامل غیر زنده موثر آن، عبارت از شرایط جوی آن(نزولات جوی، موقعیت جغرافیایی، دمای آب و هوا)، آب و مواد محلول در آن می باشد و عوامل زیستی شامل : تولید کنندگان ، مصرف کنندگان و تجزیه کنندگان است که تولید کنندگان دریاچه عبارتند از : جلبکهای ماکروسکوپی و میکروسکوپی. مصرف کنندگان دریاچه نیز عبارتند از آرتمیا و پرندگان.

توازن آب دریاچه:

  آب دریاچه ارومیه توسط نزولات جوی بطور مستقیم و غیر مستقیم تامین میشود. آب  در حوضه آبریز دریاچه ارومیه توسط رودخانه ها و مسیل ها و همچنین مسیرهای آبی زیرزمینی وارد دریاچه میشود. حوضه آبریز دریاچه ارومیه به 8 زیر حوضه تقسیم میشود که زیر حوضه زرینه رود – سیمینه بزرگترین آنها می باشد. زیر حوضه های دیگر عبارتند از : آجی چای ، نازلوچای ، مهاباد چای ، زولا چای ، شبستر چای ، صوفی چای و تسوج چای. میانگین بارش سالانه در محدوده حوضه ، 398 میلی متر می باشد. متوسط حجم آب حاصل از ریزش نزولات جوی این حوضه در طول 24 سال (1371-1347) 74/20 میلیارد متر مکعب بوده است(2). تنها خروجی آب از دریاچه ارومیه، تبخیر آن است و مقدار سالانه آن حدود 1200 میلی متر بر آمده شده است همچنین به ارتفاع سطح آب دریاچه ارومیه نیز در همین حدود سالانه اضافه می شود که این امر نشان دهنده وجود توازن نسبی تبخیر و بارش در این حوضه بوده است.

برخی از مواد شیمیایی آب دریاچه

    آب دریاچه ارومیه بسیار شور بوده و با توجه به منابع تامین کننده شوری و املاح دریاچه از جمله رودخانه تلخه رود، بدون شک این شوری می تواند نشات گرفته از آب اولیه، در مراحل نخستین تشکیل دریاچه و یا واکنش های حاصل از هوازدگی و فرسایش شیمیایی سنگ های درون حوضه آبریز باشد(11).

 در سال 1379  مقدار شوری آب دریاچه ppt 254، در سال 1380 ppt 274 و در سال 1384 لغایت 1386 بیش از ppt300 یعنی در حد اشباع اندازه گیری شده است. در سال 1384 میانگین شوری آب دریاچه ارومیه از مردادماه تا دی ماه افزایش داشته سپس از شوری آن کاسته شده است و این بدلیل وجود تبخیر شدید آب دریاچه در فصل تابستان و تداوم آن در فصل پاییز می باشد که با شروع و افزایش میزان بارندگی در اواخر فصل پاییز، همچنین در دی ماه تدریجا" از شوری آب دریاچه کاسته شده است. با این وجود در تمام فصول، شوری آب در حد اشباع (گرم در لیتر300< ) قرار داشته و این بدلیل کاهش شدید حجم آب دریاچه در دهه اخیربوده است. مقدار اکسیژن محلول در آب در تابستان کمتر از زمستان بوده که یکی از دلایل آن بالا بودن تراکم بیوماس آرتمیا در فصل تابستان و پایین بودن آن در فصل زمستان می تواند باشد و این در حالی است که معمولا" میزان حلالیت اکسیژن در آب در زمستان کمتر از تابستان می باشد.

 بررسی های سال 1384 لغایت1386  نشان داده است که مقدار تغییرات دی اکسیدکربن آب دریاچه در اواخر تابستان به حداقل رسیده است و این متناسب با افزایش فراوانی جلبکی در این موقع از سال می باشد(3). برخی از یون های دریاچه توسط برخی از محققین(جدول 1) مورد سنجش قرار گرفته است(6، 12، 13، و 25). با توجه به تراکم زیاد یون کلر در آب دریاچه ارومیه، می توان آن را جزو دریاچه های شور کلراته قرار داد. اساسا" دریاچه های غنی از کلریدها برای رشد و توسعه آرتمیا بسیار مناسب هستند(16) و احتمالا" بدین علت است که آرتمیای دریاچه ارومیه می تواند تا حدودی در آب نمک اشباع شده زندگی و تکثیر نماید. در تغییرات میزان یون های دریاچه بارندگی ها نیز تاثیر دارند و همیشه کمتر از 20% کاتیون های نزولات جوی را Mg2+  و بیش از 60% آنیون های آن را   SO42-  تشکیل می دهد(باکا، 2000). میانگین مقادیر یونهای منیزیم و کلسیم آب دریاچه ارومیه به ترتیب 4.8 و 4.5 گرم بر لیتر نیز اعلام شده است(12) که در مقایسه با میانگین های مربوط به دو یون مذکور در بررسی های 1384 لغایت1386 بترتیب  9.1 و1.1 مقدار آنها به ترتیب تقریبا" نصف و چهار برابر شده است (3). در کار تحقیقی دیگری هدایت الکتریکی یا EC آب دریاچه 432000  میکروموس (9) اندازه گیری شده است که این مقدار نسبت به سال 72 بیشتر و نسبت به میانگین  سال 84 کمتر می باشد و علت آن می تواند افزایش شوری می باشد.

جدول 1- مقدار برخی از فاکتورهای شیمیایی دریاچه ارومیه در سالهای مختلف

عوامل زیستی دریاچه

موجودات زنده دریاچه به چند دسته تقسیم می شوند: تولیدکنندگان, مصرف کنندگان و تجزیه کنندگان.

تولیدکنندگان دریاچه را عمدتا"جلبکهای تک سلولی تشکیل می دهند. تنها یک جنس از جلبکهای سبز ماکروسکوپی بنام آنترومورفا انتستینالیس که یک جلبک لوله ای شکل می باشد در دریاچه ارومیه وجود داشته است(23) که در طی سال های 1980 بطور کامل ناپدید شده اند و جلبکهای میکروسکوپی نیز عبارت از فیتوپلانکتونها می باشد که تعداد جنسهای مشخص شده بر اساس شوری و شرایط اکولوژیکی دریاچه متغیر می باشد. فیتوپلانکتون ها در نگهداری و تداوم چرخه کربن جهان، همچنین در چرخه مواد در دریاچه ها و تالاب ها نقش کلیدی و مهمی را ایفا می کنند(19، 21).

در اکثر زیستگاه ها، فیتوپلانکتون ها در زنجیره غذایی بعنوان تولیدکنندگان اولیه عمل می کنند(24). تولیدات اولیه پلانکتونی اساسا" بستگی به میزان فتوسنتز دارد که توسط مواد مغذی در آب و دمای آب محدود می شود(17). شوری تاثیر زیادی بر ترکیب و تراکم جلبکی می تواند داشته باشد، با توجه به شوری زیاد آب در دریاچه ارومیه، فیتوپلانکتون های آن که تولیدکنندگان اصلی دریاچه محسوب می شوند از تراکم و تنوع کمتری نسبت به دریاچه های آب شیرین برخوردارند. فیتوپلانکتون های این دریاچه در سال1373 دوازده جنس (22) و در سال 1375 نیز شش جنس (8) تعیین شده است. برخی از گونه های دیاتومه ها دارای قدرت تحمل شوری زیادی هستند مانند آمفورا، ناویکولا، نیتزشیا(20). دیاتومه ها، جلبک های دریایی هستند که در زیستگاه های آبی بسیار شور سازش یافته اند ولی هیچگاه جنس غالب نبوده اند و بهترین جلبک هسته دار محیط های آبی شور گونه هایی از جنس دونالیلا می باشد(18). باتوجه به تحمل هر یک ازجنس ها به شوری های معین، تنوع جنس ها در سال های مختلف متفاوت بوده است و جنس دونالیلا  فیتوپلانکتون غالب در دریاچه ارومیه بوده (8) و اکنون نیز همین جنس غالب می باشد.

مصرف کنندگان دریاچه

از مصرف کنندگان آبزی تنها یک گونه جانور آبزی شورپسند با نام علمی آرتمیا ارومیانا در آن زیست می کند. آرتمیا  جانور سخت پوستی است که در آبهای بسیار شور زندگی می کند. سازگاری فیزیولوژیکی آرتمیا با آبهای بسیار شور برای اجتناب از شکارچیان و رقابت با سایر فیلتر خوارها است و این در واقع یک دفاع اکولوژیکی بسیار کار آمد در مقابل شکارجیان است. آرتمیای دریاچه ارومیه دو جنسی و تک جنسی می باشد. آرتمیای بالغ دارای بدنی بندبند و زاویه برگ مانند و پهن متصل به آن می باشد. طول کل بدن آرتمیای بالغ نر 10 -  8  میلی متر و  ماده 12 – 10 میلی متر بوده ولی اندازه عرض بدن در هر دو جنس حدود 4 میلی متر است. بدن آرتمیا از سه قسمت سر، سینه و شکم تشکیل شده است. در ناحیه سینه ، یازده جفت پاهای سینه ای وجود دارد که از سه بخش تشکیل شده اند که هر بخش وظیفه خاص را به عهده دارند. آرتمیا در طول حیات خود از مرحله سیست تا مرحله بلوغ و پیری حدود 24 بار پوست اندازی می کند و در طول زندگی خود از مرحله ای به مرحله دیگر بدین شرح گذر می کند: مرحله سیست، مرحله لاروی(ناپلیوس(، مرحله متاناپلیوس، مرحله پست متاناپلیوس، مرحله پست لاروی و مرحله بلوغ(7).

 اشکال مختلف زیستی آرتمیا در حیات برخی از آبزیان بویژه در صنعت آبزی پروری نقش حیاتی دارد. همچنین در سال 1377 مقدار 30  تن بیوماس منجمد و انسایل آرتمیا بطور آزمایشی از دریاچه استحصال و عمل آوری شده است. تراکم تولید سیست و بیوماس آرتیما در دریاچه ارومیه نسبت به دریاچه بزرگ نمک در آمریکا بسیار اندک است. در سال های 1379 و1380 سالانه یکصد تن سیست تر آرتمیا از دریاچه ارومیه صید شده است واین در حالی است که برداشت سیست آرتمیا از دریاچه مذکور چندین هزار تن می باشد. در اثر کمبود مواد غذایی برای تغذیه آرتمیا و همچنین فشار فیزیولوژیکی وارد شده بر آرتمیای دریاچه ارومیه در بیش از یک دهه گذشته, مقدار سیست(تخم) آرتمیای تولید شده در دریاچه بسیار اندک و موجود زنده شناگر آن نیز نادر شده است

پرندگان:

  پرندگان یکی از پارامتر های مهم در اکوسیستم های طبیعی هستند بعلت توانایی پرواز و حرکت در کلیه بیوتوپهای روی کره زمین حضور دارند. در دریاچه ارومیه, پرندگان بین دریاچه ارومیه و تالاب های نزدیک به آن در تردد هستند. بیشتر انواع پرندگان دریاچه ارومیه جزو گروه پرندگان ساحلی و پرندگان آبزی هستند. بیش از 140 نوع پرنده در حوزه آبریز دریاچه ارومیه شناسایی و ثبت شده است. این پرندگان آبزی، ساحلی و خشکی زی هستند بیشتر این پرندگان جهت زمستان گذرانی از سایر مناطق جهان به این دریاچه مهاجرت می کنند.

بطور کلی آب تالاب های اطراف دریاچه ارومیه شیرین بوده و امکان رشد فون و فلور آبهای شیرین را در آن فراهم می سازد و احتمالاً شیرین بودن آب این تالاب ها موجب گستردگی حضور انواع پرندگان در حوضه دریاچه ارومیه شده است. پرندگانی که دارای مهاجرت با مسافت زیادی نیستند عمدتا" در ماه های پاپیز و زمستان جهت زمستان گذرانی در تالاب ها مهاجرت می کنند و در فصول گرم سال در حاشیه دریاچه ارومیه زندگی را سپری می کنند. پرندگانی که به دریاچه ارومیه و تالاب های اطراف آن مهاجرت می کنند اغلب از روسیه حرکت کرده اند و بطور کلی بیش از 140 نوع پرنده در حوضه آبریز دریاچه ارومیه شناسایی و ثبت شده است. در سرشماری نیمه زمستانی سال1369 مجموع 116762 عدد پرنده مهاجر آزاد و کنار ابزی در مناطق مهم شمارش شده است که زمستان گذرانی در آنها انجام می شود(5) و از این تعداد پرنده حدود 50-40 هزار عدد آن متعلق به پرندگان فلامینگو و پلیکان بوده است. بر اساس برآورد کلی، سالانه حدود 50-35 هزار عدد پرنده برای استراحت وجوجه آوری به جزایر دریاچه مهاجرت می کردند. هم اکنون از تنوع و تعداد پرندگان مهاجر به دریاچه بدلیل از بین رفتن زیستگاه های آن شدیدا" کاسته شده است

تجزیه کنندگان دریاچه:

در دریاچه های هیپرسالین، تجزیه کنندگان محدودی قادر به ادامه حیات می باشند و دارای نیش هیپرسالین مشخصی هستند. اغلب تجزیه کنندگان آن دارای رنگدانه های زیادی بوده که مسئول ایجاد رنگ قرمز در دریاچه های شور می باشند. در استخرهای دارای نمک، بلورهای نمک که هالو باکترها را در خود محبوس کرده است ایجاد رنگ صورتی می کنند. آرکئو باکترهای هالو فیلیک(نمک دوست) شامل هالوباکترهای هتروتروفیک و متانوژن ها هستند. دمای اپتیمال برای رشد معمولاً بین 50-40 درجه سانتیگراد می باشد. هالوباکترها بالانس اسمزی را در آبهای شور با تجمع یونهای معدنی و تشکیل محلول های آلی مناسب ایجاد می کنند. گزارش منتشر شده ای در خصوص جداسازی هالوباکترها از اعماق آب های شور دریاچه هیپرسالین قطبی وجود ندارد. در آب و بویژه رسوبات دریاچه دو نوع باکتری استرپتوکوکوس فکالیس و کلستریدیوم پرفرینژنر شناسایی شده است که وجود هر دو نمونه موید ورود حجم زیادی از فاضلاب شهری و روستایی به دریاچه می باشد. در مطالعه لجن دریاچه ارومیه سولفو باکتری های سبز و ارغوانی و باکتریهای آهن گزارش شده است. وجود باکتریهایی از این قبیل در دریاچه، چرخه اکولوژیکی را کامل می کند(10). در خصوص تعیین فلورباکتریایی آب دریاچه ارومیه کارکمتری شده است اما با توجه به اهمیت خاص دریاچه ارومیه از لحاظ اکولوژیکی، مطالعه تجزیه کنندها دارای اهمیت ویژه ای می باشد.

بحث و نتیجه گیری

   در اثر نوسانات حجم آب دریاچه و ورود آب از رودخانه های منتهی به دریاچه، مقدار آنیون ها و کاتیون های موجود در دریاچه دچار نوسان شده که بر زندگی و تکثیر فیتو پلانکتون ها و متعاقب آن بر حیات و دینامیک جمعیت آن اثرگذار می باشد. با توجه به کلراته بودن آب دریاچه ارومیه و اینکه اساسا" دریاچه های غنی از کلریدها برای رشد و توسعه آرتمیا بسیار مناسب هستند(16) ، احتمالا" بدین علت است که آرتمیای دریاچه ارومیه می تواند تا حدودی در آب نمک اشباع شده زندگی و تکثیر نماید. افزایش شوری آب دریاچه با تراکم  فیتوپلانکتونها، همچنین آرتمیا رابطه معکوس دارد. با توجه به آمار و ارقام ارائه شده، اثر شوری برتراکم آرتمیا کاملاٌ مشهود است(3). اگرچه گفته شده است در طبیعت آرتمیا بسته به گونه و نژاد آن در شوری های 60-220 گرم در لیتر یافت می شود (15)  ولی Artemia urmiana در دریاچه ارومیه در شوری های بیش از 300 گرم در لیتر نیز زندگی می کند. میزان شوری آب بر کیفیت مراحل زیستی آرتمیا می تواند تاثیر بگذارد. مقدار تولید سالانه سیست مرطوب آرتمیا در دریاچه ارومیه از سال 1374 تا 1376 حدود بیست هزار تن(25) و در سال 1379 حدود هشت هزار تن برآورد شده است و برابر بررسیهای تحقیقاتی این مقادیر در سال 1384 تقریبا"905 تن و در سال 1386 حدود210 تن  برآورد گردید(1، 2). این تغییرات تولیدسیست آرتمیا و به تبع آن توده زنده آرتمیا تاثیر شدید شوری بر زیستمندان دریاچه ارومیه را نشان می دهد. می توان گفت که شرایط اکولوژیکی دریاچه نسبت به سال های قبل بدلیل کاهش مقدار آب و اثرات ناشی از آن تغییرات زیادی را از لحاظ عوامل زیستی متحمل شده است. اگرچه این تغییرات در حال حاضر موجب کاهش تراکم آرتمیا و عدم امکان بهره برداری شیلاتی را فراهم کرده است ولی برای  حضور آرتمیا در دریاچه مشکل بیولوژیکی جدی از نظر انقراض و یا در خطر انقراض گونه آرتمیا اورمیانا ایجاد نکرده است چرا که کاهش تراکم جمعیت آرتمیا در جهت سازگاری این موجود با تغییرات شرایط اکولوژیکی دریاچه می باشد ولی آنچه که مهم است روند کاهشی حجم آب دریاچه است که در صورت تداوم آن می توان خطرات جدی تری بر فاکتورهای زیستی بویژه بر آرتمیا را انتظار داشت لذا برای جبران این وضعیت و کاهش اثرات سوء آن باید چاره جویی نمود.