آرتمیا-شیلات و محیط زیست

                     بررسی خصوصیات زیستی و غیر زیستی دریاچه ارومیه

                                    لطیف اسماعیلی و  نعمت پیکران مانا  

چاپ شده در مجله علمی تخصصی شیل- دانشگاه تهران

مقدمه:

دریاچه ارومیه یک اکوسیستم hypersaline و از بزرگترین دریاچه های بسیار شور در جهان و زیستگاه جانوری بنام آرتمیا می باشد. این دریاچه با توجه به ویژگی های خاص خود از سوی سازمان ملل متحد بعنوان پارک ملی و ذخیره گاه بیوسفری اعلام شده است. دریاچه ارومیه، در ارتفاع 1267 متری از سطح دریا واقع شده است. وسعت آن در زمان کم آبی 4000 و در مواقع پر آبی 6000 کیلومتر مربع بوده و طول آن حدود 130 الی 140 کیلومتر و عرض آن بین 15 تا 50 کیلومتر متغیر است. این دریاچه دارای 102 جزیره کوچک و بزرگ و سواحل گسترده مردابی است و یکی از کانون های جوجه آوری پرندگان مهاجر نظیر فلامینگو و پلیکان سفید و یکی از زیستگاه های مهم برای بسیاری از پرندگان مهاجر در پاییز، زمستان و بهار محسوب می شود. دریاچه ارومیه از نظر زمین شناسی دریاچه ای تکتونیکی نسبتاً بزرگ و فوق اشباع از نمک است. آب های حوزه آبریز بصورت آب های سطحی و زیرزمینی که در طول مسیر واکنش های شیمیایی و زیستی زیادی در آن ها رخ می دهد به دریاچه وارد می شود و تعیین کننده کیفیت و کمیت مواد آلی و غذایی و معدنی ورودی به دریاچه ها می باشد(وتزل، 1384). حوضه آبریز دریاچه ارومیه به 8 زیر حوضه تقسیم می شود که زیر حوضه زرینه رود – سیمینه رود با هفت شاخه اصلی و چهار شاخه کوچک، بزرگترین آن ها می باشد. میانگین بارش سالانه در محدوده حوضه 398 میلی متر می باشد تنها خروجی آب از دریاچه ارومیه تبخیر است و مقدار سالانه آن حدود 1200 میلی متر بر آورد شده است، از طرفی به سطح آب دریاچه ارومیه نیز در همین حدود سالانه اضافه می شود که این امر نشان دهنده توازن نسبی تبخیر و بارش در این حوضه است. در اطراف دریاچه ارومیه شهرهای کوچک و بزرگ و روستاهایی وجود دارد که میلیون ها انسان در آن ها زندگی می کنند و تغییرات شرایط حاکم بر دریاچه بطور مستقیم و غیر مستقیم بخصوص از لحاظ آب و هوایی بر زندگی آنها نأثیر گذار می باشد. فعالیت های اقتصادی اکثر مردم در این شهرها کشاورزی و فعالیت های وابسته به آن می باشد. فاضلاب و پساب تعدادی از شهرها به رودخانه های منتهی به دریاچه ارومیه می ریزد. دریاچه ارومیه تنها منبع آبی عظیم در کشور می باشد که ذخایر آرتمیا در آن حدود 20 هزار تن سیست و 300 هزار تن بیوماس آرتمیا اعلام شده(سارجلوس 1997)و بمدت چندین سال، مجموعاً بیش از دویست تن سیست آرتمیا از آن صید و در مراکز تکثیر آبزیان مورد بهره برداری قرار گرفته است. دریاچه ارومیه به علت کاهش حجم آب از سال 1380 تاکنون از نظر زیستی در وضعیت بحرانی بسر می برد. در این مقاله عوامل زیستی وغیر زیستی موثر  در دریاچه ارومیه با توجه به ارتباط مستقیم این عوامل با  پراکنش فیتوپلانکتونها و آرتمیا  مورد بررسی قرار گرفته است.

عوامل زیستی و غیر زیستی دریاچه:

         دریاچه ارومیه دارای هرم اکولوژیکی تقریباً ساده ای است که این امر آن را یک اکوسیستم بسیار حساس ساخته است(عباسپور و نظری دوست، 2007).   اکوسیستم دریاچه ارومیه فاکتورهای بوم شناختی متعددی دارد که می توان آنها را به دو بخش غیر زیستی (Abiotic) و زیستی (Biotic) تقسیم کرد:

بخش اول: فاکتورهای غیر زنده (Abiotic) شامل دمای آب، دمای هوا، املاح آب و رسوبات کف دریاچه می باشد. طبق گزارشی تقریباً تمام فاضلاب های شهری بوکان و همچنین آب حاصل از ریزش های جوّی با توجه به شیب منطقه به سوی رودخانه های زرینه و سیمینه جریان می یابد (آراسته، 1376). با توجه به خاصیت خودپالایی رودخانه ها و شوری زیاد آب دریاچه ارومیه، تاکنون آلودگی زیست محیطی در آن مشاهده نشده است.

در بررسی نوسانات حرارتی آب دریاچه ارومیه وجود چهار فصل سال در آن کاملاًً مشهود است. دمای آب در تابستان 21 الی30 درجه سانتیگراد، در فصل پاییز 10 الی20 درجه سانتیگراد و در زمستان صفر تا 5/10 درجه سانتیگراد اندازه گیری شده است. در سال 1380 میانگین دمای لایه های سطحی آب دریاچه در فصول تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب 2/27 ، 1/9 و 2/5  درجه سانتیگراد بالای صفر اعلام شده است(پوراصغر، 1383) و در سال 1384 این مقادیر به ترتیب 5/26 ، 56/14 و 63/5 بوده است. مطالعه دمای آب دریاچه در سال 1384 نشان می دهد که حداقل دمای آب دریاچه در فصل زمستان(2-) و حداکثر آن در مردادماه 5/32  درجه سانتیگراد بوده است.

شوری و املاح آب دریاچه:

         آب دریاچه بسیار شور بوده و مقدار شوری آن در سالهای مختلف از 145 گرم در لیتر نمک تا حد اشباع (300 گرم در لیتر) متغیر بوده است. در حال حاضر با توجه به کاهش شدید حجم آب دریاچه چندین سال است که شوری آن در حد اشباع قرار دارد بحدی که گاهی اوقات بلورهای نمک در سطح دریاچه دیده می شود و بلورهای تشکیل شده در کف دریاچه نشست کرده و لایه ای از نمک در کف دریاچه تشکیل می شود. آب دریاچه کلراته بوده و بیشتر املاح آن را NaCl تشکیل می دهد. وجود نمک زیاد در دریاچه موجب استحصال آسان نمک از آن شده است بطوریکه از زمان های بسیار دور در حاشیه دریاچه استخرهای تولید نمک احداث شده و از آن ها سالانه هزاران تن نمک خوراکی و صنعتی استحصال می شود. در حال حاضر مقدار نمک استحصالی حدود 500 هزار تن در سال می باشد. تاکنون بدلایل عدم توجیهات زیست محیطی اجازه بهره برداری از املاح آن بغیر از نمک طعام صادر نشده است و تنها یک کارخانه پتاس در شهرستان مراغه فعالیت دارد که اثرات زیست محیطی نا مطلوبی را ایجاد کرده است(صدیقی،1386). برحسب مورد در زمانهای مختلف افراد متعددی در سطح محدودی یون های دریاچه و برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب دریاچه را مورد اندازه گیری قرار داده اند که در جدول 1 آمده است.

جدول1: سنجش برخی از فاکتورهای شیمیایی دریاچه ارومیه در سال های مختلف

بخش دوم: فاکتورهای زنده (Biotic) شامل تولید کنندگان، مصرف کنندگان و تجزیه کنندگان می باشد. تولید کنندگان دریاچه عبارت از جلبک های ماکروسکوپی و میکروسکوپی بوده که از جلبک های ماکروسکوپی تنها گونه Entromorpha intestinalis   که یک جلبک پر سلولی لوله ای شکل می باشد گزارش شده است و در آبهای با شوری کمتر از ppt 280 دیده می شود که در حاشیه دریاچه به همراه گل و لای، لاشه های آرتمیا، گل سیاهرنگی را تشکیل می دهند که به آن لجن دریاچه گفته می شود(جبارلوی شبستری، 1378). جلبک های میکروسکوپی نیز شامل فیتوپلانکتون ها می باشد که تعداد جنس های تشخیص داده شده بر اساس شوری و شرایط اکولوژیکی دریاچه متغیر می باشد. مصرف کنندگان دریاچه عبارت از مصرف کنندگان آبزی و کنار آبزی بوده که از مصرف کنندگان آبزی تنها یک نوع جانور آبزی شورپسند با نام علمی آرتمیا ارومیانا در آن زیست می کند و مصرف کنندگان کنار آبزی نیز شامل پرندگان مهاجر و ساکن است که از آرتمیای دریاچه ارومیه تغذیه می کنند.

فیتوپلانکتون های دریاچه ارومیه:

تولیدات پلانکتونی در منابع آبی مختلف متفاوت است. جلبک های تک سلولی در دریاچه ارومیه دارای تنوع و مقدار کمتری نسبت به آبهای اقیانوس ها و آب شیرین می باشند و این بدلیل زیاد بودن مقدار شوری در دریاچه است که در ازدیاد جلبک ها نقش محدود کننده ایفا می کند. تنوع جنس ها بسته به میزان شوری آب متفاوت است. برخی در شوری های کمتر و برخی نیز در شوری های بالاتر دیده می شوند. در بررسی های سال 1373 حدود 12 جنس فیتوپلانکتون و در سال 1375 نیز 6 جنس مورد شناسایی قرار گرفته است.

آرتمیای دریاچه:

آرتمیا جانور سخت پوستی است که در آبهای بسیار شور زندگی می کند. در دریاچه ارومیه آرتمیای دو جنسی Artemia urmiana و آرتمیای پارتنوژنتیکا گزارش شده است. طول کل بدن آرتمیای بالغ نر 10-8 میلی متر و  ماده 12–10میلی متر بوده ولی اندازه عرض بدن در هر دو جنس حدود 4 میلی متر است. آرتمیا در طول حیات خود از مرحله سیست تا مرحله بلوغ و پیری حدود21 تا 24 بار پوست اندازی می کند و در طول زندگی خود از مرحله ای به مرحله دیگر به شرح زیر گذر می کند:

ـ مرحله سیست: سیست عبارت از شکل مقاوم آرتمیا است که در آب رها می شود. سیست بسته به گونه و حتی منطقه جغرافیایی آن دارای اندازه های مختلفی است. بررسی قطر سیست های مربوط به سه منطقه در ایران (دریاچه ارومیه، دریاچه مهارلو و دریاچه میقان اراک) نشان داده است که بزرگترین قطر سیست متعلق به سیست های دریاچه ارومیه می باشد. سیست ها به رنگ قهوه ای و حدود 250 میکرون قطر دارند(پیکران، 1386) که دارای جنین توقف رشد یافته آرتمیا در مرحله گاسترولا بوده و در شرایط مساعد جنین شروع به فعالیت مجدد می نماید. سایر مراحل زندگی آرتمیا عبارتند از:

ـمرحله لاروی (ناپلیوس) ـ مرحله متاناپلیوس ـمرحله پست متاناپلیوس ـ مرحله پست لاروی - مرحله بلوغ.

تغذیه آرتمیا بصورت غیر انتخابی بوده و جلبک های تک سلولی، باکتری ها و دیتریتوس هایی که کمتر از 50 میکرون قطر داشته باشند را از طریق فیلتر کردن تغذیه می کند. با این وجود جلبک های تک سلولی غذای عمده آنها را تشکیل می دهند(حافظیه، 1382).

بحث و نتیجه گیری:

بیشتر فاکتورهای غیر زنده (Abiotic) در اکوسیستم دریاچه ارومیه (فیزیکی و شیمیایی) بر فاکتورهای زنده (Biotic) آن بخصوص فیتوپلانکتون ها و آرتمیا تأثیر مستقیم و غیر مستقیم دارد. مشخص شده است که رشد و تکثیر فیتوپلانکتون ها در ابتدا بستگی به دما، تابش نور و مواد ضروری از قبیل نیترات ها و فسفات ها دارد. بررسی تغییرات دمای آب در طول سال نشان می دهد که از شهریور ماه تا پایان فصل پاییز سیر نزولی دمای آب شدید بوده و از اسفندماه دمای آب رو به افزایش می گذارد. مطالعات انجام شده در خصوص رابطه بین پراکنش آرتمیا و دمای آب نشان داده است که با کاهش دمای آب از تراکم مراحل زندگی خارج از تخم آرتمیا کاسته می شود.

    در سال 1379 مقدار شوری آب دریاچه ppt 254، در سال 1380 ppt 274 و در سال 1384 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 تدریجاً از شوری آب دریاچه کاسته شده است. با این وجود در تمام فصول، شوری آب در حد اشباع (300< گرم در لیتر) قرار داشته و این بدلیل کاهش شدید حجم آب دریاچه در دهه اخیربوده است. تراکم  فیتوپلانکتونها و همچنین آرتمیا رابطه معکوسی با افزایش شوری آب دریاچه با دارد.

مقدار تولید سالانه سیست مرطوب آرتمیا در دریاچه ارومیه از سال 1374 تا 1376 حدود بیست هزار تن (سارجلوس، 1997) و در سال 1379 حدود هشت هزار تن برآورد شده است و براساس گزارش آقای احمدی (1387) این مقدار در سال 1384 تقریبا^ً 905 تن  برآورد گردید. این تغییرات تولید سیست آرتمیا و همچنین زی توده آرتمیا تأثیر شوری بر زیستمندان دریاچه ارومیه را نشان می دهد. ترکیب شیمیایی آب برای بقای آرتمیا مهم است و اکوسیستم هایی که آرتمیا در آن زندگی می کند بر اساس ترکیب آنیونی آنها به سه دسته کلراته، سولفاته و کربناته تقسیم می شوند. دریاچه ارومیه را می توان با توجه به تراکم زیاد یون کلر در آب جزء دریاچه های شور کلراته قرار داد. اساساً دریاچه های غنی از کلریدها برای رشد و توسعه آرتمیا بسیار مناسب هستند و احتمالاً بدین علت است که آرتمیای دریاچه ارومیه می تواند تا حدودی در آب نمک اشباع شده زندگی و تکثیر نماید.

فیتوپلانکتون ها در نگهداری و تداوم چرخه کربن جهان، و نیز چرخه مواد در دریاچه ها و تالاب ها نقش کلیدی و مهمی را ایفا می کنند. مواد بیوژن ورودی توسط رودخانه ها از جمله عوامل اصلی مؤثر بر تنوع فیتوپلانکتون ها می باشد. در اکثر زیستگاه ها، فیتوپلانکتون ها در زنجیره غذایی بعنوان تولیدکنندگان اولیه عمل می کنند (مورتی، 2005). فیتوپلانکتون ها برای رشد و نمو به 20 نوع عنصر نیاز دارند ولی در این میان تنها کربن و نیتروژن و فسفات میزان رشد آنها را محدود می کند (موس، 1998). دریاچه بزرگ نمک واقع در ایالت یوتای آمریکا دارای مساحتی مشابه ولی تراکم آرتمیای بیشتری نسبت به دریاچه ارومیه می باشد،  میانگین مقادیر یون های Ca²⁺، Mg²⁺، SO₄^2-، Cl⁻ و  TDSسی ساله بخش شمالی  به ترتیب 2/0- 5 ،  6-20 و 3-10 ، 45-150 و 90 – 270 گرم در لیتر می باشد (گوین، 2002). حداکثر  مقادیر این یونها در مقایسه با مقادیر دریاچه ارومیه در سال 1384، 25-30 درصد کمتر می باشد ولی در مورد Ca²⁺ اختلاف تا 4 برابر و TDS نیز بیش از 5/1 برابر است. اختلاف  مقدار یونهای مذکور در  دریاچه ارومیه در سال 1384 نسبت به سال 1372 زیاد بوده که علت آن دو برابر بودن میزان شوری در سال1384 نسبت به سال 1372 می باشد. در تغییرات میزان یون های دریاچه بارندگی ها نیز تأثیر دارند و همیشه کمتر از 20% کاتیون های نزولات جوی را Mg²⁺  و بیش از 60% آنیون های آن را   SO₄^2- تشکیل  می دهد (باکا، 2000). میزان سختی در آبهای طبیعی بستگی به مقدار املاح کلسیم و منیزیم موجود داشته و ممکن است تغییرات مقدار سختی خیلی زیاد باشد (رامچاندرا و مورتی، 2005). میانگین مقادیر یونهای منیزیم و کلسیم آب دریاچه ارومیه به ترتیب 8/4 و 5/4 گرم در لیتر نیز اعلام شده است (علیپور، 2005) که در مقایسه با میانگین های مربوط به دو یون مذکور در این جا بترتیب  1/9 و 1/1 مقدار آنها به ترتیب تقریباً نصف و چهار برابر شده است.

شوری تاثیر زیادی بر ترکیب و تراکم جلبکی و جوامع آرتمیا می تواند داشته باشد، جلبک سبز ماکروسکوپی آنترومورفا انتستینالیس که در دریاچه ارومیه وجود داشته است  در طی سال های 1980 بطور کامل ناپدید شده اند (صابری،  1978). اگرچه گفته شده است در طبیعت آرتمیا بسته به گونه و نژاد آن در شوری های 60-220 گرم در لیتر یافت می شود (کامرگو، 2005) ولی بررسی های ما نشان می دهد که Artemia urmiana در دریاچه ارومیه در شوری های بیش از 300 گرم در لیتر نیز زندگی می کند. 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، بطوری که فیتوپلانکتون های این دریاچه در سال1373 دوازده جنس (ریاحی، 1373) و در سال 1375 شش جنس تعیین شده است (شعاع حسنی، 1375). برخی از گونه های دیاتومه ها دارای قدرت تحمل شوری زیادی هستند: آمفوراAmfora ، ناویکولاNavicula ، نیتزشیاNitzchia  (ملاک، 2001). 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 (جاوور، 1989). 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 می باشد (شعاع حسنی، 1375). بدین ترتیب 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 قرار دادن 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 باید 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.