شناسه هاي افزوده :
پورنگ ، نيما ، همكار طرح , مخلوق، آسيه ، همكار طرح , نجف پور،شعبان ، همكار طرح , رمضانپور، زهره ، همكار طرح
چكيده فارسي :
افزايش شديد گونه هاي جلبكي كه ممكن است شامل گونه هاي مضر و سمي باشد از جمله عوارض افزايش مواد مغذي در اكوسيستم آبي جهان و نيز درياي خزر مي باشد. بر اين اساس مطالعه حاضر با اهداف 1- مطالعه بر پتانسيل حوزه جنوبي درياي خزر جهت بروز شكوفايي جلبكي در فصول و نيم خط هاي مختلف، 2- تعيين روابط بين پلانكتون هاي داراي پتانسيل شكوفايي با پارامترهاي محيطي بوسيله مدلسازي آماري و 3-بررسي نقش مواد مغذي رسوبات در پديده شكوفايي جلبكي در حوزه ايراني درياي خزر در سال 1392 انجام گرديد. نمونه برداري آب و فيتوپلانكتون بصورت فصلي، در 4 نيم خط بندرانزلي، تنكابن، نوشهر و بندراميرآباد در اعماق 5، 10 و 20 متر و در لايه هاي سطحي، 10 و 20 متر و نمونه برداري از رسوب سطحي در نيم خط ها و اعماق مشابه انجام گرفت.
نتايج نشان داد كه فرمهاي آلي فسفر و ازت در آب بيش از فرم معدني آنها بوده است. نتايج اين تحقيق نشان داد كه حداكثر دما در تابستان و حداقل آن در فصل زمستان ثبت گرديد و ميزان اكسيژن محلول آب بيش از 5 ميلي ليتر بر ليتر، pH آب در حد قليايي ضعيف تا قليايي متغير بوده و شوري آب بيش از 12 گرم برليتر بوده است. حداكثر فسفر معدني و آلي و همچنين ازت معدني و آلي در نيم خط ها و فصول مختلف پراكنده بوده است. در فصول بهار، تابستان و پاييز سيستم محدوديت نيتروژني به همراه محدوديت فسفري داشته اما در فصل زمستان بيشتر به سمت محدوديت نيتروژني تمايل پيدا كرد و محدوديت فسفري ديده نشده است. نكته مهم اينكه در فصل زمستان محدوديت سيليسي نيز مشاهده گرديد.
نتايج بدست آمده بيانگر بالاتر بودن فرمهاي معدني فسفر رسوبات در فصول مختلف بود، بطوريكه ميانگين سالانه سهم فرم فسفر باقيمانده كه شامل فرمهاي آلي و غيرقابل تجزيه مي باشد كمتر از 5 درصد بوده است. در بين فرمهاي معدني فسفر در رسوبات، درصد فسفر متصل به كلسيم به بيش از90 درصد رسيد و سهم فسفر قابل دسترس كمتر از10 درصد ثبت گرديد بطوريكه اشكال مختلف فسفر در رسوبات به ترتيب >Org-P>Fe-P>Al-P>Loosely-P Ca-P ثبت شد. در خصوص جذب و رهاسازي فسفر جذب سطحي، فسفر متصل به آهن (Fe-P) و فسفر متصل به آلومينيم (Al-P) به ترتيب عامل دما، پتانسيل اكسيداسيون احياء و pH نقش بارزي را نشان داده اند. سهم سالانه فرم ازت آلي تقريبا دو برابر فرم معدني بود. در بين فرمهاي معدني ازت در رسوبات درصد آمونيم تقريبا سه برابر نيترات ثبت گرديد.
حداقل و حداكثر ميانگين (±خطاي استاندارد) تراكم فيتوپلانكتون به ترتيب در فصول تابستان (31±73) و زمستان (55±505) ميليون سلول در مترمكعب بدست آمد. آزمون آماري ANOVA اختلاف معني داري از افزايش تراكم را در زمستان نسبت به ساير فصول نشان داد (p<0/05). شاخه باسيلاريوفيتا، پيروفيتا و سيانوفيتا در همه فصول و نيم خط ها داراي بيش از 90 درصد فراواني حضور بوده اند اما عمده تراكم فيتوپلانكتون (81 درصد) ازباسيلاريوفيتا شكل گرفت. 4 گونه (Dactyliosolen fragilissima، Pseudonitzschia seriata ، Thalassionema nitzschioidesو Oscillatoria sp.) (در فصول پاييز و زمستان) درگروه داراي تراكم بالا و در طبقه داراي حد متوسط شكوفايي (داراي تراكم 100-1000 عدد سلول در ميلي ليتر) قرار گرفتند. Stephanodiscus socialis (در فصل بهار) نيز در يك مورد، تراكم در حد بالاي شكوفايي (بيش از 1000 عدد سلول در ميلي ليتر) را نشان داد. مقادير بالاي تراكم فيتوپلانكتون در كليه فصول عمدتا در نيم خط هاي انزلي و اميرآباد ثبت گرديد. حضور مجدد Thalassionema nitzschioides (بعنوان گونه با ارزش در زنجيره غذايي) در ليست گونه هاي غالب و نيز كاهش درصد تراكم گونه هاي مضر نسبت به گونه هاي بومي و ساكن از نقاط مثبت در كيفيت آب درياي خزر در سال 1392 محسوب مي شوند. ولي از سوي ديگر گسترش Pseudonitzschia seriata از فصل سرد به ديگر فصول سال (حتي تابستان) از نكات مهم و قابل تامل مي باشد. هم اكنون Pseudonitzschia seriata با توجه به توان توليد سم وشكوفايي و نيز بالا بودن فراواني حضور و تراكم داراي اهميت زياد در مطالعات زيست محيطي درياي خزر مي باشد. به نظر مي رسد كه تغييرات دما در نقاط مختلف درياي خزر (حوزه مورد مطالعه) در هر فصل (بجز پاييز) در محدوده نيازهاي گونه هاي غالب بوده است و لذا در مقايسه با مواد مغذي، اهميت كمتري را دارا بود. سطح تروفيكي آب در پاييز و زمستان (مزو-يوتروف) بيش از بهار و تابستان (مزوتروف) بود و افزايش S. socialis (در نيم خط انزلي) بيانگر غني بودن آب از مواد مغذي در فصل بهار بود. مصرف زياد سيليس در فصل بهار سبب شد كه در تابستان گونه هاي غير دياتومه اي (Binuclearia lauterbornii) وگونه هاي دياتومه اي با محتويات سيليس كم تر (Chaetoceros throndsenii) و نيز گرمادوست غالب شوند. در فصل پاييز، تراكم بالاي باسيلاريوفيتا و Thalassionema nitzschioides همراه با مصرف سيليس و آمونيوم و نيز همبستگي معني دار آن ها با Si/N مشخص گرديد. مصرف زياد سيليس در فصل پاييز و نيز بدنبال آن در فصل زمستان (بدليل تراكم شديد باسيلاريوفيتا و گونه هاي غالب از جمله Pseudonitzschia seriata و Dactyliosolen fragilissima) احتمالاً موجب كاهش شديد سيليس محلول، در فصل زمستان شد و براي نخستين بار شرايط با محدوديت سيليسي را در اين فصل سبب گرديد. همچنين نتايج مطالعه حاضر بيانگرهمبستگي مثبت بين تراكم گونه هاي غالب با مواد مغذي رسوب در بيشتر فصول بود. اين امر نشان مي دهد كه برخي گونه هاي فيتوپلانكتون، حتي درصورت محدوديت نيتروژني و فسفري در آب، قادر به تامين مواد مورد نياز خود از رسوبات كف مي باشند. بخصوص آن كه در مطالعه حاضر، بالاتر بودن غلظت فرمهاي مختلف فسفر و ازت در رسوبات نسبت به آب عمقي، شرايط انتقال فسفر و ازت معدني را از رسوبات به آب در شرايط مساعد فراهم مي كند.
چكيده انگليسي :
Abstract
Nutrient enrichment is followed by excessive algal growth (possible in toxic and hamful species); in Caspian Sea in recent decades. So aims of the present study were 1-study on potentional of algal bloom at different transects and seasons, 2- determine correlation between potentional of algal bloom and environmental parameters using statistical model, and 3- the role of sediment nutrients on algal bloom in the southern Caspian Sea in 2013-2014. The samples of water were collected from four transests (Bandar Anzali, Tonekabon, Bandar Nowshahr and Bandar Amirabad) and three depths (5, 10 and 20 meter) during four seasons. Surface sediments samples were collected at same depths and transects as well.
Result showed that organic phosphorous and nitrogen of water were more than inorganic phophorous and nitrogen. Also, maximum and minimum water temperature was obtained at summer and winter, respectively. The values of DO and salinity were more than 5 ml/l and 12 g/l, respectively and pH of water were ranged from weak alkaline to alkaline. Maximum organic and inorganic phosphorous and nitrogen of water were distributed at different transects and seasons. The nitrogen was limiting factor accomponing with phosphorous during spring, summer and fall, but during winter shift to more nitrogen limitation. In addition, the ecosystem was experienced sillicon limitation during winter.
Result of sediments showed that inorganic phophorous was maximum during different seasons, however, percent mean of residue-P which contain organic compounds and non-degrediable compounds, was less that 5 percent. Percent of Ca-P was higher than 90, whereas Bioava.-P was less that 10 percent. The order of different forms of phosphorous were registered Ca-P>Org-P>Fe-P>Al-P>Loosely-P. The mian role of adsorbed and desorbed of Loosely-P, Fe-P and Al-P were due to temperature, Eh and pH, respectively. Annual percent of TON was two folds than TIN and NH4/N was also three times than NO3/N.
Minimun and maximum of phytoplankton abundance were obserbed in summer (73±31 million cells/m3) and winter (505±55 million cells/m3), respectively. Statiscal analysis (ANOVA) showed that phytoplankton abundance significantly increased in winter compared to the other seasons (P<0.05). Frequency of Bacillophytal, Pyrrophyta and Cyanophyta phyla were more than 90% at different transects and seasons, however 81% of total abundance was solely belong to Bacillophyta phylum. Four species namely Dactyliosolen fragilissima، Pseudonitzschia seriata ، Thalassionema nitzschioides and Oscillatoria sp.(in fall and winter) were in the group with high abundance. These species classified in the fair level of bloom (100-1000 cells/ml). The abundance of Stephanodiscus socialis species was classified in the high level of bloom (>1000 cells/ml) during spring. Maximum abundance of phytoplankton was mainly registered at Anzali and Amirabad transects.The re-existence of Thalassionema nitzschioides (as valuble food in food chain) in dominant species list (same as the stability year of ecosystem) and decreasing of percent abundance of harmful species to the dewell and native species are good sign of good quality of the Caspian Sea water. However, Pseudonitzschia seriata expansion of the cold season to other seasons (even in summer) is important point. Pseudonitzschia seriata as harmful algae and its ability to produce toxin and potential bloom, high percent frequency and abundance during the study has important role in environmental issues of the Caspian Sea.It seems that temperature changes in different parts of the Caspian Sea in each season (except fall season) was obtained in the range of dominant species needed, therefore, it had less importance compared to nutrients. Trophic status was meso-eutroph during fall and winter seasons which was higher level than spring and summer (mesotroph). The Stephanodiscus abundance increased at Anzali transet due to nutrients enrichment of water in spring. Excessive use of silica in the spring, summer caused dominant of non Diatoms species (Binuclearia lauterbornii) and low content of Diatoms species (Chaetoceros throndsenii). In fall, high abundance of Bacillariophyta (Thalassionema nitzschioides) accompanied with consuming of silicon and ammonium. The statistical analysis also showed significant correlation between Bacillariophyta and Thalassionema nitzschioides abundance and Si/N ratio. Subsequently, the excessive use of silica in autumn and winter (due to high abundance Bacillariophyta and dominant species including Pseudonitzschia seriata and Dactyliosolen fragilissima) cause severely declined dissolved silica, and for the first time in winter, silicon was limited factor for phytoplankton growth. In addition, the results showed that there were positive correlations between abundance of dominant species and nutrients of sediments in all seasons. This is shows that some species of phytoplankton, even though the limitation of nitrogen and phosphorus in the water, are able to supply the nutrients required from the surface sediments. It would be more importance in the present study, which higher concentration of different forms of phosphorus and nitrogen in sediments as compared to the deep water, provide transport of nitrogen and phosphorus from sediment to water column.
كليدواژه :
پارامترهاي محيطي , ايران , آب , رسوبات سطحي , جلبك هاي مضر , درياي خزر
