اهمیت، ضرورت، اهداف و روش تحقیق:
افزایش شدید گونه های جلبکی که ممکن است شامل گونه های مضر و سمی باشد از جمله عوارض افزایش مواد مغذی (عمدتا" ناشی از فعالیت های آنتروپوژنیک) در اکوسیستم آبی جهان و نیز دریای خزر می باشد. مشخصات رسوبات یکی از موارد مهم علم اقیانوس شناسی و ژئوشیمایی است که همانند پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب به درک درست چگونگی تغییرات زیستی (جلبک ها) کمک کند. صرف نظر از ورود مواد مغذی از منابع خارجی (External loading). ورود مواد مغذی از منابع داخلی (Internal loading) در دریاچه ها زمانی اتفاق می افتد که شرایط مناسب برای آزاد شدن نیتروژن و فسفر رسوبات به ستون آب مهیا گردد. بنابراین با توجه به وقوع شکوفایی های مختلف در دریای خزر (کشنده قرمز و شیری) نیاز است که این ترکیبات در رسوبات منطقه مورد مطالعه قرار گیرند. بر این اساس مطالعه حاضر با اهداف: مطالعه پتانسیل بروز شکوفایی جلبکی در فصول و نیم خط های مختلف، تعیین روابط بین پلانکتون های دارای پتانسیل شکوفایی با پارامترهای محیطی بوسیله مدلسازی آماری و بررسی نقش مواد مغذی رسوبات در پدیده شکوفایی جلبکی در حوزه ایرانی دریای خزر در سال 1392 به اجرا در آمد. نمونه برداری آب و فیتوپلانکتون بصورت فصلی، در 4 نیم خط بندرانزلی، تنکابن، نوشهر و بندرامیرآباد در اعماق 5، 10 و 20 متر و در لایه های سطحی، 10 و 20 و نمونه برداری از رسوب سطحی در نیم خط ها و اعماق مشابه انجام گرفت.
نتایج:
نتایج این تحقیق بیانگر بالاتر بودن فرمهای معدنی فسفر ذر رسوبات در فصول مختلف بود، بطوریکه میانگین سالانه سهم فرم باقیمانده که شامل فرمهای آلی و غیرقابل تجزیه می باشد کمتر از 5 درصد بوده است. در بین فرمهای معدنی فسفر در رسوبات، درصد فسفر متصل به کلسیم به بیش از 90 درصد رسید و سهم فسفر قابل دسترس کمتر از 10 درصد ثبت گردید. همچنین در میان سه فرم فسفر قابل دسترس (فسفرجذب سطحی، فسفر متصل به آهن و فسفر متصل به آلومینیم) فسفر متصل به آهن و فسفر جذب سطحی به ترتیب بیشترین وکمترین درصد را دارا بوده اند. سهم سالانه فرم ازت آلی نیز در رسوب تقریبا دو برابر فرم معدنی بود. در بین فرمهای معدنی ازت در رسوبات درصد آمونیم تقریبا سه برابر نیترات ثبت گردید. بر اساس نتایج بدست آمده از آنالیز آب، در فصول بهار، تابستان و پاییز سیستم محدودیت نیتروژنی به همراه محدودیت فسفری داشته اما در فصل زمستان بیشتر به سمت محدودیت نیتروژنی تمایل پیدا کرد و محدودیت فسفری دیده نشده است. حداقل و حداکثر میانگین تراکم فیتوپلانکتون به ترتیب در فصول تابستان و زمستان بدست آمد. شاخه باسیلاریوفیتا، پیروفیتا و سیانوفیتا در همه فصول و نیم خط ها دارای بیش از 90 درصد فراوانی حضور بوده اند اما عمده تراکم فیتوپلانکتون (81 درصد) از باسیلاریوفیتا شکل گرفت. 4 گونه (Dactyliosolen fragilissima، Pseudonitzschia seriata ، Thalassionema nitzschioides و Oscillatoria sp.) (در فصول پاییز و زمستان) درگروه دارای تراکم بالا و در طبقه دارای حد متوسط شکوفایی (دارای تراکم 100-1000 عدد سلول در میلی لیتر) قرار گرفتند. Stephanodiscus socialis (در فصل بهار) نیز بصورت موردی، تراکم در حد بالای شکوفایی (بیش از عدد سلول در میلی لیتر1000) را نشان داد. مقادیر بالای تراکم فیتوپلانکتون در کلیه فصول عمدتا" در نیم خط های انزلی و امیرآباد ثبت گردید. به نظر می رسد که تغییرات دما در نقاط مختلف دریای خزر (حوزه مورد مطالعه) در هر فصل (بجز پاییز) در محدوده نیازهای گونههای غالب بوده است و لذا در مقایسه با مواد مغذی، اهمیت کمتری را دارا بود. سطح تروفیکی آب در پاییز و زمستان (مزو-یوتروف) بیش از بهار و تابستان (مزوتروف) بود و افزایش Stephanodiscus (در نیم خط انزلی) بیانگر غنی بودن آب از مواد مغذی در فصل بهار بود. مصرف زیاد سیلیس در فصل بهار سبب شد که در تابستان گونه های غیر دیاتومهای (Binuclearia lauterbornii) وگونه های دیاتومه ای با محتویات سیلیس کمتر (Chaetoceros throndsenii) و نیز گرمادوست غالب شوند. در فصل پاییز، تراکم بالای باسیلاریوفیتا ( Thalassionema nitzschioides) همراه با مصرف سیلیس و آمونیوم و نیز همبستگی معنی دار آنها با Si/N مشخص گردید. مصرف زیاد سیلیس در فصل پاییز و نیز بدنبال آن در فصل زمستان، احتمالاً موجب کاهش شدید سیلیس محلول، در فصل زمستان شد و برای نخستین بار شرایط با محدودیت سیلیسی را در این فصل سبب گردید. همچنین نتایج مطالعه حاضر بیانگرهمبستگی مثبت بین تراکم گونه های غالب با مواد مغذی رسوب در بیشتر فصول بود. این امر نشان می دهد که برخی گونه های فیتوپلانکتون، حتی درصورت محدودیت نیتروژنی و فسفری در آب، قادر به تامین مواد مورد نیاز خود از رسوبات کف میباشند. بخصوص آنکه در مطالعه حاضر، بالاتر بودن غلظت فرمهای مختلف فسفر و ازت در رسوبات نسبت به آب عمقی، شرایط انتقال فسفر و ازت معدنی را از رسوبات به آب در شرایط مساعد فراهم می کند.
دستورالعمل فنی و توصیه ترویجی:
مطالعه حاضر نشان داد که برآیندی از خصوصیات فیزیولوژیکی و اکولوژیکی گونهها و تغییرات مواد مغذی به همراه پارامترهای محیطی بر خصوصیات بیوژئوشیمی آب اثر میگذارد. نتایج این تحقیق بطور بارزی نشان داد که منابع فسفر و نیتروژن زیادی در رسوبات وجود دارد که با توجه عوامل آزادسازی آنها از رسوبات می توان ادعا کرد که فرمهای قابل دسترس این ترکیبات می تواند در اختیار موجودات در ستون آبی قرار گیرد تا در صورت مهیا شدن شرایط دیگر به شکوفایی جلبکی منجر گردد. ضمن ان که نتایج بدست آمده نیز افزایش بار آلی رسوب و آب را همچون سال های اخیر نشان داده است. لذا در راستای حفاظت و بهره برداری مناسب از این اکوسیستم ارزشمند لازم است که از سوی دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی، ارگان ها، کشورهای حاشیه دریای خزر و نیز سازمان های بین المللی ذی ربط، نگاه جدی تر به مطالعه در منطقه برای یافتن راهکار های پیشگیرانه و عملی بخصوص در پیش بینی شکوفایی جلبکی صورت گیرد. ضمناً توصیه میشود که مقامات اجرایی ذیربط، با توقف یا کاهش ورودی فاضلاب های گوناگون و نیز نظارت و کنترل فعالیت های مراکز تفریحی ساحلی و نهایتا" کاهش ورود مواد مغذی به دریای خزر، بر روند بهبودی در اکوسیستم دریای خزر اثر مثبتی بگذارند.
ویژگی مناطق کاربرد توصیه ترویجی:
کاربرد در حوزه جنوبی دریای خزر، پیش بینی احتمالی مناطق ریسک بالای حوادث بیولوژیکی (شکوفایی و یوترفیکاسیون)، ارائه مشاوره در خصوص سازه های ساحلی اعم از تولیدی (پرورش ماهی در قفس) و عمرانی (توریستی و تفریحی)، بنیادی (انتقال آب).