دوشنبه 18 اردیبهشت 1396

عنوان طرح / پروژه :‌ مطالعه شرایط زیستی خلیج گرگان

شماره مصوب : 89200-8918- 12- 77- 14 واحد اجرا : مرکز تحقیقات ذخایر آبزیان آبهای داخلی - گرگان محل اجرا : خلیج گرگان نام هماهنگ کننده /مجری مسئول / مجری : حسن محمدخانی سال شروع : 89/7/1 سال خاتمه : 92/2/1
وضعیت اجرا شده | پروژه های خاتمه یافته | بازدید: 1385 مرتبه | 0 نظر

اهمیت، ضرورت، اهداف و روش تحقیق

1- همسو بودن این تحقیق با وظیفه مندی مصوب مرکز تحقیقات آبزیان آبهای داخلی گرگان ،و نیز یکی از اهداف بند 6 از برنامه پنجم سازندگی موسسه تحقیقات شیلات ایران میباشد.

2- اهمیت مطالعه منابع آبهای داخلی در شناخت تنوع زیستی اکوسیستم های مختلف آبی کشور و بدنبال آن استفاده از پتانسیل های جدید جهت ورود به استفاده از این منابع در صنعت آبزی پروری از اهمیت ویژه ای برخودار است.

3- با مطالعه منابع آبهای داخلی که بطور مستقیم و غیر مستقیم سهم فراوانی در تولید آبزیان دارند همچنین با برنامه ریزی منسجم و استفاده بهینه از این منابع در مرحله بعدی میتوان با افزایش تولید در بخش آبزی پروری اقدام به افزایش درآمد بهره برداران از این منابع، و ارتقاء امنیت غذایی جامعه و در نتیجه ایجاد کارگاه و صنایع تبدیلی و بهبود اقتصادی و جایگاه اجتماعی استان و منطقه بپردازیم

روش تحقیق (مواد و روشها) :

مواد و روش ها :

کار جمع آوری اطلاعات اولیه و هماهنگی با سازمانها جهت ورود به خلیج گرکان از مهر ماه 1389 شروع و سپس فعالیت تعیین ایستگاه و نمونه برداری از شهریور 1390 شروع و تا مهر ماه 1391 در 19 ایستگاه ادامه یافت.

جهت بررسی جوامع بنتیکی در هر ایستگاه 3 بار نمونه برداری با Van Veen Grab با ابعاد (cm 16 × 16 cm) و مساحت 256 سانتی متر مربع بطورماهانه برداشته شد .محتویات هر بار برداشت در الک با اندازه 300 میکرون در همان محل نمونه برداری ریخته و شستشو داده شد . سپس محتویات باقیمانده در الک به ظروف پلاستیکی درب دار منتقل و بعد از فیکس کردن با فرمالین 4% به آزمایشگاه منتقل شد. نمونه ها در آزمایشگاه به الک 300 میکرونی منتقل و شستشو داده شد و نهایتا در سینی تشریح تخلیه و کار جداسازی نمونه ها در زیر لوپ و یا مستقیماً توسط چشم،انجام و در پایان شناسایی تا حد خانواده ، تعیین تعداد و توزین زیتوده ( توسط ترازوی 0001 /0گرم ) صورت گرفت. جهت تعیین برخی فاکتورهای فیزیکو شیمیایی درایستگاههای مربوطه از دستگاه مولتی پارامتر (HATCH - 330I)وبرای سنجش BOD5 از دستگاه( OXI TOP6 -(WTW استفاده گردید.

مختصات و نقشه منطقه مورد مطالعه:

شکل شماره 1 :منطقه مورد مطالعه و موقعیت ایستگاه ترازسنجی آشوراده

جدول شماره 1: مختصات جغرافیایی ایستگاهها در خلیج گرگان

ایستگاه

عرض

طول

1

29 53 36

00 02 54

2

00 50 36

36 01 54

3

07 53 36

09 00 54

4

00 51 36

00 00 54

5

00 54 36

00 57 53

6

00 53 36

00 58 53

7

00 49 36

00 58 53

8

00 51 36

00 56 53

9

00 53 36

00 54 53

10

00 48 36

00 54 53

11

00 51 36

20 52 53

12

33 52 36

00 50 53

13

00 48 36

00 50 53

14

28 51 36

45 47 53

15

00 52 36

00 45 53

16

00 48 36

00 45 53

17

00 51 36

00 43 53

18

00 51 36

00 40 53

19

00 49 36

00 40 53

برای محاسبه وضعیت زیستی(توان تولید ) ماهیانه، سالیانه و ارزش آنها در ایستگاههای تعیین شده از روشPantle & Buch1955)) جهت محاسبات استفاده گردید.که در این فرمول N فراوانی غذا و Z وضعیت کیفی آب می با شد (احمدی،1378) .

Kg/h=N×20/Z

جدول شماره 2 : کلاسه بندی دریاچه ها بر اساس تولید،طبقه بندی کیفی آب و وضعیت زیستی به روش بوئرو ارزش گذاری نمونه ها.

کلاسه های دریاچه ها بر اساس تولید کیلوگرم در هکتار در سال

جدول طبقه کیفی آب و معادل وضعیت زیستی به روش بوئر

جدول ارزش گذاری نمونه ها

کلاسه

وضعیت زیستی

طبقه کیفی آب

تعداد

ارزش فراوانی

کلاسه I

80-180

5/1-1

Oligo

نمونه ها با فراوانی منفرد

1

کلاسه ІI

40-80

5/2-5/1

β-meso

نمونه ها با فراوانی متوسط(7-2عدد)

2

کلاسه III

20-40

5/3-5/2

α-meso

نمونه ها با فراوانی زیاد(20-7)

3

کلاسه IV

10-20

4-5/3

Poly

نمونه ها با فراوانی خیلی زیاد(بیش از 20 عدد)

4

به منظور تعیین وضعیت تروفی، فسفات کل اندازه گیری شد که برای این کار ابتدا پلی فسفات ها و ترکیبات فسفاته آلی آب هیدرولیز اسیدی و به ارتوفسفات تبدیل شده و پس از هیدرولیز در اسید سولفوریک (15/ 0مولار) و هضم توسط پر سولفات آمونیم (5 درصد) غلظت فسفرمحلول به روش اسیدآسکوربیک،ایجاد رنگ توسط معرف هپتامولیبدات آمونیم درمحیط اسیدی ورنگ سنجی در882نانومتراندازه گیری شد(Wetzel,2000).

شاخص TSI ابزاری سودمنداست که توسط آقای کارلسون جهت بیان ساده ترکیفیت آب ومشخص نمودن کلاس دریاچه ازلحاظ اتریفیکاسیون ارائه شده که مقادیرمربوط به شاخص تروفی کارلسون(TSI) مبتنی برفسفات کل ازطریق رابطه(1)محاسبه گردید ; Carlson and Simpson,1996). (Carlson,1976

TSI(TP)=14.42Ln(TP) + 4.15 : - رابطه (1)

در این رابطه TSI(TP) : شاخص بیانگر تروفیکی فسفر کل، : TP‌ فسفر کل ، Ln(TP): لگاریتم نپرین فسفر کل که میزان فسفر کل بر حسب میکروگرم در لیتر میباشد.بااستفاده ازاین ارتباط شاخص تروفیکی آب براساس فسفرکل درایستگاههای موردمطالعه در یک دوره یکساله محاسبه شدوبراساس آن وباکمک جدول(3)آب خلیج گرگان از نظراتریفیکاسیون طبقه بندی گردید.

جدول شماره 3 : شرایط تغذیه گرایی بر اساس میزان شاخص TSI)(Carlson, 1996

شرایط دریاچه یا خلیج

TSI

اولیگوتروفیک

کمتر از 35

مزوتروفیک

55-35

یوتروفیک

بیش از 55

هیپر یوتروفیک

بیش از 70

برای نقشه کل کنتورهای خلیج با ترکیب خطوط ترازی که با استفاده از داده های عمق بدست آمده از عملیات هیدروگرافی در محیط GIS نرم افزار ILWIS ترسیم شده و خطوط مرز آب و داغاب 20 ساله که با نقشه برداری زمینی و استفاده از تصاویر Google Earth و ILWIS استخراج شده بودند، نقشه کل کنتورهای خلیج در محیط GIS ایجاد شد.

برای استخراج نقشه ارتفاع بستر کف خلیج با درون یابی کل کنتورهای بدست آمده از خلیج در محیط نرم افزار ILWIS با روش Contour interpolation، نقشه ارتفاع بستر کف خلیج استخراج شد. اندازه مساحت هر پیکسل نقشهارتفاع بستر خلیج برابر با مساحت یک پن کالچر (500 مترمربع) در نظر گرفته شد. سپس با انتقال نقشه ارتفاع کف از محیط ILWIS به محیط MATLAB، نقشه عمق خلیج گرگان در محیط MATLAB استخراج شد.

برای محاسبه سطح و حجم کنونی خلیج گرگان ، از ایستگاه تراز آشوراده که در شمال شرقی خلیج گرگان با مختصات 54 درجه و 1 دقیقه شرقی و 36 درجه و 54 دقیقه شمالی قرار دارد وهر 30 دقیقه تراز آب خلیج و عمق را نشان می دهد استفاده گردید. با داشتن داده های تراز ایستگاه آشوراده و ورود نقشه بستر کف خلیج به محیط نرم افزار MATLAB و نوشتن برنامه ای با استفاده از این نرم افزار، سطح و حجم کنونی خلیج در ترازهای مختلف استخراج گردید. در ادامه منحنی های نمودارهای تراز- حجم، تراز- سطح و حجم – سطح خلیج با استفاده از برنامه مذکور ترسیم شدند. برایتجزیهوتحلیلاطلاعاتو رسم نمودارهاازنرم افزارهای Excell و SPSSاستفادهشد.

نتایج :

نتیجه گیری کلی

- وضعیت تروفی

با توجه به اهمیت و جایگاه زیست محیطی خلیج گرگان تعیین دقیق غنای غذایی یا سطح تروفی از ارزش بالایی برخودار است. معمولا برای شناخت و ارزیابی دریاچه ها و تقسیم بندی آنها بر اساس سطح تروفیکی و کیفیت دریاچه از راههای گوناگون استفاده می شود. اما معمولی ترین روش محاسبه سطح تروفیکی با کلروفیل و یا فسفر کل است که میتوان سطح تروفیکی دریاچه یا منبع آبی را محاسبه نمود .

دسته بندی میزان تروفی دریاچه ها بر اساس میزان فسفر کل (TP) در منابع گوناگون با کمی اختلاف مشابه میباشد. در بررسی اترک چالی (1390)چنانچه میزان فسفر کل در یک دریاچه کمتر ازµg/L 5 باشد دریاچه اولترا الیگوتروف ، اگر میزان فسفر کل در یک دریاچه µg/L 10-5 باشد دریاچه الیگوترف، در صورتی که میزان فسفر کل بین µg/L 30-10 باشد دریاچه مزوتروف بوده و در صورتی که میزان فسفر کل در دریاچه ای بین µg/L100-30 محاسبه گردد دریاچه یوتروف میباشد. دریاچه های با میزان فسفر کل بیش از µg/L 100 هایپر تروف محسوب میشود(جدول 5) .

جدول 5 : ارتباط غلظت ازت و فسفر با وضعیت های تروفیکی در دریاچه ها و خلیج های طبیعی

غلظت

وضعیت تروفی

فسفر کل(µg/L)

ازت معدنی(µg/L)

اولترا الیگوتروفیک

<5

<200

اولیگوتروفیک

10-5

400-200

مزوتروفیک

30-10

650-300

یوتروفیک

100-30

1500-500

هیپر یوتروفیک

>100

>1500

(Environmental Protection Agency, 2000).

از طرفی در طبقه بندی دیگر کیفی آبها براساس اندازه گیری فسفر کل (mg/m3) منابع آبی با مقدار فسفر کل کمتر از 13 در دسته اولیگو تروف، بین 13 تا 40 در دسته مزوتروف ، بین 40 تا 100 در دسته یوتروف و با مقدار بیش از 100 در طبقه هیپر تروف تقسیم بندی میگردند( اسماعیلی ساری ،1379).

در منبع دیگری در طبقه بندی

Organisation for Economic Co-operation and Development(OECD) بر پایه یک مدل رگرسیونی معروف به مدل ولن ویدر غلظت فسفر کل به عنوان شاخص وضعیت غذایی تروفی دریاچه ها معتبر است که در شکل( 10 )آورده شده است (Vollenweider and Kereks,1980).

Description: 100

شکل10 : مدل رگرسیونی(ولن ویدر) شاخص وضعیت تروفی دریاچه ها

در بررسیهای لیمنولوژیک و شناسایی استعداد های شیلاتی منابع آبی دریاچه ها، سد ها و خلیج ها یکی از مهمترین و کاربردی ترین روش ها جهت تخمین حاصلخیزی دریاچه‌ها استفاده از میزان فسفر کل(TP) موجود در منبع آبی می باشد.

بر اساس نتایج حاصله ازمطالعه در چندین دریاچه شمالی در آمریکا، مقدارTSI برای اغلب دریاچه ها ی الیگو تروف زیر 40 ، برای دریاچه های مزوتروف بین 40-35 ، دریاچه های یوتروف بیش از 45 و برای دریاچه های هایپر یوتروف می تواند بیش از60 هم باشد (Novetrny and Harry,1994).

در مطالعه محمد خانی (1389) جهت محاسبه حاصلخیزی اکوسیستم خلیج گرگان بر اساس میزان فسفر کل (مجموع فسفر آلی و معدنی) و با توجه به این نکته که متوسط میزان فسفر کل حدود 171 میکرو گرم بر لیتر محاسبه گردیده بود و با توجه به مدل Vollenweider (Vollenweider and Kereks,1980)خلیج گرگان را در گروه اکوسیستم های هایپرتروف تقسیم بندی نمودند. نکته قابل ملاحظه در این مطالعه استفاده از عدد میانگین میزان فسفر کل در این مطالعه میباشد بطوریکه به نظر مجری طرح در برر سی ماهانه و فصلی در مورد حاصلخیزی خلیج گرگان نتایج رقم دیگری خواهد بود.

همچنین درتحقیقی توسط امیر نژاد (1384) که در آن به بررسی پیشینه و حال آلاینده ها از طریق آنالیز رسوبات مغزی در نوار ساحلی دریای خزر و مطالعه موردی خلیج گرگان پرداخته شده، جهت تعیین فرایند یوتریفیکاسیون از پارامتر های شیمیایی نظیر فسفات، نیترات، نیتریت، آمونیاک، نیتروژن کل و کلروفیل _a در 8 ایستگاه استفاده گردید.

بر اساس نتایج این مطالعه و با توجه به میزان میانگین اندازه گیری شده فسفات یعنی 046/0 میلیگرم در لیتر، و با استفاده از مدل (Carlson ,1996)(جداول7 و 9) وشاخص تروفی TSI جهت کلاسه بندی تروفی آب خلیج گرگان، سطح تروفی در کل خلیج در وضعیت مزوتروف تعیین گردید.

جدول7 – محاسبه زیتوده کفزیان برحسب گرم در متر مربع در ماههای سال

Annelidae

Olichaeta

Clitellata

Tubificidae

08/0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Haplotaxidae

Nadidea

28/0

03/0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

03/0

Polychaeta

Aciculata

Nereidae

50/0

06/0

03/0

17/0

18/0

34/0

06/0

19/0

20/0

19/0

0

12/0

Canalipalpata

Ampharetidae

50/1

83/0

16/0

12/1

09/0

22/0

87/0

18/0

29/0

29/0

01/

25/0

Artropoda

Crustacea

Amphipoda

Gammaridae

01/0

80/0

0

0

0

0

01/0

01/0

14/0

13/0

0

06/0

Cirripedia

Balanidea

70/3

0

79/2

18/4

44/2

25/2

90/1

83/0

81/1

07/2

82/0

0

Mysidaecea

Mysidae

52/0

10/0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Insecta

Diptera

Chironomidae

0

75/0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

01/0

Mollusca

Bivalvia

Gastropempta

Cardiidae

23

70/5

40/10

34/24

85/15

03/22

54/25

20/21

54/31

31

94/27

15

Gastropoda

Planilabita

Neritidae

32/0

2

10/0

19/0

0

0

0

01/0

0

0

0

30/0

Taenioglossa

Pyrgulidae

88/0

10

60/3

77/0

38/0

16/0

03/0

01/0

06/0

20/0

05/0

10/1

جدول 9- ارتباط غلظت فسفر با وضعیت تروفی در خلیج گرگان در طی سال؟

میانگین TSI

وضعیت تروفی

فروردین

63

یوتروف

اردیبهشت

65

یوتروف

خرداد

53

مزوتروف

تیر

61

یوتروف

مرداد

55

یوتروف

شهریور

51

مزوتروف

مهر

47

مزوتروف

آبان

53

مزوتروف

آذر

47

مزوتروف

دی

37

مزوتروف

بهمن

61

یوتروف

اسفند

37

مزوتروف

سالیانه

53

مزوتروف


با توجه به سایر نتایج بدست آمده در این تحقیق، آب خلیج گرگان از نظر آلودگی به مواد مغذی ترکیبات نیتروژن، فسفات و کلروفیل _a در رده آبهای غیر آلوده (مزوتروف) تقسیم بندی شد. نتایج حاصل از اندازه گیری و محاسبه ترکیبات نشان داد که از نظر سطح تروفی، کل خلیج گرگان در وضعیت مزوتروف قرار دارد.این وضعیت مزوتروف متمایل به یوتروف است. اما اگر بخواهیم این وضعیت را در هر ماه بطور مستقل بررسی نماییم نتیجه متفاوت خواهد شد یعنی در 5 ماه از سال ( فروردین، اردیبهشت، تیر، مرداد، بهمن ) وضعیت یوتروفی و در بقیه ماهها (خرداد، شهریور، مهر، آبان، آذر، دی، اسفند ) وضعیت مزوتروفی حاکم میباشد.

از طرفی اگر بخواهیم تروفی خلیج گرگان را بر اساس (جدول 12)حد آستانه پارامترهای فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی بررسی و تعیین نماییم، در آن صورت تروفی خلیج بین حالت مزوتروف و یوتروترف قرار میگیرد(اسماعیلی ساری، 1379).

جدول 12: ارتباط وضعیت تروفی با حداکثرعمق دید(m) وفسفر کل(mg/m3)

هیپریوتروف

یوتروف

مزوتروف

اولیگوتروف

تروفی

5/0>

1-5/0

5-1

5<

حداکثر عمق دید (m)

100<

100>

40>

13>

فسفرکل (mg/m3)

بدین صورت که با توجه به میزان میانگین سالانه فسفر کل خلیج گرگان (34 میلی گرم در متر مکعب ) ، وضعیت تروفی خلیج بر اساس جدول فوق در محدوده مزوتروف میباشد . اما اگر این بررسی بر اساس اندازه حداکثر عمق دید صورت پذیرد، با توجه به میانگین سالانه این مقدار در خلیج گرگان (93/0 متر) درمحدوده اکوسیستم های یوتروفی طبقه بندی میگردد. در هر حال چیزی که مسلم است این اکوسیستم در مرز مزوتروف به یوتروف بسر میبرد که کنترل و مدیریت بیشتر و دقیق تر این اکوسیستم با ارزش را طلب میکند.

دستور العمل فنی و توصیه ترویجی :

توان تولید

در این مطالعه با استفاده از شناخت ماکروبنتوزها ، قابلیت توان تولید خلیج گرگان بر اساس زیست شناسی(Z) و ارزش فراوانی آنها( (N مورد بررسی قرار گرفت.

در مطالعه حاضر و بر اساس محاسبات انجام شده برای تعیین میزان توان تولید یا کلاسه تولید، حداقل و حداکثر میزان فراوانی غذا(N) بترتیب برابر 1 و 130 در ماههای بهمن و تیر ،حداقل و حداکثر میزان وضعیت زیستی خلیج گرگان (Z) نیز بترتیب معادل 1 و 59/3 در بهمن ماه و تیر ماه و نهایتاً حداقل و حداکثر توان تولید در خلیج به میزان 26/92 و 66/700 کیلوگرم در هکتار در ماههای آبان و تیر ماه تعیین گردیدکه میانگین توان تولید سالیانه در خلیج گرگان 10/195 کیلوگرم در هکتار محاسبه گردید(جدول 8 ).

ماههای سال

فروردین

اردیبهشت

خرداد

تیر

مرداد

شهریور

مهر

آبان

آذر

دی

بهمن

اسفند

N

42

17

23

130

22

22

30

11

14

13

1

13

Z

07/3

53/2

40/2

59/3

26/2

26/2

06/3

38/2

38/2

47/2

1

47/2

میزان تولید(kg/h)

91/273

42/134

67/191

66/723

62/194

62/194

92/195

26/92

89/117

41/105

47/11

41/105

جدول8- وضعیت زیستی و فراوانی و میانگین تولید ماهانه در خلیج گرگان در طی سال1390

توصیه ترویجی :

- تعیین ایستگاههای دائمی کیفیت سنجش آب در خلیج به منظور کنترل مستمر وضعیت اکولوژیکی و میزان تروفی خلیج گرگان.

- تهیه و تدوین استانداردهای منطقه ای برای کارخانجات و شهرکهای صنعتی منتهی به خلیج گرگان به منظور تامین مخاطرات زیست محیطی در استانهای مازندران و گلستان .

- کنترل و مدیریت زمین های کشاورزی حوزه آبخیز خلیج با تدوین قوانین و دستورالعمل نحوه مصرف کود شیمیایی بمنظور جلوگیری از تبدیل حالت مزوتروف به سطوح بالای تروفی.

ویژگی مناطق کاربرد توصیه ترویجی :

خلیج گرگان با وسعتی حدود 450 کیلومتر مربع، در جنوب شرقی دریای خزر واقع شده و بزرگترین خلیج کرانه خزر به شمار می آید. طول متوسط منطقه در حدود 40 کیلومتر و عرض متوسط آن در حدود 10 کیلومتر است. مختصات جغرافیایی خلیج از '25 º53 تا'2º54 شرقی و از'46 º36 تا'54º36 شمالی می باشد. بخشی از این خلیج در استان گلستان و بخش دیگر آن در استان مازندران واقع شده است. ایستگاه آشوراده، تنها ایستگاه ترازسنجی این خلیج است که در آن با استفاده از دستگاه دیجیتالی تراز آب هر 60 دقیقه یکبار برداشت می­شود. در شکل3-1 منطقه مورد مطالعه و همچنین موقعیت ایستگاه ترازسنجی آشوراده نشان داده شده است.

شکل 3-1- منطقه مورد مطالعه و موقعیت ایستگاه آشوراده

خلیج گرگان مکان مناسبی برای پرورش ماهی می باشد. لذا وضعیت تغییرات غلظت آمونیاک خلیج گرگان تحت سناریوهای مختلف پرورش ماهی در خلیج با استفاده از مدل کیفی توسعه داده شده برای 29 سال آینده مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. سناریوها شامل، سناریو 1: پرورش ماهی گرمابی در 6 ماه اول سال، سناریو 2: پرورش ماهی سردآبی در 6 ماهه دوم سال، سناریو 3: پرورش ماهی گرمابی و سردآبی به ترتیب در 6 ماهه اول و دوم سال، سناریو 4: پرورش فیل ماهی در یک دوره 3 ساله می باشند. منحنی نحوه تغییرات آمونیاک بر اساس میزان پرورش در هر سناری محاسبه و ترسیم شد. بدین ترتیب میتوان با استفاده از این منحنیها، میزان افزایش آلودگی در خلیج را تحت هر نوع سناریو و با هر مقدار پرورش محاسبه کرد.

گزارش پروژه
مشخصات پیمانکار
مشخصات همکاران
اهداف طرح
زمانبندی طرح
روش تحقیق و اجرا
اطلاعات جغرافیایی
هزینه های اجرای پروژه
نتایج