محیط زیست و توسعه فرابخشی

مجله علمی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اخبار و اعلانات

راهنمای ثبت نام

فرمت مقاله

فرم ها و فایل های لازم

اسامی داوران

راهنمای داوران

ارزیابی میزان توافق بین شاخص‌های اکولوژیک در تعیین وضعیت کیفیت رودخانه کرج (استان البرز)

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

گروه تنوع زیستی و ایمنی زیستی، پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، ایران.

چکیده

پیشینه و هدف: بررسی ساختار جوامع آبی در اکوسیستم ­های آبی جایگاه ویژه­ای در مطالعات اکولوژیک موجودات آبزی دارد. از جمله شاخص‌های مهم و رایج ماکروبنتیک می‌توان به شاخص‌های اکولوژیک تک متغیره و چند متغیره اشاره کرد که با داشتن مزایا و معایب متفاوت، هم­چنان در مطالعات مختلف در آب‌های رودخانه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. در سال­های اخیر مطالعاتی با استفاده از شاخص تنوع زیستی و شاخص ­های زیستی به ویژه شاخص هلسینهوف برای ارزیابی کیفیت آب رودخانه کرج مورد استفاده قرار گرفته است. با فرض وجود توافق بین شاخص‌های اکولوژیک منطقه، پژوهش حاضر میزان سازگاری بین نتایج وضعیت کیفی به‌دست‌آمده از شاخص‌های اکولوژیک مختلف رودخانه کرج را ارزیابی کرد.
مواد و روش­ها: در این مطالعه در طول 9 ایستگاه و طی چهار فصل (1397-1396)، نمونه­برداری از ماکروبنتوزها با نمونه ­بردار سوربر انجام شد. پس از جداسازی و شناسایی ماکروبنتوزها، شاخص شانون، EPT، ASPT، BMWP و HFBI محاسبه شد. سپس طبقه ­بندی وضعیت اکولوژیک ایستگاه­ ها بر اساس این شاخص ­ها انجام شد. درصد ایستگاه هایی که وضعیت اکولوژیک آن­ ها قابل قبول یا غیرقابل قبول بود و هم­چنین میزان سازگاری بین این پنج شاخص در منطقه مورد مطالعه محاسبه شد. برای تعیین گرایش مشابه شاخص ­های مختلف در طبقه ­بندی ایستگاه ­ها، میزان همبستگی بین آن­ ها، با استفاده از آزمون غیرپارامتریک تعیین شد. به ­منظور تجزیه و تحلیل آماری از نرم افزار  SPSS23 وExcel  و جهت تعیین شاخص تنوع زیستی از Primer6 استفاده شد. برای بررسی توزیع نرمال داده­ ها، از آزمون شاپیرو- ویلک استفاده شد. به­ منظور بررسی اختلاف معنی­ داری بین داده­ های مورد نظر از آنالیز واریانس یک ­طرفه و از آزمون کروسکال والیس در سطح معنی­ داری 05/0 p<استفاده شد. جهت تهیه نقشه ­ها با روش IDW از نرم ­افزار ArcGIS10.3 و Terrset17.3 استفاده گردید.
نتایج: به لحاظ فراوانی، شیرنومیده­ ها، خانواده غالب بودند. خانواده­ های Baetis، Tubifex، Micrasema، Rhithrogena، Eporus، Hydropsyche،Leptophlebiidae  و Simulium، 83 درصد نمونه ­ها را تشکیل دادند. مقادیر شاخص ­های H'، EPT، ASPT، BMWP و HFBI به ­ترتیب (65/0±12/2)، (8/2±6/5)، (0/1±9/3)، (4/23±8/48) و (0/1±6/4) محاسبه گردید. توافق نسبی در نتایج حاصله از پنج شاخص مورد مطالعه در 67 درصد از ایستگاه­ ها با کیفیت غیرقابل قبول دیده شد. در صورتی که در 22 درصد از ایستگاه ­های رودخانه توافق کامل و 11 درصد ایستگاه ­ها عدم توافق را نشان داده­است. تحلیل آماری بیانگر وجود توافق و سازگاری معنی ­دار بین نتایج وضعیت اکولوژیک حاصل ازEPT  با ASPT،BMWP  و شانون بوده در صورتی ­که با شاخص  HFBIمتفاوت هستند. هم­چنین بر اساس نتایج همبستگی بین طبقه­ بندی کیفیت اکولوژیک حاصل از شاخص ­های زیستی (ارتباط مثبت و قوی بین  EPT با شانون و BMWP)، نشان­ دهنده جهت مشابه این شاخص ­ها در طبقه ­بندی ایستگاه ­ها می­ باشد.
بحث: تغییرات ساختاری و جمعیتی ماکروبنتوزها در اکوسیستم‌های آبی در اثر عوامل طبیعی و فعالیت‌های انسانی وجود دارد. با توجه به عدم وجود توافق کامل بین نتایج ارزیابی شاخص‌های پنج‌گانه در این مطالعه، به منظور استفاده از این شاخص‌ها در هر منطقه برای مدیریت محیط زیست، استفاده هم­زمان از شاخص‌ها توصیه می‌شود. هم­چنین بررسی تطابق بین شاخص ­های مختلف و انتخاب شاخص اکولوژیک مناسب بسیار مهم است. در نتیجه استفاده از هر یک از این شاخص­ ها به تنهایی و بدون در نظر گرفتن ملاحظات فوق می­ تواند منجر به نتایج اشتباه شود. بر اساس نتایج پژوهش حاضر، شاخص هلسینهوف (HFBI) را می­ توان به عنوان شاخص مناسب­تری نسبت به سایر شاخص ­های مورد مطالعه برای ارزیابی وضعیت اکولوژیک رودخانه کرج معرفی کرد.

کلیدواژه‌ها

مراجع
  1. Aazami, J., 2015. Feasibility of Fish and Macroinvertebrate Indices in Ecological Integrity Assessment of Tajan River and Relation to Habitat Parameters. PhD thesis. Faculty of Natural Resources. Tarbiat Modares University. 80 p. (in Persian).
  1. Abdoli, A., 2016. Assessment of aquatic resources behind the Karaj Dam and the rivers leading to it, Department of Environment, Provincial Directorate of Alborz (In Persian).
  2. Armitage, P.D., Moss, D., Wright, J.F. and Furse, M., 1983. The performance of a new Biological water quality score system based on Macroinvertebrates over a wide rang of unpolluted running water sites. Water Resrarch, 17, 333-347.
  3. Batley, G.E., Stahl, R.G., Babut, M.P., Bott, T.L., Clark, J.R., Field, L., Ho, K.T., Mount, D.R., Swartz, R.C. and Tessier, A., 2005. Scientific Underpinnings of Sediment Quality Guidelines, SETAC Press, pp.39-120.
  4. Blanchet, H., Lavesque, N., Ruellet, T., Dauvin, J.C., Sauriau, P.G., Desro, N., Desclaux, C., Leconte, M., Bachelet, G., Janson, A.L., Bessineton, C., Duhamel, S., Jourde, J., Mayot, S., Simon, S. and de Montaudouin, X., 2008. Use of biotic indices in semienclosed coastal ecosystems and transitional water habitats. Implications for the Implementation of the European Water Framework Directive. Ecological Indicators, 8 (4): 360-372.
  5. Bouchard, R.W.Jr., 2004. Guide to aquatic macroinvertebrates of the Upper Midwest. Water Resources Center, University of Minnesota, St. Paul, MN.208 pp.
  6. Cavanagh, N., Nordin, R.N. and Warrington. P.D., 1996. Freshwater Biological Sampling Manual. Water Management, Ministry of Environment, Lands and Parks, Victoria, BC.
  7. Clarke K.R. and Warwick RM., 1994. Change in marine communities: an approach to statistical analysis and interpretation. Natural Environment Research Council, Plymouth Marine Biological Laboratory, Plymouth, UK.
  8. Czerniawska-Kusza, I., 2005. Comparing modified biological monitoring working party score system and several biological indices based on macroinvertebrates for water-quality assessment. Limnologist, 35(3), pp.169-176.
  9. Escalera Gallardo, C., López-López, E., Sedeño-Díaz, J.E., López Hernández, M., Arroyo-Damián, M.A. and Moncayo-Estrada, R., 2021. Water Quality Analysis in a Subtropical River with an Adapted Biomonitoring Working Party (BMWP) Index. Diversity, 13, 606. https://doi.org/10.3390/ d1311060.
  10. Ghorbanzadeh Zafarani, G., Machinchian Moradi, A., Darvish Bastami, K. and Fatemi, M., 2020c. Assessing the Classification Indices of Ecological Quality Status Using Benthic Macrofauna Identification in Gorgan Bay. Journal of Marine Biology, 12 (4):31-44 (In Persian).
  11. Ghorbanzadeh Zaferani, S.G., Hasani, N., Hosseini Tayefe, F. and Izadian, M., 2020b. Classification of Karaj river water quality based on EPT index, 1st National Conference on Biodiversity, Tehran, Iran (in Persian)
  12. Ghorbanzadeh Zaferani, S.G., Hosseini Tayefe, F., Azimi, S.B., Gandomkar, M., Gholamalifard, M. and Badamfiroz, J., 2021. Environmental Quality Assessment of Karaj River Sediments (Alborz Province), Iranian Fisheries Journal, 30(1): 37-52 (in Persian)
  13. Ghorbanzadeh Zaferani, S.G., Sari, A., Ebrahimi, T., Hosseini Tayefeh, F., Barzegar, S., Izadian, M., Ashja Ardalan, A., Hashemi Ana, S.K., Katouzian, A. and Badamfirouz, J., 2020a. Study of correlation between Macrofauna population and water quality status of Karaj River, Journal of Animal Environment, 12(4), 574-561. Doi: 10.22034/AEJ.2020.129548 (In Persian). 
  14. Gordon, N.D., McMahon T.A. and Finlayson, B.L., 1992. Stream Hydrology: An Introduction for Ecologists. John Wiley and Sons, N.Y., N.Y.
  15. Hawkes, H.A., 1997. Tacnical note: origin and development of the biological monitoring working party score system. Water Research 32, 964-968.
  16. Hilsenhoff, W.L., 1988. Rapid field assessment of of organic pollution with a family-level biotic index. Journa of the North American Benthological Societyl: 65-68.
  17. Horne, A.J. and Goldman, C.R., 1994. Limnology. Published by McGraw-Hill Book Co., Second Edition, 576 p. 
  18. Huang, Y.Y., Teng, D.X. and Zhao, Z.X., 1982. Monitoring Jiyunhe estuary pollution by use of macro invertebrate community and diversity index. Sinozoologia. 2, 133-146.
  19. Humpesch, U.H. and Fesl, C., 2002. The effect of river bed management on the habitat structure and Macro invertebrate's community of a ninth order river, in Austria. Archir fur Hydrobiology Large Rivers, 13(1), 29-46.
  20. Inyang, H.I. and Daniels, J.L., 2009. Environmental monitoring, UNESCO, Encyclopedia of Life Support Systems (ELOSS) Publisher Ltd, oxford, UK, volume II
  21. Jalili, S., 2020. Water Quality Assessment Based on HFBI and BMWP Index in Karoon River, Khuzestan Province, (Northwest of Persian Gulf), Anthropogenic Pollution Journal, 4 (1): 36-49, DOI: 10.22034/ap.2020.1877482.1047. Available online at www.ap.iauardabil.ac.ir
  22. Jayachandran, P.R., Bijoy Nandan, S., Jima, M., Philomina, J., Don Xavier, N.D., Sreedevi, O.K., Prabhakaran, M.P. and Joseph K.J., 2019. Macrobenthic functional feeding groups in a microtidal monsoonal estuary (Kodungallur–Azhikode estuary, India), Regional Studies in Marine Science, 25, 100444.
  23. Jorgensen, S.E., Costanza, R. and Xu, F., 2005. Handbook of ecological indicators for assessment of ecosystem health. CRC Press.439p
  24. Kar, J.R. 1998. Rivers as sentile using the Biology to Guide Landscape Management Final re-port for usepa, 28p.
  25. Mahmoudi, M., 2013. Investigating macrobenthic indicators in order to investigate water pollution (case study of Shahristanak and Velayatrood of Karaj River), MSc Thesis, Faculty of Environment and Energy, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran (In Persian).
  26. Malvandi, H., Moghanizade, R. and Abdoli, A., 2020. The use of biological indices and diversity indices to evaluate waterquality of rivers in Mashhad, Iran, Biologia, 76(203):1-13.
  27. Mandaville, S., 2012. Benthic macroinvertebrates in freshwaters: Taxa tolerance values, metrics, and protocols, Citeseer.
  28. Musavi, M. and Pourebrahim, S., 2019. Water quality assessment based on biological monitoring of the Karaj River (Alborz province) using benthic macroinvertebrates, Journal of Animal Environment. 11(3): 335-344(in Persian).
  29. Norouzi, H. and Rezaeimanesh, M., 2021. The use of BMWP and ASPT indices to assessment the water quality of Hashilan wetland (Kermanshah, Iran). Wetland Ecobiology.12 (1): 47-64 (in Persian)
  30. Ochieng, H., Odong, R. and Okot-Okumu, J., 2020. Comparison of temperate and tropical versions of BiologicalMonitoring Working Party (BMWP) index for assessing waterquality of River Aturukuku in Eastern Uganda. Global Ecology and Conservation, 23 (8), 1183.
  31. Ogbogu, S. and Olajide S.A., 2002. Effect of sewage oxidation pond effluent on macroinvertebrate communities of a tropical forest stream, Nigeria, Journal of Aquatic Sciences, 17(1). DOI:10.4314/jas.v17i1.19906.
  32. Pazira, A.R., Salehi, H. and Obeidi, R., 2020. Identification and investigation of species diversity and richness of the Gastropoda in intertidal zone of Bushehr Port coastal area (the Persian Gulf waters), Iranian Journal of Fisheries Sciences, 18(2) 355-370.
  33. Pirali Zefrehei, A. and Ebrahimi, E., 2017. Introduction of Several Biological indices for  the Assessment of River Quality Water, Journal of Water and Sustainable Development, 3(2): 35-42 (In Persian).
  34. Plafkin, J.I., Barbour, M.T., Porter, K.D., Gross, S.K. and Hughes, R.M., 1989. Rapid bioassessment protocols for use in streams and rivers: benthic macroinvertebrates and fish. EPA, 444/4-89-001, U.S. Environmental Protection Agency, Washington DC.
  35. Shajan, K.P., 2001. Geochemistry of bottom sediments from a river-estuary-shelf mixing zone on the tropical southwest coast of India, Bulletin of the Geological Survey, Japan, 52(8):371-382.
  36. Shirchi Sassi, Z., 2012. Application of Macrobenthos Bio-Index for Water Quality Assessment: A Case Study of JajroodRiver, MSc Thesis, Institute for Environmental Sciences, Shahid Beheshti University (In Persian).
  37. Shokripour, Z. and Ashja Ardalan, A., 2017. Identify and evaluate the diversity of Macrobenthos in Karaj River. Journal of Animan Researches, 29(4): 676-682 (In Persian).
  38. Shokripour, Z., 2015. Identify and diversity of Macrobenthos in Karaj river. Islamic Azad University, Tehran medical branch, Faculty of modern medical science, Iran.129p.
  39. Webb, J.M. and Mccafferty, W.P., 2008. Heptageniidae of the World. Part II: Key to the Genera. Canadian Journal of Arthropod Identification, No.7. Doi: 10.3752/cjai.2008.07.
  40. WEP; West Virginia Department of Environmental Protection, Field Guide to Aquatic Invertebrates, available at http://www.dep.wv.gov/sos
  41. Winterbourn, M.J. and Gregson, K.L.D., 1981. Guide to the Aquatic Insects of New Zealand. Entomological Society of New Zealand Bulletin: 5, 1-80
محیط زیست و توسعه فرابخشی
دوره 7، شماره 76
تیر 1401
صفحه 102-117
فایل ها
اشتراک گذاری
ارجاع به این مقاله
آمار