ارایه مدل‌هایی برای تخمین تراکم جوامع فیتوپلانکتونی متاثر از شرایط محیطی با تاکید بر عوامل اقلیمی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 استادیار داﻧﺸﮑﺪه ﻋﻠﻮم و فناوری زﯾﺴﺘﯽ، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 دانشیار دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران

چکیده

جوامع فیتوپلانکتونی، به عنوان گروه مهمی از تولیدکنندگان اولیه در اکوسیستم‌های آبی، تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارند. بی‌تردید فاکتورهای محیطی نقش مهمی در فراوانی و تراکم این میکروارگانیسم‌های فتوسنتزکننده اعمال می‌نمایند. در این مطالعه، ارتباط میان فراوانی جوامع فیتوپلانکتونی و متغیرهای هواشناسی، در تعدادی از اکوسیستم‌های آبی واقع در باغ گیاه‌شناسی ملی ایران (مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، تهران) مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور، نمونه‌هایی از آب سطحی اکوسیستم‌های آبی مورد نظر به صورت ماهانه و به مدت یک سال بررسی گردید. در مجموع، 122 آرایه فیتوپلانکتونی شناسایی شد که از آن میان، پنج آرایه برای نخستین بار از ایران گزارش می‌شوند. به منظور ارزیابی چگونگی تاثیرپذیری جوامع فیتوپلانکتونی از متغیرهای هواشناسی، شش جنس غالب از اکوسیستم‌های مورد نظر به اسامی (Cyanophyta) Chroococcus، Nitzschia (Bacillariophyta)، Glenodinium (Pyrrhophyta)، Scenedesmus، Cosmarium و (Chlorophyta) Tetraedronمورد بررسی قرار گرفتند. از جمله متغیرهای هواشناسی مورد مطالعه می‌توان به متغیرهای دمایی (دمای بیشینه و کمینه، دمای میانگین، دمای خشک و مرطوب و دمای شبنم)، تعداد ساعات آفتابی و شرایط رطوبتی اشاره نمود. نتایج این مطالعه نشان داد که عوامل اقلیمی از جمله عوامل مهم تاثیرگذار بر جوامع فیتوپلانکتونی هستند. همچنین، نتایج تحلیل وایازشی (آنالیز رگرسیون) تراکم جلبکی و متغیرهای هواشناسی نشان داد که تراکم فیتوپلانکتونی دارای همبستگی معنی‌داری با تعداد ساعات آفتابی و متغیرهای دمای هوا می‌باشد. از دیگر نتایج مطالعه حاضر، می‌توان به اختلاف روابط وایازشی (رگرسیون) و حساسیت‌های محیطی نمونه‌های مختلف در مقایسه با یکدیگر نیز اشاره نمود.

کلیدواژه‌ها


Andersen, R.A. 2005. Algal Culturing Techniques.  Elsevier Academic Press. Pp. 578.
Atkinson, D. 1995. Effects of temperature on the size of aquatic ecosystems: Exception to the general rule. Journal of Thermal Biology 20: 61–74.
Burnett, J.H., Baker, H.G., Beevers, H. & Whatley, F.R. 1977. The Biology of Diatoms. University of California Press. pp. 498.
Carlos, A.A. Carbonel, H.C. & Valentin, J.L. 1999. Numerical modelling of phytoplankton bloom in the upwelling ecosystem of CaboFrio (Brazil). Ecological Modelling 116: 135–148.
Eppley, R.W. 1972. Temperature and phytoplankton growth in the sea. Fishery Bulletin 70:
1063–1085.
Geider, R.J., MacIntyre, H.L. & Kana, T.M. 1997. Dynamic model of phytoplankton growth and acclimation: responses of the balanced growth rate and the chlorophyll a: carbon ratio to light, nutrient-limitation and temperature. Marine Ecology Progress Series 148: 187–200.
Gómez, P.I. & González, M.A. 2005. The effect of temperature and irradiance on the growth and carotenogenic capacity of seven strains of Dunaliella salina (Chlorophyta) cultivated under laboratory conditions. Biological Research 38: 151–162.
Grigorszky, I., Borics, G., Padisák, J., Tótmérész, B., Vasas, G., Nagy, S. & Borbély, G. 2003. Factors controlling the occurrence of Dinophyta species in Hungary. Hydrobiologia 506: 203–207.
Grimaud, G.M., Guennec, V.L.E., Ayata, S.D., Mairet, F., Sciandra, A. & Bernard, O. 2015. Modelling the effect of temperature on phytoplankton growth across the global ocean. IFAC-PaperOnline 48(1): 228–233.
Grover, J.P. & Chrzanowski, T.H. 2006. Seasonal dynamics of phytoplankton in two warm temperate reservoirs: association of taxonomic composition with temperature. Journal of Plankton Research 28(1): 1–17.
Guo, H., Yao, J., Sun, Z. & Duan, D. 2015. Effect of temperature, irradiance on the growth of the green alga Caulerpa lentillifera (Bryopsidophyceae, Chlorophyta). Journal of Applied Phycology 27(2): 879–885.
Javaheri, N., Dries, R., Burson, A., Stal, L.J., Sloot, P.M.A. & Kaandorp, J.A. 2015. Temperature affects the silicate morphology in a diatom. Scientific Reports 5: 11652.
John, D.M., Whitton, B.A. & Brook, A. 2002. The freshwater algal flora of the British Isles: An identification guide to freshwater and terrestrial algae. Cambridge University Press. Pp. 714.
Komárek, J. & Anagnostidis, K. 2005. Cyanoprokaryota 2. Teil/2ndPart: Oscillatoriales.
Lewandowska, A.M., Boyce, D.G., Hofmann, M., Matthiessen, B., Sommer, U. & Worm, B. 2014. Effects of sea surface warming on marine plankton. Ecology Letters 17: 614–623.
Lawrenz, E. & Smith, E.M. 2013. Spectral irradiance, phytoplankton community composition and primary productivity in a salt marsh estuary, North Intel, South Carolina, USA. Estuaries and Coasts 36: 347–364.
Lehman, J.T., Botkin, D.B. & Likens, G.E. 1975. The assumption and rationales of a computer model of phytoplankton population dynamics. Limnology Oceanography 20: 343–364.
Lonin, S.A. & Tuchkovenko, Y.S. 2001. Water quality modelling for the ecosystem of the cienaga de tesca coastal lagoon. Ecological Modelling144: 279–293.
Marshalonis, D. & Pinckney, J.L. 2008. Grazing and assimilation rate estimates of hydromedusae from a temperate tidal creek system. Hydrobiologia 606: 203–211.
Norén, F., Haamer, J. & Lindahl, O. 1999. Changes in the plankton community passing a Mytilus edulis mussel bed. Marine Ecological Progress Series 191: 187–194.
Odum, W.E., Odum, E.P. & Odum, H.T. 1995. Natures pulsing paradigm. Estuaries  18: 547–555.
Popovich, C.A. & Gayoso, A.M. 1999. Effect of irradiance and temperature on the growth rate of Thalassiosira curviseriata Takano (Bacillariophyceae), a bloom diatom in Bahía Blanca estuary (Argentina). Journal of Plankton Research 21(6): 1101–1110.
Prescott, G.W. 1970. Algae of the western great lakes area. W.M.C. Brown Company Publishers. 977 pp.
Rasconi, S., Winter, K. & Kainz, M. 2017. Temperature increase and fluctuation induce phytoplankton biodiversity loss - Evidence from a multi-seasonal mesocosm experiment. Ecology and Evolution. DOI: 10.1002/ece2889.
Schabhüttl, S., Hingsamer, P., Weigelhofer, G., Hein, T., Weigert, A. & Striebel, M. 2013. Temperature and species richness effects in phytoplankton communities. Oecologia 171: 527–536.
Staehr, P.A. & Sand-Jensen, K. 2006. Seasonal changes in temperature and nutrient control of photosynthesis, respiration and growth of natural phytoplankton communities. Freshwater Biology 51: 249–262.
Striebel, M., Schabhüttl, S., Hodapp, D., Hingsamer, P. & Hillebrand, H. 2016. Phytoplankton responses to temperature increases are constrained by abiotic conditions and community composition. Oecologia 182: 815–827.
Tirok, K. & Gaedke, U. 2007. The effect of irradiance, vertical mixing and temperature on spring phytoplankton dynamics under climate change: long-term observations and model analysis. Oecologia 150: 625–642.
Wehr, J.D., Sheath, R.G. & Thorp, J.H. 2002. Freshwater algae of North America: Ecology and classification. Aquatic Ecology Press. 917 pp.
Whitford, L.A. & Schumacher, G.J. 1973. A manual of fresh-water algae. Sparks Press, Raleigh, N.C.
337 pp.