ممكن است فردي به دماي پايين مقاوم باشد اما در مقابل دماي بالا از خود مقاومت نشان ندهد همين مقاومت در طول دوره ي زندگي فرد متفاوت است ممكن است در جواني نسبت به اين دما مقاوم بوده و در پيري از خود مقاومت نشان ندهد  البته عوامل محيطي ديگر نيز روي ميزان مقاومت يك فرد تاثير گذار است مثلا اگر فرد به دما ي پايين مقاوم است آن زماني است كه فرد گرسنه نباشد.يا به عنوان مثال گياه كاكتوس: به شرط اينكه فتوسنتز آن خوب باشد به كم آبي متحمل است.

Assessment of bioaccumulation of Nickel in freshwater periphyton from River Gharasou: An experimental evaluation

Authors:
[ Mozafar Sharifi ] - Razi University Center for Environmental Studies, Faculty of Science, Kermanshah
[ Hamid Reza Ghassemi ] - Razi University Center for Environmental Studies, Kermanshah

 Abstract:

In order to evaluate the long-term (30 day) influence of Nickel on productivity in algal periphyton communities, indoor artificial streams were used with differing Nickel concentration (2.5, 5 and 7.5 mg.l-1). The effects of Nickel on community productivity were assessed by measuring biomass, ash-free dry mass (AFDM), chlorophyll-a and the rate of Nickel absorption. In artificial streams with Nickel, there was a significant (p<0.05) reduction of chlorophyll-a, AFDM, but not dry mass under the influence of Nickel. These observations suggest that productivity of periphyton community could serve as a biological indicator of nickel pollution.

Keywords:

artificial stream, biomass, chlorophyll-a, periphyton, Nickel

 به منظور بررسی ترکیب گونه‌ای و خصوصیات فیزیکو - شیمیایی چشمه گرم کیله سفید سر پل ذهاب، عوامل زیست محیطی موثر بر چشمه  مذکور مورد مطالعه قرار گرفت. عوامل شیمیایی و فیزیکی (سولفات، نیترات، کلر، فسفات، سیلیس، منیزیم، کلسیم، پتاسیم، هدایت الکتریکی، کدورت) و همچنین ویژگی‌های زیستی (ترکیب گونه‌ها، کلروفیل a، وزن خشک، شاخص اتوتروفیک و وزن خشک بدون خاکستر) اندازه‌گیری شد. در طول سال دمای چشمه گرم تقریبا ثابت باقی مانده و در فصل تابستان درجه حرارت آن همواره پایین‌تر از دمای محیط بود. بالا بودن غلظت سولفات و هدایت الکتریکی از ویژگی‌های برجسته این چشمه گرم است. نمونه آب و قلوه سنگ‌ها از سرچشمه جمع‌آوری شد. شش گونه از سیانوباکتریا متعلق به چهار جنس در این تحقیق شناسایی شدند. این مطالعه نشان داد که برخی از گونه‌های مانند Phormidium formosum و Oscillatoria limosa   غالب هستند. 

ماستينگ توليد همزمان دانه يا ميوه توسط تعدادي از درختان است که اين درختان ممکن است به يک يا چند گونه از يک جنس گياهي تعلق داشته باشند و باعث ايجاد چرخه هاي گرسنگي و اقناء مي شود. ماستينگ مي تواند در سه گروه قرار گيرد: ماستينگ شديد، ماستينگ عادي یا نرمال و ماستينگ مشهور و مورد قبول عامه. اين پديده داراي سه عنصر کليدي تغيير پذيري، هماهنگي و دوره اي بودن است. در اين مقاله، ما ماستينگ را از دو ديدگاه اکولوژي و تکاملی مورد بحث قرارداده و فرضيه هاي (فرضيه دگرلقاحي، هزينه هاي اضافي، دانه هاي زياد، چرخه آتش بامبو، پيش بيني محيطي، به دام انداختن منبع، کارايي گرده افشاني، پراکنش به کمک حيوان، اثر موران و بي نيازي صياد) مربوط به آن را ارائه خواهيم کرد. گرچه توليد همزمان دانه توسط برخي از گونه هاي گياهي واضح و روشن است اما شناخت دقيق مکانيسم هاي درگير در اين پديده به دليل پيجيدگي و تعامل عوامل موثر بر آن با يکديگر، همچنان مبهم بوده و در نهايت مي توان گفت که ماستينگ مشکل بي حرکت بودن گياهان را تا حدی جبران نموده و نه تنها يک ويژگي توليد مثلي سازش يافته بوده بلکه منعکس کننده تغييرات اقليمي است.

   مفهوم نقشه پراكندگي بيوژئوكلماتيك از مفهوم نواحي گياهي حاصل مي شود. نواحي گياهي، به عنوان پوشش گياهي يك ناحيه ي ژئوگرافيك ويژه يا منطقه اي كه ماكروكليمات يكساني دارد، معرفي مي شود. اين پوشش گياهي با يك ماكروكليما ناحيه اي كه داراي چندين جامعه متفاوت است، يك پوشش گياهي موزاييك را به وجود مي آورد. بنابران مفهوم Zonal با مفهوم Formation تفاوت دارد.

يك تكه پوشش گياهي يا يك جامعه گياهي كه از گونه هايي با شكل رشد متفاوت،تشكيل شده است. مثلا يك علفزار ممكن است از علفهاي پاياي پراكنده، علف هاي ريزوم دار ويك ساله تشكيل شده باشد. هر يك از اينها يك نوع متفاوت از شكل حيات است و هر كدام از اين اشكال حيات ممكن است گونه هاي متعددي را در برگيرد. گونه هاي هر شكل حيات كه با هم در يك زيستگاه رشد مي كنند، به عنوان سینوسی يا یونین معرفي مي شوند. اينها يك هويت مستقل نسبت به بقيه جامعه دارند.به همين دليل آنها توسط برخي از محققان به عنوان واحد اساسي پوشش گياهي خصوصا در ارتباط با جانوران در نظر گرفته مي شوند.

    جوامع خيلي ساده مثل علفزارهاي يك ساله ممكن است فقط از يك سینوسی گياهي تشكيل شده باشد.جوامع پيچيده تر مثل جنگلها، ممكن است از 10 يا تعداد بيشتري سینوسی تشكيل شده باشند. در واقع مي توان هر يك از لايه هاي يك جنگل چند لايه اي مثل لايه ي درختي،درختچه اي،علفي و خزه اي را يك سینوسی در نظر گرفت. اما از يك ديدگاه كاربردي،فرد ممكن است بيش از يك نوع شكل حيات در هر لايه ي جنگل مثل در ختان خزاندار و هميشه سبز در لايه درختي يا ژئوفيتهاي يك ساله و همي كريپتوفيتها در يك لايه علفي تشخيص دهد.

    سینوسی ممكن است به كمك يك طبقه بندي از شكل حيات مثل سيستم مشهور رانکایر كه به يك كليد ترقي كرد و با مهارت بيشتر توسط النبرگ و مولر اصلاح شد،مشخص شود. البته ممكن است سینوسی با صراحت كمتري با رده هاي بالاتر (وسيع تر) شكل حيات شناسايي شود.

    مزاياي سینوسی كاملا واضح است: سینوسی به سادگي و حتي بدون آگاهي از نام گونه ها شناسايي مي شود. توضيحات مربوط به تجسم تركيبات سینوسی ها يك تصوير واضح از جوامع و يك ايده مشخص از شرايط زيستگاه آنها را فراهم مي كند. تركيبات سينوسي حتي در عرض محدوده هاي نواحي فلورستيكي متفاوت،مي تواند تعقيب شود و شناسايي روابط اكولوژيكي را ممكن مي سازد.  بنابراين،آن ها براي قياسهاي جهاني به طور مشابه وقتي اين تشكيلات وجوددارند، مفيد هستند.

در هر حال، اگرچه آن ها به عنوان واحدهاي اساسي براي تقسيم بندي پوششهاي گياهي مفيدبودند، فرد بايد به طور دلخواه واحدهاي اكولوژيكي و توپوگرافيكي تمام آن جوامعي كه از چندين سينوسي تشكيل شده اند مثل توده هاي (استاندهاي) جنگلي يا جوامع خارستان، جداكند. سینوسی ها بايد به عنوان زيرواحدهاي به صورت ساختاري قابل تعريف، در جامعه گياهي بحث شوند.  

1.   تعادل غير واكنشي گونه اي: اين عمدتا براي جوامع پيشگام به كار مي رود جايي كه گونه ها به يك زيستگاهي كه داراي نيچ هاي خالي است، حمله مي كنند. برخي تركيبات گونه اي غير واكنشي در نظر گرفته مي شود.

2.   تعادل واكنشي گونه اي: اين براي جوامعي كه از گونه هاي واكنشي و غير واكنشي تشكيل شده است،به كار مي رود.اينجا گونه هاي واكنشي آنهايي هستند كه سازگاري نيچي(زيستخوان) مشابه دارند. مثل گونه هايي كه يك گروه اكولوژيكي را تشكيل مي دهند.

3.   تعادل گونه اي جورواجور(متنوع): اين به عنوان يك مرحله كه واكنش بين گونه اي به تركيبات معمر(Long-lived) منجرمي شود،شناخته مي شود.

4.   تعادل گونه اي تكاملي: اين مرحله،مرحله نهايي پيشرفت جامعه است. هنگامي رخ مي دهد كه اعضاء گونه ها به طور ژنتيكي با همديگر و محيط محلي خود سازگار شده است.

چهار مرحله تعادل ويلسون تفسير جالبي از مراحل توالي اوليه است كه از طريق پيچيدگي ساختاري و ميزان واكنشهاي رقابتي هنگام پيشرفت جامعه شناخته مي شوند. اين تفسير، فرايندهاي تكاملي گونه اي را همانطور كه در قالب جامعه و اكوسيستم ديده مي شود،فراهم مي كند. به نظر مي رسد براي اكولوژيستهاي گياهي مهمترين معيار پايداري جامعه تركيب گونه اي و ساختار جامعه است. اگر تركيب گونه اي يك جامعه در طول يك دوره ي چند دهه اي ثابت بماند،گويند جامعه در حال تعادل است. اين مفهوم پايداري نسبت به عقيده اكولوژيستهاي جمعيت خيلي قاطع ومحكم نيست. زيرا به نوسانات تراكم افراد يا تعداد گونه هاي تشكيل دهنده ي يك جامعه اجازه مي دهد. البته تغيير درتعداد گونه هاي تشكيل دهنده ي ساختار يك جامعه ممكن است يك جايگزيني در پيشرفت به سوي ناپايداري باشد. به نظر مي رسد تفسير پايداري جامعه در ارتباط با شكل حيات و ساختار ضروري باشد.آشكار است كه تغييرات ديده شده در ساختار(مثلا تغيير از جنگل بسته به جنگل باز ياWoodland  )بايد به عنوان يك ناپايداري تلقي شود، حتي اگرچه با تغيير در تركيب گونه اي همراه نباشد.اگرتغيير در ساختار، يك تغيير ساختاري برگشت پذير باشد(مثلا پس از طوفان)تغييرات ساختاري نه تنها به عنوان ناپايداري تلقي نمي شود بلكه مقاومت در برابر تغييرات( يعني پايداري) است. بنابراين،پايداري جامعه هنگامي كه يك مرحله از تعادل پويايي كه حد اقل بيش از چند دهه در جوامع خشك زي گياهي باقي بماند،به خوبي تفسير مي شود. پايداري با ساختار و تركيب گونه اي نسبتا ثابت در اين فاصله زماني(چند دهه)شناسايي مي شود. اين دو پارامتر(ساختار وتركيب گونه اي)قابل اندازه گيري هستند وپيش بيني در مورد پايداري مي تواند از تحليلهاي ساختاري يا مطالعات پويايي جمعيت در جوامع حاصل شود. تغييرات ساختاري وتركيبي خاص در يك جامعه  يك پديده عادي در پايداري جامعه است. اما طبيعت اين تغييرات بايد به گونه اي باشد كه شواهدي از نوسانات محض يا برگشت پذير ارائه كند تا تغييرات مداوم وبرگشت ناپذير. اگر مدركي به دومي دلالت كند(تغييرات برگشت ناپذير)، ممكن است جامعه صفات يا پايداري خود را از دست بدهد. (شكننده شود)

توالي: بر اساس وضعيت محل دو نوع توالي داريم : اوليه و ثانويه

در توالي اوليه: پيشگامها برروي يك لايه سنگي بوجود مي آيند و در آن محل قبلا پوشش گياهي وجود نداشته است.

در توالي ثانويه: پيشگامها در منطقه اي كه قبلا پوشش گياهي و خاك وجود داشته است،به وجود مي آيند.

توالي در مزارع متروكه(رها شده):در نواحي جنگلي خصوصا در جنگل هاي مناطق گرمسيري رويه ي تبديل جنگلها به مزارع كشاورزي روبه افزايش است. اين اقدام در واقع يك نوع آشفتگي به حساب مي آيد. پس از تبديل جنگل به مزرعه و استفاده زياد از آن مواد غذايي خاك كاهش يافته فون،ميكروفلور و پروفيل خاك تغييرمي كند. پس از اينكه زمين براي محصولات كشاورزي كارايي خود را از دست داد،آن را رها مي كنند.

حالا باتوجه به شدت آشفتگي پوشش گياهي جديد دو نوع توالي (يعني اوليه وثانويه)به وجود مي آيد. اگر آشفتگي خاك به حدي شديد باشد كه بر اثر فرسايش شديد خاك پروفيل خاك از بين رود و پوشش گياهي جديد بر روي سنگ فاقد خاك (داراي مقدار كمي خاك ضعيف)به وجود آيد،توالي از نوع اوليه است. اگر چنانچه فرسايش خاك شديد نباشد و پروفيل كاملا تخريب نشود،پوشش گياهي جديد روي يك لايه خاك به وجود مي آيد و توالي از نوع ثانويه است. تركيب پوشش گياهي جديد در اين گونه توالي ها به عوامل مختلفي بستگي دارد. يكي از اين عوامل وسعت آشفتگي و ناحيه ي آشفته شده است. اگر وسعت سطح آشفته شده كوچك باشد،تركيب پوشش گياهي جديد شبيه به تركيب پوشش گياهي واحد هاي گياهي اطراف ناحيه ي آشفته شده، است. زيرا گونه هاي گياهي مهاجم از نواحي مجاور به سرعت منطقه خالي شده را مي پوشانند. سرعت توالي در مزارع رها شده به مراتب بيشتر از توالي اوليه است و از نظر اشكال حياتي با هم تفاوت دارند. در مزارع متروكه،اولين گياهاني كه ديده مي شوند،معمولا از نوع علفهاي هرز يك ساله،علفهاي هرز دو ساله وسپس گياهان علفي پايا خصو صا اعضاي خانواده گندم هستند. در برخي نواحي مثل نواحي گرمسيري Oklehama يك مرحله علفي يك ساله مشخص (Aristida oliganta)ممكن است به خاطر پايين بودن سطح نيتروژن خاك،قبل از علفهاي پايا به وجود آيد. سپس چوبيهاي پايا به علفي هاي پايا افزوده     مي شود. در ابتدا اين چوبيها از نوع كامه فيتها هستند. سپس پيشگامها ودرختچه هاي درخت مانند( Arborescent)،درختان سريع الرشد آفتاب پسند اضافه مي شوند. البته شايان ذكر است كه نوع خاك،PH وسطح غذايي آن در تعيين نوع اشكال حياتي كه يكي پس از ديگري مي آيند،نقش دارد. مثلا در خاكهاي اسيدي و اوليگوتروفيك كامه فيتها و در مزوتروفيك فانروفيتها پس از علفها وارد منطقه مي شوند. پس از رسيدن به بلوغ و تشكيل تاج هاي به هم پيوسته،گياهان علفي حساس به سايه به خصوص Grasses از بين مي روند.به جاي اينها علفهاي مقاوم به سايه و حتي خزه ها ممكن است به وجود آيند.در همان زمان كه تاج ها به هم پيوسته است،گونه هاي درختي مقاوم به سايه به صورت نهال به اشكوب زيرين وارد مي شوند. درختان آفتاب پسند كه نمي توانند خود را احياء كنند(زيرا بذر آنها درسايه زير تاج خود قادر به رشد نيست)و از طرفي درختان سايه پسند زيرين با رشد كند خود،خود را به تاج درختان آفتاب پسند پيشگام مي رسانند وتاج آنها با هم همپوشاني مي كند. از اين به بعد سرعت رشد آنها به خاطر وجود نور بيش از حد مورد نياز شان كاهش مي يابد.

آخرين شكل حياتي كه به منطقه مي رسد،دارزيهاي آوند دار هستند.در جنگلهاي باراني گرمسيري هاوايي،خود دارزي هاي آوندي هم داراي توالي خاص خود هستند،به طوريكه ابتدا دارزيهاي جلبكي،خزه اي،سرخسي،علفهاي دارزي ونهايتا گياهان چوبي دارزي بذري،وارد مي شوند. اين دارزيها به صورت لايه لايه قرارمي گيرند.پيچنده هاي بالارونده معمولا در جنگلهاي باز جزو آخرين اشكال حياتي وارد شده هستند. اينها ممكن است با جلوگيري توليد مثل درختي(جلوگيري از خود احيايي)از به هم پيوستن تاج درختان ممانعت         كنند. آنها ممكن است به عنوان Nurse crop عمل كنند وبه گونه هاي درختي سايه پسند اجازه ورود و تاسيس بدهند.

اودوم از اين مطالعه نتيجه گرفت كه توالي ممكن است يك سري از مراحل متعادل همراه با اشكال حياتي غالب را در بر گيرد تا يك تغيير مداوم با تغييرات گونه ها .

هميشه توالي هاي ثانويه به جنگل ختم نمي شوند بلكه سرنوشت آن به اقليم منطقه و دوره اي بودن آشفتگي بستگي دارد. در اقليم هاي كوهستاني،بياباني وتوندرا آخرين مرحله جنگل نيست . تواليها در اين مناطق محدود بوده زيراتعداد كمي از اشكال حيات نسبت به شرايط محيط مقاوم است.

Egler دو الگو براي ورود گونه ها به منطقه را ارائه كرد:

·        Relay florstic: گونه ها همراه مراحل توالي مي آيند و بعد ناپديد مي شوند.

·        Initial florstic composion: تمام گونه ها اعم از آغازين و انتهايي وجود دارند و هريك در مرحله خاصي غالب مي شوند.

نقشه هاي توپوگرافي وعكسهاي هوايي: نقشه برداري ميداني به كمك عكس هاي هوايي ونقشه هاي توپوگرافي انجام مي شود. در طول چند دهه ي گذشته نقشه برداري ميداني با پيشرفت هاي وسيع در عكسبرداري هوايي آسان تر شده است. متداولترين كمكهاي نقشه برداري كه در دسترس است در پايين توضيح داده شده است.

1. نقشه هاي توپوگرافي: اينها بايد كم رنگ يا بي رنگ باشند وترجيحا مقياس آن ها بايد بزگتر از پوشش نهايي يا  Cite mapباشد.
2. عكسهاي هوايي موزاييك: عكسهاي هوايي ويژه اي هستند كه با سر هم كردن قسمتهاي سالم مركزي چندين عكس هوايي حاصل مي شود. معايب اينها از دست رفتن وضوح تصاوير فتوگرافيك(عكس هاي هوايي) است. زيرا از چندين عكس هوايي حاصل مي شوند . در نهايت از قسمتهاي مركزي به هم وصله شده عكسبرداري مي شود.
3. عكس هاي هوايي سياه وسفيد: اينها رايجترين استفاده از كمكهاي نقشه برداري است. مزاياي عمومي اينها، وضوح بيشتر و بنابراين شناسايي جزييات است.(در همان مقياس نسبت به 2) مزيت عمده ي اين عكسها احتمال استفاده جفتي آنها در استروسكوپي است.در اين حالت تصاوير به حالت سه بعدي ديده مي شوند. اين عكسها شناسايي تغييرات جزيي در توپوگرافي،ارتفاع نسبي درختان تحت شرايط خاص لايه بندي عمودي جنگلهاي باز رافراهم مي كنند. اگرتصاوير هوايي  در زير استروسكوپ ديده شوند،واضح تر شده وجزييات بيشتري ديده     مي شود.
4. عكسهاي هوايي مادون قرمز: اينها عكسهاي سياه وسفيد ي هستند كه با فيلترهاي مادون قرمز گرفته مي شوند.اين فيلترها تصاوير واضح تري از حدهاي(مرزهاي) پوششهاي گياهي ويژه فراهم مي كنند. علاوه براين،آنها ممكن است شناسايي تغييرات ريز درون واحدي(پوشش گياهي) مثل تفاوتهاي فتولوژيكي،مرگ درختان و... را امكان پذير سازند. براي تمايز بيشتر، الگوي عكسهاي سياه وسفيد به يك طيف رنگي با كنتراست بالا تبديل مي شوند،خصوصا اگر عكسبرداري با يك اسكنر انجام شود.

5.     عكسهاي هوايي رنگي: اينها مزاياي بيشتري نسبت به 3و4 دارند. ارائه كردن آنها آسان است و اغلب با نقشه چيزها همخواني(توازن)دارند.عكسهاي رنگي كه همزمان با فيلترهاي گوناگون گرفته مي شوند،مفيدتر هستند.

هنگام نقشه برداري عكسهاي رنگي،از بررسي استروسكوپي وضوح وجزييات بيشتري نسبت به بررسي(ديدن)يك عكس منفرد حاصل مي شود. مزيت بزرگ در استفاده از عكسهاي هوايي براي نقشه برداري ابتدا در سادگي نسبي كشيدن مرزهاي بين واحدهاي گياهي وثانيا سادگي در حفظ يكساني يا توازن نسبي واحدها در عرض تمام سطح نقشه است.اين مرزها به خوبي مستقيما بر روي عكسهاي هوايي كشيده مي شود.

در اغلب موارد تهيه ي نقشه نهايي از عكسهاي هوايي نوع 3و4و5 مستلزم حذف حواشي تك تك عكسهاي هوايي(Scale-distortion)است.انتقال مرزهاي واحدهاي گياهي از عكسهاي هوايي به نقشه توپوگرافي به صورت دستي انجام مي شود. اين عمل مي تواند با تهيه يك نقشه توپوگرافي كه از قبل داراي Countur lineو Majer landmark هستند،صورت گيرد. سپس مقياس نقشه توپوگرافي بامقياس قسمتهاي مركزي عكسهاي هوايي تطبيق داده مي شود. مرز پوششهاي گياهي به همان نقشه توپوگرافي يا تلق شفافي كه بر روي نقشه توپوگرافي گذاشته شده و با خطوط طرح و راهنماهاي اصلي مطابقت دارد،منتقل مي شود. بخشهاي حاشيه اي كنار گذاشته مي شوند وخطوط مرزي نهايتا به عكس هوايي بعدي متصل مي شود واين عمل تكرار مي شود. يك مزيت اين روش داشتن يك تلق شفاف داراي خطوط طرح كه قبل از نقشه برداري ميداني آماده شده است،مي باشد. اين روش انتقال مرزهاي عكسهاي هوايي به نقشه هاي توپوگرافي كاريست كه مي تواند توسط هر طراح(نقشه كشي)ماهري انجام شود اما كار وقت گيري است. از اين نظر،عكسهاي هوايي موزاييك به خاطر نياز نداشتن به انتقال، ايده آل هستند. واحدهاي گياهي كه توسط تركيب گونه اي مشخص مي شوند معمولا در عكسهاي هوايي به وضوح ديده نمي شوند.زيرا ساختارهاي قابل مشاهده در عكسهاي هوايي عمدتا با گونه هاي چيره ومرحله نموي آنها مشخص مي شوند. در نواحي غني از گياه مثل بخش هايي از از نواحي گرمسيري،الگوي عكسهاي هوايي ممكن است فقط به اشكال حياتي غالب كه حاوي چندين گونه وفاقد گونه غالب است،مربوط شود. در هر مورد لازم است نقشه برداري از عكس هوايي را با كارهاي زياد مزرعه اي همراه كنيم تا يك در جه بندي(Calibration)از تغييرات مزرعه اي يا الگوهاي جوامع گياهي با الگوهاي ديده شده در عكسهاي هوايي به دست آيد. بدون كارهاي ميداني وچك كردن گروههاي فراوان، يك نقشه مشتق شده از عكس هوايي ممكن است بي ارزش باشد. اگر فرد فقط نقشه توپوگرافي دارد،براي نقشه برداري،يك جهت يابي دقيق در روي زمين ممكن است باعث برخي مشكلات شود.اين مشكلات مي تواند با پيمودن راهنماهاي ويژه نقشه با استفاده از ميخ هاي چوبي وپياده روي در امتداد خطوط راهنما و فواصل شناخته شده حل شود.