نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی
تازه های تحقیق
عنوان مقاله English
نویسندگان English
Marine ecosystems are under increasing pressure from human activities and climate change, making effective monitoring more important than ever. Among the available tools, macrobenthic indicator species stand out as practical and reliable options for assessing environmental conditions in coastal and offshore waters. This review looks at what these organisms are, why they matter ecologically, and how they can be used in real-world monitoring programs. We cover the main taxonomic groups involved, including mollusks, crustaceans, annelids, echinoderms, and demersal fish, and discuss their specific roles in environmental assessment. Macrobenthic organisms work well as bioindicators for several reasons. They don't move around much, they live long enough to show cumulative effects, they respond clearly to environmental changes, and they build up pollutants in their tissues over time. These traits make them useful for judging habitat quality, tracking ecosystem health, and spotting potential problems before they get worse. Methods like IndVal, AMBI, and M-AMBI have helped make benthic assessments more reliable by adding quantitative rigor to what used to be mostly descriptive work. The literature shows that different groups serve different purposes. Polychaetas like Capitella capitata and Heteromastus filiformis are well known as signs of organic enrichment and sediment contamination. Filter-feeding bivalves are good for long-term heavy metal monitoring because they concentrate contaminants in their tissues. Amphipods respond quickly to sediment toxicity, while echinoderm larvae are sensitive to various stressors. Demersal fish add another layer by accumulating pollutants at higher positions in the food web. What makes this review different is that it brings together ecological perspectives on macrobenthic indicators while also pointing out how newer biotechnological tools could improve species identification and monitoring accuracy. Putting together regional databases of these species would make future work easier and help build more effective conservation strategies. The review also highlights that while these methods are widely used, there's still room for improvement in how species are selected and how results are interpreted across different regions.
کلیدواژه‌ها English
مقدمه
با توسعه سریع جوامع بشری و افزایش فشارهای ناشی از فعالیت‌های انسانی، تأثیرات منفی بر محیط‌زیست به‌ویژه در اکوسیستم‌های دریایی به‌طور چشمگیری افزایش یافته است. بر اساس مطالعات مختلف، تقریباً تمامی بوم‌سازگان‌های دریایی در حال حاضر تحت تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم این فعالیت‌ها قرار دارند (Halpern et al., 2008). تقریباً نیمی از محیط دریایی با استرس‌های مختلفی مانند اسیدی شدن اقیانوس‌ها، آلودگی‌های مختلف، کم‌اکسیژنی دائمی یا فصلی، صید بی‌رویه و تخریب زیستگاه‌ها روبه‌رو است (Halpern et al., 2015). این فشارهای محیطی نه تنها به کاهش تنوع زیستی و اختلال در عملکرد اکوسیستم‌ها منجر شده، بلکه توانایی آنها را برای مقابله با تغییرات اقلیمی نیز محدود کرده است. با افزایش نیاز به حفاظت از اکوسیستم‌های دریایی، پایش دقیق وضعیت محیطی آنها اهمیت بیشتری یافته است. یکی از روش‌های مؤثر در این زمینه، استفاده از گونه‌های شاخص ماکروبنتیک است که به‌دلیل حساسیت بالا به تغییرات فیزیکی و شیمیایی، می‌توانند تغییرات اکوسیستمی و اثرات آلاینده‌ها را بهتر از روش‌های شیمیایی نمایان سازند (Gislason et al., 2017). برخلاف ارزیابی‌های شیمیایی که تنها به سنجش غلظت آلاینده‌ها محدودند و قادر به شبیه‌سازی اثرات بلندمدت و ترکیبی نیستند (Coutellec & Barata, 2013)، ارزیابی زیستی با بهره‌گیری از این گونه‌ها می‌تواند کیفیت زیستگاه و وضعیت کلی اکوسیستم را در طول زمان منعکس کند. همچنین، از طریق بررسی تجمع زیستی و روندهای انباشت آلودگی، امکان پیش‌بینی تهدیدات آینده نیز فراهم می‌شود (Geng et al., 2019).
در میان گروه‌های مختلف موجودات دریایی، درشت‌کفزیان[1] به دلیل تنوع زیستی بالا، فراوانی و حساسیت به تغییرات محیطی از جمله شاخص‌های بارز برای ارزیابی اکولوژیکی به‌شمار می‌آیند (De Cáceres et al., 2010; Bendtsen & Hansen, 2013). ماکروبنتوزها، گروهی از جانوران آبزی هستند که در تمام یا بخشی از چرخه زندگی خود در بستر دریا یا رسوبات زیست می‌کنند. بر اساس یک تعریف رایج، آن دسته از موجوداتی که از توری با چشمه 5/0 میلی‌متر عبور نمی‌کنند، به عنوان ماکروبنتوز شناخته می‌شوند. این گروه بخشی کلیدی از اکوسیستم‌های دریایی محسوب می‌شوند، زیرا از طریق فعالیت‌هایی مانند تغذیه، حفر تونل و ساخت لوله‌ها، ساختار فیزیکی رسوبات را دگرگون می‌کنند. تولید مواد مخاطی و تغییر در زبری یا نرمی بستر باعث دگرگونی در توپوگرافی موضعی، ساختار اولیه رسوبات و ویژگی‌های زیستی میکروارگانیسم‌های همراه می‌شود که در نهایت ترکیب مواد مغذی محیط دریایی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. همچنین، جوامع ماکروبنتیک نقش مهمی در چرخه‌های ژئوشیمیایی عناصر کلیدی مانند کربن، نیتروژن و گوگرد ایفا می‌کنند. آنها منبع اصلی تغذیه برای جانوران کفزی و حتی گونه‌های موجود در کل ستون آب هستند و از طریق فعالیت‌هایی مانند تغذیه و شکار، در ایجاد ساختار و عملکرد اکوسیستم دریایی مشارکت می‌کنند (Liu et al., 2007 Liu et al., 2009). برای نمونه، میانگین زی‌توده سالانه ماکروبنتوزها در دریای زرد شمالی به 66/99 گرم بر متر مربع می‌رسد که نشان‌دهنده میزان بالای تولید ثانویه و تنوع زیستی بالای آنها است. در منطقه دریای زرد و دریای بوهای، تاکنون حداقل 10 رده و 800 گونه از ماکروبنتوزها شناسایی شده‌اند (Xu & Li, 2021).
این گونه‌ها به‌طور خاص در برابر تغییرات فیزیکی محیطی، مانند تغییرات در ترکیب بستر و شرایط اکسیژنی، واکنش‌های خاصی نشان می‌دهند که می‌تواند به‌طور مستقیم به تغییرات کیفیت محیط اشاره کند. بررسی پاسخ‌های آنها در مراحل مختلف زندگی، از لاروهای پلانکتونی تا موجودات بالغ، می‌تواند به ما کمک کند تا تأثیرات سریع و بلندمدت تغییرات محیطی بر اکوسیستم‌های دریایی را شبیه‌سازی کنیم. به‌عنوان مثال، مرحله لاروی پلانکتونی که به‌شدت به شرایط هیدرودینامیکی و سطوح اکسیژن حساس است، می‌تواند اطلاعات مفیدی درباره پراکنش و استقرار موفقیت‌آمیز جمعیت‌ها و در نتیجه وضعیت عمومی اکوسیستم‌های دریایی فراهم کند (Bendtsen & Hansen, 2013). از سوی دیگر، مرحله بالغ این گونه‌ها نشان‌دهنده تغییرات بلندمدت در کیفیت زیستگاه‌ها و دسترسی به منابع محیطی است. به این معنا که تغییرات در توزیع و فراوانی درشت‌کفزیان می‌تواند نشانه‌هایی از تغییرات پایدار در کیفیت اکوسیستم‌ها باشد. این ویژگی‌ها موجب می‌شود که درشت‌کفزیان به‌عنوان ابزارهایی مهم برای پیش‌بینی و پایش وضعیت اکولوژیکی در دریاها مورد توجه قرار گیرند (Leonardsson et al., 2009). در واقع، توجه به این ویژگی‌ها و ارزیابی‌های زیستی مبتنی بر گونه‌های شاخص می‌تواند در مدیریت بهتر منابع دریایی و حفاظت از این اکوسیستم‌ها مؤثر واقع شود.
حیات‌وحش ماکروبنتیک به‌دلیل ایفای نقش‌های کلیدی در عملکرد اکوسیستم‌های دریایی، از جمله چرخه مواد مغذی، تجزیه و متابولیسم آلاینده‌ها، تولید زیست‌توده ثانویه، و همچنین نقش آنها به‌عنوان حلقه‌ای مهم در زنجیره غذایی، از اهمیت بالایی برخوردار است (Wang et al., 2021). ساختار و تنوع این جوامع کفزی، به شدت تحت تأثیر عوامل محیطی مانند اندازه ذرات رسوب، میزان مواد آلی، عمق و شوری قرار دارد، که هر یک به‌طور مستقیم می‌توانند پویایی جمعیت آنها را در مقیاس‌های فضایی مختلف تغییر دهند ( Khedhri et al., 2016;Ellis et al., 2017). با این حال، یکی از متغیرهای مهمی که در بسیاری از مطالعات مورد غفلت قرار گرفته، فشارهای انسان‌زاد است؛ عواملی مانند آلودگی، ساخت‌وساز ساحلی و بهره‌برداری بی‌رویه، که می‌توانند به‌طور مستقیم ترکیب، عملکرد و حتی مقاومت جوامع ماکروبنتیک را تغییر دهند. درک بهتر این تأثیرات انسان‌زاد، به‌ویژه در کنار متغیرهای طبیعی، می‌تواند تصویر دقیق‌تری از وضعیت واقعی اکوسیستم‌های کفزی ارائه داده و در طراحی راهبردهای مدیریتی مؤثرتر برای حفاظت از تنوع زیستی دریایی مفید باشد (Alsaffar et al., 2019).
ماکروبنتوز مانند کرم‌های پرتار، نرمتنان و سخت‌پوستان، به‌دلیل سکونت در بستر دریا و حساسیت بالا به تغییرات محیطی، از دیرباز به‌عنوان شاخص‌های زیستی برای پایش وضعیت اکولوژیکی دریاها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. بیشتر این جانداران دارای زندگی کم‌تحرک یا ساکن هستند و به سرعت به آلودگی‌ها یا آشفتگی‌های محیطی پاسخ می‌دهند. تغییرات در تعداد و فراوانی این گونه‌ها می‌تواند اطلاعات دقیقی درباره میزان تخریب یا فشار وارده بر اکوسیستم کف دریا ارائه دهد (Martin et al., 2019).
تاریخچه استفاده از گونه‌های شاخص در ارزیابی زیست‌محیطی به اوایل قرن بیستم بازمی‌گردد؛ زمانی که Kolkwitz و Marsson مفهوم استفاده از حضور و فراوانی گونه‌ها برای ارزیابی آلودگی را مطرح کردند. این رویکرد به‌تدریج از ارزیابی کیفی حضور یا عدم حضور گونه‌ها به سمت تحلیل کمی پاسخ جوامع زیستی در برابر فشارهای محیطی توسعه یافت. در محیط‌های دریایی نیز استفاده از ماکروبنتوزها، به‌ویژه پرتاران، برای ارزیابی غنی‌شدگی آلی و کیفیت رسوبات گسترش پیدا کرد. با پیشرفت روش‌های آماری، رویکردهای طبقه‌بندی و تحلیل گونه‌های شاخص توسعه یافتند و در نهایت روش تحلیل ارزش شاخص (IndVal) توسط Dufrêne و Legendre (1997) چارچوبی کمی برای شناسایی گونه‌های مرتبط با گروه‌ها یا شرایط محیطی مشخص فراهم کرد. امروزه، این رویکردها در کنار شاخص‌های چندمتغیره‌ای مانند AMBI و M-AMBI برای ارزیابی کیفیت اکولوژیک و پایش تغییرات محیطی در اکوسیستم‌های دریایی به کار می‌روند. بنابراین، روند تاریخی این حوزه نشان‌دهنده گذار از استفاده ساده از گونه‌ها به سمت روش‌های کمی و چندمتغیره است که امکان ارزیابی دقیق‌تر پاسخ جوامع ماکروبنتیک به فشارهای محیطی را فراهم می‌کنند.
استفاده از گونه‌های شاخص در ارزیابی آلودگی‌های محیطی به اوایل قرن بیستم بازمی‌گردد؛ زمانی که Kolkwitz و Marsson با تهیه فهرست‌هایی از گونه‌های مرتبط با آلودگی آب، حضور یا عدم حضور گونه‌ها را به‌عنوان معیاری برای ارزیابی کیفیت محیط پیشنهاد کردند (Kolkwitz & Marsson, 1908, 1909). این رویکرد به تدریج به توسعه سامانه‌های زیستی ارزیابی کیفیت آب و شکل‌گیری مفهوم «گونه‌های شاخص» منجر شد (Keup et al., 1967). متعاقباً، استفاده از گونه‌های حساس به آلودگی آلی و همچنین گونه‌های مقاوم و فرصت‌طلب، از جمله پرتاران جنس Capitella در محیط‌های دریایی، گسترش یافته است. در همین حال، افزایش فراوانی گونه‌های مقاوم و فرصت‌طلب مانند Capitella بیشتر به عنوان نشانه‌ای از غنی‌سازی آلی و اختلال محیطی تفسیر می‌شود و نباید به عنوان شاخص مستقیم سلامت اکوسیستم در نظر گرفته شود (Reish, 1985). با توسعه روش‌های ارزیابی زیستی، تمرکز از شناسایی کیفی گونه‌های حساس به سمت بررسی کمی فراوانی و وقوع گونه‌ها و مقایسه جوامع بین مناطق شاهد و تحت تأثیر تغییر یافت (Mcarthur et al., 2010; Bustos-Baez & Frid, 2003). در این روند، روش TWINSPAN در سال 1979 برای طبقه‌بندی جوامع زیستی توسعه یافت (Hill, 1979) و سپس روش تحلیل گونه‌های شاخص (ISA) و شاخص IndVal با ترکیب فراوانی و میزان وقوع گونه‌ها، چارچوبی کمی برای شناسایی گونه‌های شاخص فراهم کردند (Dufrene & Legendre, 1997). این تحول تاریخی نشان‌دهنده گذار از استفاده ساده از حضور یا عدم حضور گونه‌ها به سوی روش‌های کمی و تحلیلی برای شناسایی گونه‌های شاخص و ارزیابی پاسخ جوامع زیستی به تغییرات محیطی است.
امروزه، گونه‌های شاخص در ارزیابی زیستگاه، پایش تغییرات محیطی و شناسایی زودهنگام اختلالات اکولوژیک کاربرد گسترده‌ای دارند و توجه علمی به این رویکرد نیز افزایش یافته است (Siddig et al., 2016; Gallo et al., 2014). با وجود این، محدودیت‌ها و مزایا و معایب کاربرد گونه‌های شاخص کمتر از جنبه‌های کاربردی آن بررسی شده است (Siddig et al., 2016). در میان گروه‌های زیستی، ماکروبنتوزها به دلیل تحرک محدود، وابستگی به زیستگاه و پاسخ مستقیم به تغییرات محیطی، ابزار مناسبی برای پایش اکولوژیک محسوب می‌شوند و استفاده از جوامع بنتیک در برنامه‌های پایش محیطی و ارزیابی سلامت اکوسیستم‌های ساحلی توسعه یافته است (ISO, 1979; Xu & Li, 2021).
علیرغم افزایش استفاده از ماکروبنتوزها و گونه‌های شاخص در ارزیابی وضعیت اکولوژیکی محیط‌های دریایی، مطالعات قبلی عمدتاً بر روی یک گروه طبقه‌بندی واحد، یک نوع فشار محیطی، یک منطقه جغرافیایی یا یک شاخص بیولوژیکی خاص متمرکز بوده‌اند. به عنوان مثال، برخی از مطالعات بر پاسخ ماکروبنتوزها به غنی‌سازی آلی و اوتریفیکاسیون، برخی بر تجمع فلزات سنگین در نرمتنان و برخی دیگر بر استفاده از شاخص‌هایی مانند AMBI و M-AMBI در ارزیابی کیفیت اکولوژیکی تمرکز کرده‌اند. اگرچه این مطالعات اطلاعات ارزشمندی ارائه داده‌اند، اما نتایج آنها به صورت پراکنده ارائه شده است و رابطه بین ویژگی‌های گونه‌های شاخص، نوع فشار محیطی، پاسخ جوامع ماکروبنتوز و قابلیت استفاده از شاخص‌های بیولوژیکی در یک چارچوب منسجم کمتر به خوبی خلاصه شده است. همچنین، تفاوت در پاسخ گونه‌های شاخص در مناطق جغرافیایی مختلف و تأثیر عوامل طبیعی مانند دما، عمق، نوع رسوب و ویژگی‌های هیدرودینامیکی بر عملکرد شاخص‌های بیولوژیکی، نشان دهنده نیاز به بررسی و مقایسه همزمان مطالعات انجام شده است. بنابراین، شکاف اصلی، فقدان یک خلاصه یکپارچه از کاربرد گونه‌ها و جوامع شاخص ماکروبنتوز، فشارهای محیطی مرتبط با آنها، شاخص‌های مورد استفاده، قابلیت‌ها و محدودیت‌های هر رویکرد و الزامات استفاده از این ابزارها در برنامه‌های پایش محیطی است.
بر این اساس، هدف این مطالعه بررسی و تحلیل مطالعات انجام شده در مورد استفاده از گونه‌ها و جوامع ماکروبنتوز به عنوان شاخص‌های زیستی در ارزیابی و پایش وضعیت اکولوژیکی اکوسیستم‌های دریایی و ساحلی است. در این راستا، گروه‌های اصلی ماکروبنتوز، شامل پرتاران، نرمتنان، سخت‌پوستان، خارپوستان و ماهیان کفزی، از نظر پاسخ آنها به فشارهای محیطی و کاربرد آنها در پایش محیطی بررسی می‌شوند. همچنین، مطالعات انجام شده در مورد استفاده از گونه‌های شاخص در شناسایی غنی‌سازی آلی، آلودگی فلزات سنگین، سمیت رسوبات، یوتریفیکاسیون، تغییرات در ساختار جوامع کفزی و سایر فشارهای انسانی بررسی و مقایسه می‌شوند. علاوه بر این، هدف از مطالعه حاضر، بررسی رویکردها و شاخص‌های مورد استفاده برای شناسایی و ارزیابی گونه‌های شاخص، از جمله IndVal، AMBI و M-AMBI، و شناسایی مزایا، محدودیت‌ها و چالش‌های کاربرد آنها در پایش اکوسیستم‌های دریایی است. در نهایت، با جمع‌بندی یافته‌های مطالعات قبلی، تلاش شده است تا مهم‌ترین شکاف‌های تحقیقاتی و نیازهای موجود برای توسعه روش‌های دقیق‌تر، بومی‌سازی شاخص‌ها، ادغام داده‌های زیستی و محیطی و طراحی برنامه‌های پایش بلندمدت شناسایی شود. بر این اساس، این مقاله می‌تواند چارچوبی برای انتخاب و کاربرد مناسب گونه‌ها و جوامع ماکروبنتوز در ارزیابی سلامت اکوسیستم‌های دریایی ارائه دهد و جهت تحقیقات آینده را تعیین کند.
روششناسی پژوهش
این مطالعه به‌صورت مروری انجام شده است و هدف آن بررسی و تحلیل مقالات و پژوهش‌های خارجی در زمینه کاربرد گونه‌های شاخص ماکروبنتیک در ارزیابی و پایش محیط‌های دریایی می‌باشد. برای این منظور، مقالات علمی منتشر شده در پایگاه‌های معتبر مانند Google Scholar، Scopus، Web of Science، ResearchGate بررسی شدند. معیارهای انتخاب مقالات شامل کیفیت علمی بالا، انتشار در مجلات معتبر با شاخص تأثیر بالا، و پوشش جامع در زمینه‌های بوم‌شناسی دریایی و ارزیابی سلامت اکوسیستم‌ها بود. فرایند جستجو از طریق استفاده از کلیدواژه‌های مرتبط مانند "indicator species", "macrobenthos", "marine ecosystem monitoring", "ecological indicators", و "benthic community structure" انجام گرفت. مقالاتی که بیشترین ارتباط با موضوع تحقیق داشته و در زمینه‌های ارزیابی اکولوژیکی و پایش تغییرات زیست‌محیطی براساس گونه‌های شاخص فعالیت کرده بودند، انتخاب شدند. پس از گردآوری مقالات مرتبط، اطلاعات استخراج شده و دسته‌بندی شدند تا روندهای اصلی و یافته‌های مشترک در این مطالعات شناسایی گردد. در نهایت، مقاله حاضر به‌منظور ایجاد یک بینش جامع و هماهنگ، نتایج بدست‌آمده از تحقیقات مختلف را تجزیه و تحلیل کرده و به بحث درباره چالش‌های موجود و فرصت‌های پیش‌رو در این حوزه پرداخته‌است. جست‌وجوی منابع، مطالعات منتشرشده از سال 1902 تا پایان سال 2025 را دربر گرفت و با هدف پوشش روند تاریخی شکل‌گیری مفهوم گونه‌های شاخص و همچنین جدیدترین پژوهش‌های مرتبط با کاربرد ماکروبنتوزها در پایش زیست‌محیطی انجام شد. مطالعات انتخاب‌شده بر اساس گروه طبقه‌بندی، نوع فشار محیطی، پاسخ زیستی، منطقه جغرافیایی و شاخص یا روش مورد استفاده، بررسی و کدگذاری شدند. سپس، یافتهها با استفاده از رویکرد سنتز روایی و مقایسه کیفی-موضوعی، در محورهای اصلی کاربرد ماکروبنتوزها در پایش و ارزیابی وضعیت اکولوژیکی، دسته‌بندی و تحلیل شدند. به دلیل ناهمگونی مطالعات، متاآنالیز آماری انجام نشد.
این مطالعه، یک مطالعه مروری با دامنه جغرافیایی بین‌المللی است و به بررسی و تحلیل مطالعات منتشر شده از مناطق مختلف دریایی و ساحلی جهان، بدون محدود شدن به یک منطقه جغرافیایی خاص، می‌پردازد. هدف از این رویکرد، مقایسه واکنش گونه‌ها و جوامع ماکروبنتیک در شرایط محیطی و جغرافیایی مختلف و شناسایی الگوهای قابل تعمیم در کاربرد آنها به عنوان شاخص‌های زیستی است. در این میان، مطالعات انجام شده در مناطق مختلف از جمله دریای زرد، دریای بوهای، دریای سیاه، سواحل اروپا و سایر مناطق ساحلی به عنوان مطالعات موردی در این بررسی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. با توجه به اهمیت دریای عمان و خلیج فارس برای پایش محیط زیست در ایران، یافته‌های این مطالعات نیز در بخش پیشنهادات و مسیرهای تحقیقاتی آینده از منظر قابلیت بومی‌سازی و کاربرد منطقه‌ای مورد توجه قرار گرفته است.
یافتهها و بحث
بر اساس خلاصه مطالعات بررسی شده، انتخاب یک گونه یا جامعه شاخص ماکروبنتوزی می‌تواند در قالب یک چارچوب چند معیاره در نظر گرفته شود. در این چارچوب، ابتدا باید رابطه گونه یا جامعه با فشار محیطی مورد نظر تعیین شود؛ سپس حساسیت یا تحمل آن به فشار، میزان پایداری پاسخ، فراوانی و قابلیت تشخیص آن و همچنین وابستگی پاسخ به شرایط طبیعی منطقه مانند نوع رسوب، عمق، دما، شوری و اکسیژن ارزیابی می‌شود. در مرحله بعد، توانایی استفاده از گونه یا جامعه مورد نظر برای تمایز شرایط مرجع از مناطق تحت تأثیر و سازگاری آن با شاخص‌های کمی مانند IndVal، AMBI و M-AMBI بررسی می‌شود. بنابراین، انتخاب یک گونه شاخص نباید صرفاً بر اساس فراوانی یا حضور یک گونه باشد، بلکه باید بر اساس ترکیبی از ویژگی‌های زیستی، پاسخ اکولوژیکی، شرایط محیطی و قابلیت کاربرد آن در برنامه پایش باشد.
روش‌های مبتنی بر گونه‌های شاخص می‌توانند ابزارهای مؤثری برای ارزیابی وضعیت اکولوژیکی اکوسیستم‌های دریایی باشند و امکان تجزیه و تحلیل رابطه بین گونه‌ها و شرایط محیطی را فراهم کنند. یکی از روش‌های مهم در این زمینه، روش IndVal است که برای شناسایی گونه‌هایی که رابطه خاصی با زیستگاه‌ها، شرایط محیطی یا گروه‌های مورد مطالعه دارند، استفاده می‌شود. این روش با ترکیب فراوانی نسبی و حضور گونه‌ها، میزان ارتباط یک گونه با یک شرایط یا گروه محیطی خاص را تعیین می‌کند (Dufrêne & Legendre, 1997). بنابراین، شناسایی یک گونه توسط IndVal لزوماً به معنای آن نیست که آن یک "شاخص سلامت اکوسیستم" است، بلکه به این معنی است که حضور یا فراوانی آن با یک شرایط یا وضعیت محیطی خاص مرتبط است. به عنوان مثال، برخی مطالعات نشان داده‌اند که Heteromastus filiformis وCapitella capitata با محیط‌های غنی از مواد آلی و رسوبات تحت تنش مرتبط هستند. با توجه به تحمل آنها در برابر شرایط نامساعد و توانایی سازگاری با محیط‌های غنی از مواد آلی، این گونه‌ها اغلب به عنوان گونه‌های مقاوم یا فرصت‌طلب و نشانه‌ای از استرس یا اختلال محیطی تعبیر می‌شوند و نباید به عنوان شاخص مستقیم سلامت اکوسیستم در نظر گرفته شوند (Zhang et al., 2012). بنابراین، استفاده از IndVal باید با توجه به جهت و ماهیت پاسخ گونه و همراه با سایر اطلاعات بیولوژیکی و محیطی انجام شود تا از تفسیر نادرست یک گونه مقاوم یا فرصت‌طلب به عنوان شاخص سلامت اکوسیستم جلوگیری شود (Antonelli et al., 2016).
نتایج بررسی حاضر نشان می‌دهد که گروه‌های مختلف ماکروبنتوز، از جمله پرتاران، خارپوستان، نرمتنان، سخت‌پوستان و ماهیان کفزی، به‌طور مؤثری به عنوان گونه‌های شاخص در پایش زیست‌محیطی دریاها مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از پرتاران، به ویژه گونه‌های مقاوم و فرصت‌طلب مانند Capitella capitata و Heteromastus filiformis، با شرایط نامساعد و غنی‌سازی آلی رسوبات مرتبط هستند و افزایش فراوانی آنها می‌تواند نشان‌دهنده افزایش استرس یا آشفتگی محیطی باشد. بنابراین، این گونه‌ها نباید به عنوان شاخص‌های مستقیم سلامت اکوسیستم در نظر گرفته شوند، بلکه حضور یا افزایش فراوانی آنها به عنوان نشانه‌ای از شرایط استرس‌زا، آشفتگی یا آلودگی آلی تفسیر می‌شود (Dean, 2015; Ito et al., 2016; Nasi et al., 2018; Sobczyk et al., 2021). خارپوستان[2] به‌ویژه در مراحل لاروی نسبت به تغییرات کیفی محیط زیست دریایی و آلاینده‌های مختلف بسیار حساس هستند. در مقابل، بسیاری از خارپوستان، و به ویژه مراحل لاروی آنها، به برخی از آلاینده‌ها و تغییرات محیطی حساس هستند؛ بنابراین، کاهش بقا، فراوانی یا موفقیت رشد آنها می‌تواند در برخی شرایط به عنوان نشانه‌ای از افزایش فشار محیطی یا کاهش کیفیت زیستگاه تفسیر شود (Rakaj et al., 2021). همچنین، مرجان‌سانان[3] مانند شقایق‌های دریایی نیز به دلیل پاسخ‌دهی به آلاینده‌هایی نظیر هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای (PAHs) و فلزات سنگین، در پایش آلودگی و تغییرات کیفیت زیست‌محیطی اهمیت دارند (Gadelha et al., 2013). نرمتنان[4]، به‌ویژه دوکفه‌ای‌ها مانند صدف‌های سیاه و صدف‌های خوراکی، با توانایی تغذیه فیلتری و انباشت تدریجی آلاینده‌ها در بافت، ابزار مناسبی برای پایش بلندمدت آلودگی فلزات سنگین در محیط‌های دریایی محسوب می‌شوند. تغییرات در ساختار و تنوع جامعه این گروه اغلب به عنوان شاخصی از تخریب کیفیت آب و رسوبات در نظر گرفته می‌شود (Gérard & Lance, 2019; Liu et al., 2023). در میان سخت‌پوستان[5]، دوجورپایان[6] به دلیل زیست کفزی، چرخه زندگی کوتاه و حساسیت بالا به آلاینده‌ها، شاخص‌های مفیدی برای ارزیابی سمیت رسوبات و آلودگی آلی شناخته شده‌اند. با این حال، اثربخشی آنها اغلب محدود به مناطقی است که اطلاعات کافی از تاکسونومی و بوم‌شناسی آنها در دسترس است (Podlesińska & Dąbrowska, 2019). ماهیان کفزی[7] به دلیل قرارگیری در سطوح بالاتر زنجیره غذایی و توانایی تجمع زیستی آلاینده‌ها به‌ویژه فلزات سنگین، همچون روی در بافت‌هایی مانند کبد، برای پایش آلودگی زیست‌محیطی مفید هستند (de la Vega et al., 2023).
در کنار تحلیل گروه‌های زیستی، بررسی واژگان و مفاهیم به کار رفته برای گونه‌های شاخص نشان داد که اصطلاحاتی چون «نشانگر زیستی» و «پایشگر زیستی» گرچه به‌طور گسترده و گاه به‌جای یکدیگر به کار می‌روند، اما ممکن است تفاوت‌های مفهومی وابسته به بستر پژوهشی داشته باشند (Burger, 2006). این ابهام در کاربرد، بر اهمیت تعریف دقیق و هماهنگ این مفاهیم در مطالعات بعدی می‌افزاید.
گونه‌های شاخص ماکروبنتیک به‌دلیل ویژگی‌هایی چون تحرک محدود، طول عمر بالا، حساسیت محیطی و توانایی در تجمع زیستی آلاینده‌ها، ابزارهایی مؤثر برای پایش بلندمدت اکوسیستم‌های دریایی هستند. این گونه‌ها می‌توانند هم تغییرات ناگهانی و هم روندهای تدریجی تخریب زیستگاه را نمایان کنند. با این حال، چالش‌هایی مانند نبود معیارهای علمی برای انتخاب گونه‌ها، پیچیدگی‌های زیستی درون جامعه ماکروبنتیک، و دشواری تمایز میان تغییرات انسانی و طبیعی، ممکن است تحلیل‌ها را با خطا مواجه کند. برای افزایش دقت، استفاده از داده‌های محلی، فهرست‌های به‌روز و رویکردهای چندرشته‌ای ضروری است. در صورت طراحی صحیح، بهره‌گیری از این گونه‌ها می‌تواند چارچوبی علمی و کاربردی برای ارزیابی سلامت اکوسیستم‌های دریایی و مدیریت آنها در برابر تهدیدات محیطی و تغییرات اقلیمی فراهم آورد (Carvalho et al., 2017; Bouchet et al., 2018).
حفاظت از زیستگاه‌های طبیعی برای حفظ عملکرد و پایداری اکوسیستم‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. موفقیت برنامه‌های حفاظتی به‌شدت وابسته به شناسایی و حفاظت از زیستگاه‌هایی است که به‌عنوان مخازن تنوع زیستی عمل کرده و برای عملکرد اکوسیستم‌ها ضروری هستند. در این راستا، پس از شناسایی زیستگاه‌ها، می‌توان آنها را به‌منظور توسعه برنامه‌های پایش استفاده کرد. یکی از چالش‌های عمده در تعریف زیستگاه‌ها، به‌ویژه در زیستگاه‌های نرم‌بستر دریایی، به‌دلیل تغییرات مستمر و دینامیک این محیط‌هاست. این چالش‌ها اغلب به ویژگی‌های رسوبی و محیط‌های بیولوژیکی مرتبط هستند و استفاده صرف از شاخص‌های غیرزیستی ممکن است به نتایج نادرستی منجر شود (Mcarthur et al., 2010). بنابراین، در این‌گونه زیستگاه‌ها، تعاملات پیچیده گونه‌ها و محیط باید در نظر گرفته شود تا بتوان زیستگاه‌ها را به‌طور دقیق تعریف کرد (Fonseca & Gallucci, 2016). در این راستا، استفاده از گونه‌های شاخص می‌تواند به تسهیل برنامه‌های پایش کمک کند. از آن‌جایی که گونه‌های شاخص قادرند وضعیت زیستگاه‌ها را با دقت بیشتری نمایان کنند، شناسایی این گونه‌ها و تعیین روابط آنها با ویژگی‌های زیست‌محیطی برای حفظ و مدیریت این اکوسیستم‌ها حائز اهمیت است. به‌منظور پایش و حفاظت مؤثر از زیستگاه‌های نرم‌بستر دریایی، چارچوبی ترکیبی از روش‌های آماری و رویکرد گونه‌های شاخص پیشنهاد شده است (Checon et al., 2018).
گونه‌های شاخص ماکروبنتیک به دلیل حساسیت بالا به آلودگی، ابزار مؤثری در پایش محیط‌های دریایی هستند و می‌توانند تغییرات زیست‌محیطی را از طریق حضور یا غیاب خود نشان دهند. با این حال، انتخاب ناآگاهانه و بدون داده‌های بلندمدت از این گونه‌ها ممکن است به نتایج نادرست و تفسیرهای اشتباه منجر شود. واکنش گونه‌ها به آلودگی در مناطق مختلف می‌تواند متغیر باشد و تنها برخی گونه‌ها، مانند Abra alba و Amphiura filiformis، پیوستگی مشخصی با آلودگی دارند (Bustos-Baez & Frid, 2003). بنابراین، استفاده دقیق و مبتنی بر داده‌های محلی و به‌روز از گونه‌های شاخص برای دستیابی به ارزیابی‌های قابل‌اعتماد ضروری است. گونه‌های شاخص ماکروبنتیک، مانند Bellamya purificata و Radix auricularia، به‌دلیل واکنش سریع و حساس به تغییرات زیست‌محیطی از جمله آلودگی و نوسانات دمایی، نقش کلیدی در پایش سلامت اکوسیستم‌های دریایی ایفا می‌کنند. مطالعات نشان داده‌اند که فاکتورهایی مانند عمق آب، میزان رطوبت رسوبات و حضور گیاهان آبی بر رشد و پراکنش این گونه‌ها تأثیر می‌گذارند. به‌ویژه، گیاهان غوطه‌ور می‌توانند با فراهم‌سازی زیستگاه مناسب، به بهبود شرایط زیستی و افزایش تراکم گونه‌هایی نظیر Radix auricularia کمک کنند، در حالی‌که کاهش کیفیت ورودی آب می‌تواند باعث افت جمعیت گونه‌هایی مانند Bellamya purificata شود. این یافتهها تأکید می‌کنند که احیای زیستگاه‌های آبی، به‌ویژه از طریق بازسازی پوشش گیاهی، نه‌تنها موجب ارتقاء تنوع زیستی می‌شود، بلکه ابزار مؤثری برای مدیریت و بهبود کیفیت اکولوژیکی دریاچه‌ها و رودخانه‌ها به شمار می‌آید (Yang et al., 2024).
در اکوسیستم‌های گرمسیری که با تنوع زیستی بالا و تهدیدات زیست‌محیطی گسترده روبه‌رو هستند، ماکروبنتوزها به‌ویژه به‌عنوان شاخص‌های زیستی حساس برای پایش وضعیت اکوسیستم‌های آبی و دریایی اهمیت دارند. در این مناطق، گروه‌هایی مانند Polychaeta، Gastropoda و Bivalvia غالب‌اند و ترکیب و ساختار آنها به‌شدت تحت تأثیر عواملی نظیر بافت رسوب، میزان شوری، و الگوهای جزر و مد قرار دارد. در نواحی بین‌مدی، زوناسیون گونه‌ای بر اساس ارتفاع جزر و مد مشخص می‌شود و تنوع گونه‌ای در مناطق پایین‌تر بیشتر است. بررسی‌ها نشان داده‌اند که فعالیت‌های انسانی و آلودگی‌های ناشی از شهرنشینی منجر به کاهش غنای زیستی و تغییر ترکیب جوامع زیستی شده‌اند. همچنین، در دوره‌های غیرموسمی تنوع و عملکرد ماکروبنتیک بهبود می‌یابد. برخی خانواده‌ها مانند Spionidae و Cossuridae که توان تحمل شرایط هیپوکسی را دارند، در مناطق دچار کم‌اکسیژنی فراوانی بیشتری دارند و می‌توانند به‌عنوان نشانه‌هایی از اختلالات اکولوژیکی در این نواحی عمل کنند (Sukumaran et al., 2021).
توسعه استفاده از گونه‌های شاخص در ارزیابی وضعیت زیست‌محیطی، روندی را نشان می‌دهد که از مشاهده ساده حضور یا عدم حضور گونه‌ها در مکان‌های نمونه‌برداری به ابزارهای پیچیده‌تری مانند تحلیل‌های چند متغیره و شاخص‌های کمی گسترش یافته است. همانطور که در مطالعات مختلف اشاره شده است، گونه‌ها و جوامع ماکروبنتوز می‌توانند به عنوان ابزارهای مفیدی برای ردیابی تغییرات زیست‌محیطی و اثرات آلودگی عمل کنند و پاسخ‌های آنها در مراحل مختلف چرخه زندگی، از مراحل لاروی تا بزرگسالی، می‌تواند اطلاعات متفاوتی در مورد شرایط محیطی کوتاه‌مدت و بلندمدت ارائه دهد. این فرآیند، به ویژه با استفاده از مدل‌های تحلیلی پیشرفته، بهبود یافته است و می‌تواند نقش مهمی در ارزیابی دقیق‌تر وضعیت اکولوژیکی داشته باشد. به طور خاص، استفاده از شاخص‌هایی مانند IndVal، با ترکیب اطلاعات مربوط به فراوانی و پراکندگی گونه‌ها، به شناسایی گونه‌های مرتبط با شرایط یا گروه‌های خاص محیطی کمک می‌کند (Han & Han, 2024).
توزیع فضایی ماکروبنتوزها به‌شدت تحت تأثیر عواملی مانند عمق آب و ترکیب رسوبات است (Levin & Gage, 1998). مطالعات نشان می‌دهند که فعالیت‌های انسانی، به‌ویژه در نزدیکی سواحل، بنادر و مزارع پرورش آبزیان، منجر به تغییرات چشمگیر در ساختار و پراکنش جوامع ماکروبنتوزی می‌شود. معمولاً تعداد گونه‌ها و فراوانی ماکروبنتوزها در مناطق ساحلی کاهش و در نواحی دور از ساحل افزایش می‌یابد، که این روند منعکس‌کننده شدت فشارهای انسانی است. به‌ویژه، پرورش آبزیان با ایجاد اختلال در تبادل آب و افزایش آلودگی‌های آلی، می‌تواند کیفیت رسوبات و ساختار بستر دریا را تحت تأثیر قرار دهد. این تغییرات زیستی نشان‌دهنده تأثیر جدی این فعالیت‌ها بر سلامت اکوسیستم‌های دریایی است. بنابراین، لزوم پایش و مدیریت دقیق‌تر این نواحی برای جلوگیری از تخریب زیستگاه‌ها و حفظ تنوع زیستی ضروری است (Zhang et al., 2013; Liu et al., 2021).
در زمینه بررسی نقش گونه‌های شاخص ماکروبنتیک در پایش زیست‌محیطی، در میان مطالعات بررسی‌شده، تحقیقات انجام‌شده در دریای بوهای و بخش شمالی دریای زرد نیز نمونه‌ای از کاربرد شاخص M-AMBI در ارزیابی وضعیت اکولوژیکی جوامع ماکروبنتوزی است. در این مطالعات، تغییرات در ترکیب گونه‌ای، فراوانی و زیست‌توده جوامع ماکروبنتوزی در رابطه با عواملی مانند عمق، دما، نوع بستر و اکسیژن محلول بررسی شده است. این یافتهها نشان می‌دهد که ادغام داده‌های زیستی و محیطی می‌تواند در ارزیابی کیفیت اکولوژیکی مناطق ساحلی مؤثر باشد.
در بحث استفاده از گونه‌های شاخص ماکروبنتیک در پایش زیست‌محیطی دریاها، مطالعه‌های مختلف نشان می‌دهند که این گونه‌ها به دلیل دقت بالا و هزینه پایین در پایش تغییرات اکولوژیکی، ابزارهای موثری هستند. اما انتخاب گونه‌های شاخص مناسب و برقراری روابط واضح میان آنها و کاربردهای خاص همچنان یک چالش بزرگ محسوب می‌شود (Siddig et al., 2016). در این راستا، اهمیت انتخاب گروه‌های شاخص که به‌طور مؤثری نمایانگر وضعیت زیست‌محیطی باشند و همچنین درک روابط علت و معلولی میان این گونه‌ها و فرآیندهای بوم‌شناختی، برای افزایش دقت ارزیابی‌ها ضروری است. شاخص IndVal، که در این زمینه به‌طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته، می‌تواند در تعیین این روابط نقش مهمی ایفا کند (Dufrêne & Legendre, 1997). با این حال، کاربرد مؤثر گونه‌های شاخص نیازمند اتخاذ رویکردهای دقیق‌تری است که در آنها معیارهای انتخاب گونه‌ها، حذف سوگیری‌ها در فرآیند انتخاب و استفاده از تحلیل‌های آماری پیشرفته لحاظ شود. همچنین، تدوین استراتژی‌های جامع پایش زیست‌محیطی دریایی با در نظر گرفتن تنوع طبیعی جمعیت‌ها و استفاده از قضاوت متخصصان برای کالیبراسیون شاخص‌ها در مناطق مختلف می‌تواند به بهبود دقت ارزیابی‌ها کمک کند (L&res et al., 1988; De Cáceres et al., 2010). به‌طور کلی، همانطور که مطالعه‌ها نشان می‌دهند، استفاده از گونه‌های شاخص در پایش زیست‌محیطی دریایی روندی رو به رشد دارد و همچنان نیاز به تحقیقات بیشتر و مرورهای سیستماتیک دارد تا نقش این گونه‌ها در پایش و ارزیابی سلامت اکوسیستم‌های دریایی تقویت شود.
کاهش بیوماس و تغییر در گونه‌های غالب جوامع ماکروبنتوزی، نشان‌دهنده تأثیر مستقیم فعالیت‌های انسانی و تغییرات محیطی است و می‌تواند به‌عنوان شاخصی مؤثر در ارزیابی سلامت اکوسیستم‌های دریایی به کار رود. این تغییرات اغلب ناشی از افزایش محتوای آلی و تولید اولیه در اثر فعالیت‌هایی مانند کشاورزی دریایی و آلودگی‌های ساحلی، به‌ویژه در نواحی ساحلی دریای بوهای، رخ می‌دهد. پایش ساختار این جوامع، ابزاری کارآمد برای ارزیابی اثرات تغییرات اقلیمی و فشارهای انسانی محسوب می‌شود. استفاده از گونه‌های شاخص ماکروبنتیک نه‌تنها ارزیابی زیستی را ساده‌تر می‌کند، بلکه درک دقیق‌تری از روندهای محیطی و پیش‌بینی تغییرات آینده اکوسیستم‌های دریایی ارائه می‌دهد. برای مدیریت مؤثر و حفظ تنوع زیستی، بررسی مستمر این گونه‌ها ضروری است (Liu et al., 2014; Chen et al., 2016).
فعالیت‌های انسانی در نواحی ساحلی، به‌ویژه ورود مواد مغذی از طریق رواناب رودخانه‌ای، منجر به برهم خوردن تعادل نسبت نیتروژن به فسفر (N/P) و بروز پدیده یوتریفیکاسیون در آب‌های ساحلی شده است. این آلودگی عمدتاً ناشی از ورود فاضلاب خانگی و صنعتی است. چنین شرایطی منجر به کاهش تنوع گونه‌ای در جوامع بنتوزی می‌شود، به‌ویژه در نواحی دهانه رودخانه‌ها که نشان‌دهنده تأثیر مستقیم این ورودی‌ها بر ساختار و عملکرد اکولوژیکی ماکروبنتوزهاست. در این شرایط، استفاده از گونه‌های شاخص ماکروبنتیک می‌تواند به شناسایی و ارزیابی دقیق‌تر اثرات آلودگی و یوتریفیکاسیون کمک کند. تغییر در تنوع و ترکیب گونه‌ای در چنین نواحی آلوده، می‌تواند به‌عنوان یک هشدار زودهنگام برای تغییرات اکولوژیکی محسوب شود. این موضوع اهمیت انتخاب درست گونه‌های شاخص و تعیین حساسیت آنها به تغییرات کیفیت آب و رسوب را دوچندان می‌کند (Sters, 1958). از سوی دیگر، ساختار جامعه ماکروبنتوزها ارتباط نزدیکی با ویژگی‌های فیزیکی رسوبات دارد. مطالعات متعدد نشان داده‌اند که ترکیب دانه‌بندی رسوبات (مانند نسبت ماسه، سیلت و رس) یکی از عوامل اصلی تعیین‌کننده در توزیع و فراوانی ماکروبنتوزهاست. یافته‌های تأیید می‌کند که، همبستگی مثبت معناداری بین میزان ماسه و فراوانی ماکروبنتوزها وجود دارد، در حالی که با افزایش سیلت و رس، فراوانی کاهش می‌یابد (Li et al., 2020). این نتایج بیانگر آن است که گونه‌های شاخص می‌توانند به‌طور خاص برای ارزیابی ویژگی‌های رسوبی نیز مورد استفاده قرار گیرند، چرا که برخی از آنها نسبت به نوع بستر حساسیت مشخصی دارند.
شاخص‌های AMBI و M-AMBI ابزارهای مهمی برای ارزیابی وضعیت اکولوژیکی جوامع ماکروبنتوزی در محیط‌های دریایی و ساحلی هستند. در شاخص AMBI، گونه‌های ماکروبنتوزی بر اساس حساسیت یا تحمل آنها به افزایش غنی‌سازی آلی و فشار محیطی به پنج گروه اکولوژیکی (EG I تا EG V) طبقه‌بندی می‌شوند. گروه‌های EG I و EG II عمدتاً شامل گونه‌های حساس‌تر یا کم‌تحمل‌تر، EG III شامل گونه‌های نسبتاً مقاوم به غنی‌سازی آلی و EG IV و EG V شامل گونه‌های فرصت‌طلب با تحمل بالاتر هستند. نسبت فراوانی نسبی این گروه‌ها در جامعه ماکروبنتوزی برای محاسبه مقدار AMBI و ارزیابی وضعیت اکولوژیکی جامعه استفاده می‌شود (Borja et al., 2000). در جدول 1 طبقه‌بندی اکولوژیک گروه‌های زیستی ماکروبنتیک در شاخص AMBI ارائه شده است.
جدول 1. طبقه‌بندی اکولوژیک گروه‌های زیستی ماکروبنتیک در شاخص AMBI
Table 1. Ecological classification of macrobenthic biological groups in the AMBI index
|
پاسخ به افزایش غنی‌شدگی آلی |
ویژگی گونه‌ها |
گروه اکولوژیک |
|
با افزایش فشار محیطی کاهش یافته یا حذف می‌شوند |
گونه‌های بسیار حساس به غنی‌شدگی آلی و معمولاً مرتبط با شرایط بدون اختلال |
EG I |
|
در شرایط کم‌اختلال حضور دارند و تغییرات آنها محدود است |
گونه‌های نسبتاً بی‌تفاوت به غنی‌شدگی، معمولاً با فراوانی پایین و تغییرات محدود |
EG II |
|
ممکن است در شرایط عادی حضور داشته باشند، اما با غنی‌شدگی آلی افزایش یابند |
گونه‌های مقاوم به افزایش مواد آلی |
EG III |
|
در شرایط دارای اختلال متوسط تا شدید افزایش می‌یابند |
گونه‌های فرصت‌طلب درجه دوم، عمدتاً برخی پرتاران کوچک‌جثه |
EG IV |
|
در شرایط شدیداً مختل و رسوبات احیایی می‌توانند غالب شوند |
گونه‌های فرصت‌طلب درجه اول و بسیار مقاوم |
EG V |
اما برای استفاده دقیق و مؤثر از این شاخص‌ها در شناسایی گونه‌های شاخص ماکروبنتیک، باید به دو عامل کلیدی توجه داشت: نخست، روش نمونه‌برداری تأثیر مستقیمی بر دقت این شاخص‌ها دارد. از آنجا که ماکروبنتوزها تحرک کمی دارند و نسبت به آلودگی‌های رسوبی حساس هستند، استفاده از تله‌های رسوبی برای نمونه‌برداری می‌تواند داده‌های دقیق‌تری فراهم آورد. در مقابل، روش‌هایی مانند تور ترال کف‌روب (مانند نمونه‌برداری Agassiz) ممکن است باعث کاهش دقت و بروز سوگیری در نتایج شود (Li et al., 2017). دوم، دقت شاخص AMBI وابسته به طبقه‌بندی دقیق گونه‌ها است. اگرچه فهرست گونه‌های AMBI تا سال 2020 به‌روزرسانی شده، اما این فهرست عمدتاً برای مناطق اروپایی تدوین شده است و بسیاری از گونه‌های موجود در سایر مناطق جهان هنوز طبقه‌بندی نشده‌اند یا در مناطق مختلف به شکل متفاوتی رده‌بندی می‌شوند (). این موضوع ضرورت توسعه فهرست جهانی گونه‌ها با همکاری متخصصان را نشان می‌دهد. برخی گروه‌های دیگر مانند آمفی‌پودها (به‌ویژه زیرراسته Gammaridea) نقش کلیدی در اکوسیستم دارند و با تسهیل فرآیندهای اکسایش و نیتریفیکاسیون، به‌عنوان نشانگرهای زیستی برای فرآیندهای بازسازی محیطی شناخته می‌شوند (Goméz-Gesteira & Dauvin, 2000). این نتایج نشان می‌دهد که نسبت فراوانی بین گونه‌های فرصت‌طلب و گونه‌های کلیدی، به‌ویژه در بین ماکروبنتوزها، می‌تواند به‌عنوان شاخص اکولوژیکی دقیق و مؤثر برای سنجش وضعیت آلودگی و بازسازی زیستی در مناطق دریایی مورد استفاده قرار گیرد. لذا انتخاب و کاربرد هدفمند گونه‌های شاخص، با تکیه بر شاخص‌های AMBI و M-AMBI، یک ابزار راهبردی در بوم‌شناسی دریایی محسوب می‌شود.
جدول 1. خلاصه مطالعات پژوهشی درباره کاربرد گونه‌ها و اجتماعات ماکروبنتیک به‌عنوان شاخص‌های زیستی در ارزیابی و پایش زیست‌محیطی اکوسیستم‌های دریایی و ساحلی
Table 1. Summary of research studies on the use of macrobenthic species & communities as biological indicators in environmental assessment & monitoring of marine & coastal ecosystems.
|
مطالعه |
عامل یا فشار محیطی |
یافته اصلی، منطقه مورد مطالعه و کاربرد در پایش زیست‌محیطی |
|
غنی‌شدگی آلی و آلودگی |
در سواحل شمالی سائوپائولو، برزیل، C. capitata و H. filiformis در مناطق دارای شرایط نامناسب و غنی‌شدگی آلی فراوانی بیشتری داشتند. این یافته نشان می‌دهد که پرتاران فرصت‌طلب می‌توانند برای شناسایی غنی‌شدگی آلی و اختلال در رسوبات ساحلی به‌عنوان شاخص زیستی مورد استفاده قرار گیرند. |
|
|
سمیت و آلودگی رسوبات |
در خور Ria de Aveiro پرتغال، رشد و باروری C. multisetosum نسبت به بقا حساسیت بیشتری به شرایط نامطلوب رسوبات نشان داد. این پاسخ حساسیت، کاربرد دوجورپایان را در زیست‌سنجی سمیت و پایش کیفیت رسوبات نشان می‌دهد. |
|
|
Cd، Pb و Zn |
در سواحل غربی مالزی، تجمع فلزات در بافت‌ها و رشتههای بیسوس صدف بررسی شد و رشتههای بیسوس به‌ویژه برای Zn قابلیت مناسبی برای زیست‌پایش نشان داد. بنابراین P. viridis و بافت‌های آن می‌توانند برای شناسایی آلودگی فلزات سنگین در محیط ساحلی استفاده شوند. |
|
|
فلزات سنگین و آلاینده‌های آلی |
در پایش شش‌ساله آب‌های ساحلی هنگ‌کنگ، الگوهای مکانی متفاوت آلاینده‌ها در بافت صدف مشاهده شد و برخی مناطق نزدیک منابع صنعتی غلظت بیشتری داشتند. این نتایج قابلیت P. viridis را برای پایش مکانی و زمانی آلودگی‌های ساحلی نشان می‌دهد. |
|
|
فلزات سنگین |
در ساحل Safi مراکش، غلظت بالاتر برخی فلزات در ایستگاه‌های تحت تأثیر منابع صنعتی و شهری مشاهده شد. نتایج، کاربرد M. galloprovincialis را به‌عنوان زیست‌پایشگر آلودگی فلزات سنگین در مناطق ساحلی تأیید کرد. |
|
|
فلزات سنگین |
در سواحل دریای سیاه رومانی، غلظت فلزات در بافت‌های مختلف صدف بین مناطق متفاوت بود و تجمع فلزات در آبشش و توده احشایی قابل توجه بود. این نتایج استفاده از صدف را برای بررسی تجمع و پراکنش مکانی فلزات در محیط دریایی پشتیبانی می‌کند. |
|
|
Cd، Cu، Pb و Zn |
در مطالعه رسوبات بنادر، مواجهه لاروها با رسوبات آلوده موجب افزایش تجمع برخی فلزات و اختلال در رشد و تکوین شد. بنابراین مراحل لاروی بی‌مهرگان دریایی می‌توانند برای ارزیابی زیست‌دسترسی و سمیت آلاینده‌های رسوبی استفاده شوند. |
|
|
Cd، Cu، Pb و Zn |
در شرایط آزمایشگاهی، جنین و لارو P. lividus توانایی تجمع فلزات را نشان دادند و افزایش غلظت برخی فلزات با افزایش تجمع آنها همراه بود. این حساسیت، کاربرد مراحل جنینی و لاروی خارپوستان را در پایش سمیت و زیست‌دسترسی فلزات نشان می‌دهد. |
|
|
فلزات سنگین و عوامل محیطی |
در دلتای رود زرد چین، ارزیابی M-AMBI وضعیت نامطلوب اکولوژیک را نشان داد و فلزات سنگین، دما و عمق از عوامل مهم مرتبط با ساختار جامعه بودند. بنابراین اجتماعات ماکروبنتیک و M-AMBI می‌توانند برای ارزیابی سلامت اکولوژیک مناطق ساحلی تحت فشار انسانی استفاده شوند. |
|
|
یوتریفیکاسیون و فشارهای محیطی |
در مجاورت مصب رود یانگ‌تسه چین، شاخص‌های AMBI، M-AMBI و BOPA وضعیت اکولوژیک را ارزیابی کردند و M-AMBI عملکرد مناسب‌تری در منطقه مطالعه داشت. این نتایج کاربرد شاخص‌های زیستی مبتنی بر ماکروبنتوز را در پایش یوتریفیکاسیون و فشارهای محیطی نشان می‌دهد. |
|
|
کیفیت رسوب، اکسیژن محلول و فشارهای انسانی |
در مناطق ساحلی شمال یانتای چین، 153 گونه ثبت شد و ساختار جامعه با عمق، اکسیژن محلول و ویژگی‌های رسوب ارتباط داشت؛ مناطق نزدیک بنادر و آبزی‌پروری کیفیت اکولوژیک پایین‌تری داشتند. این یافتهها استفاده از ساختار جامعه و M-AMBI را برای پایش کیفیت اکولوژیک آب‌های ساحلی پشتیبانی می‌کند. |
|
|
فلزات ردیابی، ماده آلی و فعالیت‌های انسانی |
در یک سامانه خورّی پرتغال، ارزیابی جامعه ماکروبنتیک با AMBI و M-AMBI درجاتی از اختلال اکولوژیک را نشان داد و نتایج به نحوه شناسایی گونه‌ها نیز وابسته بود. این یافته بر اهمیت شناسایی دقیق گونه‌ها و تلفیق داده‌های زیستی و شیمیایی در پایش کیفیت اکولوژیک تأکید می‌کند. |
نتیجهگیری
مروری بر مطالعات نشان داد که گونه‌ها و جوامع ماکروبنتیک می‌توانند ابزارهای مؤثری برای ارزیابی و پایش وضعیت اکولوژیکی اکوسیستم‌های دریایی باشند؛ با این حال، اثربخشی آنها به نوع استرس محیطی، ویژگی‌های بیولوژیکی گونه و شرایط اکولوژیکی منطقه بستگی دارد. تغییرات در ترکیب و فراوانی جوامع ماکروبنتیک در رابطه با عواملی مانند یوتروفیکاسیون، تخریب زیستگاه، کیفیت رسوبات و تغییرات اکسیژن محلول می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد وضعیت محیط زیست ارائه دهد. بنابراین، انتخاب یک گونه یا جامعه شاخص نباید صرفاً بر اساس حضور یا فراوانی آن باشد، بلکه باید همزمان حساسیت و دامنه پاسخ گونه، ویژگی‌های زیستگاه، تنوع طبیعی و ارتباط آن با استرس مورد نظر را در نظر گرفت.
همچنین، مقایسه مطالعات مناطق مختلف نشان داد که تفاوت در دما، شوری، عمق، نوع رسوب و شدت فشارهای انسانی می‌تواند بر عملکرد شاخص‌ها تأثیر بگذارد؛ بنابراین، تعمیم نتایج بین مناطق مختلف بدون اعتبارسنجی و کالیبراسیون مناسب می‌تواند منجر به تفسیر نادرست شود. در این زمینه، استفاده از شاخص‌هایی مانند AMBI، M-AMBI و IndVal به همراه داده‌های محیطی می‌تواند چارچوب مناسب‌تری برای ارزیابی وضعیت اکولوژیکی فراهم کند. در نهایت، توسعه و اعتبارسنجی شاخص‌های متناسب با شرایط اکولوژیکی هر منطقه، به ویژه در خلیج فارس و دریای عمان، می‌تواند دقت پایش و قابلیت استفاده مدیریتی ماکروبنتوزها را افزایش دهد.
بر اساس یافته‌های این بررسی، تحقیقات آینده در مورد استفاده از گونه‌ها و جوامع ماکروبنتوز به عنوان شاخص‌های زیستی باید از شناسایی صرف گونه‌های شاخص به سمت توسعه و اعتبارسنجی شاخص‌های بومی، چند عاملی و قابل تعمیم حرکت کند. اول، با توجه به تفاوت در پاسخ‌های گونه‌های ماکروبنتوز در مناطق جغرافیایی مختلف، مطالعات میدانی طولانی مدت برای شناسایی گونه‌های شاخص بومی و تعیین دامنه و آستانه پاسخ‌های آنها به عوامل مختلفی مانند غنی‌سازی آلی، کاهش اکسیژن، فلزات سنگین، آلاینده‌های آلی و تغییرات دما مورد نیاز است. دوم، با توجه به اینکه اکثر مطالعات بررسی شده مربوط به سایر مناطق دریایی جهان است، یکی از اولویت‌های تحقیقاتی برای ایران، انجام مطالعات میدانی و بلندمدت در خلیج فارس و دریای عمان به منظور شناسایی گونه‌ها و جوامع شاخص ماکروبنتوز، تعیین دامنه و آستانه پاسخ آنها به فشارهای محیطی و اعتبارسنجی شاخص‌هایی مانند AMBI، M-AMBI و IndVal است.
نتایج این مطالعات می‌تواند زمینه لازم را برای توسعه و بومی‌سازی ابزارهای زیستی متناسب با شرایط اکولوژیکی آب‌های جنوب ایران فراهم کند. سوم، استفاده همزمان از داده‌های زیستی، فیزیکی، شیمیایی و رسوب‌شناسی و ادغام آنها با روش‌های آماری چند متغیره و مدل‌های پیش‌بینی می‌تواند به تشخیص بهتر اثرات عوامل طبیعی از فشارهای انسانی کمک کند. همچنین، توسعه روش‌های جدید شناسایی مولکولی، از جمله بارکدگذاری DNA و eDNA، می‌تواند محدودیت‌های شناسایی مورفولوژیکی و کمبود اطلاعات طبقه‌بندی را کاهش دهد. از سوی دیگر، ایجاد یک پایگاه داده جامع و منطقه‌ای از گونه‌های ماکروبنتوز، ویژگی‌های اکولوژیکی، گروه‌های حساسیت به آلودگی و پاسخ آنها به عوامل محیطی می‌تواند زمینه را برای استانداردسازی برنامه‌های پایش فراهم کند. در نهایت، پیشنهاد می‌شود تحقیقات آینده بر طراحی برنامه‌های پایش بلندمدت و چند فشاری متمرکز شوند تا تغییرات ناشی از آلودگی، تغییرات اقلیمی، اوتریفیکاسیون و تخریب زیستگاه‌ها به طور همزمان ارزیابی شده و نقش گونه‌های شاخص در پیش‌بینی تغییرات آینده در اکوسیستم‌های دریایی با دقت بیشتری تعیین شود.
