مدلسازی نیازهای زیستگاهی ماهی کولی ارومیه (Alburnus atropatenae ) در رودخانه حفاظت شده جاجرود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تنوع زیستی و مدیریت اکوسیستم ها، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران ایران

2 گروه تنوع زیستی و مدیریت اکوسیستم ها، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: یافتن نیازهای زیستگاهی برای ماهیان در اکوسیستم­ های آب­های جاری عامل کلیدی در حفاظت و تصمیم ­گیری برای مدیریت آ­ن­هاست که متأسفانه اطلاعات علمی کافی در این زمینه وجود ندارد. هدف از انجام این مطالعه، شناخت طیف­ های بهینه از متغیرهای تاثیرگذار زیستگاهی برای گونه کولی ارومیه و مقایسه رویکردهای مختلف ترکیبی در مدل­سازی این گونه است.
مواد و روش ­ها: در این مطالعه، زیستگاه گونه کولی ارومیه در رودخانه جاجرود در قالب 71 نقطه در تابستان 1398 نمونه ­برداری شد. متغیرهای فیزیکی زیستگاه از جمله عمق، سرعت آب و بستر اندازه گیری شدند. پس از نمونه ­برداری ماهیان با روش الکتروفیشینگ، طول کل ماهیان اندازه ­گیری شدند. منحنی­ های مطلوبیت زیستگاهی با روش تک متغیره توسعه داده شدند و سپس مطلوبیت زیستگاهی ترکیبی با روش های ضرب، حداقل، میانگین حسابی و میانگین هندسی محاسبه گردید. برای اعتبار سنجی نتایج از دو سنجه­ ی آماری میانگین قدرمطلق خطا (MAE) و ریشه میانگین مربع خطا (RMSE) استفاده شد.
نتایج و بحث: در مجموع تعداد 235 قطعه ماهی گونه کولی ارومیه شامل 221 فرد بالغ و 14 فرد نابالغ صید شد که اندازه طول کل بدن آن­ها از 23 میلی متر تا 148 میلیم تر متغیر بود. متغیرهای فیزیک زیستگاه شامل عمق 56-6 سانتیمتر، سرعت جریان 29-4 سانتی متر بر ثانیه، و بستری با اندازه ذرات «شن خیلی ریز» تا «قلوه سنگ» بود. زیستگاه ترجیجی و بهینه برای این گونه شامل عمق 25-16 سانتیمتر، سرعت جریان 10-5 سانتی متر بر ثانیه و بستری با ساختار قلوه سنگی بود و در این میان مدل تک متغیره مبتنی بر بستر دارای کمترین خطا بود. از میان مدل های مطلوبیت زیستگاه ترکیبی روش های ضرب و حداقل با داشتن کمترین مقادیر سنجه‌های MAE و RMSE مدل­ های کم خطا، و روش های میانگین حسابی و میانگین هندسی با داشتن مقادیر بالاتر این سنجه­ ها، مدل­ های پر خطا تشخیص داده شد.
نتیجه ­گیری: این نخستین مطالعه در رابطه با اکولوژی گونه کولی ارومیه در ایران است که به شناسایی زیستگاه بهینه این گونه پرداخته است. متغیر ساختار بستر بیش از دو متغیر عمق و سرعت جریان در انتخاب زیستگاه توسط این گونه تعیین کننده ­ست. همچنین در مدل­سازی مطلوبیت زیستگاهی ترکیبی روش­ های ضرب و حداقل از اولویت و اهمیت برخوردار است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Modelling habitat requirements of Alburnus atropatena in the Jajroud protected River

نویسندگان [English]

  • Saleh Mahmoudi 1
  • Asghar Abdoli 2
1 Department of Biodiversity and Ecosystem Management, Institute of Environmental Sciences Research, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Department of Biodiversity and Ecosystem Management, Institute of Environmental Sciences Research, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Introduction: Finding habitat requirements for fish in fluvial water ecosystems is a key factor in conservation and decision making for their management, which unfortunately does not have enough scientific information in this field. The purpose of this study is to identify the optimal range of habitat variables for Alburnus atropatenae in the Jajroud protected river and compare different composite approaches in the modeling of this species.
Material and methods: In this study, the habitat of A. atropatenae sampled in the form of 71 points in the Jajroud river. Physical variables of habitat measured including depth, water velocity and substrate type. After sampling the fish by electrofishing, the total length of the fish measured. Habitat suitability curves developed by univariate method then combined habitat suitability calculated by multiplication, minimum, arithmetic mean and geometric mean methods. To validate the results, two statistical metrics of mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE) used.
Results and discussion: Overall, 235 individual of A. atropatenae caught including 221 adults and 14 juveniles whose total body length varied from 23 mm to 148 mm. Physical habitat variables included a depth of 6-56 cm, a flow velocity of 4-29 cm / s, and a riverbed with a particle size of "very fine gravel" to "small cobble". The preferred and optimal range habitat for this species included a depth of 16-25 cm, a flow velocity of 5-10 cm / s and a bed with small cobble structure. Among univariate models, the riverbed-based model had the lowest error. Among the models of combined habitat suitability, multiplication method had the lowest values ​​of MAE and RMSE measures, and was low-error model. The arithmetic mean method had the highest values ​​of these measures and had detected as the high-error model.
Conclusion: This is the first study related to the ecology of A. atropatenae in Iran, which has identified the optimal habitat of this species. The variable of bed structure is determinative more than two variables of depth and flow velocity in habitat selection by this species. Also in combined habitat suitability modeling, the multiplication method has priority and importance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • River Management
  • Composite Suitability Indices
  • Optimal Ranges
  • A. atropatenae
  • Jajroud River

مراجع

Abbasi Ranjbar, K., Mouludi-Saleh, A., Eagderi, S. and Sarpanah, A., 2020. Morphometric, meristic characters and biological parameters of Urmia bleak Alburnus atropatenae Berg, 1925 from affluents of Lake Urmia. Journal of Applied Ichthyological Research. 8, 89-96. (In Persian with English abstract).
Abdoli, A., 2016. The field guide of the inland water fishes of Iran. Iran-shenasi Press. Tehran. (In Persian with English abstract).
Abdoli, A., Golzarianpour, K., Kiabi, B., Naderi M. and Patimar, R., 2011. Status of the endemic loaches of Iran. Folia Zoologica. 60, 362-367.
Ahmadi‐Nedushan, B., St‐Hilaire, A., Bérubé, M., Robichaud, É., Thiémonge, N. and Bobée, B., 2006. A review of statistical methods for the evaluation of aquatic habitat suitability for instream flow assessment. River Research and Applications. 22(5), 503-523.
Ayllón, D., Almodóvar, A., Nicola, G.G. and Elvira, B., 2010. Modelling brown trout spatial requirements through physical habitat simulations. River Research and Applications. 26(9), 1090-1102.
Boavida, I., Santos, J.M., Pinheiro, A.N. and Ferreira, M.T., 2011. Fish habitat availability simulations using different morphological variables. Limnetica. 30(2), 393-404.
Bovee, K.D., 1982. A guide to stream habitat analysis using the instream flow incremental methodology, Instream Flow Information Paper 12. USA.
Bovee, K.D., 1986. Development and evaluation of habitat suitability criteria for use in the instream flow incremental methodology, National Ecology Center. USA.
Eagderi, S., Moshaiedi, F. and Nasri, M., 2019. The morphological variation of four population of Urmia Kingfish (Alburnus atropatenae) in Urmia Lake basin using geometric morphometric technique. Experimental Animal Biology. 7(4), 19-28. (In Persian with English abstract).
Fieseler, C. and Wolter, C., 2006. A fish-based typology of small temperate rivers in the northeastern lowlands of Germany. Limnologica. 36(1), 2-16.
Gosselin, M.P., Maddock, I. and Petts, G., 2012. Mesohabitat use by brown trout (Salmo trutta) in a small groundwater‐dominated stream. River Research and Applications. 28(3), 390-401.
Jacobs, J., 1974. Quantitative measurement of food selection. Oecologia. 14(4), 413-417.
Jowett, I.G., 1993. A method for objectively identifying pool, run, and riffle habitats from physical measurements. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research. 27(2), 241-248.
Keivany, Y., Nasri, M., Abbasi, K. and Abdoli, A., 2016. Atlas of Inland Water Fishes of Iran. Iran Department of Environment. (In Persian with English abstract).
Khataminejad, S., Mousavi Sabet, H., Sattari, M., Vatandoust, S. and Eagderi, S., 2013. A comparative study on body shape of the genus Alburnus (Rafinesque, 1820) in Iran, using geometric morphometric analysis. Caspian Journal of Environmental Sciences. 11(2), 205-215.
Mostafavi, H., Pletterbauer, F., Coad, B.W., Salman mahini, A., Schinegger R., Unfer, G., Trautwein, C. and Schmuz, S., 2014. Predicting presence and absence of trout (Salmo trutta) in Iran. Limnologica. 46, 1-8.
Mouludi-Saleh, A., Eagderi, S., Abbasi, K. and Nasri, M., 2022. Validation of two sympatric fish species of Urmia chub, Petroleuciscus ulanus and Urmia bleak, Alburnus atropatenae, based on morphologic characters in Mahabad-Chai River. Nova Biologica Reperta. 8(4), 289-296. (In Persian with English abstract).
Mouton, A.M., Schneider, M., Depestele, J., Goethals, P.L. and De Pauw, N., 2007. Fish habitat modelling as a tool for river management. Ecological Engineering. 29(3), 305-315.
Olsen, N.R.B., 2012. Numerical Modelling and Hydraulics. Third ed.
Piria, M., Simonović, P., Zanella, D., Ćaleta, M., Šprem, N., Paunović, M., Tomljanović, T., Gavrilović, A., Pecina, M., Špelić, I. and Matulić, D., 2019. Long-term analysis of fish assemblage structure in the middle section of the Sava River–The impact of pollution, flood protection and dam construction. Science of the Total Environment. 651, 143-153.
Sedighkia, M. and Abdoli, A., 2021. Efficiency of coupled invasive weed optimization-adaptive neuro fuzzy inference system method to assess physical habitats in streams. SN Applied Sciences. 3(2), 1-13.
Sedighkia, M., Ayyoubzadeh, S.A. and Hajiesmaeli, M., 2017. Modification of tennant and wetted perimeter methods in Simindasht basin, Tehran province. Civil Engineering Infrastructures Journal. 50(2), 221-231.
Sedighkia, M., Datta, B. and Abdoli, A., 2021. Utilizing classic evolutionary algorithms to assess the brown trout (Salmo trutta) habitats by ANFIS-based physical habitat model. Modeling Earth Systems and Environment. 8(1), 857-869.
Tajik, Z. and Keivany, Y., 2019. Biometry of the Urmia bleak populations, Alburnus atropatenae. Journal of Animal Research. 31, (4), 382-394. (In Persian with English abstract).
Vlach, P. and Dusek, J., 2005. Fish assemblage structure , habitat and microhabitat preference of five fish species in a small stream. Folia Zoologica. 54, 421-431.
Wyżga, B., Amirowicz, A., Oglęcki, P., Hajdukiewicz, H., Radecki-Pawlik, A., Zawiejska, J. and Mikuś, P., 2014. Response of fish and benthic invertebrate communities to constrained channel conditions in a mountain river: Case study of the Biała, Polish Carpathians. Limnologica. 46, 58-69.
Yousefi, M., Jouladeh-Roudbar, A. and Kafash, A., 2020. Using endemic freshwater fishes as proxies of their ecosystems to identify high priority rivers for conservation under climate change. Ecological Indicators. 112, 1-9.
Zhang, P., Cai, L., Yang, Z., Chen, X., Qiao, Y. and Chang, J., 2018. Evaluation of fish habitat suitability using a coupled ecohydraulic model: Habitat model selection and prediction. River Research and Applications. 34(8), 937-947.
فصلنامه علوم محیطی
دوره 21، شماره 2
1402
صفحه 81-94

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار