היבטים ביולוגיים ואקולוגיים של שוניות מלאכותיות

שונית מלאכותית במפרץ אילת

שמרית פרקול-פינקל, המחלקה לזואולוגיה עבודה לשם קבלת תואר דוקטור מנחה: פרופ' יהודה בניהו, המחלקה לזואולוגיה, אוניברסיטת תל-אביב


אחד הנושאים המרכזיים באקולוגיה ימית הנו ההדרדרות הממושכת של שוניות אלמוגים. בעשורים האחרונים גבר השימוש בשוניות מלאכותיות ככלי לשיקום סביבות טבעיות, על מנת לשפר את מצבן של שוניות האלמוגים. שוניות מלאכותיות משמשות למגוון מטרות כגון חקלאות ימית, שימור מגוון ביולוגי ובחינת תיאוריות אקולוגיות. למרות המחקרים הרבים בתחום, קיים מחסור במחקרים ארוכי טווח, הבוחנים את יחסי הגומלין בין שוניות מלאכותיות וטבעיות. כמו כן, חסרה התייחסות להשפעתם של גורמים פיזיקליים, כמו יציבות מבנית ומשטר זרמים, על חברת החי המתפתחת על גבי שוניות מלאכותיות. 

המחקר הנוכחי משלב גישה ניסויית וסקרים של חברת הבנטוס של שוניות מלאכותיות, במטרה לענות על שאלות העוסקות בהשפעת היציבות המבנית של השונית המלאכותית על עיצוב חברת החי, השפעת זרמים על אכלוסן, טווח הזמן הצפוי להתפתחות שונית מלאכותית בעלת חברה מבוססת ויציבה וכן לגבי השפעת גורמים ביוטים ואביוטים על אכלוס שוניות מלאכותיות. 

מטרות המחקר הנן בחינת היבטים ביולוגיים ואקולוגיים, הקשורים לחברות החי המאכלסות שוניות מלאכותיות ומידת דמיונן לאלו של שוניות טבעיות, בהתייחס ל: (1) יציבות המצע (צף לעומת יציב), (2) משטר הזרמים, (3) גורם הזמן (גיל השונית), (4) גורמים אביוטים, כגון עמדת המצע (אנכי/אופקי), מורכבות מבנית, ומפנה (צפון/דרום), (5) בחינת הבדלים בתהליכי גיוס ושרידות אלמוגים בין שוניות מלאכותיות לבין שוניות טבעיות ו- (6) יכולת החיזוי של דגמי אכלוס של חסרי חוליות לשונית מלאכותית ניסיונית. בתקציר זה ישנה התייחסות לשני היבטים מרכזיים: יציבות המצע וגורם הזמן, הדנים במטרות 1 – 4. 

לצורך בחינת השפעת יציבות המצע על חברת הצמד המאכלסת שוניות מלאכותיות נבנו מתקני התיישבות מלאכותיים, המורכבים מיחידות מבנה בצורת תיבה, המכילה לוחיות התיישבות פלסטיות בעמדה אנכית ואופקית. הוצבו שני טיפוסי מתקנים, צפים ויציבים, הנבדלים זה מזה בכושר התנועה שלהם ביחס לסביבה. המתקנים מוקמו באילת בשני אתרים רדודים (12 מ') ובאתר אחד עמוק (28 מ'). משטר הזרמים במתקנים נבדק בשיטת Clod cards, אשר בוחנת את קצב ההתמוססות של גושי גבס, המהווה מדד למהירות זרם, וכן על ידי הדמיה של זרם באמצעות צילום וידאו. נתונים אלה אפשרו לבחון את הקשר בין משטר הזרמים לבין חברות החי המתפתחות. לוחיות התיישבות נדגמו אחת לחצי שנה במשך שנתיים ונבחנה עליהן התיישבות אלמוגים וחסרי חוליות נוספים. בנוסף, נבדקה כמות החומר האורגני והכלורופיל על הלוחיות. נבחנו השפעת גורמים אביוטים בבית הגידול, כמו קרבה לקרקעית ועמדת המצע על חברות החי, המתפתחות על שני טיפוסי המתקנים. 

תוצאות הניסוי תומכות בהשערת המחקר, כי חברות החי המתפתחות על גוף צף שונות מאלו המתפתחות על גוף זהה יציב. ההבדלים בחברה נבעו בעיקר משוני במשטר הזרמים בין השניים, הבא לידי ביטוי במהירות הזרם ובכוחות הגזירה על המצע. מתקנים צפים אופיינו במהירויות זרימה גבוהות וכוחות גזירה חזקים, שעודדו התיישבות של בעלי חיים מסננים, ואילו מתקנים קבועים אופיינו במהירויות נמוכות וקבועות וכוחות גזירה חלשים, שהתאימו להתיישבות אלמוגים. 

השפעת גיל השונית על התפתחות חברות הבנתוס בשוניות מלאכותיות ועל מידת דמיונן לשונית טבעית נבחנה על מספר שוניות מלאכותיות בלתי מתוכננות (ספינות טבועות) בדרום סיני ובמפרץ סואץ, המייצגות טווח גילאים רחב, וזאת בהשוואה לשוניות טבעיות סמוכות. הסקרים נערכו בשיטת החתכים ולוו בצילומי תקריב ווידאו לשם סיוע בזיהוי האורגניזמים ותיעוד. בכל אתר הסקרים נערכו בטווח עומקים דומה בשני טיפוסי השונית, ובמידת האפשר באזורים המציעים תנאים אביוטים דומים, זאת כדי למצוא קשר בין חברת החי על גבי שוניות מלאכותיות לבין גורמים אביוטים, החשובים בעיצוב חברות אלמוגים, כמו אוריינטציה, מורכבות מבנית ומפנה. נמצא, כי רמת הדמיון בין שונית טבעית ומלאכותית קשורה בעיקר למאפיינים מבניים של השתיים, וכי משך הזמן הדרוש להתפתחות חברת חי מבוססת על שונית מלאכותית, נמדד בסדר גודל של עשרות ואף מאות שנים. 

המחקר הנוכחי מרחיב ומבסס את הידע הקיים על תפקוד שוניות מלאכותיות כבתי גידול חלופיים, תוך כדי התייחסות לגורמים ביולוגיים וסביבתיים, הקשורים להתפתחות חברת החי על גבי מבנים אלו. לתוצאות המחקר ערך מדעי ואקולוגי רב, הניתן ליישום בשימור ושיקום אזורי שונית פגועים, הגברת מגוון מינים והגדלת ההטרוגניות בבית בגידול. בנוסף, לתוצאות המחקר משמעות סוציואקונומית בהקשר של שימוש בשוניות מלאכותיות בפיתוח חופים, ושימוש כאתרי צלילה, הכשרה וחינוך של צוללים לשימור הסביבה.

תכנים