חברת חסרי החוליות הגדולים כאמצעי לניטור נחלים בישראל: נחל הירקון כמודל לנחלי החוף

נחל הירקון

ירון הרשקוביץ, המחלקה לזואולוגיה
עבודה לשם קבלת תואר מוסמך
מנחה: פרופ' אביטל גזית, המחלקה לזואולוגיה, אוניברסיטת תל-אביב


שילוב של הטיית מקורות מים, שאיבת מים והזרמת שפכים גרמו במהלך חמישים השנים האחרונות להרס של בתי גידול אקוואטים, בכללם נחלים. נחלי החוף הם מהפגועים ביותר בנחלי ישראל (Gasith, 1992). בשנים האחרונות החל תהליך שיקומם של מספר נחלי חוף נבחרים, במטרה להחיותם ולהשיב את מעמדם ממטרד למשאב המשרת את הציבור כולו. על מנת להשיג יעד זה, נדרש הנחל בראש ובראשונה לקיים מערכת אקוואטית בריאה, בעלת איכות מים טובה המקיימת באופן עצמאי חברות חי וצומח (ככל שניתן), לאורך זמן. עקב המחסור החמור במים שפירים, אחד הפתרונות שמנסים ליישם בישראל הינו שימוש בקולחים באיכות גבוהה לשם שיקום נחלים. עד כה לא נבחנו ולא נקבעו הקריטריונים לאיכות וכמות המים הדרושים לשיקום נחלים בישראל. 

מטרת המחקר היתה לבחון אמצעי ביולוגי לקביעת הקריטריונים של תנאי בית הגידול הדרושים לשיקום נחלים בישראל, בדגש על נחלי החוף. חברת חסרי החוליות הגדולים הבנתיים (חסרי חוליות שאינם שוחים חופשי במים אלא מצויים קרוב לקרקעית או למצעים יציבים אחרים במים כגון צמחים ואבנים) שימשה כאמצעי לניטור ביולוגי לקביעת בריאות קטעי הנחלים (ביטוי איכותי של מצב הנחל, בין "גרוע ביותר" עד "טוב מאד") וקביעת השלמות הביולוגית (הביטוי המספרי של הערכת מצב הנחל ביחס למצב בלתי מופרע). השיטה מבוססת על דיגום סטנדארטי של אסופות של חסרי חוליות גדולים (חח"ג) מאתרים שונים בנחלים, ביניהם אתרים בלתי מופרעים המשמשים אתרי יחוס. רמת השוני שבין האסופות באתר הנבדק בהשוואה לצפוי על פי אתרי הייחוס, היווה קנה המידה למידת ההפרעה במערכת (רמת הבריאות או השלמות הביולוגית). הערכת הבריאות או השלמות הביולוגית נבדקה על בסיס מדדים וציינים ביוטים שונים. שיטה זו מקובלת במקומות רבים בעולם, אך עדין לא נבחנה בארץ.

מאפייני האסופה הביולוגיות (assemblage attributes), כדוגמת מספר והרכב טקסונים, שפיעות יחסית של טקסונים מסוימים, המראים קשר מובהק עם הפרעה סביבתית ניתנים למניפולציה כמדדים (למשל, עושר מינים, אחוז מינים העמידים לזיהום). על ידי שילוב של מספר מדדים ניתן ליצור ציינים ביוטים (biotic indices) פשוטים או מורכבים (למשל ציין מגוון המינים – Shannon Index of Diversity המשלב עושר טקסונים ושפע יחסי (המספר היחסי של הפרטים מקבוצה מסויימת מתוך סך כל הפרטים שהיו בדגימה וציין השלמות הביולוגית B-IBI המשקלל מספר מדדים, בהתאמה). 

כמודל מבחן לקריטריונים הביולוגים המתאימים לשקף את מצב בריאות הנחל נבחר נחל הירקון, שבו קטע מעלה נקי יחסית וקטעי מרכז ומורד נחל פגועים במידה שונה. להוציא המורד המלוח, נבדקו בירקון 8 תחנות המייצגות דרגות שונות של הפרעה סביבתית. בתחנות אלו בוצע אפיון פיסי, פיסקו-כימי וביולוגי. לדיגום הביולוגי נבחנה שיטת כמותית לאיסוף אסופות החח"ג באמצעות מצעים אבניים מלאכותיים בהשוואה לשיטה חצי כמותית באמצעות מצעים טבעיים בנחל. בהעדר זרימה מתכסים המצעים המלאכותיים בטין, מורכבותם פוחתת ולכן נמנע שימוש יעיל בם. 

קיימים עשרות מאפייני אסופה של חח"ג בנתיים היכולים להבחן כמדדים לקביעת בריאות הנחל. על פי מודל הירקון שמונה מאפייני אסופה בלבד נמצאו רלוונטים לבחינה כמדדים ביולוגים. מתוכם ששה – עושר הטקסונים, אחוז זחלי הימשושים, אחוז זחלי השפריריות, אחוז זחלי הבריומאים, ציין מגוון המינים וציין SIGNAL-W (המשלב שפיעות יחסית עם ערכי רגישות ברמת המשפחה) מראים קשר מובהק (p<0.01) לעיתים עם שונות גבוהה, לזיהום אורגאני (ריכוז חומר אורגאני וריכוז אמוניה הכללית). במרבית המדדים התגובה למשתנה הסביבתי הינה פולינומית (חיובית או שלילית). 

ציין השלמות הביולוגית (B-IBI) משוקלל באופן הבא: בכל מדד ניתנו ציונים מספריים 1, 3 או 5 על פי התגובה הביולוגית לרמת הפרעה גבוהה, בינונית או נמוכה, בהתאמה. הציונים של כל המדדים סוכמו ונורמלו על ידי חלוקה במספר המדדים ששימשו לשקלול (במחקר הנוכחי 6 מדדים). ערכי ציין השלמות הביולוגית נעים בין 1 ("גרוע ביותר") ל-5 ("טוב מאד"). בעזרת ציין זה תוארה השלמות הביולוגית של קטעי הנחל השונים בירקון: שתי תחנות במעלה הירקון הנקי ("רכבת" ו"סכר 40"), דורגו ברמת בריאות של בין כ"פחות מבינונית" ועד "טובה מאוד". תחנה נוספת בקצה קטע המעלה (מעלה מפגש ירקון-קנה) קיבלה הערכה נמוכה יחסית, בין "גרועה ביותר" ועד "בינונית". הערכה נמוכה זו יכולה להיות מוסברת לפחות בחלקה בהפרעות סביבתיות שאינן נמדדות כזיהום אורגני ומאפיינות את מעלה הירקון, כגון התייבשות, סדימנטצייה, לחץ טריפה מוגבר, חדירת חומרי הדברה וכלורינציה של מי המקור. תופעות אלו יכולות אף להסביר את העדרם של לפחות 16 טקסוני חח"ג אשר היו ידועים בעבר מקטע נחל זה. קטע מרכז הנחל דורג ברמת בריאות "גרועה ביותר" עד "בינונית-גרועה" ומורד הירקון המתוק דורג ברמת בריאות "גרועה ביותר" ועד "טובה". ההערכה הנ"ל אושרה באנליזת MDS (multi-dimensional scaling) של ערכי השלמות הביולוגית הממוצעת של כל תחנה. באנליזה זו חולקו התחנות שנבדקו לשלושה מקבצים על פי דרגת ההפרעה הסביבתית התואמת את הממצאים הנ"ל. שתי התחנות העליונות ביותר של הקטע הנקי מקובצות יחדיו כמייצגות קטע בלתי מופרע יחסית (בקנה מידה של הירקון), התחנה האחרונה בקטע הנקי ושתי תחנות שבמורד הקטע המתוק מקובצות יחדיו ומדורגות כבעלות הפרעה בינונית, ושלוש התחנות במרכז הנחל מקובצות יחדיו כמייצגות את דרגת ההפרעה הגבוהה. 

הערכת השלמות הביולוגית על פי מודל הירקון (6B-IBI המבוסס על 6 מדדים) יושמה בעשרה נחלים שונים מבלי להתחשב באופיים הייחודי (נחלי שפלה, נחלים הררים), ונמצאה מתאימה לאבחון רמת הבריאות (אנליזת MDS) ביחס לצפוי על פי גורמי הפרעה ידועים. מתוארים שלושה מקבצים המייצגים נחלים "בלתי מופרעים" (not-impacted), נחלים "מופרעים" (impacted) וקטעי נחלים בעלי הפרעה בינונית (slightly impacted). במקרה האחרון כלולים קטעי נחלים שההפרעה בם אינה קשורה בזיהום בשפכים או קולחים (מליחות גבוהה, התייבשות) וכן קטעי נחלים לאחר החלמה מפגיעה על ידי זיהום בקולחים. התחשבות באופיים הייחודי של נחלים מטיפוסים שונים מחייב בחירת מדדים ביוטים מתאימים וחישוב השלמות הביולוגית בקנה מידה מתאים לכל נחל (לדוגמה, בנחל הירקון עושר טקסונים גבוה מ-8 מקבל ציון 5 ואילו בנחלי מקורות הירדן אותו ציון מתקבל בעושר מינים הגדול מ-15 טקסונים). 

הניסיון המצטבר במחקר זה סוכם לפרוטוקול דיגום ואנליזת נתונים לקביעת בריאות נחל באמצעות חברת חסרי החוליות הגדולים. אנו שוקדים עתה על שיכלול הפרוטוקול והתאמתו לצרכים הייחודיים של נחלים מטיפוסים שונים. 

למרות מגבלות של אתרי יחוס נמצא השימוש בחברת חסרי החוליות הגדולים כאמצעי יעיל ומועיל לקביעת בריאות הנחלים בארץ. מעבר לכך, הקשר שבין המדדים הביוטים והמשתנה הסביבתי המבטא את מידת ההפרעה מאפשר בחינת הקריטריונים הנדרשים לשיקום הנחלים בארץ. למרות שניכרת מגמת שיפור באיכות הקולחים המוזרמים כיום לחלק מהנחלים, עדין אין עדות לשיקום ביולוגי שבו המערכת מורכבת ומתפקדת כמערכת אקולוגית בריאה, באופן עצמאי ולאורך זמן. בין השאר קשורה העובדה הנ"ל בכך שבניגוד לקיים במקומות אחרים בעולם במרבית נחלי החוף של ישראל נתפסו כל מקורות המים השפירים, כושר הדילול אבד ובנחלים זורמים קולחים בלבד. עובדה זו מחייבת התאמת קריטריונים מחמירים יותר לאיכות הקולחים המוזרמים לנחלים. 

נתוני המחקר הנוכחי המבוססים על מודל הירקון מצביעים כי איכות הקולחים המומלצת ע"י המשרד לאיכות הסביבה (Bar Or, 2000) עדין נמוכה מהנדרש על מנת לקיים מערכת אקולוגית בריאה בעלת שלמות ביולוגית גבוהה (3.7<, שווה ערך ל- >75% מהשלמות הביולוגית המירבית) המבטיחה קיום עצמאי ולאורך זמן. כך למשל, בערכי ריכוז חומר אורגני הגבוה מ- 6 מיליגרם לליטר השלמות הביולוגית תהיה פחות מבינונית (2.5>, שווה ערך ל- <50%). 

שימוש בחברת חסרי החוליות הגדולים כאמצעי לקביעת קריטריונים לתנאי בית הגידול וכמכשיר להערכת בריאות המערכת האקולוגית מחייב השלמת המידע הטקסונומי, השלמת המידע על התגובה הביולוגית של החברה הנבחנת למזהמי סביבה חשובים ולהשפעת יחסי הגומלין בינהם על חברה זו. ישנה חשיבות רבה לברור הגורמים המשפיעים על השונות בתגובה הביולוגית לתנאי בית הגידול. 

תכנים