ניטור ומחקרי כנרת - חקר ימים ואגמים לישראל
Transcription
ניטור ומחקרי כנרת - חקר ימים ואגמים לישראל
ניטור ומחקרי כנרת דו"ח פעילות המעבדה לשנת 2010 דו"ח חיא"ל T13 /2011 מאי 2011 מבוא דו"ח זה מסכם את פעילות המעבדה לחקר הכנרת ע"ש יגאל אלון ,חקר ימים ואגמים לישראל ,בשנת .2010 המעבדה עוסקת בפיתוח וביישום של כלים מדעיים ,לתמיכה בקבלת החלטות על תיפעול הכנרת כמרכיב חשוב של מערכת אספקת המים הארצית וניצולה לצרכים נוספים כמו דייג וקייט ,תוך שמירה על איכות מימי האגם לטווח ארוך .דו"ח פעילות המעבדה מציג את הממצאים והמסקנות העקריות של הניטור השוטף של הכנרת ושל מחקרים לימנולוגיים שבמרכזם התהליכים העיקריים המתקיימים באגם ומשפיעים על איכות המים. אין להניח כמובן מאליו שהכנרת תוכל לשמש גם בעתיד כמקור אמין למי שתיה והשקיה ולשימושים נוספים כמו דייג וקייט .מתוך ידיעה שאגמים רבים בעולם שונו לחלוטין עקב התערבות האדם ,מוטלת עלינו החובה לשמר את הכנרת כמערכת אקולוגית יציבה – כדי להבטיח שימוש בר-קיימא במשאב חיוני זה לנו ולדורות הבאים .מעקב מדעי המבוסס על מערך ניטור נמשך ומגובה במחקר מדעי -מאפשר מעקב צמוד ,בחינה ותיעוד של התנהגות האגם ,ויכולת ניתוח של תהליכים שונים שחלים במערכת אקולוגית מורכבת זו .המעבדה לחקר הכנרת מבצעת את תפקידי הניטור והמחקר בכנרת ברציפות כבר 43שנה ,מאז הקמתה ב.1969- משבר המים הוביל להפעלת תכנית ניטור מורחב שכללה הכנסת כלי ניטור אוטומטיים חדשניים על רפסודת הדיגום במרכז הכנרת ,הוספת תחנות ניטור בצפון האגם ,החלפת המערכת האקוסטית לניטור דגים ובועת מתאן במערכת חדישה ,והוספת הליטוראל כמרכיב חשוב במערך הניטור. שינוי מדיניות ברשות המים עקב הבנה שירידת מפלס מתמשכת פוגעת במערכת האקולוגית של הכנרת הוביל לכך שבשנת 2009הוחל במאמץ לשיקום חלקי של מפלס האגם לאחר רצף של מספר שנים של משטר מיפלסים יורד בכנרת ,מאמץ שנמשך גם ב .2010-למרות המחסור החמור במים שפירים בישראל השאיבה מהכנרת הוגבלה ומפלס המינימום של סוף 2010היה גבוה במעט מזה שבשנה שקדמה לו ,שהיה גבוה במעט מהמינימום של סוף .2008פריסת הגשמים על פני שנת 2010התאפיינה בכמויות גשם מעל לממוצע בינואר ופברואר ,אך הגשמים נעצרו אז ויתרת השנה היתה שחונה וחמה במיוחד .זו השנה השלישית ברציפות שלא הופיעה הפריחה החורפית של הפרידיניום. התחזית הקיימת לגבי הגדלת מצאי המים בעקבות השלמת מערכות התפלה בכמות המתוכננת במהלך השנים הקרובות אמורה להקטין את הדרישה מהכנרת כמקור מים ולאפשר ייצוב מחדש של המערכת האקולוגית באגם .השונות העונתית והרב-שנתית במבנה אוכלוסיות הפיטופלנקטון בכנרת ,אשר גדלו בהתמדה בשנים האחרונות ,מהווה אתגר מחקרי שמושקע בו מאמץ ניכר .מחזור החיים של ה פרידיניום ויחסי גומלין אללופאתיים בין אוכלוסיות האצות כמו גם דרישה למתכות קורט הם חלק מהגישות המחקריות הננקטות לבירור הסיבות לשינויים הנצפים באגם .נושאי מחקר אלו ורבים אחרים מוצגים בדו"ח .במקביל מושקע מאמץ מוגבר לאפיון מחדש של מרכיבים נוספים במארג המזון ,אם בשיטות מעקב קלאסיות או ביישום של שיטות גיאוכימיות העוקבות אחר איזוטופים יציבים של חנקן ופחמן. הדו"ח הנוכחי כמו דו"חות קודמים משקף את ההיקף הרחב של הנושאים המעסיקים את צוות המעבדה, ו ישמש את קהל הקוראים להרחבת הידע ולגיבוש עמדות במיגוון הגדול של נושאים הכלולים תחת הכותרת הכללית "כנרת". קריאה מהנה, ד"ר תמר זהרי מנהלת המעבדה לחקר הכנרת i עיקרי הדו"ח -מצב הכנרת 2010 איכות המים לפי אינדקס מורכב לאיכות מים " "CWQIשפותח במעבדה לחקר הכנרת ,איכות מי הכנרת הייתה אמנם טובה מזו שבשנת ,2009אך עדיין על גבול הקבילה (מצידו התחתון של הגבול) ברוב חודשי השנה (ראו פרק .)2.16כמו בשנים אחרות ,שני פרמטרים עיקריים תרמו להפחתה באיכות המים :ריכוזי הכלוריד שהיו גבוהים מהקביל בכל החודשים ,ואחוז הכחוליות הגבוה בחצי מחודשי השנה (איור .)1בנוסף ,בסתיו 2010 ריכוזי הכלורופיל חרגו מגבול המותר מצידו הגבוה ,וריכוזי החנקן הכללי חרגו מצידו הנמוך כמו שאופייני לשנים שחונות כאשר שטיפת אגן ההיקוות היא מזערית -גם ב 2010-נרשמו ערכים נמוכים יחסית של חיידקים אינדיקטורים לזיהום צואתי בשפך הירדן ,בחופי הרחצה ובראשי היניקה השונים ,מלבד בחודש דצמבר בו ירד הגשם המשמעותי הראשון מאז פברואר 2010והחל בשטיפת אגן ההיקוות .רעלני כחוליות, בריכוזים שעלו על ערך הסף המומלץ של 1מ"ג לליטר נמדדו מספר פעמים במהלך פריחת מיקרוציסטיס חורפית ,בין ינואר למרץ .מאמצע מרץ ואילך לא נמצאו מיקרוציסטינים במים איור :1תיאור גרפי של איכות המים בכנרת ב 2010-עבור 9פרמטרים ,בחודשי החורף-אביב (משמאל) והקיץ-סתיו (מימין). הערכים הם ממוצעים חודשיים ,ומצויינים כעיגולים שבתוכם מספר החודש .ערכים קבילים בכחול ,ערכים שאינם קבילים באדום .הצגת ה( WQI -המברייט ושות' )2002מאפשרת זיהוי מהיר של פרמטרים החורגים מגבולותיהם המותרים (בתוך המסגרת הכחולה) לפי המוצג בסכמה .המלבן האופקי הלבן ובתוכו המלבן האופקי הירוק מבטאים את תחומי הערכים שנפלו בין האחוזון ה 10עד ה ( 90מלבן לבן) או ( 25-75מלבן ירוק) בתקופת היציבות של הכנרת ,1992 – 1969 ,שלפיה נקבעו תחומי הערכים הקבילים. ii תמונת מצב כללית שנת 2010דווחה כשנה החמה ביותר שנרשמה מאז תחילת הרישום המטאורולוגי באזורנו .בכנרת הדבר התבטא בטמפרטורת פני האגם ,שהיתה החמה שנרשמה בכנרת מאז תחילת המדידות .לאורך כל השנה, טמפרטורת פני המים היתה חמה מהממוצע לשנים .1996-2008טמפרטורת המים בהיפולימניון היתה בשנה זו גבוהה ב 1-מעלה לפחות מהממוצע בשנים האחרונות; טמפרטורת המים באפילימניון היתה גבוהה בכ- 0.5עד 2.0מעלות מזו של ממוצע 5השנים שקדמו לה .בעומק של 0.2מ' במרכז האגם בחודש אוגוסט נרשמה באמצעות מערכת ה LDS-טמפרטורת שיא של כל הזמנים של 34.3מעלות. כמות הגשמים בשנה ההידרולוגית 2009/10היתה קרובה לממוצע הרב-שנתי .כמות הגשם הישיר על הכנרת בשנה זו היתה כ 440-מ"מ גשם ( 73מלמ"ק) ,כמות המהווה כ 110%-מכמות הגשמים הרב-שנתית הממוצעת באזור .רוב הגשמים ירדו כבר בנובמבר-דצמבר 2009שהיו גשומים מהממוצע ,עונת הגשמים 2009/10 הסתיימה מוקדם מהרגיל (בפברואר) ,ויתרת שנת 2010התאפיינה בתקופת יובש חריגה באורכה ,במשך 9 חודשים (ממרץ עד נובמבר) כתוצאה גם מהתחלה מאוחרת מאד לעונת הגשמים .2010-2011במיוחד בלטו מרץ ונובמבר 2010כחודשים שחונים. שנת 2010הייתה שנה נוספת ברצף של שנות מפלסים נמוכים .בשנה זו מפלס הכנרת היה מתחת לרום -213 מ' רוב השנה ,אך באביב המפלס עלה מעל הקו האדום התחתון לכ 4-חודשים -זו הפעם הראשונה מאז יולי .2008מפלס הכנרת נע ממיפלס מינימום ברום של -214.36מ' בסוף אוקטובר ,2009לרום שיא של -212.65 מ' בסוף אפריל 2010וירד אח"כ למפלס מינימום של -214.12מ' בדצמבר .2010אחרי רצף של 4שנים בהן מפלס המינימום ירד משנה לשנה ,השנה ההידרולוגית 2009/10היתה הראשונה בה רום מפלס המינימום היה גבוה (במעט) מאשר בשנה הקודמת והמגמה נמשכה ב ,2010/11 -אם כי שוב העליה במפלס המינימום לעומת השנה הקודמת היתה של 19ס"מ בלבד. שנת 2010הוגדרה כשנה נוספת ,שלישית ברצף ,של היעדר פריחה אביבית של פרידניום .במקומה התפתחה באביב פריחה של אצה דינופלגלטית אחרת – צרטיום .זו לוותה בהתפתחות מוגברת של ציאנובקטריה מהסוג מיקרוציסטיס שהחלה בינואר ונמשכה עד תחילת מרץ עם רמה של רעלנים מהסוג מיקרוציסטינים במים בתחום של 1-2מיקרוגרם לליטר .בקייץ ,שהיה חריג בהיותו החם מתמיד שנרשם בכנרת ,נצפתה תמותת דגים מאסיבית שאינה קשורה להרעלות מכוונות ,ואוכלוסיות הזואופלנקטון קרסה למינימום של כל הזמנים .בספטמבר נרשם גם מינימום נמוך מתמיד של ביומסת הפיטופלנקטון .במהלך קייץ 2010שלטה בכנרת אצה ירוקית חוטית ,מוגושיה ,אצה פולשת שנמצאת במי כנרת באופן כמעט רציף מאז .2005אצה זו התרבתה למימדי פריחה מאסיבית ששיאה נרשם בדצמבר – תופעה יוצאת דופן בכנרת .בנוכחות המוגושיה ריכוזי הכחוליות בקייץ היו נמוכים יחסית ולא נמצאו במים רעלנים. התנודות הקיצוניות במבנה וגודל אוכלוסיית אצות הכנרת ,כפי שניצפו בשנים האחרונות ,מייצגות מצב מעבר וחוסר יציבות של המערכת האקולוגית אשר עלול להתבטא בהרעה של איכות מי האגם כמי גלם למי שתיה. סקר חלזונות בחופי הכנרת הבהיר שמין פולש ,Thiara scabra ,שנראה לראשונה בכנרת ב ,2005התפשט בינתיים לכל האגם תוך דחיקת 6המינים המקומיים העיקריים .כיום מין זה הוא הדומיננטי בכל החופים ,הן החוליים והן הסלעיים ,במים הרדודים והעמוקים יותר (לפחות עד 12מ') ,ומהווה בממוצע יותר מ 90-אחוז מפאונת החלזונות של האגם .ההשפעות האקולוגיות של שינוי משמעותי זה עדיין לא ברורות. מעקב מתמשך אחר שפיעת המלח במעיין הברבוטים הראה ירידה משמעותית של המוליכות החשמלית וריכוזי יון הכלוריד במים שיוצאים מנביעה זו ,מריכוזים של כ 3000-מ"ג כלוריד לליטר ב 1991-לכ 1400-מ"ג כלוריד לליטר בסוף .2010הירידה בריכוז היתה חדה במיוחד מאז 2009ויתכן והיא קשורה לשאיבה בקידוחים בגליל המזרחי ,עקב תקשורת הידראולית בין הנביעות המלוחות לבין האקויפר הנשאב. iii פרמטר ממצאים בשנת 2010 מפלס מיפלס הכנרת עלה במהלך חורף 2009/10ב 1.46 -מ' ,מרום מינימלי של -214.31מ' בסוף דצמבר ,2009 לרום שיא של -212.66מ' ,בסוף אפריל .2010במהלך הקייץ והסתיו המפלס ירד שוב לרום מינימלי של -214.12מ'. טמפרטורה טמפרטורת מי האגם היתה גבוהה מהממוצע באופן בולט .טמפרטורת המים בפני השטח במרכז האגם הגיעה לשיא של כל הזמנים של 34.2מעלות באוגוסט. כלוריד מליחות האגם נעה בין 270ל 285מג"ל כלוריד .אוגר המלח באגם לא השתנה. זרחן כללי ומומס במשך כל חודשי השנה ריכוזי הזרחן הכללי והמומס באפילימניון היו נמוכים מהממוצע הרב שנתי. בהיפולימניון נרשמו שיאים קיצוניים של זרחן כללי וזרחן מומס בינואר ,ביתר חודשי השנה הערכים היו דומים לממוצע. זרחן חלקיקי בעוד שבחורף (ינואר-פברואר) ריכוזי הזרחן החלקיקי באפילימניון היו בסביבות הממוצע ,בכל יתר חודשי השנה הריכוזים ביו נמוכים מהממוצע הרב שנתי חנקן לאורך כל השנה ,ריכוזי החנקן הכללי באפילימניון היו נמוכים מהממוצעים הרב שנתיים ,ברוב החודשים מתחת לסטית התקן .הסיבה העיקרית לכך היתה ריכוזים נמוכים של חנקן אורגני .ריכוזי הניטרט ,ניטריט ואמון היו לרוב נמוכים אך בטווח סטיית התקן מהממוצעים הרב שנתיים. עכירות וחומר מרחף חודשי הקייץ (מאי עד אוקטובר) הצטיינו בערכי עכירות נמוכים במיוחד ,מתחת לסטיית התקן של הממוצעים הרב-שנתיים .גם החומר המרחף בחודשים אלו היה נמוכים ,אך בטווח סטיות התקן. אצות פרידיניום לא פרחה זו השנה השלישית ברצף .במקומה נרשמה פריחה אביבית של דינופלגלט אחר– צרטיום .בשאר השנה שלטה הירוקית החוטית – מוגושיה ,עם עליות וירידות שכללו שיא ביומסה לא שגרתי בדצמבר .בספטמבר נרשם מינימום ביומסה נמוך במיוחד ,שכמוהו לא נרשם בשנים האחרונות ,אם כי בשנות ה 70-וה 80-ערכים דומים היו אופייניים לקיץ. כלורופיל וייצור ראשוני ב 2010-נמשכה המגמה של צמצום ההפרשים בין ערכי המינימום והמקסימום בשני מדדים אלו :ריכוזי הכלורופיל ורמות הייצור הראשוני היו נמוכות בהרבה מהממוצע הרב שנתי בחצי הראשון של השנה וגבוהות בהרבה בחצי השני. זואופלנקטון בספטמבר נרשם ערך מינימום של כל הזמנים בצפיפות הזואופלנקטון ,בעיקר עקב קריסת אוכלוסיות המינים (קופפודים) והצמחוניים (קלדוצרים). חומרי הדברה במי כנרת זוהו 32חומרי הדברה 22 ,חומרים נוספים שנבדקו לא נמצאו באף דגימה .אחוז הדגימות בהן נמצא חומר הדברה מסוים נע בין אפס ל ,30%-עם שכיח בסביבות .4%החומר DDEנמצא בכ- 50%מהדגים שנבדקו .ריכוזי החומרים במי כנרת ובדגים היו נמוכים – למעט במקרי הרעלה מכוונת. מינואר ועד אמצע מרץ נצפו מספר אירוע פריחת מיקרוציסטיס מייצר רעלנים .בימי שמש ללא רוח רעלני אצות מין זה צף לפני המים ומתרכז במשטחי צופת דקים .הפריחה נשלטה על ידי זן שצבעו חום ותכולת כחוליות המיקרוציסטינים שלו נמוכה יחסית .בקייץ-סתו לא נמצאו רעלנים במים. iv תוכן העניינים עיקרי הדו"ח -מצב הכנרת ii.................................................................................................................. 2010 איכות המים ii 1. הקדמה :שילוב פעולות הניטור והמחקר במעבדה לחקר הכנרת 1 ............................................... .2 ניטור הכנרת 2 ............................................................................................................................... .2.1 מבוא 2 ................................................................................................................................... .2.2 מפלסים 4 ............................................................................................................................... .2.3 מטאורולוגיה ופיזיקה 5 .......................................................................................................... .2.4 ממצאי הניטור הכימי 13 ........................................................................................................ .2.5 אוכלוסיות הפיטופלנקטון 19 ................................................................................................. .2.6 כלורופיל וייצור ראשוני 22 .................................................................................................... .2.7 זואופלנקטון 24 ...................................................................................................................... .2.8 ריסניות (ציליאטים) 33 .......................................................................................................... .2.9 חיידקים37 ............................................................................................................................. .2.10 כימות אוכלוסיות הדגים 40 ................................................................................................... .2.11 חיידקים אינדיקטורים לזיהום צואתי 44 ............................................................................... .2.12 קצבי סדימנטציה 47 .............................................................................................................. .2.13 רעלני כחוליות 48 .................................................................................................................. .2.14 קיבוע חנקן 50 ........................................................................................................................ .2.15 מערכת נגררת לניטור מרחבי משולב של פרמטרים גיאוכימיים וביולוגיים 51 ..................... .2.16 חומרי הדברה 54 .................................................................................................................... .2.17 מדד כמותי להערכת איכות המים61 ..................................................................................... .2.18 מרכז מידע כנרת 62 ............................................................................................................... מחקרי הניטור 66 ........................................................................................................................... .3 3.1 הרחבת הניטור באזור חוף הכנרת הצפוני 66 ........................................................................ .3.2 מחקר הליטוראל שלב א' – סקר תשתיות הליטוראל במפלסים נמוכים 70 ......................... .3.3 הפעלת מערכת PhytoPAMבמרכז האגם 74 ...................................................................... מחקרי כנרת76 .............................................................................................................................. .4 .4.1 היחס סידן לאלקליניות קרבונטית בהיפולימניון 76 .............................................................. .4.2 מתכות קורט 78 ..................................................................................................................... .4.3 ניטור איכות המים באמצעות צילומי לווין המשולבים במערכת 81 .................... SISCAL v .4.4 הערכת שפיעת המלח במעיין הברבוטים 88 .......................................................................... .4.5 בקרה של אוכלוסיות ציאנובקטריה כאמצעי לשיפור איכות המים 92 ................................. .4.6 תאי קיימא של כחוליות :מרכיב במחזור החיים ושימור בסביבה המימית 93 ...................... .4.7 שונות רב שנתית ומרחבית בפריחת הפרידיניום והשפעתה על יציבות המערכת 100 ......... 4.8 פירוק פיגמנטים ושימורם בקרקעית ככלי ללימוד שינויי עבר בפוריות 103 ......................... .4.9 בדיקת הקשר בין דג הלבנון לזואופלנקטון וההשלכות לגבי דילול סרדינים 106 .................. .4.10 מארג המזון – מחקר באמצעות איזוטופים יציבים 112 ........................................................ .4.11 האם תהליכים מיקרוביאלים בליטוראל משפיעים על אופי האקוסיסטמה? 116 ................. .4.12 סקר עלוקות ורכיכות בחופי הכנרת 120 ............................................................................... מחקרי אגן ההיקוות של הכנרת וגופי מים אחרים126 ................................................................. .5 .5.1 עצמה -משך-הסתברות של מדידות גשם באמצעות אנטנות סלולאריות 126 ....................... .5.2 מודלים של אגן הירדן העליון ואגם הכנרת 129 .................................................................... .5.3 שלג בחרמון והשפעתו על ספיקת מקורות הירדן133 ........................................................... 5.4 הפיטופלנקטון בשמורת החולה 137 ...................................................................................... .5.5 שימוש בקרומי קרקע ביולוגיים כאמצעי לייצוב פני שטח וכסוי אתרי פסולת 139 ............. 5.6 מדד ביולוגי להערכת יעילות טיפול קדם לפני ממברנות במתקני התפלה 141 ..................... .5.7 חיזוי הפוטנציאל של אילוח ביולוגי143 ................................................................................ נספחים 146 ................................................................................................................................... .6 .6.1 כוח-אדם במעבדה לשנת 146 ........................................................................................ 2010 6.2 סטודנטים לתארים מתקדמים בהנחיית חוקרי המעבדה 147 ............................................... .6.3 מחקרי המעבדה 148 .............................................................................................................. .6.4 פרסומי המעבדה בספרות הבינלאומית המבוקרת ב150 ....................................... 2010-11 - .6.5 דו"חות המעבדה בשנת 153 .......................................................................................... 2010 vi .1הקדמה :שילוב פעולות הניטור והמחקר במעבדה לחקר הכנרת שילוב של ניטור ומחקר מדעי הם הדרך בה המעבדה לחקר הכנרת פועלת להשגת יעדיה העיקריים -פיתוח כלים מדעיים לתמיכה בקבלת החלטות על תפעול הכנרת במערכת אספקת המים הארצית ,והמשך פיתוח מרכז ידע לימנולוגי מוביל בעולם. המעבדה לחקר הכנרת פועלת להבנת מכלול התהליכים הפיסיקליים ,הכימיים והביולוגיים המשפיעים על רמת האיטרופיקציה ועל איכות המים בכנרת .באופן ישיר ,הפרמטרים שקובעים את מצב האיטרופיקציה באגם הם ריכוז והרכב המזינים באגם ,החומר האורגני המומס במים ,כמות וסוגי האצות ,והקשרים ביניהם כפי שמתבטאים במחזורי הפחמן ,הזרחן והחנקן באגם .באיור 2מוצג באופן סכמתי מחזור הפחמן בכנרת,כפי שהוא מיוצג במודל האקולוגי CAEDYMשהותאם לכנרת .סכמות מקבילות ודומות באופן עקרוני, המתארות את מחזור הזרחן והחנקן – לא מוצגות כאן .במודל ,המבוסס על הכרתנו את המערכת האקולוגית של האגם ,הגורמים המאלצים משפיעים באופן ישיר על מרכיבים של המערכת האקולוגית במים .לדוגמה ,עוצמת הקרינה ,טמפרטורות ורוחות משפיעים על הזרימה ועל עוצמת הערבול של המים, וכתוצאה מכך משפיעים על התפתחות האצות (ייצור ראשוני) ופיזורם במרחב .כמו כן ,נוטריאנטים וגורמי גידול ,או עיכוב ,שנכנסים מאגן ההיקוות משפיעים על התפתחות של האצות והחיידקים .באיור 2מוצגים המרכיבים העיקריים של המערכת האביוטית :נוטריאנטים (בסכמה זו רק ,)DICחומר אורגני מומס וחומר אנאורגני חלקיקי ,ורכיבי המערכת הביוטית :אצות ,חיידקים ,זואופלנקטון .התהליכים שקושרים בין המרכיבים האלה מסומנים בחצים. איור :2תיאור סכימתי של מחזור הפחמן בכנרת ,על מרכיביו הביוטיים והאביוטיים העיקריים והקשרים ביניהם ,כפי שהוא מתואר על ידי משוואות במודל כנרת .CAEDYM עבודות הניטור והמחקרים המתבצעים במעבדה לחקר הכנרת מיועדים בין השאר גם להבהיר את החלקים הקריטיים במערך מסובך זה ,ולשפר את המודלים הכמותיים .בעזרת המודלים ניתן להגיע להבנה מפורטת יותר של מידת ההשפעה של הגורמים השונים על רמת האיטרופיקציה ועל איכות מים. 1 .2ניטור הכנרת במימון רשות המים .2.1מבוא מערך הניטור בכנרת פועל מזה 40שנה ,במטרה לעקוב אחר איכות מי הכנרת ,לעמוד על שינויים באיכות המים וללמוד על התהליכים המשפיעים והקובעים את איכותם .צוות המעבדה לחקר הכנרת ע"ש יגאל אלון אחראי לניטור האגם בעוד יחידת אגן ההיקוות של חברת "מקורות" פועלת לכימות התרומות המגיעות אליו משיטחי הניקוז הצפוניים .תוכנית הניטור השנתית במתכונתה הנוכחית ,אשר התפתחה במהלך שנות הניטור ,מבוססת על דיגום במספר נקודות (תחנות) בכנרת בעומקים שונים ,ובדיקת מספר רב של משתנים פיסיקלי ים ,כימיים וביולוגיים ,אשר ניתוח נכון שלהם משקף את איכות מי האגם ומאפשר קביעת מגמות שינוי באיכות המים ואיתור מגמות של זיהום המערכת. יעדי תוכנית הניטור קובעים במידה רבה את תדירות הדיגום ,את מספר תחנות הדיגום ומיקומן בגוף המים ואת המשתנים הנבדקים .יתר על כן ,אופי גוף המים ,עומקו ,משטר הזרמים שבו והטופוגרפיה של קרקעית האגם (בתימטריה) ,יכתיבו את מספר הדגימות שייאספו מעומק עמודת המים בכל תחנת דיגום ואת סוג הבדיקות שייערך בכל אחת מהדגימות .באיור 3מוצג המיקום של תחנות הניטור העיקריות בכנרת ,על-פי תוכנית העבודה השנתית של המעבדה לחקר הכנרת .תחנה ,Aהנמצאת במרכז האגם ,נדגמת בתדירות של אחת לשבוע ובה נבדק מספר רב של משתנים ,כפי שמפורט בטבלה .1בתחנות דיגום נוספות G ,D ,ו,K - הממוקמות בציר צפון-דרום ,נבדק מספר משתנים מצומצם יותר .נתוני הניטור שנאספו בכנרת במשך 43 שנות ניטור ,מהווים בסיס נתונים ייחודי באופיו ,הן בשל דיוק המדידות והן בשל רציפותן. איור :3מפה בטימטרית של הכנרת ותחנות הדיגום של תכנית ניטור כנרת. יעדי הניטור ואופיו נשקלים אל מול יכולת הביצוע (תשתיות ותקציב) ,ולא אחת יש צורך לצמצם בתדירות הניטור ובמספר תחנות הדיגום .דיגום בתדירות נמוכה מקטין את מידת האמינות של תוצאות המדידה, כמשקפות את הערכים הממוצעים באגם ,ואת התהליכים המתרחשים בגוף המים .יתר על כן ,דיגום במרווחי זמן גדולים ,לא מאפשר הבחנה בזמן-אמת בשינויים באיכות המים ומקטין את אמינות מערכת הניטור ,ככלי המספק נתונים הכרחיים לתיפעול האגם לצרכי משק המים .משתנים רבים ,ובמיוחד הרכיבים הביולוגיים של המערכת האקולוגית (פיטופלנקטון ,זואופלנקטון ודגים) ,מפוזרים על פני שטח האגם 2 בכתמים ובתבנית בלתי סדורה .לפיכך ,צמצום מספר תחנות הדיגום פוגע ביכולת מערכת הניטור לשקף נכונה את מצב איכות המים הכוללת בכל שטח האגם .דיגום בתחנה אחת ,כמו תחנה ,Aהנמצאת במרכז האגם ,לא תמיד ישקף נכונה את איכות המים באזורים אחרים של האגם ,ובפרט לא מייצג את האזורים החופיים. טבלה :1ניטור הכנרת – משתנים ,תחנות ותדירות דיגום .הבדיקות מתבצעות בעומקים שונים לאורך עמודת המים ,מלבד פרמטרים מטאורולוגיים ,פרמטרים ממערכות סינופטיות ,ועוד מספר פרמטרים כמו חיידקים פתוגניים ,עומק "סקי" ,חומרי הדברה *( .תחנה -Kאחת לשבועיים -בים גדול). סוג הבדיקה מטאורולוגיה טמפרטורת האוויר לחות יחסית טמפרטורת פני המים רוח (כיוון ומהירות) קרינה קצרת גל קרינה ארוכת גל לחץ ברומטרי קרינת אור PAR פיסיקה פרופיל טמפרטורה במים פרופיל טמפרטורה במים LDS - עומק סקי פרופיל חדירות האור קצבי סדימנטציה כימיה אלקליניות כלוריד מוליכות חשמלית סידן פחמן דו-חמצני פחמן אורגאני סולפיד חנקן (קילדל) מסיס חנקן (קילדל) כללי אמוניה ניטריט ניטרט חמצן pH זרחן כללי מומס אורטופוספאט זרחן כללי סיליקה גופרה (סולפאט) תדירות הבדיקה תחנה גינוסרA , גינוסרA , A גינוסרA , גינוסרA , גינוסרA , A גג המעבדה כל 10דקות כל 10דקות כל 10דקות כל 10דקות כל 10דקות כל 10דקות כל 10דקות רציף (ממוצע שעתי) A, D, G, H, K A A, D, G, H, K A K ,F ,M ,A אחת לשבוע כל 10דקות אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבועיים A, D, G, H, K *A, D, G, H, K *A, D, G, H, K A, D, G, H, K A, D, G, H, K A A, D,H, K A D, G, H *A, D, G, H, K *A, D, G, H, K *A, D, G, H, K *A, D, G, H, K A D, G, H, K *A, D, G, H, K A D, G, H A G,D,H *A, D, G, H, K A A, D, G, H, K אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבוע אחת לשבוע אחת לשבוע אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבועיים 3 מוצקים מרחפים TSS עכירות חמרי הדברה רעלני כחוליות ביולוגיה פיטופלנקטון כלורופיל יצרנות ראשונית (פוריות) זואופלנקטון ריסניות (מיקרו-זואופלנקטון) דגים חיידקים ממקור צואתי חיידקים-ספירה כללית יצרנות חיידקית נשימה קהילתית קיבוע חנקן ניטור סינופטי מערכת נגררת – טמפ' ,מוליכות, עכירות ,כלורופיל פיזור מרחבי של טמפרטורה, כלורופיל ועכירות SISCAL - A, D, G, H *A, D, G, H, K ,H ,J ,D ,Aגשר אריק A אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לחודש A A A A, D, G, H, K A 10חתכים באגם כולו 14תחנות דיגום A A A A אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לחודש אחת לחודש-חודשיים אחת לחודש אחת לחודש אחת לחודש אחת לחודש אחת לחודש בזמן פריחות חתכים באגם כולו אחת לחודש /חודשיים סינופטי באגם כולו אחת ל 3-עד 10ימים .2.2מפלסים נתוני המפלס נאספים על ידי השרות ההידרולוגי של רשות המים ולא על ידי המעבדה לחקר הכנרת ,אך למידע זה חשיבות בהתיחסות הכוללת למצב האגם והשינויים הנמדדים בו במהלך השנה ולאורך השנים ורבים מהפרקים השונים בדו"ח מתייחסים למפלסים אלו .בשנת 2010מפלס המינימום של הכנרת עלה במעט לעומת מפלס המינימום הקודם ,באוקטובר ( 2009איור ,)4וזאת במגמה מכוונת של המנעות מהורדת המפלס לכיוון הקו השחור שהחלה כבר בשנה הקודמת. איור :4המהלך השנתי של מפלסי הכנרת בשנים 2005עד .2010 4 גשמים בסביבות הממוצע הרב שנתי בחורף 2009/10תרמו לעליית המפלס בחורף ובאביב עד כדי חציית הקו האדום התחתון של -213מ' למשך כ 4-חודשים ,וזאת לראשונה מאז ירידה מתחת לקו האדום ביולי .2008מפלס האגם המירבי נרשם בסוף אפריל ברום של -212.66מ' ,כ 60-ס"מ גבוה יותר מהמפלס המירבי ב- ( 2009איור .)4 .2.3מטאורולוגיה ופיזיקה אלון רימר ,יורי לצ'ינסקי סיכום שנתי של מדידת פרמטרים מטאורולוגיים שדרוג המדידות הפיסיקליות באגם .1בשנה האחרונה התחלנו במהלך של שינוי נרחב במדידות הפיסיקליות .עם העברת התחנה המטאורולוגית מטבחה לגינוסר ,רק התחנה המטאורולוגית שבתחנה Aמודדת נתונים מטאורולוגיים מעל פני המים .בנוסף לכך ,מדידות ה LDS-בתחנה Aמתואמות כעת עם מדידות התחנה המטאורולוגית (מדידה כל 10דקות) .מסיבות היסטוריות התחנה בגינוסר היא התחנה המטאורולוגית של המעבדה ,בעוד שהתחנה המטאורולוגית ב A-היא בהגדרה תחנה של השירות המטאורולוגי ,ונתוניה מתקבלים מתוך שיתוף פעולה והעברת נתונים סבירה .במהלך השינוי המוצע נעביר את עיקר פעילות המדידה המטאורולוגית והנתונים הפיסיקליים לתחנה ,Aשבה יהיה הריכוז הגדול והמשמעותי ביותר של אמצעי מדידה .בשלב ראשון ,לפני כשנה ,העברנו את מד הטמפרטורה של פני המים לתחנה .Aבשלב השני ,בתחילת חורף 2010-2011רכשנו מד קרינה נטו (ארבעה מדידים במכשיר אחד) בכ ₪ 35,000 -מתקציב מחקר במימון אגודת ידידי חיא"ל .לפי שעה מד הקרינה מהווה רכיב נפרד במערכת הניטור בתחנה Aוהוא מספק נתונים חלקיים (איור .)5 890 New - St. A Old - Genosar 790 590 490 390 290 190 )Radiation (Wm^-2 690 90 1/9/11 1/10/11 1/11/11 1/12/11 1/13/11 1/14/11 1/15/11 1/16/11 1/17/11 -10 1/8/11 Date איור :5קרינה קצרת גל מתחנת גינוסר ומתוך מד קרינה נטו בתחנה .A לשם השלמת התהליך אנו מציעים להחליף את אוגר הנתונים הנוכחי של ה ,LDS -ולרכז את כל המדידות המטאורולוגיות וה LDS -באוגר נתונים אחד בסופה של התארגנות זו במהלך :2011 .2נחסוך את עלויות הטלפוניה (בטווח הזמן המיידי ,כל התקשורת תעבור על בסיס ערוץ תקשורת קיים) .3נקטין משמעותית את כמות שגיאות בהעברת הנתונים. .4המערכת תהיה מודולרית יותר (יכולת ניוד חיישנים בהתאם לצרכי המחקר), 5 .5הנתונים יועברו בזמן אמת ,נתונים יעברו בצורה אחידה (כיום זה נעשה במספר פורמטים שונים) וישרתו טוב יותר גם את מערכת אתר האינטרנט של המעבדה. .6הספקת החשמל למערכת תהיה יציבה יותר .סיכום המדידות בשנת 2010 כיום עומדות לרשות המעבדה שש תחנות מטאורולוגיות המודדות סימולטנית כל 10דקות את המשתנים המטאורולוגיים הבאים :טמפרטורת אויר ,לחות יחסית ,מהירות וכיוון רוח ,קרינה ארוכת גל ( ,)µm 5-25 וקרינה קצרת גל ( .)nm 305-2800בתחנה Aנמדדת גם טמפרטורת פני המים ,ובתחנות הקרקעיות נמדדת גם טמפרטורת הקרקע .בסיס הנתונים המטאורולוגי של הכנרת כולל כעת נתוני מדידה מטאורולוגית לפי הפירוט הבא: משנת 1996תחנת טבחה (כעת גינוסר) • משנת 1997תחנות צמח ובית צידה • משנת 2003על האקו-ראפט בתחנה .A • משנת 2006תחנה מטאורולוגית ליד הרכבל העליון בחרמון. • משנת 2008תחנה מטאורולוגית ליד הרכבל התחתון בחרמון. • סיכום המדידות המטאורולוגיות לשנת 2010הוא עבור נתוני התחנות המטאורולוגיות בגינוסר ובתחנה .A האיורים מייצגים את הממוצע שעתי (ייצוג התנודה היומית) ע"פ חודשי השנה (ייצוג התנודה העונתית) של הפרמטרים המטאורולוגיים המדודים .הפרמטרים שסיכום המדידה השנתי שלהם יוצג הם .1 :טמפרטורת אויר (רום כ 8 -מטר מעל פני האגם); .2טמפרטורת המים (כ 5-ס"מ עליונים); .3קרינה קצרת גל; .4קרינה ארוכת גל; .5לחות יחסית; .6מהירות הרוח .ממוצע המדידות לשנת 2010הושווה לסיכום הרב שנתי לשנים . 1996-2008ההשוואה נעשתה ע"י חישוב ההפרש בין ממוצע שעתי לחודש משנת 2010לעומת ממוצע דומה עבור כל השנים שקדמו לשנה זו ,ושרטוט מפת הפרשים בין שני הממוצעים. סיכום הגשם החודשי מה 1.10.2009-ועד ל 31.12.2010 -כפי שנמדד בתחנת כפר נחום מוצג באיור .6בסיכום עונתי לעונת 2009-2010בלבד מתקבלים כ 440 -מ"מ על פני האגם (כ 73 -מלמ"ק) – כמות המהווה בקירוב כ 110% -מכמות הגשמים הרב-שנתית הממוצעת באזור הכנרת .למרות כמויות הגשמים הסבירות של החורף הקודם ,פריסת הגשמים על פני שנת 2010התאפיינה בתקופת יובש חריגה במשך 9חודשים (מחודש מרץ ועד נובמבר) כתוצאה מסיום מוקדם לעונת הגשמים הקודמת והתחלה מאוחרת מאד של עונת הגשמים הנוכחית .2010-2011בעיקר בולטים לעין במהלך 2010החודשים מרץ ונובמבר שהיו יבשים במידה קיצונית. 180 150 120 מ"מ 90 60 30 0 Oct- Nov- Dec- Jan- Feb- Mar- Apr- May- Jun- Jul- Aug- Sep- Oct- Nov- Dec09 09 09 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 חודש איור :6גשם חודשי ממוצע מתחנת כפר נחום ,החל מחודש אוקטובר 2009ועד דצמבר ( 2010עמודות) ,בהשוואה לגשם חודשי ממוצע על הכנרת. 6 טמפרטורת המים והאוויר חודשים ינואר ופברואר הם הקרים ביותר בשנה ,וחודש אוגוסט הוא החם ביותר .מהשוואת שני תרשימי סיכום הטמפרטורה בולטת התנודה היומית של טמפרטורת האוויר ,לעומת התנודה היומית המוגבלת של טמפרטורת פני המים .טמפרטורת האוויר הממוצעת של החודשים אוגוסט עד נובמבר הייתה בד"כ גבוהה בכ 1.0 -עד 4.0מעלות (!) (בנובמבר) מהטמפרטורה החודשית הממוצעת הרב שנתית (איור 7ו .)8-כתוצאה מכך בולטת לעין טמפרטורת פני המים לשנת ,2010שהיא בממוצע הגבוהה ביותר שנרשמה בכנרת מאז החלו המדידות .על רקע חימום היתר הכללי של פני המים בולטות הטמפרטורה במרץ ,אוגוסט ונובמבר, שלושה חודשים שבשנת 2010שהיו חמים מן הממוצע במידה רבה מאד. )Water Surface Temp.(C )Air Temperature(C 12 12 34 30 11 32 11 10 10 30 28 9 9 28 8 26 22 month 24 6 26 7 24 5 20 6 5 22 4 4 18 20 3 16 2 14 15 20 10 0 5 month 7 8 3 2 18 1 20 10 15 0 5 1 hour hour איור :7סיכום שנתי של ממוצעים שעתיים וחודשיים של טמפרטורת האויר ברום של כ 8 -מטר מעל פני האגם (ימין), וטמפרטורת פני המים (שמאל). )Water Surface Temp.(C )Air Temperature(C 4 3 10 1.8 10 9 1.6 9 8 1.4 8 1.2 7 1 6 5 0.8 5 4 0.6 4 3 0.4 3 2 0.2 2 7 2 6 1 0 month 11 2 11 -1 20 15 10 5 0 1 20 15 10 5 0 month 12 2.2 12 1 hour hour איור :8ההפרש בין ממוצע שעתי לחודש משנת 2010לעומת ממוצע דומה עבור השנים 1996-2008מימין :טמפ .אויר (;)C משמאל :טמפ .פני מים (.)C 7 קרינה קצרה וארוכת גל מדידות קרינה קצרת גל ( (nm 305-2800מראות באופן קבוע על ערך יומי מירבי בשעות הצהריים 13:00- ( 11:00לפי שעון חורף) .בסקלה העונתית הקרינה המקסימאלית חלה ביוני ויולי .נתוני הקרינה ארוכת הגל מראים שיא בקרינה בצהריים באוגוסט (איור 9ו .)10-תחום הקרינה קצרת הגל הוא בין ( 0לילה) לכ900- Wm-2בשעות היום .תחום הקרינה ארוכת הגל הוא בין 320ל Wm-2 450 -בקירוב .ההפרש של מדידות הקרינה קצרת הגל הממוצעת במהלך השנה מעיד על סטיות אקראיות מן הממוצע הרב שנתי .הסטיות החיוביות ביולי נובעות מהשלמת נתונים חסרים בחודש זה .לעומתן הסטיות החיוביות בקרינה קצרת גל בשעות הצהריים של מרץ ונובמבר (מעל )Wm-2 50הן עדות נוספת למספר נמוך מהרגיל של ימי עננות בשנת 2010לעומת שנה ממוצעת. - )Short Wave Rad (Wm 2 - )Long Wave Rad (Wm 2 12 460 12 800 11 11 700 10 10 440 420 9 600 8 500 380 7 month 400 6 400 6 300 5 4 360 8 5 4 200 3 3 340 100 2 15 20 10 5 0 month 7 9 0 1 2 15 20 10 5 0 1 hour hour איור :9סיכום שנתי של ממוצעים שעתיים וחודשיים של קרינה ארוכת גל ( , Wm-2ימין) וקצרת גל (שמאל). - - )Short Wave Rad (Wm 2 )Long Wave Rad (Wm 2 12 12 50 11 40 11 150 10 10 9 9 100 30 8 8 10 month 6 50 6 5 0 5 0 4 4 -50 3 -10 3 2 2 -20 20 15 10 5 0 month 20 7 7 -100 1 20 15 10 5 0 1 hour hour איור :10ההפרש בין ממוצע שעתי לחודש משנת 2010לעומת ממוצע דומה עבור השנים .2008 -1996מימין :קרינה ארוכת גל ( ,)Wm-2משמאל :קרינה קצרת גל (.)Wm-2 8 לחות יחסית ומהירות רוח סיכום שנתי של ממוצעי מהירות הרוח והלחות היחסית (איור 11ו )12-מדגים את רוחות אחר-הצהריים הקיציות האופייניות .שעה 15:00היא שעת השיא לאורך כל השנה (שעון חורף ,שעת השיא בפועל היא 14:00לפי שעון קיץ) ,ובחודשים יוני-יולי-אוגוסט הרוחות הן החזקות ביותר .חודשי החורף והשעות 00:00 עד 10:00הן בהכללה הזמנים בהם בממוצע מהירות הרוח היא הנמוכה ביותר ועומדת על פחות מ 2 -מ' לשנייה .הלחות יחסית ( )%מעל פני האגם מצויה בד"כ בהתאמה שלילית עם מהירות הרוח (מהירות גדלה – לחות פוחתת). )Humidity (% - )WindSpeed(ms 1 12 12 8 75 11 10 70 10 9 65 9 8 60 11 7 6 4 month 5 6 7 55 6 50 month 7 8 5 5 45 4 4 3 40 3 35 2 2 20 10 15 0 5 3 2 30 1 20 10 15 0 5 1 hour hour איור :11סיכום שנתי של ממוצעים שעתיים וחודשיים של לחות יחסית (שמאל) ומהירות רוח (ימין). - )Humidity (% )WindSpeed(ms 1 12 1.5 12 11 1 11 10 10 10 5 0.5 9 0 8 -0.5 7 -1 6 -1.5 5 5 4 4 8 month 0 7 6 -5 -10 3 -2.5 month -2 9 3 2 2 -15 -3 20 15 10 5 0 1 20 hour 15 10 5 0 1 hour איור :12הפרש בין ממוצע שעתי לחודש משנת 2010לעומת ממוצע דומה עבור השנים .2008 -1996מימין :מהירות רוח (,)ms-1 משמאל :לחות יחסית (.)% מהירות הרוח נלקחה מנתוני תחנה Aואלה דומים (אם כי לא זהים) לנתוני הרוח בתחנת טבחה .לפיכך בשעות היממה עם הרוח החזקה ( 10:00עד )20:00קיים דמיון רב לנתוני הרוח הרב שנתיים (למעט רוחות 9 הצהריים של יולי ואוגוסט שהן נמוכות יחסית) .חודש ינואר 2010הראה ערכי לחות יחסית גבוהים מהממוצע הרב שנתי ,ככל הנראה בהתאמה לעובדה שחודש זה היה גשום מאד באופן יחסי .חודש נובמבר, כאמור לעיל ,היה חודש חם באופן קיצוני ולחות יחסית נמוכה בהרבה מהרגיל. סיכום שנתי של התאדות מהאגם המודל מבוסס על האלגוריתם של ,Penman-Monteithלפי התיאור המופיע בפירוט רב אצל Allen et al. ) .(1998תקציר השיטה הובא בדו"ח המעבדה לשנת .2008המודל בנוי ב – EXCELוהחישוב מתבצע על פני 365יום בשנה כלשהי .למודל 3דפים ( )worksheetעיקריים :דף הקלט ( ,)input dataדף החישובים ( ,)Penman Dailyודף הפלט ( .)Outputהמודל הוזן ב 7 -סדרות יומיות ( 365ערכים בכל סדרה) שמקורן במדידות המטאורולוגיות של המעבדה לחקר הכנרת בגנוסר ובתחנה .Aסדרות אלה מפורטות בטבלה :2 טבלה :2נתוני קלט למודל ההתאדות שם הסדרה סימול טמפ .מינימום טמפ .מקסימום לחות יחסית מינימום לחות יחסית מקסימום מהירות רוח ממוצעת קרינה גלובלית שינוי חום יומי יחידות מעלות C מעלות C לחות % לחות % 1מטר שנייה 2מיליון ג'אול מטר 2מיליון ג'אול מטר Tmin Tmax RHmin RHmax U-10 RS HL על פי התוצאות רכיב הקרינה מגיע לערכו המקסימלי בחודשים אוגוסט – ספטמבר ורכיב הרוח בשיאו באמצע יולי .התוצאה היא שההתאדות הכוללת מהאגם מגיעה לשיאה באוגוסט ,וערכה הנמוך ביותר בפברואר (איור .)13החישוב הכמותי הראה שההתאדות בשנת 2010הסתכמה בכ 245 -מלמ"ק .יש לציין כי ב 2010 -ההתאדות מוגברת יחסית באוגוסט ,ספטמבר ונובמבר שהיו חודשים חמים מאד. 9.0 E Penman E Pan-A empirical E Average from balances Radiation Component Wind Component 8.0 7.0 5.0 4.0 3.0 )evaporation (mm 6.0 2.0 1.0 0.0 360 330 300 270 240 210 180 150 120 90 60 30 0 day איור :13הערכת התאדות במ"מ ליום לפי ( Penman-Monteithכחול כהה) מתוך מדידות מטאורולוגיות בגינוסר ובתחנה A בשנת . 2010בצהוב" :רכיב הרוח"; בכתום" :רכיב הקרינה"; באדום :ממוצע התאדות מגיגית; בכחול :ממוצע התאדות מהכנרת. 11 סיכום שנתי של טמפרטורת האגם פרופיל טמפרטורת גוף המים נמדד על בסיס שבועי באמצעות STDבמספר תחנות דיגום (כל 0.1מטר). בסיכום הנוכחי נתייחס רק למדידות שנעשו בתחנה .Aשנת 2010התאפיינה לכאורה בשכוב תרמי סטנדרטי (איור ,)14אך בהשוואה לשנים קודמות (איור )15ניכר כי .1 :טמפרטורת המים בהיפולימניון היתה בשנה זו גבוהה ב 1-מעלה לפחות מהממוצע בשנים האחרונות; .2טמפרטורת המים באפילימניון גבוהה בכ- 0.5עד 2.0מעלות מזו של ממוצע 5השנים האחרונות. 0 30 -5 28 -10 26 -15 )Depth(m 24 -20 22 -25 20 -30 18 -35 16 30/11 31/10 30/09 31/08 30/06 31/07 Date 31/05 30/04 31/03 01/02 29/02 -40 01/01 איור :14טמפרטורת האגם לשנת 0202 0 5 -5 4 -10 3 -15 2 )Depth(m -20 -25 1 -30 0 -35 -1 30/11 31/10 30/09 31/08 30/06 31/07 Date 31/05 30/04 31/03 01/02 29/02 -40 01/01 איור :15ההפרש בין טמפרטורת האגם לשנת 2010לטמפרטורה הממוצעת בשנים .2004-2009החל מחודש יולי טמפרטורת האפילימניון גבוהה בכ 0.5 -עד 2.0מעלות מזו של ממוצע 5השנים האחרונות. 11 גלים פנימיים במהלך הסופה בדצמבר 2010 בין ה 10 -ל – 13לדצמבר 2010התרחשה סופת גשמים ורוח עזה בכל רחבי הארץ .במהלך הסופה ירדו בצפון הארץ בין 100ל 200-מ"מ גשם .זה היה אירוע הגשם המשמעותי הראשון של עונת .2010-2011במהלך האירוע נשבו על פני הכנרת רוחות במהירות של עד 20מ' לשנייה (איור 16למטה) והשפעתן על מבנה השכוב והגלים הפנימיים הייתה מרשימה (איור 16למעלה) .במהלך הימים מה 9 -עד ל 15-לדצמבר ( 6ימים) פחתה טמפרטורת המים באפילימניון בשיעור 2.5מעלות .החל משעה 12:00בצהרי ה 12 -לדצמבר בולטת לעין העמקת התרמוקלינה בשיעור של כ 10 -מטר עד לשעה 00:00של ה 13-לדצמבר ,ועלייתה חזרה בשיעור של כ 8 -מטר במהלך 12שעות נוספות .בבוקר ה 13 -לדצמבר נודע לנו כי תנודת התרמוקלינה הקיצונית לוותה ככל הנראה בעליית מים היפולימנטיים לקרבת פני האגם ,שחדרו למשאבות של אגודת המים עמק הירדן .כפי שנראה באיור 16מערכת הניטור האוטומטי של המעבדה בתחנה Aקלטה למעשה את הפרטים המהותיים של אירוע זה . Data measured in station A during2010 from day=343 to day =349.2708 22 21.5 -5 21 -10 20.5 20 -15 19 )Depth (m 19.5 -20 -25 18.5 18 -30 17.5 -35 17 16.5 15-Dec-2010 14-Dec-2010 13-Dec-2010 12/15/10 0:00 12/14/10 0:00 12/13/10 0:00 12-Dec-2010 Date and time 11-Dec-2010 10-Dec-2010 -40 09-Dec-2010 30 25 15 10 5 12/12/10 0:00 12/11/10 0:00 12/10/10 0:00 )Wind speed (m/sec 20 0 12/9/10 0:00 -5 Date איור :16מהלך הסופה שחלה בין ה 11 -ל – 13בדצמבר .2010למטה :מהירות הרוח בתחנה .Aלמעלה :טמפרטורת פרופיל המים בתחנה .A 12 .2.4ממצאי הניטור הכימי עמי נשרי ,מיקי שליכטר ריכוזי חמרים בעמודת המים התופעות הכימיות הבולטות ביותר בשנת 2010הם ערכים נמוכים יחסית של חומר מרחף ,עכירות ,זרחן הכללי ,חמצן ו pH -באפילמניון במרבית תקופות השנה .הירידה ב 3 -הפרמטרים הראשונים מצביעה על ריכוזי חלקיקים אורגניים נמוכים יותר כפי שגם מתבטא בפרמטרים ביולוגיים אחרים (דו"ח זה) .הדגם העונתי של ריכוז הזרחן החלקיקי (זרחן כללי פחות מומס כללי) בשנת 2010שונה מהדגם העונתי של הממוצע הרב שנתי בכך שריכוזי הזרחן החלקיקי הגבוהים מצויים רק בחורף בניגוד לממוצע הרב-שנתי שבו האביב מתאפיין בריכוזים גבוהים יחסית (איור .)17 0.020 2010 0.018 1969-2010 0.016 0.014 0.010 0.008 mgP(PP)/L 0.012 0.006 0.004 0.002 0.000 12 11 10 9 8 7 5 6 4 3 2 1 Month איור :17ריכוז חודשי ממוצע של זרחן חלקיקי באפילימניון בשנת 2010בהשוואה לממוצע הרב-שנתי.1969-2010 , ריכוזי החנקן האורגני הממוצע הרב-שנתי גבוהים בהרבה מאלה שבשנת ( 2010איור )18והסיבה העיקרית לכך היא השפעת אבק כבול החולה על הכנרת בשנות ה 70-אולם מעבר לתופעה זו ניתן לראות דגם עונתי מובהק של עליה אביבית בריכוז החנקן האורגני (ב-ס.ג .של 0.2מג"ל חנקן) בגלל פריחות האצות האביביות שמלווה בדעיכה לאחר מכן .בשנת 2010דגם זה כמעט ולא התקיים ,ריכוזי החנקן האורגני כמעט ולא השתנו עד לקיץ ורק אז חלה ירידה מסוימת בריכוז .זוהי שוב אינדיקציה למחסור בפריחה אביבית משמעותית ב.2010- ריכוזי החמצן בשכבת המים העליונה של הכנרת מוכתבים בעקר ע"י המאזן שבין רמת הייצור הראשוני, ספק החמצן העיקרי ,לבין הנשימה ,התהליך מסלק החמצן העיקרי .מכיוון שהתוצאות המוצגות כאן משקפות את דיגום שעות הבוקר שבהן הפוטוסינתיזה דומיננטית ביחס לנשימה ניתן להניח שהדעיכה הגדולה בריכוז החמצן באביב קיץ 2010-נובעת מירידה יחסית בקצב הפוטוסינתיזה ,כפי שניתן גם להסיק ממדידות ישירות של שטף ביולוגי זה .באופן דומה לדגם העונתי של החמצן גם הדגם המקביל של רמת ה- pHמצביע על תופעה זהה. 13 0.7 2010 1969-2010 0.6 0.5 0.3 mgN(Norg)/L 0.4 0.2 0.1 0 12 11 9 10 8 7 5 6 4 3 1 2 Month איור :18ממוצע חודשי של ריכוז חנקן אורגני באפילימניון בשנת 2010כנגד הממוצע הרב שנתי בין 1969ל.2010- ריכוזי הסיליקה המומסת במי האגם משקפים קיום פריחות של צורניות .ב 2010-ריכוז הסיליקה גבוה מהממוצע הרב שנתי (איור )19וזהו ביטוי לכך שבשנים האחרונות לא היו פריחות מסיביות של צורניות שאחרת ריכוזי הסיליקה המומסת היו יורדים .שיקוע צורניות הוא אמצעי לסילוק סיליקה מומסת מהאגם. אבל בכל זאת בחודשי הקיץ ,בין אוגוסט לאוקטובר ,2010ניתן להבחין בירידה בסיליקה המומסת ,קרוב לודאי כתוצאה מהופעה לא מסיבית של צורניות. 12 10 6 2010 4 mgSiO2(Norg)/L 8 1969-2010 2 0 12 11 10 9 8 7 5 6 4 3 2 1 Month איור :19ריכוזי סיליקה באפילימניון של הכנרת בשנת 2010ובשנים .1929-2010 ריכוזי הזרחן המומס והאמוניום בהיפולימניון בשנת 2010גבוהים מהממוצע הרב-שנתי (איור .)20זוהי תופעה חוזרת ונשנית בשנים נמוכות מפלס ובד"כ גם אלו הם גם מעוטות בפעילות ביולוגית אפילמנטית התפופעה נובעת משינויים במשטר הסדימנטציה של האגם .כאשר חלקיקים דקים ,ביניהם ביולוגיים. נסחפים מהשוליים למרכז העמוק של האגם ושם הם מתפרקים. 14 איור :20ריכוזי יסודות באפילימניון ( )0-15ובהיפולימניון ( )30-40במשך שנת [ 2010עמודות] כנגד הממוצע הרב-שנתי ()1969-2010 [רבועים מלאים מחוברים בקו] עם סטית תקן אחת. Alkalinity 1-15m Alkalinity 30-40m 200 180 180 160 160 mg/l mg/l 140 140 120 120 100 100 80 12 80 12 11 12 11 10 8 9 6 7 4 5 2 3 11 9 10 7 8 5 6 3 4 1 2 1 pH 30-40m pH 1-15m 9.0 9.4 9.0 8.6 8.6 8.2 8.2 7.8 7.8 7.4 7.4 7.0 9 10 7 8 5 6 3 4 1 2 7.0 12 11 9 10 7 8 5 6 4 Oxygen 30-40m 3 1 2 Oxygen 1-15m 14.0 14.0 12.0 12.0 8.0 8.0 mg/l mg/l 10.0 10.0 6.0 6.0 4.0 4.0 2.0 2.0 0.0 12 11 10 9 8 7 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 0.0 1 12 Hydrogen Sulfide 30-40m 12.0 10.0 8.0 mg/l 6.0 4.0 2.0 0.0 6 5 4 3 2 1 15 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Nitrate 1-15m Nitrate 30-40m 0.5 0.6 0.5 0.4 0.4 mg/l mg/l 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0.0 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 8 9 10 11 12 7 8 9 10 11 12 7 8 9 10 11 12 Nitrite 30-40m Nitrite 1-15m 0.08 0.14 0.07 0.12 0.06 0.10 mg/l mg/l 0.05 0.08 0.06 0.04 0.03 0.04 0.02 0.02 0.01 0.00 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 Ammonia 30-40m Ammonia 1-15m 0.4 2.0 1.8 1.6 0.3 1.4 mg/l mg/l 1.2 0.2 1.0 0.8 0.6 0.1 0.4 0.2 0.0 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Organic Nitrogen 1-15m 2 3 4 5 6 Organic Nitrogen 30-40m 0.80 0.80 0.60 0.60 mg/l 1.00 mg/l 1.00 0.40 0.40 0.20 0.20 0.00 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 1 2 3 4 5 6 1.2 Total Nitrogen 1-15m 2.5 1.0 Total Nitrogen 30-40m 2.0 0.8 mg/l mg/l 1.5 0.6 1.0 0.4 0.5 0.2 0.0 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Chloride 1-15m 300 280 280 260 260 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Chloride 30-40m mg/l mg/l 300 2 240 240 220 220 200 200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Calcium 1-15m 2 3 Calcium 30-40m 65 65 60 60 55 55 mg/l 50 mg/l 50 45 45 40 40 35 35 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 30 12 1 Turbidity 1-15m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Turbidity 30-40m 4.0 20.0 3.0 15.0 NTU 25.0 NTU 5.0 2.0 10.0 1.0 5.0 0.0 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Total Suspended Solids 30-40m Total Suspended Solids 1-15m 8.0 8.0 6.0 6.0 mg/l 10.0 mg/l 10.0 4.0 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Total Phosphorus 1-15m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 7 8 9 10 11 12 8 9 10 11 12 8 9 10 11 12 Total Phosphorus 30-40m 0.04 0.14 0.12 0.03 0.10 mg/l mg/l 0.08 0.02 0.06 0.04 0.01 0.02 0.00 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Soluble Reactive Phosphorus 1-15m 2 3 4 5 Soluble Reactive Phosphorus 30-40m 0.010 0.12 0.10 0.008 0.08 mg/l mg/l 0.006 0.06 0.004 0.04 0.002 0.02 0.000 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Total Dissolved Phosphorus 1-15m 2 3 4 5 6 7 Total Dissolved Phosphorus 30-40m 0.016 0.12 0.10 0.012 mg/l mg/l 0.08 0.008 0.06 0.04 0.004 0.02 0.000 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 18 1 2 3 4 5 6 7 Sulfate 30-40m Sulfate 1-15m 60.0 60.0 55.0 55.0 50.0 50.0 45.0 45.0 mg/l mg/l 40.0 40.0 35.0 35.0 30.0 30.0 25.0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 25.0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 .2.5אוכלוסיות הפיטופלנקטון תמר זהרי ,טטיאנה פישביין שנת 2010הייתה חמה מהממוצע ,לאורך כל השנה טמפרטורת המים באפילימניון הייתה גבוהה ב1-2 - מעלות צלסיוס מהממוצע הרב שנתי ,כאשר באופן בולט החודשים פברואר-מרץ וכן נובמבר היו חמים במיוחד .רוב שנת 2010הייתה גם יבשה מהרגיל ,גשמי חורף 2009/10הסתיימו כבר בפברואר ועד אמצע דצמבר 2010לא ירדו גשמים .לכן גם הכניסות מאגן ההיקוות ומאבק (דיווח של עמי נשרי) היו נמוכות. במקביל ,המהלך השנתי של הפיטופלנקטון בכנרת היה מאד לא שגרתי ,כמפורט בהמשך. כלל הביומסה האצתית שנת 2010הייתה שנה שלישית ברצף אחרי 2008ו 2009-ללא פריחת פרידיניום (איור 2007 )21הייתה השנה האחרונה בה נצפתה פריחת פרידיניום בכנרת .בשנים כמו 2007בהן פרידיניום פורחת המהלך השנתי של הפיטופלנקטון מתאפיין בשיא ביומסה באפריל וביומסה נמוכה במשך כל הקיץ .ב 2010 -נרשמו 2שיאי ביומסה ,שניהם בעיתוי לא שגרתי .השיא הראשון נרשם מוקדם יחסית ,כבר בפברואר-מרץ (כ 130-ג' למ"ר) ושיא נוסף בעוצמה דומה נרשם מאוחר מאד בשנה -בדצמבר (איור .)21יחסית לשנים אחרות ללא פרידיניום ,הביומסה הכלל אצתית הממוצעת הייתה גבוהה ( 89.5ג' למ"ר ,איור ,)21ואפילו גבוהה יחסית לממוצע הרב שנתי שכולל שנים עם פרידיניום ( 79ג' למ"ר). בספטמבר 2010נרשם מינימום ביומסה שנתי של 26ג' למ"ר ,שזה מינימום נמוך ומאוחר בעונה יחסית לשנים אחרות ללא פרידיניום (איור .)22 המהלך השנתי של הקבוצות הטקסונומיות העיקריות שנת 2010נחלקה בין שלטון (תרומה של יותר מ 50%-לסך הביומסה) של אצות דינופלגלטיות שאינן פרידיניום בחורף (ינואר עד מאי) לבין שלטון ירוקיות בקיץ (מאוגוסט עד דצמבר) עם אפיזודה קצרה של שלטון צורניות בתקופת הביניים ,ביולי (איור .)22למעט בחודש יולי במהלך כל חודשי השנה כחוליות תרמו מעל 7%לסך הביומסה ,תרומה שהיא גדולה יחסית לשנים אחרות .עם זאת ,באופן בולט ובניגוד לשנים האחרונות ללא פרידיניום ב 2010-אצות כחוליות לא הגיעו לדומיננטיות השנה (איור ,)21השיא היה תרומה של 23%לסך הביומסה ב 7-לנובמבר (איור .)22נוכחות גבוהה יחסית של אצות קריפטופיטיות אפיינה את תחילת השנה (שיא של 29%מכלל הביומסה ב 14-לפברואר) – תופעה שהיא טיפוסית וחוזרת על עצמה בכל השנים האחרונות. 19 איור :21המהלך השנתי של ריכוזים חודשיים של ביומסת האצות בכנרת על פי הקבוצות הטקסונומיות העיקריות.2010 - 2007 , המינים הדומיננטיים בינואר התחילה להתפתח האצה הדינופלגלטית צרטיום )( (Ceratium hirundinellaאיור .)23זהו מין שמופיע בפלנקטון של הכנרת כמעט כל שנה ,אך ב 2010-הגיע בפעם הראשונה מאז תחילת הניטור למימדי פריחה מאסיבית המתקרבת בעוצמתה למימדי פריחת הפרידיניום .שיא הביומסה של צרטיום שנרשם באמצע מרץ 2010היה 147ג' למ"ר (איור )24שהיוו 67%מכלל הביומסה .בסוף מרץ הביומסה דעכה אך שיא נוסף של צרטיום נרשם בסוף אפריל ,משם הביומסה דעכה על להעלמות המין באמצע יוני (איור .)24בעבר, צרטיום לא עברה ביומסה של 30ג' למ"ר .כמו כן ,שיאי הביומסה שלה נרשמו במאי-יוני ולא במרץ .שיאי עבר אלו נרשמו כאשר טמפרטורת המים הייתה מעל 16Cוכאשר ה pH -היה מעל .8.5ב 2010-הצרטיום פרחה כשטמפרטורת פני המים בפברואר עמדה על 18Cורמת ה pHהייתה מעל 8.3אך לא הגיעה ל.8.5 - 21 התנאים שעודדו התפתחות מין זה ב 2010-עדיין לא ברורים ,אך סביר שהעדר תחרות מצד פרידיניום הייתה תנאי הכרחי. לאחר דעיכת הצרטיום ,נרשמה פריחה קצרה (שבועות בודדים) של הצורנית סינדרה )(Synedra rumpens (איור )23עם שיא של 55ג' למ"ר ב 19ליולי. 75% 50% 25% 0% 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 % of total biomass 100% 1 Month, 2010 איור :22המהלך השנתי של תרומת קבוצות הפיטופלנקטון העיקריות בשנת 2010לסה"כ הביומסה. איור :23תמונות מיקרוסקופ של המינים שהיו דומיננטיים בכנרת ב :2010-הדינופלגלט Ceratium hirundinellaבחורף-אביב, הצורנית Syndera rumpensביולי והירוקית החוטית Mougeotia Sp.בסתיו. כבר ממרץ נרשמו במים ריכוזים משמעותיים של האצה הירוקית החוטית מוגושיה )( (Mougeotia sp.איור ,)23מין שבעבר קראנו לו דבריה .חוטים של מוגושיה נמצאו במים לאורך כל השנה ותרמו לכך שאצות ירוקיות תרמו את רוב הביומסה לאורך כל השנה (איור .)24משם ואילך כלל ביומסת הפיטופלנקטון ,כולל מוגושיה ,דעכה עד למינימום השנתי בספטמבר .משם והלאה מוגושיה התפתחה למימדי פריחה שהגיעו לפריחה מאסיבית בסוף דצמבר ,עם אלפי חוטים למ"ל .מין זה הופיע לראשונה בכנרת ב 1998 -ופרח לראשונה באביב 2005עם ריכוזי ביומסה דומים לאלו שנצפו בדצמבר השנה .מפתיע בכל זאת עיתוי הפריחה בדצמבר 2010ששונה לגמרי מהעיתוי ב .2005 -מעט מאד ידוע על האקולוגיה של מין זה ששייך לקבוצת ה conjugales -של האצות הירוקיות .בתרביות של אצה זו שבודדו מהכנרת וגודלו במעבדה עם טלטול האצה נדבקה לכלי הזכוכית בקצה אחד של הפילמנט .בזמן הפריחה האחרונה בדצמבר הדייגים 21 התלוננו על אצות ירוקות שנדבקו לרשתות ,לדגים ולידיים שלהם וגרמו להם לצריבות ,אנו סבורים שמדובר במוגושיה .מכיוון שמין זה עשוי להיות המין שיחליף את פרידיניום בעתיד ,חשוב ללמוד את האקולוגיה שלו. באוקטובר 2010צפינו בריכוזים גבוהים (אלפי חוטים למ"ל) של הכחולית החוטית .Lyngbiaבגלל המימדים הזעירים של חוטים אלו תרומתה לסך הביומסה הייתה קטנה ,רק 6.2ג' למ"ר .כמו כן היא איננה מקבעת חנקן. 200 Mougeotia sp. 100 50 biomass, g/m2 Ceratium hirundinella 150 0 D D N O S A J J M A M J J Month, 2010 איור :24המהלך השנתי של שני המינים יוצרי הפריחות ב :2010-הדינופלגלט Ceratium hirundinellaוהירוקית החוטית .Mougeotia Sp. .2.6כלורופיל וייצור ראשוני יוסף יעקבי וסמיון קגנובסקי ממוצע צפיפות הכלורופיל בשנת 2010היה זהה כמעט לממוצע של השנתיים הקודמות (איור 25למעלה), אם כי הגיע רק כדי 75%מהממוצע הרב-שנתי .בייצור הראשוני ניכרת מגמת יציבות של ממוצע שנתי העומד על 1580 ±100החל ב( 1998-איור 25למטה) .הממוצעים השנתיים יציבים למדי ובמקרה של הייצור הראשוני אף יציבים ממה שנראה בכנרת כאשר המחזוריות התוך-שנתית של צפיפות הפיטופלנקטון ופעילותו הייתה סדירה וברת חיזוי במידה מרובה .אולם ,למרות "מעטפת היציבות השנתית" שהיא כה ברורה ניכרים שינויים גדולים בדינמיקה התוך-שנתית של צפיפות הכלורופיל והייצור הראשוני (וגם הרכב מיני הפיטופלנקטון באגם) .ב 2010-נמשכה המגמה של צמצום ההפרשים בין ערכי המזער והמירב במדדים של צפיפות כלורופיל וייצור ראשוני .בולטת הירידה הניכרת בצפיפות הכלורופיל בחדשי החורף והאביב וכנגדה העלייה השיטתית של משתנה זה בחדשי הסתיו (איור 26למעלה) .הפועל היוצא הוא שממוצע מחצית השנה שבין ינואר ליוני עולה על זה של יולי-דצמבר אך ב ,21% -בה בשעה שבממוצע הרב-שנתי ההפרש הזה הוא כ( 250% -טבלה .)3דגם הסטייה של ערכי הייצור הראשוני ב ,2010-בהשוואה לממוצע הרב -שנתי ,דומה במידה מסויימת למה שנמדד בצפיפות הכלורופיל ,כלומר מתחת לממוצע בעיקר בחדשי האביב ומעל הממוצע בחדשי הסתיו (איור 26למעלה) .גם בייצור הראשוני הצטמצם הפער בין ממוצע ינואר-יוני לכדי כ ,1%-בה בשעה שבממוצע הרב שנתי הוא עומד על כ( 25% -טבלה .)3הממצאים האלה מעידים על שינוי העובר על הכנרת .דוגמה מקובלת היא ששינויים באים לידי ביטוי בהרכב המינים זמן רב בטרם רואים שינוי משמעותי בייצור הראשוני .היעלמותם של מיני פיטופלנקטון והופעתם של מינים 22 חלופיים מתועדת היטב בכנרת של השנים האחרונות והיווצרות מונוקולטורה של הירוקית החוטית מוג'וטיה ,בפרקי זמן ארוכים מדגימה את התופעה באורח בוטה. טבלה :3ממוצעים ( ±סטיית תקן) שנתיים ותקופתיים של כלורופיל וייצור ראשוני בכנרת :השוואה של 2010עם הנתונים הרב- שנתיים. ייצור ראשוני ,מג' פחמן /מ/ 2יממה 2 כלורופיל ,מג' /מ 1 2 2010 רב-שנתי 2010 רב-שנתי 1825 ±426 ינואר –יוני 171 ±47 022 ±120 1924 ±239 יולי –דצמבר 135 ±37 102 ± 20 1995 252± 1454 ±278 ינואר-דצמבר 153 ±46 002 ± 52 1955 ±300 1643 ±323 2010 - 1970 1 2010 -1972 2 Chl annual average 500 400 -2 200 Chl a, mg m 300 100 0 19 7 19 0 7 19 2 7 19 4 7 19 6 7 19 8 8 19 0 8 19 2 8 19 4 8 19 6 8 19 8 9 19 0 9 19 2 9 19 4 9 19 6 9 20 8 0 20 0 0 20 2 0 20 4 0 20 6 0 20 8 10 PP annual average 3000 -1 -2 1000 PP, mgC m d 2000 0 19 7 19 0 7 19 2 7 19 4 7 19 6 7 19 8 8 19 0 8 19 2 8 19 4 8 19 6 8 19 8 9 19 0 9 19 2 9 19 4 9 19 6 9 20 8 0 20 0 0 20 2 0 20 4 0 20 6 0 20 8 10 איור :25הממוצעים השנתיים של צפיפות הכלורופיל (למעלה) והייצור הראשוני (למטה) בין השנים 1970ו .2010 -כל ממוצע שנתי מבוסס על 20-25מדידות. 23 600 2010 1970-2010 450 -2 Chl, mg m 300 150 0 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC 2500 500 -2 1000 PP, mg C m d 1500 -1 2000 0 JUL AUG SEP OCT NOV DEC JAN FEB MAR APR MAY JUN איור :26הממוצע החודשי של צפיפות הכלורופיל (למעלה) והייצור הראשוני (למטה) בשנת ,2010בהשוואה לממוצע החודשי הרב-שנתי (הייצור הראשוני באוגוסט 2010לא נמדד אלא חושב לפי מודל). .2.7זואופלנקטון גדעון גל ,שרה צ'ווה ניטור הזואופלנקטון בכנרת נערך מאז 2003במקביל בשני אופני דיגום":מיקסים" ו"פרופילים" .הראשון מהווה המשך של שיטת הדיגום בה נעשה שימוש בכנרת עוד מתחילת שנות ה 70-לעומת שיטת הפרופילים שהחלה בפברואר ( 2003ראה דוח שנתי .)2003שיטת הפרופילים עברה מספר שינויים קטנים במהלך שנת 2004שכללו שינויים בעומקים על מנת להתאים את מספר הדגימות לכוח האדם העומד לרשותנו ,וכן המעבר לספירת דוגמאות במיקרוסקופ במקום שימוש בבינוקולור. במעקב אחר השינויים בצפיפות הכוללת של הזואופלנקטון באגם מאז שנות ה ,70-בעזרת דגימות המיקסים (איור ,) 27ניתן לראות המשך מגמת ירידה בצפיפויות הזואופלנקטון שהחלה בשנת .2008הצפיפות הממוצעת בשנה החולפת הייתה עדיין גבוהה מהערכים שנצפו ב 2004-ובשנות ה .90-עם זאת ,קצב הירידה בצפיפות הזואופלנקטון בשלוש השנים האחרונות היה דומה לקצב המהיר שנצפה בראשית שנות ה2000- ומהיר יותר מקצב השינוי שלו היינו עדים במהלך שנות ה.90- בניתוח חודשי של תוצאות הניטור ,בתחנה ( Aשיטת המיקסים) ,ניתן לראות שהירידה בצפיפויות הזואופלנקטון ,ביחס לשנה קודמת ,הייתה עקבית החל מחודש יוני (איור .)28במהלך חודשים ינואר -מאי בשנת 2010הצפיפות החודשית הממוצעת הייתה דומה או אף גבוהה מהערכים של שנת 2009והממוצע הרב 24 שנתי ( .) 1970-2003החל מחודש יוני התהפכה המגמה וצפיפות הזואופלנקטון הייתה נמוכה משמעותית מערכי 2009והממוצע הרב שנתי .למעשה ,ערכי צפיפות הזואופלנקטון בקיץ 2010היו הנמוכים שנרשמו אי פעם בכנרת מאז תחילת המעקב בשנת ( 1969איור .)29 600 200 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 400 0 2010 2005 2000 1995 1990 1985 1980 1975 1970 שנה איור :27צפיפות שנתית ממוצעת של הזואופלנקטון בכנרת ,על פי דיגום המיקסים ,בין השנים .1969-2010הכוכבים מציינים ערכי צפיפות שנתית ממוצעת על פי דיגום הפרופילים (עבור השנים .)2003-2010 הבדלים אלו בולטים במיוחד כאשר משווים את הערכים בין השנים והחודשים (איור .)30ההבדלים ניכרים היטב בקבוצות הקופפודים והקלדוצירה בחודשים יוני עד ספטמבר שבהם הערכים היו קרובים ל .0-ערכי ,2010בעיקר בקבוצת הקופפודים הגיעו לפחות מ 1%-מהערכים הממוצעים הרב שנתיים לשנים 1970-2009 (טבלה .)4 טבלה :4צפיפות חודשית ממוצעת של 3קבוצות הזואופלנקטון העיקריות ביחס לממוצעים החודשיים הרב שנתיים (.)1970-2009 הערכים הם באחוזים. חודש קופפודים קלדוצירה רוטיפרים יוני 3.1 11.0 77.0 יולי 0.7 13.6 178.6 אוגוסט 0.3 7.6 64.6 ספטמבר 0.3 22.3 15.5 במהלך הקיץ צפיפות הקופפודים לא עלתה על 3%מהממוצע הרב שנתי והייתה מתחת לאחוז בודד בשלושה מתוך ארבעת החודשים .גם ערכי צפיפות מיני הקלדוצירה היו נמוכים והיו כ 10%-מהממוצע הרב שנתי פרט לחודש ספטמבר שבו ניתן לראות סממנים ראשונים של התאוששות .הרוטפרים ,לעומת זאת, הציגו ערכים גבוהים יחסית פרט לחודש ספטמבר .ערכי צפיפות גבוהים יחסית של רוטיפרים היו צפויים לאור העדר לחץ טריפה של קופפודים על הרוטיפרים בחודשים אלו .לא ידוע בוודאות מה הגורמים לירידה הבולטת בצפיפות הזואופלנקטון באגם אבל יש להניח שטמפרטורות המים הגבוהות ביותר מ 2-מעלות מעל הממוצע במהלך קיץ 2010ואוכלוסיית לבנון גדולה תרמו רבות לאירוע חריג זה. 25 700 2006 2007 2008 2009 2010 multiannual mean 600 400 300 200 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 500 100 0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 חודש איור : 28צפיפות חודשית ממוצעת של זואופלנקטון עבור השנים ( 2006-2010עמודות) והממוצע החודשי הרב שנתי לשנים 1970- 2003וסטיות תקן (קו רציף) ,על פי דיגום המיקסים. איור :29ערכי צפיפות ממוצעת של קבוצות הזואופלנקטון העיקריות בכנרת בחודש אוגוסט בשנים .1970-2010הקו האופקי במרכז הקופסא מייצג את ערך החציון של כלל הערכים ,תחומי הקופסא מייצגים את הרבעון העליון והתחתון של הערכים, והקווים האופקים מחוץ לקופסא את הערכים הנמוכים ביותר .הכוכבים האדומים מיצגים את ערכי .2010ערכי 2010עבור הקופפודים והקלדוצירה נפלו בתחום של הערכים הנמוכים ביותר של כלל הערכים. אם בודקים ,עבור התקופה ,2006-2010את ההבדלים בין הצפיפויות החודשיות על פי חלוקה לשלש קבוצות פונקצינאליות הכוללות את הטורפים (קופפודים בוגרים) ,הצמחוניים (קלדוצצרה והקופפודיטים) והמיקרו- זואופלנקטון (רוטיפרים והנאופליי) ,ניתן להבחין במספר מגמות (איור .)31ראשית ,ניתן לראות שהירידה בצפיפות הכ וללת של הזואופלנקטון נובעת ,בעיקר ,מירידה בערכי הצפיפות של הזואופלנקטון הטורף והזואופלנקטון הצמחוני .ערכים אלו היו נמוכים החל מחודש יוני ורק בחודשיים האחרונים של השנה 26 התאוששו .במקרה של המיקרו-זואופלנקטון הערכים הנמוכים החלו רק בחודש אוגוסט עם התאוששות בדצמבר .ההבדל נובע מהרכב קבוצת המיקרו-זואופלנקטון שכולל את השלבים הצעירים של הקופפודים והרוטיפרים .עיקר הירידה בערכי המיקרו-זואופלנקטון נובעת מירידה בשלבים הצעירים של הקופפודים שהיא תוצאה ישירה של העדר בוגרים ממינים אלו. איור :30השוואה בין ערכי צפיפות קבוצות הזואופלנקטון העיקריות בין השנים 2007-2010ובחודשים יוני -אוקוטובר .הערכים הם במספר פרטים לליטר. 27 80 זואופלנקטון טורף 40 20 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 60 0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 200 זואופלנקטון צמחוני 120 80 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 160 40 0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 500 מיקרוזואופלנקטון 300 200 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 2006 2007 2008 2009 2010 400 100 0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 חודש איור : 31צפיפות חודשית ממוצעת של שלושת הקבוצות הפונקציונאליות של הזואופלנקטון באגם :הזואופלנקטון הטורף, הזואופלנקטון הצמחוני והמיקרו-זואופלנקטון עבור השנים ,2006-2010על פי דיגום המיקסים. 28 ניתוח המגמות העולות מתוך נתוני הזואופלנקטון של השנים האחרונות מצביע על מספר תהליכים מרכזיים .הנתונים מעידים על אפשרות סבירה של לחץ טריפה ובקרה מעלה-מטה ()Top-down control ביחסי דגים-זואופלנקטון וזואופלנקטון-זואופלנקטון בשנים .2004-2006ערכי מינימום בצפיפויות הזואופלנקטון בכלל והקופפודים בפרט במהלך 2004נבעו מלחץ טריפה מוגבר של אוכלוסיית הלבנון הגדולה (תוצאה של עליית המפלס המהירה ב .)2002-2003-הירידה במספר הקופפודים הבוגרים (הטורפים) החלישה את לחץ הטריפה על מיני זואופלנקטון אחרים ,בעיקר המיקרו-זואופלנקטון ,אשר הגיעו לצפיפויות גבוהות במהלך ,2004מגמה שנמשכה גם בשנים 2005ו( 2006-איור .)32מיני הזואופלנקטון הטורפים (קופפודים בוגרים) התאוששו ב 2006 -ושמרו עד 2009על מגמת יציבות עם שינויים לא גדולים ,שלוותה בירידה של 34-44%בשנה החולפת ,בתלות בשיטת הדיגום .מיני המיקרו-זואופלנקטון הגיבו לשינויים אלו בזואופלנקטון הטורף .בשנים של צפיפות גבוהה של טורפים אנו עדים למיעוט במיקרו-זואופלנקטון בגלל לחץ טריפה על הרוטיפרים. 35 זואופלנקטון טורף 30 20 15 10 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 25 5 0 2009 2010 2007 2008 2005 2006 2004 2003 זואופלנקטון צמחוני 120 100 60 40 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 80 20 0 2010 2008 2009 2007 2006 2003 2004 2005 350 מיקסים פרופילים מיקרוזואופלנקטון 300 200 150 100 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 250 50 0 2010 2008 2009 2007 2006 2005 2003 2004 איור : 32ערכי הצפיפות השנתית הממוצעת של מיני הזואופלנקטון הטורפים ,הצמחונים והמיקרו-זואופלנקטון בשנים .2003-2010 מוצגים אומדני הצפיפויות על פי שיטת המיקס (עמודות כהות) ושיטת הפרופיל (עמודות בהירות). 29 160 נאופליי מיקסים פרופילים 80 40 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 120 0 2010 2008 2009 2007 2006 2004 2005 2003 80 קפופודיטים 40 20 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 60 0 2010 2008 2009 2007 2006 2004 2005 2003 30 בוגרים 25 15 10 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 20 5 0 2010 2008 2009 2007 2006 2004 2005 2003 איור : 33ערכי צפיפות של שלבי ההתפתחות השונים של הקופפודים במהלך השנים 2003-2010על פי שתי שיטות הדיגום: המיקסים (עמודות כהות) והפרופילים (עמודות בהירות). בשנים של העדר לחץ טריפה (כדוגמת )2004המיקרו-זואפלנקטון מגיב בערכי צפיפות גבוהים יחסית .יחד עם זאת ,במעבר משנת 2006לשנת 2007נראה שחל שינוי בתהליך העיקרי הקובע את צפיפויות הזואופלנקטון באגם .נצפתה ירידה בצפיפות הזואופלנקטון הטורף ,אך בניגוד למה שנצפה בשנים 2004- ,2006בשנה החולפת נצפתה ירידה מקבילה של המיקרו-זואופלנקטון ,שנבעה בעיקר מירידה בצפיפויות השלבים הצעירים של הקופפודים (נאופליי) ועלייה מתונה בלבד בצפיפויות הרוטיפרים (איורים .)32-34 הירידה בצפיפויות הנאפוליי יכולה להצביע על ירידה בהצלחת הרבייה של הקופפודים ,תופעה שמאפיינת ירידה במספר הבוגרים ותנאים סביבתיים לא טובים כמו חוסר מזון. אחת מתוצאות הלוואי של הירידה בצפיפויות הנאופליי היא העלייה בתרומתם היחסי של הרוטיפרים למיקרו-זואופלנקטון .אם בשנת 2007קשרנו את הירידה בצפיפות הזואופלנקטון הטורף בירידה במיקרו- זואופלנקטון ובעיקר ברכיב הרוטיפרים (ראה דוח שנתי )2007הרי שבשנה החולפת החלק היחסי של 31 הרוטיפרים מתוך סך המיקרו-זואופלנקאטון היה גבוה והגיע לכדי ממוצע שנתי של 70%לעומת ערכים של 42-60%בשנים .2006-2009לעומת זאת ,בשנים 2004ו ,2005-כשריכוז הזואופלנקטון הטורף היה בשפל, האחוז היחסי של הרוטיפרים עמד על .80-88%האחוז היחסי הגבוה בשנה החולפת שוב מעיד על ירידה בלחץ הטריפה על הרוטיפרים. 500 קופפודים קלדוצירה 400 200 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 300 100 0 Jan 2011 Jan 2010 Jan 2009 Jan 2008 Jan 2006 Jan 2007 Jan 2005 Jan 2004 Jan 2003 800 רוטיפרים-פרופילים רוטיפרים-מיקסים 400 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 600 200 Jan 2011 Jan 2010 Jan 2009 Jan 2008 Jan 2006 Jan 2007 Jan 2005 Jan 2004 Jan 2003 0 איור : 34ערכי הצפיפות החודשית הממוצעת של שלושת הקבוצות הטקסונומיות של הזואופלנקטון באגם; הקופפודים (איור עליון) ,הקלדוציקה (איור אמצעי) והרוטיפרים (איור תחתון) ,עפ"י דיגום הפרופילים והמיקסים ,עבור התקופה פברואר -2003 דצמבר 2010על סמך דיגום הפרופילים. השינויים באוכולסיית הזואופלנקטון בכלל ,ובקופפודים ובקלדוצירה בפרט נובעים ,עפ"י ההיפותיזה הרווחת ,מהקשר שבין עליית המפלס ואוכלסיית הלבנון ( Ostrovsky and Walline 2000, Gal and .) Willamson 2010בנוסף ,קופפודים ומיני קלדוצירה מהווים חלק חשוב בהרכב המזון של דגי הלבנון (ראה פרק פרויקט דג הלבנון) .לאור קשרים אלו נעשה ניסיון לאמוד באופן כמותי למחצה את הקשרים הנ"ל (איור .)35זהו ניסיון לכמת את התנאים לקביעת התנהגות האגם ומבוסס על ניתוח ראשוני של הת וצאות .עפ"י ניתוח זה ,השפעת המפלס ובעקבות זאת השפעת הלבנון על אוכלוסיית הקופפודים תלויה ראשית בגודל אוכלוסיית הקופפודים ואח"כ במידת השינוי במפלס במהלך החורף או בעקבות אירועי גשם בודדים .במצב של אוכלוסיית קופפודים קטנה יחסית (פחות מ 100-פרטים לליטר) שינוי גדול במפלס, 31 המוגדר כאירוע בודד שגורם לעליית מפלס של 0.5מ' או יותר או סה"כ עליית מפלס של 1.5מ' על פני כל העונה ,יגרור שינוי מהותי באוכלוסיית הקופפודים .דוגמאות לכך הם חורף 1991-1992שבו המפלס עלה כמעט ב 4-מ' ועם מספר אירועים בודדים של עלייה גדולים מחצי מטר .גם בחורף 2008-2009ראינו שינויים יחסית גדולים אשר באו לידי ביטוי באירוע בודד של עלייה ב 0.58-ס"מ ועלייה מצטברת של 1.64מ' .במצב דומה של שינויי מפלס ,אבל במצב של אוכלוסיית קופפודים גדולה ,נראה שינוי מתון בלבד בגודל האוכלוסייה .באוכלוסיות קטנות וגדולות של קופפודים ,שינויי מפלס גדולים שיתרחשו יותר מפעם אחת בשנה או לחילופין שינויים עונתיים גדולים על פני יותר משנה אחת ,כולל מספר אירועים גדולים במהלך העונות ,יגררו שינויים קיצוניים באוכלוסיית הקופפודים באגם .דוגמאות לכך ניתן לראות בחורפים של 2002-2003ו ,2003-2004-חורפים בהם המפלס עלה ב 4.7-וב 2.1-מ' ,בהתאמה .יש לציין שהשינויים באוכלוסיית הקופפודים לא מתרחשים בשנה שבה חלו השינויים הגדולים במפלס אלא רק כעבור שנה עד שנה וחצי .בעתיד יעשה נסיון לאפיין מודל אשר יתאר את הקשרים הנ"ל ויאפשר חיזוי טוב של השפעת שינויי מפלס על הזואופלנקטון .ככל שיצומצמו שינויי המפלס בעקבות העלייה בתרומה של מתקני התפלה למקורות המים יש להניח שהשנויים באוכלוסיית הזואופלנקטון יהיו תלויים יותר בשינויים סביבתיים ,כגון מזג האויר ,ובשינויים באוכלוסיות האצות באגם. Copepod density <100/L no No Change/ reduction in population ?Density >100/L no yes yes No Change/ reduction in population Change/ reduction in population no Change/ reduction in population yes No Change/ reduction in population Large level change over 2 years or multiple/year Mild change/ reduction in population ?Large level change >.5cm/d or sum >~1.5m/season איור :35נסיון ראשוני לכמת את התנאים להערכת השפעת דגי הלבנון על אוכלוסיית הקופפדים בעקבות שינויי מפלס. ספרות Gal, G., Anderson, W., 2010. A novel approach to detecting a regime shift in a lake ecosystem. Methods in Ecology and Evolution 1, 45-52. Ostrovsky, I., Walline, P.D., 2000. Multiannual changes in population structure and body condition of the pelagic fish Acanthobrama terraesanctae in Lake Kinneret (Israel) in relation to food sources. Verh. Internat. Verein. Limnol. 27, 1-5. 32 .2.8ריסניות (ציליאטים) גדעון גל וחמי מלינסקי-רושנסקי הריסניות ( ,)ciliatesיצורים חד-תאיים אוכלי חיידקים ומיקרואצות ,הן מרכיב נוסף של המיקרו- זואופלנקטון .בגלל גודלן הקטן המעקב אחריהן נעשה בנפרד .ניטור הציליאטים נמשך ב 2010 -פעם בחודש בתחנה Aמשלוש שכבות של עמודת המים :פני המים (עומק 1-2מ') ,אזור המטאלימניון (לרוב 15-23מ') והשכבה העמוקה ( 34-40מ') .בזמן השיכוב נלקחת דגימה נוספת מאיזור התרמוקלינה .הספירה נעשית לפי סוגים טקסונומיים עבור הסוגים המוכרים לנו כמו ,Tintinidium, Coleps ,Vorticella,ולפי הצורות הגיאומטריות (כדור ,גליל ,ספרואיד) עבור ציליאטים שאיננו בטוחים בהגדרתם .ניתן לתרגם את הספירות לביומסת פחמן עפ"י החישוב שב 1 -מיקרוגרם משקל רטוב ישנם 140ננוגרם פחמן ) 140ng Cל.(1 m3 - מתוך ספירת דגימות הציליאטים במהלך שנת 2010נמצא כי העלייה בערכים של מספר הציליאטים ליחידת נפח שנצפתה בשנת 2009נמשכה גם בשנת ( 2010איור .)36העלייה במספרי הציליאטים באה בניגוד למגמה שנראתה בשנים קודמות בהם הייתה יציבות בצפיפות הציליאטים ,אם כי נמוכה ,פרט לאמצע שנת .2006 העלייה בצפיפות שהחלה במהלך 2008נמצאה בכל השכבות של עמודת המים :פני המים ,המטאלימניון ובעומק .ריכוזי סה"כ הציליאטים (כל המינים והצורות) ב 2010 -בשכבת פני המים ,המטאלימניון ובשכבה העמוקה היו בין 12.2ל 14.8 -ציליאטים למ"ל עם ממוצע שנתי של 11.9למ"ל שמעט נמוך מהממוצע שנצפה בשנת 2009אבל דומה לריכוזים שנצפו בשנת 2006לפני הירידה ב 2007-וב( 2008-טבלה .)5תצפית זו היא בניגוד למגמות ברכיבים אחרים של מארג המזון כגון האצות והזואופלנקטון שצפיפותם במהלך שנת 2010 הייתה נמוכה מאוד בחודשי הקיץ .למרות שהשינוי בממוצע השנתי משנת 2009לשנת 2010היה קטן יחסית נצפו שינויים בין השכבות (איור .)37בשכבה הרדודה של עמודת המים הייתה ירידה של 25%בצפיפות הממוצעת משנת 2009לשנת 2010אבל צפיפות השכבה העמוקה עלתה ב .18.5%-בשכבת המטאלימניון השינוי היה קטן ,של כ 5%-בלבד .הצפיפות הגבוהה בשכבת המטאלימניון לעומת השכבות האחרות היא תופעה יוצאת דופן ונצפתה לאחרונה רק ב .2006 -יחד עם זאת ,מגמת העלייה בצפיפות הציליאטים בשכבה העמוקה שהחלה ב 2007 -המשיכה זו שנה רביעית ויתכן שמצביעה על שינויים באופי הפעילות הבקטריאלית או שינויים בפיזור החומר האורגני באגם בשנים אלו .היציבות היחסית בצפיפויות של הציליאטים בשכבת המטאלימניון בשנים 2008-2010מפתיעה לאור אופן פיזור הצילאטים בשכבה זו ואופן הדיגום .לעיתים קרובות ,הצילאטים מתרכזים בשכבות צפופות וצרות מאוד (של פחות ממטר עובי) באזור המטאלימניון .הדיגום שאנו עורכים מתבצע מעומק מסוים בעזרת דוגם מים ועל כן אנו עלולים לדגום מים שמעט עמוקים או רדודים מהשכבה הצפופה ובכך ל"פספס" את אותה שכבה צפופה .יתכן והדמיון בצפיפויות בין השנים מעידה על איכות הדיגום והיכלות לדגום את שכבת הצילאטים .עם זאת ,ללא היכולת לדגום שכבה זאת ברזולציה גבוהה בעזרת מכשור מדויק יותר לא ניתן יהיה לקבוע חד משמעית את צפיפות הצילאטים. טבלה :5ריכוז שנתי ממוצע של כלל הצילאטים בשלושת שכבות הדיגום עבור התקופה .2006-2010 שנה ריכוז ממוצע (ציליאטים למ"ל) 6003 ..11 6004 613 6005 .010 6006 .611 60.0 ..16 33 100 Surface Metalimnion Bottom 75 Cells/ml 50 25 0 2009 2011 2005 2007 2001 2003 Year איור :36צפיפות הצילאטים (תאים למ"ל) בתקופה 2001-2010בשלוש שכבות עומק של עמודת המים :שכבת פני המים, המטאלימניון והשכבה העמוקה .יש לשים לב שהחל משנת 2006הדגימות נספרו בעזרת מערכת הפלנקטומטריקס .בשנים המוקדמות יותר הספירות נעשו במיקרוסקופ ובעזרת מערכת הקאפאס. 20 surface metalimnion 16 Bottom 8 cell/ ml 12 4 0 2010 2009 2007 2008 2006 איור :37צפיפות שנתית ממוצעת של ציליאטים (תאים למ"ל) בשכבות העומק השונות עבור התקופה .2006-2010 34 בהקשר של השונות בין השנים ,מעניין לציין שאנו רואים יציבות במידת השונות בשנים 2008-2010פרט לשכבה העמוקה (איור .)38מידת השונות המחושבת על פי מקדם השונות ( ,)CVמעידה על יציבות בשונות בשכבה העמוקה בשנים 2006-2009ועלייה בשנה החולפת שנגרמה בעיקר מדיגום אחד בולט שנערך בינואר . 2010השונות בשתי השכבות הרדודות יותר ממשיכה להיות נמוכה ביחס לערכי השונות מהשנים 2006- .2007 איור :38חישוב של מקדם השונות ( ,)CVבאחוזים ,עבור כל אחת משכבות הדיגום בתקופה .2006-2010 הערכים הגבוהים של הצילאטים שנראו בשנים 2008-2010והערכים הנמוכים בשנת 2007תואמים למגמות שנראו בצפיפויות הרוטיפרים (ראה איור .)39Aערכי הצפיפות של הרוטיפרים היו בשפל בשנת 2007לאחר ירידה ברורה מערכי .2006מגמה דומה נראתה בצפיפויות הצילאטים .הקשר שבין שינוי הצפיפות של קבוצות טקסונומיות אלו אינו מקרי ונובע בין השאר מיחסי הטורף-נטרף החל בין מיני הרוטיפרים השונים ומיני הצילאטים .עצם המגמות המקבילות בין שתי אוכולוסיות אלו מעידה כנראה על בקרה תחתית, דהיינו ,גודל אוכולוסיית הרוטיפרים נשלטת בעיקר ע"י זמינות המזון שלה .השוואה בין שתי אוכלוסיות אלו ,במונחים של פחמן (איור )39Bמעידה על מגמות דומות לאלו שעולות מהשוואת הצפיפויות למעט מספר הבדלים .העלייה בצפיפויות הציליאטים בשנים האחרונות בולטת עוד יותר במונחים של פחמן. העלייה הזאת נמשכה גם משנת 2009לשנת ,2010עם עלייה של ,31%בניגוד לצפיפויות שהיו דומות בשנים אלו .העלייה בריכוז הפחמן בשנת 2010באה בעקבות עלייה של 34%בשנת .2009כמו כן ,למרות הדמיון בצפיפויות של הצילאטים בשנים 2006וב 2008-2010 -ישנם הבדלים גדולים בריכוז הפחמן בשנים אלו .ההבדלים בין מגמות הצפיפויות וריכוז הפחמן נובע משינויים בתרומה היחסית של המינים השונים באוכולוסיה (איור .)40בניגוד לשנת 2006שבה היה ריכוז גדול של ציליאטים מהסוג ,Collepsבשנתיים האחרונות אנו עדים לעלייה בחלקם היחסי של מינים לא מוגדרים הנספרים בקטגוריות של Sphere, .Prolate spheroidיתכן שחלק מההבדלים נובעים גם משינויים בכח האדם הסופר את הדגימות .מעניין לציין את התרומה הגבוהה יחסית ,בערכי פחמן ,של ציליאטים בהשוואה לזו של רוטיפרים .בשנים 2008- 2010תכולת הפחמן בציליאטים היתה גדולה פי 2.24בממוצע מאשר ברוטיפרים .רק בשנת 2007החריגה היינו עדים למצב שבו תכולת הפחמן ברוטיפרים היתה גדולה מאשר בציליאטים. המשך דיגום הצילאטים בשנים הקרובות יאפשר לנו לבחון לעומק את טיב יחסי הגומלין בינם לבין הרוטיפרים .עם זאת ,רק על ידי שינויים במערכות הדיגום ניתן יהיה לאפיין טוב יותר ובאופן מדוייק את אוכלוסיית הצילאטים המהווה מקור מרכזי למיחזור נוטריינטים באגם. 35 150 )Rotifers (#/L )Ciliates (cells/ml A 120 90 Count 60 20 15 10 5 0 2010 2009 2008 2007 2006 16 B 14 12 8 6 )Carbon (ug/L 10 4 2 0 2010 2009 2008 2007 2006 Year איור :39השינויים בצפיפויות השנתיות הממוצעות ( )Aובריכוז הפחמן ( )Bשל הרוטיפרים (עפ"י שיטת הפרופילים) והצילאטים בעמודת המים עבור התקופה .2006-2010 36 7000 6000 4000 3000 2000 2010 2009 2008 2007 )Count (cells/ml 5000 1000 Year 0 2006 Vorticella Tintinid Colleps Prolate spheroid Sphere Taxa איור :40השינויים בצפיפויות השנתיות הממוצעות של קבוצות הציליאטים השונים בעמודת המים עבור התקופה .2006-2010 .2.9חיידקים טומי ברמן ,נחמה רושנסקי חיידקים הטרוטרופיים הם מרכיב חשוב במארג המזון ,עם תפקיד מרכזי בפירוק חומר אורגני ומיחזור נוטריאנטים .ניטור של חיידקים (מספר כללי וייצור שניוני ב 6-עומקים בתחנה ) Aהחל ב 2001-ונמשך ב- 2010בתדירות של פעם בחודש .מעקב שגרתי אחר פרמטרים אלה חשוב בכדי לגלות שנויים בתפקוד הלולאה המיקרוביאלית בפרט ובאקוסיסטמה של האגם בכלל. ספירת חיידקים כללית (מיקרוסקפיה לאחר על ידי צביעה ב)DAPI- מאז 2001נצפתה ירידה בממוצע השנתי של מספר החיידקים בכנרת (איור .)41ירידה זו נמשכה ב 2010-בה מספר החיידקים הגיע לערך הנמוך ביותר שנצפה מאז .2001התוצאות של 2010מחזקות את הרושם שיש מגמה כללית לירידה במספר החידקים/מל' מאז .2001לשם השוואה ,בתקופה מ 1990-עד 1995נשמרה יציבות יחסית במספר החידקים/מל' ( 3.5 x 106חיידקים/מל') .כמו ב 2009גם ב 2010-נרשמו מספרים גבוהים יחסית של חיידקים מפברואר עד יולי ואז החלה ירידה ,לא ברור מה גרם לערכים הגבוהים החריגים בנובמבר ודצמבר (איור .)42 37 8.0 Bacterial Counts 1-15m 4.0 cells ml -1 x 10 6 6.0 2.0 0.0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Avg. איור :41ממוצעים וסטיות תקן שנתיים של מספר תאי חידקים/מל' (לפי ממוצע 1מ' עד 15מ' ) מ 2001-עד .2010 2.5E+06 Total Bacteria 2010 cells/ml 1.7E+06 9.5E+05 2.0E+05 D N O S A J J M A M F J איור : 42ממוצע חודשי של מספר תאי חידקים/מל' בעומקים 1עד 15מ' בכנרת.2010 , ייצור שניוני של חידקים ( ,BBPלפי שיטת הקליטה של לאוצין מסומן רדיואקטיבית). הייצור החיידקי נמדד באופן קבוע מתחילת .2001עקב סגירת החדר הרדיואקטיבי במעבדה במשך כשלושה חודשים ,לא יכולנו למדוד BBPבאוגוסט וספטמבר .2010ברוב חודשי 2010היתה רמת ה BBP -נמוכה מאוד ,פרט לשיא יוצא דופן בפברואר .בדרך כלל ,הפעילות בחודשים אוגוסט-ספטמבר גבוהה יחסית אך ב- 2010אין נתונים .אי לכך ,הממוצע השנתי של BBPהיה הנמוך ביותר שנרשם מתחילת הניטור ב2001 - (איור .) 43לא היו הבדלים משמעותיים מבחינה סטטיסטית בממוצעים השנתיים של ייצור החיידקי בשנים 2002עד ( 2010איור .)44לעומת זאת ,הפעילות ב 2001-הייתה גבוהה והפעילות ב 2010-הייתה נמוכה באופן בולט. 38 1000 BBP 2010 800 -1 -2 400 mgC m d 600 200 0 N D O S A J J M A M F J איור :43ייצור חיידקי ( ,BBPמג' פחמן/ממ"ר/יום) לפי חודש בשנת ( 2010חודשי אוגוסט וספטמבר לא נמדדו). 2500 BBP 1-15m 2000 1000 mgC m -2 d-1 1500 500 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Avg. איור :44ממוצעים וסטיות תקן שנתיים של ייצור חיידקי ,BBP( ,מג' פחמן/ממ"ר/יום) ,מ 1-מ' עד 15מ' 2001 ,עד .2010 סיכום עשור ( 2001עד )2010ניטור של כמות (ספירת ) חיידקים ( )BCוייצור שניוני של חיידקים (.) BBP ניטור מספר החיידקים והייצור השניוני שלהם מראה נטייה ברורה ומובהקת של ירידה בשני הפרמטרים מאז ( 2001איור .) 45יתכן שהמגמה הזאת משקפת "התדלדלות" מסוימת במצב הפרודוקטיביות הכללית של האגם בעקבות השינויים באוכלוסיות היצרנים הראשוניים והעלמות ה פרידיניום. 5.00 6 BC Cells *10 ml BBP BC 1200 3.00 2.00 600 BBP μgC.m -2.d-1 -1 4.00 1800 1.00 )Annual averages BBP and BC (0-15M 0.00 2010 2009 2007 2008 2006 2005 2003 2004 2002 0 2001 איור :45ממוצעים שנתיים של ייצור חיידקי ( , BBPמג' פחמן/ממ"ר/יום) וספירת חיידקים ( ,BCתאים /מל' ,)106 xממוצע 1 מ' עד 15מ' ,מ 2001-עד .2010 39 הנתונים גם מראים קורלציה ישירה ומובהקת בין מספר החיידקים ובין הפעילות המטבולית של החיידקים (איור .)46 1500 0.7376 y = 303.55x 1200 r = 0.5749 p=0.011 900 600 BBP ugC l -1 d-1 2 300 5.00 3.00 4.00 6 2.00 0 1.00 -1 BC cells ml x 10 איור :46זיקה בין מספרי החיידקים ( , BCתאים/מל' )106 xובין ייצור שניוני של חיידקים ( ,BBPמג' פחמן/ממ'ר/יום) ,ממוצעים שנתיים מ 2001-עד .2010 .2.10כימות אוכלוסיות הדגים איליה אוסטרובסקי ,אלכס רינסקי כדי להתגבר על הבעיות הקשורות באקוסאונדר הישן (ראה דוחות קודמים) נרכש אקוסאונדר חדש120 , קילוהרץ בעל אלומה מפוצלת – מתוצרת חברת .Simradהמכשיר עדיין בתהליך של קליברציה .קליברציה פנימית בין המכשיר הישן ) ,Bio Sonicsדו אלומתי )120kHz ,לבין המכשיר החדש נדרשת עדיין ,במטרה ל ספק הערכות טובות יותר של השינויים ההיסטוריים באוכלוסיית הדגים .הסקר האקוסטי הראשון בעזרת המכשיר החדש נערך ב 6-7לינואר 2011לאורך 14החתכים הסטנדרטיים (איור )47במהלך הלילה ,כאשר הדגים אינם מקובצים בלהקות ,אלא מפוזרים באופן אחיד יותר מאשר במשך שעות היום. לאקוסאונדר המדעי הוצמדה מערכת GPSהמאפשרת לרשום דגמים מרחביים דו-מימדיים של תפוצת המטרות האקוסטיות .כיון שאקוסאונדר בעל אלומה מפוצלת מאפשר זיהוי מהחיישן לכל מטרה בודדת הרי שניתן לאפיין מיקום תלת-מימדי של המטרות בגוף המים .דיגום המטרות האקוסטיות נעשה החל ממרחק של 2מ' מהחיישן .חישובי צפיפות הדגים נעשו בעזרת תוכנת עיבוד נתונים הידרואקוסטיים (S5) Sonar-5 – ) .(http://www.fys.uio.no/~hbalk/sonar4_5/index.htm.לצורך הצגת הנתונים (איור ,)48טווח המטרות האקוסטיות חולק ל 4 -קבוצות גודל .יש להניח שמטרות <-60dbהיו בעיקר לרוות ו/או דגיגים, ברובן של לבנון ) ,)Acanthobrama terraesanctaeהמין הנפוץ ביותר בכנרת שניזון מזואופלנקטון בכל שלבי חייו .מטרות בטווח 2( -60- -40dbקב' גודל) היו קרוב לודאי ברובן לבנון בוגר ומטרות >-40db השתייכו כנראה לדגים הגדולים ביותר ,בעיקר דגים בעלי ערך מסחרי. תפוצות מרחביות של הדגים בקבוצות הגודל השונות באגם בינואר 2011מוצגות באיור .48מטרות קטנות היו נפוצות באזורים הפריפריליים בעיקר בקרבת החוף המערבי של האגם ,בו נפוצה צמחיה טבולה אשר יכולה לשמש כבסיס לרבייה והגנה עבור הלרוות והדגיגים של הלבנון .הדגים הבינוניים התרכזו בחלק הדרומי מרכזי של האגם ,בעוד שהדגים הגדולים ביותר נמצאו בעיקר בחלק המרכזי המערבי והמזרחי של האגם. 41 32.9 32.86 o 32.78 )Latitude ( N 32.82 32.74 32.7 35.66 35.61 35.56 35.51 o )Longidude ( E איור :47מפת הכנרת ,המציגה את חתכי הדיגום ההידרואקוסטי העיגולים הירוקים מייצגים את נקודת האמצע של מקטעי דיגום המיפוי של תפוצת הדגים המרחבית. -70 - -60 dB -60 - -50 dB 32.88 0.75 13 0.6 11 0.45 8.4 32.84 32.8 6.3 0.3 4.2 2.1 0 0 > -40 dB 32.72 -50 - -40 dB 1 0.032 32.85 0.8 0.024 0.6 32.8 0.016 0.4 0.008 0.2 0 32.75 0 35.64 35.6 35.56 35.52 35.6 35.55 )Longitude (oE איור :48תפוצה מרחבית של דגים באגם הכנרת ב . 6.1.11 -צפיפות הדגים ניתנת כפרטים למ"ר. 41 )Latitude (oN 0.15 32.76 גרף התפלגות הגודל האקוסטי של המטרות (או הדגים) מראה שני שיאים ,ב -73db -וב ( -45dbאיור .)49 המספר הכללי של מטרות >-80dbהיה 3.5פרטים למ"ר וכמות הדגים בגודל >-60db-היתה 0.43 פרטים/מ"ר .המספר האחרון היה נמוך יותר מזה שנמדד בעזרת מכשיר הסימרד אלומה מפוצלת 70kHz בקיץ ובסתיו ( 2008בערך 2פרטים/מ"ר) .המספר הנמוך של דגים מבוגרים בחורף יכול להיות תוצאה של נדידת רביייה של הלבנון מהמים הפתוחים לאזור הליטוראל .גם ההבדל בתדירויות החיישן עשוי היה להשפיע על היעילות של זיהוי מטרת ספציפיות. 10 1 -2 ) Density (ind m 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.00001 -20 -40 -30 -50 -70 -60 -80 Target strength, dB איור :49התפלגות גודל המטרות האקוסטיות (דגים) באגם הכנרת ב.6.1.11 - התפוצה האנכית הכוללת של דגים בעמודת המים מוצגת באיור .50בינואר (ערבוב מלא) נצפו הדגים בכל טווח העומקים .ריכוז גדול יותר של דגים אפיין את 10המטרים העליונים .דגים קטנים הראו ההטרוגניות אנכית גדולה יותר מאשר דגים גדולים. )Density (ind m-3 1 0.1 0.01 0.001 0.00001 0.0001 0 10 -80 - -60 dB -60 - -40 dB > -40 dB 30 40 איור :50תפוצה אנכית כוללת של דגים בעמודת המים באגם הכנרת ב.6.1.2011 - 42 )Depth (m 20 הנתונים הנוכחיים לגבי שינויים רב שנתיים בצפיפות דגים ( ,)>-60dbשביניהם A. terraesanctaeהינו המין דומיננטי ,מוצגים באיור .51מאחר שבמהלך השנים המדידות בוצעו במכשירי אקוסאונדר שונים שלא כוילו ביניהם ,צפיפות הדגים הוצגה ביחידות יחסיות ,בהן נלקחה הכמות הממוצעת של הדגים לפני העלייה המהירה במפלס המים כערך ייחוס ( .)100%הצלחת רביה עצומה של הלבנון בשנים של עליות מפלס קיצוניות ,הובילה לגידול פי 8-10בסך כל הדגים באגם .מקרי פיצוץ אוכלוסין כאלו התרחשו פעמיים: בעקבות עלית המפלס ב 4 -מ' בחורף ,1991/2ושוב בעקבות עלית מפלס של 4.7מ' בחורף .2002/3בשני המקרים נצפה פער בזמן בין עליית המפלס לבין העלייה התלולה במספר הדגים ,פער שמוסבר על ידי הזמן שנדרש לדגים שאך בקעו להגיע לגודל אקוסטי של ,-60dbשהוא סף הזיהוי במים הפתוחים. בשני המקרים ,פיצוץ אוכלוסיית הלבנון לווה בהתרסקות אוכלוסיית הזואופלנקטון ,אשר יוחסה לגידול בלחץ הטריפה של הדגים ).(Ostrovsky & Walline, 2000פער הזמן של 1-2שנים בין ההופעה של הדג הנפוץ ביותר לבין התרסקות הזואופלנקטון תאם את פרק הזמן הנדרש לדג להגיע לביומסה המכסימלית ולקצב הרבייה שלו ) .(Ostrovsky S Walline, 1999עקב מחסור במזון ,בשנים כאלו קצב גידול הדג קטן ויש לו תנאי גוף דלים עקב מחסור במזון ).(Ostrovsky & Wallin, 2000 5 -209 Rel. abundance Water level -210 )Water level (masl 3 -212 2 -213 Relative abundance -211 4 1 -214 0 -215 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 Year איור :51מפלס המים וכמות הדגים (בערכים יחסיים) בכנרת .1987-2010 ,נתוני כמויות הדגים נאספו ע"י אקוסאונדר 70KHz- EY-Mבשנים ,1994-1987ע"י אקוסאונדר דו-אלומתי מדגם ( 120kHz ,Bio Sonicsמודל )102בשנים ,1999-1997ואקוסאונדר דו-אלומתי מדגם ( Bio Sonicsמודל ,120kHz ,)DE5000החל משנת .2001החיצים מעל האיור מצביעים על שני ארועי עליית מפלס קיצונית :עלית מפלס של 4מ' בחורף ,1991/1992ושל 4.7מ' בחורף ,2002/3בעקבות עליות מפלס אלו נצפה גידול עצום בכמות הדגים שגודלם הגיע ל.-60dB - הצפיפויות היחסיות של הדגים נורמלו על בסיס הצפיפות הממוצעת של המטרות האקוסטיות ()>-60dB שלפני עליות המפלס הקיצוניות ,צפיפות ממוצעת זו נרשמה כ .1-המספרים המוצגים כאן ניתנים רק לשם אוריינטציה גסה ,עקב קשיי כיול בין מכשירי האקוסאונדר של ( Bio Sonicsראו דוחות קודמים) .וריאציות בין הסקרים גורמים לשינויים בכח המטרה הממוצע ובכך משפיעים על צפיופיות הדגים הן היחסיות והן המוחלטות. 43 .2.11חיידקים אינדיקטורים לזיהום צואתי אורה הדס ,ריקי פנקס ,נחמה מלינסקי-רושנסקי במסגרת הניטור השיגרתי נבחנים סמנים (אינדיקטורים) חידקיים לזיהום צואתי המצביעים על זיהום בקטריאלי של מי האגם .מצורפות תוצאות הבדיקות ב 14 -אתרים סביב הכנרת (טבלאות )1-14הכוללים אתרי שאיבה ,חופים רחצה מייצגים ומקום כניסת נחלים לכנרת .התוצאות ניתנות כמספר חיידקים ל 100 מל' מים .הבדיקות נעשו בשיטת ה – .Membrane filter החיידקים שנבדקו: קוליפורמים צואתיים (.)Fecal coliforms .1 אשריכיה קולי (.)Escherichia coli .2 אנטרוקוקי (.)Enterococci .3 תוצאות: סך כמויות הגשם בשנה ההידרולוגית 2009-2010הסתכמו ב 430-מ"מ גשם בבטיחה עד סוף אפריל ,2010 בהשוואה ל 415 -ממ' עד סוף מאי .2009כמויות הגשם הגדולות התרכזו בתקופה שבין נובמבר 2009 ופברואר .2010הגשם החל לרדת כבר באוקטובר 32( 2009מ"מ) ,בנובמבר נמדדו 91מ"מ .הגשמים הראשונים שוטפים את אגן ההקוות ,עם תחילת הזרימה בירדן מגיע לכנרת רוב הזיהום החיידקי ,בעיקר בפעימה הראשונה .כך שבדצמבר 2009נמדדו בכניסת הירדן לכנרת 2480קוליפורמים צואתיים1180 , אשריכיה קולי ו 1400אנטרוקוקים ל 100 -מל' מים (תוצאות שהוצגו בדוח הקודם) .בדצמבר וינואר 2010 ירדו 143ו 104מ"מ בהתאמה ,אך כמויות גדולות אלו לא היו של השטפון הראשון לעונה .ב 2010-בירדן ובנחלים הצפוניים דרכם מגיע רוב הזיהום החיידקי נמדדו מספרים נמוכים של אינדיקטורים לזיהום צואתי בכל תחנות הדיגום .במקום כניסת הירדן לכנרת נספרו במסגרת הניטור השוטף ,בחודש פברואר 198 ,2010 קוליפורמים צואתיים 172 ,אשריכיה קולי ו 145אנטרוקוקים ל 100 -מל' מים (טבלה .)6 שנת 2010מאופיינת במספרים נמוכים של חיידקים אינדיקטורים לזיהום צואתי (טבלאות .)1-14להשוואה נקח את ינואר 2007שבו נמדד שיא של 15840קוליפורמים צואתיים 5470 ,אשריכיה קולי ו 730אנטרוקוקים ל 100 -מל' מים .מספרים אלה מצביעים כל שנה מחדש על הקשר בין זרימות בנחלים לבין זיהום בקטריאלי באגם .יש לציין גם את העליה במספרי החיידקים האינדיקטורים לזיהום צואתי בדרום האגם בחודשים ינואר ופברואר .אתרים אלה מושפעים מהירמוך (טבלאות .)12 ,11 ,5אתרי השאיבה בכנרת נקיים בכל חודשי השנה (טבלאות .)2-5 טבלה 6כוללת :טבלאות :1-14אינדקטורים לזיהום צואתי בכנרת בשנת 2010 Enteroc. 7 5 3 0 0 0 0 0 1 68 2 0 TIBERIAS INTAKE Fecal C. E.Coli 2 11 14 4 3 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 14 12 2 0 3 3 6 3 TABLE 4 Enteroc. 43 145 45 9 0 0 1 2 0 2 5 43 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 44 E.Coli 22 172 43 19 0 1 1 2 0 0 3 180 JORDAN Fecal C. 34 198 66 22 2 `1 3 7 0 0 9 450 TABLE 1 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. TABLE 2 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. TABLE 3 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. TABLE 7 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. WATERCARRIER INTAKE Fecal C. E.Coli Enteroc. 5 6 4 2 2 2 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 2 0 1 3 2 1 0 0 0 0 0 0 2 2 0 4 3 0 TABLE 5 GOLAN INTAKE Fecal C. E.Coli 7 6 3 1 1 1 11 6 1 0 2 2 0 0 1 2 37 10 4 0 1 0 25 8 TABLE 6 Enteroc. 4 1 2 2 2 3 1 1 1 1 3 3 AMNUN Fecal C. 20 45 19 1 2 0 5 20 1 1 3 9 Enteroc. 5 36 35 3 1 0 2 4 1 1 0 0 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. TABLE 10 E.Coli 3 34 2 1 0 0 1 9 0 0 0 3 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 45 JORDAN VALLEY INTAKE Fecal C. E.Coli Enteroc. 88 73 47 19 13 11 21 16 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 1 0 0 0 0 0 24 0 0 1 0 0 1 KURSY Fecal C. 4 2 3 2 5 1 0 1 16 1 1 4 E.Coli 5 2 3 0 3 0 0 1 7 1 0 3 Enteroc. 2 0 3 1 1 0 0 1 1 0 1 1 MASUDIA Fecal C. 37 19 1 16 2 1 9 13 8 5 0 3 E.Coli 24 17 0 14 0 1 2 8 2 0 0 4 Enteroc. 20 28 6 6 0 5 1 2 1 4 11 0 TABLE 8 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. TABLE 9 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. TABLE 13 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. DUGIT Fecal C. 4 3 2 3 1 3 2 5 1 1 2 3 TABLE 11 E.Coli 3 2 1 2 0 0 0 5 0 0 1 1 Enteroc. 5 0 1 3 1 5 0 1 0 1 0 0 ZACHI Fecal C. 45 26 26 13 1 5 3 5 0 3 1 15 E.Coli 35 9 19 11 0 3 2 5 0 0 0 12 Enteroc. 26 5 17 6 0 7 1 1 0 3 0 3 AMUD Fecal C. 13 2 2 2 0 1 0 3 2 0 1 5 E.Coli 11 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 2 Enteroc. 20 15 2 1 0 2 105 2 1 7 0 5 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. TABLE 12 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. TABLE 14 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 46 MAAGAN Fecal C. 134 102 2 1 0 0 0 3 4 0 1 45 E.Coli 95 27 1 0 0 0 0 1 1 5 0 10 Enteroc. 54 29 2 3 0 0 0 0 0 84 0 10 ALUMOT Fecal C. 98 7 5 0 0 1 0 0 14 3 0 3 E.Coli 44 3 3 0 0 0 0 0 6 0 0 0 Enteroc. 60 16 6 2 0 1 0 0 2 75 2 1 YARMUCH Fecal C. E.Coli 91 39 11 6 2 4 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 4 3 3 1 0 0 8 2 Enteroc. 51 40 3 4 0 0 0 0 0 145 1 1 .2.12קצבי סדימנטציה איליה אוסטרובסקי ,ניר קורן וורנר אקרט ניטור שטפי סדימנטציה נעשה ב 3-תחנות לאורך חתך מהחוף הצפון מערבי למרכז האגם .נתונים נאספו בתחנות F ,Aו .M-המלכודות הסטנדרטיות הורכבו מ 8( 4-בתחנה )Aצינורות בקוטר 5ס"מ ובאורך 80 ס"מ .בתחנת Aו F-המלכודות מוקמו 2.5מ' על הקרקעית ,בעוד שבתחנה Mמוקמה המלכודת 1.5מ' מעל הקרקעית .חומר שוקע נאסף אחת לשבוע-שבועיים .דוגמאות (בדופליקטים) מהחומר המצטבר סוננו על פילטרים של סיבי זכוכית ( GF/Fווטמן) .תכולת החומר היבש נקבעה ע"י שקילת הדוגמאות לאחר יבוש ב- 800Cלמשך 4שעות .קצבי הסדימנטציה השנתיים בתחנות השונות חושבו כממוצעים משוקללים .לשם אנליזה של נוטריינטים ,חומר שנאסף בתחנה Aסורכז ויובש בהקפאה כהכנה להמשך הטיפול .בתקופת הערבוב החורפי (פברואר) ובתקופת שיקוע הקלציט (מרץ-אפריל) שטפי הסדימנטציה בתחנות Aו F -היו גבוהים באופן ניכר מאלו שנרשמו בקיץ ובתחילת הסתיו (איור .)52מיוני ועד דצמבר קצבי הסדימנטציה בתחנה Aהיו נמוכים ונעו בין 0.4ל 2.2 -ג' חומר יבש/מ"ר/יום .בתחנה Fקצבי סדימנטציה נמוכים נצפו מאמצע יוני ועד סוף אוגוסט ( 3.2 – 1.5ג' חומר יבש/גר'/יום) .קצבי הסדימנטציה מוגברים נרשמו בתחנה Fמתחילת ספטמבר ועד אמצע דצמבר והיו קשורים כנראה בהעמקת הטרמוקלינה ובהשקעה מחדש של חומר סדימנטרי טרי אשר הצטבר מתחת לטרמוקלינה. בתחנה Mהרדודה היו תנודות גדולות של קצבי הסדימנטציה ( 11 – 0.5ג' חומר יבש/מ"ר/יום) אשר התרחשו באופן לא סדיר לאורך השנה והיו קשורות ברה-סוספנסיה של סדימנטים בליטוראל. 100 1 M A low F low Sedimentation flux, g m-2 day-1 10 0.1 J D N O S A J J M A M F J 2010 איור :52דינמיקה עונתית של קצבי סדימנטציה גולמיים בתחנות השונות ב .2010 -התקופה של קצבים מוגברים של השקעת קלציט במרץ-אפריל מודגשת. קצבי הסדימנטציה השנתיים הממוצעים בשנת 2010בתחנות F ,Aו M-היו 5.6 ,13.3 ,2.2ג' חומר יבש/מ"ר/יום ,בהתאמה .בתחנה Aקצבי הסדימנטציה הממוצעים היו פחותים מערכי הממוצע הרב שנתי ( )±SEאשר חושבו לשנים ,)3.5±0.3( 2009-1999בתחנה Fהערכים היו גבוהים מהממוצע ( )8.9±0.9ובתחנה Mהערכים היו נמוכים מהממוצע הרב שנתי ( .)16.1±1.3במהלך 3השנים האחרונות הממוצע השנתי של 47 קצבי הסדימנטציה נשאר די יציב בתחנות Aו ,F-אך ירד באופן ניכר בתחנה ( Mאיור .)53תופעה זו קשורה כנראה ברה-דפוזיציה קודמת של חלקיקים דקים מאזורים רדודים בשנים קודמות של מפלסים נמוכים. 12 St. A St. F 10 St. M 8 6 4 2 0 2010 2009 Sedimentation flux, g m-2 day-1 14 2008 איור :53קצבי סדימנטציה שנתיים ממוצעים בתחנות הדיגום השונות בשנים .2010 – 2008 .2.13רעלני כחוליות אסף סוקניק ,דיתי ויינר-מוציני המערך האנליטי לזיהוי ולכימות רעלני כחוליות בכנרת פועל ברציפות למעלה מ 10שנים .דגימות מים נאספות בתחנה Aבכנרת בתדירות של אחת לחודש .האירועים של פריחה היוצרת משטחים צפים נדגמים משטחי הציאנובקטריה בעזרת רשת פלנקטון או דלי ונמדד ריכוז הרעלנים בביומאסה .לאחר מיצוי וריכוז, הדגימות נלקחו לאנליזה לנוכחות רעלני כחוליות משתי קבוצות :מיקרוציסטינים (שמקורם בעיקר (מיקרוציסטיס) וצלינדרוספרמופסין (מאפניזומנון) .המדידות מבוצעות בשיטות HPLCמתאימות. בשנת 2010נרשם בכנרת אירוע נמשך של פריחת מיקרוציסטיס שהחל במהלך חודש ינואר ונמשך עד אמצע מרץ .בתקופה זו נצפו אירועי הפריחה במהלך מספר ימים של מזג אויר שקט ללא רוחות וקרינת שמש גבוהה יחסית ,בהם התרחשה ציפה מואצת של מושבות מיקרוציסטיס שהתרכזו מכל עמודת המים לפני המים ויצרו משטחים דקים של צופת .רוח שמתפתחת דוחפת את הצופת לאזורי החוף שם ניתן לצפות בהצטברות ניכרת של משטחי מיקרוציסטיס (איור )54פריחת המיקרוציסטיס ב 2010היתה של זן בעל מופע חום בניגוד למופע הירוק שהיה נפוץ בחורפים קודמים .ניתוח תוצאות האנליזות לריכוזי מיקרוציסטינים בצופת של מיקרוציסטיס שנדגמה בשנים האחרונות (טבלה ,7איור )55מצביעה על האפשרות שבמהלך שנים אלו הפריחה היתה של אוכלוסיות שונות שתכולת והרכב הטוקסינים שלהן שונה .כך לדוגמה בחורף 2010אוכלוסיית המיקרוציסטיס נשלטה על ידי זן בעל מופע חום ותכולת מיקרוציסטינים נמוכה יחסית. 48 איור :54תמונה אוירית של צופת מיקרוציסטיס (מופע חום) על פני מרחבים גדולים במערב הכנרת ,אזור חוף צינברי ,מרץ ( 2010צילום עידן שקד ,משרד הפנים). טבלה : 7ריכוז רעלני כחוליות (צלינדרוספרמופסין ומיקרוציסטינים) בדגימות מים וביומאסה של פיטופלנקטון שנאספו מהכנרת במועדים שונים במהלך שנת . 2010הדגימות נאספו בתדירות של אחת לחודש או בתדירות גבוהה יותר במידה ונצפתה התפתחות של ציאנובקטריה באגם .באירועים אלו רוכזה הביומאסה של הפיטופלנקטון על ידי סינון או איסוף ברשת ונקבעה נוכחות הרעלנים בביומאסה .במועדים מסוימים בהם נצפתה באגם צופת של מיקרוציסטיס נאספה דגימת צופת ובוצעה אנליזה על בסיס משקל יבש של החומר שנאסף .תס"ג – תחת סף גילוי .לא נבדק ריכוז הרעלנים בביומאסה במועדים בהם לא נצפתה אוכלוסיה של כחוליות מייצרות רעלנים. תאריך דיגום 14.1.10 ריכוז צלינדרוספרמופסין במים ()g/L תס"ג LR=4.3 RR=0.7 )(total= 5 RR=0.4 (total= 2.6) LR=2.2 31.1.10 2.2.10 9.2.10 14.2.10 ריכוז מיקרוציסטינים במים ()g/L תס"ג ריכוז מיקרוציסטינים בביומאסה ( g/g )dw ;*YR=0.3-0.6; LR=0.3-0.9 תס"ג תס"ג 16.2.10 17.2.10 ;LR=0.1-0.2; *YR=0.2 ;Mic Like=1.8 YR=0.2 )(total= 2 7.3.10 תס"ג 11.3.10 15.4.10 תס"ג תס"ג 13.5.10 תס"ג תס"ג 13. 6.10 11.7.10 16.8.10 12.9.10 18.10.10 14.11.10 14.12.10 תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג תס"ג ;YR=0.5; LR=0.6 )(total= 1.1 *;YR=13.4-25.6; LR=19.1-32.6 RR=2.1-4.6 Mic Like=1.4-3.2 *;YR=10.7-96.1; LR=15.7-134 ;RR=2.9 Mic Like=18.5-20.07 תס"ג תס"ג * הערכים הם טווח ריכוזים שנמדדו בתחנות דיגום שונות בחודשי הקיץ והסתיו של שנת 2010נצפתה בכנרת אוכלוסיה מצומצמת של אפניזומנון ששיא תפוצתה היה באוקטובר עד דצמבר .בשנת ,2010לאורך התקופה בה היתה נוכחות של אפניזומנון באגם ,לא נמדד הרעלן צלינדרוספרמופסין (טבלה .)7מגמה זו של היעדר צלינדרוספרמופסין במי הכנרת גם במהלך הפריחה של 49 אפניזומנון עולה בקנה אחד עם תוצאות שהתקבלו במחקר במימון MOST/BMBFהמצביעות על נוכחות זנים שונים של אפניזומנון ואנבנה שאינם רעילים. 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 2010 2009 2008 2006 2007 2005 -1 1.4 )Cylindrospermopsin (mg g DW 1.6 איור :55תכולת מיקרוציסטינים (ריכוז רעלנים כללי) בצופת שנדגמה בכנרת באתרים שונים במהלך השנים .2010– 2005 .2.14קיבוע חנקן אורה הדס ,ריקי פנקס ,נחמה מלינסקי-רושנסקי ,אסף סוקניק פריחת אפניזומנון בכנרת כמו גם הופעה של כחוליות חוטיות נוספות מקבעות חנקן למשל צילינדרוספרמופסיס ,מעלה שאלה לגבי היכולת להעריך את השינויים באוגר החנקן ומשמעותו לגבי התהליכים הביו-גיאוכימיים באגם .ללא מדידה אמינה של רכיב קיבוע החנקן במאזן האגמי ,תחזיות עונתיות ושנתיות לוקות בהערכה חסרה .לפיכך יש חשיבות רבה לבחון את החשיבות היחסית של קיבוע החנקן במאזנים העונתיים ולהגדיר את הצורך בהשלמת מערך הניטור במדידות סדירות של קיבוע חנקן בכנרת. בקיץ של שנת 2001בדקנו לראשונה את פוטנציאל קיבוע החנקן בתרביות של אפניזומנון במעבדה ובמי כנרת שהודגרו בעומקים שונים .in situהניסויים בוצעו בהסתמך על פעילות האנזים ניטרוגנאז המצוי בתאים מיוחדים הקרויים הטרוציסטים ,והאחראי על קיבוע החנקן האטמוספרי .המעקב במעבדה נעשה ע"י תהליך חיזור גאז האצטילן לאתילן ע"י הניטרוגנאז ,ומדידת שעורי האתילן הנוצרים על ידי כרומטוגראף גזים ( .) CGמצאנו שקיבוע החנקן תלוי באנרגיית אור ,עולה עם הזמן ,מעוכב על ידי אמוניה ובחושך הוא אינו מתקיים. בשנת 2005נמדדו ערכי קיבוע חנקן הגבוהים ביותר מאז התחלת המדידות בשנת ( 2001טבלה .)8בשנת 2007ערכי קיבוע החנקן היו נמוכים ,כ 1.3 -טון לאגם בהשוואה ל 123 -טון לאגם בשנת .2005ב 2010 -ערכי קיבוע החנקן היו נמוכים יחסית והסתכמו בכ 21 -טון חנקן לאגם .קיבוע החנקן החל כבר בחודש יוני ונמשך עד נובמבר עם מקסימום קיבוע בתחילת חודש אוגוסט (איור ,)56בהתאמה לעליה במספרי הפילמנטים של הציאנובקטריה וביחס בין מספר ההטרוציסטים לפילמנט .מספרי הפילמנטים של אפניזומנון היו נמוכים יחסית ונעו בין 73ל 345פילמנטים למל' ביוני ובנובמבר ,בהתאמה .לצילינדרוספרמופסיס ,ביוני ובאוגוסט היו כ 450 -פילמנטים למל' .יש לציין שלצילינדרוספרמופסיס יתרון בתחילת הקיץ והאפניזומנון עולה בשלהי הקיץ ובסתיו .מאחר ולצילינדרוספרמופסיס יש הטרוציסטים רק בקצוות ובאפניזומנון הם מפוזרים לכל אורך הפילמנט ,אפניזומנון יעיל יותר בקיבוע חנקן בהשוואה לצילינדרוספרמופסיס .בחודשים אוגוסט- אוקטובר היחס בין מספר ההטרוציסטים באפניזומנון נע בין 0.4-1בעוד שבאותו פרק זמן בצילינדרוספרמופסיס היחס היה . 0.015-0.3שיעור קיבוע החנקן ב 2010 -נמצא בטווח הנמוך של הערכים שנמדדו החל משנת ( 2001טבלה .)8ייתכן והדבר קשור בהופעת פריחה של ציאנובקטריה חוטית שאינה 51 מקבעת חנקן ,Lyngbya sp. ,בסוף ספטמבר ובחודש אוקטובר ,עם כ 3000 -פילמנטים במל' .יחד עמה נצפתה פריחה מסיבית של הירוקית הפולשת Muogeotiaוייתכן והופעת מינים אלה משנה את האינטראקציות והיחסים בין מיני הפיטופלנקטון באגם. קיימת תלות בין הפריחות של ציאנובקטריה מקבעות חנקן לבין ההרכב הכימי של עמודת המים ,כשקיבוע החנקן בכנרת תלוי בין יתר הגורמים בכמויות החנקן המקובע המגיעות אל האגם בזרימות השטפוניות מאגן ההיקוות ובריכוזים שלו בקיץ (תהליכי הדניטריפיקציה) וכן בפולסים של חנקן אנאורגני מומסDIN , ובעיקר אמוניה בשלהי האביב. chl a 1.0 0.8 0.4 0.6 0.2 0.0 -1 µg -1 nmoles C 2 H4 h 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0 0 3 3 3 6 6 6 9 9 9 12 12 12 15 15 0 4 Oct 10 9 Aug 10 15 60 20 40 0 )Depth (m 12 Jul 10 60 -1 40 het -1 20 0 60 40 20 0 fmoles C 2 H4 h איור :56קיבוע חנקן בכנרת בשנת .2010ננו מול אתילן לשעה למיקרוגרם כלורופיל (עיגולים אדומים) .פמטהמול אתילן לשעה פר הטרוציסט (ריבועים שחורים). טבלה :8קיבוע חנקן בכנרת בשנים ( 2001-2010טון לאגם) N2 Fixed, Tons/lake Year 97.5 12.5 0.5 83.4 123 35.1 1.6 59 81.1 21 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 .2.15מערכת נגררת לניטור מרחבי משולב של פרמטרים גיאוכימיים וביולוגיים אסף סוקניק ,שמשון זכאי מערך הניטור הפועל בכנרת אינו ערוך לאיתור ולאפיון של משתנים המפוזרים במרחב האגם בתבנית בלתי סדורה .מזה למעלה מחמש שנים מופעל בכנרת אמצעי ניטור המאפשר מיפוי תלת-ממדי וקבלת מידע על הפיזור המרחבי של מספר מדדים לימנולוגיים .כלי ניטור זה מורכב ממערכת חיישנים המותקנת על "נשא", הנגרר במים על ידי כלי שיט .הנשא יכול לרחף בגוף המים תוך ביצוע תנודות מחזוריות מעלה ומטה ואיסוף 51 נתונים סימולטני .מתכונת זו של ניטור ,הקרובה לניטור סינופטי ,מאפשרת מיפוי תלת-ממדי וקבלת תמונה כוללת של מספר מדדים לימנולוגיים ופיזורם בגוף המים .המשתנים הניתנים למדידה במערכת זו הם: טמפרטורה ,ריכוז כלורופיל ,עכירות ומוליכות חשמלית (מליחות). מערכת הניטור הנגררת (מנ"ג) כוללת את הרכיבים הבאים" :נשא" נגרר Towed undulating underwater vehicleמתוצרת GuildLineקנדה ,גלגלת חשמלית לשחרור כבל הגרירה ולאיסוף המערכת ,מד עומק ומערכת GPSלאיתור מדוייק של מיקום הנשא ,מחשב נייד לשליטה על שיוט המערכת ואיסוף נתונים וכן סידרה של חיישנים המותקנים על הנשא .החיישנים מעבירים מידע בתדירות גבוהה מגוף המים למחשב המופעל בסירה ,תוך תנועת המערכת אחרי הסירה ושינוי מיקומה בעמודת המים .במהלך שנת 2010בוצעו שמונה סקרים מסיפון ה"חרמונה" שהותאמה והוכשרה להפעלת המערכת תוך עבודה יציבה ובטוחה ,גם בים סוער ותחת משטר רוחות קייצי .מסלול השיוט של תוכנית הניטור המרחבי מוצג באיור 57על פני מפה תלת-ממדית של הכנרת .המסלול ,המתחיל בטבחה ,כולל ארבעה חתכים בכיוון כללי מזרח-מערב ומסלולים המחברים ביניהם .איור 57מציג גם את חדירת המנ"ג לעמודת המים. איור :57 מסלול השיוט של תוכנית הניטור המרחבי מוצג על גבי מפה תלת -ממדית של הכנרת .המסלול ,המתחיל מול טבחה (נקודה צהובה) ,כולל ארבעה חתכים בכיוון כללי מזרח מערב ומסלולים המחברים ביניהם .ניתן לראות את חדירת המנ"ג לעמודת המים .החיצים מסמנים את כיוון השיט. ניתוח ממצאי הניטור המרחבי מציג תמונה מורכבת של פיזור הפרמטרים השונים במרחב הכנרת .באיור 58 מוצגת מפת פיזור הכלורופיל בשכבת המים של 1-10מ' מפני המים על פי מדידות שנערכו בתחילת באפריל . 2010הערכים של הפלואורסנציה שנמדדו ע"י המנ"ג נורמלו לערך המירבי של ריכוז הכלורופיל (20 מיקרוגרם לליטר) ו שימשו לחישוב הפריסה המרחבית בשיטת אינטרפולציה סטנדרטית ) .(Krigingהתפוצה היחסית של הכלורופיל מבוטאת כמפת צבע על פי סולם גוונים .הפיזור המרחבי של הכלורופיל בסקר זה מצביע על שונות קטנה יחסית בפיזור הפיטופלנקטון באפריל 2010ותואם את תוצאות האנליזה של אוכלוסיות הפיטופלנקטון שבמועד זה נשלטה ע"י ירוקיות ומעט דינופלגלטים אך כמעט ללא פרידיניום. 52 April 2010 1.0 0.8 0.4 0.6 0.2 32.88 איור :58פריסה מרחבית של ריכוז הכלורופיל (ערכים 32.86 מנורמלים לריכוז מירבי של 20מיקרוגרם לליטר) בשכבת 32.84 המים העליונה בכנרת באפריל 2010כפי שחושבה מנתונים 32.82 שנאספו בסקר של מערכת הניטור הנגרר. 32.80 32.78 32.76 32.74 32.72 35.64 35.62 35.60 35.58 35.56 35.54 35.52 לאחר שנתיים שבהן הופעלה מערכת הניטור הנגררת באופן חלקי בלבד בגלל בעיות טכניות וכשלים תפעוליים ,הצלחנו להתגבר על מרבית הבעיות ובמהלך שנת 2010המערכת הופעלה באופן מלא 8פעמים, בחודשים שונים המיצגים את התנאים הלימנולוגיים השונים של הכנרת .באיור 59מוצגת השונות האנכית של טמפרטורת המים שנמדדה לאורך מסלול שייט בקו רוחב 32.84ºצפון ממזרח למערב הכנרת .המבנה החומני של האגם בחתכים אלו מציג את השונות העיתית של טמפרטורת המים ופיזורה האנכי והמרחבי. בדצמבר 2009טווח הטמפרטורות שנמדד היה בין 16ל 19.5מעלות ובינואר-פברואר 2010הצטמצם לכדי הבדל של מעלה אחת ופחות ומיצג ערבול חלקי לפחות של האגם .אפריל 2010אופין במהלך של שיכוב תרמי שהתייצב בחודשים יוני ויולי .שקיעת הטרמוקלינה מוצגת בחודש נובמבר ,בסוף דצמבר 2010חלה התקררות ותהליכים המובילים להיפוך תרמי נוסף. 53 June 2010 25.5 3 3 Dec 2009 19.3 9 9 23.5 15 18.3 15 21.5 17.3 21 27 16.3 27 3 18.4 21 19.5 17.5 35.61 35.62 35.6 35.61 35.62 35.55 35.56 35.57 35.58 35.59 30 35.6 35.55 35.56 35.57 35.58 35.59 Jan 2010 Aug 2010 28 9 26 18.3 3 9 18.2 15 24 15 18.1 22 21 21 18.0 20 27 18 35.61 35.62 35.6 27 17.9 35.61 35.62 35.55 35.56 35.57 35.58 35.59 35.6 35.55 35.56 35.57 35.58 35.59 3 3 27.5 Nov 2010 25.5 Feb 2010 9 9 17.9 23.5 15 15 17.1 21.5 21 19.5 27 17.5 35.61 35.62 35.6 21 16.3 35.61 35.62 35.55 35.56 35.57 35.58 35.59 18.0 Dec 2010 27 35.6 3 3 April 2010 19.7 17.9 9 17.8 15 17.7 21 17.7 17.6 27 16.7 35.61 35.62 35.6 35.55 35.56 35.57 35.58 35.59 9 18.7 35.55 35.56 35.57 35.58 35.59 15 21 27 35.61 35.62 )Longitude (decimal values 35.6 35.55 35.56 35.57 35.58 35.59 )Longitude (decimal values איור : 59המבנה החומני של מרחב הכנרת בחתך ממזרח למערב באזור הצפוני של האגם (קו רוחב 32.84צפון) ועומק עמודת מים מ 1מ' ועד 30מ' בחודשים שבין דצמבר 2009לדצמבר .2010התצוגה "כמו תלת מימד" חושבה תוך עיבוד תוצאות שנאספו ע"י מערכת הניטור הנגררת בעזרת תוכנה לאינטגרציה מרחבית .סולם הצבעים שמייצג את הטמפרטורות שונה מחודש לחודש. .2.16חומרי הדברה דיויד ויין ,אדית לייבוביץ ,ריטה פרפרוב בשנת 2010מתכונת ניטור שאריות חמרי הדברה בכינרת דמתה לזו שבשנים קודמות .פעמיים בחודש נדגמו דוגמאות מים מ 5 -תחנות באגם ( H,G,D,Aו ) K -ומכניסת הירדן לאגם בגשר אריק .בנוסף בוצעו אנליזות לדוגמאות דגים במקרים של חשד בהרעלה ונמשך המחקר לקביעת ריכוזי הרקע של חמרים אלו בדגי כנרת. מיצוי :דוגמאות מים מוצו פעמיים בממיס אורגני (הקסן) ,המיצויים יובשו ,ונפחם הוקטן .המיצויים נשמרו בבקבוקון ב -20מעלות צלסיוס ,עד לאנליזה .בדוגמאות הדגים הזימים הורחקו מהדג ונחתכו לחתיכות קטנות ונטחנו עם סודיום סולפט לא ממוים ( )anhydrousבמערבל ידני .האבקה היבשה שהתקבלה מוצתה 54 פעמיים ב הקסן ,נפח המיצויים הופחת והם נוקו מחמרים שמפריעים לאנליזה באמצעות כרומטוגרפיה עם עמודה קצרה של פלוריסיל משופעל ( .)activated Florisilחומרי ההדברה עברו אלוציה מהעמודת הפוריסיל עם תערובת של די-אתיל אתר בפטרוליום אטר ( ,(15% v/vושוב מורכזו ואוכסנו בבקבוקון ב 20-מעלות, עד לאנליזה. אנליזה לשאריות חומרי הדברה בוצעה באמצעות גז-כרומטוגרפיה .השתמשנו בגז-כרומטוגף (מודל )HP6890מצויד בגלאי מסות מודל )GC-MS( HPועמודה קפילרית שמתאימה להפרדת מספר גדול של חומרי הדברה .שאריות חמרי ההדברה זוהו וכומתו בהשוואה לתערובות סטנדרטים תוך שימוש בזמן השהיה וה "qualifying ion"-של כל חומר.שאריות חמרי הדברה שלא מצויים בתוך הסטנדרטים שברשותנו זוהו ,טנטטיבית ,ע"י השוואת ספקטרום המסה שלהם עם ההרכב של חמרים טהורים המצויים בספריות המכשיר (כרגע יש ברשותנו ספריות מסוג NISTו)RTLPest - חומרי הדברה בדוגמאות מים ריכוזי שאריות חומרי ההדברה בדוגמאות המים מ 5-התחנות בכנרת מוצגים בטבלה .9סה"כ זוהו כ32- חומרי הדברה בדוגמאות אלו .חומרי הדברה שלא נתגלו באף דוגמת מים ( 22החומרים בטבלה )10לא מוצגים בטבלה .9מספר התרכובות שנמצאו ב 2010-בדוגמאות מי כנרת נע בין ( 12בתחנה )Dל25- (בתחנה .)Aחלק רב מהחומרים נתגלו רק פעם אחת (טבלה .)9 הגדלת תדירות הדיגום של מים שיושמה בשנים האחרונות אפשרה לנו לעקוב אחרי השינויים עם הזמן בריכוזי חמרי ההדברה במים .במשך 2010לא נמצאו מספיק דוגמאות עם תוצאה חיובית שאפשרו אנליזה מעמיקה של התוצאות .אולם כמה מסקנות ניתן בכל זאת להסיק מהתוצאות :למשל הקוטל פטריות )" (Fungicideדינוקפ" ) (Dinocapנמצא בכל התחנות בכינרת( .איור .)60התפוצה העונתית של ריכוזי הדינוקפ הצביעה על כמה פולסים של החומר הזה לאגם ,העיקרי בקיץ (יוני) .נתונים אלה מצביעים על לכניסה של החומר הזה מהירדן( ,טבלה .)11 המידע שהתקבל מתחנות הכינרת הושווה למידע מנהר הירדן ,בגשר אריק (טבלה .)11תשע תרכובות נמצאו הן בכינרת והן בירדן ,עשרים ושלוש שאריות חמרי הדברה נמצאו במי הכינרת ולא בירדן .יש צורך במחקר מעמיק יותר בכדי לקבוע מהו מקורם של החמרים שמצויים בכינרת וכנראה לא נכנסים דרך הירדן. 55 2010 חלקי בליון) במי כנרת/ ריכוזי שאריות חומרי הדברה (ביחידות:9 טבלה .2010 חומרי הדברה שלא התגלו במי כנרת במהלך.10 טבלה Captan β-HCH Parathion methyl Dichlorobenzene Heptachlor epoxide Phenamiphos Dimethoate Hexachlorobenzene Phorate Disulfoton Malathion PCNB(Quntozene) α-Endosulfan Methidathion Simazine Endrin Methamidophos Simetrin Ethion Methoxychlor Trifluralin Ethoxyquin 56 איור :60ריכוזי חומר ההדברה דינוקאפ שנמצאו במי כנרת בתחנות השונות לאורך שנת .2010 57 .2010 ,ב) בכנרת ובכניסת הירדן לאגם בגשר אריק. ריכוזי חומרי הדברה (ח:11 טבלה All Kinneret Stations (116 samples) % range ave se 9 0.003-0.106 0.030 0.010 1 0.820 0.820 1 0.001 0.001 17 0.011-0.35 0.082 0.017 3 0.008-0.02 0.013 0.004 13 0.008-0.065 0.022 0.004 2 0.009-0.062 0.036 0.027 5 0.01-0.15 0.056 0.021 10 0.001-0.076 0.020 0.007 16 0.001-0.105 0.022 0.008 23 0.001-0.13 0.034 0.006 9 0.001-0.042 0.015 0.004 Alachlor Aldrin Ametryn Amitraz Atrazine Chlorpyriphos Diazinon Dibrom Dichlorvos Dieldrin Dinocap Diphenylamine β-Endosulfan E n d o F e n a F e n i n t F e α - H s u t i r h - H C H - H C H p M t e M a v o o n h s o i u l f a t e o i n n i n d a n e ) 0 h n l p s i n ) 9 4 3 0 . 1 0 4 0 . 1 1 4 0 . 0 5 9 0 . 3 1 7 0 . 1 7 4 0 1 8 0 . 0 1 8 1 0 . 0 0 1 0 . 0 0 1 1 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 9 3 0 . 0 5 3 0 . 0 1 2 0 8 0 . 0 2 2 0 . 0 1 4 0 . 0 9 6 0 . 0 4 5 0 . 0 0 4 0 . 0 0 . 0 1 1 0 . - 0 6 - 0 0 . 0 0 . 3 1 6 7 4 0 . 0 1 2 - 0 . 3 9 0 . 1 1 9 0 . 0 6 9 2 0 . 0 4 3 - 0 . 4 6 0 . 2 5 2 0 . 2 0 9 p , p - D D E 4 0 . 1 3 2 0 . 0 4 8 p , p - D D T 1 0 . 0 0 3 0 . 3 5 8 0 . 3 1 3 0 . 0 2 9 0 . 0 0 8 P i P r S i r i o t h e m i m m o n h r p e a i t h t z r i e r b u t h T e r b u t r 0 2 i n o 0 9 s y n T s 4 4 1 4 m o r . . . . 7 d 0 0 0 D a h s - 5 D r p o - 3 3 D r o h 4 . - e t P 0 4 0 0 3 ( 0 - p a o o . 1 2 , P r r 0 p P c h o . . 1 2 c o L 0 2 n ( 0 5 s H δ e a h t i C f p o γ H l m 3 m e t n 0 . . . 0 0 2 0 . 0 4 - 0 0 . 0 5 - - 1 3 0 0 3 . . 0 6 7 0 5 8 9 1 0 . 3 6 0 0 . 3 6 0 1 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 1 0 . 0 4 0 0 . 0 4 0 0 1 0 . 0 0 5 e y y l n a e z i n e 1 3 0 . 0 - 0 . 0 1 8 0 . 0 0 % Arik bridge (8 samples) range ave 13 0.230 0.230 25 25 25 25 0.005-0.039 0.009-0.04 0.07-0.12 0.004-0.008 0.022 0.025 0.095 0.006 1 3 0 . 9 9 0 0 . 9 9 0 1 3 0 . 2 4 1 0 . 2 4 1 2 5 2 2 0 . 3 1 5 1 3 0 . 1 6 6 0 . 1 6 6 1 3 0 . 0 1 0 0 . 0 1 0 0 . - 0 . 4 1 1 *% +ve samples; range of +ve samples and the average(±se) of +ve samples are presented Found in lake but not in Arik (23 cmpds): Found in Arik but not Kinneret water (1 cmpd): Found in both Kinneret & Arik water (9 cmpds): 58 se 0.017 0.016 0.025 0.002 0 . 0 9 5 חומרי הדברה בדגים כבשנים קודמות ,בדיקות דגים ב 2010-כללו שלש קבוצות של דוגמאות :א .דגים מאירועי חשד להרעלה ,ב. דגים מדיגום אקראי בשוק הדגים בטבריה או משלל דייג (למטרות הרתעה מפני הרעלה) ,ג .דגים מהאגם שנדגמו כדי לקבוע את ריכוזי הרקע לשאריות חומרי הדברה .ריכוזי חומרי ההדברה שנתגלו בכל הדגים מהכנרת ב 2010-מופיעים בטבלה .12 טבלה :12ריכוזי חומרי הדברה בדגי כנרת.*2010 , )Total fish (49 samples range ave se 10.1 10.1 1.87 1.87 1.37-108 19.88 10.04 1.4 1.4 33.9 33.9 19.1 19.1 1.6-3.9 2.75 1.15 0.85-23.5 9.46 1.90 0.35-205.3 25.06 22.57 6.3-42 16.06 6.62 0.06-508 130.63 125.81 0.4 0.4 8 3 . 1 1 5 5 . 2 1 5 5 . 1 5 7 5 7 6 . . 3 9 5 4 0 0 . 1 . . 1 . 2 6 0 2 6 . 8 . 3 4 4 8 4 1 4 6 . 4 7 3 . 1 9 4 . 0 3 1 0 . 3 3 3 1 0 . 2 2 1 6 1 1 . 4 7 7 . 7 1 4 5 . 2 6 1 4 2 2 . 2 2 . 7 8 6 8 0 . 7 0 1 7 7 1 . 6 1 1 . 4 9 . 6 7 - 8 1 . 7 7 - 7 . 7 3 4 9 . . 5 1 . 8 6 9 . 1 - 1 9 9 7 3 . . . . 3 0 - 2 - - 1 . 0 1 0 0 . e a n L 0 . 0 . 5 0 . 1 t H r r 1 ) n i r d s o h o P l o h s ( h l c y o h H p h n - γ - δ e t i - α H t o e F H C c p e C a x i n C H H e v M M e D D D - p , 9 4 E D D - p , p 4 1 T D D - p , p 2 2 - ) n d i ( 8 1 . h o a n F p 2 5 3 6 - 2 4 4 7 5 5 1 1 . o i t r 4 . - n h i H 2 7 o p m 4 4 - s 2 3 9 3 - . 1 1 2 4 9 2 . . 0 . 5 . 1 Alachlor Aldrin Amitraz Chlorpyriphos Diazinon Dibrom Dichlorobenzene Dichlorvos Dieldrin Dinocap Diphenylamine Disulfoton β-Endosulfan 8 4 5 4 . 5 6 3 . 8 . 0 6 7 0 . 5 1 4 3 9 7 9 7 5 1 . 5 3 . 2 3 6 . 6 . - 7 9 0 % +ve 2 2 22 2 2 2 4 22 18 10 8 2 0 2 4 2 4 1 n i n o r h h i t e n i z a l y t e e h a t t m a u o r b r r a P r e P h P e T *מוצג %הדגימות החיוביות לכל חומר ( ,)% +veתחום הערכים החיוביים שנתגלו ,הממוצעים ()aves ושגיאת התקן (±se) .חומרי הדברה שלא נתגלו לא מופיעים ברשימה. כמו בשנים הקודמות( DDE ,תוצר פירוק של קוטל החרקים )DDTנימצא בכחצי מהדגים ( .)49%מכיון ש- DDTלא בשימוש כבר כ 30-שנה ,מקור ה DDE-בדגים הוא ,כנראה ,מהסדימנט .יש צורך למחקר נוסף כדי להוכיח את הנקודה הזאת. רקע שאריות חומרי הדברה בדגי הכינרת( .בשיתוף פעולה עם אגף הדיג של משרד החקלאות) כחלק ממחקר ארוך טווח שנועד לקבוע את "ריכוזי הסף" של שאריות חומרי הדברה בדגת הכינרת 2 ,סוגי דגים (B. canis & Liza ramada) :נבדקו לנוכחות חומרים אלה גם ב .2010-זאת בשיתוף פעולה עם אגף 59 הדיג במשרד החקלאות ועם רשות המים .במהלך 2010התקבלו 23דגימות דגים ,מתוכם 11מסוג B. canis ו 12 -מסוג .L. ramadaתוצאות המדידות בטבלה .13 מספר חומרי ההדברה שנמצאו ב 2-סוגי הדגים היו נמוכים ;) ,L. ramada (10) B. canis (7בדומה למה שנמצא בדגים אלה בשנה שעברה .שוב DDE ,נמצא בהרבה דוגמאות בשני המינים .אנדוסולפן )® ,(Thionexהקוטל החרקים האורגנוכלור הנפוץ ביותר במקרים של דייג בלתי חוקי ,נמצא רק בדוגמה אחת של ( L. ramadaבריכוז של .)62ppbדג זה כנראה נחשף לאנדוסולפן שנשאר בכנרת לאחר הרעלת דגים. טבלה :13שאריות חומרי הדברה ב B. canis -ו L. ramada -מהכנרת.*2010 , )L. ramada (12 fish range ave se 2.13 2.22 6.15 1.40 8.99 9.85 5 3 4 . 1 8 6 . 5 6 8 2 . 2 5 1 . . 2.54-9.9 1.4 4.1-13.5 9.85 6 5 2 4 7 2 5 3 . 5 5 5 . 6 0 7 . 0 0 4 . 3 0 0 . 4 % +ve 0 25 8 33 8 5 . . 9 6 3 5 . 1 1 - 5 4 1 . . - 4 8 5 1 - - . se 4.08 15.37 10.8-23.5 8 . . 2 7 4 6 )B. canis (11 fish range ave 10.1 10.10 % +ve 9 0 0 27 0 0 2 . 1 1 2 0 7 1 2 4 7 2 . 7 7 1 9 7 . 0 7 1 8 0 Alachlor Amitraz Chlorpyriphos Dichlorvos Diphenylamine β-Endosulfan 0 8 7 . 8 9 1 . 2 7 3 6 . 3 0 9 . 1 9 . 7 4 6 . 1 1 0 9 . 8 1 7 . 3 . 7 - 4 - 1 9 . 1 7 9 2 3 . . . 7 2 D D D - p , p 3 7 E D D - p , p 7 2 T D D - p , p 9 - 0 8 1 . 1 6 n i h r 3 9 e t e e n i z a l y h t t m a u r r o b r e P h P e T * For clarity, only pesticide residues that were positive are listed here מסקנות מספרי וריכוזי שאריות חומרי ההדברה במים היו בשנת 2010נמוכים מאשר בשנים קודמות ,אבל דומה לאלה שנמצאו בשנה שעברה. כדי לברר את התרומה המדויקת יותר של האגן ההקוות של הכנרת לחומרי הדברה באגם ,יש צורך לכלול, במסגרת תכנית הניטור ,תחנות נוספות בגליל העליון ובעמק החולה. יש צורך לבדוק את הסדימנט של הכנרת ,כמקור של חומרי הדברה למים ולדגים. 61 .2.17מדד כמותי להערכת איכות המים ארקדי פרפרוב וטומי ברמן מדידת איכות המים ( )WQבאגם כנרת נמשכת לפי השיטה שפורטה בעבר (דו"ח חיא"ל .)T15/2003שיטת WQ נערכה לפי ערכי דירוג ) (Rating Values -Rלמשתנים שנקבעו כפרמטרים לאיכות מים (איור .)61 100 2010 40 20 2009 80 60 40 20 0 11 9 7 3 5 ]Rating [Cl 60 2010 ]Rating [%Cyano 2009 80 100 0 1 9 11 month 7 5 1 3 month איור :61שינויים עונתיים בערכי הדירוג ( )Rating Valuesשל פרמטרים לאיכות מים (כלוריד ,צד שמאל ,ואחוז ציאנובקטריה ,צד ימין) בשנת 2009ו .2010 -כאשר ,R<60איכות המים מוגדרת כ" -לא קבילה". כמו בשנים קודמות ,התדרדרות מדד WQבאגם הייתה קשורה במישרין לריכוזי הכלוריד הגבוהים (במקביל למפלסים נמוכים) לאחוז הציאנובקטריה ,שב 2010-הגיע למקסימום של 23%מכלל ביומסת הפיטפלנקטון. בחינה של מדד איכות המים המורכב ) (Composite Water Quality Index, CWQIמראה שב 6-חודשים מהשנה איכות מי האגם לא יכולה להחשב כ"טובה" אלא רק כ "סבירה" ( ,) CWQI<60שיפור קל בהשווה לשנת ( 2009איור .)62 100 2010 2009 9 7 80 40 20 0 11 5 month איור :62שינוי במדד איכות מים משולב באגם כנרת ב.2009-2010- 61 3 1 CWQI 60 באיור 63מוצגים השינויים הרב-שנתיים של מדד .CWQIב 10-שנים האחרונות ( ) 2000-2010המדד המשוקלל היה רוב הזמן מתחת לגבול הערכים הקבילים .בשנים ,2000-2002המאופינות במפלס נמוך CWQI ,היה מושפע בעיקר מריכוז כלוריד גבוה .בשנתיים האחרונות ,הפרמטרים העיקריים שהשפיעו על איכות המים היו ההתפתחות המואצת של הציאנובקטריות בקיץ ,וכמו כן ריכוז הכלוריד הגבוה .ערך ה CWQI-בשנת )55.0( 2010היה קרוב לממוצע הרב-שנתי לתקופה .2000-2010 CWQI, Semiannual Avg, 1991-2010 100 CWQI 60 WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA WS SA 20 19911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010 איור :63שינוי CWQIמ 1991-עד ( 2010ממוצעים חצי-שנתיים) .2.18מרכז מידע כנרת מיקי שליכטר מרכז המידע -תאור כללי מרכז המידע במעבדה לחקר הכנרת הוקם כדי לרכז את המידע הנאסף מתוכנית הניטור ,לתעדו ,לעבד אותו ולהפיצו .מרכז המידע הנו מערכת הכוללת את מאגר נתוני הניטור ,תיעוד הנתונים ,שגרות מחשב הנכתבות לצורך קליטה ועיבוד הנתונים ,ויישומים הנכתבים לשימוש חוקרי המעבדה .במרכז המידע משולבת מערכת מידע גיאוגרפית המשמשת לתצוגה ,עיבוד וניתוח נתונים גיאוגרפיים .חלק מהמידע מוצג בצורה גרפית באתר האינטרנט של חיא"ל. מאגר הנתונים במרכז המידע כנרת מבוסס על נתוני ניטור הכנרת הנאספים ע"י המעבדה החל משנת .1969 כלולים בו נתונים מתחומי המטאורולוגיה ,פיסיקה ,כימיה וביולוגיה של האגם .המידע נאסף ברציפות ובשיטתיות בתחנות דיגום קבועות ובתדירות קבועה .בנוסף לגוף מידע זה נמצאים במאגר נתונים הקשורים לאגן ההיקוות המתעדכנים מגופים חיצוניים (מקורות ,השרות ההידרולוגי) ,נתונים מפרויקטים המתבצעים במעבדה ושאינם כלולים בתוכנית הניטור ונתונים ממקורות אחרים שנאספו למטרות מוגדרות באופן חד- פעמי. 62 מאגר הנתונים מהווה את הבסיס לניתוח ממצאי הניטור :באמצעותו ניתן לזהות ולבדוק מגמות רב שנתיות המתרחשות באגם ,לבדוק קשרים ואינטראקציות בין מרכיבים שונים של המערכת האקולוגית לאורך זמן, והוא משמש בסיס לבניית מודלים לחיזוי תהליכים בכנרת .בנוסף מאגר נתוני הכנרת משמש ככלי מחקרי בו עושים שימוש אינטנסיבי חוקרים במעבדה ובמוסדות מחקר אחרים. תכולת מאגר נתוני הכנרת מסוכמת בטבלה .14תאור מפורט של מאגר הנתונים תכולתו ,ארגונו ותפעולו מופיע בדו"ח "מאגר נתוני כנרת" (דו"ח חיא"ל )T20/06שיצא לאור בדצמבר .2006 טבלה :14סוגי המידע במאגר הנתונים של המעבדה לחקר הכנרת סוג המידע מידע גלמי נתוני ניטור תיעוד נתוני ממ"ג תצלומי לווין סקרים מרחביים: נתוני המערכת הנגררת נתוני המפר"ע פרויקט המודלים נתונים מגורמי חוץ: נתוני השרות המטארולוגי נתוני אגן היקוות שנת התחלה תכולה הנתונים המקוריים ,בפורמט המקורי ,במצב דחוס ,ללא שינוי ועבוד( .עד – 1992על גבי מדיה מגנטית) .מאורגנים ע"פ נושאים בספריות מחשב. בסיסי נתונים נושאיים (בתימטריה ,מטארולוגיה ,טמפרטורות ,זרמים ,כימיה, פיטופלנקטון ,זואופלנקטון ,דגים ,ירדן ,ירמוך ,ליטורל) ,המקושרים לבסיס נתונים מרכזי. בסיס נתונים ( )kin_infoהכולל את טבלאות התיעוד בהן מצויה האינפורמציה שנאספה אודות טבלאות הנתונים ,תיעוד תחנות הדיגום ,טבלאות Infoייחודיות לנושאים שונים. אוסף הקבצים המעובדים במערכת הממ"ג :קובצי מפות ,תלת ממדshape files , ,personal geodatabase ,coveragesותמונות בנושאים :בתימטריה ,תחנות ניטור, סקרים מרחביים ,אגן היקוות ,גיאולוגיה ,דגום כלורופיל רב-ערוצי. אוסף תצלומי לווין של הפרמטרים :טמפרטורת פני המים ,כלורופיל ,סקי ,עכירות 2004 נתונים גולמיים ובסיסי נתונים מסקרים מרחביים שהתבצעו החל משנת 2001. 2000 נתונים גולמיים ובסיסי נתונים מסקרים מרחביים חודשיים בשנים .2000-2004 נתונים גלמיים ובסיסי נתונים :טמפרטורות נחלים( LDS ,מטארולוגיה וטמפרטורות), ( RUSSנתונים איכות מים). נתונים מעובדים :נתוני קלט ונתוני אימות למודל. 1969 1969 1992 2001 2002 נתונים מתחנות מטארולגיות צמח ,בית צידא , A ,חרמון 2004 נתוני כימיה מתחנות גשר חורי וגשר אריק בירדן .מתקבלים מחברת "מקורות" 1970 סכום העבודה בשנת 2010 ניהול שוטף של מאגר הנתונים .1קליטת הנתונים המתקבלים מהחוקרים או ממכשירי מדידה שונים ,בדיקתם ,קליטתם לבסיסי הנתונים. .2ביצוע חישובים המבוססים על הנתונים וקליטתם לטבלאות. .4עיבוד נתונים לצורכי המחקר בפרויקטים שונים. .3העברת נתונים לגורמי חוץ (מקורות ,נציבות המים ,חוקרים וסטודנטים במוסדות מחקר). 63 .4גיבויים שוטפים ותקופתיים של מאגר הנתונים. קליטת נתוני מערכת ה Manta -לבסיס הנתונים המערכת מבצעת דיגום אוטומטי של עמודת המים ומודדת את הפרמטרים הבאים :טמפרטורה ,מוליכות, חמצן ,עכירות ,כלורופיל ORPוהגבה. נתוני המערכת שולבו בבסיס הנתונים ,נכתבה תוכנית לקליטה אוטומטית של הנתונים ועדכון יומי של בסיס הנתונים. נכתב יישום אינטראקטיבי לתצוגה גרפית של נתוני ה .Manta -התצוגה כוללת שתי אפשרויות :תצוגת הפרמטרים בגרפים תלת ממדיים ) (surfaceכתלות בעומק וזמן המדידה (איור ,)14וגרף המשווה את נתוני הפרמטרים בפרופיל מדוד על גבי סקלה יחסית (איור .)64 ממשק המשתמש מאפשר את בחירת הפרמטרים וטווח הזמן ואת ייצוא הגרף כאיור. כתיבת יישום לתצוגה גרפית בתלת מימד לפרמטרים מבסיס הנתונים היישום שנכתב לתצוגת נתוני ה Manta -הורחב והותאם לתצוגה של כל הפרמטרים הנמדדים בפרופיל עומק במערך הניטור :פרמטרים כימיים ופיסיקליים .ממשק המשתמש מאפשר בחירה בין שתי תצוגות של תלת-מימד surface :או פרופילים ,וכן השואה של פרמטרים שונים מאותו פרופיל על גבי סקלה יחסית (איור .)65 איור : 64היישום לתצוגה גרפית של נתוני הפרופילים .תצוגת נתוני טמפרטורה הנמדדים במערכת ה Manta -בגרף מסוג Surface 64 איור :65היישום לתצוגה גרפית של נתוני הפרופילים .תצוגה של נתוני פרמטרים שונים מאותו פרופיל על גבי סקלה יחסית. כתיבת שגרות לקליטה אוטומטית ועדכון יומי של בסיס הנתונים נכתבו שגרות לקליטה אוטומטית של נתונים ממערכות הניטור הדוגמות באופן רציף באגם .בסיס הנתונים מתעדכן באופן יומי בנתונים הבאים: .1נתוני מערכת ה 40( LDS -תרמיסטורים ונתונים מטאורולוגיים מתחנה .) A .2נתוני כל התחנות המטארולוגיות-גנוסר ,תחנה , Aצמח ,בטיחה וחרמון. .3נתוני מערכת הManta - עבודה במערכת המידע הגיאוגרפית נקלטו הנתונים מהסקר הבתימטרי שנערך ב 2009 -למערכת המידע הגיאוגרפית. בוצע ניתוח בתימטרי של חופי הכנרת לצורך חוות דעת המעבדה לתוכנית פיתוח החופים תמ"א 13המבוסס על הנתונים הבתימטריים החדשים הוצגו נתוני סקר החלזונות על גבי מפת הכנרת. עדכון תקופתי של נתוני מאגר הנתונים באתר האינטרנט של חיא"ל עדכון תרשימי אינדקס איכות המים בכנרת ,עדכון התצוגה הרב-שנתית של הנתונים ומעקב אחרי העדכון האוטומטי היומי של התצוגה הגרפית של נתוני המטארולוגיה. הרחבת תצוגת מרכז מידע כנרת-באתר האינטרנט של חקר ימים ואגמים הכוונה היא להציג באתר חיא"ל ,את מכלול הידע ואת פעילויות הניטור של המעבדה בכנרת .העבודה בנושא זה החלה בשנת 2009ונמשכה בשנת .2010השנה נוספו הנושאים הבאים :התאדות ,כלורופיל ופרודוקטיביות ,מיקרוביולוגיה ופיטופלנקטון .כל נושא מוצג על-ידי טקסט בעברית ומלווה בתמונות, גרפים והפנייה למאמרים .החומר לאתר מתקבל מחוקרי המעבדה ,כל חוקר אחראי על התכנים בנושאי פעילותו. 65 .3מחקרי הניטור .3.1הרחבת הניטור באזור חוף הכנרת הצפוני יוסף יעקבי ,סמיון קגנובסקי ,אלה אלסטר ,דיתי וינר-מוציני ,אדית ליבוביץ ,בני סולימני במימון רשות המים בפרק הזמן שמנובמבר 2008ועד דצמבר 2010הפעלנו תכנית "ניטור מורחב" שבמסגרתה מדדנו ודגמנו מים ב 7 -תחנות בסמוך לחוף הצפוני של הכנרת ,ולשם השוואה גם בתחנות הניטור הקבועות במים עמוקיםG : ו( A -איור .)66 q02 JOR u05 L04 o05 Stn G j05 g06 Stn A איור :66מיקום תחנות הדיגום בתכנית הנוכחית. עילת העבודה היתה ממצא מסקר בתחנות ליטורליות שבוצע בשנים 1999-2002ובו מצאנו שריכוז הפיטופלנקטון ופעילותו הפוטוסינתטית בסמוך לחוף הצפוני של הכנרת גבוה מאשר בשאר האגם ,שהיה אחיד למדי רב הזמן וברב המאפיינים שנבדקו .בתכנית הניטור המורחב נמדדו :מוליכות חשמלית ,ריכוז יוני הכלוריד ,אלקל יניות ,ריכוז אמוניה ,חנקית ,חנקה וזרחן מומס ,ריכוז כלורופיל ,הרכב הפיטופלנקטון ושקיפות .השוואת ממוצעי התחנות מדגישה את הייחודיות הפיסיקלית-כימית של אתר הדיגום הסמוך לכניסת מי-הירדן לכנרת ובמידה רבה את אתר הדיגום הסמוך למפרץ אמנון (תחנה ,)q02בהם השפעת מי הנהר ברורה ומתבטאת מוליכות פחותה (איור )67במליחות יחסית נמוכה (איור ,)68ואלקליניות גבוהה (איור .)69אותו הדבר אמור בממצאי הריכוזים של חנקה (איור .)70מכל המשתנים שנבדקו בעבודה זו, נראה שריכוז החנקה הוא הסמן הברור ביותר המבדיל בין מרכז האגם ובין אזור המים הרדודים יחסית בחלקו הצפוני של האגם .הדבר בא לידי ביטוי ביתר שאת בעונת השיטפונות ,אם כי השוני קיים לאורך כל השנה במידה זו או אחרת .ראוי לציין שהחלשות חותם מי-הנהר תואם במידה מרובה את דגם זרימת הירדן בחלקו הצפוני של האגם ,דהיינו הסטה מערבה עם הכניסה והמשך זרימה כנגד כוון-השעון עד לקו טבריה - עין-גב ,לערך ,ואז סגירת מעגל לכוון כניסת הירדן. 66 שתי קבוצות צבע שלטו בפיטופלנקטון :הירוקיות והכרומופיטים (צורניות ודינופלגלטים) ודגם פריסתן המרחבי היה שונה ומשלים – הירוקיות שלטו בפיטופלנקטון של התחנות העמוקות ואילו הכרומופיטים היו הקבוצה היותר חשובה באזור הסמוך לחוף הצפוני .בניגוד לממצאים של שונות המשתנים הפיסיקליים וריכוז חומרי הדשן ,בהם השונות בין התחנות באה לידי ביטוי בעיקר בעקבות שיטפונות ,מאפייני הפיטופלנקטון התפרסו על-פני מנעד רחב בכל מועדי הדיגום .יחד עם זאת ,שונות צפיפות הפיטופלנקטון נעה בטווח צר למדי ,בהשוואה למדידות של שנים עברו ,כאשר ריכוזי הכלורופיל הגיעו בחורף-אביב לסדר גודל של מאות מיליגרם כלורופיל למ .3אותם ריכוזים גבוהים מאפיינים נוכחות מסיבית של פרידיניום באגם ובעת ביצוע העבודה הנוכחית ,אצה זו הופיעה אך בריכוזים זעומים .הריכוז הנמוך יותר של כלורופיל בתחנות הירדן ומפרץ אמנון הוא כנראה תוצאה של דילול הפיטופלנקטון ע"י מי הנהר הנכנסים לאגם (איור .)71יתר על-כן ,היות שהיה יחס הופכי בין ריכוז החנקה וריכוז הכלורופיל (וגם צפיפות התאים של המין הנפוץ ביותר ,הירוקית ( Mougeotiaאיור ,)72אפשר להניח שתוצא העשרת מי האגם בנוטריאנטים ,בא לידי ביטוי הרחק ממקום כניסת מי הנהר ,אם כי ההטענה של הנוטריונים קרוב לודאי חלה עם כניסתם לכנרת. האזור הצפוני של הכנרת הוא אזור שבו השפעת מי הנחלים הנכנסים ניכרת היטב .יצאנו מתוך נקודת הנחה שהעשרת מי האגם בנוטריאנטים ,וברור מעבודתנו זו שמדובר בעיקר בחנקה ,מאפשרת הגדלה מקומית של ביומסת הפיטופלנקטון .זו מצידה משמשת בשלב השני כ"גרעין רביה" ממנו מתפתחות אוכלוסיות פיטופלנקטון צפופות ,מה שנקרא "פריחות" של אצות למיניהן .לדגם התפתחות כזה יש בעבודתנו זו רמז, אם כי קלוש ,בתפוצת הדינופלגלטים .כנגד זאת האצה ששלטה פרקי זמן ארוכים ב 25-חדשי העבודה – הירוקית מוגושיה ,מרמזת על מגמה הפוכה .פשוט דילול התאים על-ידי עצם כניסת מי הנחלים ,הטענה בנוטריאנטים והתפתחות שבאה לידי ביטוי בהמשך המעבר של התאים עם הזרמים השולטים באגם .גם הדינופלגלטים מוסעים אופקית בכוח הזרמים שבאגם וגם לדינופלגלטים זמן דור ארוך יחסית ,אי-לכך לא ברור מדוע צפיפותם של אלה לא עלתה עם התנועה כלפי מרכז האגם .מכל מקום ,אם דגם התפרוסת המרחבית של מוגושיה מייצג סדר אירועים מקובל בכנרת ,אזי קרוב לודאי ש"פריחה" הנראית בסמוך לאזור כניסת מי-הנחלים היא חריג. Average conductivity at stations 1200 1050 -1 1100 Conductivity, S cm 1150 1000 u05 q02 o05 L04 Jordan j05 g06 G A איור :67מוליכות חשמלית ממוצעת ב 9-תחנות מדידה בכנרת ,בעומק 1מ' ,מנובמבר 2008עד דצמבר .2010הקווים הדקים מציינים את שגיאת התקן. 67 Chloride concentration average 280 270 260 -1 -, 240 Cl mg L 250 230 220 210 u05 q02 o05 L04 Jordan j05 g06 G A איור :68ריכוז הכלוריד הממוצע ב 9-תחנות מדידה בכנרת ,בעומק 1מ' ,מנובמבר 2008עד דצמבר .2010הקווים הדקים מציינים את שגיאת התקן. Alkalinity average 132 130 124 122 120 -1 126 Alkalinity, mEq. L 128 118 116 u05 q02 o05 L04 Jordan j05 g06 G A איור :69אלקליניות ממוצעת ב 9-תחנות מדידה בכנרת ,בעומק 1מ' ,מנובמבר 2008עד דצמבר .2010הקווים הדקים מציינים את שגיאת התקן. 68 Nitrate 0.4 0.3 -1 NO3, mg N L 0.2 0.1 0 u05 q02 o05 L04 Jordan j05 g06 A G איור :70ריכוז החנקה הממוצע ב 9-תחנות מדידה בכנרת ,בעומק 1מ' ,מנובמבר 2008עד דצמבר .2010הקווים הדקים מציינים את שגיאת התקן. Chlorophyll a - stations average 15 12 -3 6 Chl a , mg m 9 3 0 u05 q02 o05 L04 Jordan j05 g06 A G איור :71ריכוז הכלורופיל הממוצע ב 9-תחנות מדידה בכנרת ,בעומק 1מ' ,מנובמבר 2008עד דצמבר .2010הקווים הדקים מציינים את שגיאת התקן. Mougeotia average in stations 600 500 -1 Cell # mL 400 300 200 u05 q02 o05 L04 Jordan j05 g06 G A איור :72ריכוז תאי מוגושיה הממוצע ב 9-תחנות מדידה בכנרת ,בעומק 1מ' ,מנובמבר 2008עד דצמבר .2010הקווים הדקים מציינים את שגיאת התקן. 69 .3.2מחקר הליטוראל שלב א' – סקר תשתיות הליטוראל במפלסים נמוכים יוסף יעקבי ,ניר קורן ,בניהו סולימני ,סמיון קגנובסקי ,עם פרופ' אביטל גזית מאוניברסיטת תל-אביב במימון רשות המים היעדר הסימטריה של אספקת המים לכנרת ופחיתתם (בהתאדות ,זרימה החוצה ושאיבה) גורמת לתנודה עונתית של חשיפת קרקעית בשולי האגם וכיסויה .התוצא של מחזור זה על אופי הקרקעית הנחשפת ועל ההשלכות לגבי הפעילות הביולוגית בשולי האגם נחקר בעבר ,אך ראינו טעם לחזור לסקירת האזור החופי של הכנרת בשל רצף השנים השחונות המלווה אותנו החל בשנת .2004שטחים גדלים והולכים של הקרקעית נותרים חשופים לפרקי זמן של שנים ,צומח רב-שנתי מתפתח באתרים שהיו מכוסים בעבר, לפחות ארעית ,ע"י מי האגם ובהתחשב בעובדה שהקרקעית הפיסית של שולי האגם משתנה ,סביר להניח שחלים גם שינויים במרכיבי החי והצומח של הליטוראל .הסקר המדווח בזאת נערך בסתיו של שנת ,2009 כאשר רום האגם היה בסביבות –214.3מ' .בדקנו את כסות האבנים ב 27-חתכים ניצבים מרום של –209מ' ועד שפת המים (טבלה .)15 טבלה :15מיקום חתכי הדיגום למדידת א ופי התשתית האבנית וכסות הצומח בכנרת ,סתיו .2009נתון הסיכום התיאורי של כל חתך ושיפוע הקרקעית בליטוראל הנמשך מן החתך. שם החתך צפון מזרח אופי החתך שיפוע הליטוראל% , חוף גינוסר 32º 50.864 35º 31.645 חוף חולי עם כיסוי רב של צומח 1.8 חוף אילנות-תמר 32º 50.256 35º 31.188 חוף חולי 1.4 חוף צינברי 32º 45.600 35º 33.872 חוף "מופרע" -כליות מלאכותיות 3.4 משאבות האון 32º 42.748 35º 36.422 חוף חולי עם כיסוי רב של צומח 1.3 חוף גופרה 32º 48.152 35º 38.500 חוף אבני 3.4 חוף כפר נחום 32º 52.873 35º 34.721 חוף אבני – בולדרי 6.3 חוף אמנון דרומי 32º 53.221 35º 35.371 חוף אבני -בולדרי .צומח דליל 13.3 חוף חוקוק 32º 51.769 35º 32.259 חוף חלוקי "מופרע" 2.2 חוף דקל 32º 48.355 35º 31.690 חוף חלוקי -בולדרי .צומח דליל 8.3 סלע הנמלה 32º 49.094 35º 31.202 חוף אבני-בולדרי 3.2 חוף שיקמה 32º 45.060 35º 33.843 חוף אבני -בולדרי.צומח דליל 7.1 חוף מעגן 32º 42.486 35º 35.981 חוף מעורב.צומח מגוון 1.0 חוף נחל שפמנון 32º 52.120 35º 38.342 חוף מעורב .צומח צפוף 2.8 חוף אלה (=דימונד) 32º 50.800 35º 38.241 חוף חצצי-חלוקי 6.4 חוף כורסי 32º 49.480 35º 38.703 חוף חצצי – חלוקי 2.0 צפונית לחוף שפמנון 32º 51.921 35º 38.592 חוף מעורב 6.3 חוף חלוקים 32º 49.133 35º 38.724 חוף חצצי-אבני-בולדרי.אין צומח 7.1 חוף לבנון 32º 49.330 35º 38.725 חוף חצצי -חולי .צומח דליל 2.2 חוף מעגן מזרח 32º 42.627 35º 36.680 חוף מעורב 3.4 מכוסה בצמחיה סבוכה לא נמדד כפר נופש האון 32º 43.282 35º 36.996 חוף מעורב עם כיסוי רב של צומח 1.9 חוף ברניקי 32º 45.600 35º 33.872 חוף מעורב .צומח דליל 4.8 חוף אוהלו 32º 43.094 35º 34.425 מכוסה בצמחיה סבוכה לא נמדד חוף שיזף 32º 44.948 35º 38.076 חוף אבני ומופרע 2.7 דרומית לחוף שיטים 32º 45.340 35º 38.144 חוף אבני לא נמדד חוף שיטים 32º 45.595 35º 38.215 חוף אבני ומופרע לא נמדד דרומית לכפר הנופש עין גב 32º 45.915 35º 38.316 חוף אבני לא נמדד חוף בית-ירח 71 מדדנו גם את שיפוע קרקעית מקו המים ועד כ 50-מ' בתוך המים במרבית האתרים ,ואפיינו את כסות הצומח ומרכיביו העיקריים .בכמה חתכים מדדנו את הביומסה של כמה מיני צמחים שולטים וכן ערכנו מדידות לצורך פיתוח קני-מידה להערכת ביומסה של מיני צמחים בולטים בשולי הכנרת. אפיון התשתית האבנית בכל חת ך נקבעו רצועות מקבילות לקו החוף ,בהתאם לאופי הכסות האבנית הנראית לעין ונמדדו כמה עשרות אבנים ,בכל רצועה .האבנים מוינו ל 5-סוגים בהתאם למימד הארוך ביותר של אבן (טבלה .)16אפיון תשתית האבנים מודגם ע"י הסקר שנערך בחוף גפרה (איור .)73ההבדל בין הרצועות האבניות ברור ונראית נטייה של עליית גודל האבן הממוצעת עם ההתקרבות לעבר קו המים ,מגמה שנראתה במרבית החופים שסקרנו. טבלה :16מיון אבנים בחופי הכנרת ,מבוסס על המימד הארוך ביותר. גודל מזערי ,מ"מ גודל מרבי ,מ"מ סוג אבן חלוק 10 50 אבן קטנה 50 100 אבן בינונית 100 200 אבן גדולה 200 350 בולדר 350 חוף גופרה רצועה I 80 40 20 % of stones 60 – 209מ' 0 boulders large stones small stones medium stones רצועה 3 חצץ גס 8מ' pebbles 100 60 צמחיה דלילה עד 19מ' 40 20 רצועה 2 0 80 40 20 boulders % of stones 60 boulders רצועה 4 עד 47מ' רצועת חצץ מהודק ברוחב 3מ' pebbles 80 60 קו המים 40 חול עם אבנים גדולות ובולדרים ,עד 61מ' חלוקים ואבנים עד 3.8מ' 20 רצועה 5 % of stones large stones medium stones large stones medium stones small stones pebbles רצועת חלוקים קטנים עד 37מ' 0 small stones % of stones 80 0 100 60 40 20 % of stones 80 שיפוע קרקעית 3.4 % - boulders large stones medium stones small stones pebbles תפזורת דלילה של חלוקים עד 26.6מ' 0 boulders large stones medium stones small stones pebbles חול עד 50מ' איור :73סכמת חלוקת הרצועות האופקיות בחוף גופרה .מצוינת גם חלוקת גודל האבן בחמש הרצועות האבניות .בכל אחד מאיורי חלוקת האבנים ,גודל האבן עולה משמאל לימין ,החל בחלוקים ( )pebblesוגמור בבולדרים ( .)bouldersלהגדרת גודל האבן ,ראה טבלה .16 71 אפיון הצומח כמעט ואין חוף נעדר צומח אם כי צפיפותו מותנה בזמינות מצע רך ,שמאפשר נביטה ובמידת ההפרעה האנושית לצמיחה .במידה ויש תנאים לנביטה ולגדילה מתפתחות רצועות צומח צפופות ובדרך כלל בסדר אופקי כדלקמן )1 :במרחק כמה מטרים מקו המים עשבים רכים הנשלטים עפ"ר ע"י מיני גומא (גומא הפרקים ,גומא צפוף) )2 ,רצועת קנה )3 ,יער אשלים -כרב-שנתי יחיד כמעט ,או בתערובת עם קנה .הרצועה של הגמאים ושותפיהם מועדת לעקירה ע"י תנועת המים אם וכאשר תוצף ,כפי שהוכיחו אירועי ההצפה בעבר .אבל הקנה ובודאי האשל עמידים יותר. ברצועות צומח מפותחות היטב צפיפות ביומסת הצומח (משקל של חומר טרי) מגיעה עד למעלה מ 20-טון חומר טרי/דונם (איור ,)74דהיינו בשווה ערך למה שניתן למצוא בשטח חקלאי מטופח כהלכה .אם נצא מתוך נקודת הנחה ,מאד מתונה ,שכל דונם של צומח כזה מאייד 1000מ 3מים/שנה ,אזי איוד מים באמצעות צומח טבעי כזה עולה כדי 1מליון מ 3מים/ק"מ/2שנה .ובהערכה גסה כ 6.5 -מליון מ 3מים לאגם כלול לשנה (בהנחה של רוחב ממוצע של 100מ' צמחיה סביב האגם כולו). מדידה ישירה של ביומסת צומח מחייבת עבודה רבה למדי ,על-כן אנו מחפשים קירובים למדדים קלים יותר. מצאנו שיש מתאם טוב למדי בין גובה למשקל בקנה מצוי (איור ,)75ואפילו מתאם סביר בין אורך הגבעול לשיעור החומר היבש בצמח (איור .)76בשלב הבא של הסקר נחפש מדדים כאלה גם בעבור האשל שחשיבותו בסביבת הכנרת גוברת עם ההתמדה של שנות הבצורת ,והוא תופס שטחים הולכים וגדלים על- חשבון צמחים שיכולתם להתבסס לטווח ארוך נמוכה יותר. ביומסת צומח בוף האון Cyp 2.5 Phr Phr WW DW 1.5 Tmr 1.0 ללא צומח 178 n.m 154 153 146 n.m 132 107 81 2 0.5 צפיפות ביומסה ,ק"ג מ 2.0 ללא צומח 0.0 13 מרחק ממפלס - 209מ' איור :74השתנות ביומסת הצומח ,משקל רטוב ( )WWויבש ) )DWבחוף האון ( )5.11.09ממפלס -209מ' עד קו המים ( =n.m.לא נמדד; = Tmrאשל; = Phrקנה; =Cypגומא). 72 500 y = 15.291e0.6374x R2 = 0.7177 400 200 100 y = 2.7652e0.8624x R2 = 0.8713 5 6 Weight, gr 300 0 4 2 3 0 1 Lenght, m איור :75המתאם בין אורך הגבעול ומשקל רטוב (יהלום ירוק) ובין אורך הגבעול ומשקל יבש (רבוע חום) בקנה מצוי ,שנאסף בחופי הכנרת בסתיו .2009 60 y = 7.1416x + 16.504 R2 = 0.5645 40 %DW 20 0 6 5 4 2 3 1 0 Lenght, m איור : 76המתאם בין אורך הגבעול ושיעור החומר היבש של הצמח בקנה מצוי ,שנאסף בחופי הכנרת בסתיו .2009 73 .3.3הפעלת מערכת PhytoPAMבמרכז האגם אסף סוקניק ,שמשון זכאי ,דיתי ויינר-מוציני ,יורי ליצנסקי במימון רשות המים מערך ניטור החרום ששודרג והופעל בכנרת בשנתיים האחרונות מבוסס על רפסודת ניטור העגונה במרכז הכנרת התחנה . Aבתקופה זו הוכנסה לפעולה מערכת מדידה המבוססת על הערכת התגובה הפוטוסינתטית של אצות במים בשיטה של פלואורסנציה מאופננת שמאפשרת מדידה בזמן אמת של ריכוז הכלורופיל במים וחלוקתו לקבוצות אצות על פי פיגמנטי עזר אופייניים ובמקביל מודדת פרמטרים של המערכת הפוטוסינתטית בקבוצות האצות השונות .המערכת ניזונה במים הנשאבים מעומק נתון באגם ומבצעת סידרה של מדידות במהלך הנשלט דרך רשת האינטרנט .המערכת על מכלול המרכיבים שלה מוצגת באיור 77 ומורכבת ממשאבת דיגום הנשלטת ע"י בקר ממוחשב ,מערכת מדידה אופטית ובקר המערכת – PhytoPAMמתוצרת Walzגרמניה ומחשב בקרה המחובר לרשת האינטרנט וניתן להפעלה ולהעברת נתונים מכל אתר ובכל זמן. לאחר מערך של בדיקות ,כיולים והתאמות ,מערכת ה PhytoPAMהותקנה ברפסודת המחקר ונכנסה לפעולה .דגימות מים נשאבות אל תא המדידה מעומק של 1.5מ' בתדירות של 1עד 3פעמים ביממה על ידי הפעלה מרחוק .מידע שנאסף במהלך דצמבר 2010על התפלגות הכלורופיל על פי קבוצות טקסונומיות מוצג באיור 78ומראה דומיננטיות ברורה של ירוקיות ונוכחות של צורניות או דינופלגלטים ומעט ציאנובקטריה. המידע אומת מול מדידה ישירה של כלורופיל ותפוצת אצות הפיטופלנקטון .במהלך תקופת המדידה נמצא שלאוכלוסיית הירוקיות (נשלטה ע"י הסוג מוגושיה) פעילות פוטוסינתטים אינטנסיבית שמוצגת בערך ( Ymax – maximal photosynthetic efficiencyאיור .)79למרכיבים האחרים של אוכלוסיית היתה פעילות פוטוסינתטית נמוכה יחסית ,מה שיכול להסביר את תפוצתם הנמוכה יחסית לאורך תקופת המדידה. Flow Through Phyto-PAM PC with WinControl Windows Software for Phyto-PAM Pump Controller Phyto-PAM control unit 12V Peristaltic pump Data acquisition system for fluorescence signals )(4 channels איור : 77צילום מערך השאיבה הבקרה המדידה ונשליטה של מערכת ה PhytoPAMשהותקנה ברפסודת המחקר בתחנה A ומופעלת בשליטה מרחוק .רכיבי המערכת מצוינים. 74 10 Cyanobacteria 8 6 4 2 03/01/11 27/12/10 20/12/10 13/12/10 06/12/10 6 Diatoms+Dinofl. 2 03/01/11 27/12/10 20/12/10 13/12/10 06/12/10 Cryptophyte 6 ]Chlorophyll [g l-1 4 4 2 03/01/11 27/12/10 20/12/10 13/12/10 06/12/10 18 15 12 9 6 Chlorophyte 3 03/01/11 27/12/10 20/12/10 13/12/10 06/12/10 איור :78שינויים בתפוצת הכלורופיל בכנרת במהלך דצמבר ,2010על פי 4קבוצות פיטופלנקטון עיקריות בעלות הרכב פיגמנטי עזר אופיני .הנתונים נאספו על ידי מערכת ה .PhytoPAMשהופעלה מרחוק דרך רשת האינטרנט .האזור האפור המקווקו מיצג תקופה של מספר ימים בהם המערכת הושבתה בגלל בעיות טכניות ובעיות של הספקת אנרגיה ברפסודה. 1.0 0.8 0.4 Ymax 0.6 0.2 30/12/10 23/12/10 16/12/10 איור : 79ערכי היעילות הפוטוסינתטית המירבית Y maxשל אוכלוסיית האצות הירוקיות בכנרת שנמדדו על ידי מערכת .PhytoPAMמערכת המדידה הופעלה מרחוק דרך רשת האינטרנט. 75 מחקרי כנרת .4 היחס סידן לאלקליניות קרבונטית בהיפולימניון .4.1 עמי נשרי במימון רשות המים מדי שנה נצפית בהיפולימניון של הכנרת עלייה בריכוזי הסידן שמגיעה לשיא לפני ההיפוך (איור .)80הסיבה לעליה זו היא המסת קלציט .בד בבד משתחררת למים אלקליניות קרבונטית ביחס אקוויולנטי לסידן של .1:1אולם העליה באלקליניות ההיפולימנטית נובעת גם ישירות מדגרדציה של חומר אורגני שבמציאות של הכנרת ,החל מתחילת תקופת השכוב התרמי כמחציתה מתרחשת באמצעות חיזור בקטריאלי של יון הסולפט .בתנאים אלה התוצר הפחמני העיקרי של הפירוק הוא יון הביקרבונט וזאת בניגוד לסביבות מימיות אוקסיות שם התוצר הוא דו תחמוצת הפחמן ופרוטונים רבים (ביחס סטוכיומטרי לפחמן המתפרק) שמורידים משמעותית את רמת ה pH-בשכבה זו .בפועל בתחילת תקופת השכוב כאשר יש עדיין חמצן בהיפולימניון פרוק החומר האורגני מוריד את רמת ה pH -במהירות אל מתחת ל 7.85 -שזהו בערך הגבול שמתחתיו הקלציט מתמוססת .בשלב קצר זמן זה התוצר האלקליני היחידי שמתווסף למים מקורו בהמסת הקלציט .עם העלמות החמצן משכבה זו ,לאחר שלב ביניים קצר מאוד של דה-ניטריפיקציה ,מתחיל חיזור סולפט שהוא תורם עיקרי של אלקליניות למי ההיפולימניון .למעשה בכל תקופת השכוב דרגת הרוויה של ההיפולימניון לקלציט היא שווה או מעט מתחת לערך הרוויה .זוהי אינדיקציה ברורה לכך שהכוח המניע להמסת הקלציט הוא פירוק החומר האורגני ושרוב הזמן גם במהלך הקיץ ותחילת הסתיו ,יש מספיק גבישי קלציט במים שיתמוססו למרות שהשטף של הקלציט האוטוכטונית מהאפילמניון הוא הגבוה ביותר בשלהי האביב .הדגם העונתי של רכוזי הסידן והאלקליניות (איור )81מראים בברור שהעלייה העונתית בריכוז הסידן היא כ 0.4-מיליאקויולנט ואילו העלייה המקבילה בריכוז האלקליניות הקרבונטית היא בשיעור כפול של כ 0.8 -מיליאקויולנט. Multi-annual (1969-2010) seasoanl dynamics of Carbonate alkalinity in the hypolimnion Multi-annual (1969-2010) seasoanl dynamics of Ca+2 concentration in the hypolimnion 3.5 3.1 3.0 3.0 2.5 2.9 Alk, meq 1.5 2.7 1.0 2.6 0.5 2.5 0.0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 Ca, meq 2.0 2.8 2.4 1 12 Month 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Month איור :80הדגם העונתי בריכוזי סידן (שמאל) ואלקליניות בהיפולימניון של הכנרת במהלך השנה ,ממוצע רב-שנתי .1969-2010 המשמעות המעשית של מעבר עונתי למשטר של חיזור סולפט היא שיחס האלקליניות הקרבונטית המתווספת במהלך תקופת השכוב לסידן המתווסף חייב להיות גדול מ .1-בפועל בכנרת המתאם בין 2 הפרמטרים (איור )82מצביע על שיפוע של ,0.53דהיינו שמכל 2אקוויולנטים של אלקליניות אחד מהם 76 מקורו בהמסת קלציט והשני מקורו ישירות בחומר אורגני מפורק בתנאים של חיזור סולפט .השיפוע הזה הוא מאפיין טיפוסי של המערכת והוא נובע מצרוף של נסיבות וביניהן גודל מאגר החמצן בהיפולמניון עם תחילת השכוב ,שטף החומר האורגני מלמעלה שמתפרק בשכבה התחתונה ,וזמינות הקלציט ברת ההמסה. עודפי חומר אורגני במערכת ברמה שבה לא יהיה מספיק קלציט שתמוסס יביאו לשינויים ביחס זה. Alkalinity Vs. Ca in the hypolimnion multi-annual 3.1 y = 0.5253x + 1.2657 R 2 = 0.976 3.0 )Ca (Meq 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 3.3 3.5 3.1 2.7 2.9 2.5 )Alkanity (meq איור :81רכוז האלקליניות הקרבונטית כנגד ריכוז הסידן בהיפולימניון של הכנרת באקוויולנטים עבור הממוצע הרב-שנתי (1969- .)2010 את הזיקה החד משמעית שבין פרוק החומר האורגני ההיפולימנטי לבין האלקליניות הקרבונטית בחרתי להציג באיור 82באמצעות האלקליניות הקרבונטית כנגד ריכוז האמוניום בשנת .2010האמוניום הוא פרמ טר יחסית קונסרבטיבי ,ולכן משקף את שטף החומר האורגני שהתפרק בשכבה זו .היחס האקויולנטי המתקבל הוא של ,7.14:1והוא בעל לזיקה ליחס המקורי של C/Nבחומר האורגני השוקע לשכבת מים זו. Alkaklinity Vs. NH4 in the hypolimnion, 2010 0.14 y = 0.1404x - 0.3887 R2 = 0.9557 0.12 0.1 0.06 0.04 0.02 0 4.0 3.0 3.5 )Alkalinity (Meq איור :82רכוז האלקליניות כנגד ריכוז האמוניום בהיפולימניון בשנת .2010 77 2.5 )NH4 (Meq 0.08 .4.2מתכות קורט עמי נשרי ,לודויק הליץ-מכון גאולוגי ,גלית שרעבי-מכון גאולוגי במימון רשות המים ניטור מתכות קורט בכנרת מבוצע כ 3-עד 4פעמים לשנה באמצעות דיגום פרופיל בתחנה Aבמרכז האגם. במקביל נלקחות דוגמאות מגשרי הירדן ולעיתים גם מקרקעית האגם .דוחות שנתיים מפורטים מתפרסמים מדי לשנה במסגרת משותפת חיא"ל והמכון הגאולוגי. כמידי שנה הדיון במסגרת הדו"ח השנתי של המעבדה לחקר הכנרת מבוצע ע"י התמקדות במספר יסודות קורט שההתנהגות הגיאוכימית שלהם דומה ו/או מעניינת במיוחד .בדיון השנה בחרנו להתייחס למוליבדט, אורניום ,וונדט ,כאשר הרפרנס להתייחסות למתכות אלה הוא המנגן .בתקופת השכוב מצויים ריכוזים גבוהים במיוחד ,כ 60-מיקרוגרם לליטר ,של מנגן דו-ערכי מומס מתחת לכמוקלינה ואילו באפילימניון אין מנגנן מומס מכיוון שבסביבה זו הוא מתחמצן והופך למנגן ארבע או שלוש ערכי מוצק .הסיבה להצטברויות היפולימנטיות אלה היא חיזור תחמוצות מנגן שמוסעות מאזורי הקרקעית המחומצנים של שולי האגם למרכזו שם הם שוקעים לסביבה המחזרת וכתוצאה מכך מנגן ארבע-ערכי מתחזר לדו-ערכי .בקיום מחזור פנימי זה ניתן להבחין גם משיקולי מאזן מסה שבו נראה (איור (84שאינוונטר המנגן במי האגם מגיע לשיא בקיץ-סתיו כתוצאה מהצטברות באזור התרמוקלינה .לאורך כל תקופת השכוב (גם בשנים אחרות) ריכוז המנגן הדו-ערכי בהיפולימניון נשאר דומה וזאת אולי כתוצאה מהגעתו למסיסות ביחס למינרל כלשהו (כנראה מנגן קרבונט). לאוקסי-אניונים דגם התנהגות שונה מהמנגן .בנוכחות חמצן משתלט הצורון המומס בעל הערכיות הגבוהה ביותר ואילו בסביבות מחזרות מתחוללים מעברים בין הצורונים לכאלה שהם מסולקים מהמים .למשל הונדט (ערכיות )5+בסביבות מחזרות שנוצרות בעת פירוק חומר אורגני הופך לוונדיל (ארבע ערכי) שיש לו נטיה להתקשר לחלקיקים ולשקוע איתם .תופעה מעניינת במיוחד היא המינימה בריכוזיהם של כל האוקסיאניונים שנידונים כאן בשכבת המים שמצויה מיד מתחת לכמוקלינה (איור .)83זהו איזור שמתאפיין בפעילות דגרדציה ביולוגית אינטנסיבית יותר מהשכבה שמצויה מעט מתחתיו .בסביבות עוד יותר מחזרות שמתאפיינות בנוכחות סולפיד הוא עשוי אף להתחזר לוונדט ( )+3שההתנהגות שלו ביחס לספיחה לחלקיקים איננה ברורה .ניתן להניח (אם כי לא מצאתי לזה סימוכין ברורים בספרות) שההתנהגות הגאוכימית של האוקסי אניונים האחרים של מוליבדט ואורניום די דומה .תהליך חיזור זה (המעבר לשליטה של צורונים עם ערכיות נמוכה יותר) מתאפיין בירידות חדות בריכוזי יסודות אלו מתחת לכמוקלינה והוא מהיר יחסית עבור ונדט והדרגתי ואיטי יותר עבור מוליבדט ואורניום .שלושת היסודות אינם מסולקים באופן מלא וקרוב למחצית מהריכוז המקורי שלהם נשאר בעמודת המים בחודש אוקטובר .הריכוזים ההיפולימנטיים והאינוונטרים הכלל אגמיים של 3היסודות (איורים ) 83,84צונחים במקביל ומסיבה לא ברורה חוזרים ועולים מעט בנובמבר .יתכן שהסיבה לעליה זו היא עליית ריכוז הסולפיד ההיפולימנטי עם המשך עונת השיכוב ובמקרה של יון הוונדט מעבר לצורון התלת ערכי שהוא אולי פחות נספח למוצקים. הפרופילים האנכיים של מוליבדן ואורניום דומים במיוחד (איור )83וגם המתאם בין האינוונטרים שלהם בעונות השונות (איור )85גבוה .מעניין לציין שבגופי מים שונים למוליבדן מיוחסת התנהגות של נוטריאנט עם זיקה לאצות ,בתוקף התפקודים האנזימטיים המיוחסים לו ואילו לאורניום (למיטב ידיעתי) לא מיוחסים תפקודים כאלה .ויש צורך לבדוק את הקשר בין פעילות זו לבין ריכוזי יון הסולפיד וריכוזי האוקסי-אניונים. 78 Vanadium Manganese 0 -5 -5 -10 -10 -15 -15 Depth, m Depth, m April July August 0 October November -20 -25 -20 -25 -30 -30 -35 -35 -40 -40 0 1 2 3 April July August October November 0 4 500 ug/L ug/L Molibdenum Uranium 0 0 April July August October November -10 -15 -10 -20 -25 -15 -20 -25 -30 -30 -35 -35 -40 -40 0.0 0.5 April July August October November -5 Depth, m -5 Depth, m 1000 1.0 0.0 1.5 0.2 0.4 0.6 0.8 ug/L ug/L קייץ,) החל מתחילת תקופת השכוב (אפריל,2010 מוליבדן וונדיום בכנרת במשך, אורניום,פרופילים אנכיים של מנגן :83 איור .) סתיו (אוקטובר) ותחילת החורף (נובמבר,)(יולי ואוגוסט 79 Molibdenum 4000 4000 3500 3500 3000 3000 Kg/Lake Kg/Lake Uranium 2500 2000 2000 1500 1500 1000 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 9 10 11 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Manganese Vanadium 210000 12000 10000 Kg/Lake 160000 8000 6000 4000 110000 60000 2000 0 10000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 .2010 מנגן וונדיום בכנרת בשנת, אורניום, האינוונטרים של מוליבדן:84 איור Overall lake inventories of Molibdenum Vs. Uranium 2400 Uranium (Kg/Lake) Kg/Lake 2500 2300 2200 2100 2000 y = 0.5446x + 359.5 R2 = 0.9297 1900 1800 1700 1600 1500 2500 2700 2900 3100 3300 3500 3700 Molibdenum (Kg/Lake) . מתאם בין האינוונטרים של מוליבדנום לבין האורניום בכנרת:85 איור 81 .4.3ניטור איכות המים באמצעות צילומי לווין המשולבים במערכת SISCAL גדעון טיבור ,יוסי יעקובי ,לנא אשקר (מכון גיאולוגי) ,שחף ליפמן (אוניברסיטת חיפה) במימון רשות המים מטרות המחקר סיוע בניטור היומי של הכנרת .0 .0 סיוע בתקופת אירועים חריגים (לדוגמא :פריחות ,זיהומים ,ירידת המפלס) .2 בניית מידע סינופטי רב-שנתי לאגם כולו .4 סיוע בכיול מודלים לימנולוגים .9 הפצת המידע הנאסף לרשויות ולציבור באמצעות מרכז המידע הימי הלאומי ()ISRAMAR ואתר רשות המים רקע: השימוש בלווינות למיפוי איכות המים בכנרת נעשה באמצעות מערכת )www.siscal.net( SISCAL שפותחה במסגרת מחקר של התוכנית האירופאית החמישית וכיום מוטמעת ע"י חברת Informusוחקר ימים ואגמים לישראל .הניטור מתבסס על שני לווינים ( )MODIS Aqua & Terraשלהם רזולוציה מרחבית של 1X1ק"מ ועל לווין ה MERIS-עם רזולוציה מרחבית של 300X300מ' שחולף מעל הכנרת כל 3ימים. זמן החליפה של הלווינים הוא בין השעות 8:00עד 10:00זמן .GMTקליטת צילומי הלווין במערכת SISCALנעשית ממספר מוקדים .צילומי לווין ה MODIS-מתקבלים מאתר ה FTP-של NASAבאיחור של עד כ 12-שעות ,צילומי לווין ה MERIS-ברזולוציה של 1ק"מ ( )RRנקלטים בזמן אמת בתחנת הקליטה שמותקנת על גג בניין חיא"ל בחיפה .מתחילת נובמבר התחלנו לקבל גם את צילומי לווין הMERIS- ברזולוציה של 300מ' כמעט בזמן אמת. שלבי הניטור שלב א – קליטת צילומי הלווין קרוב ל"זמן אמת" שלב ב -בדיקה וכיול אלגוריתמים קיימים עבור :טמפרטורת פני המים ( ,)SSTריכוזי כלורופיל (,)Chl.-a ריכוזי חומר מרחף ( )TSMועומק סקי ( )secchi depthמול נתונים מהשטח שנאספים ע"י צוות המעבדה לחקר הכנרת במסגרת תוכנית הניטור וסקרים אחרים .חלק מנתוני הכלורופיל שנאספים בתחנות הניטור נלקחים בסמוך לזמן חליפת הלווינים. שלב ג – אנליזה סינופטית של כול האגם שלב ד – הפצת המידע הנאסף לרשויות ולציבור באמצעות מרכז המידע הימי הלאומי ( )ISRAMARואתר רשות המים שלב א :קליטת צילומי לווין במהלך 2010נקלטו ושולבו במערכת ה SISCAL-ובאתר 216 ISRAMARצילומי לווין מסוג MODISו- 88צילומי לווין MERIS FRברזולוציה 300מ'. 81 שלב ב :כיול מוצרי הלווין השונים מול נתוני in situ במהלך 2010נמשכו הכיול והבדיקה של האלגוריתמים מול הנתונים הנמדדים ע"י המעבדה לחקר הכנרת בתחנות .A,D,G,K,Hתוצאות מדידות אלו מוצגות באיורים 86,87ו .88-ניתן לראות שריכוזי כלורופיל יחסית גבוהים ( )>15 mg/lנמדדו בחודשים פברואר עד אפריל. איור :86ריכוזי כלורופיל שנמדדו במהלך 2010קרוב לזמן חליפת הלווין בתחנות הניטור (.)A,D,G,H,K איור :87נתוני כלורופיל שנמדדו במהלך 2010קרוב לפני המים בתחנת הניטור .)ecoraft( A כלל המדידות שנלקחו במהלך 2009/10איפשרו לנו לכייל את האלגוריתם של Chl-aהמבוסס על אינדקס הצמחייה המימית ( )Aquatic Vegetation Index - AVIוניתן בנוסחה: RNI1 RNI 2 RRED RNI 2 RNI1 RNI 2 RRED RNI 2 כאשרRED = 665 nm, NI1 = 705 nm, NI2 = 865 nm : 82 . AVI האלגוריתם המכוייל שולב במערכת SISCALותוצאותיו מוצגים במרכז המידע הימי הלאומי .ISRAMAR פירוט האלגוריתם ותוצאות הפלגת הכיול ניתנים בפירוט בעבודת המסטר של שחף ליפמן (.)2010 שלב ג – אנליזה סינופטית של האגם טמפרטורת פני המים ()SST טמפרטורת פני האגם החודשית הממוצעת בשנת 2010חושבה על בסיס 216צילומי לווין מסוג MODIS (איור .)88הטמפרטורה החודשית הממוצעת הקרה ביותר ( ) 17.60 Cנמדדה בחודשים ינואר-פברואר ואילו הגבוהה ביותר ( ) 31.40 Cנמדדה באוגוסט .בשנת 2010יש עלייה חריגה ב SST-יחסית לשנים הקודמות בחודשים ינואר-מרץ ואוגוסט-דצמבר שמגיעה כ ,20 C-כפי שנראה באיור 89המשווה את הטמפרטורה החודשית הממוצעת משנת 2006ועד 2010 איור :88טמפרטורת פני המים ( )SSTהחודשית הממוצעת בשנת ,2010על פי נתוני לווין מסוג .MODIS איור :89טמפרטורה חודשית ממוצעת של הכנרת בשנים 2006-2010 83 עומק הסקי ()Secchi עומק סקי הוא מדד לעכירות המים .אנליזה סינופטית של עומק הסקי החודשי הממוצע במהלך השנים 2008 עד 2010מוצגת באיור .90באיור זה ניתן לראות שהעכירות הגבוהה ביותר נמדדת בחודשי החורף כאשר יש כניסות מים מאגן ההיקוות ואילו בחודשי הקיץ כאשר האגם משוכב עומק הסקי החודשי הממוצע הוא מקסימלי ויכול להגיע עד ~ 3.5מטר. איור :90עומק סקי ( )SECחודשי ממוצע באגם בשנים 2008ל , 2010-על פי נתוני לווין מסוג .MODIS ריכוזי כלורופיל אנליזה חודשית של ריכוזי הכלורופיל המתבססת על צילומי לווין 300( MERIS FRמ' לפיקסל) ועל האלגוריתם המכוייל (ליפמן )2010מוצגת באיור .91האנליזה החודשית הממוצעת נעשתה רק בחודשים בהם נקלטו לפחות 3תמונות טובות .ריכוזי כלורופיל גבוהים התקבלנו בחודשים ינואר עד אפריל .מספר דוגמאות יומיות לתופעה זו מוצגות באיור .92 איור :91ריכוזי כלורופיל (ממוצעים חודשיים ל ) 2010-כפי שחושבו מלווין ה MERIS FR-עם האלגוריתם המכוייל 84 איור ( :92המשך בדף הבא) דוגמאות לריכוזי כלורופיל בכנרת מאנליזה של צילומי לווין MERIS FRבחודשים ינואר-אפריל .2010 6פברואר .0ינואר 60פברואר .5מרץ 85 61מרץ 3אפריל 62אפריל .6אפריל 86 שלב ד – הפצת המידע הנאסף לרשויות ולציבור באמצעות מרכז המידע הימי הלאומי ()ISRAMAR ואתר רשות המים הפצת המידע לרשויות ולציבור נעשה היום דרך אתר http://isramar.ocean.org.ilבמרכז המידע הלאומי באמצעות ממשק המאפשר הצגת מוצרי הלווין השונים מהכנרת .כיום מוצגים באתר תמונות של טמפרטורת פני מים ,עומק סקי וריכוזי כלורופיל ברזולוציה גבוהה .במהלך 2010נעשה פיתוח של ממשק סיסקל חדש באתר המידע הלאומי המאפשר חיפוש חכם בארכיון צילומי הלווין לפי השדות הבאים :אזור עניין ,תאריך ,פרמטר ,רזולוציה וסנסור (איור .)93 איור :93דוגמא של הממשק החדש לחיפוש מוצרי סיסקל באתר המידע הימי הלאומי. תוכנית העבודה לשנת2011 : א .המשך מדידות בשטח לכיול האלגוריתמים של חומר מרחף ב .המשך האנליזות הסינופטיות ג .המשך סיוע בתקופת אירועים חריגים (לדוגמא :פריחות ,זיהומים) ד .המשך פיתוח יישומים בממשק של מרכז המידע הלאומי . http://isramar.ocean.org.il ה .שילוב הנתונים הנאספים בתוכנית הניטור של הכנרת ופיתוח יישומים המתבססים על מידע זה. 87 .4.4הערכת שפיעת המלח במעיין הברבוטים גדעון טיבור ,ברק חרות ,עמי נישרי במימון רשות המים מטרת המדידות מדידות לקביעת ספיקות נוזלים ושטפי מומסים מהבורות באזור טבחה .המחקר ינסה לענות על השאלות הבאות :מה קצבי השפיעה מהבורות? האם וכיצד משתנים קצבים אלו במהלך השנה? מה הגורמים המשפיעים על השינויים? רקע המדידות מבוצעות בפתח צינור הברבוטים החל מ 13-בדצמבר 2007וכוללות ספיקות ,טמפרטורת המים ומוליכות חשמלית (~מליחות) בתדירות שעתית .בנוסף מבוצעות בדיקות משלימות במעבדה של ריכוז הכלוריד ,הניטרט ,יונים עיקריים ואיזוטופים של חמצן במים .הספיקות נמדדו עד לתחילת יולי 2010 באמצעות מד זרימה אלקטרומגנטי של חברת ISOILאולם חדירת סולפידים לסלילים השביתה את המכשיר .בינואר 2011נרכש מד זרימה אקוסטי של חברת SonTekשיותקן במהלך פברואר .2011 טמפרטורת המים והמליחות נמדדות באמצעות סנסורים של AAnderaaשפועלים ברציפות למעט הפסקות שנגרמו מקריעת כבל התקשורת .מתחילת 2009נלקחות פעם בחודש דגימות מים מקרקעית הצינור (בסיס הנביעה) לאנליזות של כלוריד וניטראט .אנליזות לפרמטרים אחרים (יונים עקריים והרכב איזוטופי) מבוצעות במכון הגאולוגי .דו"ח זה מסכם את המדידות שבוצעו בצינור הברבוטים מדצמבר 2007ועד בדצמבר .2010 טמפרטורת המים בצינור הברבוטים שינויי הטמפרטורה היומית הממוצעת בצינור מדצמבר 2007ועד דצמבר 2010יחסית לטמפרטורת המים באגם בעומק דומה (~ 9מטר) מוצגים באיור .94ניתן לראות שהטמפרטורה בצינור (טמפרטורת הנביעה) היא כמעט קבועה (~ )280Cומתאפיינת בירידה הדרגתית קלה של 1מעלות לאורך כל תקופת הדגום .לעומת זאת באגם בעומק דומה קיים שנוי עונתי גדול ומובהק ,טמפרטורת המים עולה מ~ 13.50Cבחודשי החורף ועד ~ 310Cבקיץ. איור :94ממוצע יומי של טמפרטורת המים בצינור הברבוטים (כחול) מה 13-בדצמבר 2007ועד ה 7-בדצמבר 2010כפי שנמדדה מסנסור AANDERA Aיחסית לטמפרטורת האגם (ורוד) בעומק של 9מטר. 88 תופעה ראויה לציון (באיור )94היא שבתקופת המדידה 2007-2010מובחנת התחממות של האגם (בעומק 9 מטר) של כ 2-מעלות .בחורף מ 13.70C-בפברואר 2008ועד 15.90Cבפברואר 2010ובקיץ מ29.90C- באוגוסט 2008ועד 31.40Cבאוגוסט .2010 מליחות המים בצינור הברבוטים השינויים במליחות המים בצינור מה 13-בדצמבר 2007ועד ה 16-בנובמבר 2010מוצגים באיור .95 באופן כללי ניתן לראות שמתחילת המדידה ועד פברואר 2009המליחות הייתה די קבועה סביב ה2400- מ"ג/ליטר .מפברואר 2009יש ירידה חדה במליחות עד לערכים של 1320מ"ג/ליטר בחודש אוקטובר .2010 באיור 96מוצג גם שינוי מפלס האגם בתקופת המדידה וניתן לראות רמזים לקורלציה הפוכה של המליחות ומפלס האגם .כאשר המפלס במגמת ירידה במליחות במגמת עלייה ולהיפך. איור :95ממוצע יומי של המליחות בצינור הברבוטים (שחור) מה 13-בדצמבר 2007ועד ה 16-בנבמבר 2010כפי שנמדדה מסנסור AAnderaaיחסית לשינוי בטמפרטורת האגם (כחול). ספיקות בצינור הברבוטים מדידות הספיקות בצינור נעשית באמצעות מד הזרימה האלקטרומגנטי של חברת ( ISOILראה דו"ח .)H4/2005הספיקות נמדדו עד לתחילת יולי 2010בה הושבתה פעילות המכשיר .הממוצע היומי של הספיקות מוצג באיור .96ניתן לחלק את הספיקה הממוצעת היומית בצינור לשלושה קטעים עיקריים)1 : מתחילת המדידות ועד לסוף יולי 2008הספיקות היו בממוצע 500ליטר לשנה )2 ,מתחילת מאי 2009ועד דצמבר 2009הספיקות היו ~ 850ליטר לשעה ו )3-מפברואר 2010ועד סוף המדידות הספיקות היו ~ 460 ליטר לשעה. בינואר 2011נרכש מד זרימה אקוסטי של חברת SonTekשיותקן במהלך פברואר 2011והוא צפוי לתת מדידות יותר מדויקות ללא צורך בהתקנת הפעמון שיתכן והייתה לו השפעה על הספיקות בצינור. 89 איור :96ממוצע יומי של הספיקות בבור הברבוטים מה 13-בדצמבר 2007ועד 13ביוני 2010כפי שנמדדו מסנסור .ISOIL אנליזות מים מהצינור -ריכוזי כלורידים ,ניטראט ומוליכות חשמלית בהתאמה למגמת הירידה עם הזמן במליחות שנמדדו עלידי חיישן ה( AAnderaaאיור )95נרשמו גם ירידות במוליכות החשמלית( ,מ 7230 µS/cm -בסוף חודש ינואר 2009ועד 4320 µS/cmבאמצע דצמבר ,2010 איור )97ובריכוזי הכלוריד שירדו גם הם בהדרגה בתקופת המדידה מ 2555מ"ג/ל בינואר 2009ועד 1413 מ"ג/ל באמצע חודש דצמבר ,2010איור .)98ריכוזי הניטרט היו די קבועים ונעו בין 1.39מ"ג/ל ל 1.17 -מ"ג/ל (איור .)99הקביעות היחסית בניטרט כנגד הדעיכה המובהקת במרכיבי המליחות מנוצלים על ידינו לבניית המודל ההידרוגאולוגי המקומי .ערכי 18Oוכמו כן ה Deuterium excess -בברבוטים גם כן משתנים במשך ,2010כאשר החמצן הולך ומכביד והדאוטריום אקסס הולך וקטן (טבלה .)17 איור :97המוליכות החשמלית שנמדדה בצינור הברבוטים מינואר 2009עד דצמבר .2010 91 איור :98ריכוזי הכלוריד שנמדדו בצינור הברבוטים מינואר 2009עד דצמבר .2010 איור :99ריכוזי הניטראט שנמדדו בצינור הברבוטים מינואר 2009עד דצמבר .2010 טבלה :17אנליזות כימיות ואיזוטופיות נוספות (מכון גאולוגי) exces s D 18O Li µg/L Ba µg/L Br mg/ L SO4 mg/L Sr mg/ L Mg mg/L Ca mg/ L Na mg/ L 21.5 -24.6 -5.77 190 43 26 200 9.1 136 376 41 17.6 -27.8 -5.68 175 43 24 183 8.5 127 334 37 101 0 17.3 18.0 14.1 12.9 14.6 -28.2 -28.6 -30.1 -28.7 -28.7 -5.68 -5.82 -5.53 -5.21 -5.42 120 122 124 123 120 43 43 45 44 44 17 17 17 17 17 134 135 140 137 134 6.2 6.3 6.5 6.6 6.4 103 104 105 106 104 256 300 303 320 317 28 27 29 29 27 737 730 763 762 728 K mg/ L 111 0 Alk mg/ L pH Date 157 7.6 21-01-09 91 7.6 27-01-09 173 7.4 06-04-09 191 7.5 303 7.3 27-01-10 24-02-10 15-04-10 31-05-10 29-06-10 15-09-10 מסקנות משנת 1991ועד היום יש מגמת ירידה במליחות בצינור הברבוטים מערכים של 3000מ"ג/ל ב1991- ועד 1413מ"ג/ל בדצמבר .2010 91 בניגוד לנביעות היבשתיות שבהם יש יחס הפוך בין ה Cl-ל NO3-מאחר ומקור ה Cl-הוא מכיסי מלח עמוקים ואילו ה NO3-מגיע מהאקוויפר העליון .בנביעת הברבוטים לא קימת זיקה כזו. יתכן והירידה החדה במליחות שנמדדה מסוף פברואר 2009בסנסור ה AAnderaa-קשורה לשאיבה בקידוחים בגליל המזרחי .במידה וניתן יהיה לבסס הנחה זו הדבר מצביע על תקשורת הידראולית מהירה בין הנביעות המלוחות לבין האקוויפר הנשאב. תוכנית להמשך המדידות 2011 התקנת מד הזרם האקוסטי החדש של חברת SonTekבצינור הברבוטים המשך מדידות מצינור הברבוטים של טמפרטורה ,מליחות ,ספיקות ,כלורידים ,ניטראטים שיפוץ דוברת המדידה התוכנית ל 2012-2015במידה ותאושר כוללת סקר גיאוכימי של כל הבורות החדשים שהתגלו במיפוי המולטיבים שנעשה ב 2008-ובמידה וימצאו בורות עם נביעות מלוחות ביצוע ניטור שלהם. .4.5בקרה של אוכלוסיות ציאנובקטריה כאמצעי לשיפור איכות המים אסף סוקניק ,דיתי וינר-מוציני ,יוני בר-יוסף (סטודנט) ,משה הראל (סטודנט) ,בשיתוף אהרון קפלן (האוניברסיטה העברית) ,שמואל כרמלי (אוניברסיטת תל-אביב) וחוקרים מגרמניה במימון MOST/BMBFותוכנית תשתיות מדע של משרד המדע אירועים חוזרים של פריחת אצות כחוליות (ציאנובקטריה) רעילות באגמים ומאגרי מים מתוקים מהווים איום מתמיד על איכות המים .יכולתנו לחיזוי ולמניעה של פריחות רעילות אלו מוגבלת ומוסברת חלקית על ידי גורמים "מקובלים" כמו רמת מזינים ,טמפרטורת המים ,עוצמת הקרינה וכדומה .המעורבות של גורמים "חבויים" כמו חומרים אלאלופתיים או מטאבוליטיים שניוניים הלוקחים חלק ב"דו-שיח" כימי בין פרטים של אותו מין כמו גם בין מינים שונים המרכיבים את האוכלוסייה נבחנה לאחרונה על ידינו ובמספר קבוצות מחקר נוספות .המחקר הנוכחי מכוון להעמקת והרחבת ההבנה בחשיבותם של מאטבוליטיים משניים לתהליכים סביבתיים הבאים לידי ביטוי בקביעת אופי אוכלוסיות הציאנובקטריה .החשיבות המעשית של המחקר הינה בפוטנציאל היישומי לפיתוח שיטות מתקדמות לצמצום ומניעה של אירועי פריחת ציאנובקטריה רעילות ,וזאת על בסיס חומרים טבעיים המיוצרים על ידי ציאנובקטריה כחלק מהכלים העומדים לרשותם להתפתחות והתבססות בסביבה המימית .העבודה מתרכזת בזיהוי מטאבוליטיים משניים כספקי מידע סביבתי בין הפרטים באוכלוסיה וכאמצעי לניצול משאבי הסביבה על ידי גיוס מערכות מטאבוליות של אוכלוסיות מתחרות .מטרת המחקר היא פיתוח גישות למניעת והדברת פריחות טוקסיות בגופי מים תוך זיהוי המרכיבים העיקריים ב"דו-שיח" הכימי המתקיים בין אוכלוסיות הפיטופלנקטון ויישומו להכוונה ושליטה באוכלוסיות הדומיננטיות. דוגמה מאלפת ל"דו שיח" כימי זה תוארה בעבודה שפרסמנו לאחרונה ב Current Biologyכחלק מעבודת הדוקטוראט של יוני בר-יוסף: Bar-Yosef Y, Sukenik A, Hadas O, Viner-Mozzini Y and Kaplan A 2010 .Enslavement by toxic Aphanizomenon ovalisporum inducing alkaline phosphatase in phytoplankton. Curr. Biol. 20: 1557-1561 בעבודה זו זוהה התפקיד הביולוגי של צלינדרוספרמופסין המיוצר ע"י אפניזומנון אובליספורום ומינים אחרים של ציאנובקטריה .נמצא מתאם גבוה בין תפוצת ה אפניזומנון בכנרת ופעילות של האנזים אלקאלין 92 פוספאטאז ) (APaseבמים העשויה להצביע על מחסור בזרחה ועליה ברמת הביטוי של הגנים הקשורים בקליטת זרחן ב אפניזומנון .אולם דגימות שנלקחו מהכנרת במהלך הפריחה של אפניזומנון הראו שבתאי האצה תכולה רבה של פוליפוספאטים המרוכזים בגופיפים שנצבעים אופינית בצבען .DAPIיתר על כן, שימוש בשיטת צביעה פלואורוסנטית המאפשרת זיהוי ספציפי של האנזים Enzyme Labeled ,APase ) ,Fluorescence (ELF-APaseהראה שפילמנטים של אפניזומנון אינם צוברים APaseאלא רק לקראת סוף הפריחה כאשר מאגרי הפוליפוספאטים בתא מדלדלים .לפיכך עולה השאלה מה הוא המקור לפעילות APaseשנמדדת באגם? התשובה מתקבלת ממעקב אחר מינים אחרים של אצות המצויים באגם עם האפניזומנון .מינים אלו מגיבים למחסור בזרחן תוך עליה ברמת הביטוי של .APaseבניסויי מעבדה נמצא שצלינדרוספרמופסין מיוצר ומפורש ע"י אפניזומנון בתגובה למחסור בזרחן בסביבה והחומר המופרש משרה יצירה מוגברת של .APaseפעילות האנזים מביאה לעליה זמנית ונקודתית בזמינות הזרחה אשר מנוצלת ע"י מערכות הקליטה היעילות של האפניזומנון .זיהוי מנגנון זה של "שיעבוד כימי" של אורגניזם אחד ע"י אורגניזם אחר הנימצא בסביבתו היא תגלית חדשנית וייחודית ומרחיבה את תחום יחסי הגומלין שבין אוכלוסיות הפיטופלנקטון. בעבודות קודמות זיהינו חומרים אללופאתיים שמקורם בכחולית הרעילה מיקרוציסטיס המקנים לאוכלוסיית יתרון סביבתי בתחרות מול אוכלוסיות פיטופלנקטון אחרות .בהמשך זיהינו יחסי גומלין בין פרידיניום למיקרוציסטיס שהתבטאו בין היתר בהיעדר מיקרוציסטיס באזורים בהם גדלה הפרידיניום באגם. בנסויי מעבדה הראינו יחסי גומלין תלויי צפיפות שאינם תלויי נוטריינטים .נערכה עבודה לזהות את החומרים הפעילים בפרידיניום שמדכאים ,תוך ליזיס ,את תרביות המיקרוציסטיס .בודדנו פרקציות פעילות ובחנו השפעתן על פרמטרים שונים במיקרוציסטיס .קושי עיקרי בעבודה היה היעדר פריחות פרידיניום במרבית השנים האחרונות .עבודה עם תרביות מעבדה הינה פחות יעילה ,מידת האפקטיביות שלהן שונה מהמצוי בתרביות מהאגם שגם בהן יש שנויים גדולים משנה לשנה ובין איסופים שונים .במהלך העבודה עם תרביות מיקרוציסטיס שמקורן בהכנרת בודדנו אצה ירוקית שמראה פעילות חזקה מאד כנגד המיקרוציסטיס .בנסויי מעבדה הפרדנו בשיטות שונות פרקציות פעילות ,שבהן לפחות שני חומרים פעילים שגורמים לליזיס מהיר של מיקרוציסטיס .אחד החומרים זוהה כימית ומנגנון הפעולה שלו נמצא עתה בשלבים של פענוח. במקביל נמשך אפיון ההשפעה של קבוצת חומרים אורגנו סולפידים על תרביות של מיקרוציסטיס .החומרים שבודדו מתמציות של שום נמצאו פעילים בריכוז של 1.0 – 0.1אחוז ועכבו את הפעלות הפוטוסינתטית של מיקרוציסטיס או גרמו לליזיס של תאי המיקרוציסטיס ולתמותת התאים בלוח זמנים של מספר שעות עד יומיים. .4.6תאי קיימא של כחוליות :מרכיב במחזור החיים ושימור בסביבה המימית אסף סוקניק ,אורה הדס ,גדעון גל ,עכסה לופו ,ריקי פנקס ,נחמה מלינסקי-רושנסקי ,רות קפלן-לוי בשיתוף חוקרים מגרמניה במימון MOST/BMBF בכנרת ,הציאנובקטריה (כחוליות) אפניזומנון אובליספורום וצילינדרוספרמופסיס קוספיס ,מייצרות תאים ייחודיים ,אקינטים ,המאפשרים שרידות של המאגר הגנטי בתקופת החורף ,כשהתנאים הסביבתיים אינם מתאימים לגידול ולהתפתחות וגטטיבית של האורגניזמים .עם השיפור בתנאי הסביבה האקינטים נובטים ומאפשרים התפתחות מחודשת של האוכלוסייה העשויה להגיע למצב של פריחה .בשנים האחרונות ערכנו מעקב אחר תפוצת אקינטים בכנרת ופיתחנו שיטות מולקולאריות לזיהוי אפיון וכמות אקינטים בדגימות מים וסדימנטים מהכנרת .במקביל הושלם מודל חיזוי התפתחות אוכלוסיית כחוליות על בסיס מחזור חיים ושלב התרדמה (אקינטים). 93 אקינטים של אפניזומנון וצלינדרוספרמופסיס בכנרת השונות העיתית בתפוצה של אפניזומנון וצלינדרוספרמופסיס בכנרת ב 5השנים האחרונות מוצגת באיור .100בשנים 2006ו 2009אוכלוסיית הצלינדרוספרמופסיס הגיעה לערך מירבי של 15ו 4.5גרם למ,2 בהתאמה ולאחר מכן דעכה והוחלפה ע"י אפניזומנון .בשנת 2008אפניזומנון פרחה החל מיולי והגיעה לשיא באוקטובר .באותה תקופה אוכלוסיית הצלינדרוספרמופסיס היתה מוגבלת ולא עלתה על כ 500פילמנטים למ"ל (פחות מ 5גרם למ .)2במהלך התקופה המוצגת באיור ,100הביומאסה של אקינטים קשורי פילמנטים של אפניזומנון היתה גדולה פי 5עד פי 10מזו של צלינדרוספרמופסיס .תפוצה גדולה של אקינטים של אפניזומנון נצפתה בשנים 2006ו 2008ואילו בשנים 2009 ,2010ו 2007הביומאסה של אקינטים של אפניזומנון היתה מצומצמת .אקינטים של צלינדרוספרמופסיס נצפו בעיקר לקראת סוף הפריחה והמצמצמות האוכלוסיה ואילו אקינטים של אפניזומנון הופיעו עם ובמקביל להתפתחות האוכלוסיה. אוכלוסיה מצומצמת של אפניזומנון שרדה באגם בחורף אביב 2010וכללה גם אקינטים (איור ,)100ככלל ניתן לציין ירידה הדרגתית בתפוצת האקינטים הן של אפניזומנון והן של צלינדרוספרמופסיס החל משנת .2005בעוד התפוצה היחסית של אקינטים לפילמנטים של אפניזומנון היתה בין 0.2ל 0.8בקיץ סתיו – 1994 ,2000יחס זה לא עלה על 0.1בעשור האחרון ואף היה נמוך מ 0.05בתקופה שבין 2005ל ( 2010טבלה .)18 במהלך התקופה המקבילה יחס ההטרוציסטים לפילמנט נשמר כמעט קבוע (כ 0.65הטרוציסטים לפילמנט), מלבד בשנים 2003ו 2004בהם לא נמדד קיבוע חנקן משמעותי בכנרת .ההפחתה ההדרגתית בתפוצת האקינטים בעשור האחרון יתכן ומקורה בשינוי בתנאים הסביבתיים באגם שסייעו לשימור הפילמנטים גם בעונת החורף .הסבר נוסף לתופעה יכול להיות בשינויים שחלו בהרכב הזנים שבאוכלוסיית הציאנובקטריה הקיציות (ראה פרק ניטור רעלני ציאנובקטריה). )Akinete biomass (g m-2 25 0.15 20 15 0.10 10 0.05 5 )Akinete biomass (g m-2 0.04 Cylindrospermopsis Filaments Akinetes Time vs Apha ovalis Time vs Apha akinete 0.03 25 20 15 0.02 10 0.01 2011 5 2010 2009 2008 2007 )Filament biomass (g m-2 2011 0.05 2010 2009 2008 2007 2006 30 )Filament biomass (g m-2 0.20 Aphanizomenon 30 2006 איור :100שינויים עונתיים ורב -שנתיים בריכוז השטחי של פילמנטים ואקינטיים (יחידות ביומאסה) של אפניזומנון (גרף עליון) וצלינדרוספרמופסיס (גרף תחתון) בתקופה שבין 2006ו .2010 94 טבלה :18שינויים רב-שנתיים בתפוצה היחסית של אקינטים (צמודי פילמנטים) והטרוציסטים של אפניזומנון בכנרת בעונת הקיץ סתיו .הנתונים מייצגים ערכים ממוצעים לעמודת המים בעומק של 10 – 0מ' ולחודשים אוגוסט – ספטמבר. Akinete to Fil. Heterocyst to ratio Fil. ratio Year Akinete to Fil. Heterocyst to Ratio Fil. Ratio Year 0.75±0.22 0.443±0.262 1994 0.372±0.115 1995 0.04±0.01 0.032±0.021 2003 0.26±0.162 1996 0.28±0.09 0.054±0.066 2004 0.67±0.30 0.310±0.180 0.52±0.15 0.025±0.020 2005 0.59±0.21 0.882±0.558 1997 0.59±0.20 0.016±0.018 2006 0.53±0.29 0.128±0.095 1998 0.44±0.29 *Irrelevant 2007 0.76±0.38 0.152±0.063 1999 0.79±0.25 0.015±0.009 2008 0.69±0.49 0.197±0.106 2000 0.59±0.17 0.010±0.013 2009 1.01±0.16 0.038±0.013 2001 0.61±0.26 0.013±0.015 2002 0.80±0.32 0.081±0.041 2002 * limited or late bloom מעקב אחר תפוצת אקינטים במלכודות סדימנטים שהוצבו בכנרת אפשרו חישוב קצב שיקוע יומי שבין 0.1 ל 0.5מליון אקינטים למ 2בשנים 2009ו 2008בהתאמה .בהנחה שהאקינטים שנאספו במלכודות הסדימנטים נותקו מפילמנטים שבעמודת המים ,ניתן לחשב קצב הבשלה/שרידה יומי של כ ( 0.25%בהנחה של 20 אקינטים קשורי פילמנט למ"ל ועמודת מים של 10מ' ניתן לצפות ל 2·108אקינטים למ .2מאחר וקצב השיקוע המחושב הוא 5·105אקינטים ליום למ )2דהיינו ,רק 1מתוך 400אקינטים שנוצרים בגוף המים מגיע לקרקעית האגם ויתרום לפוטנציאל הנביטה בעונת הגידול הבאה .נתונים אלו הוטמעו במודל הנומרי שפותח לחיזוי פריחת ציאנובקטריה פילמנטיות בגופי מים (ראה בהמשך). יישום כלים גנטיים לזיהוי אקינטים בדגימות סדימנטים על מנת ליעל ולשפר את יכולות הזיהוי של אקינטים בדגימות של סדימנטים התאמנו והטמענו שיטה לסימון אקינטים בעזרת סמן גנטי .השיטה נקראת )Catalyzed Reporter Deposition (CARD ) Fluorescence in situ Hybridization (FISHומבוססת על שימוש בסמן ספציפי הנקשר לרצף גנטי מוכר של אפניזומנון .לסמן קשור אנזים שבתגובה עם חומר מתאים יוצר תוצר כימי בעל פעילות פלואורסנטית. השימוש בשיטה זו לזיהוי אפניזומנון ואקינטים שלו נמסר והוטמע ע"י קבוצת המחקר הגרמנית השותפה למחקר זה וביחד יושמה השיטה לזיהוי וכימות אקינטים בסדימנט ים שנאספו מהכנרת ומגופי מים שונים בגרמניה .חשיבות השיטה בשיפור יכולת הזיהוי והכימות של אקינטים מתוך סביבות מורכבות שבהן חמורים אורגניים ומינרליים מורכבים המקשים על זיהוי ברור של האקינטים בשיטות מיקרוסקופיה סטנדרדיות .העבודה סוכמה למאמר שנשלח לפרסום בכתב עת מדעי ).(L&O Methods אפיון פיסיולוגי וגנטי של אקינטים בעבודה קודמת הראינו שבאפניזומנון ניתן להשרות יצירה של אקינטים ע"י מחסור ביון אשלגן .במצב זה תאים וגטטיביים רבים עוברים דיפרנציאציה לאקינטים ,תהליך שאינו מסונכרן ואינו אחיד שבו חלים בתא שינויים מורפולוגיים וביוכימיים .במקביל לגידול ניכר בנפח התא חלה עליה בתכולת חומצות הגרעין בתא. במחקר שהתבסס על שימוש בצביעה ספציפית של DNAהראנו שאקינטים צוברים DNAבכמות העולה 95 עד פי עשרים מהכמות שנמצאת בתאים וגטטיביים .כמויות ה DNAשמצטברות מקורן הגידול ניכר במספר העתקים של הכרומוסום של אפניזומנון .בשיטות שהתבססו על כימות גנטי של תאים בודדים שהופקו בעזרת טכניקה מיקרוסקופית ייחודית ) (laser microdissection microscopyמצאנו (איור 101וטבלה )19 שבאקינטים מספר רב של העתקים של הכרומוזום הבקטריאלי (כ 120העתקים לתא) בהשוואה לתאים וגטטיביים (כ 7העתקים לתא) .בהמשך לעבודה זו נמצא שמאגר הריבוזומים באקינטים גדול עד פי 10 מהמאגר בתאים וגטטיביים .שינויים פיסיולוגיים וביוכימיים אלו מקנים ככל הנקרה לאקינטים את היכולת לשרוד תנאי סביבה קשים לאורך זמן רב ולשמר יכולת נביטה וחלוקה מידית בהינתן שיפור והטבה של תנאי הסביבה .עבודה זו בוצעה בשתוף עם דר' אנטון פוסט ודר' ג'סיקה מרק-וולש מהמעבדה לביולוגיה ימית בוודס-הול ,מסצוסטס. טבלה : 19מספר העתקים של הכרומוזום הבקטריאלי בתאים וגטטיביים מתרבית אקספוננציאלית של אפניזומנון אובליספורום בהשוואה למספר העתקים שנמדד באקינטים שבודדו בטכניקה מיקרוסקופית של .laser microdissection microscopyהערכים בטבלה מיצגים ממוצע ±סטיית תקן למספר רב של חזרות בלתי תלויות (בסוגרים) .התוצאות מבוססות על הערכה כמותית בשיטת qPCRשל הגן 16S rRNAואישור המבוסס על כימות הגן .ntcA Genome copy No. Cell type )7.8±3.1 (40 Exponentially grown vegetative cells )119±62 (48 Free Akinete )100±92 (6 )Free Akinete (based on ntcA 16 14 10 8 6 4 Number of observations 12 2 0 500 400 300 200 100 0 Genome copy numer איור : 101התפלגות השכיחות של מספר העתקי הכרומוסום הבקטריאלי לתא וגטטיבי מתרבית אקספוננציאלית (עיגולים מלאים רו רצוף) או באקינטים של אפניזומנון שבודדו מתרבית שעברה אינדוקציה ליצור אקינטים (עיגולים ריקים קו מקווקו) 96 מודל חיזוי התפתחות אוכלוסיית כחוליות על בסיס מחזור חיים ושלב התרדמה (אקינטים) בנסיון להבין טוב יותר את הגורמים לפריחות של אוכלוסיית הכחוליות ולשונות הרב שנתית לה אנו עדים באגמים רבים ,פותח מודל להדמיית אוכולוסיית האפניזומינון בכנרת .המודל ,שפותח בסביבת העבודה Stellaמדמה את האוכלוסייה הפלאגית (הפילמנטים) והבנתונית (אקינטים) וכן את תהליכי היווצרות האקניטנים והנביטה שלהם (איור .)102תהליכים נוספים הכלולים במודל הם צמיחה ותמותה של אוכלוסיית הפילמטים ותמותה או תהליכי אובדן ( )lossesנוספים הקשורים באוכלוסיית האקינטים .קצב הצמיחה של הפילמטים תלוי בגורמים סביבתיים (אור ,טמפרטורה וריכוז נוטריינטים) כאשר קצב ההיווצרות והנביטה של האקינטים תלויים בגודל האוכלוסייה וטמפרטורת המים. נתוני הקלט למודל כללו טמפרטורת מים ,ריכוזי נוטריינטים ,ופרופילי אור ,ברזולוציה שבועית ,כפי שנדגמו כחלק מתוכנית הניטור של הכנרת .כיול ואימות המודל נעשו בהשוואה לריכוז הפילמנטים בעמודת המים וכן אומדני ריכוז האקינטים בסדימנטים על בסיס הדגימות שנאספו במהלך המחקר הנוכחי .סימולציות נערכו בשלב ראשון על פני התקופה 2007-2008לצורך כיול ובשלב שני למשך 5שנים מינואר – 2005דצמבר .2009צעדי הזמן במודל היו שבוע ומטרת הסימולציות הייתה לשחזר את דגמי הפיזור העונתיים והרב שנתיים של האוכלוסייה. על מנת לאמוד את תפקידם של האקינטים בקביעת גודל האוכלוסייה הפלגית ביצענו סדרה של תרחישים בהם שינינו את ערכם של הפרמטרים המשפיעים על גודל אוכולוסיית האקינטים וקצב הנביטה .ביצענו זאת ע"י השימוש בכלי של ניתוח רגישות המובנה ב .Stella-ערכי הפרמטרים שנבחנו נבחרו באקראי מתוך אוכלוסיית ערכים בעלת פיזור נורמלי ,כשערך הבסיס של הפרמטר היה גם הממוצע של האוכלוסייה .ערכי סטיית התקן מוצגים בטבלה .103סה"כ נערכו 100סימולציות עבור כל פרמטר. איור :102סכמה של מדול האפניזומינון של הכנרת .הקופסאות האדומות הגדולות מייצגות פונקציות של גורמים סביבתיים (אור, טמפרטורה ונוטריינטים) המשפיעים על התהליכים השונים ,הריבועים הקטנים מייצגים אוכלוסיות (פילמנטים ואקינטים) והעיגולים מבטאים קצבים של תהליכים. 97 טבלה :20רשימת הפרמטרים ,וערכי הממוצע וסטיית התקן ,שנכללו בבחינת חשיבותם של האקינטים כמקור לאוכלוסיית הפילמנטים .טווח הערכים שנכללו במבחן הרגישות גם נכללים בטבלה. SA range Base Mean ± SD value Function Parameter )(units 0-0.11 0.06 ± 0.03 0.06 maximum fraction of the akinete population that can germinate )Pgerm (- 18.4-27.6 24 ± 2 24 the temperature at which germination starts )Tgerm (°C 30 initial number of akinetes in the sediments Init akinete 50-500 )(# ml-1 המודל שיחזר בהצלחה את דגמי הפיזור העונתיים והרב שנתיים כפי שניצפו בכנרת בשנים .2005-2009 תקופה זו אופיינה בשונות רב שנתית רבה בגודל האוכלוסייה ,דבר אשר נראה היטב גם בתוצאות הסימולציות (איור .)103יכולת המודל לשחזר חלק גדול מהשונות הרב שנתית מצביעה על כך שהתהליכים הנכללים במודל הם קרוב לוודאי התהליכים העיקריים המשפיעים על התפתחות האוכלוסייה באגם .דוגמא לכך היא השונות הרבה בין גודל אוכלוסיית הפילמנטים באגם בשנים 2007ו 2008-אשר נראית היטב בתוצאות המודל .במהלך תקופה זו היו שינויים יחסית קטנים באוכלוסיית האקינטים ,גם באגם וגם במודל. בנוסף ,מספר האקינטים בחורף-אביב 2007היה גבוה יותר מאשר ב ,2008-בניגוד לאוכלוסיית הפילמנטים. ההבדלים במגמות של שתי האוכלוסיות מרמזים כי האקינטים אינם בעלי תפקיד מכריע בקביעת גודל אוכלוסיית הפילמנטים. איור :103תוצאות הסימולציה (קו רציף) ונתוני האגם (עגולים) עבור התקופה .2005-2009 98 בחנו את תפקידם של האקינטים בקביעת גודל אוכלוסיית הפילמנטים בעזרת מבחן רגישות של שני פרמטרים מרכזיים הקובעים למעשה את תהליך הנביטה של האקינטים .שני הפרמטרים היו האחוז המירבי של אוכלסיית האקינטים היכול לעבור נביטה ( ,)Pgermוהטמפרטורה המינמאלית לתחילת הנביטה ( .) Tgermבניתוח הרגישות ערכי הפרמטרים נבחרו באקראי מתוך התפלגות ידועה .כמו כן ,בדקנו את השפעת הריכוז ההתחלתי של אקינטים בסדימנטים על גודל אוכלסיית הפילמנטים במהלך הסימולציה. התוצאות מעידות על רגישות של המודל לכל אחד מהפרמטרים ,אולם ההשפעה אינה אחידה (איור .)104 למשל ,שינוי בפרמטר Pgermגרם לשינויים הגדולים ביותר באוכלוסיית הפילמנטים ולשונות הרבה ביותר באוכלוסייה .הרגישות הגבוהה לפרמטר זה מצביעה על הצורך לבחון את הפרמטר ביסודיות בעזרת ניסויים או על בסיס תצפיות מהאגם .למרות הרגישות לפרמטר ,המגמות הכלליות המתקבלות מסימולציות ניתוח הרגישות דומות למגמות שנצפו בהרצת הבסיס של המודל ומעידות על חשיבותם הרבה של גורמים סביבתיים בקביעת השינויים באוכלסיית הפילמנים באגם. איור :104תוצאות ניתוח הרגישות לבחינת השפעת הפרמטרים של הנביטה של האקינטים ( )Aוריכוז האקינטים ההתחלתי ()B על גודל אוכולוסיית הפילמנטים .ערכי הפרמטים בניתוח הרגישות מופיעים בטבלה .Bתוצאות הרצת הבסיס ניתנים לצורך השוואה (כוכב שחור) .התוצאות מייצגות את הממוצע וסטיית התקן עבור 20תאריכים שונים בתקופה .2005-2009שונות גדולה יותר מצביעה על רגישות גבוהה יותר של המודל לפרמטר .הערכים הוסטו לצורך בהירות הצגת הנתונים. 99 תוצאות הסימולציות של מודל האפניזומינון של הכנרת מעידות ששלב האקינטים במחזור החיים של מין זה והצלחת הנביטה משפיעות ,אך באופן מוגבל ,על מידת ההתפתחות של אוכלוסיית הפילמנטים בעמודת המים .גודל אוכלוסיית הפילמנטים משפיע ישירות על מידת ההצטברות של אקינטים בסדימנט אבל אין אלו מהווים מקור חשוב להזנת האוכולוסייה הפלגית .ההבדלים הרב שנתיים באוכלוסיית האקינטים לא היוו הסבר לשונות הרב שנתיית שנצפתה באוכלסיית הפילמנטים .יתרה מכך ,הגורמים העיקריים שיכולים להסביר חלק ניכר מהשונות הרב שנתית באוכלוסייה הפלגית הם הגורמים הסביבתיים ,קרי ,ריכוזי הנוטריינטים (זרחן ואמונים אבל לא ניטרט) ,טמפרטורה ואור. .4.7 שונות רב שנתית ומרחבית בפריחת הפרידיניום והשפעתה על יציבות המערכת אסף סוקניק ,ג'סיקה סימלר (סטודנטית) בשיתוף עם אהרון קפלן – אונ' עברית במימון רשות המים הפריחה האביבית של פרידיניום בכנרת נתפסה במשך שנים רבות כאירוע עונתי קבוע ,החוזר מידי שנה בעוצמה ומתכונת כמעט קבועים ,שמבטא את היציבות הלימנולוגית באגם .אולם ב 15 -השנים האחרונות ת דירות התופעה פחתה ,ובסוף החורף ובחודשי האביב נצפו לא אחת אוכלוסיות אחרות של פיטופלנקטון מקבוצות טקסונומיות שונות כולל מינים רעילים של ציאנובקטריה .היעדרות אוכלוסיית הפרידיניום והשתלטות של מינים אחרים בשנים מסוימות מייצגים חוסר יציבות של המערכת האקולוגית ותהליכים לא רצויים באגם. התמורות הרב-שנתיות באוכלוסייה האביבית של הפיטופלנקטון בכנרת מעידות על שינויים במערכת האקולוגית שמהותם אינה ברורה .ניתוח ראשוני של המערכת מצביע על השפעה אפשרית של שינויים בעומסי הנוטרינטים ו/או בשפיעות המים לכנרת .בנוסף ,תוצאות של מחקרים אחרונים מרמזים על גורמים נוספים שהשפעתם על הרכב האוכלוסיות במערכות אקווטיות טרם נבדקה לעומק .בין גורמים אלו ניתן למנות מתכות קורט ומרכיבים אורגניים העשויים לתרום ליציבות האוכלוסייה המתפתחת ,חומרים אללופאטיים המופרשים על ידי האוכלוסייה המתפתחת ומעכבים התפתחות של אוכלוסיות מתחרות, ומטאבוליטים מישניים המופרשים על ידי האוכלוסייה הדומיננטית ומשמשים לתקשורת בין פרטי האוכלוסייה לתיאום מצבה הפיסיולגי ותגובותיה לסביבה .במחקר זה אנו פועלים לזיהוי וכימות הגורמים הסביבתיים והביולוגיים המשפיעים על הפריחה העונתית של פרידיניום בכנרת ,ובסיבות לתנודתיות הרב- שנתית באירועי הפריחה האביבית. גם במהלך חורף אביב 2010לא התפתחה בכנרת אוכלוסיה של פרידיניום ובמקומה נצפו אוכלוסיות של מיקרוציסטיס בחודשים פברואר מרץ ואוכלוסיה של הירוקית החוטית מגושיה .דגימות פיטופלנקטון נאספו במהלך העונה ,והנוכחות המזערית של דינופלגלטים הוגדרה בהסתכלות מיקרוסקופית ובהמשך תיבחן גם בשיטות גנטיות שפותחו במהלך שנת הפעילות. ניסויי מעבדה שנערכנו ב 2010תוכננו לבחון את החשיבות של מי שיטפונות מאגן ההיקוות של הכנרת על התפתחות אוכלוסיית הפרידיניום .בשנה הקודמת דיווחנו שתוספת של מי שיטפונות מהירדן או מים שנאספו באגמון החולה תמכו ועודדו את הגידול של תרביות פרידיניום במעבדה .בניסויים נוספים שערכנו נבחנת ההשפעה של מי נגר מאזורים שונים באגן ההיקוות על גידול פרידיניום בתנאי מעבדה מבוקרים כאשר תרביות המקור הורעבו ליסודות קורט ,וריכוז יסודות אלו במצע הגידול הוגבל אף הוא .התרומה היחסית של יסודות קורט במי נגר לגידול הפרידיניום נבחנה בעקבות תוספת של מים אלו לתרביות. התוצאות המוצגות באיור 105הן מניסוי בו הוספו מי שיטפונות מחורף 2009-2010בשיעור של 25%מהנפח 111 הסופי 3 .הטיפולים הם :מים משיטפון בירדן ( ,)3.11.2009Jor09מים משיטפון נוסף עיקרי לשנת 2010בירדן ( )26.1.2010 Jor10ומים משיטפון בנחל עמוד (.)3.11.2009 Amud 4500 ControlP ControlN 4000 Jor09 3500 Jor10 3000 2000 ][cell/ml Amud 2500 1500 1000 500 0 77 70 63 56 49 42 35 28 21 14 7 0 ]Time [days איור :105עקומי גידול של פרידניום במצע ים שונים בהם ניתן ביטוי לחשיבות יסודות הקורט לגידול .המצעים שנבחנו.1 : לינדסטרום מלא (ביקורת חיובית של מצע לינדסטרום עם 100%תערובת המתכות הרגילה בשיעור של 25%מהנפח הסופי- .2 )Control Pלינדסטרום חסר (ביקורת שלילית של מצע לינדסטרום ללא תערובת המתכות הרגילה .3 )Control N -מצע לינדסטרום בתוספת של 25%מי ירדן שנאספו ב 3בנובמבר .4 )Jor09( 2009מצע לינדסטרום בתוספת של 25%מי ירדן שנאספו ב 26בינואר .5 )Jor10( 2010מצע לינדסטרום בתוספת של 25%מי נחל עמוד שנאספו ב 3בנובמבר .(Amud) 2009ריכוז הניטראט והפוספאט במצעי הגידול הותאם לריכוזים דומים בביקורת ובניסוי. התוצאות המוצגות באיור 105מצביעות על יתרון לגידול הפרידניום בתנאים של מחסור ביסודות קורט המושג כתוצאה מתוספת מים שנאספו במהלך שיטפון בנחל עמוד .אמנם גם תוספות מהירדן תומכות בגידול הפרידניום במידה זהה או מעט מעל הגידול בביקורת החיובית ,אך הגידול בתוספת מי נחל עמוד הוא חריג הן בקצב הגידול המחושב והן ביבול התאים המתקבל ויציבות התרבית .בניסוי דומה בו תרביות הפרידיניום הורעבו לסלניום בלבד (ולא למכלול יסודות הקורט) למשך 5שבועות נמצא שלמים שנאספו משיטפון בנחל עמוד יכולת מרשימה בתמיכה בגידול הפרידיניום .האם למים משיטפון בעמוד תכולת סלניום גבוהה יותר או אולי תכולה של יסודות קורט אחרים בריכוזים המאפשרים גידול הפרידיניום במצע עני ביסודות אלו? אנליזה כימית של מים אלו לזיהוי וכימות יסודות הקורט הראתה ריכוזים גבוהים של ניקל ,בריום ,ונדיום וסטרונציום במי העמוד יחסית למי הירדן (טבלה .)21אולם התרומה של יסודות אלו לגידול פרידיניום אינה ברורה. ממצא מעניין שהתקבל במהלך ניסויי הגידול קשור למחזור החנקן והשפעת הפרידיניום על יצירת והפרשת אמוניום וניטריט לתרביות .ניתוח ריכוז צורוני החנקן בתרביות (של הניסוי המוצג באיור 105לדוגמה) הראה שבתרביות שונות שיעור צריכת הניטראט הוא שונה ובמקביל מתקיימת הצטברות של אמוניה וניטריט במצעי הגידול (איור .)106בחלק מהתרביות ריכוז הניטריט הגיע לכדי 0.5מג"ל חנקן וריכוז האמוניה לכדי 1.4מג"ל חנקן במצע שהכיל מים מהירדן ממועד שיטפון ב .2010הגידול המואץ בתרבית שניזונה במים מנחל עמוד הביא לירידה משמעותית בריכוז החנקה בעוד ריכוזי האמוניה והניטריט במצע זה היו בסוף תקופת הגידול נמוכים יחסית לתרביות האחרות .התופעה של הצטברות ניטריט ואמוניה במצע הגידול של פרידיניום נצפתה לראשונה בעבודה זו והיא מוסברת בהפרת האיזון הביוכימי בתהליך הקליטה של החנקה והטמעתה בחומצות אמינו .להצטברות ניטריט ואמוניה עשויה להיות השפעה על גידול האצות בתרבית בשל השפעתם המעכבת .במערכות סביבתיות מורכבות יותר ההשפעה של רכיבים אלו עשויה להיות גם על אוכלוסיות אחרות של אצות או זואופלנקטון. 111 ' האנליזה בוצעה במכון הגיאולוגי (דר' לודביק הליץ. השוואת ריכוז יסודות קורט בדגימות מים מהירדן ומנחל עמוד:21 טבלה .ICP-MS/ נשרי) במערכת.בתיאום ואחריות של דר' ע Element Lindstrum 10 100 50 0.16 50 Ag Al As B Ba Cd Co Cr Cu Fe Li Mn Mo Ni Pb Rb Sb Se Sr Th U V Zn Tend 0.50 1.50 1.00 0.50 Tend 0.40 0.30 0.20 ControlN Jor09 Treatm ent Jor10 Amud 6.00 4.00 2.00 0.00 ControlP Tend 8.00 0.10 0.00 To Nitrate Nitrite Nitrate [mg/L] Ammonia [mg N/L] 2.00 T0 Ammonia Amud udl Udl Udl 925 364 udl udl udl 23.6 udl udl udl 4.1 21.2 udl 6.7 0.41 udl 570 udl 0.95 49.1 76.2 10.00 0.60 T0 Nitrite [mg N/L] 2.50 Concentrations: [nM] Jor 09 Jor 10 udl udl udl udl udl udl 925 694 164 182 udl udl udl udl udl udl udl udl udl udl udl udl udl 4.5 3.1 1.8 udl udl udl udl 5.5 2.35 udl udl udl udl 542 513 udl udl 0.52 0.62 19.6 udl 56.7 38.2 0.00 ControlP ControlN Jor09 treatm ent Jor10 Amud ControlP ControlN Jor09 Jor10 Amud treatm ent ) חנקית ואמוניה בתרביות של פרידני ום (ערכים שנמדדו בתחילת הניסוי מול אלו שנמדדו בסוף הניסוי, ריכוז חנקה: 106 איור .105 נתוני המצעים מפורטים בהסבר לאיור.שגודלו במצע עני ביסודות קורט ובתוספות של מים מהירדן או מנחל עמוד 112 .4.8פירוק פיגמנטים ושימורם בקרקעית ככלי ללימוד שינויי עבר בפוריות יוסף יעקבי ,סמיון קגנובסקי במימון הקרן הלאומית למדע תפרוסת הפיגמנטים בסדימנט של הכנרת עד לעומק של כ 270-ס"מ נידונה בדו"ח קודם ואילו בפרק זה אנו מסכמים את הדיגום שנועד לתאר את התפוצה המרחבית של הפיגמנטים בסדימנט בשכבה העליונה של 0- 10ס"מ .היות ובסיס הנירמול של הפיגמנטים הוא החומר האורגני המוכל בסדימנט ,בדקנו נתון זה ומצאנו שונות שנעה בין 8.2ל( 16.9% -טבלה )22והייתה במתאם חיובי עם עומק תחנת הדיגום (איור .)107בכל אחת מתחנות הדיגום הייתה נטייה ברורה של ירידת שיעור החומר האורגני עם עומק הסדימנט ,כאשר הירידה בכל תחנה הייתה כמעט קווית ,אם כי שיפוע הפחיתה השתנה בין התחנות (טבלה .)22 Depth related percentage of OM 18 15 9 y = 0.3163x + 4.1836 R2 = 0.859 6 OM, % 12 3 0 40 20 30 10 Depth, m איור :107שיעור החומר האורגני ( ) OMבשכבת הסדימנט העליונה כתלות בעומק אתר הדיגום בכנרת .דיגום של 10פברואר .2010 הרצת מיצוי מיצוי אצטון של הסדימנטים במערכת הפרדה כרומטוגרפיה ( )HPLCהניבה בין 27ל37- פיגמנטים ,בשכבה העליונה של כל תחנת הדיגום .אולם ,עם הירידה לעומק הסדימנט חלה פחיתה במספר הפיגמנטים ובתחנות השטוחות ביותר זה נראה באורח החריף ביותר (טבלה .)22השיא הבולט ביותר היה זה של לוטאין/זיאקסנטין (איננו מסוגלים להפריד את שני אלה במערכת שלנו) ופיגמנטים בולטים אחרים היו: בטא-קרוטן ,איזו-רניארטן ובטא-איזו-רניארטן וכמה פיגמנטים לא מזוהים אך דומים מאד ספקטרלית ללוטאין .מצאנו גם כלורופילים ,אך אלה הופיעו בכמויות קטנות .מצאנו שריכוז הפיגמנטים (מנורמל לחומר אורגני) נמצא בתאם חיובי עם עומק תחנת הדיגום (טבלה ,22איור ,)108כדוגמת החומר האורגני. במרבית המקרים ריכוז הפיגמנט מנורמל חומר-אורגני ירד עם עומק הסדימנט (טבלה ,22איור ,)109אך שיעור הירידה היה שונה בין תחנות הדיגום השונות וכן בין הפיגמנטים השונים בכל תחנה (איור .)110 113 טבלה :22שיעור החומר האורגני ,מספר הפיגמנטים שזוהו במערכת הפרדה כרומטוגרפיה ( ,)HPLCוריכוז הפיגמנטים הבולטים (מנורמלים לחומר אורגני) בדוגמאות סדימנט הכנרת שנדגמו ב 8-תחנות בכנרת ב 10 -פברואר .2010פיגמנטים p24.8וp25.9 - הם פיגמנטים לא מזוהים ,דומים ספקטרלית ללוטאין ומוגדרים ע"י זמן ההדחה מהקולונה. carotene 133 143 111 86 96 23 84 87 19 199 175 149 481 779 329 380 330 279 137 142 105 75 168 142 Isorenieratene 56 61 34 35 47 10 24 23 13 90 89 49 319 218 120 150 158 161 99 117 54 9 18 6 p25.9 89 29 11 47 22 5 51 19 3 115 41 15 218 189 52 185 81 51 67 32 19 47 9 7 Pigment OM-1g g-1 Lutein/ zeaxanthin p24.8 251 37 231 29 175 20 125 16 156 19 38 5 141 15 137 15 26 2 313 42 262 34 224 32 739 149 643 101 575 58 618 110 495 113 56 53 207 31 112 25 94 21 103 13 55 7 45 6 #peaks 37 36 32 26 33 23 33 34 14 36 37 32 36 34 34 32 30 33 32 27 22 27 13 12 depth, cm 0 5 10 0 5 10 0 5 10 0 5 10 0 5 10 0 5 10 0 5 10 0 5 10 % organic 10.3 8.3 6.6 8.5 8.1 7.2 9.3 6.7 3.0 11.3 9.6 7.8 16.9 13.2 9.2 12.5 12.2 9.4 11.1 9.9 8.7 8.2 7.2 6.8 Station EG G D K A 30m F H Lutein/zeaxanthin in the uppermost bottom layer 800 400 200 Lutein OM -1, g g-1 y = 25.724x - 266.97 R2 = 0.9173 600 0 40 20 30 10 Depth, m איור :108ריכוז לוטאין/זיאקסנטין מנורמל חומר האורגני ( ) OMבשכבת הסדימנט העליונה כתלות בעומק אתר הדיגום בכנרת. דיגום של 10פברואר .2010 114 P24.8 OM-1 100 150 200 250 Lutein OM-1 50 0 900 600 0 20 0 10 5 5 5 10 10 10 P25.9 OM-1 Isorenieratene OM-1 400 0 300 200 100 Depth, cm 0 0 0 -carotene OM-1 100 200 300 400 500 300 OM, % 200 0 150 100 50 0 5 5 5 10 10 10 Depth, cm 0 0 0 OM-normalized pigments unit: g g-1 איור :109התפרוסת האנכית של ריכוז חומר אורגני והפיגמנטים הבולטים בסדימנט הכנרת ,בתחנה Aבכנרת .דיגום של 10 פברואר .2010 העבודה מצביעה בבירור שחומר הנקבר בסדימנט ממשיך לעבור שינויים מהירים יחסית– הדבר מודגם ע"י כלל החומר האורגני וביתר שאת ע"י הפיגמנטים .השינויים הם תלויי מקום וזהות החומר .יחד עם זאת, צריך לציין את האחידות היחסית בהרכב הפיגמנטים הנשמרים ואת המרכיב הבולט של פיגמנטים של חיידקים אנאירוביים (נגזרות האיזו-רניארטן) בכל התחנות ,גם תחנות שלעולם אינן מכוסות במים שאין בהם חמצן .הממצא הזה מצביע בבירור על הנעה של חלקיקים מכיוון מרכז האגם אל שוליו וקבורת חלקיקים הרחק ממקום היווצרותם. 115 Vertical decline of OM and pigments 110 90 70 Loss, % 50 30 10 H F 30m K A car isore. D p25.9 G p24.8 EG -10 lutein OM איור :110שיעור אבדן חומר אורגני ( )OMופיגמנטים בתחנות שונות בסדימנט הכנרת ,במעבר מעומק של 5ס"מ מתחת לפני הסדימנט ועד לעומק של 10ס"מ. (isore. = isorenieratene; car = -carotene, p24.8 and p25.9 – are lutein-like peaks identified by elution timing). .4.9בדיקת הקשר בין דג הלבנון לזואופלנקטון וההשלכות לגבי דילול סרדינים גדעון גל ,תמיר אופק (אונ' חיפה) ,ג'ימי שפירו (אגף הדייג) במימון רשות המים החל מתחילת שנות ה 90-אנו עדים לשינויים גדולים באוכלוסיות דג הלבנון והזואופלנקטון כאחד באגם הכנרת .שינויים אלו כללו בין השאר את הקריסה בדייג המסחרי של הלבנון ב ,1993-ותנודות גדולות בגודל האוכלוסייה וגודל הפרטים באוכלוסיית דג הלבנון ב .2004-בד בבד עם שינויים אלו באוכלוסיית דג הלבנון, חלו תמורות באוכלוסיות הזואופלנקטון שכללו ירידה של הביומסה לערכי מינימום ב 1993-ושוב ב,2004- כמו גם שינויים בהרכב המינים היחסי ובתרומה של מינים קטנים ביחס למינים גדולים .כאסטרטגיה להתמודדות עם קריסת הדייג ב 1993 -הופעלה בכנרת החל משנת 1995תוכנית של דייג לבנון מסובסד (הידועה כ"-תוכנית הדילול") .תוכנית זאת נבנתה סביב הנחה מרכזית אחת :יחסי דג הלבנון-זואופלנקטון- אצות בכנרת מבוססים על בקרה עילית ( .)Top-down controlעל כן ,צמצום לחץ הטריפה של דג הלבנון על הזואופלנקטון יעלה את ביומסת הזואופלנקטון באגם ובכך גם את כמות המזון הזמינה לדגים .בנוסף, עלייה בביומסת הזואופלנקטון תביא גם לירידה בביומסת האצות ובכך תשפר את איכות מי הכנרת. בפועל קיים מעט מידע בנושא רכיבי התזונה הזואופלנקטוניים ואופן התזונה של דג הלבנון ומעט עדויות ישירות היכולות להצביע בברור על יחסי טורף-נטרף ובקרה עילית בין דג הלבנון לזואופלנקטון או לתמוך בהיפותיזה הקושרת בין גודל גוף דג הלבנון לחוסר מזון .בפרויקט זה אנו בוחנים את העדפות המזון של דג הלבנון ע"י השוואת תכני קיבה של דגי לבנון בשלבי התפתחות שונים ובעונות השונות ,למצאי המזון (הזואופלנקטון) באגם. 116 במהלך השנים 2010- 2008בוצעו מספר הפלגות לצורך דיגום דגי לבנון (על ידי הדייגים) וזואופלנקטון (ברשת פלנקטון) .ההפלגות בוצעו בנובמבר ,2008ובינואר ,נובמבר ודצמבר 2009ובמרץ ,2010בסה"כ ששה דיגומים .לאחר מדידת אורך ומשקל הדגים נותחו ותוכני המעי קובעו ונשמרו להמשך בדיקות .נמדדו אורך המעי ומשקל תוכן המעי ונבדקה תכולת המעי במיקרוסקופ .דוגמאות הזואופלנקטון עברו קיבוע ונספרו במיקרוסקופ בעזרת תוכנת הפלנקטומטריקס. סה"כ נדגמו 20דגים בכל אחד מהדיגומים שיצגו טווח של גדלים שנע בין 91-154מ"מ וממוצע כולל של 125.7מ"מ .למעט הדיגום של נובמבר 2009שהיה שונה באופן מובהק מכל שאר הדיגומים (,)p<0.01 ההבדלים בין רוב הדגימות היו לא גדולים (איור .)111אורך הגוף הממוצע של הדגים בדיגומים של נובמבר ( 2008שני דיגומים) ,ינואר ,2009נובמבר ,2009דצמבר 2009ומרץ 2010היו 127.9 ,110.2 ,133.9 ,126.1 ,129.8 ו 122 -מ"מ ,בהתאמה .ההבדלים בין ממוצעי אורך הגוף של הדגים שנדגמו בנובמבר 2008לבין ממוצע אורך גוף הדגים בינואר 2009מעידים על גידול ממוצע באורך הגוף של 0.08מ"מ/יום בתקופה זו .בתקופה שבין נובמבר 2009למרץ 2010קצב הגידול עמד על 0.06מ"מ/יום .קצבים אלו עומדים ביחס לקצבים ממוצעים של 0.0006עד 0.04מ"מ/יום שנצפו בשנים .2005-2007 דיגום 2 דיגום 1 12 12 10 מס' הפרטים 8 6 4 6 4 2 2 0 >140 0 >140 135 130 125 120 115 מס' הפרטים 10 8 135 <110 130 120 125 115 <110 אורך הדג (מ"מ) אורך הדג (מ"מ) דיגום 3 דיגום 4 12 12 10 4 מס' הפרטים 6 8 6 4 2 2 0 >140 135 130 120 125 115 0 <110 >140 135 אורך הדג (מ"מ) 130 125 120 115 <110 אורך הדג (מ"מ) דיגום 5 דיגום 6 12 12 10 4 מס' הפרטים 6 10 8 6 4 2 2 0 >140 135 130 125 115 מס' הפרטים 8 120 מס' הפרטים 8 10 0 <110 >140 אורך הדג (מ"מ) 135 130 125 120 115 <110 אורך הדג (מ"מ) איור :111התפלגות אורכי הדגים במ"מ עבור ששת הדיגומים שנערכו ב 12.11.2008-בשעה ( 12:00מס' ,)1ב 12.11.2008-בשעה ( 14:00מס' ( 28.1.2009 ,)2מס' ( 18.11.2009 ,)3מס' ( 27.12.2009 ,)4מס' )5ו( 11.3.2010-מס' .)6 117 על פי התוצאות של משקל ואורך הדגים ,ניתן לראות תלות ברורה בין אורך הדג למשקלו (איור ,)112 כמקובל בספרות .תלות הדוקה זו בין שני משתנים אלו מאפשרת לקבוע נוסחא אמינה לניבוי משקל הדג עפ"י אורכו .מתוך השוואה לנתונים משנים קודמות עולה כי יחסי האורך-משקל בדגים שנדגמו דומים ליחסים שנמצאו בדגי לבנון בכנרת בשנים 2006-2008ולאלו של תחילת שנות ה .50-לעומת זאת דגים שנדגמו בכנרת בשנים 2004-2005התאפיינו ביחסי האורך-משקל שונים עקב משקל גוף נמוך יחסית. 35 3.1753 y = 4E-06x 30 2 r = 0.88, p<0.001, N=120 25 15 10 מסת הדג (גרם) 20 5 0 175 150 125 100 75 אורך הדג (מ"מ) איור :112התלות בין אורך הדגים למשקלם .כמו כן מוצגים באיור :משוואת הרגרסיה ,השונות המוסברת ( ,)r2המובהקות הסטטיטית ( )pוגודל המדגם (.)N נמצאו הבדלים מובהקים בין ששת דיגומי הדגים בכל ארבעת הפרמטרים שנמדדו (אורך ,מסה ,אורך מעי ומשקל תוכן מעי) .בתקופה שבין נובמבר 2008לבין ינואר ,2009סה"כ 77ימים ,גדלו הדגים בממוצע ב0.02- ג'/יום .ההבדלים בין ממוצע מסות הדגים שנדגמו בנובמבר 2009לבין ממוצע המסות במרץ ( 2010תקופה של 113ימים) מעידים על גידול ממוצע של 0.05ג'/יום .הקצבים ממוצעים של שינוי משקל גוף דגי הלבנון בשנים 2005-2007היה 0.018 -0.003ג'/יום .הערכים החריגים של קצבי הגידול בין שני תאריכי הדיגום האחרונים כנראה נובע מדיגום של אוכלוסייה של דגים קטנים במיוחד ב( 18.11.2009-איור .)112 כאשר אנו בוחנים את חלוקת פרטי הזואופלנקטון לפי הקבוצות הטקסונומיות הנפוצות שנמצאו במעי הדגים ,כלומר קופפודים (ללא פרטי Naupliiשלא נמצאו כלל במעי הדגים) מול קלדוצירה ,ניתן לראות (איור )113שנמצאו פי 3.3קופפודים ( 936.11 ± 68.88בממוצע לדג) מאשר פרטי קלדוצירה (283.24 ± 24.39 בממוצע לדג) ונתון זה גם מובהק סטטיסטית (.)p<0.001, t 238 =9.204 כדי לבחון האם יש הבדלים בין העדפות המזון של הדגים לפי גודלם ,הם חולקו לשלוש קבוצות אורך, פרטים קטנים שאורכם קטן מ 120-מ"מ ( ,)n=38פרטים בינוניים שאורכם 120-140מ"מ ( )n=66ופרטים גדולים שאורכם גדול מ 140 -מ"מ ( .)n=16נמצא יחס ישר וחיובי בין גודל הדגים לבין מספר פרטי הזואופלנקטון שנמצאו בתוכן המעי שלהם בכל שלושת הקטגוריות (איור ,)114ובמילים אחרות ככל שהדגים גדולים יותר הם אוכלים יותר .כמו כן ,לא נמצא הבדל מובהק בין קבוצות הגודל של הדגים במספר פרטי הקלדוצירה שנמצאו במעי הדגים ,אך נמצא שיש הבדל מובהק בין קבוצות הגודל של הדגים במספר הקופפודים שנמצאו במעי הדגים ( )F2,117=2.508, p<0.05ובסך כל פרטי הזואופלנקטון (קופפודים, 118 קלדוצירה ורוטיפרים) שנמצאו במעי הדגים ( .)F2,117=2.194, p<0.05מבחינת סך כל פרטי הזואופלנקטון שנמצאו במעי הדגים ,נמצא הבדל מובהק רק בין הדגים הגדולים לקטנים (.)p<0.05 1200 1000 600 400 מספר פרטים ממוצע 800 200 0 Copepods Cladocerans קבוצה טקסונומית איור :113מספר פרטי הזואופלנקטון הממוצע ±שגיאת תקן ,שנמצאו במעי הדגים מכל הדיגומים (סה"כ 120דגים) לפי קבוצה טקסונומית. * B * 2200 2000 1800 B A AB A 1400 1200 A 1000 800 600 400 200 מספר פרטים ממוצע 1600 מ"מ ≥ 120 מ"מ 120-140 מ"מ ≥ 140 0 Total zooplankton Cladocerans Copepods קבוצה טקסונומית איור :114מספר פרטי הזואופלנקטון הממוצע ±שגיאת תקן לפי קבוצה טקסונומית ,שנמצאו במעי הדגים מכל הדיגומים (סה"כ 120דגים) עבור קבוצות גודל הדגים .הכוכבית מעל העמודות מסמלת שיש הבדל מובהק ( )p<0.05לפי מבחן שונויות חד כיווני ( One-way ANOVAהנתונים התפלגו נורמאלית לאחר ביצוע טרנספורמציית שורש והשונויות נמצאו הומוגניות) בין קבוצות הגודל של הדגים מבחינת פרטי הזואופלנקטון שנמצאו במעי ,והאותיות מעל העמודות מעידות על הבדל מובהק ( )p<0.05לפי מבחן פוסט הוק ( )Bonferroniבתוך הקבוצה הטקסונומית ,בין העמודות של כל קבוצת גודל .לדוגמא A :שונה באופן מובהק מ- Bאך שניהם אינם שונים באופן מובהק מ.AB - תוצאות בדיקת גיל הדגים לפי הטבעות בקשקשים שלהם בשלושת הדיגומים האחרונים ( ,)n=60העלו שמרבית הדגים שאורך גופם הוא עד 135מ"מ הם בני שנה ושכל הדגים שאורך גופם הוא מעל 135מ"מ הם 119 בני שנתיים (פרט אחד זוהה כפרט בן שלוש אך מכיוון שהוא היה היחידי הוא צורף לקבוצה של הפרטים בני השנתיים) .הערכנו את גיל הדגים בשלושת הדיגומים הראשונים לפי הגבול שבין גיל שנה ושנתיים שמצאתי בשלושת הדיגומים האחרונים .כדי לבחון האם יש הבדלים בין העדפות המזון של הדגים הקטנים והגדולים לפי גילם ,הדגים חולקו לשתי קבוצות הגיל שזוהו ( .)n=120נמצא שהדגים בני השנה טורפים פחות פרטים מכל קבוצות הזואופלנקטון מאשר דגים בני השנתיים (איור .)115הבדל זה מובהק לגבי פרטים מקבוצת הרוטיפרים ( )Χ2=5.57 df=1 p<0.05הקלדוצירה ( )Χ2=5.7 df=1 p<0.05וסה"כ פרטי זואופלנקטון ( .)Χ2=6.1 df=1 p<0.05הבדל דומה יש גם לגבי הקופפודים אך הוא אינו מובהק סטטיסטית. 2500 2000 1000 מספר פרטים ממוצע 1500 גיל 1 גיל 2 500 0 Total zooplankton Copepods Cladocerans Rotifers קבוצה טקסונומית איור :115מספר פרטי הזואופלנקטון הממוצע ±שגיאת תקן של הקבוצות הטקסונומיות שנמצאו במעי הדגים עבור קבוצות הגיל של הדגים .גיל = 1דגים בני שנה ,גיל = 2דגים בני שנתיים. מדד האלקטיביות של דג לבנון הכנרת חושב עבור שלוש הקבוצות הטקסונומיות של הזואופלנקטון שהן קופפודים ,רוטיפרים וקלדוצירה וגם עבור חמשת מיני הקלדוצירה בנפרד .המדד לא חושב עבור מיני הקופפודים בנפרד ,משום שהאבחנה בין שני המינים בדגימות תוכן המעי נעשתה על פי מודל סטטיסטי .גם עבור מיני הרוטיפרים המדד לא חושב בנפרד ,מאחר ורק הסוג Keratellaהופיע בכל ששת דיגומי הזואופלנקטון .המדד חושב עבור קבוצות/מיני הזואופלנקטון בכל דיגום מששת הדיגומים בנפרד ולבסוף חושב הממוצע של כל ששת הדיגומים .מבחינת מדד האלקטיביות עבור שלושת הקבוצות הטקסונומיות של הזואופלנקטון (איור )116ניתן לראות שהקופפודים והקלדוצירה קיבלו תוצאות מדד חיוביות Ei ,Ei = 0.17 = 0.14בהתאמה ,כלומר מקבוצות טקסונומיות אלה נטרפו הרבה פרטים יחסית להימצאותם במים .כמו כן נמצא שאין הבדל מובהק בין שתי תוצאות מדד אלה .לעומת זאת קבוצת הרוטיפרים קיבלה תוצאת מדד שלילית גבוהה מאוד Ei = -0.9מה שמעיד על כך שמקבוצה זו נטרפו מעט מאוד פרטים יחסית למספר הפרטים שנמצאים במים .כאשר בודקים את העדפות המזון של דג לבנון הכנרת עבור מינים מקבוצת הקלדוצירה (איור )116ניתן לראות שהמין Diaphanosoma brachyurumוהסוג Ceriodaphniaקיבלו תוצאות מדד שליליות Ei = -0.38 ,Ei = -0.16בהתאמה ,כלומר ממינים אלו נטרפו מעט פרטים יחסית למספר הפרטים שנמצאו במים .לעומת זאת המינים Chydorus sphaericusוMoina rectirostris - והסוג Bosminaקיבלו תוצאות מדד חיוביות Ei = 0.14 ,Ei = 0.18ו Ei = 0.43 -בהתאמה ,כלומר ממינים 111 אלה נטרפו הרבה פרטים יחסית להימצאותם במים .כמו כן נמצא שתוצאות המדד של המינים מקבוצת הקלדוצירה אינן שונות באופן מובהק מ ,0-כנראה בגלל שסטיות התקן הן גדולות מאוד. מחישוב תוצאות מדד האלקטיביות עבור קבוצות הגיל של הדגים עולה שלא נמצאו הבדלים משמעותיים בהעדפות המזון של דגים בגיל שנה לעומת דגים בגיל שנתיים ,למעט המין M. rectirostrisשקיבל תוצאת מדד חיובית Ei = 0.03עבור הדגים בגיל שנה לעומת תוצאת מדד שלילית עבור הדגים בגיל שנתיים Ei = - .0.06מחישוב מדד האלקטיביות עבור קבוצות הגודל של הדגים עולה ,שהמין M. rectirostrisקיבל תוצאת מדד שלילית Ei = -0.2עבור הדגים הגדולים (שאורכם גדול מ 140 -מ"מ) לעומת תוצאות מדד חיוביות Ei = 0.03ו Ei = 0.05 -עבור הדגים הבינוניים (שאורכם נע בין 120ל 140 -מ"מ) והקטנים (שאורכם קטן מ 120 -מ"מ) בהתאמה .המין D. brachyurumקיבל תוצאת מדד חיובית Ei = 0.16עבור הדגים הקטנים ,לעומת תוצאות מדד שליליות Ei = -0.33ו Ei = -0.28 -עבור הדגים הבינוניים והגדולים בהתאמה .הסוג Bosminaקיבל תוצאות מדד חיוביות עבור שלושת קבוצות הגודל של הדגים כאשר תוצאת המדד של הדגים הקטנים Ei = 0.42הייתה נמוכה יותר מאשר תוצאות המדד של הדגים הבינוניים והגדולים Ei = 0.53ו Ei = 0.54 -בהתאמה .הסוג Ceriodaphniaקיבל תוצאות מדד שליליות Ei = - Ei = -0.56 ,0.51ו Ei = -0.64 -בהתאמה. 1.5 1 Moina Chydorus Copepods Cladocerans 0 Diaphnosoma -0.5 Ceriodaphnia Rotifers ערך מדד האלקטיביות Bosmina 0.5 -1 -1.5 מין /קבוצה טקסונומית איור :116ערכי מדד האלקטיביות הממוצעים ( ±סטיית תקן) עבור שלוש קבוצות הזואופלנקטון (עמודות אפורות) ועבור חמשת המינים מקבוצת הקלדוצירה בנפרד (עמודות לבנות). תוצאות המחקר מעידות על כך שיחסי הגומלין בין דג הלבנון לזואופלנקטון בכנרת מורכבים יותר ממה שהיה ידוע עד היום והם מושפעים בין היתר מגודל הדגים ,מגילם וממצאי המזון באגם .במחקר נמצאה תמיכה לדיווחים קודמים על קיום יחסי טורף-נטרף בין הלבנון לבין הזואופלנקטון תוך הפעלת לחץ טריפה. נמצא שיש העדפה למיני הקופפודים ולמיני קלדוצירה ספציפים אבל העדפה שלילית לרוטיפרים .יחד עם זה לא נמצאה עדות לבקרה עילית בולטת .לאור התוצאות המוצגות כאן ראוי יהיה לשקול מחדש את היתרון שבהפעלת תוכניות ממשק כדוגמת תוכנית הדילול. 111 .4.10מארג המזון – מחקר באמצעות איזוטופים יציבים ארם גודווין (סטודנט לתאר מוסמך) ,תמר זהרי ,גדעון גל ,ניר קורן – בשת"פ עם יונתן ארז (האונ' העברית), ג'יימי שפירו וצבי סנובסקי (אגף הדייג) ,ודייב המברייט (אונ' אוקלהומה) מחקר במימון רשות המים וקרן BSF שימוש באיזוטופים ללימוד מארג המזון באקוסיסטמות אקווטיות ,איזוטופים יציבים של פחמן וחנקן (מצויינים כ δ C-ו δ N-בהתאמה) של יצרנים ראשוניים נקבעים ע"י ה δ13C-ו δ15N-של מקורותיהם האלמנטריים ,שהם צורוני הפחמן האינאורגני המומס ( ) DICותרכובות החנקן שאותם הם מטמיעים .אלו ,נקבעים גם ע"י זמינותם של אלמנטים אלו בסביבה ,ע"י קצבי הטמעתם וגם ע"י הפרקציונאציות האיזוטופיות המתרחשות בפיסיולוגיית ההטמעה. צרכנים מציגים δ13Cדומים לאלו של מקורות המזון שלהם ( )0.1-1.0‰ו δ15N-אשר בממוצע כ3.4‰- יותר גבוה .תצפיות אלו אפשרו את השימוש הענף בשני צמדי האיזוטופים הללו במחקרים אקולוגים, ובפרט ,במחקרי מארגי מזון .שינויים במארג המזון באגם הכנרת תועדו בשני העשורים האחרונים .השינויים כללו מספר קריסות דיג ,ירידה רב-שנתית בגודל פרט זואופלנקטון ממוצע ,ובאופן בולט ביותר ,שינויים בהרכב הקהילה ודינאמיקת הסוקסציה השנתית של הפיטופלנקטון .שינויים אלו לוו בלחצים אנתרופוגנים על האגם ואגן ניקוזו. 13 15 במחקר זה עקבנו אחר ההשתנות לאורך זמן בהרכבם האיזוטופי של מספר מרכיבים אקולוגים במארג המזון באגם .נתוני δ13Cקודמים לתקופת מחקר זה בשילוב עם תצפיות אודות שינויים אקולוגים באגם מאפשרים לבחון מחדש את הנתונים בפרספקטיבת הזמן .אנאליזות איזוטופיות בוצעו על דוגמאות של חומר אורגני חלקיקי מעמודת המים וממלכודות סדימנט ,על CaCO3ממלכודות אלו ,על צבר מאקרו- זואופלנקטון (מכאן ואילך זואופלנקטון) ,על 8מיני דגים ,ועל חסרי חוליות מהליטוראל. פחמן אנאורגני ,פחמן אורגני חלקיקי ופרקציונציה איזוטופית ב δ13C-CaCO3 2008-הראה ערכי מינימום בינואר ( )-3.7 ‰ומאוחר בנובמבר ( ,)-3.0 ‰ומקסימום ( )-1.6‰ביולי .בהתבסס על נתונים אלו ,הוערך ה δ13C -של הפחמן האנאורגני המומס .ערכי המינימום בינואר ) (-5.4 ± 0.3 ‰נמצאו דומים ל δ13C-של ה DIC-באפילימניון כפי שנמדדו בינואר ,)-5.1‰( 1975 אולם ערכי המקסימום של שני פרמטר זה היו שונים ( -3.8 ± 0.4 ‰ביולי 2008ו -2.4 ‰ -בספטמבר ואוקטובר .)1974שוני זה יוחס לשינוי בהרכב המינים בפיטופלנקטון באגם. החומר האורגני החלקיקי מעמודת המים הראה ערכי מינימום של δ13Cבינואר ,גם ב 2008-וגם ב- ‰( 2009- 30.2ו -32.8 ‰ -בהתאמה) ,וערכי מקסימום במרץ .)-23.5 ‰( 2008ממוצע ה δ13C -המשוקלל לביומאסה של חומר אורגני חלקיקי זה היה .-26.6 ‰ה δ13C-של החומר האורגני ממלכודות הסדימנט עקב בקירוב אחר התבנית השנתית של המקור של חומר זה ,החומר האורגני החלקיקי מעמודת המים .הוא הראה ערכי מינימום בינואר ולקראת סוף דצמבר -31.1 ‰( 2008ו -31.7 ‰ -בהתאמה) ומקסימום ביוני ()-23.9 ‰ של אותה השנה .ערכי המינימום החורפיים של δ13Cבחומר האורגני החלקיקי נקשרו בעבר לכמוסינתיזה בכמוקלינה בסתיו המאוחר ובתחילת החורף .העובדה שכיום ערכי המינימום החורפיים דומים לאלו בעבר מרמזת על העקביות של תהליך יצרנות ראשונית כמוסינטטית במשך שני העשורים האחרונים. ההפרש ב δ13C -בין ה CaCO3 -לבין החומר האורגני החלקיקי ממלכודות הסדימנט נתפס כמיצג את גודל הפרקציונאציה בפוטוסינתיזה .ערכים מקסימאליים של משתנה זה נמצאו בינואר ( )27.9 ‰ובסוף דצמבר ( .2008 )29.0 ‰ערכי מינימום נמצאו בתחילת יוני ( )22.2 ‰באותה השנה .התבנית השנתית של הפרקציונאציה נקשרה למחזור היצרנות הראשונית השנתי באגם .בחורף [CO2 (aq.)] ,היו גבוהים (כ100 - )µmol l-1ואיפשרו פראקציונאציה גבוהה באגם בניגוד לאביב-קיץ ( ,)10-25 µmol l-1בהם הפרקציונציה 112 היתה קטנה יותר .כמו כן ,קצבי גידול ספציפיים גבוהים ועלייה בשכיחות דינופלגלטים יכלו לגרוע מגודל הפרקציונאציה באביב. מארג המזון את תוצאות המחקר כולו ניתן לסכם בגרף "קלטק" המציג את ממוצעים שנתיים משוקללי ביומסה ההרכבים האיזוטופיים ( )N ,Cשל המרכיבים העיקריים במארג המזון (איור .)117המרכיבים מסודרים לפי סדר עולה של ערכי ,δ15Nכאשר רמות טרופיות תיאורטיות מודגשות על ידי רקע אפור .באופן בולט, החומר האורגני החלקיקי (שמורכב בעיקרו מפיטופלנקטון ובקטריופלנקטון חי ,וכן חומר דטריטלי שמקורו בפי טופלנקטון וחיידקים) נמצא ברמה הטרופית הנמוכה ביותר כלומר בבסיס מארג המזון .הזואופלנקטון נמצא ברמה הטרופית השניה – כמצופה בהתאם לתזונתם מה ,POM-וכן חלק מהדגים שניזונים בעיקר מאצות וחומר אורגני (חפף ,אמנון הגליל ,קרפיון וקיפון גדול ראש) נמצאים הרמה השנייה .יתר מיני הדגים נופלים ברמות טרופיות גבוהות יותר (בין 2.5ל .)4-בפרט ,בורי (קיפון טובר) נמצא ברמה טרופית 2.5כלומר ניזון משתי הרמות הטרופיות שתחתיו .לבנון באופן בולט נמצא ברמה ( 3אוכל ברמה )2וברמה הטרופית הגבוהה ביותר נמצאת הבינית גדולת קשקש. איור " :117גרף קלטק" המראה ממוצעים שנתיים משוקללי-ביומסה של δ13Cו 8 δ15N-מיני דגים ,זואופלנקטון וחומר אורגני חלקיקי ) ) POMמעמודת המים שנדגמו בכנרת במהלך . 2007-2009המספר בסוגריים ליד שם המין מציין את מספר הדגימות .קווי השגיאה מציינים סטיית תקן אחת עבור הדגים ואת טווח המדידות כולו עבור הזואופלנקטון וה .POM-השונות הגדולה שנמצאה עבור זואופלנקטון ו POMמשקפת את התנודות העונתיות הגדולות בהרכבים האיזוטופיים .עבור הלבנון () ,רק פרטים בוגרים (מעל 9ס"מ) נכללו בחישובים .הצללה באפור בגרף האיזוטופים של חנקן מציינת רמות טרופיות דיסקרטיות בהנחה של 2-4 פרומיל לרמה טרופית ,כאשר הרמה הטרופית בסיס מיוצגת על ידי .POM להלן פירוט באשר למרכיבים השונים שנבדקו. 113 הזואופלנקטון ה δ13C-של הזואופלנקטון עקב בקירוב גם הוא אחר התבנית השנתית אותה הראה החומר האורגני החלקיקי .ערכי מינימום נמצאו בינואר ,גם ב 2008-וגם ב -33.1 ‰( 2009-ו -33.7 ‰ -בהתאמה) ,וערכי מקסימום של -22.5 ‰נמצאו ביוני .2008ממוצע ה δ13C-משוקלל לביומאסת הזואופלנקטון היה -25.6 .‰ערכי ה δ13C-המינימאליים החורפיים של זואופלנקטון ב 2008/9-היו דומים לערכים שנמצאו בעבר באגם והצביעו על עקביותה של הכמוסינתיזה כספקית מקור פחמן חשוב לזואופלנקטון .לעומת זאת ,ערכי ה δ13C-המקסימאליים באביב-קיץ שהציגו החומר האורגני החלקיקי והזואופלנקטון נמצאו נמוכים בכ4 ‰- ויותר מאלו שנמצאו בעבר באגם .במהלך המחקר נמצא שרמות ה CO2 (aq.) -באפילימניון באביב היו גבוהות יחסית לרמות באביבים קודמים (כאשר אז הן צנחו מתחת ל .)2 µmol l-1 -שתי תופעות אלו נקשרו והוסברו ע"י השינוי היסודי בהרכב המינים הפיטופלנקטוניים על פני שני העשורים האחרונים ,ובעיקר העלמות הפריחה האביבית של אצת הפרידיניום שגרמה לשינויים במאזני הפחמן האורגני והאנאורגני באגם. בהתחשב בעליה הטרופית הצפויה ב δ15N-של הזואופלנקטון לעומת החומר האורגני החלקיקי ,הדמיון ב- δ15Nהשנתי שהציגו גם החומר האורגני החלקיקי מעמודת המים וממלכודות הסדימנט וגם הזואופלנקטון היה בולט ויותר גבוה מהדמיון ב δ13C-בין שלושת מרכיבים אלו .דבר זה מצביע על כך שהאיזוטופים של חנקן מפוזרים באופן יותר אחיד מהאיזוטופים של פחמן במרכיביו השונים של החומר האורגני החלקיקי. ערך δ15Nמינימאלי בחומר האורגני החלקיקי מעמודת המים נרשם בינואר .)-0.2 ‰( 2008הוא עלה עד מרץ ( ,)15.9 ‰ירד בהדרגה עד ינואר ,)2.3 ‰( 2009והגיע לשיא נוסף בפברואר .)18.4 ‰( 2009ממוצע ה- δ15Nהמשוקלל לביומאסה של החומר האורגני החלקיקי מעמודת המים היה .9.2 ‰התצפית שהממוצעים המשוקללים לביומאסה של החומר האורגני החלקיקי ,גם אלו של ה δ13C-וגם אלו של ה , δ15N-היו מהנמוכים שנמצאו באזור הפלאגי (כשהאחרון היה נמוך בלפחות 2.5-3 ‰מהמרכיבים היותר גבוהים ממנו) ,הצביע על כך שהחומר האורגני החלקיקי מורכב ברובו מיצרנים ראשוניים .באופן דומה ,החומר האורגני החלקיקי ממלכודות הסדימנט הראה ערכי δ15Nמינימאליים בינואר ,)-1.5 ‰( 2008הגיע לשיא מייד לאחר מכן במרץ ( )16.3 ‰וירד בהדרגה עד ינואר שלאחריו ( .)2.2 ‰ערכי δ15Nמינימאליים של זואופלנקטון נמצאו בינואר וכן בדצמבר 3.3( 2008ו 4.8 ‰ -בהתאמה) ,וערכים מקסימאליים נמצאו במרץ, גם ב 2008-וגם ב 18.1 ‰( 2009-ו .)20.2 ‰ -ממוצע ה δ15N-המשוקלל לביומאסה של זואופלנקטון היה .11.6 ‰העדר פיגור שיטתי בזמן גם ב δ13C -וגם ב δ15N-וטווחי השינויים המתאימים בין הזואופלנקטון לחומר האורגני החלקיקי פורש כתוצאה של זמן החלפה מהיר של ביומאסת הזואופלנקטון (ענין של ימים). חסרי חוליות מהליטוראל בחלזונות מהליטורל ( 2מינים )Melanopsis costata, Theodoxus jordani ,נמצאו ערכי δ Cגבוהים משל המרכיבים הפלנקטוניים ,בעוד שלסרטן ( Echinogamarus venerisמקבוצת האמפיפודה) נמדדו ערכי δ13C דומים לאלו של הזואופלקנטון .ערכי ה δ15Nשל חסרי החוליות מהליטוראל היו דומים לאלו של הפלנקטון – מה שמעדי על דרג ה טרופית דומה .החלזונות מלחכים את האצות והחיידקים ממשטחי האבנים .הסרטן ניזון מסינון חומר אורגני מהמים. 13 דגים ארבעה מיני הדגים שנדגמו באופן שגרתי לאורך לפחות שנה שלמה לא הראו דגם שנתי מובהק כלשהו ב- δ13Cוגם ב ,δ15N-בניגוד למרכיבים בבסיס מארג המזון (החומר האורגני החלקיקי וזואופלנקטון) .דבר זה יוחס לזמן החלפה ממושך של אלמנטים אלו ברקמת הדגים ,והדגים נתפסו כסוכמים וממצעים את ההרכבים האיזוטופיים המשתנים עונתית של מקורות המזון שלהם. לבנון 38( Acanthobrama terraesanctae -פרטים) הראה ממוצעי δ13Cו δ15N-של -25.8 ± 1.3 ‰ו- 14.5 ± 1.1 ‰בהתאמה .דג זה ידוע כזואופלנקטיבור מובהק ומחקר זה מאשר זאת שוב .ההפרש בין 114 ממוצע ה δ15N-שלו וזה המשוקלל לביומאסה של הזואופלנקטון ( )2.9 ‰משקף את העלייה ב δ15N-בין שתי רמות טרופיות סמוכות .ממוצע ה δ13C-של הלבנון במחקר זה דומה לממוצע של -25.3 ± 1.6 ‰ שנמצא במין זה לפני כשני עשורים .למרות שערכי ה δ13C-המקסימאליים באביב-קיץ של הזואופלנקטון היו נמוכים מבעבר ,ממוצע ה δ13C-המשוקלל לביומאסת הזואופלנקטון נשאר ללא שינוי .זה מנע מערכי האביב-קיץ הנמוכים מלהתבטא במעלה שרשרת המזון ,כלומר בלבנון. אמנון הגליל 43( Sarotherodon galilaeusפרטים) הראה ממוצעי δ13Cו δ15N-של -24.1 ± 1.6ו11.6 ± - 1.7 ‰בהתאמה .ממוצע זה הינו 2.4 ‰יותר נמוך מה -21.7 (±1.2) ‰ -שנמצא ב .1990-1-בעבר הוערך כי 80 %מהביומאסה של הדג מקורה באצת הפרידיניום ,שהראתה ממוצע δ13Cשל .-20.6 ‰אצה זו לא פרחה בתקופת מחקר זה והתחזית שכתוצאה מכך הדג יציג הרכב איזוטופי פחמני ממוצע נמוך יותר ,אשר דומה יותר לזה של החומר האורגני החלקיקי אושרה .העובדה שממוצע ה δ13C-של אמנון הגליל היה גבוה מממוצע ה δ13C-המשוקלל לביומאסה של החומר האורגני החלקיקי יכולה להיות קשורה למקורות מזון מהליטוראל או העדפה לאכילה של דינופלגלטים ,שניהם מקורות עם הרכב איזוטופי פחמני כבד יותר מה- . POMאם זואופלנקטון היה הופך למקור המזון העיקרי של אמנון הגליל בהעדר פרידיניום ,היינו מצפים לראות הפרש של כ 3 ‰ -בהרכב האיזוטופי החנקני (בדומה ללבנון) .הפרש כזה לא נמצא ,ממוצע הδ15N- של דג זה ושל הזואופלנקטון הוא דומה ומצביע על כך שגם בהעדר פריחת פרידיניום זואופלנקטון לא מהווה מקור מזון חשוב לדג. קיפון טובר 70( Liza ramadaפרטים) הינו אומניבור שאוכל בעיקר בבנתוס .הפרדיקציה שדג זה ימצע את השינוי השנתי ב δ13C -ו δ15N-של החומר האורגני החלקיקי השוקע נתמכה .הממוצעים היו -25.7 ± 1.2ו- 13.4 ± 1.7 ‰בהתאמה. בינית גדולת קשקש 46( Carasobarbus canisפרטים) הראתה את ממוצע ה δ15N-הגבוה באגם17.3 ± , .1.3 ‰.ממוצע ה δ13C-שלו היה .-24.8 ± 1.3 ‰בניגוד לקרפיונאים האומניבורים האחרים באגם ,דג זה ניזון מדגים קטנים וחסרי חוליות ומכאן מצטייר ע"י חתימתו האיזוטופית החנקנית כטורף על במערכת זו. ראיות בלתי תלויות לקיומה של שרשרת המזון :זואופלנקטון –< לבנון –< בינית גדולת קשקש איפשרו להעריך את פקטור ההעשרה ב 15N -בשרשת זו .הפקטור נמצא ~ 3 ‰ונמצא עקבי בין ארבע הרמות הטרופיות (כולל חומר אורגני חלקיקי בבסיס שרשרת מזון זו). יחסי C:Nבמרכיבי מארג המזון יחס ה C:Nשנמצא בדגי הכנרת (בסביבות )4ובזואופלנקטון (ממוצע )5.6 :היה עם שונות נמוכה מאד בתוך כל מין ,בעוד שב POMנמצאה שונות גבוהה ביחס זה (בממוצע .)9.6 :תוצאות אלו מתאימות למצופה ,כי דגים וזואופלנקטון הם יצורים הומיאוסטטיים בעוד שהפיטופלנקטון איננו כזה ותכולת החנקן שלו מושפעת מתנאי הסביבה ,כמו זמינות נוטריאנטים. לסיכום :מחקר זה קשר בין השינויים האקולוגים שהתרחשו ברמת הפיטופלנקטון באמצע שנות ה 90-של המאה הקודמת להרכבים האיזוטופים הפחמניים הנמוכים יותר שנמצאו ב ,CaCO3 -פיטופלנקטון, זואופלנקטון באביב-קיץ ולממוצע ה δ13C-הנמוך יותר בדג אמנון הגליל ב .2007-9-בשל העובדה שהממוצע ה δ13C-המשוקלל לביומאסה של הזואופלנקטון נשאר דומה לעבר ,למרות שערכי המקסימום (באביב-קיץ) שלו היו יותר נמוכים ,לא הושפע ההרכב האיזוטופי של הלבנון ,ברמה הטרופית הגבוהה יותר בשרשרת המזון. 115 .4.11האם תהליכים מיקרוביאלים בליטוראל משפיעים על אופי האקוסיסטמה? אורה הדס ,ריקי פנקס ,נחמה מלינסקי-רושנסקי ,עכסה לופו ואסף סוקניק בשיתוף עם איילה הוכמן מהמחלקה לביוכימיה באוניברסיטת תל אביב ודיאן אוריהל מאוניברסיטת אדמונטון ,קנדה במימון רשות המים אזורי הליטוראל (המים הרדודים) של אגמים נתונים ללחצים סביבתיים שאינם מנת חלקם של האזורים הפלגיים (העמוקים) .אזור הליטוראל חשוף לטמפרטורות ולעוצמות אור גבוהות ,מושפע ממשטר הרוחות באגם ובעיקר משנויי המפלס .ההרחפה של הסדימנטים באזור זה מאיצה תהליכים ביוגיאוכימיים ומרחיפה אוכלוסיות חיידקים ואצות .אזור הליטוראל הנו מקור לתאי הקיימא של הכחוליות (אקינטים) והפרידיניום (ציסטות) המהווים אינוקולום (מזרע) לפריחה של השנה הבאה .בנוסף ,מדי שנה נצפית באזור זה צופת של הציאנובקטריה מיקרוציסטיס ולעיתים גם של האצה הירוקית בוטריוקוקוס (צבעה אדום/חום) -תופעה שגרמה לבהלה בקרב נופשים .אוכלוסיות אלו של מיקרואורגניזמים נחשפות במשך שעות לעוצמות אור גבוהות ועליה בריכוז החמצן העלולים לגרום לעקה חימצונית .האם תהליכים אלה גם פוגעים או מעודדים נביטה של תאי הקיימא של מיני האצות השונים ומכאן לקביעת אופי הפריחות באגם? על מנת להבין מערכת זו יש צורך במחקר מקיף שיבדוק את פיזור האוכלוסייה המיקרוביאלית ,פעילותה ואת מנגנוני העמידות והשרידות בתנאים המשתנים בליטוראל בעיקר עם שנויי המפלס .אוכלוסיות אלה קובעות את אופיו של הליטוראל הן כיצרנים הן כמפרקים וכן כמשתתפים במארג המזון המיקרוביאלי דרכו זורמים מירב הפחמן והאנרגיה במקווי מים. השנה בצענו: .1נסויים בגלעיני סדימנט מהליטוראל ומתחנה Aלמדידת הנוטריאנטים המשתחררים מהסדימנטים ותרומתם לעידוד פריחות של ציאנובקטריה. .2חתך בליטוראל עם תחנות בעומקים שונים שבוצע בסוף נובמבר 2010נבדק לפרודוקטיביות חיידקית, נוטריאנטים ,כלורופיל ופעילות אנזימתית. .3במעבדה ,תרביות אפניזומנון ,צילינדרוספרמופסיס ,מיקרוציסטיס ירוק ,מיקרוציסטיס חום ,נחשפו לעצמת אור גבוהות על מנת להשרות עקה חימצונית .נבדקו מנגנוני הגנה אנזימתיים בכל מין העשויים להתבטא בתנאי עקה באגם ולאפשר שגשוג של המין. .4נעשתה עבודה מולקולארית לזיהוי הגנים האחראים לסינתזת האנזימים במיקרוציסטיס. תוצאות: ניסויי שחרור נוטריאנטים מגלעיני סדימנט: נלקחו גלעיני סדימנטים מהאגם במרץ 6 .2010גלעינים מתחנה ( Aעומק 38מ') ו 6גלעינים באיזור הליטוראל .הגלעינים הודגרו בסימולציה לתנאים השורים בחורף /קיץ באגם .כלומר הסדימנטים בתחנה A הודגרו בטמפרטורה של 160 Cבתנאים אוקסים/אנאוקסים (חורף/קיץ) והגלעינים של הליטוראל הודגרו בתנאים אוקסיים אך טמפרטורת ההדגרה הייתה ( 160 Cחורף) או ( 250 Cקיץ) .על מנת להשיג תנאים אוקסים לגלעינים סופק בעבוע אויר לכל זמן ההדגרה באמצעות משאבות אקווריום .תנאים אנאוקסים הושגו על ידי בעבוע של N2במשך 10דקות ולאחר מכן הגלעינים נאטמו. ריכוזי הנוטריאנטים זרחן מומס כללי ,אמוניה ,ניטריט ,ניטראט נבדקו בזמן T0ובזמן ,T7לאחר 7ימים .כבר בזמן 0ריכוזי הזרחן המומס (רובו )SRPשהשתחררו מהסדימנטים הפלגיים היו כפולים מאלה שנמדדו בליטוראל ( 31ו 16מיקרוגרם לליטר ,בהתאמה) .ביום 7יש ירידה בריכוזי הפוספט המסיס מ 16ל 11 מיקרוגרם זרחן מסיס בגלעיני הליטוראל ומ 32ל 19בגלעינים הפלגיים בתנאי חורף .התמונה משתנה בתנאי קיץ (אנוקסיה בסדימנטים העמוקים וטמפרטורה גבוהה בסדימנטים של הליטוראל) .בכל הגלעינים ריכוזי הזרחן המומס עולים .בסדימנטים של הליטוראל עד 54מיקרוגרם לליטר ,ובפלגיים עד 162מיקרוגרם 116 לליטר .כלומר יש שחרור של זרחן מהסדימנטים בקיץ והסדימנטים משמשים כ sourceלזרחן ,ואילו בחורף הסדימנטים משמשים כ .sinkיש לציין ששחרור זרחן נעשה בסדימנטים של הליטוראל למרות שהם מכוסים בעמודת מים מחומצנת ומאתגרים את הטענה ששחרור הזרחן נעשה בתנאים אנאוקסים בלבד .יש בכל זאת לסייג במקצת טענה זו מאחר ואנו יודעים (ממחקרים קודמים) שהסדימנטים בליטוראל של הכנרת למרות היותם מכוסים בעמודת מים מחומצנת בכל השנה ,רק שכבה דקה ועליונה של הסדימנט מחומצנת. כתוצאה מסיישים ושבירת גלים יתכן והזרחן שמשוחרר החוצה לעמודת המים מקורו בשכבות סדימנט עמוקות יותר שהן אנוקסיות. לגבי חנקן מומס ,ניתן לומר בשלב זה שהסדימנטים בליטוראל משמשים כמקור לחנקן מומס .ועדיין בבדיקת יחסי ה N:Pבזמן - T0היחס היה 52בסדימנטים של הליטוראל בקיץ ,ו 29בסדימנטים הפלגיים ויחס זה ירד ביום T7לניסוי ל 35בליטוראל ,ול 9בסדימנטים הפלגיים .בחורף היחס N:Pהיה הפוך כלומר כעבור 7ימים יש עליה ביחס .N:P מסקנה :בקיץ ,בכנרת ,שטף הנוטריאנטים מהסדימנטים לעמודת המים מאופיין ביחסי N:Pנמוכים יותר אשר מעודדים שליטה של ציאנובקטריה/כחוליות. חתך בליטוראל בנובמבר 2010 נבחרו ארבע תחנות דיגום לאורך חתך בניצב לקו החוף .התחנות היו בעומקים של 3מ' 5 ,מ' 7 ,מ' ו 10מ'. בכל תחנה נלקחו סדימנטים בעזרת דוגם בוץ ( ,)dredgeמים מהפן הביני שבקרבת הסדימנט ( overlying ,)waterומים מפני המים .נמדדו ריכוזי הזרחן ,אמוניה כלורופיל וטמפרטורה במים ובסדימנט ,התוצאות מוצגות בטבלה .23נמצא שבסדימנטים הרדודים ( 3ו 5מ') יש שחרור של זרחן מומס אל הפן הביני .לעומת זאת בתחנות בעומק של 7ו 10מ' ריכוזי הזרחן בפן הביני נמוכים בכ .65%-המעניין ,שסדימנטים ב 10מ' בעלי ריכוז גבוה של זרחן ( 85.5מיקרוגרם לליטר) כנראה משמשים כ ,sink -כמו שנמצא בגלעיני החורף שתוארו לעיל. טבלה :23זרחן ,אמוניה ,כלורופיל וטמפרטורה במים ובסדימנט בארבע תחנות בעומקים שונים מחתך בליטוראל NH4, mg L-1 Surface water NH4, mg L-1 Overlying water NH4, mg L-1 Sediment PO4, µg L-1 Surface water PO4, µg L-1 Overlying water PO4, µg L-1 Sediment Chla µg L-1 Temp. C Depth )(m 0.072 0.043 1.6 7.29 22.53 13.25 6.4 20.4 3 0.061 0.047 2.6 9.23 18.81 26.7 6.4 21 5 0.058 0.04 2.4 5.72 6.2 17.3 7.2 21.3 7 0.054 0.065 5.2 4.77 7.9 85.5 8.1 21.6 10 פרודוקטיביות של חיידקים בליטוראל 14 יצרנות (פרודוקטיביות) החיידקים נמדדה בשיטת קליטת לויצין . C-בכל אתר נבדקו סדימנטים ,מים בפן הביני ,ומים מפני המים .מן התוצאות (איור )118עולה שבסוף נובמבר יצרנות חיידקית גבוהה נמדדה בסדימנטים בתחנות הרדודות של הליטוראל עם ייצור פחמן מקסימלי של 114מיקרוגרם פחמן לליטר ליום. בפני המים היצרנות דומה לאורך כל החתך ,כולל תחנה .Aלא כך הדבר בפן הביני שבו באיזור הליטוראל, 117 מעל סדימנט מחוזר נמצאת עמודת מים מחומצנת המאפשרת פעילות מוגברת של חיידקים מחמצני סולפיד ושם מתרחש ה couplingבין תהליכי הניטריפיקציה/דניטריפיקציה .בתחנה Aהסדימנט מכוסה בעמודת מים היפולימנטית עם ריכוזי סולפיד ואמוניה גבוהים (ואין חמצן) ,כך שקבוצות החיידקים הנ"ל עדיין אינן פעילות והיצרנות נמוכה. Bacterial productivity 28 Nov 2010 150 Sediment Overlying water Surface water -1 60 µg C L d 90 -1 120 30 0 A35m A 1m 10m 7m 5m 3m Station depth איור :118יצרנות של חיידקים בחתך רוחב בליטוראל; בסדימנטים ,במים בפן הביני ובפני המים. מנגנוני הגנה נגד עקה חימצונית ()oxidative stress כיון שאוכלוסיות הפיטופלנקטון באזורי הליטוראל באגם חשופות לאור חזק וריכוזי חמצן גבוהים ,בדקנו את רמת האנזימים האנטיאוקסידנטים :גלוטטיון רדוקטז ,קטלז וסופראוקסיד דיסמוטז .השווינו 4תרביות של ציאנובקטריה שבודדו מהאגם :אפניזומנון ,צילינדרוספרמופסיס ,מיקרוציסטיס ירוק ,ומיקרוציסטיס חום .השווינו בין תנאים של חשיפה לאור שמש במשך שעתיים ( ,)1400 µE m-2 s-1תנאים בהם נתקלת צופת ה מיקרוציסטיס בקיץ ,לתנאי מעבדה (.)50 µE m-2 s-1 בכל הציאנובקטריה שנבדקו נמדדה פעילות האנזימים האנטיאוקסידנטים לעיל .במיקרוציסטיס הירוק, בצילינדרוספרמופסיס ובאפניזומנון הייתה עליה בפעילות האנזים גלוטטיון רדוקטאז ליחידת חלבון לאחר חשיפה לאור חזק .בציאנובקטריה שבדקנו נמצאה גם פעילות סופראוקסיד דיסמוטז ,גם בתנאי מעבדה וגם לאחר החשיפה לאור .מכאן עברנו לבדוק את ביטוי הגנים ברמת ה mRNAהמקודדים לאנזימים בתרביות צעירות וזקנות במיקרוציסטיס ובצילינדרוספרמופסיס. זיהוי הגנים האחראים לסינתזת האנזימים מצוי DNAו RNAנעשה תוך שימוש בקיטים מסחריים .על מנת לבנות את הפריימרים הספציפיים לכל אנזים השתמשנו בתוכנת primer3 softwareוהשוואת הרצפים הייחודיים לתוכנת .BLAST NCBI השיטות המולקולאריות שיושמו בעבודה זו היו אמפליפיקציה של .Q RT PCR ,RT PCR ,)PCR( DNA הביטוי של גן מסוים ניתן כיחס בינו לבין הביטוי של הגן ל S 16 rRNAשל אותה דוגמא .נמצא: .1התוצרים (הביטוי) של הגנים הקשורים בעקה חימצונית תוך שימוש בפריימרים הספציפיים שתוכננו לכל מין ציאנובקטריה היו ספציפיים ללא . cross specificity .2בהשוואה בין תרביות צעירות (שלב לוג) ותרביות זקנות של מיקרוציסטיס נמצא ביטוי גדול (רב) יותר של הגנים המקודדים לעקה חימצונית( ,הגלוטאטיון רדוקטאז והגלוקוז 6פוספאט דהידרוגנאז) בתרביות זקנות. לא נמצא ביטוי לסופר אוקסיד דיסמוטאז לא בתרביות זקנות ולא בצעירות (איור .)119 118 RNA cDNA Go Gy Bo Go Gy Bo איור :119ביטוי גנים של עקה חימצונית בתרביות צעירות וזקנות של מיקרוציסטיס. 16S G6PD SODB iron SODB man = Goמיקרוציסטיס ירוק תרבית זקנה = Gy .מיקרוציסטיס ירוק תרבית צעירה = Boמיקרוציסטיס חום תרבית זקנה. = G6PDגלקוז 6פוספאט דהידרוגנאזSODB/ , =man ironסופר אוקסיד דיסמוטאז עם ברזל/מנגן GR גנים של אנזימים הקשורים בעקה חימצונית (סופר אוקסיד דיסמוטאז ,גלוטאטיון רדוקטאז) התבטאו בצילינדרוספרמופסיס בתרביות הזקנות ,אך הדיסמוטאז התבטא גם בתרבית הצעירה אך בשיעור נמוך יותר (איור .)120 16S Cy Cy M Co Cy Co GR Co Co Cy SODB Co Cy Co Cy איור :120בטוי הגנים 16 Sוהגנים לאנזימים סופר אוקסיד דיסמוטאז ,גלוטאטיון רדוקטאז בתרביות צעירות וזקנות של צילינדרוספרמופסיס = Co .צילינדרוספרמופסיס תרבית זקנה = Cy .צילינדרוספרמופסיס תרבית צעירה. בהמשך נבדוק צופת שנאספה על פני המים שבעיקרה הייתה מורכבת ממיקרוציסטיס ונאספה בשעות שונות של היום. 119 .4.12סקר עלוקות ורכיכות בחופי הכנרת עדינה דולב ,גדעון גל ,תמר זהרי ויוסף הלר (האוניברסיטה העברית) במימון איגוד ערים כנרת מחקר זה החל בעקבות הצטברות ראיות לשינויים ניכרים שחלו באזור הליטוראל בכנרת .שני המאפיינים הבולטים של תהליך השינוי הם תופעת התפרצות של עלוקות וההיעלמות של המגדלית (מגדלן, - )Melanoidesהחלזון שהיה פעם הנפוץ בכנרת .בימים אלה ,במקביל להתנהלות המחקר ,הולך וכובש את בתי הגידול שהתפנו מין חדש בכנרת -החלזון הפולש .Thiara scabra עלוקות ביולי 2005דווח לראשונה על כמויות גדולות של עלוקות בחוף של מלון "נוף גינוסר" .בהלה אחזה נופשים שבצאתם מרחצה בכינרת ,מצאו המוני עלוקות דבוקות לגופם .בעקבות זאת ,נבדק החוף במקום ע"י צוות מהמעבדה לחקר הכנרת .נמצאו ריכוזים גבוהים של עלוקות על פני הסדימנט ,במים הרדודים ,עד עומק של 1מ' .עמידה במים במשך 2דקות בלבד גרמה לכך שהרגליים החשופות כוסו במאות עלוקות שקופות ,באורך כ 2-ס"מ .רק לאחר זמן קצר של שהיה מחוץ למים ניתן היה להורידן מהגוף .מאז התקבלו במעבדה דיווחים נוספים על עלוקות בחופי רחצה שונים של הכינרת. העלוקות הן תולעים מסדרת התולעים טבעתיות .מינים רבים של עלוקות ידועים כטפילים ,ומכאן תחושת הרתיעה שהן מעוררות באנשים רבים .אך יש גם מינים טורפים הניזונים מחסרי-חוליות .מדגמים של העלוקות מחוף גינוסר ב 2005-זוהו ע"י דר' חנן דימנטמן ודר' ברומלי (האוניברסיטה העברית ,ירושלים) כמין .Helobdella stagnalisהוא מתואר בספרות כטורף של תולעים ,חלזונות ומגוון רחב של חסרי חוליות ,ושאינו מוצץ דם של בני אדם. עלוקות מוכרות בכנרת עוד מ )Bromley 1994( 1890-ונצפו באגם תמיד בריכוזים נמוכים .שנים מהמינים הם טפילים – אחד בצבים והשני בחלזונות .על מציאותם של שלושה מינים בליטוראל יש דיווחים חוזרים והם אלה שנמצאו גם במהלך השנה האחרונה : – Dina lineata concolorהשכיח ביותר .נפוץ לאורך בקעת הירדן – מהנחלים דוד וערוגות בדרום ועד נחל דן בצפון .נמצא בכנרת :בעבר -בבטיחה ,בעבר וגם בשנה האחרונה -בטבחה ומדרום לטבריה. - Helobdella stagnalisנמצא בעבר בבטיחה ,ומוכר גם מאזור החולה ומקווי מים נוספים בצפון ישראל. בשנה האחרונה נמצא בטבחה ובגינוסר. - Batrachobdelloides tricarinatusנמצא בעבר בבטיחה ,וגם בבריכות הדגים בגינוסר ובירדן הדרומי (כ- 30ק"מ מדרום לאגם) בשנה האחרונה נמצא בטבחה ובגינוסר. העלוקות שנמצאו בסקרים ,בחיפושים מכוונים במעגן המעבדה לחקר הכנרת ובאקראי ,הוחזקו במעבדה ונערכו עליהן תצפיות .להלן סיכומן - עלוקות -סיכום לפי תצפיות ממאי עד דצמבר 2010 )( Helobdella stagnalis (Glossiphoniidaeאיור )121נמצאה בחוף חוקוק בעומק 20 – 0ס"מ ,ובעומק 12מ'; במעגן המעבדה לחקר הכנרת (טבחה) ; בנוף גינוסר בעומק 20 – 0ס"מ ,ובעומק 100 – 80ס"מ. ביוטופ :מתחת לאבן ,בין צמחים מימדים :אורך הגוף הוערך כשהעלוקה היתה במצב מתיחה .פרטים בוגרים (נושאי צאצאים)25 – 20 – 15 : מ"מ .אורך הצעירים 10 – 0.6 :מ"מ. 121 איור Helobdella stagnalis :121בוגר. מחזור חיים :מופיעה החל ממאי .הפרטים הגדולים ( 25 – 20מ"מ * 5מ"מ) ,נמצאו בשטח ביוני וחיו במהלך יולי-אוגוסט .באוקטובר-נובמבר נמצאו בשטח רק בוגרים קטנים ( 15מ"מ) .בפרטים שגודלם כ 25מ"מ הגחון כולו מלא בעשרות צאצאים ,נמנו למעלה מ 50-פרטים .בפרטים שאורכם 20 – 15מ"מ ,הצאצאים נישאו רק בחלקו האחורי של הגחון ,ומספרם כ .30-בפרטים שאורכם כ 15-מ"מ ,נצפו צאצאים בודדים 7 – 3 ,פרטים. יוני – אוקטובר נמצאו פרטים נושאי ביצים /צאצאים .שחרור הצעירים בגלים ,תוך 14 – 10ימים .משך הזמן המירבי בו שרדו הצעירים 14 – 10יום .רובם מתו מיד אחרי השחרור .גופיפים (אולי ביצים לא מופרות /מפותחות) הופיעו רק בכלים בהם נכחו בוגרים נושאי צעירים ,ביוני – אוגוסט. משך חיים בשבי 135 – 13 :ימים .משך החיים הממוצע בשבי 53 :ימים 135 .ימים חיו עלוקות ששהו במשך 58הימים הראשונים באקווריום .אחרי העברת הפרטים ששרדו לכלים הסטנדרטיים ,העלוקה החיונית ביותר חיה 77ימים נוספים .בין העלוקות ששהו כל תקופת התצפית במעבדה בכלים סטנדרטיים ,מספר פרטים שרדו 80 – 75ימים. הזנה :חומר אורגני שמי הכינרת הכילו ,מזון אקווריום -אצות יבשות ושרימפ ,פרורי כבד ,טיארה ושחריר צעירים .קצב האכילה והעדפת סוג המזון תלויים ,כנראה ,במידת הרעב .ניסוי מבוקר שבו תיבדק העדפת המזון מתוכנן לתקופה הקרובה. תנועה :בדרך כלל צמודים למצע ומתקדמים בתנועת מודד .בעלי כושר שחיה. תמותה :העלוקה המתה מתפרקת ונעלמת תוך יום-יומים .נראו אוליגוכטה ניזונים מעלוקה גוססת .המתה אהודה על כידורוס ,וגם טיארה טעמה ממנה. ) – Batracobdelloides tricarinatus (Glossiphoniidaeנמצאה בחוף חוקוק בעומק 20 – 0ס"מ; מעגן המעבדה (טבחה) ובחוף שלה בעומק 20 – 0ס"מ; נוף גינוסר בעומק 20 – 0ס"מ ובעומק 8מ'; בחוף אמנון בעומק 100 – 80ס"מ. ביוטופ :מתחת לאבן ,בין צמחים. מימדים :אורך הגוף הוערך כשהעלוקה היתה במצב מתיחה .פרטים בוגרים (נושאי צאצאים) 20 – 15 :מ"מ. אורך הצעירים 10 – 0.5 :מ"מ. מחזור חיים :המיין נצפה מאפריל עד אוקטובר .באפריל ,מאי ,יוני ,ספטמבר – נמצאו פרטים נושאי צאצאים .הבשלת ביצים – תוך 4ימים ; הבשלת צעירים – 3ימים .משך הזמן המירבי בו שרד צעיר 73יום. אחרים שרדו חודש אחרי השחרור .גופיפים (? -ביצים לא מופרות /מפותחות) הופיעו רק בכלים בהם נכחו בוגרים נושאי צעירים ,במאי ובספטמבר (איור .)122 121 איור " :122גופיף" לא מזוהה ,שרבים כמותו הופיעו בכלים בהם שחררה Batracobdelloidesאת צאצאיה. משך חיים בשבי 72 – 14 :ימים .משך החיים הממוצע 37 :ימים. משך הזמן המירבי בו שרד אחד מהצעירים שהושרצו במעבדה ,והוזנו בדגיג 73 :ימים. הזנה :בוגרים וצעירים התעלקו על דגיגים .לא ניזונו מחלזונות ,שט צדים או מזון אקווריום. תנועה :בדרך כלל תנועת מודד .בעלי יכולת שחיה. תמותה :העלוקה המתה מתפרקת ונעלמת תוך יום-יומים .ניזונים מהפגר :פרוטוזואה (סיליאטים ,פלגלטה), רוטיפרה ,אוליגוכטה. )( Dina lineata concolor (Erpobdellidaeאיור )123נמצאה בחוף חוקוק בעומק 20 – 0ס"מ; חוף טבריה-דרום (חמי טבריה) בעומק 20 – 0ס"מ (איור .)121 ביוטופ :מתחת לאבנים .בדרך כלל כמה פרטים מתחת לאבן אחת. מימדים :ארך הגוף הוערך כשהעלוקה היתה במצב מתיחה 50 – 30 .מ"מ. משך חיים בשבי( :למעלה מ 80-יום) .בעת כתיבת הדברים ,עדיין שורדים. הזנה :חלזונות צעירים .פרורי כבד. תנועה :תנועת מודד .שחיה. איור :123מקבץ של Dinaבתחתית אבן שנהפכה לצורך הצילום (ספטמבר .)2010 חלזונות מיני החלזונות החיים במים מתוקים ניזונים מאצות ,קרומי חיידקים ותטולות ביצים אותם הם מגרדים מפני התשתית .בכך הם מצמצמים את שכיחותם של בעלי חיים מטילי תשתית ומונעים גידול יתר של אצות. המעט הידוע על אורחות חייהם של חלזונות ישראל מתרכז בשלושת הסוגים הנפוצים ( Theodoxus, .)Melanoides, Melanopsisהם לוחכי מזון ג'נראליסטיים הניזונים מקשת רחבה של חומר צמחי ,ציאנו- בקטריה וחיידקים ). (Heller 1993עוד לפני עשור הייתה שכיחות החלזונות בכנרת כה רבה ,שהן כיסו כל אבן וסלע וצפיפות הפרטים תועדה במחקרים רבים .ב 2004 -התברר שבכנרת כמעט שאין חלזונות חיים: בשני סיורים שערך פרופ' י .הלר סביב הכנרת ,נמצאו בעיקר קונכיות ריקות ומעט מאד פרטים חיים. בעבודה זו נסקרו 18חופים שונים -בעלי תשתית אבנית וטינית ,קולטי קהל ומופרעים מעט (איור .)124 בכל אחד מהם נדגמו חלזונות בעומקים 8 , 5 , 1.0 – 0.8 ,0.2 – 0ו 12-מ' .במהלך שנת המחקר היינו עדים להתרבותו ולהתפשטותו של מין חלזון פולש ,חדש באזור הכינרת .Thiara scabra :החלזון נראה לראשונה באגם באיזור מעגן-האון בשנת .2005מקורו ,כנראה ,בתכולת אקווריום ששוחררה לכינרת .קונכיות ריקות שלו נמצאו בינואר 2010ב 7-חופים וחלזונות חיים נמצאו בשני חופים בלבד :צינברי וטבריה-דרום .מספר החופים וכמות החלזונות החיים שנמצאו בהם ,עלו בהמשך השנה .לקראת סיום השנה ,בסקר נובמבר, נמצאו חלזונות ה Thiara scabraבכל הכינרת ,בכל העומקים ובכמויות של עשרות ,מאות ואף אלפי פרטים ב 1000-סמ"ק ,למעט חוף כורסי ,בעומק 0.2 – 0מ' (איור .)125הגידול במספר הפרטים עם הזמן מודגם בנתונים מחוף צינברי (איור .)125 122 איור :124צפיפות בעומק 0.2 – 0מ' (גרף ימני) ובעומק 5מ' (גרף שמאלי) באתרים שנסקרו בנובמבר .2010באדום – שיעורה של ה Thiaraיחסית לכלל הרכיכות שנמצאו במקום .בירוק – שיעורם היחסי של שאר הרכיכות .המספר מצין את צפיפות ה Thiaraב 1000-סמ"ק תשתית( .האיורים באדיבות מיקי שליכטר). איור :125מספר פרטי Thiaraב 1000-סמק סדימנט בנקודות שנסקרו במהלך שנת 2010בחוף צינברי .יש לשים לב שציר מספר הפרטים הוא לוגריתמי. לצד מגמה זו ,נרשמו שינויים מקומיים בהופעה ובגודל האוכלוסיה :התייבשות רצועת המים הרדודים ,עקב ירידת המיפלס ,עלולה להביא לתמותה המונית של חלזונות ולהפחתה במספרם .שינוי בצפיפות הפרטים בעומק ,שמושפע פחות מתנודות המיפלס ,יכול לנבוע מהיסחפות חלזונות עם הזרמים במים. 123 זרמים עשויים להוות גורם שתורם להתפשטות הטיארה .מסתבר ,שהיחס בין משקלה לנפחה נמוך מזה של מיני החלזונות הוותיקים בכינרת -הסהרונית Theodoxus jordani -והשחריר .Melanopsis costata - אמנם לא נראו פרטים מרחפים באופן עצמאי במים וגם ציפה אינה שכיחה אצל הבוגרים ,אבל הצעירים שאך משתחררים אל המים צפים על פניהם במקבצים בני עשרות פרטים .יתכן שכך מגיע המין ראשון אל החופים שמוצפים עם עליית המיפלס .הסהרונית והשחריר מתחילים להופיע בחופים רק לאחר התייצבות המיפלס. אופי מצע ההתיישבות של שלושת המינים שונה ואולי מסביר את מהירות ההתפשטות של הטיארה. הסהרונית והשחריר מאכלסים רק אתרים אבניים ובכמויות קטנות ,בהשוואה לטיארה .לעומת זאת, הטיארה מתיישבת גם בחופים אבניים וגם בחופים שהתשתית בהם טינית .ואכן לא נמצא העדפת מצע ברורה של הטיארה בניסויי מעבדה שערכנו .בחופים טיניים שלטה בעבר המגדלית tuberculata - Melanoidesשהיתה הנפוצה והמשמעותית ביותר מבחינה כמותית בכינרת .השנה כמעט ולא נמצאה: פרטים בודדים שלה (בד"כ פחות מ 10-פרטים 1000/סמ"ק) נדגמו באתרים בודדים ,בעיקר בעומק .נראה שהטיארה נכנסת למקום שמפנה המגדלית ויותר מכך :בעוד שהמגדלית לא מופיעה על אבנים ,הטיארה לא מגלה העדפה לתשתית מסויימת. הטיארה שמתפשטת והמגדלית שהולכת ונעלמת ,שייכות לאותה משפחה ( .)Thiaridaeלשני המינים יחס דומה משקל/נפח; שניהם משריצים .בשניהם מופיעים הצעירים בגוף הבוגר בכיס בסמוך לראש .צעירי הטיארה מופיעים מחוץ לגוף כשגודלם 2.2 – 0.8מ"מ. קצב ההתרבות של הטיארה מהיר מאד :באוכלוסיה שהוחזקה בכלי במים הרדודים בחוף המעבדה לחקר הכנרת ,מצאנו שכמות הפרטים עלתה פי 26תוך 4חודשים ומספר הפרטים בכלי שכן לה גדל פי 50תוך 6.5 חודשים (איור .)126 איור :126מס' הפרטים של Thiara scabraבכלי מרושת וסגור שהודגר בכינרת במהלך תקופת המעקב. גידול הצעירים הבוקעים במעבדה לא צלח ולכן התגלו קשיים במעקב אחר קצב הגדילה .הגדילה המירבית שנרשמה אצל פרטים בודדים ששרדו 0.9 :מ"מ תוך 80יום 1.3 ,מ"מ ב 97ימים .מעקב אחר צעירים גדולים יותר (ארוכים מ 4מ"מ) ,שנאספו בשטח ,העלה שקצב גידולם מהיר 0.033 – 0.002 :מ"מ ליום. בתקופה הראשונה של המחקר (אפריל) ,גודל הפרטים באוכלוסיות שנדגמו בשטח ,התפלג באופן נורמאלי. מדידות יוני הצביעו על פחיתה בגודל הביניים .ממעקב אחרי מדגמים מאוכלוסיות ,שהוחזקו במיכלים בתוך הכינרת ,ניתן היה להשלים את תמונת התפלגות גודל האוכלוסיה לאורך זמן 6 .חודשי מעקב ומדידות של הפרטים שהוחזקו במיכלים בכינרת מלמדים על אוכלוסיה שרבים בה והצעירים ומעטים בה המתבגרים והבוגרים (איור .)127 124 )(n=803 )(n=104 )(n=1801 )(n=783 י ור פרטי )(n=31 )(n=35 י ור פרטי י ור פרטי איור :127שינויים לאורך זמן בהתפלגות השיעורים היחסיים [ב ]%של הגדלים באוכלוסיה של Thiara scabraבכלי מרושת וסגור שהודגר בכנרת. בשנת המחקר השניה ננסה לאפיין את הגורמים הסביבתיים שמשפיעים על שרידות העלוקות והגורמים שתרמו להתפרצות העלוקות בשנת .2005נמשיך את למידת הביולוגיה שלהן וננסה להגדיר את היחסים עלוקות-חלזונות .נמשיך לעקוב אחר החלזון החדש לנו -ה Thiara scabraונעמיק את המחקר שלו. ספרות Bromley H.J. 1994. The freshwater leeches (Annelida, Hirudinea) of Israel and adjacent areas. Israel Journal of Zoology 40: 1-24. Heller J. 1993. Land snails of the Land of Israel. MOD, Tel Aviv. 125 .5מחקרי אגן ההיקוות של הכנרת וגופי מים אחרים .5.1עצמה -משך-הסתברות של מדידות גשם באמצעות אנטנות סלולאריות אלון רימר ,בשיתוף רנה סמואלס ופנחס אלפרט מאוניברסיטת תל אביב במימוןHelmholtz Association of German Research Centres : הקדמה נתוני אותות מרשת אנטנות סלולאריות הוכחו כאמצעי אמין למדידה עקיפה של גשם (איור .)128לשיטה זו שני יתרונות על פני מד גשם סטנדרטי .1 :כמות ומיקום -התשתית והפריסה של אנטנות סלולאריות הן כאלה שבמקומות רבים מספרן גדול ,והן ממוקמות באזורים שבהם אין הצבה של מד גשם סטנדרטי.2 . האות שלפיו מתקבלת עצמת הגשם הוא מתוך אינטגרציה של הקו הדמיוני המחבר בין שתי אנטנות (לינק), להבדיל מהמדידה באמצעות מד גשם שהיא נקודתית .בישראל ,שבה מרבית סופות הגשם הן קונבקטיביות ומוגבלות בשטחן המשמעות היא שלעתים הסופה אינה עוברת דרך מד הגשם ,ולפיכך אינה נרשמת ,ולעומת זאת הקו שבין שתי אנטנות סלולאריות נפרש על מרחק גדול בהרבה ,ולפיכך יש סיכוי טוב יותר למדוד בעזרתו את עצמת סופת הגשם .את שני יתרונות אלה ניתן לנצל באופן מובהק להערכת אירוע גשם נתון, ולחיזוי פוטנציאל שטפוני בשטח עירוני ,תוך ניצול המידע הקיים בעקומות עצמה-משך-תדירות (Intensity- )Duration-Frequency, IDFשל אירועי גשם .עקומי IDFהם הביטוי המקובל שבאמצעותו מודדים את נדירות סופת הגשם (תקופת חזרה) עבור עצמת גשם נתונה ,לטווחי זמן נתונים ,והיא נמדדת בשנים. תקופת החזרה מבטאת את מספר השנים בממוצע שסופת גשם בעצמה מסוימת (או גדולה ממנה) ,לפרק זמן נתון ,עלולה להתרחש .כך למשל ,סופה ש"תקופת החזרה" שלה 20שנה צפויה לחזור על עצמה בממוצע כל 20שנה. 40 Concurrent Rainfall and Microwave link attenuation 30 Ramle West mm 20 10 0 -10 minus min dB for each event -20 dB -30 Pelephone Ramle Rmot Dan - MTG Ramle -40 -50 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 -60 )Time step (10 minutes איור :128נתונים מדודים של 19סופות גשם באזור מערב רמלה (בכחול ,מ"מ) ,ובמקביל נתוני הפרעות בקו פלפון לפני נרמול האות (בירוק) ולאחריו (באדום). 126 לחליפין ,מקובל גם להשתמש במונח "הסתברות" של הופעת סופת גשם השווה ל 1-חלקי תקופת החזרה. כך למשל ,ההסתברות באחוזים של סופת גשם בעלת תקופת חזרה של 20שנה היא 5אחוזים .הסתברות נמוכה מתאימה לסופת גשם נדירה יותר ,ולהיפך. שילוב נתוני אותות מרשת אנטנות סלולאריות עם עקומי IDF נניח כי קיימים ברשותנו עקומי משך-עצמה-הסתברות ) (IDF curvesשל מספר נקודות מדידת גשם .בכל נקודה ניתן למצוא את היחס עצמה Iכנגד משך ( Dלפי משוואה הקרויה על שם Talbotאו )Kimijima p R c Dn (1 כאשר Rעצמת הגשם (מ"מ\שעה) כתלות ב D -משך הסופה (דקות) c ,ו n -קבועים עבור אזור\אגן ניקוז נתון ,ו – pמשתנה התלוי בתקופת החזרה. מן השרות המטאורולוגי קיבלנו טבלאות IDFעבור איזור גיאוגרפי נתון ,שכולל את תחנות המדידה בתל אביב ,בית דגן ,לוד ,מזכרת בתיה וקבוצת יבנה (איור )129שחלקו הגדול הוא עירוני בנוי .בעזרת נתונים אלה ייצרנו מפות אינטרפולציה המציגות את ההסתברויות לעצמת גשם נתונה ( Rמ"מ\שעה) בפרק זמן D (דקות) .כאשר מניחים את מפת אנטנות התקשורת הסלולארית על פני מפות עוצמת הגשם אפשר לבצע מיצוע של עצמת הגשם לאורך לינק בודד בין אנטנה סלולארית אחת לשכנתה ,לכל pו D-נתון: x L 1 p dx L x 0 c( x ) D n ( x ) (2 R D, p, x במשוואה זו xמציין את ציר הלינק ,ו L -את אורכו. 32.8 1% 11% 5% 34.2 34.434.634.8 35 34.234.4 34.634.8 35 Tel Aviv 32.5 32.6 75 70 120 80 32.0 32.4 75 65 80 90 110 100 90 32.2 Beit Dagan 31.5 Lod צפון -דרו 32.0 31.0 51% 91% 34.2 34.434.634.8 35 31.8 21% 32.5 40 30 31.6 32.0 25 45 55 31.4 Mazkeret Batya 65 60 31.5 Kvutzat Yavne 31.0 34.2 34.434.634.8 35 34.234.4 34.634.8 35 34.2 34.434.634.8 35 35.0 31.2 31.0 34.8 34.6 34.4 34.2 מזרח-מ רב איור : 129מפות אינטרפולציה המציגות עצמת גשם נתונה ( Rמ"מ\שעה) בפרק זמן D=15דקות ,עבור שש הסתברויות שונות: 51% ,21% ,11% ,5% ,1%ו.91% - 127 תוצאת האינטגרציה שמוצגת במשוואה 2היא עצמת גשם ממוצעת בהסתברות נתונה ולמשך זמן נתון המאפיינת את התווך שלאורכו משתרע הלינק. משוואת הקשר שבין נתוני החברות הסלולאריות לעצמת הגשם היא: 1 A(db / dur) b R D, p aL (3 כאשר גם כאן Rעצמת הגשם הממוצעת (מ"מ\זמן) כתלות ב D -משך הסופה (דקות) ,והסתברותה p ניתנים לחישוב מתוך ( Aהפחתת דציבלים בזמן) ,אורך הלינק Lוהמקדמים aו.b - אנו מניחים כי אם ברשותנו סדרה עתית ) (time seriesארוכה מספיק של נתוני הפחתת דציבלים בלינק מסוים ( ,)Aניתן לייצר עבורו גם כן טבלה של עצמה-משך-הסתברות ,ואת הקשר בין טבלה זו לטבלת הסתברויות נתוני הגשם המדוד ניתן לכייל ע"י השוואה בין משוואה 3למשוואה ,2כך ש: 1 xL AD, p b 1 R D , p , x dx L x0 a L (4 ומכאן: b (5 x L a R D, p, x dx x 0 AD, p L 1 b במשוואות 4ו 5 -הסוגריים בצד ימין הם תוצאה של אינטגרציה ליניארית של נתוני עצמת הגשם לאורך לינק בפרק זמן והסתברות נתונים (איור L ,)130הוא אורך הלינק ,ו – aו – bהם מקדמי כיול .ניתן לכייל את המערכת כאשר מקדמי הכיול קבועים או משתנים כפונקציה של פרק זמן והסתברות .לאחר כיול פרמטרים אלה ניתן להשתמש במשוואה 3ולחשב עבור כל הפרעה סלולארית את עצמת הגשם המשויכת לה (איור .)130 40 2924 mm )IDP Rain (constant a and b 20 3000 2500 3000 2500 2000 0 IDP Rain (changing a and b) 1832 mm 20 2000 1911 mm 1500 1000 500 0 0 40 )Intensity (mm/hour 3000 2500 1500 1000 500 0 40 Measured Rain 20 2000 1500 1000 500 0 0 )Event (10 minutes איור :130נתוני הגשם המדוד (למטה) לעומת גשם שנמצא מתוך נתוני הרשת הסלולארית לאחר הכיול שהוצג לעיל .כמות הגשם ( )mmהמוצג הוא סך הכל של כל 19האירועים המוצגים. 128 .5.2מודלים של אגן הירדן העליון ואגם הכנרת אלון רימר ויורי לצ'ינסקי במימון פרוייקט GLOWAשל משרד המדע הגרמני שילוב משוואות התאדות במודל WEAP בשיתוף עם ג'ייקוב סורט ויינס לנגה מאוניברסיטת פרייבורג (גרמניה) במסגרת פרויקט GLOWAנעשה שימוש בכלי ממוחשב הנקרא WEAP-Water Evaluation and . Planning Systemהתוכנה היא כלי עזר לתכנון בר קיימא של משק מים .ע"י שילוב של מקורות מים שונים וצרכנים לתוך המערכת ניתן לבחון מצב קיים ואף להריץ תרחישים עתידיים בשינוי של פרמטרים. תוכנת WEAPמאפשרת למשתמש לשלב נתונים רבים למסגרת של ניהול משאבי המים. באגן הירדן הע ליון והכנרת מטרתנו היא להיעזר בכלי זה על מנת ללמוד את מאזני המים באזור ,תוך כוונה להפוך אותו לכלי יישומי ותפעולי בעתיד .בשלב הראשון שילבנו את ההידרולוגיה המקומית (שפיעת המעיינות ,זרימת נחלים ,שינוי מפלס הכנרת ,והתאדות) יחד עם הצריכות שסופקו בפועל לצרכנים בכל אגן הירדן העליון והכנרת .באמצעות סגירה שיטתית של מאזני מים החל ממקורות הירדן בצפון ועד ליציאת הירדן הדרומי בסכר דגניה ,ניתן להראות בעזרת המודל את יחסי הגומלין בין מקורות וצרכני המים באגן, ולבחון את מערכות ניהול המים בו .כיום המודל מסכם מאזני מים חודשיים החל משנת 1987ועד .2009 השנה הושם דגש על חישוב ההתאדות מהאגם בתוך מסגרת ה .WEAP -בחישוב סטנדרטי באמצעות התוכנה ,ההתאדות ממאגר מוכנסת כערך ידוע מראש ביחידות של (מ"מ\זמן) .להתאדות חשיבות רבה מאד בחישוב מאזני המים ,אך בהרצת תרחישים עתידיים אין אפשרות כמובן לחשב אותה מראש אלא תוך שימוש בנתונים מטאורולוגיים ונתונים בתימטריים .לפיכך יש חשיבות רבה לשילוב משוואות בגוף התוכנה שבאמצעותן תחושב ההתאדות מהאגם בתרחישים עתידיים. השתמשנו במשוואת פנמן ( )Penmanשנחשבת לאחת מהשיטות הפשוטות לביטוי חלקה של ההתאדות במאזן האנר גיה .בהנחה שלכניסות ויציאות המים יש תרומה זניחה למאזן האנרגיה (הנחה שהוכחה באמצעות מאזני אנרגיה מפורטים) ,משוואת מאזן האנרגיה של האגם היא: LE H R n G )(1 כאשר )J( Gהוא השינוי בכמות החום באגם ליחידת זמן; (W m-2) R nהוא שטף החום נטו על פני המים; (W m-2) LEשטף החום הכמוס (התאדות) בפני המים; ו (W m-2) H -שטף החום המוחשי בפני המים (1982) Brutsaert .השתמש במשתנה הנקרא Bowen Ratioומציין את היחס שבין שטף החום המוחשי לשטף החום הכמוס ,כדי להראות את המעבר ממשוואה 1למשוואת :Penman R n G E A E A f u e aS e a )(2 ; LE e e aS e s Ts Ta T T Ta במשוואה זו (W m-2) EAהיא פונקציה המבטאת את כושר הייבוש של האוויר ומייצגת את יכולתה של האטמוספרה להעביר אדי מים ,ו -הוא השיפוע של עקומת לחץ הרוויה עם הטמפרטורה ).(mbar K-1 הביטוי הראשון הוא 'איבר הקרינה' המביא לידי ביטוי את השפעת הקרינה נטו והשינוי בכמות החום. הביטוי השני הוא 'איבר הרוח' המביא בחשבון את עצמת הרוח ) f(uוכן את ההפרש בין לחץ האדים באוויר רווי לבין לחץ האדים באוויר בפועל. 129 היתרון שיש בשימוש בשיטת פנמן לחישוב ההתאדות נמצא במבנה המשוואה .ההתאדות מחושבת מתוך נתונים מטאורולוגיים סטנדרטיים ,שנמדדים ברום נתון מעל פני המים .למעשה ,אם ניתן להעריך את G מראש ,זו ככל הנראה השיטה הפשוטה ביותר להעריך התאדות על סמך נתונים מטאורולוגיים. כמות החום באגם חושבה על ידינו בהנחה שמדידות הטמפרטורה בתחנה Aמייצגות את האגם כולו. בחישוב כזה משתמשים בפרופיל הטמפרטורה השבועי שנמדד במרכז האגם ,משייכים לכל טמפרטורה את נפח שכבת המים המתאים לה ,ומבצעים אינטגרציה על כמות החום .מתוצאות מדידות אלה אפשר לחשב את ההפרשים באוגר החום השבועי . Gחישוב כזה בוצע ע"פ כ 40 -שנות מדידת טמפרטורה בכנרת והעלה שני ממצאים עיקריים :א .השינוי באוגר החום מתחנה Aהושווה למאזני החום החודשיים של יחידת אגן ההיקוות של מקורות שמבוססים על מדידות טמפרטורה דו-חודשיות של 18תחנות באגם .נמצא כי Gדומה מאד כאשר משווים מדידה בתחנה Aלסקר טמפרטורה נרחב .ב .בעוד שעל פני משך זמן ארוך מאד חלו שינויים מהותיים בטמפרטורת האפילימניון ובשכוב התרמי באגם הכנרת ,התנודות העונתיות של Gנשארו קבועות ,ולפיכך אפשר להניח כי ניתן להשתמש בהן גם לחישוב עתידי של ההתאדות. האלגוריתם לחישוב ההתאדות בשיטה זו נבנה ע"פ )1998 ( Allen, et al.וכן על פי .)2006( Valiantzas ההתאדות חושבה על בסיס חודשי .הנתונים שמהם חושבה ההתאדות הם נתוני התחנה המטאורולוגית בטבחה מ 1996-עד ,2009וכן הנחנו דינאמיקה חודשית קבועה של . Gחישוב נוסף נעשה על השנים 1987 עד 1996מתוך נתונים מטאורולוגיים של יחידת אגן ההיקוות של מקורות ,ומ 1969 -עד 1987תוך יישום של נתונים מטאורולוגיים ממוצעים מהשנים .2009 -1996כל המשוואות יושמו ב WEAP -דרך רכיב הUser - Defined Variablesהמאפשר הכנסת משוואות משתמש ברכיבים שונים של המודל .התוצאה הושוותה לנתוני התאדות חודשיים מדודים (איור )131הן מתוך דו"חות תה"ל ( )1969-1987והן מתוך דו"חות יחידת אגן ההיקוות. איור :131ההתאדות החודשית מהכנרת שנים 1969עד . 2005בכחול :מחושב על בסיס נתוני מאזן שנתי מפורטים (תה"ל – 1969 ;1987מקורות .)2009 – 1987באדום :מחושב באמצעות משוואת פנמן ב WEAP -כאשר ומ 1969 -עד 1987הושמו נתונים מטאורולוגיים ממוצעים ,ומ 1987 -הושמו נתונים מדודים. הידרולוגיה של הר החרמון בשיתוף עם טל סבוראי ושי סלע מאוניברסיטת בן גוריון התאדות מצמחייה טבעית היא רכיב חשוב ביותר של אוגר המים בשכבת הקרקע העליונה במהלך עונות השנה ,וכימות נכון שלה חשוב לצורך הגדרת זרימה עלית והעשרת אקוויפרים .מחקרים קודמים הראו כי באגני החרמון ההתאדות האמיתית מהווה כ 25% -מהגשם השנתי .לפי שעה אין מידע לגבי התאדות אמיתית מפני הקרקע בהר החרמון ובאגני ההיקוות של הנחלים שהוא מעשיר ,ויש בעיה ממשית להעריך 131 את ההתאדות מצמחייה טבעית .אקסטרפולציה של נתוני התאדות משדות חקלאיים בגולן ובעמק החולה איננה פתרון טוב שכן מדובר בצמחייה מסוג שונה לגמרי ,ובהבדלי גבהים שלהם השפעה מכרעת על אופי הצמחייה על ההר. מטרת העבודה הנוכחית היא לפיכך ליישם גרסה משופרת של המודל ההידרולוגי לסביבה קרסטית ( ,)Rimmer and Salingar 2006 ,HYMKEעל מנת להעריך את השפעת הצמחייה הטבעית על ההשתנות בזמן של ההתאדות הממשית מן ההר ,ולכמת את השפעתה על ספיקת מקורות הירדן .בגרסה מוקדמת של המודל מהווה סדרת ההתאדות הפוטנציאלית היומית קלט למודל .סדרה זו ניתנת להערכה סבירה הן ממדידות התאדות מגיגית Aוהן מחישוב בשיטת .Penman-Monteithלעומת זאת ,ההתאדות האמיתית היא משתנה מסובך להערכה בגלל תלותה במשתנים רבים .בגרסה המקורית היא חושבה במודל ע"י ההנחה כי ביום גשם ההתאדות האמיתית היא חלק קבוע מההתאדות הפוטנציאלית ,כשהיא דועכת אקספוננציאלית כפונקציה של מספר הימים היבשים שלאחר יום הגשם .שיטה זו היא קירוב של ההתאדות האמיתית אך איננה לוקחת בחשבון את רטיבות פני הקרקע ,סוג הצמחייה ,השתנות סוג הצמחייה עם הגובה ,והשינויים העונתיים של הצמחייה על ההר. בגרסה המשופרת של המודל מתוכנן יישום חדש לחישוב ההתאדות .הוא יחשב את ההתאדות כפונקציה של הגשם היומי ,הטמפרטורה ,וסוג הצמחייה הטבעית ,כשכל אלה מפולגים בהתאם לגובה .הפילוג לגובה נעשה ע"י חלוקת שטח האגן הכולל ( 783קמ"ר) ל 56 -רצועות גובה החל מ 75 -מ' ועד 2825מ' מעל פני הים ברווחים של 50מ' (באמצעות )GISוכימות השטח האופייני לכל רצועת גובה .בגרסת המודל הנוכחית פילוג המשקעים והטמפרטורה עם הגובה נעשה בצורה טובה ,והוא הבסיס לפילוג המשקעים על החרמון לגשם ושלג .מטרת העבודה הנוכחית היא לנתח באמצעות שיטות של חישה מרחוק את פילוג הצמחייה באגני החרמון הן במרחב (ובגובה) והן בזמן ,ולאפיין משתנה זה לצורך חיזוי התאדות במודל. הצעדים הראשונים בנושא זה נעשו במהלך שנת 2010בשלבים הבאים: רכישת תמונות לווין סדרה עוקבת של 5תמונות לווין Landsatבהפרדה של 30מ' נרכשו מתוך קטלוג ה (European ESA - ) .Space Agencyנתוני התמונות שעובדו מופיעים בטבלה 24נתוני התמונות נקראו ועובדו ע"י תוכנת Derby 3שסופקה ע"י ה.ESA - טבלה :24נתוני התמונות שנרכשו ותאריכיהן. Row no. 37 37 37 37 37 Path no. 174 174 174 174 174 date 10.10.2008 13.12.2008 14.01.2009 04.04.2009 22.05.2009 Image no. 1 2 3 4 5 תיקונים רדיומטרים ואטמוספריים לפני עיבוד האיור שני תיקונים עיקריים נחוצים על מנת לאפשר הפרדה בין הפרעות באיור (חלקים שמקורם בהפרעות אטמוספריות מחד ובקריאות חיישנים שגויות מאידך) לבין חלקי האיור התקינים ומבוססים על תהליכים בפני הקרקע. תיקונים רדיומטרים מיועדים לתיקון שגיאות פנימיות בפעילות החיישנים ב .Landsat TM -שגיאות אלה אינן קבועות בין הערוצים הספקטראליים של הלוויין ,אך הן קבועות בזמן ולפיכך קלות יחסית לתיקון. תיקון שגיאות אלה בוצע ע"י יישום תהליך תיקון שהוצע ע"י .)2009( Chander et al. סוג התיקונים השני שדרוש הוא לסילוק הפרעות אטמוספריות חיצוניות .האותות המגנטיים הנאספים ע"י הלוויין בתחום הספקטרלי של הקרינה הסולרית ,משתנים כאשר הם עוברים דרך גזים ואירוסולים 131 באטמוספרה בדרכם מפני הקרקע לחיישן שבלוויין .מאחר ותאריכי התמונות הם שונים ,לכל איור יש מאפיינים שונים להפרעות האטמוספריות ,ולפיכך יש לתקנן באופן נפרד משאר התמונות .ישנן מספר שיטות לסילוק ההשפעות האטמוספריות ,ובעבודה זו נעשה שימוש בתהליך חדש יחסית הנקרא ,DOS3 ומבוסס על המאמר של .)2001( Song et al.התהליך מבוסס על שיטת (Dark Object DOS ) ,Subtractionולפיו מניחים כי פיקסל כהה (המיוחס בד"כ למים) יופיע בכל איור .לפיכך ערך ההחזרה המינימאלי בהיסטוגרמת האיור צריך להיות קרוב ל .0 -תצלומים בהם עקומת ההיסטוגרמה מתחילה בערך גבוה מהמינימום ,מושפעים מהמעבר באטמוספרה ויש לתקנם על ידי החסרת ערך זה (איור )132אפקטים והפרעות נוספות שתוקנו הם פיזור האות לאורך מעברו מהחיישן לפני הקרקע ובחזרה ("פיזור מסוג ,)"Rayleighוהפרעות שונות של קרינת השמש. איור :132סילוק אפקט של ערפל (ריבוע שחור) עבור האיור מתאריך .04.04.2009 תכניות ל2011 - .1התמונות יקבלו ייחוס גאוגרפי מתוקן בקואורדינאטות ITMבעזרת תכנת Erdas Imagine 10.0 .2הערוץ ה 3-וה 4 -של התמונות המתוקנות ישמש לחישוב ערכי אינדקס הצמחייה ( NDVI - ( )Normalized Difference Vegetation Indexלכל איור ,כך שתתאפשר הערכה "רציפה" של גידול צמחייה וצפיפותה למשך כל עונות השנה. .3בכל איור ערכי ה NDVI -הייחודיים לכול אחת מ 56 -רצועות הגובה שלהלן יחושבו באמצעות אלגוריתם מסוג " ."If-Thenבסיומו של התהליך נקבל הערכה של ערכי ה – NDVIמפולגים לפי גובה ולפי עונות השנה. .4יבוצע אימות מקומי של התוצאות באמצעות השוואה בין תוצאות ניתוח ויזואלי של התצלומים לבין מצב הצמחייה הנתון בשטח ,בהנחה שמאפייני הצמחייה בתאריכים נתונים בשנת 2011אינם שונים מאלה באותם תאריכים בשנת 2008-2009שבהם נלקחו תמונות הלוויין. ספרות Chander G., Markham B.L. & Helder D.L. (2009). Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+, and EO-1 ALI sensors. Remote Sensing of Environment, 113, 893-903. Song C., Woodcock C.E., Seto K.C., Lenney M.P. & Macomber S.A. (2001). Classification and change detection using Landsat TM data: When and how to correct atmospheric effects? Remote Sensing of Environment, 75, 230-244. 132 .5.3שלג בחרמון והשפעתו על ספיקת מקורות הירדן אלון רימר ,יורי לצ'ינסקי ושמשון זכאי ,בשיתוף איגי ליטאור והילה אלמן (מכללת תל חי) רותם שדה ואלכס פורמן (הטכניון) ויינס לנגה (אוניברסיטת פרייבורג ,גרמניה). במימון רשות המים מדידות שלג בחרמון – סיכום חורף 2009-2010 במהלך עונת חורף 2009-2010בצענו סדרה של מדידות על מנת לקבל נתונים על הדינמיקה של השלג באזור הבולען והחבושית .כיסוי השלג באזורים אלו נמדד באופן רציף על ידי 5מצלמות ,וקצב ההמסה נמדד ב3 - נקודות על ידי ליזימטרים שהוצבו מתחת לשלג .סקר שלג נערך בבולען ,ובנוסף לכך ,בעזרת GPS דיפרנציאלי מיפינו שלוגית עמוקה הממוקמת באזור הרכבל העליון .המיפוי התבצע בחמישה מועדים לאורך העונה ,ולווה באפיון של צפיפות וטמפרטורה בפרופיל אנכי של השלוגית העמוקה .להלן עיקרי הממצאים. כיסוי שלג כיסוי השלג תועד על ידי 5מצלמות .שתי מצלמות הוצבו בחטיבת החרמון וצילמו את אזור החבושית (ואדי חשמל) ,ושלוש מצלמות הוצבו על המפנה הדרומי של הבולען וצילמו לכיוון צפון ומערב. בחבושית היו שני מחזורי המסה מלאים ,כלומר כל השלג שירד בסופה הראשונה נמס לפני הסופה הבאה. לעומת זאת באזור הבולען מחזור ההמסה הראשון לא היה מלא (איור ,)a-c ,133ובסוף העונה כיסוי השלג פחת במהירות בשבועיים הראשונים של מרץ (איור .)d-i ,133 איור :133כיסוי שלג באזור הבולען .התמונות צולמו ב,(e) 5/3/10 ,(d) 3/3/10 ,(c) 25/2/10 ,(b) 18/2/10 ,(a) 13/2/10 - .(i) 14/3/10 ,(h) 12/3/10 ,(g) 10/3/10 ,(f) 8/3/10 133 ליזימטרים הכמות הכוללת של ההמסה שנמדדה בליזימטרים שהוצבו מתחת לשלג הייתה נמוכה באופן משמעותי מכמויות המשקעים שנמדדו באזור ,או מעומק השלג שנמדד באופן ידני .באיור 134מוצגים נתוני המסה שנמדדו כל 10דקות מתחת לשלוגית העמוקה בשבוע האחרון של מרץ ובשבועיים הראשונים של אפריל. הסיבה המרכזית לאומדן-חסר נובע מהמסה לא הומוגנית וזרימת מים בתוך השלוגית במעקפים .ניתוח התוצאות מראה שליזימטר 3שהיה הקרוב ביותר לקצה השלוגית היה הראשון לאסוף מי המסה ומעליו התרחשה המסה מלאה לעומת ליזימטר 2שהיה הרחוק ביותר מקצה השלוגית ולכן קבל פחות מי המסה. למרות אומדן-החסר הליזימטרים שפעלו מתחת לשלוגית העמוקה מדדו מחזורי המסה יומיים שיאפשרו לבצע אנליזת עומק על הדינמיקה היומית של ההמסה (איור .)134 1 0.9 1 0.8 2 0.7 0.5 0.4 ]10 min melt [mm 3 0.6 0.3 0.2 0.1 0 27/04 22/04 17/04 12/04 07/04 02/04 28/03 23/03 18/03 Date 1 0.9 1 0.8 2 0.7 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 02/04 01/04 30/03 31/03 29/03 28/03 Date איור :134המסה שנמדדה בשלושה ליזימטרים מתחת לשלוגית העמוקה (למעלה) .מחזורי המסה יומיים (למטה). 134 ]10 min melt [mm 3 0.6 סקר שלג סקר השלג נערך ב 17/2/2010 -ובמהלכו נמדד עומק השלג ב 160 -נקודות בבולען .עומק השלג הממוצע (כולל מקומות שהיו ללא שלג) היה 63ס"מ .התפלגות העומקים כפי שנמדדה בסקר מוצגת באיור .135 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Frequency Cumulative 300 200 100 0 ]Snow depth [cm איור :135שכיחות העומקים ( ,)Frequencyוהשכיחות המצטברת ( )Cumulative Frequencyבסקר השלג שנערך בבולען ב- .17/2/2010 מיפוי השלוגית העמוקה מיפוי השלוגית העמוקה נערך בחמישה מועדים שונים החל מה 12/02/2010 -ועד ה .28/4/2010בכל פעם מיפינו את פני השלוגית על ידי GPSדיפרנציאלי ומדדנו את השתנות הצפיפות והטמפרטורה בחתך אנכי של השלוגית .נפח השלוגית יחושב בהמשך על ידי ההפרש בין גובה פני השלג לגובה פני הקרקע .דוגמא למיפוי פני השלג מוצגת באיור .136דיוק המדידות היה טוב והטעות ( )RMSהממוצעת הייתה . 0.01 m איור :136משטח פני השלוגית שחושב על ידי שימוש נקודות (צלבים שחורים) שהתקבלו ממדידות של GPSדיפרנציאלי ב- .12/2/2010 ממדידת הצפיפויות (איור )137aעולה כי צפיפות השלג גדלה במהלך העונה ,אך השונות הפנימית בתוך השלוגית הצטמצמה .פרט למדידה שנערכה ב 12/2/2010 -אז נמצאה שונות פנימית בטמפרטורת השלוגית (איור )137bבכל יתר המדידות השלוגית הייתה איזותרמית (.)0oC 135 ]Height [cm 500 400 300 200 100 0 500 400 -2 -4 ]T [oC b 200 ]Height [cm -6 0 300 100 a 0 0.7 0.5 0.6 0.3 0.4 ]Density [kg/m^3 Density2804 Density2303 Density0604 Density1202 Density0503 איור )a( :137פרופילם אנכיים של צפיפות; ( )bטמפרטורה בשלוגית העמוקה ב( 12/2/2010 -בשאר התאריכים השלוגית הייתה איזותרמית). מדידת איזוטופים בחודשים מרץ עד יולי 2010ביצענו דיגום של מעיינות הדן והבניאס לצורך אפיון איזוטופים ( 2Hדויטריום) ו( 18O -חמצן .)18תוכנית הניטור המקורית כללה גם אפשרות דיגום איזוטופי של השלג עצמו ,אך החורף בשנת 2010נגמר כבר בפברואר ,כך שהסתפקנו בדיגום שבועי של המעיינות .האנליזה של הדגימות התבצעה במעבדה של המחלקה להידרולוגיה באוניברסיטת פרייבורג בגרמניה .תוצאות הדיגום (איור )138הושוו לתוצאות עבר של חוקרים אחרים ,וישמשו אותנו בעתיד לצורך ניתוח מתקדם של המערכת ההידרולוגית בחרמון. Date 10 /20 /07 21 10 /20 /07 01 10 /20 /06 11 10 /20 /05 22 10 /20 /05 02 10 /20 /04 12 10 /20 /03 -7.25 10 /20 /03 ]δ18O [‰ -7.45 -7.55 -7.65 -38.50 -39.00 -39.50 -40.00 -40.50 2-H Banias 18-O Banias -7.75 -7.85 Date 10 /20 /07 21 10 /20 /07 01 10 /20 /06 11 10 /20 /05 22 -7.25 -7.35 ]δ18O [‰ -7.55 -7.65 2-H Dan 18-O Dan -7.85 -36.00 -36.50 -37.00 -37.50 -38.00 -38.50 -39.00 -39.50 -40.00 -40.50 איור :138תוצאות דיגום איזוטופים 2Hו 18O -בבניאס (למעלה) ובדן (למטה) בין מרץ ליולי .2010 136 03 ]δ2H [‰ -7.45 10 /20 /05 02 10 /20 /04 12 10 /20 /03 23 10 /20 /03 ]δ2H [‰ -36.00 -36.50 -37.00 -37.50 -38.00 -7.35 -7.75 23 03 .5.4הפיטופלנקטון בשמורת החולה אלה אלסטר במימון רשות הטבע והגנים אצות הפיטופלנקטון בשמורת החולה מעקב אחר ריכוזי הכלורופיל והרכב אוכלוסיות הפיטופלנקטון בוצע בשמורת החולה בשנים ,2000 - 1999 2002ו .2005–2004משנת 2007המעקב חודש במטרה לעקוב אחר הקשר בין הרכב המינים של הפיטופלנקטון ואיכות המים .בדוח הנוכחי מוצגות תוצאות ניטור האצות בשמורת החולה לתקופה ינואר - ספטמבר .2010תחנות הדגום היו בתעלת האספקה (תחנה ,)4בתוך ה"אגם" (תחנה ,)6ובנחל עינן .התחנות נדגמו חודשית ע"י צוות רשות הטבע והגנים הלאומיים .לאחר הדיגום 25 ,מ"ל מהדוגמא ,ב 2 -חזרות ,סוננו על פילטרים והוקפאו (למדידת כלורופיל) ,יתרת הדוגמא שומרה בלוגול בבקבוק כהה ,לזיהוי אצות. הדגימות הועברו למעבדה לחקר הכנרת למדידת כלורופיל (לאחר מיצוי באצטון )90%ולזיהוי האצות. עשרה מ"ל של דוגמאות משומרות בלוגול נבדקו תחת מיקרוסקופ הפוך לאחר 24ש' שיקוע .האצות זוהו לרמת המין או הסוג ,תדירות ההופעה של כל מין נקבעה על סקלה שבין 1ל ,6-לפי סולם התדירות של ).Korde (1956 כלורופיל בשנת 2010ריכוזי הכלורופיל בתחנה 4נעו בין ,128.3 - 4.7 µg/lבנחל עינן -בין 52 - 2.9 µg/lובתחנה 6 בין ( 120 – 31 µg/lאיור .)141ממוצע ריכוזי הכלורופיל בתחנה 4היה ,28.4 µg/lבנחל עינן 24.4 µg/l - ובתחנה .70.9 µg/l - 6ריכוזי הכלורופיל גבוהים ביותר נרשמו בתחנה 4ביולי ,בנחל עינן במאי ובתחנה 6 באוגוסט. St. 4 Enan St. 6 120 40 Chlorophyll a ug/ L 80 0 Sept Aug Jul Jun May Apr Mar Feb Jan איור :139ריכוזי הכלורופיל בתחנה ,4בנחל עינן ובתחנה 6בשמורת החולה במהלך ינואר -ספטמבר 2010 הרכב המינים של הפיטופלנקטון בסה"כ במהלך ינואר -ספטמבר 2010בדגימות המים של תעלת האספקה נצפו 63מינים/סוגים של אצות, בדגימות המים של נחל עינן – 26מינים/סוגים ,ובדגימות המים של ה"אגם" נצפו 104מינים/סוגים של אצות ,שהשתייכו ל 6-מערכות :קריפטופיטה ,עינניות ,ירוקיות ,כחוליות ,צורניות ,קסאנטופיטה, 137 דינופלגלטים וזהוביות .אצות כחוליות היו הנפוצות ביותר בתחנות 4ו ,6-רוב המינים הדומיננטיים היו שייכים לקבוצה זו .בנוסף בתחנות 4ו 6-היו נפוצות אצות צורניות ,ירוקיות וקריפטופיטה .בנחל עינן מספר המינים/סוגים ממערכת הצורניות היה גדול ביותר ,אך ריכוזי התאים של כל המינים/סוגים שנצפו היו נמוכים. הפיטופלנקטון בתעלת האספקה המהלך השנתי של הרכב המינים בתעלת האספקה בינואר עד ספטמבר 2010היה כדלקמן :בינואר שלטו כחוליות ,Planktothrix spירוקית Scenedesmus quadricaudaוצורנית .Cyclotella meneginiana בפברואר -מרץ צפיפות הפיטופלנקטון בתעלה ירדה .בפברואר במים נמצאו קריפטופיטה וצורניות ובמרץ – כחוליות ,כולם בצפיפות נמוכה .באפריל במים שלטו כחוליות Planktothrix spוצורנית Cyclotella .meneghinianaבמאי צפיפות הפיטופלנקטון ירדה שוב Planktothrix sp,ו Cyclotellaנמצאו במים, אבל בצפיפות נמוכה .ביוני Phormidium spנעשה דומיננטי .ביולי אצות כחוליות Anabaena sp Planktothrix sp, Phormidium sp,Anabaenopsis circularisהעיננית Euglena proximaוהדינופלגלט Woloszynskia spהופיעו בריכוזים גבוהים .באוגוסט צפיפות מרבית האצות ירדה .דומיננטים נעשו Phormidium spו . Cyclotella meneginianaבספטמבר צפיפות האצות ירדה עוד יותר ,במים נמצאו מינים שונים של אצות כחוליות ,צורניות וירוקיות בצפיפות נמוכה. הפיטופלנקטון בנחל עינן בפיטופלנקטון של נחל עינן במשך ינואר עד ספטמבר 2010נצפו מעט מינים/סוגים של אצות וכמעט תמיד צפיפותן היתה נמוכה ..בגלל צפיפות הפיטופלנקטון הנמוכה המהלך השנתי של הרכב המינים לא היה ברור. אצות צורניות נמצאו בכל הדוגמות .סוג הצורניות הנפוץ ביותר היה .Nitzschia spברוב הדוגמות נמצאו גם קריפטופיטה Cryptomonas spואצות כחוליות . Pseudoanabaena sp ,Planktothrix sp הפיטופלנקטון של ה"אגם". כפי שנצפה גם בשנים הקודמות ,ריכוז תאי האצות בתחנה זו היה גבוה יותר מאשר בתעלה ובנחל עינן. הקבוצה הדומיננטית בפיטופלנקטון של ה"אגם" היתה כחוליות ואחריהן קריפטופיטה ,ירוקיות וצורניות. מהלך המינים בינואר עד ספטמבר 2010היה כדלקמן :בינואר -בפברואר כחוליות שאינן מקבעות חנקן הופיעו בשפע ,Planktothrix sp ,Merismopedia minima , Aphanocapsa sp :ביחד עם קריפטופיטה sp. Cryptomonasוהצורניות Synedra acusו . Cyclotella meneginiana-במרץ צפיפות הקריפטופיטה והצורניות ירדה ,בה"אגם" שלטו כחוליות ,Merismopedia minima ,Cyanodictyon imperfectum Phormidium spוירוקית Scenedesmus acuminatusבאפריל במים הופעיו ושלטו אצות כחוליות מקבעות חנקן Anabaena spiroidesו . Anabaenopsis circularis-במאי גם שלטו כחוליות מקבעות ולא מקבעות חנקן . Planktolyngbia sp ,Cyanodictyon imperfectum ,Anabaenopsis circularisביוני – יולי כחוליות המשיכו להיות בשפע ,מינים נפוצים היו Aphanizomenon ovalisporum,Anabaena spp . Romeria sp ,Aphanocapsa spגם צפיפות של צורניות Cyclotella ,Aulacoseira granulata polymorphaוירוקיות Tetraedron triangulare , Crucigenia tetrapediaהיתה גבוהה .באוגוסט בה"אגם" שלטו רק כחוליות . .Romeria sp ,Oscillatoria sp , Anabaena sppבספטמבר צפיפות הפיטופלנקטון ירדה ,שום מין לא היה בשפע. ספרות Korde N.V., 1956. Biological method for investigation of lake deposits (field works and biological analyses). In: Zhizn' presnykh vod SSSR (Life of the USSR fresh lakes), vol. 4(1), Moscow-Leningrad, pp. 383-413. 138 .5.5שימוש בקרומי קרקע ביולוגיים כאמצעי לייצוב פני שטח וכסוי אתרי פסולת אורה הדס ,נחמה מלינסקי רושנסקי ,ריקי פנקס בשיתוף עם אברהם דודי מהקריה למחקר גרעיני במימון משרד התשתיות הלאומיות קרומי קרקע ביולוגיים מתפתחים באופן טבעי בקרקעות מדבריות ונוצרים מהדבקה של גרגרי חול על ידי פוליסכארידים שהופרשו בעיקר על ידי ציאנובקטריה חוטיות שהעיקרית שבהם היא .Microcoleus ציאנובקטריה אלה הם היצרנים הראשונים בקרומי הקרקע הביולוגיים כשאצות ירוקיות ,טחבים ,פטריות, חזזיות וחיידקי קרקע חוברים אליהם .הקרומים והיצורים שמאכלסים את הקרומים חשופים לתנאי סביבה קיצוניים כמו טמפרטורות גבוהות ביום ונמוכות במשך הלילה ,קרינה חזקה הן בתחום הנראה והן בתחומי ה UVומעברים של מחזורי הרטבה /יובש בתדירות גבוהה .הקרום הנוצר קשה ,מייצב את פני השטח ,מקטין את קצב החלחול ,מצמצם את ס חף הקרקע ומונע הסעה של חומרים רעילים ו /או תוצרי הפרוק .בנוסף, הקרומים הם מערכת חיה ודינמית עם אורך חיים אינסופי .ציאנובקטריה נוספת Nostocחוטית ומקבעת חנקן בעלת תאים ייחודיים (הטרוציסטים) מספקת חנקן לקרום בגלל קיבוע חנקן אטמוספרי. בשנת המחקר הראשונה בודדנו את הצאנובקטריה העיקריות המרכיבות את הקרום Microcoleus ,ו ( Nostocאיור )140,141וכן בדקנו את תנאי הגידול של הקרום במצעים שונים .בשנת 2010יישמנו את הידע שנרכש בשנת המחקר הראשונה על מנת לפתח שיטה לגידול הקרומים על גבי מצעים מוצקים אשר יאפשר/יקל "לזרוע" את הקרומים בשטח. איור :140מיקרוקולאוס מבודד מתוך קרום ביולוגי כפי שנראה במיקרוסקופ אור (משמאל) ובמיקרוסקופ הפלואורסצנטי שמראה את עצמת הזהירה של הפיקוציאנין (מימון) ושל הכלורופיל (באמצע). איור Nostoc :141מבודד מתוך קרום ביולוגי כפי שנראה במיקרוסקופ אור (משמאל) ובמיקרוסקופ הפלואורסצנטי שמראה את עצמת הזהירה של הפיקוציאנין (מימין). 139 יישום גידול קרומים על מצעים מוצקים המו"פ התבסס על הידע הקיים לגידול ציאנובקטריה חוטיות ומרכיבי קרקע אחרים .נבחנו שתי שיטות עיקריות לגידול קרומי קרקע במעבדה :גידול קרומי קרקע על כל מרכיביהן וגידול ציאנובקטריה ספציפיות ( )Microcoleus, Nostocלאחר בידודן מיתר מרכיבי קרום הקרקע. נבדקו שתי שיטות גידול: א. גידול על מצע מוצק מורטב במים או במדיום גידול נוזלי כגון BG-11 ב. גידול במדיום נוזלי בתוך ארלנמאיירים מזכוכית. הגידול נעשה בנוכחות אור טבעי בתוספת של תאורה פלואורסצנטית ובחלק מהניסויים נבדקה השפעת אווירה מועשרת ב CO2-על קצב הגידול. א .גידול על מצע מוצק מורטב הגידול על מצע מוצק נעשה בצלחות פטרי ,כאשר כמצע מוצק שימש חול מעוקר תרמי או אגר מועשר ב- .BG-11כמקור למרכיבי קרומי הקרקע שימשו שני סוגים של קרומי קרקע שנאספו במישור ימין :קרומי קרקע "דקים" ,עם תכולה גבוהה של ציאנובקטריה ותכולה נמוכה של טחבים וחזזיות ,וקרומי קרקע "עבים" עם תכולה ניכרת של טחבים וחזזיות בנוסף לציאנובקטריה. כל אחד משני סוגי הקרומים גודל ב 5-סוגי המצעים הבאים: מצע חול מעוקר שהורטב מדי יומיים בממוצע במים שהרכבם דומה למי גשם. מצע חול שהורטב ב.BG-11- מצע חול שהורטב בתמיסה המכילה ריכוז נמוך של דשן מסחרי 20/20/20 מצע נוזלי של .BG-11 אגר מועשר ב.BG-11 הדגם (קרום קרקע "דק" או "עבה") במימדים של 1.5 X 1.5ס"מ הוצב במרכזה של צלחת פטרי כשהוא מוקף במצע גידול .כל סידרה ,משני סוגי הקרומים ,כללה 5טיפולים .צלחת פטרי אחת מכל סדרה הוכנסה לאוהל שקוף באווירה מועשרת ב .CO2-כל הדוגמאות נחשפו לאור טבעי ופלואורסצנטי. המעקב אחר קצב הגידול נעשה ויזואלית ,ע"י בחינת "פלישת" החוטיות ומרכיבי קרומי הקרקע האחרים מהדגם אל מצע הגידול המקיף את הדגם. דגימות של קרומי קרקע חדשים שנוצרו על מצע הגידול נבדקו במיקרוסקופ אופטי ובמיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי במעבדה לחקר הכנרת תוך שימוש בסמנים יחודיים לפיקובילינים (מאפיינים ציאנובקטריה) ולכלורופיל. ב .גידול במדיום מימי ניסויי גידול במדיום מימי נעשו בתוך ארלנמיירים בנפח של 250סמ"ק .כמדיום גידול שימשו :מים בהרכב מי גשם ,תמיסה המכילה BG-11או דשן ,20/20/20ומים מועשרים בדשן "אור" ביחס .1/1000 לתוך הארלנמיירים הוכנסו דגמי קרקע משני הסוגים :דקים ועבים .הארלנמיירים נחשפו לאור טבעי ומלאכותי תוך טלטול עדין ונאטמו באמצעות שעוונית למניעת אובדן נוזלים עקב אידוי .המעקב אחר הגידול נעשה ויזואלית וע"י בדיקת שינוי משקל הארלנמיירים על תכולתם. 141 תוצאות הניסויים גידול על מדיום מוצק המעקב אחר הגידול נעשה ויזואלית ,ע"י בחינת מעבר החוטיות ומרכיבי קרקע אחרים מהדגם למצע הגידול שבצלחת הפטרי .כמעט בכל הדוגמאות הובחן מעבר למצע הגידול ,כאשר במצע שהורטב במים קצב הגידול היה איטי בהשוואה למצעים אחרים שהועשרו ב BG-11-או .20/20/20 גידול נאה הובחן במצע BG-11מוצק של 2%אגר .באחד הניסויים ,דגם גידול משני מוקם על נייר סינון כשמתחתיו שכבת אגר בעובי של כ 0.5-ס"מ מועשרת ב .BG-11 -נייר הסינון שימש כקרקע גידול והאגר שמתחתיו סיפק את הלחות ואת חומרי ההזנה .תוך זמן קצר הובחן גידול מהדגם לסביבה ,כשעל הרקע הלבן של נייר הסינון ניתן היה לראות שמדובר בחוטיות. לא הובחן קצב גידול מואץ באווירה מועשרת ב.CO2 - ככלל ,תנובת הדגמים ה"עבים" הייתה טובה מזו של הדגמים ה"דקים" ,המעניין הוא שעל סמך בדיקה במיקרוסקופ רגיל ובמיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי ,יש העדפה ברורה למיקרוקולאוס על פני מרכיבי קרומי קרקע האחרים. גידול במדיום מימי גידול במדיום מימי נעשה בארלנמיירים של 250סמ"ק שנאטמו בשעוונית ,תוך טלטול עדין .כיוון שנמנע אובדן נוזלים עקב אידוי ,נעשה ניסיון לאמוד את קצב הגידול ע"י שקילה תקופתית של ה -כלים על תכולתם ,בנוסף לבחינה הויזואלית .אף כי בחלק מהכלים הובחן גידול ברור של חוטיות לתוך הנוזל ,הדבר לא בא לידי ביטוי בשקילה והשינוי במשקל היה מזערי על פני תקופת הניסוי (כ 9-שבועות). גם כאן ,נראה בבירור גידול של חוטיות מהדגם למדיום המימי .איכותית ,נראה שהגידול היה משמעותי יותר במדיום שהכיל חומרי העשרה ( BG-11או דשן "אור") לעומת מי גשם .כמו במקרה הקודם ,תפוקת הדגמים ה"עבים" הייתה בדרך כלל טובה יותר בהשוואה לדגמים ה"דקים". סיכום הצלחנו לבודד מרכיבים עיקריים של הקרום הביולוגי ,הציאנובקטריה Microcoleusו .Nostoc פיקובילינים ,הפיגמנטים האופייניים לציאנובקטריה נמצאו בכל אחד מן התבדידים .הקרום הביולוגי יכול לקבע חנקן בתנאי לחות ואינו תלוי בהספקת חנקן מקובע חיצוני .הקיבוע נעשה על ידי הציאנובקטריה החוטית Nostocבתוך תאים מיוחדים ההטרוציסטים. קרומים ביולוגיים משני סוגים (דק ועבה) שנלקחו ממישור ימין נבדקו לפוטנציאל הגידול על גבי מצע חול, מצע BGמוצק בתוספת חומרי דשן שונים ובמי גשם .נמצא גידול משמעותי יותר בקרומים העבים המכילים בנוסף לציאנובקטריה גם טחבים וחזזיות שמייצבים את הקרום. .5.6מדד ביולוגי להערכת יעילות טיפול קדם לפני ממברנות במתקני התפלה טומי ברמן ריטה פרפרובה ,רועי מזרחי (סטודנט) ,מאיר שטיינר (תלמיד מכללה בסטאג') וקרלוס דוזורץ (הטכניון). במימון רשות המים מטרת המחקר הייתה לבחון זיקות אפשריות בין הפרמטרים שנבדקו במי היזון לבין קצב סתימת ממברנה והתהוות ביופילם ( )BFבסוגי מי מקור שונים .מידע זה יאפשר למפעלי התפלה וטיפול במים לבחון את השפעת טיפולי הקדם השונים על פוטנציאל המים לייצור BFעל גבי ממברנות .נבחנו מספר משתנים של איכות המים שמאוגדים במדד חדש )Microbial Support Capacity) MSC:אשר אמורים לתת מושג לגבי פוטנציאל המים לגרום להתפתחות ה BF-על גבי ממברנות סינון .הפרמטרים שנמדדו(TEP, Transparent : 141 ) ,Expolymer Particlesפעילות חיידקים ( ,)BAכלורופיל ( ,(Chlעכירות ) ,(Tuספירת חלקיקים )(PC וספירת חיידקים ).(BC התקדמות הבדיקות של השפעת מרכיבי ה MSC-על קצב התהוות BFהתבצעו בשלוש סדרות של ניסויים במערכות סינון Cross-Flowבמעבדה ובאתר שאיבה בגינוסר. בכל שלוש הסדרות נמצאה קורלציה משמעותית בין ריכוזי ה TEP-במי הייזון ובין קצב סתימת הממברנה הנגרמת מהתפחתו של ה( BF -איור .)142בסדרה הראשונה והשנייה גם נמצאה זיקה מובהקת בין מספר החידקים וקצב סתימת הממברנות ,אך מסיבות שונות סביר להניח ש BC-איננו הגורם הישיר של לסתימת הממברנות .לא נמצאו קורלציות בין הפרמטרים האחרים שנבדקו במים וקצב סתימת הממברנות. איור :142קורלציות בין TEPבמי הייזון (מי כנרת) וקצב סתימת ממברנות ( .)N∆Lהניסויים נערכו במערכת סינון ממבראנלי ,סידרה 1ו 2-במערכת עם סיחרור במעבדה ,סדרה 3במערכת זרימה באתר שאיבה בגינוסר. בוצעה סידרה נוספת של 5ניסויים עם מי כנרת .בכל ניסוי הפעלנו 2ערוצים במערכת לסינון ממברנאלי עם מים שהוספו להם 0.5מג'/ליטר כלור פעיל להפסקת הפעילות המטבולית של החיידקים במים .בשני ערוצים הוזרמו מי כנרת בלי טיפול .לאחר הרצה של 50שעות ,הממברנות הוצאו והועברו למעבדתו של פרופ' דוזורץ לבדיקת ואפיון מימדי ומבנה של הביופילם שהתפתח בעזרת במיקרוסקופ הקונפוקלי הסורק. בדיקה זו הראתה שמאפייני ה EPS-ב BF-שהתפתח על הממבראנות ב 5-ניסויים אלה היו זהים בEPS- שהתפתח עם מי היזון מוכלרים (חיידקים מתים) או עם מי היזון לא מטופלים (חידקים חיים) .התוצאות מחזקות טענתנו שהמקור המובהק ל EPS -בתחילת התפתחות ה BF-הוא TEPפלנקטוני שנדבק למשטח ולא EPSשבא מהפרשת חידקים פעילים שנדבקו לממברנה (איור .)142 תוצאות הניסויים האלה מצביעות על תפקידו החשוב של TEPכגורם בהתפתחות של .BFלאומת זאת, הפרמטרים האחרים של מדד MSCלא נראים כגורמים ישירים להתהוות BFהמימי . 142 200 150 100 % relative to untreated feedwater Bact. EPS 50 Rough Thickness Surf:biovol % surf Biovol איור :143תכונות של מרכיבי ביופילם ( EPSוחידקים) שהתפתח לאחר 50שעות במי כנרת מוכלרים (חידקים מתים) בהשווא ה עם אותן תכונות בביופילם שהתפתח במי כנרת לא מטופלים (חידקים חיים) ,שנלקחו כ. 100%- .5.7חיזוי הפוטנציאל של אילוח ביולוגי טומי ברמן ,ריטה פרפרובה ,עידו בר-זאב (דוקטורנט) וד"ר אילנה ברמן-פרנק (אונ' בר אילן). במימון מאגד מ.י.ם ,משרד התעשיה המסחר והתעסוקה במסגרת פרוייקטי מגנ"ט של משרד התמ"ת ,הוקם מאגד מ.י.ם בו משתתפים כתריסר חברות תעשיות ,חב' "מקורות"" ,תה"ל" ,ומספר מעבדות "אקדמיות" .מטרת המאגד היא לפתח טכנולוגיות למזער את תופעת הביופילם במפעלים להתפלה או טיפול במים .המאגד הקים 4אתרי דיגום ,כל אחד אמור לספק סוג שונה של מי מקור :פלמחים (מי ים חופיים) קציעות (מי תהום) ,שפד"ן (מי קולחין מטופלים) וגינוסר (מים עיליים, מי כנרת) .חלקנו בפרויקט זה היה לספק נתונים על ריכוזי ( TEPחלקיקים שקופים אורגנים) וכלורופיל בסוגים שונים של מי מקור מכל אתרי המאגד .נתונים אלה ישמשו לבניית מודלים לחיזוי הפוטנציאל של סוגים שונים של מי גלם לגרום לבעיות ביופילם .כמו כן ,נחקרו פרטי ההשתתפות של TEPממקורות מים שונים בהתהוות של ביופילם. התקדמות נמשכו הבדיקות של ריכוזי TEPוכלורופיל במים מאתרי המאגד בשפד"ן ,בפלמחים בגינוסר ובקציעות. התוצאות של בדיקות אלה הוכנסו לשני סוגי מודלים ראשוניים שנבנים ע"י קבוצות מתה"ל ,מקורות והטכניון. בכדי לבסס את הטענה ש TEP-מהווה גורם חשוב אך בלתי נבדק בהתהוות ביופילם ,בצענו סדרות ניסויים לאפיין את הסוגים השונים של TEPבמי מקור השונים וכמו כן לעקוב אחרי השתתפות חלקיקים אלה בהתהוות של ביופילם .במחקר על השתתפות TEPבתהליכי היווצרות ביופילם נערכו ניסויים במעבדה של ד"ר ברמן-פרנק שבהם עקבנו אחרי התפתחות ביופילם במערכת תאי זרימה עם מי-ים או עם חיידק ימי ( .) Pseudoalteromonas atlanticumבניסויים אלה הראנו שתוך זמן קצר (פחות מ 0.5-ש') ניתן לראות אזורים רחבים של משטח שמכוסים בחומר שנצבע ב , Alcian Blueדהיינו ,TEP/EPSבו בזמן שהיו רק כמויות מעטות של חידקים (איור .)144נבדקו גם תכונות הביופילם שהתפתח במערכות זרימה ע"י מיקרוסקופיה קונפוקאלית ו. AMF- 143 Bacteria Bacteria איור :144השתתפות TEPוחיידקים במי-ים חופיים בשלבים ראשונים של התהוות ביופילם על משטח .אחרי 30דקות ו 4-שעות זרימה ,צביעה עם ABו( SYBR Green -בהתאמה). ניסויים אלה הם הראשונים שמראים בבירור שאכן המקור של רוב ה EPS-שמופיע בתחילת התהוות של ביופילם מימי הוא TEPבמי מקור (כאן מי-ים) שנדבקים למשטחים ולא מהפרשת חיידקים בודדים שנדבקו למשטח .תוצאות ניסויים אלו מחזקים טענתנו ש TEP-מהווים גורם משמעותי בהתפתחות של ביופילם. בנוסף ,ערכנו סידרת בדיקות במי מקור שונים מאתרי המאגד :מי-ים מפלמחים (איור ,)145מי אגם מגינוסר, מי שופכין מטופלים משפדן ,מים מלחים מקידוח בקציעות ,בכדי לאפיין את הצורות השונות של TEP במים .התוצאות של ניסויים אלה פורסמו: Berman, T., Parparova, R., 2010 Visualization of Transparent Exopolymer Particles (TEP) in various source waters. Desalination & Water Treatment 21, 382-389. איור TEP : 145במי ים תיכון. 144 145 .6נספחים .6.1כוח-אדם במעבדה לשנת 2010 זהרי תמר סוקניק אסף אוסטרובסקי איליה אקרט ורנר ברמן טומי גל גדעון הדס אורה ויין דוד יעקבי יוסף נשרי עמי פרפרוב ארקדי רימר אלון חוקרים פיטופלנקטון /מנהלת המעבדה פיסיולוגיה וביולוגיה מולקולארית של פיטופלנקטון הידרואקוסטיקה וסדימנטציה ביוגיאוכימיה גמלאי ()Emeritus מודלים וזואופלנקטון מיקרוביולוגיה ביוכימיה וחומרי הדברה פיטופלנקטון ,פרודוקטיביות גיאו כימיה הידרוביולוגיה/איכות מים פיזיקה ומטאורולוגיה אופיר מירי דולב עדינה דיאמנט מוטי ויינר-מוציני (יהודית) דיתי ליבוביץ' עדית (אדית) לצ'ינסקי יורי סולימני בניהו עופר תמר פישביין טטיאנה פנקס ריקי פרפרוב ריטה צ'ווה שרה קגנובסקי סמיון קורן ניר רושנסקי נחמה (חמי) רינסקי אלכס שליכטר מיקי עוזרי מחקר וטכנאים בקרה מולקולארית של התפתחות אקינטים בכחוליות חלזונות ועלוקות אחראי צוות ים/ספן/צוללן זואופלנקטון/כימיה מיקרוביולוגיה/כימיה צוות ים/פיזיקה/אחראי מחשבים מיקרוביולוגיה/כימיה מודלים אקולוגיים פיטופלנקטון מיקרוביולוגיה כימיה אורגנית ומיקרוביולוגיה זואופלנקטון צוות ים/הידרוביולוגיה צוות ים/כימיה מיקרוביולוגיה הידרואקוסטיקה מנהלת בסיס הנתונים לדר מושיק כחילה יוכי אברהם בועז ברנס מזל זכאי שמשון חטאב מאיר שולמי סיון מנהלה ואחזקה מנהלן מזכירה מנהל אחזקה עובדת משק אלקטרוניקה ספן (בחופשת מחלה מיוני ) 2010 ספן/צוללן זמני 146 .6.2סטודנטים לתארים מתקדמים בהנחיית חוקרי המעבדה מס' שם תואר אונ' .1 ת' אופק מוסמך חיפה .2 א' אלסטר פוסט- דוקטורט .3 נ' בילקין מוסמך בר-אילן .4 ע' בר-זאב דוקטור בר-אילן .5 ת' (רחמים) בשור דוקטור בר-אילן .6 ל' גלוזמן בוגר .7 א' גולדווין מוסמך אורט בראודה עברית .8 יעל גלבוע דוקטורט טכניון .9 ענבל הגלעדי מוסמך עברית .10 ד' קוטלמן בוגר .11 .12 .13 ר' מזרחי ו' מקלר ס' נג מוסמך דוקטור דוקטור אורט בראודה טכניון טכניון CWR .14 א' בר-אור מוסמך בן-גוריון .15 ר' קפלן-לוי .16 ע' לופו .17 ג' סימלר .18 ת' זילברמן דוקטורט .19 ר' שדה דוקטורט .20 פ' לוינרט דוקטורט IGB .21 ק' פרינדטה דוקטורט IGB פוסט- דוקטורט פוסט- דוקטורט מוסמך עברית מכון גיאולוגי טכניון נושא הקשר שבין הלבנון לזואופלנקטון - השלכות לגבי "דילול סרדינים" טקסונומיה מולקולארית וקלאסית של כחוליות מהכנרת תפקוד של מסנן חול במפעל להתפלת מי-ים. TEPכגורם להתהוות ביופילם במפעלים להתפלת מי-ים. מנחה בחיא"ל ג' גל ת' זהרי ט' ברמן ט' ברמן תפקיד זואופלנקטון במחזור נוטריינטים ג' גל קרומים ביולוגיים א' הדס איזוטופים יציבים במארג המזון השפעת פעילויות אנתרופוגניות על איכות מי הכנרת תגובת מיני זואופלנקטון להשפעות כימיות על דגים ת' זהרי ג' גל ג' גל תגובת מיקרוציסטיס להעשרה בזרחה א' סוקניק פיתוח מדד ביולוגי לחיזוי סתימת ממברנה מידול תפקיד הדגים בכנרת גורמים לפיזור מרחבי של פריחות מעקב אחר חמצון מתאן אנארובי בסדימנט בקרה מולקולארית של התפתחות אקינטים בכחוליות ט' ברמן ג' גל ת' זהרי א' סוקניק א' הדס בקרת כחוליות א' סוקניק פריחת הפרדיניום בכנרת א' סוקניק חקר מחזור החנקן בכלים איזוטופיים ע' נשרי דינמיקה של שלג על הר החרמון אפקט של רדיקליים חופשיים על פיטופלנקטון השפעה של גלים פנימיים על סוגסטיה מיקרוביאלית של הפן הביני א' רימר 147 ו' אקרט ו' אקרט ו' אקרט .6.3מחקרי המעבדה .Iמחקרים שהסתיימו בשנת 2010 גורם מממן שם המחקר /שמות החוקרים משרד התשתיות הלאומיות: רשות המים הגברת ניטור כנרת (ת' זהרי) הקשר בין דג הלבנון לזואופלנקטון (ג' גל) מדידת התאיידות ושלג בחרמון (א' רימר) מדד ביולוגי/ממברנות להתפלה (ט' ברמן) בקרת מארג המזון בכנרת (ת' זהרי) חומרים אללופתיים וציאנובקטריה (א' סוקניק) מחזור חיים של ציאנובקטריה באגמים (א' סוקניק ,א' הדס ,ג' גל) מקורות אנטרופוגניים של זרחן (ב' חירות ,ע' נשרי) בקרת אצות כחוליות (א' סוקניק) פירוק פיגמנטים ככלי לימוד (י' יעקבי) קורס לימנולוגיה ואיכות מים (א' סוקניק) סדנה לאקולוגיה ימית (א' סוקניק) בדיקת אצות כחוליות (א' סוקניק) שירותי ייעוץ (א' סוקניק) אונ' עבריתBMBF / משרד המדעBMBF / משרד המדע/אונ' עברית הקרן הלאומית למדע אונ' העברית שגרירות צרפת/ת"א מקורות י.מ טכנולוגיות ליצור אצות .IIמחקרים שהתחילו ב 2010-או נמשכים בשנת 2010 גורם מממן משרד המדעBMBF/ משרד התשתיות הלאומיות: רשות המים משרד התשתיות מכון IMK-IFU הקרן הלאומית למדע אונ' תל אביב "מערכות סביבתיות" BSF רשות הטבע והגנים אגף הדיג תמ"ת/מגנט/תאגיד מ.י.ם מיג"ל; איגוד ערים כנרת מנהלת הכנרת פנימי אחרות שם המחקר /שמות החוקרים מחזור החיים של ציאנובקטריה באגמים (א' סוקניק ,ג' גל ,א' הדס) מקורות אנתרופוגניים של זרחן (ב' חרות ,ע' נישרי) ניטור כימי וביולוגי (ת' זהרי) תכנית חירום (ת' זהרי) פריחה אביבית של פרדיניום בכנרת (א' סוקניק) מודל לשיפור ממשק הדיג בכנרת (ג' גל) השפעת חומרי הדברה על הכנרת (ד' ויין) תהליכים מיקרוביאליים בליטוראל (א' הדס) יעילות טיפול קדם בממברנות (ט' ברמן) שימוש בקרומים ביולוגיים (א' הדס) פרויקט ( PROCEMAא' רימר) פירוק פיגמנטים ככלי לימוד (י' יעקובי) שינויים גלובלייםGLOWA/ זיהוי וכימות ציאנובקטריה איזוטופים יציבים במערך המזון בכנרת (ת' זהרי) כלורופיל ואצות בשמורת החולה (ת' זהרי) ניטור חומרי הדברה בדגים (ד' ויין) יצירת משטחים מיקרוביאליים (ט' ברמן) ניטור אצות באגמון (ת' זהרי) עלוקות וחלזונות בכנרת (ג' גדעון ,ת' זוהרי) הסכם ייעוץ לחופי הכנרת (תמ"א )13 חנקן גזי בכנרת (ע' נשרי) אנליזות פחמן אורגני (א' ורנר) אנליזת איכות מי ברכות (א' הדס) 148 .IIIמחקרים חדשים לשנת 2011 משרד התשתיות שם המחקר /שמות החוקרים חנקן וציאנובקטריה בכנרת (א' סוקניק) תרומת מזינים לשכבה הפוטית בכנרת (ע' נשרי) צורוני סלניום בעמק החולה (ע' נשרי) איזוטופים למעקב אחר מחזור החנקן (ע' נשרי) גורם מממן רשות המים משרד המדעBMBF/ פיתוח מערכות פלואורסנציה דחויה (א' ורנר ,י' יעקבי) אגודת הידידים מדידת שטח פנים בכנרת (א' רימר) 149 2010-11 - פרסומי המעבדה בספרות הבינלאומית המבוקרת ב.6.4 Adler, M., W. Eckert and O. Sivan (2011). Quantifying rates of methanogenesis and methanotrophy in Lake Kinneret sediments (Israel) using porewater profiles. Limnol. Oceanogr. (in press). Sivan, O., M. Adler, A. Pearson, F. Gelman, I. Bar-Or, S. G. John and W. Eckert (2011). Geochemical evidence for iron-mediated anaerobic oxidation of methane Limnol. Oceanogr. (in press). Alster, A., R.N. Kaplan-Levy, A. Sukenik and T. Zohary (2010). Morphology and phylogeny of a non- toxic invasive Cylindrospermopsis raciborskii from a Mediterranean Lake. Hydrobiologia 639: 115-128. Atanasova, N., G. Gal, S. Džeroski, L. Todorovski and B. Kompare (2011). Automated discovery of the factors governing Dinoflagellate dynamics in Lake Kinneret Environ. Model. Soft 26: 658-668. Bar-Yosef, Y., A. Sukenik, O. Hadas, Y. Viner-Mozzini and A. Kaplan (2010). Enslavement in the water body by toxic Aphanizomenon ovalisporum, inducing alkaline phosphatase in phytoplankton. Current Biology 20: 1-5. Bar-Zeev E., T. Berman, E. Rahav, G. Dishon, B. Herut, N. Kress and I. Berman-Frank (2011) Transparent exopolymer particles (TEP) dynamics in the eastern Mediterranean Sea. Mar.Ecol. Prog. Ser. (In Press) Berman, T., Y.Z. Yacobi, A. Parparov and G. Gal (2010). Estimation of long-term bacterial respiration and growth efficiency in Lake Kinneret. FEMS Microbiol. Ecol., 71: 351-363. Berman, T. (2010). TEP- a major challenge for water filtration. Filtration+Separation. 47(2):20-22. Berman, T. and R. Parparova (2010). Visualization of Transparent Exopolymer Particles (TEP) in various source waters. Desalination & Water Treatment 21, 382-389. Berman T., R. Mizrahi and C.G. Dozoretz (2011). TEP: a critical factor in aquatic biofilm formation and fouling on filtration membranes. Desalination (In Press) Cook F. and A. Rimmer (2010). Erratum: Chemical stratification in thermally stratified lakes: A chloride mass balance model. Limnol. Oceanogr., 55(3): 1463-1465. DelSontro, T., D.F. McGinnis, S. Sobek, I. Ostrovsky, and B. Wehrli (2010). Extreme methane emissions from a Swiss hydropower reservoir: contribution from bubbling sediments. Environ. Sci Technol. 44 :24192425. Gal, G. and W. Anderson. (2010). A novel approach to detecting a regime shift in a lake ecosystem. Methods in Ecology and Evolution 1: 45-52. Gilor, O., O. Hadas, A. Post and S. Belkin (2010). Phosphorus and nitrogen in a Monomictic freshwater lake: employing cyanobacterial bioreporters to gain new insights into nutrient bioavailability. Freshwater Biology 55: 1182-1190 Gitelson, A. A., D. Gurlin, W. J. Moses and Y. Z. Yacobi (2011). Remote estimation of chlorophyll-a concentration in inland, estuarine, and coastal waters. Ch. 18, pp. 449-478. In: (Q. Weng, ed.) Advances in Environmental Remote Sensing: Sensors, Algorithms and Applications, CRC Press, Boca Raton, FL, USA. Junier, P., O. Kim, W. Eckert, P. Casper, P., K-P. Witzel, J.F. Imhoff and O. Hadas, (2010). Methane- and ammonia-oxidizing bacteria at the chemocline of Lake Kinneret (Israel). Aquat. Microbial. Ecol. 58: 241-248. 151 Junier, P., V. Molina, C. Dorador, O. Hadas, O. Kim, P. Junier, K-P, Witzel and J.F. Imhoff (2010). Phylogenetic and functional marker genes to study ammonia-oxidizing microorganisms (AOM) in the environment. Applied Microbiology and Biotechnology. 85: 425-440. Kaplan-Levy, R., O. Hadas, M.L. Summers, and A. Sukenik (2010). Akinetes: Dormant cells of cyanobacteria. In: Dormancy and Resistance in Harsh Environments. [ed] E. Lubzens et al. Springer- Verlag, Berlin Heidelberg 2010. Kurzbaum E., S. Beer and W. Eckert (2010). Alterations in delayed and direct phytoplankton fluorescence in response to the diurnal light cycle Hydrobiologia 639: 197-203. Makler-Pick, V., G. Gal, M. Gorfine, M.R. Hipsey and Y. Carmel (2011). Sensitivity analysis for complex ecological models - a new approach. Environ. Model. Soft. 26: 124-134. Nishri A., A. Rimmer, U. Wagner, Z. Rosentraub and P. Yeates (2011). Physical controls on spatial variability in decomposition of organic matter in Lake Kinneret, Israel. Aquatic Geochemistry (in press). Nishri, A (2011). Phosphorus and nitrogen transport mechanisms from the Hula Valley to the Jordan River. Israel Journal of Earth sciences (in press). Nishri, A. and D. Hamilton (2010). A mass balance evaluation of the ecological significance of historical nitrogen fluxes in Lake Kinneret. Hydrobiology, 655: 109-119. Ostrovsky, I. and J. Tegowski (2010). Hydroacoustic analysis of spatial and temporal variability of bottom sediment characteristics in Lake Kinneret in relation to water level fluctuation. Geo-Marine Letters, 30: 261–269. Ostrovsky, I. and Y.Z. Yacobi (2010). Sedimentation flux in a large subtropical lake: Spatio-temporal variations and relation to primary productivity. Limnol. Oceanogr., 55: 1918-1931. Padisák, J., E. Hajnal, L. Naselli-Flores, M.T. Dokulil, P. Nõges and T. Zohary (2010). Convergence and divergence in organization of phytoplankton communities under various regimes of physical and biological control. Hydrobiologia 639: 205-220. Parparov, A., G. Gal, D. Hamilton, P. Kasprzak, A. Ostapenia. (2010).Water quality assessment, trophic classification and water resources management. J. Water Resource and Protection 2: 907-915. Pinchasov - Grinblat Y., D. Iluz, A. Alster, A. Perelman and Z. Dubinsky (2010). Comparison of two methods for estimating energy storage efficiency in phytoplankton photosynthesis. J. Oceanogr. Mar. Sci. 1(5): 8692. Pulido-Villena, E.,J.F. Ghiglione, E. Ortega-Retuerta, F. Van-Wambeke and T. Zohary (2011). Heterotrophic bacteria in the pelagic realm of the Mediterranean Sea. Ch 9. In: (N. Stambler, ed.): Life in the Mediterranean Sea: A look at habitat changes. Nova Science Publ. (in press). Rahamim, T., N. Stambler, T. Zohary, I., Berman-Frank and G. Gal (2010). Zooplankton contribution to the particulate N and P in Lake Kinneret Israel under changing water levels. Hydrobiologia 665: 121-135. Rimmer A., G. Gal, T. Opher, Y. Lechinsky, Y. Z. Yacobi (2011). Mechanisms of long-term variations of the thermal structure in a warm lake. Limnol. Oceanogr. 56:974-988. Samuels R., A. Rimmer, A. Hartmann, S. Krichak and P. Alpert (2010). Climate Change impacts on Jordan River flow: Downscaling application from a Regional Climate Model. J. Hydrometeorol. 11(4): 860-879. Sivan, O., M. Adler, A. Pearson, F. Gelman, I. Bar-Or, S. G. John and W. Eckert (2011). Geochemical evidence for iron-mediated anaerobic oxidation of methane Limnol. Oceanogr. (in press). 151 Sobek, S., R. Zurbrügg and I. Ostrovsky (2011). The burial efficiency of organic carbon in the sediments of Lake Kinneret. Aquatic Sciences (in press). Tegenu A.E., K.B. Haimanote, S.L. Elias, K.A. Essayas, A.T. Seifu, A.S. Collick, Z.M. Easton, A. Rimmer, S.B. Awulachew and T.S. Steenhuis (2011). Watershed Hydrology of the (Semi) Humid Ethiopian Highlands . Chapter 7 in Nile River Basin. Springer Science+Business Media B.V. (in press). Tegowski, J., I. Ostrovsky and M. Zamaryka (2010). The acoustic evidence for gas bubbles in the Lake Kinneret sediments. Hydroacoustics, 13: 261-268. Yacobi, Y.Z., W. J. Moses, S. Kaganovsky, B. Sulimani and A. A. Gitelson (2010). Chlorophyll a in productive waters: testing the limits of an algorithm. Proceedings ‘ESA Living Planet Symposium’, Bergen, Norway, 28 June – 2 July 2010, ESA SP-686. ISBN 978-92-9221-250-6. Yacobi, Y.Z., W. J. Moses, S. Kaganovsky, B. Sulimani, B. C. Leavitt and A. A. Gitelson (2011). NIR-red reflectance-based algorithms for chlorophyll a estimation in mesotrophic inland and coastal waters: Lake Kinneret case study Water Research 45: 2428-2436. Yacobi, Y.Z. and I. Ostrovsky (2011). Sedimentation of photosynthetic pigments during the bloom of the green sulfur bacterium Chlorobium phaeobacteroides in Lake Kinneret: spatial patterns. Hydrobiologia, 660: 117-124. Yacobi, Y.Z. and T. Zohary (2010). Carbon:chlorophyll a ratio, assimilation numbers and turnover times in Lake Kinneret phytoplankton. Hydrobiologia, 639: 185-196. Zohary, T., J. Padisák, and L. Naselli-Flores (2010). Foreword. Hydrobiologia 639: 1-4. Zohary, T., J. Padisák and L. Naselli-Flores (2010). Phytoplankton in the physical environment: beyond nutrients, at the end, there is light. Hydrobiologia 639: 261-269. Zohary, T. and I. Ostrovsky (2011). Ecological impacts of excessive water level fluctuations in stratified freshwater lake. Inland Waters 147-59 : 152 .6.5דו"חות המעבדה בשנת 2010 המחקר המחבר מס' הדו"ח סוג הדו"ח הוגש ל- שנתי משרד התשתיות הלאומיות T2 הדס א. ואחרים Life cycle of Nostocales- an intrinsic dynamic component essential to predict cyanobacterial blooms in lakes and reservoirs. שנתי משרד המדע T3 סוקניק א. ואחרים הפריחה האביבית של פרידיניום בכנרת – השונות הרב-שנתית והמרחבית בפריחה והשפעתה על יציבות המערכת האקולוגית באגם שנתי רשות המים T4 אקרט ו. ואחרים קצבי סדימנטציה של חומר אורגני ,אנאורגני וזרחן חלקיקי בדלתא של הירדן – מפתח להבנת תהליכי ארוזיה באגן ההיקוות והשפעתם על איכות המים בכנרת סופי רשות המים T5 אלסטר א. ניטור פיטופלנקטון באגמון 2010 ביניים מיג"ל T6 ברמן ט. ואחרים -MSCמדד ביולוגי להערכת היעילות של טיפול קדם לפני ממברנות אוסמוזה הפוכה ()RO וננופילטרציה ()NF שנתי רשות המים T7 רימר א. ואחרים מדידת התאדות ושלג בחרמון ,והערכה נומרית של השפעתם על ספיקת מקורות הירדן שנתי רשות המים T8 הדס א. ואחרים האם תהליכים מיקרוביאליים בליטוראל משפיעים על איכות המים ואופי האקוסיסטמה של הכנרת שנתי רשות המים T9 הדס א. ואחרים שימוש בקרומי קרקע ביולוגיים כאמצעי לייצוב פני שטח וכסוי אתרי פסולת שנתי משרד התשתיות הלאומיות T10 אלסטר א. ניטור פיטופלנקטון בשמורת החולה 2009 ביניים רשות הטבע והגנים T11 חוקרי המעבדה ניטור ומחקרי כנרת ,דו"ח פעילות המעבדה לשנת 2009 סופי משרד התשתיות הלאומיות T12 זהרי ת. ואחרים בקרת מארג המזון בכנרת מרמת הטורפים מטה – מחקר באמצעות איזוטופים יציבים שנתי רשות המים נשרי ע. ניטור מתכות כבדות T1 חוקרי חדשות כנרת ,גליון מס' 31 המעבדה T13 שנתי רשות המים ואחרים T14 דולב ע. סקר עלוקות ורכיכות בחופי הכנרת ואחרים 153 ביניים איגוד ערים כנרת T15 נשרי ע. מאגרי קולחים סופי רשות המים ואחרים T16 ברמן ט. ואחרים - MSCמדד ביולוגי להערכת היעילות של טיפול קדם לפני ממברנות אוסמוזה הפוכה ()RO וננופילטרציה ()NF חצי שנתי רשות המים T17 חוקרי המעבדה חדשות כנרת ,גליון ,32קובץ תקצירי מחקר וחשיבה של חוקרי המעבדה שנתי רשות המים T18 סוקניק א. ואחרים הפריחה האביבית של פרידיניום בכנרת – השונות הרב-שנתית והמרחבית בפריחה והשפעתה על יציבות המערכת האקולוגית באגם ביניים רשות המים T19 הדס א. ואחרים שימוש בקרומי קרקע ביולוגיים כאמצעי לייצוב פני שטח וכסוי אתרי פסולת ביניים משרד התשתיות הלאומיות T20 זהרי ת. בקרת מארג המזון בכנרת מרמת הטורפים מטה – מחקר באמצעות איזוטופים יציבים ביניים רשות המים ואחרים T21 זהרי ת. ואחרים T22 יעקבי י. Stable isotopes and stoichionetry of the kinneret food web פיגמנטים פוטוסינטטיים בקרקעית שנתי סופי BSF ISF ובסדימנט ים באגם הכנרת T23 סוקניק א. ואחרים דו"ח סטטוס סמינר שנתי BMBF T24 אלסטר א. ניטור פיטופלנקטון בשמורת החולה 2010 שנתי מיג"ל T25 הדס א. ואחרים האם התהליכים מיקרוביאלים בליטוראל משפיעים על איכות המים ואופי האקוסיסטמה של הכנרת שנתי רשות המים 154