חקר ימים ואגמים לישראל בע"מ המעבדה לחקר הכנרת ע"ש יגאל אלון ניטור ומחקרי כנרת דוח פעילות המעבדה לשנת 2012 www.ocean.org.il באיור שמעבר לדף :הכנרת עם החרמון מושלג ברקע ,מרץ .2102צילום :תמר זהרי. i ניטור ומחקרי כנרת דו"ח פעילות המעבדה לשנת 2012 דו"ח חיא"ל T12/2013 מאי 2013 ii iii עיקרי הדו"ח הדו"ח מסכם את פעילות המעבדה לחקר הכנרת ע"ש יגאל אלון ,חקר ימים ואגמים לישראל ,בשנת .2012 מוצגים בו עיקרי הממצאים של ניטור הכנרת והמסקנות הנובעות מהם .בהמשכו ,הדו"ח מרכז את תוצאות המחקרים הלימנולוגיים שבוצעו במהלך השנה במעבדה ומוקדו בתהליכים העיקריים המתקיימים באגם או באגן ההיקוות שלו ומשפיעים על איכות המים. איכות המים בשנת 2012היו חריגות רבות מערכים קבילים ברוב הפרמטרים של איכות המים )איור .(1כמו בשנים קודמות, שני פרמטרים עיקריים שתרמו להפחתה באיכות המים היו ריכוזי הכלוריד ,שהיו גבוהים מהקביל בכל החודשים ,ואחוז הכחוליות ,שהיה גבוה מהערכים הקבילים בעשרה מחודשי השנה .אך בשונה משנים אחרות, באופן בולט ב 2012-גם ריכוזי הכלורופיל והייצור הראשוני חרגו מגבול הקביל מצדו הגבוה ברבים מחודשי השנה ,ובאפריל ,בשיא פריחת אצת הפרידיניום ,חרגו מתחום הקביל גם ריכוזי החומר המרחף ,העכירות והזרחן הכללי ,כולם פרמטרים שמושפעים מפריחת הפרידיניום )איור .(1 איור :1תיאור גרפי של איכות המים בכנרת ב 2012-עבור 9פרמטרים ,בחודשי החורף-אביב )משמאל( והקיץ-סתיו )מימין( .הערכים הם ממוצעים חודשיים של ערכים שנמדדו אחת לשבוע או שבועיים בין 0-10מ' ב 5-תחנות )פרמטרים כימיים( או בתחנה ) A פרמטרים של פיטופלנקטון(; קולי פקלי נמדדו ב 14-תחנות חופיות .הערכים הממוצעים מצויינים 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 ,שלפיהם נקבעו תחומי הערכים הקבילים. iv הערכים הנמוכים יחסית של האינדקס התבטאו גם בערכים נמוכים של האינדקס המשוקלל לאיכות מי הכנרת ,"CWQI" ,שפותח במעבדה לחקר הכנרת .האינדקס נותן מדד של איכות המים מנקודת ראות של שימור המערכת האקולוגית (ולא למשל מבחינת איכות המים לשתיה ,אם כי קיים קשר הדוק בין השניים). לאורך כל השנה ערכי האינדקס נמצאו מצדו התחתון של גבול הקביל (ראו פרק .)2.20 הערכים הנמוכים של הפרמטרים השונים ושל האינדקס המשוקלל לא מפתיעים ,שנת 2102היתה שנה גשומה מהממוצע שבאה לאחר רצף שנות בצורת ,עם שטיפת אגן ההיקוות וכניסת חומרי דשן ומזהמים אחרים בכמות גדולה ,ולכן ניתן היה לצפות לרמות גבוהות מהממוצע של פרמטרים שונים המבטאים את עצמת הפעילות הביולוגית באגם. מאותה סיבה של כניסות מוגברות של מזהמים ,איכות המים בשנה זו היתה פחותה גם בהיבטים תברואתיים. כמו בחורפים גשומים אחרים ,גם ב 2102-נרשמו ערכים גבוהים יחסית של חיידקים אינדיקטורים לזיהום צואתי בינואר ,פברואר ושוב בדצמבר ,בעיקר בשפך הירדן אך גם בשפכי נחלים אחרים .ביתר חודשי השנה הערכים היו נמוכים .עם זאת ,בראשי יניקה נשמרו ערכים נמוכים כך שאיכות המים לאספקה נשארה טובה. רעלני כחוליות מקבוצת המיקרוציסטינים נמצאו במים בריכוזים נמוכים החל ממרץ ,והגיעו ביולי לשיא שמעל הסף המותר על ידי ארגון הבריאות הבנ"ל ( ,)WHOוזאת בניגוד לשנים קודמות בהן מיקרוציסטינים נמצאו במים רק בחורף ונעלמו במרץ -אפריל .סוג נוסף של רעלן ,צילינדרוספרמופסין ,המיוצר על ידי אצה אחרת ,נמצא במי כנרת מאוגוסט ועד נובמבר בריכוזים שמעל לסף. תמונה כללית :הכנרת בשנת 2102 לפי דיווח של חב' מקורות ,כמות הגשמים באגן ההיקוות של הכנרת בשנה ההידרולוגית 2100302הייתה כ- 001%מהממוצע הרב שנתי ,עם 091מ"מ של גשם בכפר גלעדי .ישירות על הכנרת ירדו כ 011%-מהממוצע הרב שנתי /91 ,מ"מ .שנה גשומה יחסית זו הגיעה לאחר רצף של 0שנים ,מאז ,2111ממוצעות או דלות משקעים, ורצף של 1.5שנים של מפלסים נמוכים (מתחת ל -202מ') .בחורף 2100302מפלס הכנרת עלה ב 2./0מ', ובפעם הראשונה מאז חורף 2119315חצה כלפי מעלה את מפלס -200.51מ' ,לתקופה של כשלשה חודשים (נתוני השירות ההידרולוגי). כשנה גשומה שהגיעה אחרי רצף של שנים שחונות ,שטיפת אגן ההיקוות בחורף 2100302הובילה לעומסים גבוהים של נוטריאנטים וכן להסעת חומר אורגני ואי-אורגני רב מאגן ההיקוות לתוך הכנרת .בנוסף ,עליית המפלס גרמה להצפת חלק ניכר מהצמחייה החופית העבותה שהתפתחה בחופי הכנרת החשופים ממים במהלך שנות המפלסים הנמוכים .הצמחייה המוצפת המתפרקת וכן חומר צמחי שנשר מהצמחייה במשך השנים והוצף לראשונה ב 2102-תרמו מזינים נוספים למי הכנרת ,בפרט בחודשי האביב .גורמים מאלצים אלו התביעו חותמם על המערכת האקולוגית :שנת 2102הייתה שנה עם פריחה אביבית מאסיבית וממושכת ,עם ריכוזי כלורופיל וייצור ראשוני גבוהים מהממוצע ,עם ריכוזי כחוליות מייצרות רעלנים גבוהים יחסית ,ובאופן כללי, שנה של כנרת יותר "איאוטרופית" מהממוצע ,עם ערכי אינדקס איכות מים נמוכים מהקביל לאורך כל השנה. אנו רואים את הפחיתה באיכות המים כמצב זמני שניתן היה לצפות לו עקב שטיפת אגן ההיקוות .במקיל, מילוי האגם מחזיר את הכנרת למצב קרוב יותר לטבעי .בהנחה שעקב כניסת מים מותפלים למאזן המים הלאומי ניתן יהיה בעתיד לתפעל את הכנרת בטווח מפלסים קטן יותר מאשר העשורים האחרונים ,בין "הקווים האדומים" ,אנו מקווים שתוך מספר שנים הכנרת תראה התייצבות מחודשת עם איכות מים משופרת, אך שינוי כזה לא יכול להיות מיידי. v הצפת הצמחייה בחורף 2100302הייתה מלווה בבעיות של מפגעי יתושים ומפגעי ריח נקודתיים ,במקומות בהם הצטבר והתפרק חומר אורגני .בעיות אלו היו זמניות וברות פתרון (כמו ריסוס ב BTI -נגד יתושים). מאידך הצמחייה החופית המוצפת סיפקה לדגים וחסרי חוליות מקומות מסתור מטורפים ,מקורות מזון מגוונים ,אתרי קינון מועדפים לדגה ,ואתרי אימון לדגיגים שבקעו .הדגה בכנרת ,שדעכה בשנות המפלסים הנמוכים ,עם שפל של כל הזמנים בשלל הדייג ב - 2110-התברכה בשנה עם תנאים לרבייה מוצלחת ,תחזית שאומתה בסקרים של אתרי הטלה של אמנונים שהעידו על הצלחת רבייה. שנת 2102היתה "שנת פרידיניום" :בפעם הראשונה ,אחרי 1שנים ללא פריחת פרידיניום אביבית ,התפתחה בכנרת פריחה מאסיבית של האצה .לא רק שעוצמת הפריחה היתה גבוהה ,היא גם נמשכה על פני כשלשה חודשים מלאים ,מתחילת מרץ עד סוף מאי ,בעוד שברוב השנים הפריחה נמשכת כחודש וחצי עד חודשיים. נוטריאנטים שמקורם בפירוק צמחייה החופית המוצפת ובסחף נרקב מאגן ההיקוות תרמו כנראה להתמשכות הפריחה. הפריחה האביבית המאסיבית התבטאה בפרמטרים רבים :ריכוזי הכלורופיל היו גבוהים במיוחד בחודשים מרץ עד מא י ,תופעה שנצפתה אף מצילומי לוויין .הייצור הראשוני השנתי היה הגבוה שנמדד עד כה בכנרת .ריכוזי חנקן אורגני וזרחן חלקיקי בעמודת המים העליונה היו גם הם מהגבוהים שנרשמו עד כה .מספר הדגים הכולל במים הפלאגיים של האגם בקיץ 2102היה כפול מזה שנרשם בקיץ .2100גם ריכוזי החיידקים ההטרוטרופיים ופעילותם ב 2102 -היו גבוהים מממוצעי השנים האחרונות .קצבי שיקוע הקלציט באביב היו גבוהים במיוחד. אצת הפרידיניום משמשת כסמן ליציבות האקולוגית באגם .בשנים ללא פריחת פרידיניום עלולות להתפתח בנישה הריקה שנוצרת אצות לא רצויות (ובפרט אצות כחוליות רעילות) ומארג המזון כולו עלול להשתבש (למשל ,מחסור במזון שמקורו בפרידיניום לדגי האמנון). אבק היווה מקור משמעותי ביותר של זרחן זמין לכנרת ,במהלך 2102נכנסו לכנרת 91טון של זרחן זמין שמקורו באבק ,כמות שעלתה על עומס הזרחן הזמין שהגיע מהירדן. עיקר ממצאי הניטור בשנת 2102מסוכמים להלן בטבלה .0הרבה מנתוני הניטור מוצגים כיום ב"מרכז מידע כנרת" שבאתר האינטרנט www.ocean.org.ilחלקם "בזמן אמת" וחלקם נתונים היסטוריים .האתר אינטראקטיבי ומאפשר בחירת הפרמטרים והזמן עבורם יוצגו הנתונים .לאחרונה הוסף ל"מרכז מידע כנרת" קטלוג אצות כנרת האינטרנטי והוא זמין בקישורhttp://kinneret.ocean.org.il/phyt_cat_listView.aspx : טבלה .0עיקר ממצאי הניטור משנת 2102 פרמטר ממצאים בשנת 2102 מפלס מפלס הכנרת עלה במהלך חורף 2100302ב 2./0 -מ' ,מרום מינימלי של -20/.51מ' בדצמבר ,2100לרום שיא של -200./2מ' ,באמצע מאי .2102במהלך הקייץ והסתיו המפלס ירד שוב לרום מינימלי של -202.11מ' 0.29 ,מ' גבוה ממפלס המינימום של השנה הקודמת. תנאים פיסיקליים שנת 2102הייתה רגילה למדי בכל הקשור לתנאים הפיזיקליים באגם :טמפרטורת המים והאויר ,רוחות ופריסת הגשם. חומר מרחף ריכוז החומר המרחף הממוצע היה כ 01-מג' חומר יבש לליטר ,כ 51%-מהחומר המרחף היה אורגני .שיא גדול בריכוז החומר המרחף נרשם בשיא פריחת הפרידיניום. vi כלוריד מליחות האגם הממוצעת הייתה כ 291 -מג"ל כלוריד ,עם ירידה נכרת בחורף הודות לזרימות מאגן ההיקוות .זו מליחות גבוהה מהממוצע הרב שנתי אך נמוכה מזו של .2100 עכירות באפילימניון גבוהה במיוחד בעונת הפרידיניום. זרחן מומס מגיב באפילימניון ברמות נמוכות מהממוצע הרב-שנתי כנראה עקב פריחת הפרידיניום, הפעילות הביולוגית הנמרצת וצריכה שלו. זרחן כללי ריכוזים גבוהים באביב (בעיקר של זרחן אורגני חלקיקי) בגלל הפריחה המאסיבית. חנקן הדגם העונתי של אמון ושל ניטרט היו רגילים ,תהליך הניטריפיקציה בפברואר גרם לשיא של ניטריט .בקיץ-סתיו (יולי עד נובמבר) נמדדו ערכים גבוהים של קיבוע חנקן. ריכוזי החנקן האורגני החלקיקי היו גבוהים – עקב פריחת הפרידיניום. פיטופלנקטון פרידיניום פרחה פריחה מאסיבית אחרי 1שנים ללא פריחה .שיא הפריחה התארך ונמשך על פני כשלשה חודשים ,מרץ עד מאי .ביומסת האצות האביבית הייתה גבוהה במיוחד ,כמו גם ריכוזי הכלורופיל ,קצבי הייצור הראשוני וקצבי הנשימה הקהילתית. בקיץ נרשמו רמות גבוהות של כחוליות מקבעות חנקן .לריכוזים החריגים הגבוהים של אצת הפרידניום באביב 2102ביטוי בריכוזי חריגים של חנקן אורגני וזרחן חלקיקיים בעמודת המים העליונה. שיקוע קלציט גבוה בהרבה מהממוצע הרב-שנתי. זואופלנקטון נמשכת תנודתיות גדולה בצפיפות הזואופלנקטון .מבין הקופפודים ,המין הגדול (מזוציקלופס) היה נפוץ פי 1מהמין הקטן (תרמוציקלופס) – תופעה שעשויה להצביע על לחץ טריפה נמוך ,וזאת למרות ההכפלה במספר הלבנונים באגם .יחס > 0בין שני המינים קיים באגם כבר מ ,2115-אחרי כ 21-שנה בהם היחס היה קטן מ.0- דגים מספר הדגים במים הפלאגיים בקיץ-סתיו 2102היה כ 591 -מיליון ,בערך כפול ממספר הדגים באותה תקופה ב .2100-העלייה במספר הדגים מיוחסת לרבייה מוצלחת שנתאפשרה עקב עליית המפלס ששינתה לחלוטין את אופי הליטורל מליטורל חולי וחשוף לליטורל עם צמחייה מוצפת שמשמשת אתר קינון ,מסתור ומקור מזון לדגים המתרבים ולדגיגים באגם. חומרי הדברה Chlorperyphosו Endosulfanהיו חומרי ההדברה הנפוצים במי כנרת ,לרוב בריכוזים נמוכים מאד .אנדוסולפאן נמצא בריכוזים גבוהים ברקמות דגים באירועי חשד להרעלה ממאי-יוני ,2102וכנראה מהווה חומר עיקרי בדייג לא חוקי באמצעות רעלים. רעלני כחוליות עקב נוכחות אצת המיקרוציסטיס ,בחורף נמצאו במי כנרת מיקרוציסטינים בריכוז מרבי של 0.2מיקרוגרם לליטר .בקיץ -סתו פרחה בכנרת האפניזומנון שמייצרת צילינדרוספרמופסין ,ריכוז מרבי שנצפה במי האגם באוקטובר היה /מיקרוגרם לליטר, ערך חריג שעובר את הסף המותר ( 0מיקרוגרם לליטר) על ידי ארגון הבריאות הבנ"ל. אינדוקטורים לזיהום צואתי עיקר הזיהום מקורו בזרימות החורף ובשטיפת אגן ההיקוות ,ולכן ערכים גבוהים של חיידקים אינדיקטורים נמדדו בחורף בתחנות שבשפכי הנחלים .בקיץ יש מספרים נמוכים של חיידקים אינדיקטורים לזיהום צואתי בכל 01תחנות הדיגום. vii קצבי שיקוע קצבי סדימנטציה במרכז האגם ( )Aובתחנה ליטורלית ( )Mהיו נמוכים מהממוצעים הרב-שנתיים ,בעוד שבתחנה פריפריאלית עמוקה ( )Fהם היו קרובים לממוצע הרב- שנתי. מליחות הנביעה בברבוטים המליחות בברבוטים התייצבה ברמה נמוכה של בערך 011מיליגרם כלוריד לליטר. שפיעת המים בברבוטים מושפעת מעונת השנה והיא גדולה יותר בחורף .לא זוהו מגמות ארוכות טווח בשפיעת המים. בסיס הנתונים פותחו כלים להצגת נתוני הניטור באתר חיא"ל וכיום ניתן לראות הרבה מנתוני הניטור בצורה גרפית בזמן כמעט אמיתי ,בקישור http://kinneret.ocean.org.il/Default.aspx מע' SISCAL הניטור באמצעות תצלומי לווין ממע' SISCALהראה: טמפרטורת פני המים ( SSTממוצע חודשי) בחודשים אפריל-אוקטובר הייתה גבוהה יותר מבשנים קודמות ( .)2119-2100בשאר החודשים שנת 2102הייתה דומה לממוצע. בנובמבר-דצמבר עומק הסקי החודשי הממוצע היה גדול יותר מבשנים קודמות (2110- .)2100בשאר החודשים שנת 2102הייתה דומה לממוצע או נמוכה ממנו. ריכוזי הכלורופיל הממוצעים בפני השטח בחודשים פברואר-מאי היו גבוהים יותר מהממוצע בשנים הקודמות (עקב פריחת הפרידיניום). ממצאים עיקריים ממחקרי כנרת בשנת :2102 מודל כנרת – השפעת חוסר וודאות בערכי פרמטרים :נבחנה אמינות התוצאות של מספר תרחישי ניהול בהינתן טווח (היקף) רחב של חוסר וודאות בערכיהם של 59פרמטרים שנבחרו מתוך מאות הפרמטרים של המודל על סמך ניתוח רגישות שנערך למודל בעבר .נמצא שהשפעת השינויים בעומסי זרחן על הריכוזים של הזרחן ( )TPוהחנקן ( )TNועל אוכלוסיית האצות באגם ,עקבית על פני טווח ערכי הפרמטרים שנבחנו. המסקנה היא כי ביצועי המודל והיכולת של המודל לשמש ככלי ניהולי לבחינת תרחישים אינם נפגעים עקב חוסר הוודאות בערכי הפרמטרים. מערכת ה :FlowCAM-הכנסת מערכת זו לפעולה במסגרת הניטור השגרתי מסובכת ונמצאת עדין בשלבים מוקדמים של הכרת יכולות המערכת ,הכרת מגבלותיה ולימוד דרכי הטיפול והפתרון למגבלות אלו .בסבירות גבוהה המערכת תלמד לזהות ולהבדיל בין מספר מינים או קבוצות מינים עיקריים של פיטופלנקטון וזואופלנקטון ותאפשר הרחבה משמעותית של יכולות הניטור לגבי מינים אלו. שיפור מדידות וניתוח שטפי שטח הפנים באגם :פותחה מערכת מדידה משופרת ,שאפשרה חישוב מדויק של שטפי שטח הפנים (קרינה ארוכה וקצרת גל ,חום כמוס וחום מוחשי) ,ובמקביל בוצעה מדידת טמפרטורה בשכבה הסמוכה לפני המים בהפרדה אנכית של כמה מילימטרים ,עד לעומק של 0.9מ' .בעזרת שילוב שתי השיטות אומתה שיטת החישוב של שטפי שטח הפנים ע"י מדידה מדויקת ככל האפשר של השארית הסוגרת את מאזן האנרגיה בפני המים. תרומת מזינים מההיפולימניון לאפילימניון :מדידות רציפות משרשרת תרמיסטורים ,מד חמצן ,ומדי זרם בשילוב עם מבצעי דיגום אינטנסיביים ואנליזות כימיות במעבדה הראו שלפחות בחלקו המערבי של האגם השכבה התחתונה בכינרת איננה מספקת זרחן זמין לשכבה העליונה באביב ובקייץ .בסתיו עם העמקת viii התרמוקלינה תתכן תרומה כזו כאשר עומק התרמוקלינה גדול מבערך 25מ' מפני המים .מאידך אמוניום מסופק מהשכבה התחתונה לעליונה בכל תקופת השכוב. אפיון מחזור המתאן :מטרות המחקר היו למצוא עדויות לחמצון אנאירובי של מתאן בסדימנט אגם הכנרת ולכמת את תהליך חימצון המתאן בצימוד לגפרית וברזל באמצעות שיטות גיאוכימות ומיקרוביולוגיות .זוהו ואופיינו אוכלוסיות החיידקים והארכיאה מעומקי סדימנט שונים ונעשה ניתוח פילוגנטי .במקביל ,בוצעו ניסויים בגלעיני סדימנט שהעידו על כך שקיימים מספר מנגנונים שבהם יכול להתרחש תהליך המתאנוטרופיה באמצעות תחמוצות ברזל .ניסויים נוספים ,שיתבצעו ב ,210/-נדרשים לאימות או שלילת כל אחד מהמנגנונים המוצעים. הדינמיקה בהרכב האיזוטופים היציבים של צורוני חנקן :מטרת המחקר לאפיין את המסלולים העיקריים במחזור החנקן באגם .לשם כך מתבצע כימות המקורות והדינמיקה של הצורונים המומסים של חנקן במי הכנרת -ניטראט ) ,(NO3-ניטריט ) (NO2-ואמוניום ) (NH3+והרכב האיזוטופים היציבים שלהם ( 15Nו)18O- ונבחן הקשר שלהם לעונות השנה ולמחזור הלימנולוגי .המחקר מבוצע על ידי דיגום מים וחמר מרחף באמצעות ספינה ,דיגום מקורות פוטנציאליים לכנרת וסביבתה ,ומדידות כימיות ואיזוטופיות .התוצאות מעידות שניתן לאפיין ולהסביר שינויים עונתיים בתפוצת צורוני החנקן באמצעות הרכבם האיזוטופי 18O .ו- 15Nבניטראט .הממצאים מצביעים על כך שהעליה בריכוז הניטראט בחודשי האביב מקורה בעיקר מכניסות של נגר עילי .בחודשי האביב חלק ניכר מהניטראט עובר דניטריפיקציה באפילימניון. האם ניתן לשלוט בפריחת ציאנובקטריה קייציות על ידי הוספת חנקן? שאלה זו נבחנה בסדרת ניסויי מעבדה בהם נבחנה השפעת האינוקולום על תוצאות מהלך העשרה בנוטרינטים .בניסוי שהתבסס על מצע מעבדתי ומזרע של אפניזומנון והירוקית מוגושיה נמצא שתוספת חנקן לא מעודדת את התפתחות הירוקית אלא את ההתפתחות המהירה של אפניזומנון הנתמכת בתכולה תאית ראשונית גבוהה של זרחן ויכולת מהירה ליצירה של הטרוציסטים וקיבוע חנקן .בתנאים אלו נמצא שתוספת חנקן ממקורות שונים דווקא גורמת להתחזקות ציאנובקטריה מקבעות חנקן ולא של ירוקיות. שונות רב שנתית ומרחבית של פרידיניום :הוצע "מודל המדגרה" לפיו עיקר נביטה של גופי הקיימא והתפתחות אוכלוסיית הפרידיניום היא באתרי הבטיחה ומשם האוכלוסיה המתפתחת נשטפת אל האגם בעקבות אירועים שיטפוניים עוקבים .על פי מודל זה התפתחות הפריחה האביבית של פרידיניום תלויה בכמות ותזמון הזרימה החורפית (שיטפונות) .אך המודל אינו מסביר מדוע מאז 0991הפריחה האביבית אינה מתקיימת כסידרה ,ומאז בשנים רבות ריכוז אוכלוסיית הפרידיניום מצומצם .מרבית השנים בהם פריחת הפרידיניום הייתה מוגבלת או חסרה היו שנים של ירידה רציפה של מפלס האגם .בתנאים אלו יש חוסר באזורים סטגננטים מוגנים ואזור הבטיחה ,המהווה על פי המודל את "המדגרה" של אוכלוסיית הפרידיניום, מצומצם בשטחו .יתר על כן ,מאז הפעלת האגמון ואזור החולה כאגן ניקוז המופרד ברוב חודשי השנה מהירדן, רק באירועי גשם חריגים ורציפים מים מאגן ניקוז זה זורמים לירדן ולכנרת .לפיכך התרומה הסגולית של אזורי הכבול להתפתחות אוכלוסיית הפרידיניום ,קרי אספקה של נוטריינטים ובעיקר סלניום ,היא מוגבלת .היחידה הגיאוגרפית של אזור החולה תומכת בפריחת הפרידיניום באגם רק בשנים גשומות מאד או בעקבות אירועי גשם דחופים .לפי מודל "המדגרה" רק במקרים אלו צפויה פריחה של פרידיניום. האם האצה מוגושיה תחליף את הפרידיניום? ניסויי מעבדה הראו שהאצה הירוקית הפולשתMougeotia , יכולה לגדול בטווח רחב של טמפרטורות ובניגוד לפרידיניום יכולה לגדול גם בקיץ וגם בסתיו ,ומבססת את עצמה כאחד ממיני הירוקיות העיקריים באגם למרות היותה מין פולש. פיתוח יכולות -DNAברקוד לאצות הכנרת :מטרות המחקר לפתח כלים ליצירת ברקוד דנ"א של מיני הפיטופלנקטון הקיימים בכנרת (כ )211-ויצירת בסיס נתונים של רצפי דנ"א נגיש באינטרנט ,להשלמה ושדרוג ix שיטת הזיהוי המשמשת היום של מיקרו-אצות בכנרת .המינים השונים של אצות כנרת מבודדים לתרביות מעבדה חד-אצתיות ,נעשית אמפליפיקצית רצפי הדנ"א של הגנים rbcLו – ,ITS1ואח"כ ריצוף .העבודה מתקדמת. פטריות מקבוצת הכיטרידים ופירוק אוכלוסיות פיטופלנקטון :רמת הנגיעות בכיטרידים של אוכלוסיית הפיטופלנקטון בכנרת היא נמוכה .ברוב המדגמים לא נצפתה נגיעות כלל אך במועדים מסוימים חלה עליה בשיעור הנגיעות במיוחד כאשר החלה קריסה של אוכלוסיית אצות דומיננטית .לדוגמא הדעיכה של אוכלוסיית הפרידיניוםבמאי 2102לוותה ברמה גבוהה של נגיעות. וירוסים התוקפים ציאנובקטריה :במי כנרת יש נגיפים התוקפים סלקטיבית מינים שונים של ציאנובקטריה. באוגוסט התקבלו פלאקים (ליזיס של הציאנובקטריה עקב תקיפת הנגיפים) על גבי מצע של צלינדרוספרמופסיס וסינכוקוקוס ובעבר קבלנו פלאקים של אפניזומנון בהדגרה עם מי כנרת בינואר .הדבר מרמז (אולי) על תפקידם בקביעת המינים "מי ימצא ומתי" במי האגם. העדפות מזון של הזואופלנקטון הצמחוני :שלשה מינים של קלדוצירה מהכנרת בודדו בהצלחה לתרביות מעבדה .תרביות אלו משמשות לניסויי האכלה באצות ממינים שונים ,תוך צילום לפני ואחרי הזנה3הרעבה ובדיקות מולקולריות של תכני הקיבה לאימות ודאי של מיני האצות שנמצאים בקיבת החיה. שיטה לסימון דגיגי אמנון גליל :נוסו מספר שיטות מקובלות בעולם לסימון דגיגים של אמנון הגליל ,וזאת על מנת לפתח כלי שיאפשר כימות של תרומת אכלוס הדגיגים של מין זה לשלל הדייג .נוסו שיטות של סימון פיזי שונות ("תג חיצוני ,קיצור סנפיר הגב) וכן החדרת שבב מתכת קטן לאף וסימון כימי על ידי אוקסיטטרציקלין. עד כה רמת ההצלחה בסימון לא הייתה משביעה רצון. מודל אקולוגי לבחינת השפעת דילול סרדינים על המערכת האקולוגית :פותח ויושם מודל דגים לבחינת תרחישים הקשורים לממשק הדייג באגם .בחינת תוצאות המודל מעידה בבירור שדילול אוכלוסיית הלבנון ,לא רק שלא יתרום לשיפור איכות המים אלא עלול לגרום לדרדור את איכות המים .תוצאות אלו מתיישבות עם תוצאות של מודל "כנרת" ששונה מהותית מהמודל הנוכחי ,וכן תואמות את אשר אירע באגם במהלך תקופה של כעשור בו התקיימה תכנית הדילול. מחקרי ליטורל: מיפוי פיזור צומח בליטורל הראה שהאשל יוצר חורש צפוף בעיקר שני גושים מוגדרים :בצפון-מזרח (באזור הבטחה) ובדרום ,עם שטח של כ 2.90 -ו 1.15-קמ"ר ,בהתאמה .מהנתונים עולה שבעשור האחרון חלה הכפלה של השטח שמזוהה כחורש אשלים. סקרים לכימות ומיפוי פעילות קינון והטלה בדגי אמנון (אמנון מצוי ,אמנון ירדן ,אמנון גליל) העידו על העדפת הדגים המקננים לאזורים חוליים בקרבת צומח חופי מוצף או אבנים גדולות ,שמספקים מסתור .גם הדגיגים מבלים את תקופת הגידול המוקדמת בסבך הצמחייה החופית המוצפת. בשנת 2102נמצאה הפחתה משמעותית בריכוזי החילזון הפולש בהשוואה לריכוזים העצומים שנרשמו בתפוצתו בשנת .2100במקביל נצפתה התאוששות של המינים הטבעיים לכנרת ,ובפרט המגדלית חזרה והופיעה במים העמוקים יותר בחוף גופרה בריכוזים גבוהים של 011-211פרטים למ.2 פיתוח ויישום מכשיר חדש להערכת ייצור ראשוני :תוך שת"פ עם חוקרים מגרמניה אנו מפתחים מכשיר שמיועד לאפשר הערכה כמותית של פעילות ייצור ראשוני ,המבוסס על מדידת פלואורסצניה דחויה (delayed ) fluorescenceבתגובה לתשומת אור של אור טבעי ,על כל שונותו היממתית והעונתית .אב הטיפוס של המכשיר כבר קיים ומתבצעים ניסויי כיול כנגד מדידות ייצור ראשוני סטנדרטיות באמצעות .01C x חישה מרחוק של כלורופיל במים פוריים :נערכו 9הפלגות (יוני עד דצמבר) בכנרת לאיסוף נתונים אופטיים במקביל לקביעת ריכוזי חלקיקים וכלורופיל במים .דגם החזר האור מפני המים ( )reflectanceהיה כמעט זהה במהלך בין התחנות השונות במהלך כל הפלגה ,אם כי היו הבדלים ניכרים בין ההפלגות (כלומר השונות טמפורלית היתה גבוהה מהשונות המרחבית) .למרות הטווח הנמוך של שונות ריכוז הכלורופיל ,שנע מ 9.9-ועד 05.5מיקרוגרם לליטר נמצא יחס קרוב למדי בין ריכוז הכלורופיל לשני מודלים מבוססי מידע של החזר אור. השפעת תרחישי הפחתת מים זמינים על מליחות הכנרת :בהמשך לעבודות הבוחנות תרחישים עתידיים לירידה בכמות המים הזמינים בכנרת ,הוכנה ע"י רשות המים וחוקרי המעבדה רשימת תרחישים להרצת מודלים לבחינת המשמעויות של הירידה בכמות המים הזמינים על המליחות .הפרק מסכם את חיזוי המליחות בתרחישים שונים ל /1-שנה ( )2102-2112הן בהקשר של שינוי אקלימי והן בהקשר של שינויים אנטרופוגניים מקומיים באגן .התוצאות מראות כי השפעת השינוי האקלימי על שינויי המליחות לטווח ארוך קטנה בהרבה מזו של השינויים התפעוליים המקומיים שמשנים הן את כמות המים הנכנסת לכנרת והן את שפיעת המלח לתוכה. השפעת תרחישי הפחתת מים זמינים על המערכת האקולוגית של הכנרת :באמצעות "מודל כנרת" נבחנה השפעת תרחישים של שינויי אקלים ,שינויים בספיקות הנכנסות ,כמות ההפקה ועומסי הנוטריינטים על המערכת האקולוגית של הכנרת .השינויים בספיקות וכמות המים המופקים באגם גרמו להארכת זמן השהות של מים באגם מממוצע של 9.1שנים בהרצת הבסיס ל 20 -שנים במקרה של התרחיש הקיצוני ביותר. בתרחישים הקיצוניים בהם עומס הנוטריינטים הוגדל ב 25-וב ,51%-נתקבלה עלייה משמעותית בריכוזי החנקן הכללי ,עם עלייה מתונה בריכוזי הזרחן הכללי באגם .במקביל ,הרכב המינים של האצות השתנה עם יתרון לאצות כחוליות שאינן מקבעות חנקן .לפי המודל ,שינוי קיצוני בזמן השהות של המים עם הגדלת העומסים יגרור תגובה דרסטית של המערכת אקולוגית. ממצאים עיקריים ממחקרי אגן ההיקוות וגופי מים אחרים בשנת :2102 ניטור ושיפורים בממשק המים בשמורת החולה :בעקבות שינויים במבנה אגם החולה ,תנאי השפה וצורת התפעול ,ביצענו עבור רשות הטבע והגנים בדיקות וחישובים בנושאים הבאים :א .כיצד משתנה מאזן המים, זמן השהייה ומשטר הזרימה באגם כתוצאה מהכפלה (בקירוב) של כמויות המים שמתוכננות לעבור בו; וכיצד משתנים זמני השהות באזורים השונים באגם במפלס יחסית גבוה ובמפלס יחסית נמוך ,ובתנאי זרימות מהירות ואיטיות .ב .איזו השפעה עשויה להיות להוספת גושי איים בחלק המזרחי של האגם על משטר הזרימה בו ,על מהירויות הזרימה ועל פיזור מומסים .ג .מה הוא משטר הזרימה באגם והאם יש השפעה למיקום מוקדי הכניסה והיציאה של המים המסופקים לתוך האגם על משטר הזרימה שבו; ד .האם נקודות הניטור הקבועות הקיימות באגם עונות על צרכי המעקב השוטף אחר איכות המים. ניטור הפיטופלנקטון בשמורת החולה ובאגמון-חולה :נמשך המעקב החודשי אחר ריכוזי הכלורופיל והרכב המינים באגמון-חולה ובגופי המים של שמורת החולה. קרומי קרקע ביולוגיים כאמצעי לייצוב פני שטח :בקרומים ביולוגיים שנחשפו לעוצמות אור גבוהות (עקה חימצונית) נמצאה פראוקסידציה של ליפידים. TEPכגורם להיווצרות של ביופילם מימי ויעילות מסנני חוטים של "עמיעד מערכות מים" בהרחקת :TEP ההישג המשמעותי ביותר של מחקר בעל כותרת זו ,שהגיע לסיומו ,היה חשיפת ( TEPחלקיקים אורגניים שקופים) כשחקן חשוב ולא מוכר בתהליך התהוות של ביופילם ) (Biofilmבמערכות מימיות מכל הסוגים ובעיקר על ממברנות סינון במתקני התפלה .הודות לעבודתנו ,היום המושג TEPוההכרה שחלקיקים האלה משפיעים על התהוות של ביופילם נכנסו לתודעה של חוקרי ביופילם וממברנות ומהנדסי מים. xi מבוא דו"ח זה יוצא לאור בצל מותו הבלתי צפוי של טומי ברמן ,ממקימי המעבדה לחקר הכנרת ,חוקר מוביל לאורך כל שנות פעילות המעבדה ומנהל שלה בשנים 0999-0950ושוב בשנים 0909עד לפרישתו לגמלאות ב.0990 טומי השאיר חותמו בכל אספקט של פעילות המעבדה והוביל תחומי מחקר חדשניים ,כולל חקר המסלול המיקרוביאלי בשנות השמונים ,תפקיד החנקן האורגני במערכות אקווטיות בשנות התשעים ,וחלקיקים שקופים במים ובמתקני התפלה בעשור האחרון .הפרידה ממנו קשה ועצובה לכולנו. הדו"ח מסכם את פעילות המעבדה לחקר הכנרת ע"ש יגאל אלון ,חקר ימים ואגמים לישראל ,בשנת .2102 מוצגים בו עיקרי הממצאים של ניטור הכנרת והמסקנות הנובעות מהם .בהמשכו ,הדו"ח מרכז את תוצאות המחקרים הלימנולוגיים שבוצעו במהלך השנה במעבדה ומוקדו בתהליכים העיקריים המתקיימים באגם או באגן ההיקוות שלו 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 עוסקת בפיתוח וביישום של כלים מדעיים ,לתמיכה בקבלת החלטות על תפעול הכנרת כמרכיב חשוב של מערכת אספקת המים הארצית וניצולה לצרכים נוספים כמו דייג וקייט ,תוך שמירה על איכות מימי האגם לטווח ארוך .המעבדה מבצעת את תפקידי הניטור והמחקר בכנרת ברציפות כבר 11שנה ,מאז הקמתה ב.0999- הדו"ח הנוכחי כמו דו"חות קודמים משקף את ההיקף הרחב של הנושאים המעסיקים את צוות המעבדה, וישמש 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 xii תוכן הענינים עיקרי הדו"ח iii............................................................................................................................................ איכות המים iii............................................................................................................................................ תמונה כללית :הכנרת בשנת iv.......................................................................................................... 2102 ממצאים עיקריים ממחקרי כנרת בשנת vii.......................................................................................:2102 ממצאים עיקריים ממחקרי אגן ההיקוות וגופי מים אחרים בשנת x............................................... :2102 מבוא xi.................................................................................................................................................... תוכן הענינים xii.......................................................................................................................................... 0 הקדמה :שילוב פעולות הניטור והמחקר במעבדה לחקר הכנרת 0............................................................ 2 ניטור הכנרת2............................................................................................................................................. 2.0 מבוא 2.............................................................................................................................................. 2.2 מפלסים 5......................................................................................................................................... 2./ מטאורולוגיה ופיזיקה 9.................................................................................................................... 2.1 ממצאי הניטור הכימי 0/ .................................................................................................................. 2.5 אוכלוסיות פיטופלנקטון 22 ............................................................................................................. 2.9 כלורופיל וייצור ראשוני 25 .............................................................................................................. 2.5 נשימה כוללת 20 .............................................................................................................................. 2.0 קיבוע חנקן /1 .................................................................................................................................. 2.9 חיידקים /2 ....................................................................................................................................... 2.01ניטור זואופלנקטון /5 ...................................................................................................................... 2.00ציליאטים11 ..................................................................................................................................... 2.02דגים – סקרים הידרואקוסטיים 10 .................................................................................................. 2.0/חומר מרחף50 .................................................................................................................................. 2.01קצבי סדימנטציה 51 ......................................................................................................................... 2.05שטפי זרחן באבק 55 ......................................................................................................................... 2.09אינדיקטורים לזיהום צואתי 55 ........................................................................................................ 2.05רעלני כחוליות 90 ............................................................................................................................. 2.00חומרי הדברה בשנים 9/ ................................................................................................. 2100-2102 2.09מערכת ניטור אוטונומית רציפה בתחנה 5/ ................................................................................ A xiii 2.21ניטור מרחבי משולב של פרמטרים גיאוכימיים וביולוגיים 55 ......................................................... 2.20מדד כמותי להערכת איכות המים בכנרת 59 ................................................................................... 2.22צומח הליטוראל 00 .......................................................................................................................... 2.23חלזונות בליטורל 0/ ......................................................................................................................... 2.21ניטור איכות המים באמצעות צילומי לווין המשולבים במערכת 09 .................................SISCAL 2.25הערכת שפיעת המלח במעיין הברבוטים 91 .................................................................................... 2.29מרכז מידע כנרת 90 .......................................................................................................................... 2.25אתר האינטרנט של מרכז המידע011 ............................................................................................... / 1 מחקרי הניטור 010 ...................................................................................................................................... /.0 מתכות קורט010 .............................................................................................................................. /.2 מודל כנרת ( :)DYCDהשפעת חוסר ודאות בקביעת פרמטרים ותוצאות תרחישים 011 ................ /./ שיפור ניטור הפלנקטון באגם בעזרת מערכת ה 019 ................................................... FlowCAM- מחקרי כנרת 001 ......................................................................................................................................... 1.0 שיפור מדידות וניתוח שטפי שטח הפנים 001 ................................................................................. 1.2 תרומת מזינים לשכבה הפוטית של הכנרת באמצעות מיחזור פנימי 001 ........................................ 1./ איפיון מחזור המתאן בכנרת ומקורותיו באמצעות שימוש באיזוטופים 005 .................................. 4.4 הדינמיקה בהרכב האיזוטופים היציבים של צורוני החנקן 021 ....................................................... 1.5 האם ניתן לשלוט בפריחות ציאנובקטריה קייציות ע"י אספקה מבוקרת של חנקן לאגם? 029 ...... 1.9 שונות רב שנתית ומרחבית של פריחת הפרידיניום והשפעתה על יציבות המערכת 025 ................ 1.5 האם האצה הירוקית Mougeotia sp.צפויה להחליף את פריחות הפרידיניום בכנרת? 0/1 ........... 1.0 פיתוח יכולות DNAברקוד למיני הפיטופלנקטון בכנרת 0/1 ......................................................... 4.9 כיטרידים ופירוק אוכלוסיות הפיטופלנקטון 0/9 ............................................................................. 1.01וירוסים :תפקידם בבקרה על3של תפוצת אוכלוסיות הפיטופלנקטון 0/0 ....................................... 4.11העדפות המזון של הזואופלנקטון הצמחוני בכנרת011 .................................................................. . 1.02פיתוח שיטה לסימון דגיגי אמנון גליל ,לצורך מדידת הצלחת איכלוסם באגם 01/ ........................ 1.0/איתור אתרי הטלה של אמנונים בליטורל (אמנון גליל ,א .ירדן ,א .מצוי) 010 ................................ 1.01בחינת השפעת דילול לבנונים על איכות המים ,ע"י שימוש במודל אקולוגי 055 ............................ 4.15פיתוח ויישום של מכשיר חדש להערכת ייצור ראשוני09/ ............................................................. 1.09חישה מרחוק של פיגמנטים במים פוריים :אגמים ,מאגרים ומימי חופים 099 ............................... 4.17השפעת תרחישי הפחתת מים זמינים על מליחות בכנרת 051 ........................................................ xiv 4.18השפעת תרחישי הפחתת מים זמינים על איכות המים ותהליכים באגם 055 ................................. 5 9 מחקרי אגן ההיקוות של הכנרת וגופי מים אחרים 001 .............................................................................. 5.0 שינויים מבניים באגם שמורת החולה -ניטור ושיפורים בממשק המים 001 ................................... 5.2 ניטור הפיטופלנקטון בשמורת החולה090 ....................................................................................... 5.3 ניטור הפיטופלנקטון באגם אגמון בשנה הידרולוגית 09/ ........................................... 2100 - 2102 5.1 שימוש בקרומי קרקע ביולוגיים כאמצעי לייצוב פני שטח וכסוי אתרי פסולת 091 ....................... 5.5 TEPכגורם להיווצרות ביופילם מימי ,ויעילות מסנני חוטים של "עמיעד" בהרחקתו 095 ........... נספחים 211 ................................................................................................................................................ 9.0 כוח-אדם במעבדה לשנת 211 .................................................................................................. 2102 6.2 סטודנטים לתארים מתקדמים בהנחיית חוקרי המעבדה לחקר הכנרת212 ........................... 2102- 9./ מחקרי המעבדה21/ ......................................................................................................................... 9.1 פרסומי המעבדה בספרות הבינלאומית המבוקרת ב215 ................................................. 210230/ - 9.5 דו"חות המעבדה בשנת 219 ..................................................................................................... 2102 0 0הקדמה :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 .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. 2 2ניטור הכנרת במימון רשות המים 2.0 מבוא תכנית ניטור הכנרת ממומנת במלואה על ידי רשות המים .תודתנו נתונה לחב' מקורות ,לשרות ההידרולוגי, לשרות המטאורולוגי ולאגף הדייג על העברת נתוני ניטור שנאספים על ידם ושיתוף פעולה .יחידת אגן ההיקוות של מקורות בצעה את האנליזות הכימיות של ניטור כנרת ואגן ההיקוות .צוות היגוי ניטור כנרת בראשותם של פרופ' אורי שמיר מהטכניון ושל דורון מרקל מרשות המים מלווה לאורך שנים את תכנית הניטור ותורם לשיפורה ולהכוונת דרכי פעולתה. מערך הניטור בכנרת פועל כבר מעל 1עשורים ,במטרה לעקוב אחר איכות מי הכנרת ,לעמוד על שינויים באיכות המים וללמוד על התהליכים המשפיעים והקובעים את איכותם .צוות המעבדה לחקר הכנרת אחראי לניטור האגם בעוד יחידת אגן ההיקוות של חברת "מקורות" פועלת לכימות התרומות המגיעות אליו מאגן הניקוז .תוכנית הניטור השנתית במתכונתה הנוכחית ,אשר התפתחה במהלך שנות הניטור ,מבוססת על דיגום במספר נקודות (תחנות) בכנרת בעומקים שונים ,ובדיקת מספר רב של משתנים פיסיקליים ,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) ,מכתיבים את מספר הדגימות שנאספות מעומק עמודת המים בכל תחנת דיגום ואת סוג הבדיקות שנערך בכל אחת מהדגימות .באיור /מוצג המיקום של תחנות הניטור העיקריות בכנרת ,על-פי תוכנית העבודה השנתית של המעבדה לחקר הכנרת. איור :/מפה בטימטרית של הכנרת ותחנות הדיגום של תכנית ניטור כנרת. / תחנה , Aהנמצאת במרכז האגם ,נדגמת בתדירות של אחת לשבוע ובה נבדק מספר רב של משתנים ,כמפורט בטבלה .2בתחנות דיגום נוספות ,G ,D ,ו ,K -הממוקמות בציר צפון-דרום ,נבדק מספר משתנים מצומצם יותר .בתחנה Hהקרובה לראש היניקה למוביל הארצי נבדקים חלק מהפרמטרים .תחנות מטאורולוגיות ממקומות במרכז האגם בתחנה Aועל החוף בגינוסר. טבלה :2ניטור הכנרת – משתנים ,תחנות ,ותדירות הדיגום .הבדיקות מתבצעות בעומקים שונים לאורך עמודת המים ,מלבד פרמטרים מטאורולוגיים ,פרמטרים ממערכות סינופטיות ,ופרמטרים כמו חיידקים אינדיקטורים ,עומק "סקי" ,וחומרי הדברה *( .תחנה -Kאחת לשבועיים -בים גדול). סוג הבדיקה תחנות דיגום מטאורולוגיה טמפרטורת האוויר לחות יחסית טמפרטורת פני המים רוח (כיוון ומהירות) קרינה קצרת גל קרינה ארוכת גל לחץ ברומטרי קרינת אור PAR גינוסרA , גינוסרA , A גינוסרA , גינוסרA , גינוסרA , A גג המעבדה תדירות הדיגום כל 01דקות כל 01דקות כל 01דקות כל 01דקות כל 01דקות כל 01דקות כל 01דקות רציף (ממוצע שעתי) 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 A, D, G, H, K A A, D, G, H, K A K ,F ,M ,A 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 אחת לשבוע כל 01דקות אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבוע אחת לשבוע 1 זרחן כללי סיליקה גופרה (סולפאט) מוצקים מרחפים TSS עכירות חמרי הדברה רעלני כחוליות *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 A, D, G, H *A, D, G, H, K ,H ,J ,D ,Aגשר אריק A ביולוגיה פיטופלנקטון כלורופיל יצרנות ראשונית (פוריות) זואופלנקטון ריסניות (מיקרו-זואופלנקטון) דגים חיידקים ממקור צואתי חיידקים-ספירה כללית יצרנות חיידקית נשימה קהילתית A A A A, D, G, H, K A 01חתכים באגם כולו 01תחנות דיגום A A A קיבוע חנקן A ניטרט חמצן pH זרחן כללי מומס אורטופוספאט ניטור סינופטי מערכת נגררת – טמפ' ,מוליכות ,עכירות, כלורופיל פיזור מרחבי של טמפ' ,כלורופיל ועכירות - SISCAL אחת לשבוע אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבועיים אחת לשבוע אחת לשבועיים אחת לחודש 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 3 חודשיים סינופטי באגם כולו אחת ל /-עד 01ימים נתוני הניטור שנאספו בכנרת במשך יותר מ 11-שנות ניטור מהווים בסיס נתונים ייחודי באופיו ,הן בשל דיוק המדידות והן בשל רציפותן .יעדי הניטור ואופיו נשקלים אל מול יכולת הביצוע (תשתיות ותקציב) ,לעיתים יש צורך לצמצם בתדירות הניטור או במספר 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 5 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 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. 2.2 מפלסים תמר זהרי נתוני המפלס נאספים על ידי השרות ההידרולוגי של רשות המים ולא על ידי המעבדה לחקר הכנרת .אך למידע זה חשיבות בהתיחסות הכוללת למצב האגם ולשינויים הנצפים בו במהלך השנה ולאורך השנים ,רבים מהפרקים השונים בדו"ח מתייחסים לנתונים אלו .אחרי רצף של שנים של מפלסים נמוכים ,רוב הזמן מתחת לקו האדום התחתון ,בשנת 2102מפלס הכנרת עלה ב 2./0-מ' ,ממינימום של -20/.51מ' באמצע דצמבר 2100 למקסימום של 200./2באמצע מאי ( 2102איור .)1 איור :1מפלסי הכנרת ,ינואר 2115עד פברואר .210/הנתונים באדיבות השירות ההידרולוגי ,רשות המים. עקב שאיבות מועטות יחסית ומתוך מגמה לייצב את הכנרת במפלסים גבוהים מבעבר ,ירידת המפלס הקייצית היתה מתונה .מפלס המינימום בסוף 2102היה -202.11מ' ,מפלס גבוה ב 0.29מ' ממפלס המינימום של סוף .2100וכך ,למעט החודשיים הראשונים ,במשך כל יתר שנת 2102מפלס הכנרת נשמר מעל הקו האדום התחתון (איור .)1 עליית המפלס של חורף 2100302היתה גדולה מהממוצע הרב שנתי ,עליית מפלס של יותר מ 2-מ' בחורף אחד נצפתה רק ב 0-חורפים מאז .0951ההשלכות האקולוגיות של עלייה זו על הכנרת היו משמעותיות ,וניכרו לעיין במיוחד בחופי האגם .במשך שנות המפלסים התפתחה בחופי הכנרת החשופים צמחייה חופית עבותה, 9 שחלק ניכר ממנה כוסה במים בחורף .2100302הצפת הצמחייה הייתה מלווה בבעיות של מפגעי יתושים ומפגעי ריח נקודתיים ,במקומות בהם הצטבר והתפרק חומר אורגני .אך בעיות אלו היו זמניות וברות פתרון (כמו ריסוס ב BTI -נגד יתושים) .מאידך הצמחייה החופית המוצפת סיפקה מקומות מסתור מטורפים ,מקורות מזון מגוונים ,אתרי קינון מועדפים לדגה ,ואתרי אימון לדגיגים שבקעו .הדגה בכנרת ,שדעכה בשנות המפלסים הנמוכים ,עם שפל של כל הזמנים בשלל הדייג ב - 2110-התברכה בשנה עם תנאים לרבייה מוצלחת ,תחזית שאומתה בסקרים של אתרי הטלה של אמנונים שהעידו על הצלחת רבייה .אספקטים נוספים של ההשלכות האקולוגיות של עליית המפלס מוצגים בפרקי הדו"ח השונים. 2./ מטאורולוגיה ופיזיקה אלון רימר ,יורי לצ'ינסקי ומיקי שליכטר סיכום שנתי של מדידת פרמטרים מטאורולוגיים הספנת האקורפט :במהלך חודשים ארוכים בשנת 2102היתה הרפסודה במרכז הכנרת בתהליכי הספנה והתקנה מחדש .כתוצאה מכך ,הדו"ח השנתי איננו מתבסס כלל על מדידות מתחנה זו .כל המדידות המטאורולוגיות המדווחות להלן נלקחו מהתחנה בגינוסר .קיימים הבדלים מסוימים בין מדידות בתחנה זו לבין המדידות בתחנה ,Aולכן ישנם גם הבדלים בסיכום השנתי של 2102ביחס לממוצע הרב שנתי (-0999 .)2102דוגמה להבדל כזה נמצאת באיור 5המציג את ממוצע מהירות הרוח השעתית לכל חודש עבור שנת ( 2102גינוסר) לעומת שנת ( 2100תחנה .)A - - )WindSpeed(ms 1 )WindSpeed(ms 1 12 5.5 9 11 8 11 5 10 10 4.5 9 7 12 9 4 8 month 5 6 3.5 7 3 6 month 6 7 8 2.5 5 4 4 3 3 2 2 20 15 10 hour 5 0 1 5 2 4 1.5 3 1 2 0.5 20 15 10 5 0 1 hour איור :5ממוצע מהירות הרוח השעתית לחודש עבור שנת ( 2102גינוסר -שמאל) לעומת שנת ( 2100תחנה - Aימין). ניתן להבחין כי מהירות הרוח בתחנת גינוסר נמוכה בכ / -מ' לשניה ממהירות הרוח במרכז האגם .טמפרטורת פני המים ,שמחושבת בד"כ ע"י מדיד שנמצא בעומק כ 5 -ס"מ בתחנה ,Aחושבה השנה מתוך תוצאות המדיד העליון ב( LDS -עומק 21ס"מ) .בדרך כלל קיימת התאמה גבוהה מאד בין הטמפרטורה ב 5 -וב21 - הסנטימטרים העליונים. 5 כיום עומדות לרשות המעבדה שש תחנות מטאורולוגיות המודדות סימולטנית כל 01ד' את המשתנים המטאורולוגיים הבאים :גשם ,טמפרטורת אויר ,לחות יחסית ,מהירות וכיוון רוח ,וקרינה קצרת גל (/15-2011 .)nmבגינוסר נמדדת גם קרינה ארוכת גל ( ;) 5-25 mבתחנה Aנמדדים גם לחץ ברומטרי ,טמפרטורת פני המים ,קרינה נטו ,קרינה ארוכת גל וקרינה קצרת גל מוחזרת מפני המים .בתחנות הקרקעיות נמדדת גם טמפרטורת הקרקע ,ובתחנת הרכבל התחתון בחרמון נמדד השלג (מד גשם מחומם) קרינה ארוכת גל, ואלבדומטר .בסיס הנתונים המטאורולוגי של הכנרת כולל כעת נתוני מדידה מטאורולוגית לפי הפירוט הבא: משנת 0999תחנת טבחה (כעת גינוסר) • משנת 0995תחנות צמח ובית צידה (תחנות השמ"ט) • משנת 211/על האקו-ראפט בתחנה ( Aחלקית תחנת השמ"ט). • • • משנת 2119תחנה מטאורולוגית ליד הרכבל העליון בחרמון. משנת 2110תחנה מטאורולוגית ליד הרכבל התחתון בחרמון. לשם ייעול תהליך קריאות הנתונים הפעלנו השנה תוכנה ייעודית לארגון נתונים ולזיהוי תקלות מתוך כמה אוגרי נתונים במקביל. סיכום המדידות בשנת 2102 סיכום המדידות המטאורולוגיות לשנת 2102מבוסס כאמור על נתוני התחנה המטאורולוגית בגינוסר. התרשימים מייצגים את הממוצע השעתי (ייצוג התנודה היומית) ע"פ חודשי השנה (ייצוג התנודה העונתית) של הפרמטרים המטאורולוגיים המדודים .הפרמטרים שסיכום המדידה השנתי שלהם יוצג הם .0 :טמפרטורת אויר (רום כ 0 -מ' מעל פני האגם); .2טמפרטורת המים (עומק 21ס"מ); ./קרינה קצרת גל; .1קרינה ארוכת גל; .5לחות יחסית; .9מהירות הרוח .ממוצע המדידות לשנת 2102הושווה לסיכום הרב שנתי לשנים 0999- .2102ההשוואה נעשתה ע"י חישוב ההפרש בין ממוצע שעתי לחודש משנת 2102לעומת ממוצע דומה עבור כל השנים שקדמו לשנה זו ,ושרטוט מפת הפרשים בין שני הממוצעים .כאמור ,בדו"ח השנה יש לזכור כי הנתונים מתחנת גינוסר הם באופיים שונים מאלה שנמדדו בשנים 2100 -0999על פני המים (תחנת טבחה עד 2115ותחנה .)A סיכום הגשם החודשי מה 0.01.2100-ועד ל /0.02.2102 -כפי שנמדד בתחנות צמח ובטיחה ,ומתחנות נוספות (השנה השמ"ט פתח את בסיס הנתונים שלו באינטרנט ומאפשר קבלת נתונים מעשרות תחנות מדידה) מוצג באיור .9בסיכום עונתי ל 2100302 -בלבד מתקבלים כ /9/ -מ"מ על פני האגם (כ 95 -מלמ"ק) .כמות זו מהווה בקירוב כ 95% -מכמות הגשמים הרב-שנתית הממוצעת על פני הכנרת .פריסת הגשמים על פני עונת 2100302 התאפיינה בחודש דצמבר יבש יחסית וינואר -פברואר גשומים למעלה מהממוצע .עונת 210230/נפתחה עם כמויות גשמים ניכרות בנובמבר-דצמבר וינואר ( 210/שאינו נכלל בדיווח הנוכחי) .נתייחס להשפעת נתונים אלה על הכנרת בהמשך הדו"ח. 0 איור :9גשם חודשי ממוצע מ 9 -תחנות מסביב לכנרת ,החל מחודש אוקטובר 2100ועד דצמבר ( 2102עמודות), בהשוואה לגשם חודשי ממוצע על הכנרת קו (רציף). 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 אפריל עד נובמבר 2102הייתה בד"כ גבוהה בכ 1.5 -עד 0.5מעלות מהטמפרטורה החודשית הממוצעת הרב שנתית (איורים 5ו.)0- )Water Surface Temp.(C )Air Temperature(C 12 32 30 28 26 30 11 11 10 10 9 9 25 8 22 6 month 7 8 7 6 month 24 12 20 5 18 16 14 12 20 15 10 hour 5 0 5 20 4 4 3 3 2 2 1 15 20 15 10 5 0 1 hour איור :5סיכום שנתי של ממוצעים שעתיים וחודשיים של טמפרטורת האויר ברום של כ 0 -מטר מעל פני האגם (ימין), וטמפרטורת פני המים (שמאל). 9 )Water Surface Temp.(C )Air Temperature(C 12 12 11 1 11 1 10 10 0.5 0.5 9 0 9 8 month -0.5 6 -0.5 7 6 month 7 0 8 -1 -1 5 -1.5 -2 5 4 -1.5 4 3 -2 3 2 2 -2.5 -2.5 20 15 10 hour 5 0 1 20 15 10 5 0 1 hour איור :0ההפרש בין ממוצע שעתי לחודש משנת 2102לעומת ממוצע דומה עבור השנים 0999-2100מימין :טמפ' אויר ( ;)Cמשמאל :טמפ' פני מים (.)C ייתכן ויש לייחס זאת לכך שהטמפרטורה שנמדדת על החוף (גינוסר) תמיד גבוהה מזו שנמדדת ע"פ המים (תחנה Aוטבחה) בשנים קודמות .חודשי החורף ינואר – מרץ 2102היו קרים מהרגיל בכ 2 -מעלות .בחלק מחודשים אלה נמדדו גשמים מעל לכמות החודשית הממוצעת .קיים הפרש של כ 0 -מעלה בטמפרטורת פני המים לעומת הממוצע הרב שנתי החל מחודש יולי .ניתן לייחס זאת לעובדה שה LDS -בתקופה זו היה ממוקם כ 0 -ק"מ מהחוף ,וטמפרטורת המים בד"כ מעט גבוהה יותר ליד החוף מאשר במרכז האגם. קרינה קצרה וארוכת גל מדידות קרינה קצרת גל ( (nm /15-2011מראות באופן קבוע על ערך מקסימאלי יומי בשעות הצהריים 0/:11- ( 00:11לפי שעון חורף) .בסקלה העונתית הקרינה המקסימאלית חלה בחודשים יוני ויולי .נתוני הקרינה ארוכת הגל מראים שיא בקרינה בצהריים של חודש אוגוסט (איור 9ו .)01-תחום הקרינה קצרת הגל הוא בין ( 1לילה) לכ Wm-2 911-בשעות היום .תחום הקרינה ארוכת הגל הוא בין /21ל Wm-2 151 -בקירוב. 01 - - )Short Wave Rad (Wm 2 )Long Wave Rad (Wm 2 12 12 800 11 420 10 700 9 400 11 10 9 600 8 6 360 month 380 5 500 7 400 6 300 5 4 340 month 7 8 4 200 3 3 100 2 320 15 20 10 5 0 0 1 2 15 20 hour 10 5 0 1 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 5 0 12 11 60 11 10 40 10 9 20 9 8 -5 month -10 6 0 7 -20 6 month 7 8 -40 5 -15 4 -20 5 -60 4 3 -80 3 2 -100 2 -25 20 15 10 hour 5 0 1 20 15 10 5 0 1 hour איור :01ההפרש בין ממוצע שעתי לחודש משנת 2102לעומת ממוצע דומה עבור השנים .0999-2100מימין :קרינה ארוכת גל) ,)Wm-2 .משמאל :קרינה קצרת גל ).)Wm-2 הפרש מדידות הקרינה קצרת הגל הממוצעת במהלך השנה מעיד על סטיות אקראיות מן הממוצע הרב שנתי. יש אפשרות (שלא נבדקה) כי הסטיות החיוביות בשעות הבוקר ,ולעומתן הסטיות השליליות בשעות הצהריים מקורן בהבדלים בין מדידות בגינוסר למדידות שנעשו בתחנת טבחה עד שנת .2110הסטיות השליליות בקרינה ארוכת גל בפברואר -מרץ 2102הן עדות נוספת לטמפרטורה הנמוכה יחסית ששררה בחודשים אלה. 00 לחות יחסית ומהירות רוח סיכום שנתי של ממוצעי מהירות הרוח והלחות היחסית (איור 00ו )02-מדגים את רוחות אחר-הצהריים הקיציות האופייניות .השעות 09:11–05:11הן שעות שיא הרוח לאורך כל השנה (שעון חורף ,שעת השיא בפועל היא 01:11לפי שעון קיץ) ,והחודשים יוני-יולי-אוגוסט הם החודשים בהם הרוחות הן החזקות ביותר. חודשי החורף והשעות 11:11עד 01:11הם בהכללה הזמנים שבהם ממוצע מהירות הרוח הנמוכה ביותר ,פחות מ 2 -מ' לש' .הלחות יחסית ( )%מעל פני האגם נמצאת לרוב בהתאמה שלילית עם מהירות הרוח (מהירות גדלה –לחות פוחתת). - )Humidity (% )WindSpeed(ms 1 12 5.5 12 90 11 5 11 85 10 4.5 10 80 9 4 9 75 8 8 70 3.5 month 3 6 2.5 65 6 60 5 month 7 7 5 55 2 4 1.5 50 3 1 0.5 20 15 10 5 3 45 2 0 4 2 40 1 20 15 hour 10 5 0 1 hour איור :00סיכום שנתי של ממוצעים שעתיים וחודשיים של לחות יחסית (שמאל) ומהירות רוח (ימין). - )Humidity (% )WindSpeed(ms 1 12 0.5 12 20 11 11 10 0 10 15 9 9 -0.5 8 -1.5 5 -2 month 6 10 7 6 5 5 4 3 -2.5 4 0 3 2 -3 20 15 10 hour 5 0 1 month -1 7 8 2 -5 20 15 10 5 0 1 hour איור :02ההפרש בין ממוצע שעתי לחודש משנת ( 2102גינוסר) לעומת ממוצע דומה עבור השנים ( 0999-2100טבחה ותחנה .)Aמימין :מהירות רוח ( ,)ms-1משמאל :לחות יחסית (.)% מהירות הרוח של 2102נלקחה מנתוני תחנת גינוסר ואלה כאמור מראים ערכים פחותים מנתוני הרוח בתחנת טבחה ותחנה Aשמרכיבים את הנתונים ההיסטוריים .לפיכך בחודשים ובשעות היממה עם הרוח החזקה 02 ( 01:11עד )21:11קיים הפרש משמעותי בין נתוני הרוח השנתיים ( )2102לנתונים ההיסטוריים ( .)0999-2100גם הלחות היחסית על פני המים (טבחה ותחנה )Aגבוהה מהלחות היחסית על החוף (גינוסר) ולכן קיים הפרש של כ 5% -בין הממוצע הרב שנתי לבין הנתונים ההיסטוריים. סיכום שנתי של טמפרטורת האגם פרופיל טמפרטורת גוף המים נמדד על בסיס שבועי באמצעות STDבמספר תחנות דיגום (כל 1.0מ') .בסיכום הנוכחי נתייחס רק למדידות שנעשו בתחנה .Aשנת 2102התאפיינה לכאורה בשכוב תרמי סטנדרטי (איור ,)0/ אך בהשוואה לשנים קודמות (איור )01ניכר כי .0 :טמפרטורת המים באפילימניון היתה בשנה זו מעט נמוכה מהממוצע ב – 02השנים האחרונות; .2השיכוב נהיה מעט רדוד יותר ככל הנראה בהשפעת המפלס הנמוך יחסית (כפי שהראינו בעבודות קודמות) .בדיקת השכוב התרמי במהלך 2102העלתה כי הוא נמשך כ /10 -יום, בהשוואה לממוצע רב שנתי העומד על כ /1±291 -יום בממוצע רב שנתי של 05השנים האחרונות. 0 28 -5 26 -10 24 -15 20 -25 18 -30 16 14 )Depth(m 22 -20 -35 01/12 01/11 01/10 01/09 01/07 01/08 Date 01/06 01/05 01/04 01/03 01/02 -40 01/01 איור :0/טמפרטורת האגם לשנת .2012 0 2 -5 1.5 -10 1 -15 0.5 )Depth(m -20 0 -25 -0.5 -30 -1 -1.5 -35 01/12 01/11 01/10 01/09 01/07 01/08 Date 01/06 01/05 01/04 01/03 01/02 -40 01/01 איור :01ההפרש בין טמפרטורת האגם לשנת 2012לטמפרטורה הממוצעת בשנים .2000-2012טמפרטורת המים באפילימניון היתה בשנה זו מעט נמוכה מהממוצע ב – 02השנים האחרונות; והשכוב נהיה מעט רדוד יותר ככל הנראה בהשפעת המפלס הנמוך יחסית. 0/ 2.1 ממצאי הניטור הכימי עמי נשרי ומיקי שליכטר כמו בשנים קודמות ,מוצגים נתוני הניטור הכימי משכבת האפילימניון ושכבת ההיפולימניון בתחנה Aבשנת 2102בהשואה לממוצעים הרב-שנתיים (איור .)05להלן סיכום הממצאים לגבי שנת :2102 אלקליניות אפילמנטית באביב נמוכה מהרגיל ומאידך אלקליניות היפולימנטית גבוהה מהממוצע הרב-שנתי. סידן אפילמנטי באביב נמוך מהרגיל ובהיפולימניון גבוה מהרגיל. כלוריד :גבוה מהממוצע הרב-שנתי בשתי השכבות ,לאורך כל השנה .באפילמניון ניכרת ירידה בחורף תודות להשפעת זרימות מי ירדן .בהיפולמניון רכוז קבוע לאורך כל תקופת השכוב. אמוניום :דגם עונתי דומה לממוצע הרב-שנתי הן באפילמניון והן בהיפולימניון. ניטרט :דגם עונתי דומה לממוצע הרב-שנתי הן באפילמניון והן בהיפולימניון. ניטריט :תהליך הניטרפיקציה בפברואר מביא לערכים גבוהים יותר מהממוצע הרב-שנתי. חנקן אורגני :נמוך מהממוצע הרב-שנתי בגלל התהליך הרב-שנתי של פחיתה בחנקנים אורגניים שהגיעו בשנות השבעים משטחי החולה המיובשת. חמצן :באפילמניון ,בקיץ ,ריכוזים נמוכים מהממוצע הרב-שנתי שנובעים כנראה מנשימה עקב פירוק שאריות חומר אורגני מהפריחה האביבית המסיבית של הפרידיניום. רמת הגבה :באפילמניון באביב מעל לממוצע הרב-שנתי (פעילות פוטוסינתטית נמרצת-ראה פרק ייצור ראשוני). זרחן מומס מגיב :באפילמניון רמות נמוכות מהממוצע הרב-שנתי אולי בגלל פעילות ביולוגית נמרצת .מאידך בהיפולימניון דמיון לממוצע הרב-שנתי. זרחן מומס כללי :דמיון לפרופיל ההתנהגות העונתי של הזרחן המומס המגיב. סיליקה :הן באפילמניון והן בהיפולמניון מעל הממוצע הרב-שנתי וזאת בגלל היעדרות של פריחת צורניות בשנים האחרונות (מלבד אולי בשלהי הסתיו) והצטברות סיליקה בעמודת המים .העליה ההדרגתית העונתית בריכוז הסיליקה בהיפולמניון מרמזת על המסת סיליקטים שמקורם אינו בהכרח ביולוגי. סולפט :באפילמניון מתחת לממוצע הרב-שנתי ,בהיפולימניון דעיכה חריפה בריכוז בגלל פעילות יחסית גבוהה של חיזור הסולפט. זרחן כללי :ריכוזים גבוהים יחסית באביב באפילמניון בגלל הפריחה המסיבית .בהיפולימניון בקיץ ריכוזים "רגילים" .בסתיו ריכוזים נמוכים מסיבה לא ברורה. עכירות :באפילמניון גבוהה במיוחד באביב בגלל הפריחה. סולפיד :ריכוז הסולפיד בהיפולימניון נמוך מהממוצע הרב-שנתי אולם הסיבה לכך איננה ברורה .המסקנה שמתבקשת מפרופיל זה מנוגדת למסקנה שמתקבלת מריכוז הסולפט בשכבה זו. 01 Alkalinity 1-15m 180 160 160 140 140 120 120 100 100 80 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 80 12 1 Calcium 1-15m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Calcium 30-40m 65 65 60 60 55 55 50 50 mg/l mg/l Alkalinity 30-40m mg/l mg/l 180 45 45 40 40 35 35 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 30 12 1 Chloride 1-15m 300 280 280 260 260 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 mg/l mg/l 300 2 Chloride 30-40m 240 240 220 220 200 200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Ammonia 1-15m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ammonia 30-40m 0.4 1.6 1.4 0.3 1.2 mg/l mg/l 1.0 0.2 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 2 3 Nitrate 30-40m Nitrate 1-15m 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 mg/l mg/l 0.5 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 05 Nitrite 30-40m Nitrite 1-15m 0.08 0.14 0.07 0.12 0.06 0.10 0.05 mg/l mg/l 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 7 8 9 10 11 12 Organic Nitrogen 30-40m Organic Nitrogen 1-15m 1.00 0.80 0.80 0.60 0.60 mg/l 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 1 12 Oxygen 1-15m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10 11 12 Oxygen 30-40m 14.0 12.0 12.0 10.0 10.0 8.0 8.0 mg/l mg/l 14.0 6.0 6.0 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 2 3 pH 30-40m pH 1-15m 9.4 9.0 9.0 8.6 8.6 8.2 8.2 7.8 7.8 7.4 7.4 7.0 7.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 09 Soluble Reactive Phosphorus 1-15m Soluble Reactive Phosphorus 30-40m 0.10 0.008 0.08 0.006 0.06 mg/l mg/l 0.010 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 8 9 10 11 12 Total Dissolved Phosphorus 30-40m 0.12 0.016 0.10 0.012 mg/l mg/l 0.08 0.008 0.06 0.04 0.004 0.02 0.00 0.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 12 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 8 9 10 11 12 Silica 30-40m Silica 1-15m 14.0 12.0 12.0 10.0 10.0 8.0 8.0 mg/l mg/l 14.0 6.0 6.0 4.0 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 1 60.0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 Sulfate 30-40m Sulfate 1-15m 60.0 55.0 50.0 50.0 45.0 45.0 mg/l mg/l 55.0 40.0 40.0 35.0 35.0 30.0 30.0 25.0 25.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 12 2 3 Total Suspended Solids 30-40m Total Suspended Solids 1-15m 10.0 8.0 8.0 6.0 6.0 mg/l 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 2 3 4 5 6 05 Total Nitrogen 30-40m Total Nitrogen 1-15m 2.5 1.2 1.0 2.0 0.8 1.5 mg/l mg/l 0.6 1.0 0.4 0.5 0.2 0.0 0.0 12 11 10 9 8 7 6 4 5 2 3 12 1 11 9 10 7 8 5 6 Total Phosphorus 30-40m 4 3 2 1 Total Phosphorus 1-15m 0.12 0.04 0.10 0.03 0.08 mg/l mg/l 0.06 0.02 0.04 0.01 0.02 0.00 12 11 10 9 8 7 6 5 4 12 11 10 9 8 7 6 5 4 2 3 0.00 1 11 12 9 10 7 8 5 6 4 3 2 1 Turbidity 1-15m Turbidity 30-40m 25.0 5.0 20.0 4.0 15.0 3.0 NTU NTU 10.0 2.0 5.0 1.0 0.0 0.0 2 3 12 1 11 9 10 7 8 5 6 4 3 2 1 Hydrogen Sulfide 30-40m 12.0 10.0 8.0 mg/l 6.0 4.0 2.0 0.0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 איור :05ממוצעים חודשיים של ריכוזי פרמטרים שונים בכנרת בשנת ( 2102עמודות ריקות) בהשוואה לממוצע הרב- שתי שאליו מוצמדת סטיית תקן אחת .הממוצעים ניתנים עבור שכבת המים העליונה ( 1-05מ') והתחתונה ( /1-11מ'). 00 מעניין הממצא שלאורך כל "תקופת הפרידיניום" מתקיים יחס מולרי קבוע של 20:0בין חנקן אורגני חלקיקי ( )PONלבין זרחן חלקיקי ( )PPשבמי האפילימניון עם מתאם לינארי טוב ( R2=0.889איור ,)09ממצא שמצביע על האפשרות שאין בהכרח אגירה של פוליפוספט בפרידיניום בתחילת העונה!! PON Vs. PP : spring bloom Mar.11-Jun24, 2012 3.5 3 y = 0.0349x - 0.0226 R2 = 0.8884 2.5 1.5 1 PP, uM/L 2 0.5 0 100 80 60 40 20 0 PON, uM/L איור :09מתאם בין PONלבין PPבאפילימניון בחרתי לבחון בפרוטרוט את תקופת הפריחה תוך שימוש בתוצאות הדיגום השבועי בפני המים ( 0מטר). פריחת הפרידיניום ,כפי שתועדה ע"י עלייה בריכוזי חנקן אורגני חלקיקי ( )PONוזרחן חלקיקי ( )PPבתחנה A במרכז האגם ,החלה סמוך ל 00-למרץ ,2102נסתיימה באמצע מאי (סימנים מלאים באיור )05וארכה כ 52-יום. במקביל לפריחה ניתן להבחין בעלית מדרגה ברמת ה pH -וריכוז החמצן בפני המים .עם סיום הפריחה חלה ירידה חריפה בפרמטרים אלו וכמו כן ירידה בריכוזי הסידן והאלקליניות (ביחס מולרי של )0:0שמהווה אינדיקציה לשיקוע קלציט .דיון על הקשר בין פרמטרים אלו מופיע בפרק על הפחמן האורגני בספר הכנרת החדש .מאידך ריכוז הניטרט בפני המים איננו מתאפס עם סיום הפריחה אלא עדיין נשארים כ 01-מיקרומול חנקן ניטרטי .דהיינו ארוע ה Crash of the bloom-לא התחולל בגלל מחסור בניטרט אלא כנראה בגלל מחסור ב ( CO2או זרחן) .תהליך הניטריפיקציה שבו ניתן להבחין בירידה בריכוז האמוניום מכ 1.25 -מג"ל (חנקן) עד להתאפסות הסתיים בד בבד עם תחילת הפריחה האביבית .ניתן להבחין בתהליך זה באמצעות בניית רכוזי ניטריט באפילימניון עד לרמה של 1.195מג"ל (חנקן) בחודש פברואר .2102כמו כן ניתן להבחין בכך שלאחר מפולת הפריחה במאי הופיעה עליה בריכוז האמוניום האפילמנטי (מסומן בחץ באיור .)05 עומסי הירדן עומסי הניטרט בירדן נבדקו בגשר חורי (מידע מחברת מקורות ,איור .)00מידע זה מבהיר שחלק ניכר מכניסות הניטרט לכנרת החל עוד לפני מועד תחילת הפריחה האביבית (קצת לפני 00למרץ) .שנת 2102מהווה הזדמנות לא שכיחה לחלץ שטפים שונים במערכת החנקן מכיוון שניתן להפריד בין שטפים שונים שבדרך כלל מתחוללים בו זמנית ומקשים על הסקת מסקנות .איורים 09ו 21-מציגים פרופילים של עומסי מומסים שונים ומכאן הוסקו המסקנות שבדיון כאן .למשל פרופיל עומסי החמצן באפילמניון מצביע על עליה בעומס מכ- 0/.111טון בינואר לכ 21.111 -טון בשיא הפריחה .זו עליה של כ 00.111-טון חמצן ומעניין להשוות אותה לצריכת פחמן שמתקבלת מהייצור הראשוני בתקופה זו. 09 PP mgP/L 0 01/12/12 01/11/12 01/10/12 01/09/12 01/08/12 01/07/12 01/06/12 01/05/12 01/04/12 01/03/12 01/02/12 01/01/12 01/12/12 01/11/12 01/10/12 01/09/12 01/08/12 01/07/12 01/06/12 01/05/12 01/04/12 01/03/12 01/02/12 mg O2/L 01/12/12 01/11/12 01/10/12 01/09/12 01/08/12 01/07/12 01/06/12 01/05/12 01/04/12 01/03/12 01/02/12 01/01/12 01/12/12 01/11/12 01/10/12 01/09/12 01/08/12 01/07/12 01/06/12 01/05/12 01/04/12 01/03/12 +2 Alkalinity, Ca , meq/L NH4 0.25 0.4 0.04 0.2 0.02 0 10 16 8.5 4 8 0 NO3 0 1.5 N-NO2, mgN/L 01/12/12 01/11/12 01/10/12 01/09/12 01/12/12 01/11/12 01/07/12 01/06/12 01/05/12 01/04/12 01/03/12 01/02/12 01/01/12 01/12/12 01/11/12 01/10/12 01/09/12 01/08/12 01/07/12 01/06/12 01/05/12 01/04/12 01/03/12 01/02/12 01/01/12 01/10/12 0 0 N-NH4, mg/L 0.02 0.05 01/09/12 0.1 01/08/12 0.12 01/08/12 01/07/12 01/06/12 01/05/12 01/04/12 01/03/12 01/02/12 01/01/12 01/12/12 01/11/12 01/10/12 01/09/12 01/08/12 01/07/12 01/06/12 01/05/12 01/04/12 01/03/12 01/02/12 01/01/12 0.3 NO2 01/02/12 0.05 1.7 0.4 3.1 01/01/12 20 01/01/12 0.1 1.9 0.1 0.04 0.15 2.1 0.8 0.08 NO3, mgN/L Ca+2 0.15 0.06 0.2 2.3 0.2 0.08 0.25 2.5 1 0.1 PON, mgN/L Alkalinity 9 8 0.3 2.7 pH 10 0.35 2.9 9.5 12 PON 0.12 10.5 pH DO 0.6 0.06 1.2 18 14 6 2 איור :05שינויים שבועיים בפרמטרים שונים שבהם (מלבד האלקליניות ,הסידן וניטריט) סמלים מלאים מציינים מדידות מתקופת הסיום המהיר (תוך שבוע לכל היותר) של פריחת הפרידיניום האביבית המסיבית. 21 N-NO3 in Huri Jan-Jul 2012 30 25 15 10 N-NO3, TonN/Day 20 5 17/06/2012 03/06/2012 20/05/2012 06/05/2012 22/04/2012 08/04/2012 25/03/2012 11/03/2012 26/02/2012 12/02/2012 29/01/2012 15/01/2012 01/01/2012 0 איור :00פרופיל עונתי של שפיעות ניטרט בירדן גשר חורי בין ינואר ליולי .2102המקסימות מעידות על כך שבחורף זה היו 5גאויות בזרימות הנהר שרק אחת מהן חלה בעונת הפירידיניום בכנרת שתחומה ע"י 2העיגולים המלאים .האיור מבוסס על מידע שנאסף ע"י חברת מקורות והשרות ההידרולוגי. דוגמה אחרת היא ההתנהגות של אמוניום ניטריט בתקופת הניטריפיקציה בחורף .בין ינואר למרץ אינוונטר האמוניום יורד בכ 1/1-טון במקביל עולה אינוונטר הניטריט עד ל 051-טון .מכאן ניתן להסיק שבתקופה זו צריכת אמוניום ע"י אצות לא יכולה להיות גדולה מההפרש ביניהם ,כ 251-טון .בתקופה זו עלתה כמות הניטרט בכ 151-טון ואילו כמות החנקן הכללי עלתה בכ 551-טון .מאידך בתקופה זו היו כניסות הניטרט (והחנקן האורגני) מהירדן בשיעור של כ 511-טון .דהיינו מרבית החנקן המומס שנכנס למערכת האקווטית נשאר בשכבת המים העליונה .מאידך בתקופת סיום הפריחה נמצא גרעון גדול במאזן החנקן האפילמנטי. בשלב זה (תחילת מרץ עד אמצע מאי) היו כניסות הניטרט +חנקן אורגני מהירדן בשיעור של כ /51-טון ואילו עומס החנקן הכללי באפילימניון ירד בכ 911-טון .דהיינו בערך 0211טון של חנקן מומס וחלקיקי שקעו מהאפילמניון לקרקעית .בו זמנית הופיע במי ההיפולימניון (איור )21רק כ /51-טון אמוניום ומכאן שבערך 051 טון נשארו בקרקעית ו3או עברו דניטריפיקציה (או אנמוקס) בהיפולמניון. ניתן להבחין גם בקבורה מסיבית של זרחן בקרקעית .נפילת הפריחה הורידה את האינוונטר הזרחני האפילימנטי בכ /5-טון ומאידך במקביל בהיפולימניון הופיעו רק כ 01-טון. 20 NO2 160 140 Ton N(NO2) / Epi Ton N(NH4) / Epi NH4 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 120 100 80 60 40 20 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 PON NO3 700 Ton N(PON) / Epi Ton N(NO3) / Epi 600 500 400 300 200 100 0 900 800 700 600 500 400 300 200 100 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 Norg TN 1200 1000 1600 1400 800 Ton TN / Epi Ton N(Norg) / Epi 1800 600 400 200 1200 1000 800 600 400 200 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 TP TDP 16 70 60 12 Ton TP / Epi Ton TDP / Epi 14 10 8 6 4 50 40 30 20 10 2 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 DO 2.5E+04 50 2.0E+04 Ton DO / Epi Ton TDP / Epi PP 60 40 30 20 1.5E+04 1.0E+04 5.0E+03 10 0.0E+00 Ju l Au g Se p O ct N ov D ec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Ja n Fe b M ar Ap r M ay Ju n 0 העיגולים המלאים. בטון לשכבת מים, מ' עומק) של צורוני חנקן וזרחן שונים1-0/( אינוונטרים אפילימנטיים:09 איור .מסמנים את תחילת וסיום תקופה שנדונה בטקסט 22 Hypolimnetic (15-40m) ammonium TP-hypolimnion 1200 70 40 30 20 Ton TP / Hypo 50 800 600 400 200 10 0 Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun )NH4 (Ton/Hypolimnion 60 1000 0 Aug Sep Oct Nov Dec Jul Apr May Jun Jan Feb Mar איור :21האינוונטרים של חנקן אמוניאקלי וזרחן כללי בהיפולימניון 2.5 אוכלוסיות פיטופלנקטון תמר זהרי וטטיאנה פישביין הפיטופלנקטון בכנרת ב :2102-המהלך השנתי שנת 2102הייתה "שנת פרידיניום" טיפוסית ,וזאת אחרי 1שנים רצופות בהן פרידיניום לא פרחה .פריחת הפרידיניום החלה להתפתח כבר בינואר ,הגיעה למימדים משמעותיים באמצע מרץ ,ונמשכה זמן רב יחסית, עד סוף מאי (איור .)20בחודשים אפריל ומאי ,פרידיניום תרמה יותר מ 95%-מסה"כ הביומסה האצתית ,מעט מאד אצות אחרות נצפו במי כנרת (איור 22למטה) .לאחר סיום הפריחה אצות חוטיות נעשו דומיננטיות: בתחילה הירוקית מוגושיה (שיא ראשון בסוף יוני ,שיא שני באוגוסט) ,ואחריה הכחוליות מקבעות החנקן, צילינדרוספרמופסיס (מיולי עד נובמבר) ואפניזומנון (שיא בספטמבר-אוקטובר). פריחת הפרידיניום של שנת 2102הייתה מאסיבית במיוחד ,עם ביומסה חודשית ממוצעת מעל /11ג' משקל רטוב למ"ר במשך /חודשים רצופים ,ממרץ עד מאי (איור 22למעלה) .בתאריך דיגום אחד ,ב 0/-למאי 2102 נרשמה ביומסת שיא יוצאת דופן של 009ג' למ"ר (איור ,)20כנראה עקב דיגום בזמן שכתם עם ריכוזים גבוהים במיוחד של האצה נמצא במקום (תחנה .)A 2102מצטרפת למספר שנים מועט יחסית מאז 0999בהן נצפתה פריחת פרידיניום (איור ,)2/הפריחה הקודמת נצפתה ב( 2115-פריחה בעוצמה בינונית) ולפניה ב 211/ו( 2111 -פריחות מאסיביות) .בעבר הוצג קשר בין הספיקה השנתית בירדן לעוצמת הפריחה :מאז אמצע שנות ה 91-פריחות פרידיניום התפתחו רק בשנים גשומות עם ספיקות גבוהות בירדן .עצמת הפריחה בשנים אלו הראתה קשר ישיר לספיקה השנתית .נתוני שנת 2102מחזקים קשר זה (איור .)21ההשערה היא שעקב שינויים שנעשו באגן ההיקוות ובפרט בעמק החולה באמצע שנות ה ,91-בשני העשורים האחרונים מגיעים לכנרת פחות חומרים אורגניים ומתכות קורט שמקורם בעמק החולה והם דרושים להתפתחות הפרידיניום .רק בשנים יותר גשומות ,בהן יש שטיפה מאסיבית של אדמות העמק ,נשטפים לכנרת אותם חומרים הנחוצים לגידול הפרידיניום ,ומתפתחת פריחה. בנוסף לכך ,בשנים גשומות בהן חלה עליית מפלס משמעותית ,כמו שקרה ב ,2102-יש הצפה של צמחייה 2/ חופית שהתפתחה ברצועת תנודות המפלס בשנות הבצורת שקדמו .הצמחייה החופית המוצפת בחורף ובאביב, מתפרקת לאיטה ומשחררת נוטריאנטים וחומרים אורגניים שכנראה גם הם תורמים להתפתחות הפרידיניום. לפיכך שנים גשומות של עליית מפלס הן שנים טובות לפרידיניום ,עם פריחות מאסיביות – כפי שקרה גם ב- 0990וב 211/-וב.2111- איור :20המהלך השנתי (נתונים שבועיים) של ריכוזי ביומסת הפרידיניום (למעלה) ושלשה מינים נוספים (למטה) במהלך .2102 הביומסה האצתית ומינים דומיננטיים שנת 2102נפתחה עם ביומסה חודשית של כ 011 -ג' מ"ר ,כאשר פרידיניום המין השליט (כ 51% -מסך הביומסה ,איור .)22במהלך החורף והאביב פריחת הפרידיניום התפתחה ,שיאה נרשם במאי עם כ 111-ג' למ"ר ושלטון מוחלט של פרידיניום ( .)95%ביוני ,עם התמוטטות פריחת הפרידיניום נרשמה דעיכה תלולה בביומסה האצתית באגם ,שנעה בין 91-01ג' למ"ר עד אוקטובר ודעכה ל 25-ג' למ"ר בדצמבר (איור .)22במחצית השניה של השנה שלטו באגם ירוקיות (בעיקר החוטית מוגושיה) וכחוליות (בעיקר החוטיות אפניזומנון וצילינדרוספרמוספסיס) ,עם נוכחות משמעותית לצורניות (בעיקר הצורנית בצורת הסיכה ,סינדרה וצורנית נוספת )Anoeomoneis -ותרומה קטנה של כריפטופיטה .תרומת הדינופלגלטים בחודשי הקייץ היתה של פחות מ( 1%-איור .)22בסה"כ המהלך השנתי בשנת 2102היה טיפוסי ל"שנת פרידיניום" של שנות ה 51וה01- בהבדל שמינים חוטיים שלטו באוכלוסיות הקייץ של ( 2102כמו בכל הקייצים האחרונים) ,מינים שהם יחסית עמידים לרעיית זואופלנקטון ,בעוד שבשנות ה 51-וה 01-שלטו בקייץ מינים ננופלנקטוניים בעלי צורות שנאכלות טוב יותר על ידי זואופלנקטון. 21 איור :22ממוצעים חודשיים של ביומסת קבוצות הפיטופלנקטון העיקריות בכנרת (למעלה) ותרומת כל קבוצה לסך הביומסת הפיטופלנקטון (למטה) בשנת .2102 איור :2/השוואת עצמת פריחת הפרידיניום בין השנים .2102 – 0999 25 עצמת הפריחה מבוטאת כממוצע הביומסה החודשי בחודש בו ביומסת הפרידיניום הגיעה לשיאה השנתי (ממוצע חודשי אחד לכל שנה) .בהתאם לעוצמת הפריחה האביבית השנים חולקו לשלוש קטגוריות :שנים ללא פריחה (בארים צהובים ,ביומסה שלא עלתה על 011ג' למ"ר) ,שנים עם פריחה ממוצעת (אדום ,ביומסה בין 011-/11ג' למ"ר) ופריחה מאסיבית במיוחד (כחול ,ביומסה מעל /11ג' למ"ר) .בולטת העובדה שעד אמצע שנות ה 91-כל השנים היו ממוצעות ,מאז 0999נצפו רק /שנים של פריחה ממוצעת 9 ,שנים של פריחה מאסיבית ו 01-שנים ללא פריחה. איור :21הקשר בין ביומסת הפרידיניום החודשית המירבית בכל שנה לספיקה השנתית (שנה הידרולוגית) בירדן ,בשנים .0995-2102עיגולים אדומים -שנים בהן פרידיניום פרחה (ביומסה חודשית מירבית מעל 011ג' למ"ר) .ריבועים ורודים – שנים ללא פריחה. 2.9 כלורופיל וייצור ראשוני יוסף יעקבי וסמיון קגנובסקי ריכוז הכלורופיל הממוצע בשנת 2102היה גבוה מן הממוצע הרב-שנתי בכל טווח הזמן שמפברואר ועד נובמבר וגבוה באופן בולט ,למעלה מכפליים ,בתקופה שממרץ עד מאי (איור 25למעלה) .החריגה כלפי מעלה בלטה עוד יותר במדד של הייצור הראשוני (איור 25למטה) ,כאשר לבד מחדשי האביב ,ממרץ עד מאי ,היו ערכים גבוהים באורח ניכר מהממוצע גם בטווח הזמן שמיולי ועד נובמבר .ראוי לציין שבארבע חדשים -מרץ ,אפריל, אוגוסט ונובמבר נמדדו בשנת 2102ממוצעים של ייצור ראשוני שטרם נמדדו עד כה מתחילת תכנית הניטור בראשית שנות השבעים .גם הממוצע השנתי של הייצור הראשוני וממוצע העונתי של תקופת קיץ-סתיו היו הגבוהים ביותר שנמדד עד כה בכנרת ואילו ממוצע החורף-אביב היה אך במעט נמוך מהשיא שנרשם עד כה ובסך הכל היו ממוצעים תקופתיים אלה גבוהים באורח ניכר מהממוצע הרב-שנתי (טבלה .)/ערכי הממוצעים העונתיים של צפיפות הכלורופיל היו גם-כן גבוהים באורח ניכר מהממוצע הרב-שנתי ,אם כי נמוכים מערכי השיא שנמדדו בעבר .ראוי לציין שערכים גבוהים של אפיוני פיטופלנקטון נמדדים עפ"ר כאשר פרידיניום 29 שולט בפיטופלנקטון של האגם וזה היה גם המצב בחדשי החורף-אביב של שנה זו .הדבר בולט בעיקר במדד של הייצור הראשוני ,כאשר ברוב המקרים צפיפות כלורופיל של מעל /11מג'3מ 2כרוכה בהופעה מסיבית של פרידיניום (איור 29למעלה) .התנודה הרב-שנתית של הייצור הראשוני הרבה יותר מתונה (איור 29למטה) ,אם כי ב 2102-שני מדדי הפיטופלנקטון – צפיפות הכלורופיל וייצור ראשוני היו חריגים כלפי מעלה. הייצור הראשוני בחדשי הקיץ והסתו היה יעיל ביותר ,כאשר ערכי מספר האסימולציה (ייצור ראשוני ליחידת כלורופיל ליחידת זמן) היו גבוהים מחודש יולי עד תחילת דצמבר (איור .)25זמינות האור בעמודת המים לא היתה חריגה ,לא בעת הופעת הפרידיניום באביב ואף לא בקיץ ובסתו ואף לא זמינות חמרי הדשן המומסים בעמודת המים העליונה .מכאן יש להסיק שהפיטופלנקטון הקייצי ,שנשלט ע"י כחוליות ,ניצל את המשאבים ביעילות רבה לקיום הייצור הראשוני. 1000 2012 800 1970-2012 -2 400 Chl, mg m 600 200 0 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC 5000 1000 -2 2000 PP, mg C m d 3000 -1 4000 0 JUL AUG SEP OCT NOV DEC JAN FEB MAR APR MAY JUN איור : 25תכולת כלורופיל (למעלה) וייצור ראשוני (למטה) בעמודת המים העליונה של 05 – 1מ' ,כפי שנמדדו בכנרת בתחנה .Aעמודות – ממוצעים חודשיים ב ,2102-קו – ממוצעים חודשיים רב-שנתיים. טבלה :/ממוצעים ( ±סטיית תקן) שנתיים וחצי-שנתיים של כלורופיל וייצור ראשוני בכנרת :השוואה של 2102עם הנתונים הרב-שנתיים. 2 כלורופיל ,מג' 3מ רב-שנתי 2102 0 ינואר -יוני יולי -דצמבר ינואר-דצמבר 2102 - 0951 0 2102 -0952 2 533±325 177±49 355±293 /10±0/9 020 ±/0 211±75 ייצור ראשוני ,מג' פחמן 3מ3 2יממה 2 רב-שנתי 2102 2005± 0229 2551± 021 299/± 015/ 1841±447 1492±328 1669±354 25 Chl annual average 500 400 -2 200 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 1 20 0 12 -1 -2 1000 PP, mgC m d 2000 Chl a, mg m 300 100 0 PP annual average 3000 0 12 09 06 03 00 97 94 91 88 85 82 79 76 73 70 20 20 20 20 20 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 איור :29ממוצע שנתי של תכולת כלורופיל (למעלה) וייצור ראשוני (למטה) בעמודת המים העליונה של 05 – 1 מ' ,כפי שנמדדו בכנרת בתחנה .A 20 6 -1 2 A.N, mg C mg Chl a h 4 0 D N O S A J J M A M F J איור :25ערכי מספר ההטמעה ( )assimilation number = A.N.בעומק המיטבי ,העומק בו לייצור הראשוני ערך מירבי, בכנרת בשנת ( 2102עיגול וקו שחור) ,בהשוואה לממוצע החודשי הרב-שנתי (רבוע וקו אדום) .הקו האנכי הדק מציין את ערכי סטיית התקן .נתוני 2102מציגים את כל המדידות ואילו הממוצעים הרב-שנתיים מבוססים על נתונים בין 11-ל52- מדידות כל אחד A.N. .מחושב ע"י נירמול ערך הייצור הראשוני ליחידת כלורופיל .a 2.5 נשימה כוללת יוסף יעקבי וסמיון קגנובסקי נשימה כוללת ( )Community respiration = CRנמדדה ב /-עומקים .בכל עומק נמדד ריכוז החמצן בעת הדיגום ואחרי שהייה בכלי סגור שהוחזק בחושך וההפרש בריכוז החמצן הוא ערך הנשימה .ממדידות אלה חושב הערך האינטגרלי של הנשימה הכוללת ,שערכו הממוצע בעמודת המים המחומצנת ב 2102-היה 9.9מג' חמצן מ32יממה .ערך זה הוא מן הגבוהים שנמדדו בכנרת ודמה למה שנמדד בשנים 2111 ,211/ו( 2115-איור ,)20כאשר פרידיניום ייצר אוכלוסייה צפופה ביותר .שנים בהן הפיטופלנקטון נשלט ע"י פרידיניום מאופיינות לא רק בממוצעים גבוהים במיוחד ,אלא גם בשונות גבוהה; הממוצעים החדשיים של הנשימה הכוללת היו גבוהים במיוחד בעת הופעת הפרידיניום וכשלשה חדשים לאחר דעיכתו ונמוכים באורח ניכר מהממוצע הרב- שנתי בחדשיים לאחר מכן (איור .)29הוסיפה להגברת השונות העובדה שהנשימה בחדשים שבטרם הופעת הפרידיניום הייתה בערכים נמוכים מאד ואילו שנות פרידיניום הקודמות אופיינו דווקא ע"י נשימה יחסית גבוהה לחדשי החורף הראשונים .המגמתיות העיתית בולטת בכל שנות הפרידיניום ובשל הערכים הגבוהים של חדשי החורף והאביב מדידות אלה בעצם מעצבות את הממוצעים הרב-שנתיים של הנשימה הכוללת .השונות העיתית של הנשימה הכוללת ב 2102-דמתה במשהו לשונות העיתית של הייצור הראשוני (איור )/1וגם זה אפיון של שנים של שליטת פרידיניום .למרות עודף הייצור הגדול בחדשי הקיץ ,בהשוואה לנשימה ,הסך הכל של מטבוליזם הפחמן3חמצן היה גירעוני ,בהיות הייצור הראשוני שווה ערך ל 0.5/ -מג' חמצן מ32יממה. 29 20 10 5 2012 2010 2008 2004 2006 CR, mg O 2 m -2 d-1 15 0 2000 2002 Year איור :20ממוצע שנתי של נשימה כוללת ( )Community respiration = CRבעמודת המים המחומצנת בתחנה Aבשנים .2102 – 2110הקו האנכי הדק מציין את סטיית-התקן .נתוני העשור הקודם הם פרי עבודתו של ד"ר ארקדי פרפרוב. 25 -2 CR, mg O 2 m d -1 2012 2001-2012 20 15 10 5 0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Month איור :29ממוצע חודשי של נשימה כוללת ( )Community respiration = CRבעמודת המים המחומצנת ב,2102- בהשוואה לממוצע הרב-שנתי של העשור הקודם. /1 8 4 2 -2 6 CR or PP, mg C m d -1 14CPP CR 0 D N O S A J J M A M F J איור :/1נשימה כוללת ( )Community respiration = CRבעמודת המים המחומצנת וייצור ראשוני ( )14CPPבכנרת ב- . 2102נשימה כוללת נמדדת אמנם ביחידות של חמצן מקובע לחידת שטח3יחידת זמן ,אך המרנו נתונים אלה למונחי פחמן לצורך השוואה ישירה עם הנשימה הכוללת. 2.0 קיבוע חנקן אורה הדס ,ריקי פנקס ,נחמה מלינסקי-רושנסקי ואסף סוקניק פריחות של ציאנובקטריה מקבעות חנקן בכנרת כמו אפניזומנון וצילינדרוספרמופסיס ,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 .בדיקות של פוטנציאל קיבוע החנקן בתרביות של אפניזומנון במעבדה ובמי כנרת שהודגרו בעומקים שונים in situהחלו בקיץ של שנת 2110ומאז מהווים חלק מהניטור השגרתי באגם בקיץ ובסתיו .המדידה מסתמכת 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 ( .)GCמצאנו שקיבוע החנק ן תלוי באנרגיית אור ,עולה עם הזמן ,מעוכב על ידי אמוניה ובחושך הוא אינו מתקיים .קיימת תלות בין פריחות ציאנובקטריה מקבעות חנקן באגם לבין ההרכב הכימי של עמודת המים ,כשקיבוע החנקן תלוי בין יתר הגורמים בכמויות החנקן המקובע המגיעות לאגם בזרימות השטפוניות מאגן ההיקוות ובריכוזים שלו בקיץ (תהליכי הדניטריפיקציה) וכן בפולסים של חנקן אנאורגני ,בעיקר אמוניה בקיץ ובסתו. בשנת 2102נמדדו ערכים גבוהים של קיבוע חנקן ,שהחל ביולי ונמשך עד נובמבר .בתחילת יולי ריכוזי האמון היו מעל 21מיקרוגרם לליטר אך לקראת אמצע יולי ריכוזי ה ( DINאמוניה וניטראט) ירדו למיקרומול בודדים בעמודת המים שבין 1-01מ' ,מה שנותן יתרון למקבעי חנקן אטמוספרי שאינם תלויים בהספקת חנקן מקובע. במקביל לירידה בחנקן המסיס בעמודת המים נצפתה עלייה בציאנובקטריה מקבעות חנקן ובשיעורי קיבוע /0 החנקן (איור .)/0ביוני נמצאו 51פילמנטים למל' של צילינדרוספרמופסיס ו 21של אפניזומנון .ביולי התחילה פריחה של צילינדרוספרמופסיס עם מקסימום של 2111פילמנטים ו 111הטרוציסטים במל' וכ /19 -פילמנטים במל' של אפניזומנון כשבכל פילמנט יש הטרוציסט .פריחה של אפניזומנון התחילה באוגוסט ,ובספטמבר היו כ 0211-0/11 -פילמנטים למל' הן של אפניזומנון והן של צילינדרוספרמופסיס בעמודת המים העליונה .היחס בין הפילמנטים וההטרוציסטים באפניזומנון המשיך להיות 0:0כלומר היה קיים פוטנציאל גבוה לקיבוע חנקן. אכן ,בסוף ספטמבר התקבלו ערכי קיבוע חנקן של 9/מיקרומול אתילן לשעה למ.2 איור :/0קיבוע חנקן בעמודת המים (תחנה )Aבכנרת בקיץ -סתיו .2102אדום :יצירת אתילן ננומול פר מיקרוגרם כלורופיל לשעה .שחור :יצירת אתילן פמטומול פר הטרוציסט לשעה. בשנת 2115נמדדו ערכי קיבוע חנקן הגבוהים ביותר 02/ ,טון פר אגם .בשנת 2100ערכי קיבוע החנקן היו נמוכים כ 9.9 -טון לאגם (טבלה )1כתוצאה מהמצאות חנקן מסיס מקובע בעמודת המים .בשנת 2102נמדדו ערכי קיבוע חנקן גבוהים ( 59טון פר אגם) .שוב חוזרת התופעה שלצילינדרוספרמופסיס יתרון בתחילת הקיץ והאפניזומנון עולה בשלהי הקיץ ובסתיו .שיעור קיבוע החנקן ב 2102 -נמצא בטווח הגבוה של הערכים שנמדדו החל משנת ( 2110טבלה .)1 /2 טבלה :1קיבוע חנקן בכנרת בשנים ( 2110-2102טון פר אגם). שנה 2110 2112 211/ 2111 2115 2119 2115 2110 2119 2101 2100 2102 2.9 חנקן מקובע ,טונות לאגם 95.5 02.5 1.5 0/.1 02/ /5.0 0.9 59 00.0 20 9.9 2102 חיידקים טומי ברמן ונחמה רושנסקי חיידקים הטרוטרופיים הם מרכיב חשוב במארג המזון ,עם תפקיד מרכזי בפירוק חומר אורגני ומיחזור נוטריאנטים .ניטור של חיידקים (מספר כללי וייצור שניוני ב 9-עומקים בתחנה ) Aהחל ב 2110-ונמשך ב- 2102בתדירות 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 צביעה ב)DAPI- מאז 2110ועד 2101נצפתה ירידה בממוצע השנתי של מספר החיידקים בכנרת .יתכן שירידה זו נעצרה ב,2100- ולמעשה אפשר שלא היה שינוי משמעותי בממוצעים השנתיים מ 2110-עד .2101בכל אופן ,יתכן שאפשר להבחין בשינוי המגמה החל מ( 2100-איור )/2אם כי יש לחכות שנה-שנתיים לברר אם שינוי המגמה מובהק. הממוצע השנתי של מספרי החיידקים ב 2.42 x 106) 2102 -תאים /מל'( נמוך עדיין מהממוצע הרב-שנתי מ- 2110עד 3.33 x 106) 2102תאים /מל'( .לשם השוואה ,בתקופה מ 0991-עד 0995נשמרה יציבות יחסית במספר החידקים ) 3.35 x 106תאים /מל'(. התפלגות הספירות החודשית הייתה משונה ב .2102-במקום הירידה במספר החידקים שנצפתה בדרך כלל אחרי חודשי הקיץ ,היו עליות בספטמבר ואוקטובר ,ירידה חדה בנובמבר ובדצמבר עליה תלולה ומובהקת מאד (איור .)//יתכן שהעלייה בדצמבר נגרמה עקב כניסת מים מוגברת כתוצאה מגשמים כבדים שהיו באותו חודש זמן קצר לפני הדיגום (ב .)05.02-מעניין לציין שהתבנית החודשית של ייצור שניוני של החידקים ב2102- לא דמתה לזו של מספרי החידקים (ראה למטה). // 8.0 A 6.0 4.0 2.0 cells ml-1 x 106 Bacterial counts 1-15m 0.0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Avg. איור :/2ממוצעים וסטיות תקן שנתיים של מספר תאי חידקים3מל' (לפי ממוצע 0מ' עד 05מ' ) מ 2110-עד .2102 5.00 Total Bacteria 2012 4.00 1.00 cells/ml x 2.00 106 3.00 0.00 D N O A S J Month M J M A J F איור ://ממוצע חודשי של מספר תאי חידקים3מל' בעומקים 0עד 05מ' בכנרת.2102 , ייצור שניוני של חידקים ( ,) BBPלפי שיטת הקליטה של לאוצין מסומן רדיואקטיבית. הייצור החיידקי נמדד באופן קבוע מתחילת .2110כמו ברוב השנים ,ב 2102-הייתה מגמה לערכים גבוהים יחסית בחודשי הקיץ (איור .)//הממוצע השנתי של BBPהיה ,בדומה לממוצע השנתי של ספירת החיידקים, הראה עליה מתונה אך ברורה לאומת ( 2100איור .)/1יהיה מעניין לראות אם יהיה המשך לעליות בשנים הבאות. 1200 1000 BBP 2012 800 400 200 0 D N O S A J J M A M F J mgC m-2 d-1 600 /1 איור :/1ייצור חיידקי ( ,BBPמג' פחמן3ממ"ר3יום) לפי חודש בשנת .2102 2500 BBP 1-15m 2000 1000 500 mgC m-2 d-1 1500 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Avg. איור :/5ממוצעים וסטיות תקן שנתיים של ייצור חיידקי ,BBP( ,מג' פחמן3ממ"ר3יום) ,מ 0-מ' עד 05מ' 2110 ,עד ,2102 וממוצע לכל התקופה. סיכום 2110עד :2102כמות (ספירת) חיידקים ( )BCוייצור שניוני של חיידקים (.)BBP מאז 2110עד 2100ניטור מספר החיידקים והייצור השניוני שלהם הראה נטייה ברורה ומובהקת של ירידה בשני הפרמטרים ששיקף אולי המגמה של "התדלדלות" מסוימת במצב הפרודוקטיביות הכללית של האגם בעקבות השינויים באוכלוסיות היצרנים הראשוניים והעלמות פרידיניום .בשנת ,2102בה התפתחה פריחה משמעותית של פרידיניום ,נרשמו עליות במספר החיידקים והייצור השניוני שלהם (איור .)/9בעקבות השיטפונות החזקים בחורף 2102-210/סביר להניח שגם באביב 2102תתפתח פריחת פרידיניום ותתכן עליה נוספת במספר החיידקים והייצור השניוני שלהם. גם ב 2102-נשמרה הקורלציה הלוגריתמית המובהקת בין מספר החיידקים ובין הפעילות המטבולית של החיידקים (איור .)/5 5.0 BBP BC 3.0 2.0 1200 600 1.0 )Annual averages BBP and BC (0-15M BBP mgC.m-2.d-1 BC Cells *106 ml-1 4.0 1800 0 0.0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 איור :/9ממוצעים שנתיים של ייצור חיידקי ( , BBPמג' פחמן3ממ"ר3יום) וספירת חיידקים ( ,BCתאים /מל' ,)019 x ממוצע 0מ' עד 05מ' ,מ 2110-עד .2102 /5 1500 y = 186.05x + 113.32 R² = 0.5511 p=0.006 1200 600 300 0 5.0 3.0 4.0 BC cells ml-1 x 106 2.0 BBP ugC l -1 d-1 900 1.0 איור :/5זיקה בין מספרי החיידקים ( , BCתאים/מל' )019 xובין ייצור שניוני של חיידקים ( ,BBPמג' פחמן3ממ'ר3יום), ממוצעים שנתיים מ 2110-עד .2102 2.01ניטור זואופלנקטון גדעון גל ושרה צ'ווה ניטור הזואופלנקטון בכנרת נערך מאז 211/בשני אופנים :מיקסים ופרופילים .הראשון מהווה המשך של שיטת הדיגום בה נעשה שימוש בכנרת עוד מתחילת שנות ה 51-לעומת שיטת הפרופילים שהחלה בפברואר 211/ (ראה דוח שנתי .)211/שיטת הפרופילים עברה מספר שינויים קטנים במהלך שנת 2111שכללו שינויים בעומקים על מנת להתאים את מספר הדגימות לכוח האדם העומד לרשותנו ,וכן מעבר לספירת דוגמאות במיקרוסקופ הפוך במקום שימוש בבינוקולור. במעקב אחר השינויים בצפיפות הכוללת של הזואופלנקטון באגם מאז שנות ה ,51-בעזרת דגימות המיקסים (איור ,)/0ניתן לראות שבשנה האחרונה חלה שוב ירידה בצפיפות הזואופלנקטון אחרי העליה שנצפתה ב- .2100השינויים הללו מעידים על המשך חוסר יציבות באוכלוסיית הזואופלנקטון במבט רב שנתי ,בניגוד לאופי האוכלוסייה בשנים האחרונות של המאה הקודמת ( .)0999-2110יש מקום לציין שעפ"י דיגומי הפרופילים בשנה החולפת דווקא חלה עליה בהמשך לעליה שנצפתה בשנת .2100מתוך ניתוח חודשי של תוצאות הניטור (שיטת המיקסים) עולה כי הירידה בצפיפויות הזואופלנקטון ,ביחס לשנה הקודמת ,הייתה עקבית במהלך החורף-אביב (חודשי פברואר-יוני) ושוב בסתיו .בחודשי הקיץ צפיפויות הזואופלנקטון היו גבוהות מהצפיפויות בשנת 2100שנבעו מעליה בצפיפות הציקלואופידים (מזוציקלופס) ,הקלדוסירה (בעיקר מינים מהסוגים דיאפנוזמה ,קידורוס ,וצריודאפניה) במהלך חודש יולי ועליה משמעותית בצפיפויות הרוטיפרים (בעיקר מינים מהסוג אנוראופסיס ,וקראטאלה) במהלך חודשי הקיץ. עפ"י דגימות המיקסים ,הערכים החודשיים של צפיפות הזואופלנקטון היו נמוכים מהערכים החודשיים על פי הממוצע הרב שנתי ( .)0951-211/למעט חודשיים (ינואר ואפריל) בכל שאר החודשים הצפיפות החודשית הממוצעת הייתה נמוכה מהממוצע הרב שנתי ב 00-11%עם ממוצע של 22%מהערך של הממוצע החודשי הרב- שנתי (איור .)/9ערכים אלו לא היו חריגים ואף דומים לערכים שנצפו מאז 2119במספר מקרים. /9 מתוך בחינה של הערכים עפ"י דיגום הפרופילים ניתן לראות חוסר התאמה לתוצאות המיקסים .בניגוד לתוצאות המיקסים ,בשנה האחרונה חלה עליה שהיוותה המשך למגמת העליה שנצפתה בשנה הקודמת והערכים היו דומים לערכים שנצפו בשנים 2110ו( 2119-איור .)/0 600 200 )Density (#/L 400 0 2010 2005 2000 1995 1990 1985 1980 1975 1970 Year איור :/0צפיפות שנתית ממוצעת של הזואופלנקטון באגם ,על פי דיגום המיקסים ,בין השנים .0999-2102הכוכבים מציינים ערכי צפיפות שנתית ממוצעת על פי דיגום הפרופילים (עבור השנים .)211/-2102 /5 1000 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 multiannual mean 800 400 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 600 200 0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 חודש איור :/9צפיפות חודשית ממוצעת של זואופלנקטון עבור השנים ( 2119-2102עמודות) והממוצע החודשי הרב שנתי לשנים 0951-211/עם סטיות תקן (קו אנכי) ,על פי דיגום המיקסים. מאז תחילת דיגום הפרופילים ב 211/-קיימים הבדלים באומדני צפיפות הזואופלנקטון באגם עם ערכים גבוהים יותר באופן עקבי בדיגום הפרופילים ביחס לדיגום המיקסים למעט השנים .2115 ,211/ההבדלים העקביים בין שתי השיטות נובעים מאופן הדיגום .בשיטת המיקסים נדגם נפח מים קטן יחסית ( 0ליטר) במספר עומקים המעורבבים יחדיו ומסך הנפח מוצא ליטר מים לבדיקה במעבדה .בשיטת הפרופילים ,בכל עומק נדגמים 01ל' מים וכל דגימה כזאת נבדקת במעבדה במלואה .המשמעות היא שמינים בעלי צפיפות נמוכה אינם הולכים לאיבוד בדיגום בשיטת הפרופילים .אך חשוב מכך ,יש ביטוי מדויק יותר של מינים אשר מרוכזים בעומקים מסוימים ואינם מפוזרים באופן אחיד בעמודת המים .ואכן ,אם בוחנים את הפיזור של קבוצות הזואופלנקטון בעמודת המים בעונות השונות ניתן לראות את ההטרוגניות שבפיזור האנכי שלהם (איור .)11 /0 טמפרטורה 17 18 16 15 14 17 18 16 15 14 0 א ב 10 30 30 .4 .3 .2 18 17 16 15 14 10 10 20 20 30 30 .4 .3 .2 30 26 22 18 14 ז .4 .3 .2 .1 30 26 22 18 14 0 0 10 10 20 20 30 30 40 0.0 14 0 ו .3 26 .4 30 .2 22 .1 18 ח 10 10 Cop. Clad. Rot. Temp. .8 .6 .4 .2 .4 עומק 20 40 0.0 40 0.0 14 0 20 30 עומק .3 26 .2 22 ד 40 0.0 עומק 0 .1 .1 18 18 17 16 15 14 0 40 0.0 ה .4 .3 .2 .1 40 0.0 עומק 20 .1 ג 10 20 40 0.0 .4 30 0 30 .3 .2 .1 40 0.0 צפיפות יחסית איור :11ערכי הצפיפות החודשיים הממוצעים של קופפודים (קו רציף) ,קלדוצירה (קו מקווקו צפוף) ,רוטיפרים (קו מקווקו) וטמפרטורה (קו מנוקד) בחודשים ינואר (א,ב) ,מרץ (ג,ד) ,יולי (ה,ו) ואוקטובר (ז,ח) בשנים ( 2115עמודה ימינית) ו( 2119-עמודה שמאלית). במהלך חודש ינואר ,כשהאגם מעורבב ,הפיזור האנכי בעל שונות קטנה יחסית .אך עם התפתחות התרמוקלינה ,השונות הולכת וגדלה עם ריכוז משמעותי של פרטים ,כגון רוטיפרים ,בקיץ ובסתיו באזור מפל הטמפרטורה .כאשר דגימות מהעומקים שונים מעורבבים יחדיו ומיוצגים ע"י תת-דגימה בודדת הרי במהלך /9 חודש ינואר ,כשהאגם מעורבב ,הפיזור האנכי בעל שונות קטנה יחסית .אך עם התפתחות התרמוקלינה, השונות הולכת וגדלה עם ריכוז משמעותי של פרטים ,כגון רוטיפרים ,בקיץ ובסתיו באזור מפל הטמפרטורה. כאשר דגימות מהעומקים שונים מעורבבים יחדיו ומיוצגים ע"י תת-דגימה בודדת הרי שהמידע על הריכוזים הגדולים הללו לא באים לידי ביטוי והתוצאה היא תת-הערכה של צפיפות הזואופלנקטון באגם .על כן ,אם בוחנים את אומדני הצפיפויות עפ"י שתי השיטות בחודשים השונים ניתן לראות שההבדלים הגדולים ביותר מתרחשים כאשר חלק מהמינים ,גדולים כקטנים ,כדוגמת קופפודים בוגרים ומיני רוטיפרים שונים (איור ,)10 מרוכזים בריכוזים גדולים בעומקים ספציפיים ואינם מפוזרים באופן אחיד על פני עמודת המים. מדיגומי הפרופילים הללו ניתן גם ללמוד על השינוי העונתי בפיזור המינים השונים בעמודת המים .לצורך הדגמה ,אנו מציגים דוגמאות למידע הזה על בסיס נתונים של שנתיים 2115 ,ו( 2119-איור .)11במהלך חודשי החורף ,הזואופלנקטון מפוזר אחיד בעמודת המים באופן יחסי פרט ל 0-מ' העליון וערכים יחסית גבוהים של רוטיפרים בעומק .עם התפתחות התרמוקלינה באביב ,ניתן לראות ריכוז של חלק גדול יותר של האוכלוסייה בעומק של כ 5-מ' (קלדוצירה ורוטיפרים) ובמהלך 2115היה ריכוז גבוה של קופפודים בתחתית התרמוקלינה. ערכי המקסימום הרדודים של הרוטיפרים ,בתקופת האביב ,מגיעים לעיתים לערכים גבוהים כדוגמת אפריל 2100שבו המין Keratella cochlearisהגיע לערכים שבין 0911-2211פרטים לליטר בעומקים שבין /-5מ'. במהלך הקיץ הזואופלנקטון תחום בשכבה המוגדרת ,בחלקה התחתון ,ע"י עומק התרמוקלינה עם ערכי מקסימום של רוטפירים באזור מרכז המטאלימניון בעומק של כ 05-מ' בצפיפויות לעיתים גבוהות (>0,111 פרטים לליטר). ערכי שיא של 0111ו 0011-פרטים לליטר נרשמו ב 09-וב 21-ליוני ,2110בהתאמה ,וכ 0511-פרטים לליטר ב09- ליולי .2119 ,לעומת הרוטיפרים ,ההתפלגות של הקופפודים והקלדוסירה מאופיינת בהטרוגניות בפיזור האנכי אך העומק שבו מופיע עיקר האוכלוסייה אינו אחיד (איור 11ה,ו) .במהלך הסתיו ,טרום היפוך עמודת המים, אנו רואים התפלגות אנכית יחסית אחידה של הקופפודים והקלדוצירה מפני המים ועד לתרמוקלינה .לעומת זאת ,ניתן לרוב למצוא ערכי צפיפות גבוהים של רוטיפירים בסמוך לחלקו העמוק של המטאלימניון .נכון להיום צפיפות הזואופלנקטון הגבוהה ביותר שתועדה הייתה של רוטיפר ממין Anuraeopsis fissaשנמצא בצפיפות של 5,011פרטים לליטר ב 21.02.2115-בעומק של 21מ' ,בתרמולקלינה .לאור השונות הרבה בפיזור האנכי ,אין ספק שדיגום הפרופילים הוא לא רק חיוני אלא גם מספק אומדנים מדויקים יותר של צפיפות הזואופלנקטון באגם. ניתן לבחון את אוכלוסיית הזואופלנקטון כקבוצות פונקציונאליות במקום כקבוצות טקסונומיות .אם בוחנים, עבור התקופה ,2119-2102את ההבדלים בין הצפיפויות החודשיות על פי חלוקה לשלש קבוצות פונקצינאליות הכוללות את הטורפים (קופפודים בוגרים) ,הצמחוניים (קלדוצירה והקופפודיטים) והמיקרו-זואופלנקטון (רוטיפרים והנאופליי) ,ניתן להבחין במספר מגמות (איור .)12ראשית ,ניתן לראות שהירידה היחסית בצפיפות הכוללת של הזואופלנקטון במהלך השנה (עפ"י המיקסים) נבעה משינויים בכל שלושת הקבוצות אם כי דגם השינויים היה שונה בין הקבוצות .בחצי הראשון של השנה ובחודשיים האחרונים הזואופלנקטון הטורף היה בעל צפיפות נמוכה מהשנה הקודמת .אם בחודשים פברואר-אפריל הצפיפויות בשנת 2100היו גבוהות בהרבה משנת 2102הרי שבחודשים יוני-יולי היחס התהפך ובמהלך חודשים אלו בשנת 2102הצפיפויות היו גבוהות באופן משמעותי .בשאר החודשים ההבדלים היו קטנים .לעומתם ,הזואופלנקטון הצמחוני היה נמוך בשנה החולפת בכל החודשים למעט שלושה (ינואר ,פברואר ויולי) והצפיפויות בשנת 2100היו גבוהות בממוצע ב- 5/%מאשר אלו בשנת .2102מעניין לציין את מגמת העליה העקבית שלהם במהלך שנת 2102בחודשים מרץ- יולי .במהלך תקופה זו ,הצפיפות גדלה ב 29-91%בחודש עד לירידה בערכים בחודש אוגוסט .המגמה הקבועה של עליה בצפיפויות במהלך החודשים הללו אינה מגמה שנצפית כל שנה באגם ובמהלך שנת 2100נצפה מגמה דומה אך בין החודשים אוגוסט לנובמבר .ולעומתם ,למעט ארבעה חודשים (ינואר ,מאי-יולי) שבהם תועדו צפיפויות גבוהות של מיקרו-זוואפלנקטון ביחס לשנת 2100הרי שבשאר החודשים ההבדלים לא היו גדולים. 11 השינויים הלא מהותיים בצפיפויות קבוצות הזואופלנקטון השונות במהלך 2102באים על רקע אוכלוסיה גדולה של דגי לבנון באגם בעלי מצב גוף טוב (ג' .שפירו ,אגף הדיג) .מצב זה מעיד על חוסר מגבלת מזון עבור הלבנון ,מצד אחד ,והעדר לחץ בולט של בקרה עלית ( )top-downעל הזואופלנקטון. 35 זואופלנקטון טורף 30 20 15 10 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 25 5 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 זואופלנקטון צמחוני 120 100 60 40 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 80 20 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 350 מיקסים פרופילים מיקרוזואופלנקטון 300 200 150 100 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 250 50 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 איור : 10ערכי הצפיפות השנתית הממוצעת של מיני הזואופלנקטון הטורפים (איור עליון) הצמחונים (איור אמצעי) והמיקרו-זואופלנקטון (איור תחתון) עבור השנים .211/-2102מוצגים אומדני הצפיפויות על פי שיטת המיקס (עמודות כהות) ושיטת הפרופיל (עמודות בהירות). 10 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 1 700 מיקרוזואופלנקטון 600 500 400 300 200 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 100 0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 חודש איור : 12צפיפות חודשית ממוצעת של שלושת הקבוצות הפונקציונאליות של הזואופלנקטון באגם :הזואופלנקטון הטורף (איור עליון) ,הצמחוניים (איור אמצעי) ,והמיקרו-זואופלנקטון (איור תחתון) עבור השנים ,2119-2102על פי דיגום המיקסים. 12 בחינה של שלבי ההתפתחות של הקופפודים באגם מעידה על הבדלים במגמות על בסיס שנתי .השלבים הצעירים ביותר ,הנאופליי ,הציגו עליה של /5%במספר הפרטים לליטר במהלך השנה לעומת שנת ,2100עפ"י דגימות הפרופילים לעומת ירידה מתונה ביותר של /%על בסיס המיקסים (איור .)1/ נאופליי 200 מיקסים פרופילים 120 80 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 160 40 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 80 קפופודיטים 40 20 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 60 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 בוגרים 35 30 20 15 10 רטיל/םיטרפ( תופיפצ( 25 5 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 איור :1/ערכי צפיפות של שלבי ההתפתחות השונים של הקופפודים במהלך השנים 211/-2102על פי שתי שיטות הדיגום :המיקסים (עמודות כהות) והפרופילים (עמודות בהירות). 1/ לעומת ,בריכוז הקופפודיטים חל ירידה על בסיס שתי שיטות הדיגום .ירידה של 29%ו 10%-עפ"י שיטת הפרופילים והמיקסים ,בהתאמה .גם בשלבים הבוגרים חלה ירידה בצפיפות ,על פי שתי השיטות .במקרה זה הירידה הייתה 09%ו 2/%-עפ"י שיטת הפרופילים והמיקסים ,בהתאמה .ערכי הצפיפות של הקופפודיטים ושל הבוגרים דומים לערכים שנצפו באגם מאז ,2119למעט שנת 2101שהייתה חריגה .במקרה של השלבים הצעירים ביותר הערכים היו גבוהים יחסית לערכים של השנים האחרונות. הקופפודים באגם מונים שני מינים בלבד ,המזוציקלופס והתרמוציקלופס שהראשון הוא המין הגדול מבין השניים .במהלך שנות ה 01-חלה שינוי בהרכב היחסי של מיני הקופפודים מאוכלוסיה שבעיקרה מיני מזוציקלופס לאוכלוסיה שבעיקרה מיני תרמוציקלופס .המשמעות הייתה מעבר לאוכלוסיה עם פרטים קטנים יותר ובעלת ביומסה נמוכה יותר שנקשרה ללחץ טריפה של דגי הלבנון על הזואופלנקטון .במהלך השנה האחרונה אנו עדים לרוב של פרטים מהמין מזוציקלופס בשלבים של הבוגדים לאורך רוב השנה (איור .)11 50 Meso-adult thermo-adult 40 20 מספר פרטים לליטר 30 10 0 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec איור :11ערכי צפיפות של השלבים הבוגרים של שני מיני הקופפודים במהלך שנת 2102עפ"י דיגום הפרופילים: המזוציקלופס ( ,)Mesoעמודות כהות ,והתרמוציקלופס ( )Thermoבעמודות הבהירות. איור :15יחס ריכוז השלבים הבוגרים של שני מיני הקופפודים -מזוציקלופס (המין הגדול) ותרמוציקלופס על בסיס ממוצעים שנתיים .הקו השחור האופקי מייצג יחס של 0בו הצפיפות של שני המינים שווה. 11 ניתן לראות הבדלים ניכרים בתקופה של יוני-נובמבר עם ערכי צפיפות של מזוציקלופס הגבוהים בין פי 1לבין פי 5מהצפיפויות של התרמוציקלופס .יש לציין שהתוצאות מפתיעות לאור אוכלוסיית הלבנון הגדולה שהתקיימה באגם במהלך שנת .2102שוב עדות לכך שלא התקיימה במהלך השנה האחרונה בקרה עילית על הזואופלנקטון באגם .בנוסף ,בשנה החולפת היחס בין השלבים הבוגרים של המזוציקלופס (המין הגדול) לתרמוציקלופס היה בעל הערך גבוה יותר מאז אמצע שנות ה( 01-איור .)15הערך הגבוה מבטא המשך של תקופה מאז ( 2115למעט )2100שבה היחס היה גדול מ 0-אחרי תקופה של כמעט 21שנה שבה היחס היה קטן מ .0-הסיבה לשינויים הללו לא ברורים ובאים במקביל לתקופה שבה לחץ הדיג על הלבנון היה נמוך והאוכלוסייה הייתה גדולה ובעלת מצב גוף טוב. במהלך השנה הקרובה תכנס לפעילות מערכת הפלוקאם שנרכשה בשנה שעברה .המכשיר צפוי להכנס לשימוש בהדרגה ובמקביל לפעילות הניטור השגרתית .בשלבים הראשונים יתבצע כיול של המכשיר כנגד דגימות של הניטור על מספר מוגבל של מינים של זואופלנקטון .רק בשלב מאוחר יותר יעשה שימוש במכשיר לספירה ומדידה של טווח רחב של מינים. 2.00ציליאטים גדעון גל וחמי מלינסקי-רושנסקי במהלך שנת ,2102בדומה לשנים האחרונות נערך ניטור הציליאטים פעם בחודש בתחנה Aמשלושה שכבות של עמודת המים :פני המים (עומק 0מ') ,אזור המטאלימניון ( 21מ') והשכבה העמוקה ( /1-11מ') .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 0 -מיקרוגרם משקל רטוב ישנם 011ננוגרם פחמן ) 140ng Cל.(1 m3 - מתוך ספירת דגימות הציליאטים במהלך שנת 2102נמצאו ערכי צפיפות (מספר הציליאטים ליחידת נפח) נמוכים מאלו שנצפו בשנת ,2100אם כי לא באופן מהותי (איור .)19 20 10 5 )Counts (cells/ml 15 0 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 Year איור :19ריכוז הציליאטים השנתי הממוצע על בסיס דיגום של שלושת שכבות עמודת המים :האפילימניון, המטאלימניון ,וההיפולימניון .מספר הדגימות בשנה נע בין ./9-1/הקווים האנכיים מבטאים שגיאת התקן. 15 הירידה בצפיפות בשנת 2102נבעה מירידה בריכוזים בשכבת המים העליונה ובניגוד לעלייה הקלה בריכוזים בשכבות העמוקות יותר (איור .)15ריכוזי סה"כ הציליאטים (כל המינים והצורות) ב 2102-בשכבת פני המים, המטאלימניון ובשכבה העמוקה היו בין 9.9ל 00.5 -ציליאטים למ"ל עם ממוצע שנתי של 9.0תאים למ"ל שמעט נמוך מהממוצע שנצפה בשנת )9.9( 2110ומערכי .)01.5-02.1( 2119-2100 למרות שהשינוי בממוצע השנתי משנת 2100לשנת 2102היה קטן ,נצפו שינויים בין השכבות (איור .)15 בשכבה הרדודה של עמודת המים הייתה ירידה של 05%בצפיפות הממוצעת בשנת 2102ביחס לשנת 2100 אבל הצפיפות באזור המטאלימניון עלתה בשנת 2102בשיעור של 09%ביחס לשנת .2100בשכבות העמוקות הייתה עלייה של כ 05%-בשנת 2102ביחס לשנת .2100הצפיפות הנמוכה יותר בשכבת האפילימניון לעומת שכבת המטאלימניון היא תופעה שנצפתה גם בשנים 2115 ,2119ו .2101-יש לשער שחלק מהשינויים בחלק היחסי בשכבות השונות נובעים מהקושי לדגום את הציליאטים בצורה טובה בגלל הפיזור שלהם בעמודת המים (שכבה צרה שעוביה פחות ממטר 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 .יחד עם זאת ,מגמת העלייה בצפיפות הציליאטים בשכבה העמוקה שחלה בשנת 2115 ונקטעה בשנת 2100המשיכה בשנת 2102ביחס לקודמתה .גם בשכבת המטאלימניון חלה בשנה האחרונה עלייה בצפיפויות ביחס לשנה שעברה אם כי בערכים נמוכים יותר מאלו שנצפו בין השנים .2110-2101 איור :15הצפיפות הממוצעת של ציליאטים (מספר למ"ל) בשכבות העומק השונות עבור התקופה .2119-2102 מעניין לציין ,בהקשר של השונות בין השנים ,שאנו רואים יציבות יחסית במידת השונות החל משנת 2110 (איור .)10מידת השונות המחושבת על פי מקדם השונות ( ,)CVמעידה על יציבות בשונות בשכבה העמוקה בשנים 2119-2102למעט ערך חריג בשנת .2101השונות בשתי השכבות הרדודות יותר ממשיכה להיות דומה לערכים שנצפו משנת 2110אך נמוכה יותר מהערכים המחושבים לשנים 2119ו.2115- 19 איור :10חישוב של מקדם השונות ( ,)CVבאחוזים ,עבור כל אחת משכבות הדיגום בתקופה .2119-2102 הערכים הגבוהים של הציליאטים שנראו בשנים 2110-2101והערכים הנמוכים בשנת 2115חופפים למגמות שנראו בצפיפויות הרוטיפרים (ראה איור .)19Aלעומת זאת ,בשנים 2100-2102חל ניתוק בין המגמות של הרוטיפרים והציליאטים .אם במהלך שנת 2100הציליאטים שמרו על יציבות מבחינת גודל האוכלוסיה הממוצעת הרי שבצפיפות הממוצעת של הרוטיפרים חלה ירידה של 15%שלוותה בעלייה בשנת ,2102במקביל לירידה מתונה בצפיפות הציליאטים. מעניין לראות את היציבות היחסית בגודל אוכלוסיית הציליאטים על פי צפיפות הפרטים במים (איור .)19A הממוצע הרב שנתי ( )2119-2102עומד על 9.1פרטים למ"ל אם לוקחים בחשבון את שנת 2115החריגה ו01.9- פרטים למ"ל ללא שנה זאת .בהתיחסות לממוצע הרב שנתי (ללא שנת )2115הרי שהשינוי בצפיפויות הפרטים, בין השנים אינו גדול ונע בטווח שבין .0-09%השינויים הרב שנתיים בצפיפויות של יתר מרכיבי הזואופלנקטון גדולים הרבה יותר ובמקרה של הרוטיפרים השינויים מגיעים לכדי 91%אם כוללים את שנת 2100החריגה ,או /2%ללא שנת .2100 השוואה בין אוכלוסיות הציליאטים והרוטיפרים ,במונחים של פחמן (איור ,)19Bמעידה על מגמות דומות לאלו שעולות מהשוואת הצפיפויות למעט מספר הבדלים .העלייה בצפיפויות הציליאטים בשנים האחרונות (עד שנת )2100בולטת עוד יותר במונחים של פחמן .מגמת העלייה ,בתכולת הפחמן בציליאטים ,שהחלה אחרי הערכים הנמוכים בשנת 2115המשיכה עד שנת 2100עם עלייה של /0%משנת 2119לשנת 2101ועלייה נוספת בשנת 2100של ./%בשנה החולפת חלה ירידה משמעותית של 11%בתכולת הפחמן לעומת ירידה של 01%בלבד בצפיפויות .ההבדלים בין המגמות של שינויים בצפיפויות של הציליאטים לאורך השנים לעומת השינויים בתכולת הפחמן בציליאטים נובעים משינויים בתרומה היחסית של המינים השונים באוכולוסיה (איור .)51לאחר שלוש שנים של עלייה בחלקם היחסי של מינים הנספרים בקטגוריה של ( Sphereמינים בעלי צורת כדור) וכן מקבוצת הטינטינדה חלקם היחסי ירד ,וחלה עלייה בחלקם היחסי של פרטים מהסוג .Coleps יש לציין את מגמת הירידה בריכוזים של ציליאטים המקוטלגים בקבוצת Prolate spheroidזאת השנה הרביעית. 15 A )Rotifers (#/L )Ciliates (cells/ml 150 120 90 Count 60 20 15 10 5 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 16 B 14 12 8 6 )Carbon (ug/L 10 4 2 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Year איור :19השינויים בצפיפויות השנתיות הממוצעות ( )Aובריכוז הפחמן ( )Bשל הרוטיפרים (עפ"י שיטת הפרופילים) והצילאטים בעמודת המים עבור התקופה .2119-2102 בחינה של תכולת הפחמן של הציליאטים והרוטיפרים מציגה את ההבדלים בתרומה היחסית של שתי הקבוצות .הציליאטים תורמים חלק גבוהה יותר ,בערכי פחמן ,לעומת התרומה היחסית של הרוטיפרים. בממוצע על פני התקופה ,2119-2102במונחים של ממוצעים שנתיים ,הציליאטים היוו 95%מסך הפחמן הנתרם ע"י הציליאטים והרוטיפרים יחדיו .השנים 2115ו 2110-היו חריגים בערכי התרומה היחסית של הקבוצות בגלל הצפיפויות הנמוכות שתועדו בשנים אלו .בשנת 2115למשל הרוטפירים היוו כ 95%-מסך הפחמן לעומת רק 05%בשנת .2100במהלך השנים האחרות החלוקה היחסית הייתה בעלת שונות קטנה יחסית. 10 המשך הטמעת מכשיר FlowCamשנרכש השנה במימון רשות המים (ראה פרק )/./תסייע בדיגום הציליאטים בתדירות גבוהה יותר ועקב כך ניטור טוב יותר של אוכלוסיית הציליאטים באגם .בהמשך ,אנו מקווים שבעזרת המידע הנוסף נוכל לאפיין טוב יותר את אוכלוסיית הציליאטים באגם וגם לבחון את יחסי הגומלין בין הציליאטים לרכיבים אחרים במארג המזון. איור :51השינויים בצפיפויות השנתיות הממוצעות של קבוצות הצילאטים השונות בעמודת המים.2119-2102 , 2.02דגים – סקרים הידרואקוסטיים איליה אוסטרובסקי ואלכס רינסקי הסקרים האקוסטיים בוצעו ע"י אקוסאונדר מדעי 021קילוהרץ מפוצל אלומה מדגם .Simrad EY60המדידות בוצעו לאורך 01חתכים בשעות הלילה ,כאשר הדגים אינם מקובצים בלהקות והינם מפוזרים באופן אחיד יותר מאשר במשך שעות היום .לפני כל סקר בוצעה לאקוסאונדר קליברציה בעזרת סטנדרט ספרי. האקוסאונדר משולב במערכת .GPSה GPS -מאפשר הקלטת דגמים מרחביים דו-מימדיים של תפוצת המטרות האקוסטיות .מכיון שהאקוסאונדר מפוצל האלומה מאפשר זיהוי מהחיישן לכל מטרה ,הרי שניתן לאפיין מיקום תלת מימדי של המטרות בגוף המים .דיגום דגים נעשה מטווח של 2מ' מהחיישן .חישובי צפיפות הדגים נעשו בתוכנת עיבוד נתונים הידרואקוסטיים מסוג ) Sonar-5 )http://folk.vio.no/hbalk/sonar4_5_/ index .htm (S5, Sonar-5 by Lindem Data Acquisition טווח המטרות האקוסטיות חולק ל 1-קבוצות גודל .מטרות שגודלן קטן מ -65dBהיו ככל הנראה לרוות. מטרות בגודל -65 dBעד -50dBהיו לרוות ודגיגים .מטרות בגודל -60 dBעד -40dBהיו ברובן של לבנונים בוגרים ( Mirogrex terraesanctaeשם מקומי-לבנון) .רוב שאר הדגים ,ומטרות -60>-40 dBהיו ככל הנראה משוייכות לדגים גדולים ולמינים בעלי ערך מסחרי. 19 התפוצה המרחבית של הדגים בקבוצות הגודל השונות באגם עברה שינויים .לדוגמא ,הפיזור המרחבי של ארבע קבוצות הגודל ב( 29.02.02 -איור )50מראות שהדגים הקטנים ביותר (לרוות) בגודל , <-95 dBהתרכזו ליד החופים הצפוניים והצפון מזרחיים ,והדגים הגדולים -65--50dB ,התרכזו בחלק המערבי של האגם .הדגים הבינוניים -50- -40dB ,נפוצו בעיקר באזורים הפריפריאליים ,היכן שמתרחשת הרביה של הלבנון בחורף ובאביב .באותו זמן הדגים הגדולים ) (>-40 dBהיו ממוקמים בקרבת החלק המזרחי של האגם. -80 - -65 dB -65 - -50 dB 11 32.85 15 9 7.5 6 32.8 9 4.5 )Latitude (oN 12 6 3 1.5 3 0 0 >-40 dB 32.75 -50 - -40 dB 0.42 5.4 4.8 0.36 32.85 4.2 0.3 0.24 3 0.18 32.8 2.4 )Latitude (oN 3.6 1.8 0.12 1.2 32.75 0.06 0.6 0 0 35.6 35.55 )Longitude (oE 35.6 35.55 )Longitude (oE איור :50תפוצה מרחבית של דגים באגם הכנרת ב 29.02.02צפיפות הדגים ניתנת בפרטים3מ"ר. תפוצת גודל הדגים מראה שני שיאים ברורים :האחד ב -69dB -והשני ב(-53- -51dB -איור .)52השיא הקטן בולט בחורף ובאביב ,אז לרוות דגים ודגיגים מאכלסים את החלק הפלגי של האגם. 51 דוגמא לממוצע הכללי של התפוצות האנכיות של דגים בעמודת המים מוצגת באיור .5/בזמן הדיגום דגים מכל קבוצות הגודל התרכזו בשכבת 01המ' העליונים ,בעוד שלדגים הגדולים >-40dBהיה שיא נוסף ב 25-20 מ' ,חלקה העליון של הטרמוקלינה העונתית. המספר הכולל של דגים בגודל >-60dBחושב לתקופה של סוף הקיץ והסתיו (הזמן בו רוב הדגים מאכלסים את חלקו הפלגי של האגם) והיה 591+/1מליון דגים ב .2102-הכמות הינה יותר מכפולה מזו של 251+29( 2100מליון דגים) .עליה זו בכמות הדגים עשויה היתה להגרם עקב התפתחות אזור גדול של צמחיה טבולה באגם ב .2102 -ליטורל שכזה הינו אזור רביה מוגן היטב עבור דגים גדולים ,וכן משרת כאזור הזנה לדגים הקטנים ,המבטיח גידול והשרדות אופטימליים ).(Ostrovsky et al. 2013 10000 14-Feb-12 28-Mar-12 1000 18-Jul-12 5-Sep-12 17-Oct-12 22-Nov-12 26-Dec-12 10 1 0.1 0.01 -30 -20 -50 -40 -70 -60 -80 TS, dB איור :52תפוצת גודל דגים באגם הכנרת ב.2102 - )Density (ind m-3 0.1 1 0.01 0.001 0.0001 0 10 )Depth (m < -65 -65- -50 -50 - -40 >-40 20 30 איור :5/תפוצה אנכית של דגים באגם הכנרת ב.29.02.02 - )Fish number (mln 100 50 Ostrovsky, I., A. Rimmer, Y.Z. Yacobi, A. Nishri, A. Sukenik, O. Hadas, and T. Zohary (2013). Longterm changes in the Lake Kinneret ecosystem: the effects of climate change and anthropogenic factors. In Climatic Change and Global Warming of Inland Waters: Impacts and Mitigation for & Ecosystems and Societies (Eds C.R. Goldman, M. Kumagai, R. D. Robarts), pp. 271-293. John Wiley Sons, Ltd. DOI: 10.1002/9781118470596.ch16 2.0/חומר מרחף יוסף יעקבי וסמיון קגנובסקי כלל החומר המרחף (כח"מ =) TSSהמצוי בעמודת המים נמדד ע"י איסוף החלקיקים ע"ג פילטר סיבי זכוכית ,)GF/Fבעלי קוטר נקב ממוצע של 1.5מיקרון .הדיגום בוצע בתחנה Aובארבעה עומקים 21 ,01 ,1( :ו /5-מ'. נמדד גם כלל החומר האורגני המוכל בחלקיקים (חא"ח = POMב 2102-השונות העיתית של שני המשתנים דומה למדי בכל אחד מארבעת העומקים הנבדקים אך נבדלת משמעותית בין העומקים (איור ,)51אם כי המתאם בין כח"מ וחא"ח נחלש עם הירידה לעומק (טבלה .)5בולט במי השטח (עומק 1מ') השיא החד שנראה ממרץ ועד מאי ונגרם ע"י ההופעה המסיבית של פרידיניום בפרק זמן זה .מופע הפרידיניום בא לידי ביטוי גם במקדם המתאם הגבוה בין מדדי החומר החלקיקי וריכוז הכלורופיל במים ,עם ערך גבוה במיוחד בפני עמודת המים .יש גם איזה ביטוי של נוכחות ביומסה של פיטופלנקטון גם בעומק של 01מ' ואילו בשכבות העמוקות של 21ו /5-מ' אין הדינמיקה של שונות החומר החלקיקי חופפת את דינמיקת הפיטופלנקטון באזור האאופוטי, אם כי גם בשכבות העמוקות יש זיקה גבוהה ביחס בין מצאי החלקיקים וכלורופיל א' ,שהוא חותם של פיטופלנקטון .הייתה שונות רבה של הריכוז הממוצע של החומר החלקיקי בארבעת השכבות שנבדקו בעבודה זו ,אבל ההבדלים בשיעור החומר האורגני לא היו מובהקים (טבלה .)9ההפרש בין הריכוזים של השכבה הקרובה לפני המים לזו המצויה בעומק 01מ' גדול מאד ,אם כי להוציא את פרק הזמן של שליטת הפרידיניום הממוצעים דומים למדי 1.5 :ו 1.9 -ג'3ליטר של כח"מ ,בהתאמה. טבלה :5מקדם המתאם הקווי ( )r2בין מאפייני החומר החלקיקי בכנרת בארבעה עומקים. POM vs Chl a 0.90 0.76 0.67 0.72 TSS vs POM 0.99 0.84 0.82 0.67 Depth, m 0 10 20 35 52 טבלה :5ריכוז ממוצע של כלל החומר האורגני המרחף ( )TSSוההחמר האורגני החלקיקי ( ,)POMשיעור החומר האורגני מכלל החמר החלקיקי ותרומה מוערכת של ביומסת הפיטופלנקטון לחמר האורגני החלקיקי בארבעה עומקים של עמודת המים בכנרת ב .2102-בכל אחד מן המשתנים ,הממוצעים המתויגים באות זהה אינם נבדלים ברמת מובהקות של .5% TSS, POM, OM, Phytoplankton mg L-1 mg L-1 % share, % a a a 9.8 8.4 78 55a 5. 0a 3.7a 74a 52a 3.1b 2.2b 70a 37b 2. 4b 1.8b 73a 17c Depth, m 0 10 20 35 30 0m 90 60 20 30 0 J FMAM J J A SO ND 10 0 D N O S A J J M A M F J TSS POM 8 6 4 2 0 D N O S A J J M A M D N O S A J J M A M D N O S A J J M A M F 8 J Particle concentration, g L-1 10 m 10 20 m 6 4 2 0 F 6 J 35 m 4 2 0 F J איור :51ריכוז כלל החלקיקים המרחפים ( )Total suspended solids =TSSוריכוז כלל החומר האורגני המוכל בחלקיקים ( )Particulate organic matter = POMב ,2100-בארבעה עומקים בכנרת. 5/ הערכת תרומת ביומסת הפיטופלנקטון לחומר האורגני החלקיקי נעשתה על בסיס ההנחה שהיחס בין תכולת הפחמן התאית לתכולת הכלורופיל התאית ( )C: Chl ratioעומד בממוצע על ,55:0כאשר הפרידיניום מהווה את רב הפיטופלנקטון ו ,91:0 -בשאר הזמן .מחישובנו עולה שהפיטופלנקטון היה המרכיב הגדול של החלקיקים האורגניים בשכבות המים של 1ו 01-מ' במרבית המקרים ואף השיק ל 011%-בעת שליטת הפרידיניום (איור .)55גם בעומק 21מ' התרומה הישירה של הפיטופלנקטון הייתה לעיתים גבוהה ממחצית בחדשי החורף והאביב ובעקביות נמוכה בהרבה ממה שנמצא במים האאופוטיים מאוחר יותר .בעומק /5מ' – ברור שעם התייצבות השיכוב החומני ,רקב ( )detritusהיה המרכיב השולט של החלקיקים. השוואת הממוצע של ריכוז כלל החומר החלקיקי בשנה החולפת לממוצע הרב-שנתי מצביעה של שינוי חד (איור .)59השינוי הזה נגרם ככל הנראה ע"י האוכלוסיה הצפופה של הפרידיניום שהתפתחה בחורף-אביב והשפעתה על ממשק האגם התמידה לפחות עד תחילת דצמבר" .שנות פרידיניום" מעשירות את מי הכנרת בחמר חלקיקי והדבר ניכר היטב בסיכום הרב-שנתי של כח"מ (איור .)59 Phytoplankton share in POM 0m 10 m 20 m 35 m 100 60 40 20 % of total POM 80 0 D N O S A J J M A M J F איור :55תרומת ביומסת הפיטופלנקטון לכלל החומר האורגני החלקיקי ( )POMב ,2102-בארבעה עומקים בכנרת. החישוב של תרומת הפיטופלנקטון נעשתה על בסיס היחס בין תכולת הפחמן התאית לתכולת הכלורופיל התאית ( C: רבAnnual average )Chl ratioשעומד בממוצע על ,55:0כאשרat 0 m הפיטופלנקטון ו ,91:0 -בשאר הזמן. TSSמהווה את הפרידיניום 10 8 -1 4 TSS, mg L 6 2 0 2012 2010 2008 2006 2004 2002 2000 איור :59השוואה רב-שנתית של ריכוז כלל החלקיקים המרחפים ( )Total suspended solids =TSSבקרבת פני המים בכנרת .הקווים האנכיים מציינים את שגיאת התקן .נתוני העשור הקודם הם פרי עבודתו של ד"ר ארקדי פרפרוב. 51 2.01קצבי סדימנטציה איליה אוסטרובסקי וניר קורן ניטור קצבי סדימנטציה בוצע ב /-תחנות ,הממוקמות לאורך חתך המקשר את החוף הצפון מערבי עם מרכז האגם .הנתונים נאספו בתחנות K ,F ,Aו .M -המלכודות מורכבות מ 1 -צינורות פלסטיים (בתחנה )0-A שקוטרם 5ס"מ ואורכם 51ס"מ בתחנות F ,Aו K -מוקמו מלכודות בגובה 2.5ס"מ מעל הקרקעית ,בעוד שבתחנה 0.5 - Mמ' מעל הקרקעית .החומר השוקע נאסף אחת לשבוע-שבועיים .בדוגמאות (בדופליקטים) מהסדימנט המצטבר במלכודות סוננו על פילטר .GF3Fתכולת החומר היבש נקבעה ע"י שקילת הדוגמאות לאחר חימומן ב 800C -למשך 1שעות .קצבי הסדימנטציה השנתיים בתחנות השונות חושבו כממוצעים משוקללים .בנוסף ,חומר מצטבר מתחנה Aסורכז ,יובש בליאופלייזר ונשמר עבור אנליזות נוטריינטים חלקיקיים .במהלך תקופת החורף הלא משוכב (ינואר-פברואר) קצבי הסדימנטציה בתחנות הפריפריאליות העמוקות Fו 5-09( K -ג' חומר יבש3מ"ר3יום) היו גבוהים מאשר בקיץ ובתחילת הסתיו (איור .)55במהלך תקופת שיקוע הקלציט (סוף פברואר -תחילת מאי) הראו קצבי הסדימנטציה בתחנות השונות שיא אביבי. ממאי ועד נובמבר קצבי הסדימנטציה בתחנות Aו K -נעו בין 0ל 1 -ג' חומר יבש3מ"ר3יום ,בעוד שבתחנה F הם נעו בין 2ל— 5ג'3מ"ר3יום .גידול הדרגתי בקצבי הסדימנטציה נצפה מסוף ספטמבר בתחנה Fומסוף אוקטובר בתחנה . Kעליה זו בסדימנטציה נגרמה עקב העמקת הטרמוקלינה והשקעה מחדש של חומר סדימנטרי טרי ,אשר הצטבר מתחת לטרמוקלינה העונתית .בתחנה Aלא נצפה גידול בקצבי הסדימנטציה בסתיו ובתחילת החורף .בתחנה Mהרדודה נצפו קצבי סדימנטציה גדולים מ 5 -ג'3מ"ר3יום לאורך כל השנה. 100 -1 -2 Sedimentation flux, g m day 10 1 K M low A low F low 0.1 D N O S A J J M A M F J 2012 איור :55דינמיקה עונתית של קצבי סדימנטציה בתחנות השונות ב .2102-מודגשת תקופת השקעת הקלציט. הממוצעים השנתיים לשנת 2102של קצבי הסדימנטציה בתחנות M ,F ,Aו K -היו 0.0 ,0.0 ,/ו 9.2-ג' חומר יבש3מ"ר3יום ,בהתאמה .בתחנות Aו F -קצבי הסדימנטציה היו קרובים לממוצע הרב שנתי ( ±סטיית תקן) שחושב לשנים /./±1./( 2100-0999ו 9.1±1.0 -בהתאמה) .בתחנה Mהקצב היה נמוך משמעותית מהממוצע (01.5±0.9 55 ג'3מ"ר3יום) .במהלך /השנים האחרונות קצבי הסדימנטציה השנתיים הממוצעים נשארו יחסית ללא שינוי בתחנות A ו ,M -אך פחתו בצורה משמעותית בתחנה ( Fאיור .)50 -1 St. M 10 St. K 8 6 4 2 0 2012 2011 Sedimentation flux, g m St. F -2 St. A 12 day 14 2010 איור :50קצבי סדימנטציה ממוצעים בתחנות השונות בשנים .2102-2101 2.05שטפי זרחן באבק עמי נשרי ואדית ליבוביץ' מטרת הדיגום :מעקב אחרי שיקוע זרחן ממקור אטמוספי על גבי הכנרת. שיטת הביצוע :מרבית החומר השוקע הוא אבק יבש .חלקו האחר הוא משקע רטוב-דהיינו שיקוע באמצעות גשם .אלה הן הגדרות אופרטיביות מכיוון שמקור הזרחן שמצוי בגשם עשוי גם הוא להיות זרחן חלקיקי ממוצא של אבק שנגרף ע"י מי הגשם ומגיב כימית (או פיזיקלית) לנוכחות מי הגשם ולכן נכלל בתוך קטגוריה זו .לצערנו בשנת 2102הדיגום בוצע רק בתחנה אחת והיא גג המעבדה לחקר הכנרת .לשנים 2101 - 210/ מתוכנן דיגום בעוד תחנה אחת לפחות וכמוכן תבוצע גם מדידה (בדומה לדיגום )2100של אבק שנדגם באמצעות שאיבה אקטיבית על גבי פילטרים. דגום האבק ב 2102-בוצע בשיטה הפסיבית באמצעות דליים .בשיטה זו ,מיכל מלא מים מזוקקים ( 00ליטר) "מורעלים" ע"י סודיום אזיד בשטח פנים של 991סמ"ר ,חשוף לאוויר לתקופות ארוכות .בכל דיגום מוקמו במקביל 1מיכלים במרחקים של 0.5ו 2-מ' אחד מהשני ובגובה של 2מ' מרצפת מרפסת המעבדה לחקר הכנרת .הדיגום בוצע ב 2-אופנים: א .אחת לשבוע באמצעות הוצאת נפח מים של 21מ"ל .כמוכן פעמיים בשבוע בוצעה השלמת מים (+אזיד) לקיזוז הפסדי אידוי .כל מיכל כוסה ברשת פלסטיק גסה (מפתחים של 0ס"מ 0 Xס"מ) להרחקת צפרים .קודם לדיגום סוננו הדוגמאות באמצעות רשת פלנקטון עם מפתח של 21מיקרון על מנת להרחיק חרקים שנקלעו למים .דוגמאות המים השבועיות שימשו לאנליזה של זרחן כללי ( TPללא סינון) ולאנליזה של זרחן מומס (SRP לאחר סינון ב 1.15 -מיקרון) .ההפרש ביניהם יוחס לזרחן חלקיקי מרחף (.)PP 59 ב .בסוף כל תקופה (בין 2ל 1-חודשים) עורבבו המיכלים היטיב וכל תכולתם סוננה דרך פילטרים של 1.15 מיקרון .החומר שנאסף (* )Dustותכולת הזרחן שבו (* )PPהוגדרו כחלק מהחומר המוצק ששקע .ממסקנות שהסקנו בעבר * Dustמכיל בעיקר חלקיקים אורגניים ואחרים שלא התפרקו בתוך תמיסת הדלי בגלל נוכחות הרעל. דוגמאות רבות הוכנו לאנליזה איזוטופית של החמצן ביון הזרחה .עובדה זו חייבה אותנו לדאוג לכך שבתוך הדלי לא תהיה אסימילציה ביולוגית של זרחה וכמו כן שלא יתחולל פירוק חומר אורגני כלשהוא (כולל חרקים שנקלעו לדלי) .כך הוספת הרעל (מידי שבוע) שימשה לא רק לקבלת אינפורמציה חשובה אודות הספציאציה המקורית של הזרחן אלא גם לשמירת ההרכב האיזוטופי המקורי של הזרחה המומסת. אנחנו מניחים שלא רק הזרחן המומס והחלקיק ( ) PP & SRPשנאספים כל שבוע מייצגים את הזרחן הזמין לאצות אלא גם * .PPבגלל שהוא מצוי בהרבה מקרים בחלקיקים אורגניים ,גם הוא מצטרף להגדרת ה"זרחן הזמין". ניתן להבחין בדמיון בין הפרופילים העונתיים של צורוני הזרחן השונים שבמי ה"דליים" (איור 59משמאל). המתאם הליניארי בין הזרחן המומס לחלקיקי (איור 59מימין) טוב במיוחד ומרמז על כך שמעבר לערך רקע מסוים של זרחן מומס קיים קשר בין ריכוזי הזרחן המומס לחלקיקי .על ממצא זה כבר דווח בדוחות קודמים ומשמעותו כנראה שמקור הזרחן המומס הוא בריאקציות שחרור מספיחה (בשיווי משקל) מהפזה החלקיקית. בטבלה 5שלהלן סיכומים עונתיים וסיכום שנתי של שטפי זרחן לכנרת שמקורם באבק (מתוך מי הדליים). P fluxes- wet SRP Vs. PP in Dli 1800 3500 1600 3000 y = 0.9925x - 740.81 2 R = 0.9905 1400 SRP 2500 )PP (ugP/Dli 800 600 54.75 2 1500 PP 1000 ugP/m /day 2000 TP 1200 1000 400 Series1 500 )Linear (Series1 200 0 0 4500 4000 3500 3000 2500 2000 )SRP (ugP/Dli 1500 1000 500 0 350 300 250 200 150 100 50 0 Julian day in 2012 איור :59שמאל -שטפי השיקוע היומיים של זרחן באבק למ"ר של מי כנרת ,כולל הצורונים המדידים ,SRP :זרחן כללי ( )TPוזרחן חלקיקי (מחושב) ( .)PPימין -מתאם בין SRPל.PP- הזרחן החלקיקי ששקע לקרקעית (* )PPונאסף בסוף התקופה מצביע על מגמות עונתיות שונות (איור .)91סך כל ה PP* -השנתי ( )2102הוא בערך 0טון .מכאן שסך כל הזרחן "הזמין" ששקע באמצעות אבק הוא 52.2טון לשנת .2102סך כל השקיעה של * Dustהוא /1/0טון ולזה יש להוסיף חומר מינרלי (בעקר קלציט) שמתמוסס כימית בדלי ובשנים קודמות היווה בערך חצי מסה"כ האבק ששקע לכנרת. 55 Daily P* flux Daily Dust* flux 300 Kg P* lake/day 400 200 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 400 300 Julian Day 200 100 3 Ton *Dust /Lake per day 0 2.5 2 1.5 1 0.5 0 NovDec Aug-Nov JunAug Jan-Apr AprJun *PP* permill in dust 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 100 *Conc. of P* in Dust 3.5 Julian Day איור :91שמאל -ממוצע עונתי של ריכוז הזרחן (* )PPבאבק (ממוצע שנתי משוקלל 2.1פרמיל) .אמצע -שטף אבק מוצק (* )Dustבטון לאגם ליום .ימין -שטף הזרחן היומי לאגם מחושב מהנתונים של הגרפים במרכז ובשמאל. טבלה :5שטפי זרחן SRPו( PP-בטונות) מחושבים לכנרת כולה ,שנת 2102 תקופה SRP TP PP 0ינואר – 05אפריל 8.87 12.54 7.19 09אפריל – 21יוני 9.31 16.50 7.19 21יוני – 5אוגוסט 3.26 4.61 1.35 5אוגוסט – 1נובמבר 4.16 6.92 2.77 1נובמבר – 9ינואר 2.88 3.67 0.78 שנתי 20.10 11.21 09.20 2.09אינדיקטורים לזיהום צואתי אורה הדס ,ריקי פנקס ונחמה מלינסקי-רושנסקי במסגרת הניטור השגרתי נבחנים סמנים (אינדיקטורים) חיידקים לזיהום צואתי המצביעים על זיהום בקטריאלי של מי האגם .מצורפות תוצאות הבדיקות ב 01 -אתרים סביב הכנרת (טבלה )0הכוללים( :א) אתרי שאיבה; (ב) חופים מייצגים; (ג) מקום כניסת הנחלים לכנרת .התוצאות ניתנות כמספר חיידקים ל 011מל' מים .הבדיקות נעשו בשיטת ה – .Membrane filter החיידקים שנבדקו: קוליפורמים צואתיים (.)Fecal coliforms .0 אשריכיה קולי (.)Escherichia coli .2 אנטרוקוקי (.)Enterococci ./ השנה ההידרולוגית 2100302החלה עם משקעים משמעותיים בנובמבר-דצמבר /1 ,15( 2100ממ' גשם, בהתאמה) אך גשמים אלה נספגו בקרקע ולא גרמו לגאויות .ארוע הגשם החזק בינואר 2102עם 055ממ' גשם 50 וזרימות שטפוניות התבטא בעליה במספרי החיידקים האינדיקטורים לזיהום צואתי .בכניסת הירדן לכנרת נמדדו /011קוליפורמים צואתיים 0192 ,אשריכיה קולי ,ו 201אנטרוקוקים ל 011מל' מים (טבלה .)0-0יש לציין שבאתרי הדיגום האחרים כולל הנחלים הנכנסים לכנרת ממזרח עדיין מספרי החיידקים נמוכים ,למעט בזאכי (ינואר 2102טבלה .)0-9בנחל עמוד ,בעקבות הגשם הזרימה החזקה בינואר נצפו 011קוליפורמים צואתיים כשהרוב אשריכיה קולי 001 ,חיידקים ל 011מל' מים (טבלה .)0-0/מאחר וגם פברואר 2102היה גשום ( 019ממ' בכפר נחום) ,החלו זרימות גם בנחלים הנכנסים במזרח הכנרת למשל מסעודיה ,שהתבטאו בעליה במספרי החיידקים האינדיקטורים לזיהום צואתי (טבלה .)0-01הגשמים הראשונים שוטפים את אגן ההיקוות ועם תחילת הזרימות בירדן מתחיל להגיע רוב הזיהום החיידקי ,בעיקר בפעימה הראשונה .זרימת הירדן בכיוון דרום מערב ,מוכחת פעם נוספת ,כשבתחנות הדיגום אמנון ובאתר השאיבה של המוביל הארצי הייתה עליה במספר החיידקים האינדיקטורים לזיהום צואתי גם בינואר וגם בפברואר (טבלה .)5 ,2 -0 מאחר והדיווח מתייחס לכל שנת ,2102יש לציין את ארועי הגשם החריגים בנובמבר ודצמבר ( 2102שנה הידרולוגית חדשה) .בנובמבר כמויות הגשם במספר תחנות באגן ההיקוות הגיעו ל 021ממ' גשם אך כמעט ולא גרמו לגאויות (דו"ח עמיר גבעתי) ולכן בנובמבר ,מספרי החיידקים האינדיקטורים לזיהום צואתי עדיין נמוכים (טבלה .)0-01 0בדצמבר 2102נמדדו כמויות גשם של 012ממ' החלו זרימות שטפוניות וגאויות בכל הנחלים הנכנסים לכנרת שהביאו לעליית מפלס של כ 21 -סמ' בארוע גשם אחד .מאחר ורוב הזיהום החיידקי מגיע לכנרת בזמן שיטפונות החורף ,יש עלייה במספרי החיידקים הנמדדים .לדוגמא בכניסת הירדן לכנרת נוטרו /911קוליפורמים צואתיים 902 ,אשריכיה קולי ,ו 201אנטרוקוקים ל 011מל' מים (טבלה .)0מספרים הדומים לינואר .2102בדצמבר 2102יש למעשה חזרה על התופעה של ינואר ,2102עם הזרימות יש עליה במספרי החיידקים האינדיקטורים לזיהום צואתי מאחר ומקור הזיהום הן הקרקעות של אגן ההיקוות של הכנרת שנשטף אל האגם לאחר הגשמים הראשונים (טבלה )0-0,9,0/במזרח האגם עדיין מספרי החיידקים נמוכים למשל במסעודיה ,דוגית ,כורסי (טבלה . (8-6,8,10מה שמעניין השנה הן תחנות הדיגום בדרום הכנרת .בכניסת הירמוך לאגם נמדדו 5/1קוליפורמים צואתיים /01 ,אשריכיה קולי ,ו 911אנטרוקוקים ל 011מל' מים (טבלה -0 )01והזיהום מקורו בבעלי חיים עקב מספרי האנטרוקוקים הגבוהים בהשוואה לקוליפורמים הצואתיים. התפשטות הזיהום היא מזרחה וצפונה ולכן יש עלייה במספרי החיידקים בתחנות של מעגן ואתר השאיבה של עמק הירדן (טבלה )0-5,00בהשוואה לתחנת הדיגום אלומות (טבלה .)0-02 טבלה 0כוללת :אינדיקטורים חיידקיים לזיהום צואתי (מס'חיידקים ב 011 -מל' מים) בתחנות שונות בכנרת ב .2102 Enteroc. 0 1 0 3 2 12 0 1 E.Coli 8 2 1 3 0 12 0 0 9 4 51 7 4 69 TIBERIAS Fecal C. 6 2 4 6 1 17 2 2 76 4 190 4 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. Enteroc. 210 140 110 6 0 0 5 0 E.Coli 1462 145 132 7 1 0 2 0 JORDAN Fecal C. 3800 990 474 10 1 0 4 4 4 12 572 7 7 912 8 14 3600 1 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 59 2 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 3 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 7 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. WATERCARRIER Fecal C. E.Coli 50 25 43 23 6 3 2 0 3 0 0 0 2 0 4 0 6 4 89 0 2 32 5 Enteroc. 24 43 3 0 0 0 5 0 3 4 31 GOLAN Fecal C. 15 8 1 4 4 3 1 2 E.Coli 11 18 1 2 0 1 0 1 Enteroc. 12 2 1 26 2 3 0 0 26 6 40 3 2 19 5 1 13 AMNUN Fecal C. 120 227 28 2 2 2 4 4 7 16 121 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 6 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 10 E.Coli 82 106 16 2 1 2 0 1 5 4 39 Enteroc. 68 68 14 0 1 1 1 0 5 17 36 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. JORDAN VALLEY Fecal C. E.Coli 8 8 23 14 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 4 66 KURSY Fecal C. 12 7 12 2 1 0 3 8 16 3 35 MASUDIA Fecal C. 22 316 44 2 10 2 3 0 11 4 32 Enteroc. 0 2 1 1 0 0 0 0 1 0 41 1 4 78 E.Coli 16 6 2 2 2 0 0 7 Enteroc. 16 0 10 3 4 3 2 4 3 0 13 6 0 10 E.Coli 8 80 24 0 0 0 1 0 2 4 20 Enteroc. 19 164 54 4 5 2 0 2 1 2 16 91 8 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 9 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 13 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. DUGIT Fecal C. 12 7 43 7 1 21 7 16 E.Coli 6 2 14 7 0 11 7 8 Enteroc. 5 0 49 28 0 2 1 69 11 8 10 7 2 4 4 2 1 1 ZACHI Fecal C. 220 13 39 10 4 8 16 6 E.Coli 155 12 21 0 1 4 2 4 Enteroc. 266 0 40 8 0 3 7 4 7 7 170 1 3 26 0 1 46 AMUD Fecal C. 840 17 0 0 1 0 0 0 E.Coli 810 7 0 0 1 0 0 0 Enteroc. 132 2 0 0 2 0 0 0 0 8 160 0 5 54 0 1 250 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 12 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. 14 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. MAAGAN Fecal C. 12 63 5 1 0 0 0 0 E.Coli 4 30 3 0 0 0 0 3 Enteroc. 12 22 4 0 0 0 0 2 2 27 150 0 16 132 0 15 164 ALUMOT Fecal C. 12 6 0 0 0 2 1 3 E.Coli 6 6 0 0 0 0 0 2 Enteroc. 0 20 1 0 0 0 0 0 1 9 23 0 4 20 0 4 33 YARMUCH Fecal C. 6 11 2 0 1 0 0 0 E.Coli 4 6 1 0 1 0 0 0 Enteroc. 10 9 3 1 0 0 0 0 1 18 530 0 10 380 0 7 640 הדבר נכון. על הקשר בין זרימות בנחלים לבין זיהום בקטריאלי באגם, כל שנה מחדש,כל הנאמר לעיל מצביע . בקיץ מספרי החיידקים האינדיקטורים לזיהום צואתי נמוכים בכל תחנות הדיגום.הן לצפון הכנרת והן בדרום 90 2.05רעלני כחוליות אסף סוקניק ודיתי ויינר-מוציני המערך האנליטי לזיהוי ולכימות רעלני כחוליות בכנרת פועל ברציפות מזה 02שנים .דגימות מים נאספות בתחנה Aבכנרת בתדירות של אחת לחודש .באירועים של פריחת מיקרוציסטיס היוצרת משטחים צפים, נדגמים משטחי הציאנובקטריה בדלי ונמדד ריכוז הרעלנים בביומאסה .באירועים של פריחת אפניזומנון נדגמת גם הביומסה באמצעות גרירת רשת של 21מיקרומטר .לאחר מיצוי וריכוז ,הדגימות נלקחות לאנליזה איכותית וכמותית לרעלני כחוליות משתי קבוצות :מיקרוציסטינים (שמקורם בעיקר מיקרוציסטיס) וצלינדרוספרמופסין (מאפניזומנון) .המדידות מבוצעות בשיטות HPLCמתאימות והתוצאות מוצגות כריכוז הרעלן ליחידת נפח מים (בדגימות מים) או כריכוז הרעלן בביומאסה (ליחידת משקל יבש) .תוצאות הזיהוי והכימות של רעלני ציאנובקטריה בכנרת בשנת 2102מוצגות בטבלה .9 בשנת 2102נרשמה בכנרת נוכחות של מיקרוציסטיס החל מחודש ינואר ובמהלך כל חודשי החורף .תחילה (ינואר ופברואר) נמצאו מיקרוציסטינים רק בביומאסה שנאספה מצופת או בעזרת רשת אבל במהלך מרץ ניתן היה למדוד מיקרוציסטינים במים ככל הנראה כתוצאה מעליה בתפוצת מיקרוציסטיס בעמודת המים. המיקרוציסטינים הנפוצים היו מהסוגים ,LR ,YRו ,RRוכן גם קבוצה של מיקרוציסטינים שבהיעדר סטנדרטים מתאימים אינה ניתנת לזיהוי וודאי אך מאופיינת בספקטרום בליעה אופייני למיקרוציסטינים ,ולכן מצוינת בטבלה 9כ ( Mic Likeדמוי מיקרוציסטין). הריכוז המירבי של מיקרוציסטינים במים נמדד ב 2ביולי (ריכוז כולל של 0.2מיקרוגרם לליטר מיקרוציסטינים מסוג YR, ,LRו .) RR -מאוגוסט ועד דצמבר זוהו במי הכנרת חומרים דמויי מיקרוציסטינים שריכוזם נע בין 2 ל 1מיקרוגרם לליטר .המקור הביולוגי וזהותם הכימית של חומרים אילו אינו ידוע .יתכן ומשקף נוכחות של אוכלוסייה קייצית של מיקרוציסטיס .מינואר ועד יולי נצפו משטחים של מושבות מיקרוציסטיס בעיקר סמוך לאזורי החוף .במדגמים של הצופת נמצאה נוכחות גבוהה של מיקרוציסטינים מסוג YR, ,LRו .RR -הריכוז המשקלי הכולל של המיקרוציסטינים בחומר היבש שנאסף מהאגם בינואר ובפברואר 2102היה מעל 011 מיקרוגרם לגרם חומר יבש (טבלה .)9 בחודשי הקיץ והסתיו של שנת 2102נצפתה בכנרת פריחה של אפניזומנון ששיאה היה מאוגוסט ועד נובמבר .2102לאורך התקופה בה היתה נוכחות של אפניזומנון באגם ,נמדד הרעלן צלינדרוספרמופסין .הריכוז המירבי של צלינדרוספרמופסין נמדד במי הכנרת ב /.1 ,2102מיקרוגרם לליטר (בחודש אוקטובר) .ערך זה חורג משמעותי מהערך המוצע ע"י רשות הבריאות העולמית כערך סף עליון לרעלן זה במי שתיה ( 0מיקרוגרם לליטר) .בשנים הקודמות 2101-2100לא נמדדו ריכוזים כאלו של צלינדרוספרמופסין בכנרת. 92 טבלה :9ריכוז רעלני כחוליות (צלינדרוספרמופסין ומיקרוציסטינים) בדגימות מים וביומאסה של פיטופלנקטון שנאספו מהכנרת במועדים שונים במהלך שנת .2102הדגימות 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 נבדקו ריכוזי הרעלנים בביומאסה במועדים בהם לא נצפתה אוכלוסייה של כחוליות מייצרות רעלנים. ריכוז תאריך דיגום צלינדרוספר מופסין במים ()g/L ריכוז צלינדרוספר מופסין בביומאסה ()g/g dw ריכוז מיקרוציסטינים במים ()g/L 0ינואר 05ינואר תס"ג תס"ג 21ינואר 29ינואר 9פברואר 02פברואר 01פברואר תס"ג תס"ג תס"ג 25פברואר 20פברואר 5מרץ תס"ג 0מרץ 25מרץ תס"ג 1אפריל 05אפריל 0/במאי תס"ג תס"ג 00יוני 2יולי תס"ג תס"ג 05יולי תס"ג 09אוגוסט 25אוגוסט /1אוגוסט 01ספטמבר 21ספטמבר 25ספטמבר 01אוקטובר 20אוקטובר 1נובמבר 1דצמבר 0.9 0.8-1.6 2.3 1.6 2.3-2.6 /.1 2.8 0.5 תס"ג 5 70 24 72 50 Mic Like=0.18 ;YR=0.11 Mic Like=0.95 Mic Like=0.12 תס"ג ;YR=0.12; LR=0.15 Mic Like=0.16 תס"ג ;YR=0.2; LR=0.5 RR=0.5 ;YR=0.1; LR= 0.2 RR=0.4 Mic Like=2 Mic Like=1.4 *Mic Like=0.7-4.7 תס"ג תס"ג Mic Like=0.3 * טווח רחב של תוצאות מדגימות מים שנאספו באתרים שונים בחפי מזרח הכנרת ריכוז מיקרוציסטינים בביומאסה ()g/g dw ;RR=6.4; YR=42; LR=59 Mic Like=11 ;RR=6.5; YR=54; LR=43 Mic Like=1.8 ;RR=19; YR=168; LR=88 Mic Like=9.4 ;RR=18; YR=67; LR=76 Mic Like=14 ;RR=8; YR=43; LR=66 Mic Like=10 ;RR=20 YR=76; LR=87 ;RR=13 YR=30; LR=44 ;YR=3.5; LR=5 RR=8 9/ 2.00חומרי הדברה בשנים 2100-2102 פלג אסטרחן ואדית ליבוביץ' הדו"ח להלן מציג את נתוני ניטור שאריות חומרי הדברה בכנרת מהשנתיים האחרונות. דגימות מים נלקחו 2-/פעמים כל חודש מחמש תחנות באגם ואחת לחודש מגשר אריק (ראה מקרא לטבלאות) .תוצאות האנליזות לנוכחות חומרי הדברה בדגימות אלו מרוכזות בטבלאות 01א' ו 01ב' (שנת )2100וטבלאות 0/א' ו 0/ב' (שנת .)2102נבדקו גם דגימות דגים ומים שהובאו ע"י אגף הדייג מהכנרת ,סובב כנרת ומספר דוגמאות מהים התיכון (טבלאות ,00ו .)01בדיקות הדגים מתבססות על מיצוי זימי הדג (האיבר הפנימי הראשון הבא במגע עם מי האגם) ולכן מהווה מדד איכותי בלבד שאינו מעיד על ריכוז החומר בכל רקמות הדג. תהליך האנליזה של דגימות המים והדגים כולל מיצוי לממס אורגני -הקסן ולאחריו הערכה כמותית בעזרת מכשור .GC/MSבכל הדגימות נבדקה נוכחות של 19חומרי הדברה שונים ,בטבלאות מוצגים רק הממצאים החיוביים שנמצאו מעל לסף הזיהוי .בנפרד מופיעה רשימת החומרים שלא נמצאו באף אחת מהדוגמאות שנבדקו. סיכום הממצאים לכל שנה עם הערות לגבי אופי החומרים שנבדקו (קוטל חרקים ,קוטל עשבים וכו') ,אחוז תאריכי הדיגום בהם בדגימות המים נמצאו שרידי החומר לפחות באחת התחנות ,והערכות לגבי רמת הזיהום שנמצאה במי כנרת מוצגים בטבלאות טבלאות 02ו.05- מקרא לטבלאות :01-05 כל הריכוזים הינם ב )parts per billion( ppb -השווה ל µg L -בדוגמאות מים או µg Kgכאשר מדובר בדוגמאות דג. תחנות: תחנה Aמצויינת באדום+סופית .A תחנה Dמצויינת בכחול+סופית .D תחנה Hמצויינת בחום +סופית .H תחנה Gמצויינת בירוק +סופית .G תחנה Kמצויינת בשחור+סופית .K תחנת גשר אריק מצויינת בסגול +סופית .AB ▪אם לא מצויין אחרת -הדוגמאות נלקחו מאגם הכנרת. ▪סכנה מידית מוגדרת כסכנה ממשית לאדם▪. ▪ רמות הרעילות המדווחות מבוססות על דוחות MSDSהקיימים בספרות המקצועית (ניתן ליצור קשר לעיון נוסף). -1 -1 91 :2100 מאי-ניטור מים בחודשים ינואר- 'א01 טבלה Date Alachlor Atrazine Chlorpyriphos 0.03A, 0.032G, 0.022K 09.01.11 12.01.11 Dichlorvos 0.25AB 0.02AB 0.01AB 23.01.11 0.026A, 0.038G, 0.038H, 0.047K 0.01A 06.02.11 0.05A, 0.05H, 0.08K Dieldrin Dinocap Diphenylamine Fenthion 0.027D, 0.045A, 0.041G, 0.003D 0.005H, 0.037K 0.062K 0.06AB 0.065A, 0.058D, 0.076G, 0.086H, 0.11K 0.1A, 0.1D, 0.1G, 0.11H, 0.007AB 22.02.11 0.01A, 0.006D, 0.01K 0.015AB 0.009A, 0.007G, 0.01K 06.03.11 10.03.11 0.003AB 20.03.11 03.04.11 11.04.11 0.37D, 0.24G, 0.36K 0.33AB 0.02A, 0.003H 0.02AB 26.04.11 0.02A, 0.06H 15.05.11 0.02A 23.05.11 0.02AB 29.05.11 0.002D 0.006AB 1.47A 1.16AB 1.22K 0.05AB 95 :2100 דצמבר- ניטור מים בחודשים יוני-'ב01 טבלה Date Alachlor 19.06.11 28.06.11 0.004AB -Chlor -Di -Di -Di -pyri azinon brom eldrin phos -Endo -Endo sulfan sulfan alfa beta isomer isomer -Endo sulfan sulfate p,p-DDD p,p-DDT 0.01A 0.02A 0.006AB 0.01A, 0.01D, 0.05K 03.07.11 18.07.11 31.07.11 0.004K 0.004A 0.001AB 14.08.11 28.08.11 25.09.11 02.10.11 0.003 0.0006D H 25.10.11 27.10.11 06.11.11 0.02K 20.11.11 0.02, 0.01G 0.002AB 0.006AB 0.006, 0.002H 0.08H, 0.006K 0.006, 0.002A 0.017, 0.002K 0.002G 0.002H 0.0009A 0.0009K 0.003, 0.003H 0.0007AB 0.01D 0.02A, 0.008H 0.01AB 0.007, 0.005, 0.005H, 0.0008G 11.09.11 24.11.11 04.12.11 18.12.11 -Ter butryne 0.003, 0.001, 0.001AB 0.001H 0.001D 0.0006G 0.006 H, 0.004K 0.0007AB 0.01G 0.07H, 0.005D 0.02AB 0.001A 0.009H חומרים74 (כולל תאריכים בהם לא נמצאו חומרים) וסריקה של3122- דיגומים ב23 סה"כ 99 טבלה -00ניטור מים ודגים (דיגום אגף הדיג) :2100 Perme thrin p,pDDT p,pDDE p,pDDD -Endo sulfan sulfate -Endo sulfan beta isomer -Endo sulfan alfa isomer -Di -phenyl amine -Chlor -pyri phos -Ala chlor 79.3 16.6 28.5 0.88 0.67 0.59 0.67 1.03 0.72 16.6 0.02 0.05 0.008 679 39 X104 39 X104 826 X105 826 X105 4755 X102 498 5340 6.65 6.51 164 0.17 599 2.55 מים אמנון הגליל דג דג דג 19.2 4440 71.3 395 מים 0.04 0.02 0.6 0.2 43.4 1.16 1.13 0.06 5.52 0.07 Buri מים מים דג דג דג חומר נוזלי חומר נוזלי אמנון הגליל מים מים כנרת כנרת כנרת כנרת כנרת כנרת ירדן דרומי ירדן דרומי ירדן דרומי מים 21.6 7360 סוג מיקום 1.62 0.2 מים מים חשד ירדן דרומי ירדן דרומי החולה החולה החולה כפר רופין כפר רופין כפר רופין מרמור כנרת דג כנרת אמנון כנרת חשד להרעלה חשד להרעלה חשד להרעלה ניטור שגרתי ניטור שגרתי ניטור שגרתי מס' תאריך F3 W6 W7 F9 F10 F11 11.02.14 11.03.07 11.03.07 11.03.27 11.03.27 11.03.27 W12 11.04.21 W13 11.04.21 F14 11.04.21 W15 W16 11.04.22 11.04.22 W17 11.04.27 W18 11.04.27 F19 11.04.27 F20 F21 F22 11.04.27 11.04.27 11.04.27 W23 11.05.18 W24 11.05.18 W25 11.05.18 F26 11.06.19 F29 11.10.27 F30 11.11.07 מספר דיגומים שנערכו באותו יום צוינו ע"י רקע אחיד בעמודת התאריך .סה"כ (כולל דוגמאות שנדגמו ובהן לא נמצאו חומרים) התבצעו 2/דיגומים ונסרקו 15חומרים. 95 סיכום תוצאות :2100 טבלה :02סיכום הממצאים באשר לנוכחות חומרי הדברה בסביבות הכנרת ,בגשר אריק ובדגים בשנת2100 . תוך התייחסות לחומרים שנבדקו .עמודת ה %-מציינת את אחוז הימים בהם בדגימות המים נמצאו שרידי החומר לפחות באחת התחנות (מתוך סה"כ /2דיגומים ב 2100-או 25דיגומים ב ) 2102-וללא התחשבות בדגימות מאירועי חשד להרעלת דגים. החומר תכונות החומר והערות כלליות Alachlor חמר ריסוס נגד רחבי עלים. Atrazine קוטל עשבים. קוטל חרקים (מערכת העצבים), Chlorpyriphosנאסר זה מכבר לשימוש ביתי בארה"ב. % נמצא לרוב בגשר אריק ופעמים מועטות מובחן בכנרת ,ריכוזיו 20נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית .ריכוזים נמוכים אלו נמצאו במאי גם בדוגמת דגים. /נמצא בגשר אריק בריכוז נמוך בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. נמצא בריכוזים נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. כמעט ולא נמצא בדרום הכנרת אך קיים במרבית התחנות בין החודשים ינואר-מאי וכן ברמות גבוהות יחסית (לדגים) בדגימות 11דגים בין חודשים אלו .בחודש מאי אובחנה דוגמת דג שהכילה ריכוז שיא של ppb 911המסוגל להוות גורם תמותה מידי לאוכלוסיות דגים ומיני בע"ח רבים. Diazinon קוטל חרקים (מערכת העצבים) 0 Dibrom קוטל חרקים (מערכת העצבים) / Dichlorvos קוטל חרקים 9 Dieldrin Dinocap ממצאים בכנרת נמצא לקראת סוף השנה בריכוזים נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. נמצא לקראת סוף השנה בריכוזים נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. נמצא בצפון הכנרת וגם במי הגשם בתחילת השנה .ריכוז נמוך מריכוז המהווה סכנה מידית ביונקים אך מסוגל לבצע נזק בדפניות (סרטנאים). קוטל חרקים ,פותח כתחליף ל.DDT- מצוי בכנרת בריכוזים הנמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מתפרק בקושי, מידית .החומר מאובחן בדגימות מים בין החודשים ינואר-מרץ בשרשרת ממשיך 25ואוקטובר-נובמבר .בחודש מרץ הגיע לריכוזי ה LC50 -של מספר המזון ונספח ברקמות חיות ,לכן דגים כפי שדווח בספרות [.]Ochs, Paul M 1968 נאסר לשימוש במספר מדינות. נמצא בתחילת השנה בלבד .החומר נמצא בריכוזים המתקרבים 10לריכוז ה LC50 -של מספר דגים וחולייתנים כגון דפניות .ריכוזי קוטל פטריות חומר זה נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית לאדם. נמצא בעיקר בתחילת השנה ,ריכוז נמוך מריכוז המהווה סכנה 22מידית. Diphenylamine חומר ריסוס לתפוחים Endosulfan isomer α הריכוזים בכנרת בד"כ נמוכים מריכוז המהווה סכנה מידית .נמצא אחד משני הצורונים של קוטל חרקים 20בעיקר בין ספטמבר-סוף נובמבר .החומר מצוי בכנרת ,באגמון שב 2101-הוצא החולה ,ובברכות המדגה האזוריות (כגון כפר רופין) .במרץ-אפריל 90 מחוץ לחוק בארה"ב ובמספר מדינות נוספות. נמצא בריכוזים גבוהים ביותר בדוגמאות דגים מהכנרת ואגמון החולה .ריכוז <1ppbמהווה חשד להרעלה .ההרעלה מכוונת כלפי אוכלוסיית הדגים בכדי להגדיל את יבול הדגים במהירות מרבית .דוגמת דג אמנון הגליל שנדגמה ב 20.11.2100הכילה כמות חומר העלולה להיות מסוכנת לאדם האוכל אותו ( אם כי ספיחת החומר ע"י רקמות הדג שונה מספיחתו לזימים הנבחנים ,לכן הערכות הסיכון בדגים כלליות בלבד ונשענות על רקמה זו). Endosulfan isomer אחד משני איזומרים של קוטל חרקים שב 2101-הוצא בארה"ב 9 מחוץ לחוק ובמספר מדינות נוספות. הריכוזים נמוכים מריכוז המהווה סכנה מידית .בחודשים מרץ- אפריל נמצא בריכוזים גבוהים בדוגמאות דגים (יחסית לדגים). Endosulfan sulfate קוטל חרקים שהוצא מחוץ לחוק / במדינות רבות מצוי בכנרת בריכוזים נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית .בחודשים מרץ-אפריל נמצא בריכוזים גבוהים יחסית (לדגים) בדוגמאות דגים. Fenthion קוטל חרקים / Lindane קוטל חרקים 9 נמצא בריכוז נמוך בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. מצוי בריכוזים נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. נספח ביעילות יחסית לרקמות. /מצוי בתחילת השנה בלבד בריכוז נמוך בסדרי גודל מריכוז Monocrotophoקוטל חרקים המהווה סכנה. s מנגזרות תוצרי נמצא בדגימות בין חודשים מאי-אוקטובר .מצויה בכנרת ובכפר פירוק .DDTמזיק /1רופין (ברכות מדגה) בריכוזים הנמוכים בסדרי גודל מריכוז p,p-DDD המהווה סכנה מידית. למגוון יצורים רחב. מנגזרות תוצרי :p,p-DDE פירוק .DDTמזיק -מצויה לקראת סוף השנה בדוגמאות דגים בכנרת בלבד. למגוון יצורים רחב. קוטל חרקים ,נאסר החומר הנ"ל ונגזרותיו המזיקות גם הן נמצאו בכנרת כמעט בכל לשימוש בארה"ב ב 22 השנים ואף בדוגמאות דגים רבות .השנה נמצא בכנרת בחודשי 0952ובמקביל p,p-DDT לשימוש הוגבל מאי-יוני ,בריכוז נמוך בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. בישראל. נמצא בדוגמת דג בחודש מרץ אך בריכוז נמוך בסדרי גודל מריכוזקוטל חרקים Permethrin המהווה סכנה מידית. (נוירוטוקסי) 22מצוי בריכוזים הנמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית קוטל מזיקים Terbutryne חומרים נוספים שנבדקו השנה ולא נמצאו בדגימות: Aldrin, Ametryn, Amitraz, p-Dichlorobenzene, Dimethoate, Disulfoton, Endrin, Ethion, Ethoxyquin, Fenamiphos, Fenitrothion, HCH alfa isomer, HCH beta isomer, HCH delta isomer, Heptachlor, Hexachlorobenzene, Malathion, Methathion, Methoxychlor, Mevinphos, Parathion, Phorate, Pirimiphos met, PCNB(Quntozene), Prometryn, Simazine, Terbuthylazine. 99 : 3123 תוצאות :2102 יולי- ניטור שאריות חומרי הדברה במים בתאריכים ינואר-'א0/ טבלה Date Alachlor Atrazine 1.1.12 -Di ChlorDiazinon -phenyl pyriphos amine Endosulfan alfa isomer 8.1.12 0.07D, 0.06D, 0.002H 0.02G 0.007A, 0.05G, 0.006A 0.03H 15.1.12 0.005D 14.2.12 0.004K, 0.004AB 27.2.12 11.3.12 25.3.12 15.4.12 29.4.12 13.5.12 14.5.12 0.01K 0.009A 0.005H 0.004A, 0.005H 0.005D 0.004H 0.01G 0.01A 0.003G 0.002A 0.005AB 0.01AB 28.5.12 0.02G 10.6.12 24.6.12 Terbutryne 0.002D, 0.005H, 0.005K 0.14AB 0.01H 30.1.12 p,p-DDE p,p-DDT 0.08A, 0.05H, 0.003K 0.009K 0.002A 0.003D 0.01A :2102 נובמבר- ניטור שאריות חומרי הדברה במים בתאריכים יולי-'ב0/ טבלה Date 8.7.12 15.7.12 16.7.12 29.7.12 12.8.12 13.8.12 26.8.12 9.9.12 23.9.12 21.10.12 5.11.12 -Chlor pyriphos Endosulfan alfa isomer 0.02A, 0.04D, 0.1G, 0.02H 0.04A, 0.017D, 0.03G, 0.04H, 0.056K 0.02AB 1.08G 0.08H, 0.08K 0.09AB 0.01D, 0.01H 0.004A, 0.1G, 0.06K 0.016G, 0.05H, 0.009K 0.05K, 0.05AB 0.04A, 0.02D, 0.02G, 0.04H, 0.08K p,pDDD p,pDDE p,pDDT Terbutryne 0.006D 0.013K 0.003K 0.004A, 0.006D, 0.005H 0.004AB 0.001D 0.007A 0.01D 0.005H 0.007H 0.004H 0.006D 0.004D, 0.004G 0.001K 0.001K 51 טבלה : 01שאריות חומרי הדברה בדגים ובמים מאירועי חשד להרעלה וניטור שגרתי ע"י אגף הדייג .2102 ,דיגומים שנערכו באותו יום צוינו בצבע אחיד בעמודת התאריך .סה"כ (כולל דוגמאות שנדגמו ובהן לא נמצאו שאריות חומרי הדברה) התבצעו 21דיגומים ונסרקו 15חומרים. Other Alachlor 0.06 HCH HCH p,p- p,p- p,palfa beta Terbutryne DDD DDE DDT isomer isomer 0.006 0.008 0.06 1.16 2.11 5.87 Di-phenylamine 0.22 ChlorDi- Endosulfan pyriphos azinon alfa isomer 0.18 0.12 0.05 4.77 3.28 6.31 3.2 0.26 0.13 17.7 3.72 2.1 0.03 0.47 107 3.72 3.08 5.31 Simazine 0.08 0.08 מים ירדן דרומי ניטור 18.3.12 W1 כנרת ניטור 18.3.12 W3 כנרת ניטור 18.3.12 W4 כנרת ניטור 19.3.12 F1 מים מים דג קרפיון, כנרת ניטור אמנון 25.3.12 F2 כנרת ניטור 25.3.12 F3 ניטור ניטור ניטור ניטור ניטור 27.3.12 28.3.12 28.3.12 15.4.12 6.5.12 1.28 ,בינית כנרת מים כנרת בינית כנרת קרפיון כנרת מים כנרת מים 10 בורי 2.0 כסיף שפך הירדן 3.24 7.79 סרדינים כנרת דג 0.48 2.4 1.31 1.55 11.5 0.78 ים תיכון לבנונים כנרת אמנון כנרת 0.44 5.57 0.57 6.89 11.75 7.78 1.22 5.05 0.45 7.2 3.73 F4 W5 F5 F6 W6 כנרת ניטור 6.5.12 W7 כנרת 17.4 Terbutryne 0.35 סוג מיקום חשד קרפיון, בינית 5.28 מס' תאריך חשד להרעלה 15.5.12 F8 חשד להרעלה 23.5.12 F9 חשד להרעלה 11.6.12 F10 חשד להרעלה 13.6.12 F11 חשד להרעלה 27.6.12 F12 חשד להרעלה 22.7.12 F13 ניטור 6.8.12 F14 ניטור 28.8.12 F15 חשד להרעלה 10.9.12 F16 חשד להרעלה 10.9.12 F17 אמנון כנרת אמנון כנרת ים דג תיכון ים דג תיכון ים דג תיכון ניטור 21.10.12 F18 ירדן אמנון דרומי ניטור 15.11.12 F19 50 טבלה :05סיכום הממצאים באשר לנוכחות חומרי הדברה בסביבות הכנרת ,בגשר אריק ובדגים בשנת2102. תוך התייחסות לחומרים שנבדקו .עמודת ה %-מציינת את אחוז הימים בהם בדגימות המים נמצאו שרידי החומר לפחות באחת התחנות (מתוך סה"כ 25דיגומים ב ) 2102-וללא התחשבות בדגימות מאירועי חשד להרעלת דגים. Alachlor תכונות החומר והערות כלליות חומר ריסוס נגד רחבי 4 עלים. 5 קוטל עשבים. Chlorpyriphos קוטל חרקים (מע' העצבים) ,נאסר לשימוש ביתי בארה"ב. 15 Diazinon קוטל חרקים (מע' העצבים). 4 Diphenylamine חומר ריסוס לתפוחים. אחד משני צורונים של קוטל חרקים ,ב- 2101הוצא מחוץ לחוק בארה"ב ובמדינות נוספות. אחד מ /-איזומרים של קוטל מזיקים. אחד מ /-איזומרים של קוטל מזיקים. קוטל פטריות ,אסור לשימוש בארה"ב מאז שנות התשעים 5 החומר Atrazine Endosulfan isomer α HCH isomer α HCH isomer β Hexachlorobenzene % 70 - p,p-DDD מנגזרות תוצרי פירוק קוטל החרקים DDT (עיין .)DDTמזיקה למגוון יצורים רחב. 05 p,p-DDE מנגזרות תוצרי פירוק קוטל החרקים DDT (עיין .)DDTמזיקה למגוון יצורים רחב. 05 p,p-DDT קוטל חרקים .נאסר לשימוש בארה"ב ב 0952ובמקביל הוגבל לשימוש בישראל. 5 ממצאים בכנרת נמצא בגשר אריק ובירדן הדרומי בלבד ,בריכוזים נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. נמצא בריכוז נמוך בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. נמצא בריכוזים נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית .נמצא ברמות גבוהות יחסית (לדגים) בדגימות דגים בסוף חודש מרץ .בסוף מרץ אובחנה דוגמת דג שהכילה ריכוז שיא של ppb 015המסוגל להוות גורם תמותה מידי לאוכלוסיות דגים ומיני בע"ח רבים. נמצא בכנרת ובירדן הדרומי בריכוזים נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית .ריכוז גבוה יותר נמצא בדוגמת דג בחודש מרץ השנה. נמצא בעיקר בתחילת השנה בריכוז נמוך מריכוז המהווה סכנה מידית .נמצא גם בדוגמת דג בסוף חודש מרץ. הריכוזים בד"כ נמוכים מריכוז המהווה סכנה מידית אך הפיזור אחיד יחסית לאורך השנה .בדוגמאות דגים זוהו ריכוזים גבוהים (מעל )1ppbבחודשים מרץ ויוני .תופעות אלו עלולות להצביע על אירועי הרעלה מכוונת. נמצא בדוגמאות דגים בלבד בחודשי מרץ-אפריל ובריכוזים נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. נמצא בדוגמאות דגים בלבד בחודשי מרץ-אפריל ובריכוזים נמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית. חומר זה נמצא בדוגמאות דגים בלבד-בכנרת (סוף אוגוסט) ובים התיכון (יוני וספטמבר) .הריכוזים שנמצאו נמוכים מריכוז המהווה סכנה מידית. מצויה בכנרת בריכוזים הנמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית .החומר נמצא בריכוזים נמוכים גם בדוגמאות דגים בכנרת (חודשים מרץ ואוגוסט) ובים התיכון (יוני). נמצא בכנרת לאורך כל השנה ,אך בריכוזים הנמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית .החומר נמצא בריכוזים נמוכים גם בדוגמאות דגים בכנרת ובים התיכון לאורך כל השנה. החומר הנ"ל ונגזרותיו המזיקות גם הן נמצאו בכנרת כמעט בכל השנים ואף בדוגמאות דגים רבות .השנה נמצא בחודשים אפריל ויוני בכנרת -בריכוזים הנמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה .ביוני נמצא בריכוז נמוך גם בים התיכון. 52 Simazine קוטל עשבים - Terbutryne קוטל מזיקים 52 שנמצא בכנרת בבדיקות מים מדיגום דגים ,בחודש מאי בלבד ובריכוז נמוך בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית לבע"ח ולאצות. מצוי בריכוזים הנמוכים בסדרי גודל מריכוז המהווה סכנה מידית .הפיזור אחיד יחסית לאורך השנה. חומרים נוספים שנבדקו ב 2102-ולא נמצאו באף אחת מהדגימות: Aldrin, Ametryn, Amitraz, p-Dichlorobenzene, Dichlorvos, Ametryn, Amitraz, p-Dichlorobenzene, Dichlorvos, Dibrom, Dieldrin, Dimethoate, Dinocap, Disulfoton, Endosulfan beta isomer, Endosulfan sulfate, Endrin, Ethion, Ethoxyquin, Fenamiphos, Fenitrothion, Fenthion, HCH delta isomer, Lindane, Heptachlor, Malathion, Methathion, Methoxychlor, Mevinphos, Monocrotophos, Parathion, Permethrin, Phorate, Pirimiphos, met, PCNB(Quntozene), Prometryn, Terbuthylazine. סיכום: פיזור החומרים: הדו"ח הנערך על השנים 2100-2102מעיד על הימצאותם של מספר חומרים נמוך יחסית לזה הנבדק (01-00 חומרים מתוך 19הנבדקים) .עם זאת ,הפיזור של מספר חומרים (כגון Chlorpyriphosבשנת 2100או endosulfanבשנת )2102בצורה אחידה יחסית לאורך כל השנה מעיד על זיהום קבוע לאורך זמן .זיהום כזה יכול להתקיים למשל במקרים בהם יש שימוש חקלאי בחומר ספציפי לאורך כל השנה .הסבר נוסף הוא פירוק איטי ביותר של החומר ואף הצטברותו במקור המים (אולי אף בשכבות שונות) או בדרך אליו .דוגמה לכך ניתן למצוא ב DDT-ונגזרותיו ,לאלו האחרונים קצב פרוק איטי ולכן מופיעים כל השנים כמעט למרות הפסקת השימוש המאסיבי לפני יותר משני עשורים .תופעה הפוכה לזו המוזכרת לעיל קרי -פיזור נקודתי בזמן של חומר מסוים ,יכול להיות קשור לשימוש עונתי של אותו תכשיר ,דוגמה לכך היא השימוש בחומר diphenylamineהניתן בבתי אריזת תפוחים בתחילת השנה בלבד .מקרה נוסף המסוגל להסביר תופעה מאין זו הוא-חשד להרעלה .דוגמה לכך ניתן לראות בעלייה המאסיבית בריכוז נקודתי של endosulfanבאפריל .2100 בבחינת כל תאריך דיגום של חומר ספציפי ,לא נמצאו שינויים של מעל סדר גודל ,בהתפלגות חומר ספציפי בין התחנות השונות באותו תאריך דיגום .תופעה זו ניתן להסביר ע"י ההנחה כי בכנרת נוצר ערבוב מאסיבי של כל כמות המים הנכנסת .כמובן שמסיסות גבוהה של חומר כלשהוא תורמת גם היא לדיפוזיה החזקה שלו ולפיזורו באופן אחיד באגם .שינויים גדולים יותר (מעל סדר גודל) בריכוזיו של חומר ספציפי ,ניתן לראות באותה תחנה אך בין תאריכים שונים .כל אלו מקשים על המעקב אחרי מוצאו של החומר וכניסתו לאגם. הצלבה עתידית של תוצאות הניטור בכנרת עם תוצאות הניטור באגן ההיקוות תוכל להצביע על כניסת חומרים מאגן ההיקוות. מקורות הדוגמא: יש לציין כי חומרים רבים כגון Dieldrinאו DDTונגזרותיו נצברים ברקמות השומן ,כבד וזימי הדגים לאורך זמן .לכן הימצאותו של חומר במינונים נמוכים בדוגמאות מים אינה מעידה בהכרח על ריכוזים נמוכים בדגים. חומרים שונים הינם בעלי כושר ספיחה מוגבר לרקמות הדגים וקצב פירוק נמוך .תופעה זו מסבירה את השוני (בסדרי גודל לעיתים) בין הריכוז הקיים בדוגמת מים לבין דוגמת דג (ללא התחשבות בדוגמאות ממקרי הרעלה) .תופעה נוספת אותה ניתן אולי להסביר בדרך זו היא המצאות חומרים כגון diphenylamineבדוגמת דג ברמות נמוכות יחסית אך חודשיים לאחר מציאת החומר במים. 5/ מספר חומרים נמצאו בשימוש רב לאורך השנה כגון p,p-DDD ,Dieldrinו Endosulfanבשנת 2100וכן Endosulfanו Terbutryneבשנת .2102יש לציין כמובן את נוכחותו הגבוהה של ה Endosulfan -בשנת 2102ב 51%מהבדיקות וכן במקרה הרעלה קשה מאפריל .2100חומר זה נמצא גם בריכוזים גבוהים יחסית ובאופן עקבי בדוגמאות דגים החשודים בהרעלה ולכן מהווה תכשיר עיקרי לצרכים אלו .בנוסף דוגמאות דגים רבות נמצאו בשנים אלו כמכילות Chlorpyriphosוכמו בשנים עברו -ריכוזים נמוכים של DDTונגזרותיו. 2.09מערכת ניטור אוטונומית רציפה בתחנה A ורנר אקרט ,בני סולימני ומיקי שליכטר ב 2112 -המעבדה לחקר הכנרת החלה בניטור עמודת המים באגם באמצעות מערכת דיגום אוטומטית הפועלת מהאקורפט שבתחנה .Aב 2119 -מערכת ה RUSS/YSI -שהופעלה בשנים 2112-2110הוחלפה במערכת אחרת מבוססת ווינץ' מסוג מנטה IIמולטיפרוב (אאוריקה ,אוסטין טקסס; איור .)90זוהי מערכת דיגום אוטונומית שנבנתה לפי דרישות הלקוח ופותחה ע"י . (Instrumental solutions inc.Vicksburg, Mississippi) ISI איור :90מערכת חדשה מסוג מנטה IIמוליטפרוב. הדיגום באמצעות המערכת החדשה החל בדצמבר .2119נמדדים הפרמטרים הבאים :עומק ,ריכוז חמצן מומס, ,pHמוליכות חשמלית ,פוטנציאל חימצון3חיזור ,עכירות וריכוז כלורופיל .הדיגום נעשה 1פעמים ביממה ברזולוציה של חצי מטר אורך כל עמודת המים. לאחר שמערכת המולטיפרוב המקורית נקרעה מהכבל ואבדה באוקטובר ,2101הותקנה מערכת חדשה עם כיסוי מפלדת אל-חלד ,כבל קבלר מאובטח ומחבר תת מימי מיוחד .מערכת הדיגום החדשה (איור )92הוכנסה לפעולה ביוני ,2100וביצעה 1פרופילים ביממה עד לפברואר 2102כאשר מערכת האקורפט הוצאה מהמים לביצוע עבודות תחזוקה שנמשכו עד נובמבר .2102 51 איור :92מערכת דיגום אוטונומית . ISI – Auto Reel בתחילת 2102כל עמודת המים הייתה מעורבבת ,לאחר ההיפוך שהתרחש ב 09לדצמבר .2100כאשר האקורפט הוצא לעבודות תחזוקה ב 29לפברואר 2102גוף המים היה עדיין מעורבב והטמפרטורה שנמדדה הייתה ,01.5°Cהמוליכות החשמלית , 005/ µS cm-1ה 8.2 pHוריכוז החמצן המומס היה בערכי רוויה לאורך כל עמודת המים. כאשר הוחזרה האקורפט למקומה בתחנה Aואיתה הדיגומים הסדירים ב 9לנובמבר ,2102האגם היה משוכב וטמפרטורת האפילימניון הייתה .25°Cהתרמוקלינה ,האוקסיקלינה והכמוקלינה הראו חפיפה בעומק 09מ' (איור .)A9/טמפרטורת ההיפולימניון הייתה .05°Cבזמן השיכוב הכימי ההיפולימניון היה מחוסר חמצן ,בעל ערכי מוליכות חשמלית גבוהים וערכי pHנמוכים יחסית לאפילימניון ( 0211 µS cm-1ו 7.4לעומת 0001 µS cm-1ו 8.4בהתאמה) .נוכחות של סולפיד בהיפולימניון באה לידי ביטוי בערכי Ehנמוכים ).(-300 mV נוכחותה של שכבת הגבול הבנטית ( )benthic boundary layerמתחת לעומק /2מ' מעידה על כך שהמים בעומקים אלו מעורבבים היטב (איור .)A 9/שלא כמו ב ,2100בה היה ערבוב מלא של כל עמודת המים כבר ב 09לדצמבר ,ב 2102האגם היה עדיין משוכב בסוף השנה עם תרמוקלינה ב 25מ' (איור .)B 9/בעוד התנאים בהיפולימניון נותרו ללא שינוי ,ערכי ה pHוהטמפרטורה באפילימניון ירדו משמעותית ל 00./°Cו 0בהתאמה. 55 איור :9/פרופילים שנמדדו באמצעות מערכת מנטה IIמולטיפרוב מהאקורפט )A .פרופילים מ 9בנובמבר )B ;2102 פרופילים מה /0לדצמבר .2102 ההתקררות ההדרגתית של האפילימניון ושקיעת התרמוקלינה בסוף 2102מתוארות באיזופלטות המוצגות באיור .91למרות הירידה החדה בטמפרטורה מ 25ל 09°Cעומק התרמוקלינה נשאר בסביבות 21מ' עד ה 2/ בדצמבר ואז חלה צניחה מהירה של הטרמוקלינה עד ל /1מ' בסוף .2102 במשך רוב תקופת הדיגום השיכוב הכימי של עמודת המים (איור )95עקב אחר השיכוב התרמי כפי שניתן לראות מהשינוי האנכי עם הזמן של ריכוז החמצן המומס במים (איור .)91 איור דומה ניתן לראות גם מהשינוי האנכי עם הזמן של המוליכות החשמלית (איור .)99ניתן לראות בברור ערכי מוליכות נמוכים יחסית באזור המטהלימניון בזמן ירידת התרמוקלינה בשל נוכחות מי ירדן המתערבבים במי הכנרת לאורך הדרך משפך הירן ועד לתחנה .A 59 איור :91דיאגראמת איזופלטות המציגה את השינויים בטמפרטורת המים בכנרת בין התאריכים 9לנובמבר עד /0 לדצמבר .2102 איור :95דיאגראמת איזופלטות המציגה שינויים בריכוז החמצן המומס במי הכנרת בין התאריכים 9לנובמבר עד /0 לדצמבר .2102 55 )Conductivity (µS cm-1 0 1265 1255 1245 1235 1225 1215 1205 1195 1185 1175 1165 1155 1145 1135 1125 -5 -10 -20 )Depth (m -15 -25 -30 -35 25/12/12 15/12/12 05/12/12 26/11/12 16/11/12 06/11/12 איור :99דיאגראמת איזופלטות המציגה שינויים במוליכות החשמלית של מי הכנרת בין התאריכים 9לנובמבר עד /0 לדצמבר .2102בסוף דצמבר ניתן לראות מי ירדן בעלי מליכות נמוכה כלואים באיזור התרמוקלינה. 2.21 ניטור מרחבי משולב של פרמטרים גיאוכימיים וביולוגיים אסף סוקניק ,שמשון זכאי ומיקי שליכטר מערכת ניטור נגררת (מנ"ג) המופעלת בכנרת מאפשרת מיפוי תלת-ממדי וקבלת מידע על הפיזור המרחבי של מספר מדדים לימנולוגיים באגם .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 נתונים סימולטני. מתכונת זו של ניטור ,הקרובה לניטור סינופטי ,מאפשרת מיפוי תלת-ממדי וקבלת איור כוללת של מספר מדדים לימנולוגיים ופיזורם בגוף המים .המשתנים הניתנים למדידה במערכת זו הם :טמפרטורה ,ריכוז כלורופיל ,עכירות ומוליכות חשמלית (מליחות) .מבנה המערכת הנגררת ואופן הפעלתה פורט בדוחות קודמים. לביצוע סקר בכנרת המערכת מופעלת מסיפון ה"חרמונה" שהותאמה והוכשרה להפעלתה תוך עבודה יציבה ובטוחה ,גם בים סוער ותחת משטר רוחות קייצי .מסלול השיוט של תוכנית הניטור המרחבי מוצג באיור 95 על פני מפה תלת-ממדית של הכנרת .המסלול ,המתחיל בטבחה ,כולל ארבעה חתכים בכיוון כללי מזרח-מערב ומסלולים המחברים ביניהם .איור 95מציג גם את חדירת המנ"ג לעמודת המים מעומק 0מ' ועד עומק ש 29מ' מפני המים) במהלך שנת 2102בוצעו רק שלושה סקרים מלאים וסקר חלקי לבדיקת הציוד .הסיבה למיעוט הסקרים היא שליחת המערכת לכיול ,תקלות תפעול שעיקרן תקשורת משובשת בין ה"נשא" ומערכת הפיקוד ואיסוף הנתונים שעל הסירה ,ופעולות תחזוקה ושדרוג שבוצעו ב"חרמונה" וצמצמו את זמינותה לביצוע הסקרים .ב- 2102המערכת הופעלה בחודשים פברואר ,אפריל ואוגוסט וספקה נתונים אמינים לגבי החורף האביב והקיץ. 50 איור :95מסלול 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. באיור 90מוצגת השונות האנכית של טמפרטורת המים ושל פיזור הכלורופיל שנמדדו לאורך מסלול שייט בקו רוחב /2.01ºצפון ממזרח למערב לאורך כ 0ק"מ. ]Chlorophyll [ g /L ]Temperature [°C 5 20 February 2012 10 15 10 15.4 5 15.2 10 15 15.0 20 20 25 5 35.2 35.3 35.4 35.5 35.6 35.7 35.8 35.9 36.0 100 April 2012 10 1 35.2 35.3 35.4 35.5 35.6 35.7 35.8 35.9 36.0 30 August 2012 35.2 35.3 35.4 35.5 35.6 35.7 35.8 35.9 36.0 5 18.4 5 10 17.6 15 16.8 15 20 16.0 20 25 15.2 25 30 14.4 30 10 15 10 14.6 35.2 35.3 35.4 35.5 35.6 35.7 35.8 35.9 36.0 30.0 5 26.0 10 15 22.0 20 20 25 5 35.2 35.3 35.4 35.5 35.6 35.7 35.8 35.9 36.0 30 10 5 20 14.8 25 30 18.0 14.0 25 35.2 35.3 35.4 35.5 35.6 35.7 35.8 35.9 36.0 30 איור :90המבנה החומני ופיזור הכלורופיל במרחב הכנרת בחתך ממזרח למערב באזור הצפוני של האגם (לאורך קו רוחב /2.01צפון) ולעומק עמודת מים מ 1.5מ' ועד /1מ' בחודשים פברואר אפריל ואוגוסט .2102התצוגה "כמו תלת מימד" חושבה תוך עיבוד תוצאות שנאספו ע"י מערכת הניטור הנגררת בעזרת תוכנה לאינטגרציה מרחבית .שימו לב שסולם 59 הצבעים שמייצג את הטמפרטורות והכלורופיל שונה בשלושת החודשים המוצגים. הסקרים המוצגים נערכו בפברואר ,אפריל ואוגוסט 2102ומיצגים את החורף לאחר ההיפוך התרמי ,את האביב בזמן פריחת הפרידיניום ואת הקיץ במועד של מערכת משוכבת ויציבה .בפברואר 2102לאחר ההיפוך התרמי גרדינט הטמפרטורה בעמודת המים הוא קטן יחסית והפער בין שכבת המים העליונה לתחתונה הוא של פחות ממעלה .במועד זה אוכלוסיית הפיטופלנקטון מצומצמת יחסית (כ 01מיקרוגרם לליטר) ומפוזרת באופן אחיד יחסית .באפריל 2102המערכת משוכבת אך לא יציבה ועומק התרמוקלינה ועוביה משתנה בחתך ממערב למזרח ,תופעה המשקפת גלים פנימיים .טמפרטורת האפילימניון היתה במועד הסקר כ 09מעלות וטמפרטורת החלק העליון של ההיפולימניון 05מעלות .במועד זה נצפתה פריחה של פרידיניום .עיקר אוכלוסיית הפרידיניום התרכזה בשכבה העליונה של האפילימניון ( 0-/מ' עליונים) וריכוז הכלורופיל בשכבה זו נע בין 051 ל 211מיקרוגרם לליטר .מכאן עולה שבמהלך הסקר עיקר אוכלוסיית הפרידניום התרכזה באזור הצפון מזרחי של האגם בעוד שבצד הצפון מערבי ריכוזי האצה היו נמוכים .באוגוסט 2102האגם היה משוכב תרמית ועומק התרמוקלינה נע בין 02ל 09מ' ,מערכת קיצית אופינית ויציבה .ריכוז הכלורופיל היו בסדר גודל של כ 01 מיקרוגרם לליטר ואוכלוסיית הפיטופלנקטון התרכזה באפילימניון. 2.20 מדד כמותי להערכת איכות המים בכנרת ארקדי פרפרוב וטומי ברמן מדידת איכות המים ( )WQבאגם כנרת נמשכת לפי השיטה שפורטה בעבר (דו"ח חיא"ל ) T15/2003לפיה מחושבים ערכי דירוג ) (Rating Values -Rלעשרה פרמטרים שנבחרו כפרמטרים לאיכות מים .ערכי הדירוג הנעים על סקלה שבין ,01-011כאשר ערכי דירוג מעל 91נחשבים לאיכות מים קבילה ומתחת ל – 91-איכות מים לא קבילה. בשנת 2102מדד איכות המים היה נמוך בעיקר לגבי שני פרמטרים עיקריים % :כחוליות (רוב שנה) ומליחות (כל השנה) ,אף על פי שמדד הציאנובקטריה היה פחות גרוע מאשר ב( 2100-איור .)99כמו כן ,בפעם הראשונה בכל תקופת התצפיות ,נקשרה התדרדרות משמעותית של מדד WQעם עליה דראסטית של מדד ה PP -וכלורופיל במהלך תקופת הקיץ (איור .)51 100 2012 2011 100 2012 80 ]Rating[Cyano 40 60 40 20 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Months ]Rating[Cl 60 2011 80 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Months איור :99שינויים חודשיים בערכי הדירוג של הפרמטרים לאיכות מים כלוריד ואחוז ציאנובקטריה ב 2100-וב .2102-הקו האדום המקוקו מבדיל בין ערכי דירוג Rנמוכים מ ,91-בהם איכות המים לא קבילה ,לערכים גבוהים יותר עם איכות מים טובה. 01 100 Avg 100 Avg 2012 2012 80 ]Rating [Chl 40 60 40 20 ]Rating [PP 60 80 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Months 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Months איור : 51שינויים חודשיים בערכי הדירוג R ,של הפרמטרים יצור ראשוני ( )PPוכלורופיל בשנת ( 2102קו כחול) בהשוואה לממוצעים הרב-שנתיים של פרמטרים אלו בשנים ( 0990-2100עמודות עם סטיות תקן). בחינה של מדד איכות המים המורכב ) (Composite Water Quality Index, CWQIמראה שבמשך השנה כולה ,למעט חודש אחד (דצמבר )2102איכות מי האגם לא יכולה להחשב כ" -טובה" ,אלא רק כ"-סבירה" ( )CWQI<60איור .)50מצב זה גרוע מזה שנרשם ב 2100-כאשר CWQIהיה נמוך מ 91-רק ב 9-חודשים מהשנה. 100 2012 2011 9 7 80 40 CWQI 60 20 0 11 5 3 1 month איור :50שינויים חודשיים במדד איכות המים המשולב CWQIבכנרת ב 2011בהשוואה ל .2012-הקו האדום המקוקו מציין את הגבול בין ערכים קבילים (מעל )91וערכים לא קבילים (מתחת ל )91-של האינדקס המשולב. באיור ,52מוצגים השינויים הרב-שנתיים של מדד .CWQIלאורך התקופה .0990-2102ב 02-השנים האחרונות CWQI ,2111-2102 ,היה רוב הזמן מתחת לערך הגבול של .91הסיבות לערכי CWQIהנמוכים היו שונות :בשנים ,2111-2112המאופיינות במפלס נמוך CWQI ,היה מושפע בעיקר מריכוז כלוריד גבוה .בשנים 00 2119-2100הפרמטרים העיקריים שהשפיעו על איכות המים היו ההתפתחות המואצת של ציאנובקטריה בקייץ. בשנת 2102נוספו גם הכלורופיל והייצור הראשוני לפרמטרים שחורגים מהסקלות הקבילות ומקבלים ערכי R נמוכים מ .91-ערך ה CWQI-הממוצע בשנת )46.7( 2012היה יותר נמוך מהממוצע הרב שנתי ( )56.1בין 2110 עד .2115כמו כן זהו הערך ה CWQI -הנמוך ביותר שנמדד לאורך כל תקופת התצפיות (.)0990-2102 100 CWQI 60 20 1991 1993 1996 1998 2001 2003 2006 2008 2011 איור :52השתנות ערכי CWQIלאורך התקופה ( 1991-2012ממוצעים חצי-שנתיים ,כלומר מוצגים 2ערכים בכל שנה). 2.22 צומח הליטוראל יוסף יעקבי בני סולימני וסמיון קגנובסקי בשנים של מפלסים נמוכים צומח רב-שנתי הולך ומתבסס בחופי כנרת שאינם מעובדים .המרכיב העצי הבולט בצומח זה הוא האשל ,שבשטחי חוף אחדים יוצר חורש צפוף .למרות שבמגדיר צמחי ישראל מדווח על מספר מינים של הסוג אשל שעשויים להימצא בסביבות הכנרת (פיינברון-דותן ודנין ,)0990 ,המין שיוצר את רובו המכריע של החורש הוא אשל הירדן ( .)Tamarix jordanisבסתיו 2100ובאביב 2102מיפינו את תפוצת האשלים בחופי הכנרת .ניתן למצוא פרטי אשל כמעט בכל קטע חוף בו התבססה צמחייה רב-שנתית ,אך האשל דומיננטי ויוצר חורש צפוף בעיקר שני גושים מוגדרים :בצפון-מזרח (באזור הבטחה) ובדרום (איור .)5/ מהמדידות שלנו עולה ששטחו של הגוש הצפון-מזרחי הוא כ 2.90 -קמ"ר ואילו שטחו של חורש האשלים שבדרום כ 1.15-קמ"ר .בעבודת מיפוי שבוצעה לפני כעשור דווח על שטח אשלים כולל של כ /.02-קמ"ר בחופי הכנרת ( .)Tibor et al., 2012אף בהתעלם ממצאי האשלים שמחוץ לשני הגושים הנ"ל ,ברור שבעשור האחרון חלה הכפלה של השטח שמזוהה כחורש אשלים. העליה בשיעור הביומסה הגלומה באשלים ככל הנראה גבוהה עוד יותר (טבלה .)09תרגום השטח המכוסה בחורש לביומסה של אשלים כרוך ברמת אי-ודאות גבוהה .ראשית ,בשטח המוגדר כחורש אשלים גדלים מינים נוספים ובעיקר קנה ,ברמות צפיפות שונות .צריך גם לציין את נוכחותם של מיני עצים נוספים ,פליטי תרבות, כמו מיני שיטה אוסטרליים ,אקליפטוס ,קזוארינה ומעל הכל פרקינסוניה ,שהולכת ומתבססת בחלקים רבים 02 של חורש האשלים (וגם מחוצה לו) .שנית ,האשלים מופיעים בשלל גדלים וצורות ,רק לעיתים רחוקות ניתן למצוא פרט המתנשא על גזע בודד .עפ"ר ,בכל פרט שפע של גזעים בעוביים משתנים ובחורש הצפוף לעיתים קרובות לא ניתן לתחום את שטח התפשטותו של פרט מוגדר .היוצא מזה הוא שהערכה מהימנה של ביומסה ליחידת שטח אינה יכולה להסתמך על מניין פרטים ושקילתם של פרטים בודדים ,אלא על מדידה של כל מה שנמצא בשטח נתון וזו ,כמובן ,מטלה נכבדת ביותר מבחינת דרישות כח אדם .ביצענו כמה מדידות שטח כאלה ונמצא שמשקל האשלים נע בין מאות גרמים ועד כ 01-ק"ג מ .2אם נשתמש בנתון שמרני מאד ,של 2ק"ג ח"י3מ 2של חורש אשלים ,אזי נראה שביומסת האשלים כמעט שולשה בעשור האחרון (טבלה )09ומספר זה אף גבוה מן הגבול העליון של אמדן סך הביומסה בחופי הכנרת משנת ( 2110גזית וחובריו.)211/ , תחנות דיגום לאפיון חופי הכנרת 54 50 N32 46 חוף ים אשל 42 40 38 34 36 32 30 E35 איור :5/תפוצת חורש האשלים בחופי הכנרת .חוף – מיקומן של תחנות דיגום חופיות לצורך איפיון התכסית האבנית והצומח החופי ,ים – גבול חורש האשלים בצד האגם ,אשל – גבול חורש האשלים מצד היבשה. טבלה :09השוואת ממצאי סקר חורש האשלים בחופי הכנרת ב 2110-לסקר הנוכחי סקר אמצעי מיפוי שטח ,קמ"ר ביומסה ,טון *2110 וידאו נישא ע"י מסוק /.02 1511 2102 – 2100 מדידה קרקעית 9.55 0/511 * מדווח בTibor et al., 2012 - 0/ גזית ,א ,.ש .גפני וד .קפלן ( .)211/התפתחות צומח חופי בכנרת במפלסים נמוכים .אגמית .5-9 :029 פינברון-דותן ,נ .וא .דנין ( .)0990המגדיר לצמחי בר בארץ-ישראל ,כנה ,ירושלים. Tibor, G., D. Markel, D. Kaplan, M. Haramati and D. Tal (2012). A rapid and cost effective method for vegetation mapping and nutrients content evaluation along the receding Lake Kinneret shoreline using oblique airborne video integrated into GeoSky@ system. Isr. J. Plant Sci., 60: 151-159. 2.2/חלזונות בליטורל תמר זהרי ובני סולימני בעבר חסרי החוליות בליטורל של הכנרת קבלו תשומת לב מחקרית מועטה בלבד ,ולא נכללו כלל בתכנית הניטור .ב 2110-הנק מייניס (אונ' ת"א) דיווח על המצאות של חילזון ממין פולש בחופי הכנרת הדרומיים (מעגן ועין גב) .בעקבות ממצא זה בקייץ 2119-יצאנו לחפש את החילזון ומצאנו שבדרום הכנרת הוא המין השליט, כמעט ולא ניתן למצוא פריטים חיים של חלזונות מהמינים הטבעיים לכנרת .בעקבות זאת בצענו סדרת סקרים מקיפים במהלך ,2101-2100בדיעבד הסתבר שסדרת הסקרים תיעדה את התפרשות והשתלטות המין הפולש בחופי הכנרת כולה :ב 2100-החלזון הפולש היווה יותר מ 91%-מסך החלזונות שנדגמו בליטורל של הכנרת ב 09-אתרים סביב האגם כולו ,הן במים הרדודים ( 1.2ו 1.0-מ' עומק) והן בסדימנטים של המים העמוקים יותר ( 0 ,5ו 02-מ') ,כאשר הוא מאכלס חופים חוליים ואבניים כאחד .תוצאות הסקרים יפורסמו בקרוב (.)slaallrl rla re rellHH בכנרת מיני חלזונות טבעיים ( ) l eelrHelielHשונים ,מתוכם 1מינים היו נפוצים מאד בעברMelanopsis : costata (Melanopsidae), Melanoides tuberculata (Thiaridae), Theodoxus jordani , Bithynia phialensis (איור ,)51כמו גם שני מינים של צדפות .Corbicula ,oinU :המלנואידס (מגדלית) והצדפות הם מינים שחיים בתשתית חולית בעוד שהמלנופסיס (שחריר) והתיאודוקסוס (סהרונית) נצמדים למצע קשה וחיים על אבנים. המין החדש שהופיע בכנרת (r ,)eriiraiT( aatolUodUens arsacsתואר על ידי מייניס בשם ,)Thiara scabra (איור )51פלש בשנים האחרונות גם לגופי מים אחרים בישראל ,כמו למשל עין אפק ,נחל הירקון ,ומאגרי המוביל הארצי. באופן בולט הסקרים שבצענו העידו על נוכחות נמוכה במיוחד של המינים הטבעיים לכנרת ב,2101-2100- בפרט המגדלית נעלמה כמעט לגמרי ב .2100-נמצא גם דגם שנתי בתפוצה המרחבית של המין הפולש ,הוא נמצא בריכוזים גבוהים במים העמוקים לאורך כל השנה אך במים הרדודים נצפתה עונתיות ,עם ריכוזים גבוהים בקייץ-סתו ונמוכים מאד באביב. תופעת הפלישה של החלזון פסאודופלוטיה והשתלטותו המהירה באגם כולו ,הסתמנה כאירוע דרמתי ,אך לא היו בידנו נתוני רקע להשוואה .לפיכך הוחלט להוסיף לתכנית ניטור כנרת מעקב שגרתי ,בהיקף מצומצם ,אחר אוכלוסיות הרכיכות (מולוסקה :חלזונות וצדפות) בליטורל של הכנרת. נבחרו 5תחנות דיגום :חוקוק ,גינוסר ,וחמי טבריה בחוף המערבי ,גופרה ,ושיטים בחוף המזרחי .תחנות אלו כוללות חופים חוליים (גינוסר ,שיטים) ,חופים אבניים (גופרה חמי טבריה) ,וחוף שחלקו חולי וחלקו אבני (חוקוק) .יש לציין שעם שינויי המפלס ,חוף אבני עשוי להפוך לחוף חולי .הדיגום מתבצע פעמיים בשנה, באביב ,בתקופת המפלס המירבי ובסתיו בתקופת מפלס המינימום .בכל תחנה נדגמים /עומקים 1.0 ,1.2 :ו5- מ' .שני העומקים הרדודים נדגמים מהחוף עם מסכה ושנורקל 5 ,מ' נדגם מסירה בצלילה .הדיגום מתבצע על ידי הנחת מסגרת של 1.//על 1.//מ' על הקרקעית באופן אקראי ,איסוף כל הרכיכות שנמצאות בתוך הריבוע, 01 בחול או על גבי אבנים ,והבאתם למעבדה .במעבדה נעשית ספירה של כל החלזונות והצדפות החיים לפי מינים .פרטים מתים לא נספרים .בשלב זה לא נעשה מיון לפי גודל הפרט ואין הערכת ביומסהr . ריכוזי החלזונות והצדפות (פרטים חיים בלבד) בכנרת ב 2102-מוצגים בטבלה .05באופן בולט ,בדיגום האביבי (מאי) נמצאו מעט מאד רכיכות בעומקים הרדודים ( 1.2ו 1.0-מ') .בעומקים אלו לא נמצאו אפילו פרטים בודדים למ"ר של החלזון הפולש פסאודופלוטיה ,של המגדלית (מלנואידס) ולא של שני מיני הצדפות ,אוניו וקורביקולה .המין היחיד שנמצא בעומקים הרדודים באביב היה הסהרונית (תיאודוקסוס) ,מין שנצמד לאבנים. בעומק 5מ' נמצאו יותר רכיכות ,עשרות פריטים למ"ר של הצדפות ושל הסהרונית (עם שיא של 092סהרוניות למ"ר בחמי טבריה) ופרטים בודדים למ"ר של השחריר (מלנופסיס) ושל הפסאודופלוטיה. בדיגום בודד בחוף דיאמונד (אבני) באוגוסט נמצאה כמות עצומה של סהרוניות בעומק של 0.2מ' 2/11 ,פרטים למ"ר ,ועשרות פריטים של פסאודופלוטיה (טבלה .)05 איור :51מיני החלזונות הטבעיים לכנרת (בשחור-לבן) והמין הפולש ,פסאודופלוטיה סקברה (בצבע) .בארים מציינים 5 מ"מ .לקוח מ.Heller et al 2013 - 05 המינים העיקריים של רכיכות בחופים שונים של הכנרת (מס' פרטים חיים למ"ר) במאי (מפלס9 ריכוזי:05 טבלה . בעומקים שונים בכל תחנה,)דצמבר (מפלס מזערי-'מרבי) ובנוב Date Station מגדלית Melanoides שחריר Melanopsis סהרונית Theodoxus קורביקולה אוניו Depth, m Pseudoplotia Corbicula Unio 3-May-12 Ginosar 0.2 0 0 0 0 0 0 3-May-12 Ginosar 0.8 0 0 4.5 0 0 0 3-May-12 Ginosar 5 0 0 22.5 9 13.5 0 29-May-12 Gofra 0.2 0 0 0 0 0 0 29-May-12 Gofra 0.8 0 0 0 0 0 0 29-May-12 Gofra 5 0 0 13.5 4.5 54 40.5 15-May-12 Hamei tibrya 0.2 0 18 18 0 0 0 15-May-12 Hamei tibrya 0.8 0 0 22.5 0 0 0 15-May-12 Hamei tibrya 5 0 4.5 162 0 63 49.5 15-May-12 Hukuk 0.2 0 0 0 0 0 0 15-May-12 Hukuk 0.8 0 0 0 0 0 0 15-May-12 Hukuk 5 0 0 0 0 22.5 9 29-May-12 Shitim 0.2 0 0 0 0 0 0 29-May-12 Shitim 0.8 0 0 0 0 0 0 29-May-12 Shitim 5 0 0 4.5 9 40.5 18 28-Aug-12 Diamond 1.2 0 0 2322 40.5 0 0 19-Dec-12 Ginosar 0.2 0 0 0 0 0 0 19-Dec-12 Ginosar 0.8 0 0 18 0 0 0 19-Dec-12 Ginosar 2.5 0 0 4.5 18 27 27 19-Dec-12 Ginosar 5 0 0 0 0 0 31.5 8-Nov-12 Gofra 0.2 0 0 0 0 0 0 8-Nov-12 Gofra 0.8 0 0 94.5 0 0 0 8-Nov-12 Gofra 2.5 99 0 0 927 31.5 22.5 8-Nov-12 Gofra 5 198 0 4.5 8676 54 36 13-Dec-12 Hamei tibrya 0.2 0 0 0 0 0 0 13-Dec-12 Hamei tibrya 0.8 0 0 0 0 0 0 13-Dec-12 Hamei tibrya 2.5 0 0 220.5 81 0 0 13-Dec-12 Hamei tibrya 5 0 0 0 18 31.5 13.5 24-Jan-13 Hukuk 0.2 0 0 4.5 0 0 0 24-Jan-13 Hukuk 0.8 0 0 0 0 0 0 28-Jan-13 Hukuk 2.5 45 22.5 40.5 45 0 0 28-Jan-13 Hukuk 5 135 18 13.5 4.5 31.5 54 15-Nov-12 Shitim 0.2 0 0 0 0 0 0 15-Nov-12 Shitim 0.8 0 0 0 0 4.5 0 15-Nov-12 Shitim 2.5 666 4.5 0 450 85.5 126 15-Nov-12 Shitim 5 4.5 0 4.5 9 4.5 58.5 09 בנובמבר-דצמבר נצפו באופן משמעותי יותר חלזונות וצדפות מאשר במאי ,בעיקר במים העמוקים יותר (טבלה .)05גם בדיגום זה הריכוזים במים הרדודים היו נמוכים יחסית ,בחלק ניכר מנקודות הדיגום לא נמצאו אפילו חלזון או צדפה אחת .בדיגום זה הוספנו דיגום בעומק ביניים של 2.5מ' ,בעומק זה נמצאו עשרות רבות ואפילו מאות חלזונות למ"ר .בתחנה אחת מתוך החמש שנדגמו ,בחוף גופרה האבני ,נדגמו 925פרטים חיים של החלזון הפולש בעומק 2.5מ' וקרוב ל 9111-פרטים למ 2בעומק 5מ' .אלו ריכוזים שמשתווים לריכוזים שנדגמו בהרבה מהתחנות ב .2100-גם המינים האחרים היו נפוצים יותר ב 2.5וב 5-מ' .ראויה במיוחד לציון ההופעה מחדש של המלנואידס ,מין שב 2100-חששנו שבקרוב יכחד מהכנרת .בחוף גופרה הוא נמצא בריכוזים של 011- 211פרטים למ 2בעומקים הגדולים. לסיכום ,בשנת 2102נמצאה הפחתה משמעותית בריכוזי החלזון הפולש בהשוואה לריכוזים העצומים שנרשמו בתפוצתו בשנת .2100במקביל נצפתה התאוששות של המינים הטבעיים לכנרת ,ובפרט המגדלית חזרה 2 והופיעה במים העמוקים יותר בחוף גופרה בריכוזים גבוהים של 011-211פרטים למ Heller Y, Dolev A, Zohary T and Gal G. (2013). Invasion dynamics of the snail Pseudoplotia . scabra in Lake Kinneret. Biological Invasions, in press. 2.21ניטור איכות המים באמצעות צילומי לווין המשולבים במערכת SISCAL גדעון טיבור ,יוסי יעקבי ,לנא אשקר (מכון גיאולוגי) ותומר כתר מטרות המחקר: .0 .2 ./ .1 .5 סיוע בניטור היומי של הכנרת סיוע בתקופת אירועים חריגים (לדוגמא :פריחות ,זיהומים ,ירידת המפלס) בניית מידע סינופטי רב-שנתי של לאגם כולו סיוע בכיול המודלים הלימנולוגים של הכנרת הפצת המידע הנאסף לרשויות ולציבור באמצעות מרכז המידע הימי הלאומי ( )ISRAMARואתר רשות המים השימוש בלווינות למיפוי איכות המים בכנרת נעשה באמצעות מערכת )www.siscal.net( SISCALשפותחה במסגרת מחקר של התוכנית האירופאית החמישית וכיום מוטמעת ע"י חברת Informusוהמכון לחקר ימים ואגמים .הניטור מתבסס על שני לווינים ( )MODIS Aqua & Terraשלהם רזולוציה מרחבית של 0X0ק"מ ועל לווין ה MERIS-עם רזולוציה מרחבית של /11X/11מ' שחולף מעל הכנרת כל /ימים .זמן החליפה של הלווינים הוא בין השעות 0:11עד 01:11זמן .GMTקליטת צילומי הלווין במערכת SISCALנעשית ממספר מוקדים .צילומי לווין ה MODIS-מתקבלים מאתר ה FTP-של NASAבאיחור של עד כ 02-ש' ,צילומי לווין ה- MERISברזולוציה של 0ק"מ ( )RRו /11-מ' ( )FRהורדו מאתר FTPשל סוכנות החלל האירופאית (.)ESA באפריל 2102סוכנות החלל האירופית איבדה קשר עם לווין ה Envisat-שבו נמצא גם הסנסור של MERIS ומאז אין צילומים ברזולוציה של /11מ' .הלווין החדש VIIRSשל סוכנות החלל האמריקאית ששוגר באוקטובר 2100צפוי להתחיל לספק צילומים באופן רציף במהלך .210/במקביל אנחנו מבצעים התאמות בשרת של סיסקאל בגרמניה כך שנוכל לשלב את צילומי לווין ה.VIIRS- 05 שלבי הניטור שלב א – קליטת צילומי הלווין קרוב ל"זמן אמת" שלב ב -בדיקה וכיול אלגוריתמים קיימים עבור :טמפרטורת פני המים ( ,)SSTריכוזי כלורופיל ( ,)Chl-aריכוזי חומר מרחף ( )TSMועומק סקי ( )secchi depthמול נתונים מהשטח שנאספים ע"י מעבדת הכנרת במסגרת תוכנית הניטור וסקרים אחרים .חלק מנתוני הכלורופיל שנאספים בתחנות הניטור נלקחים בסמוך לזמן חליפת הלווינים. שלב ג – אנליזה סינופטית של כל האגם שלב ד – הפצת המידע הנאסף לרשויות ולציבור באמצעות מרכז המידע הימי הלאומי ( )ISRAMARואתר רשות המים דו"ח זה מסכם את הפעילות שנעשתה במהלך :2102 שלב א :קליטת צילומי לווין -במהלך 2102נקלטו ושולבו במערכת ה SISCAL-ובאתר 295 ISRAMAR צילומי לווין מסוג MODISו 05-צילומי לווין MERIS FRברזולוציה /11מ' .באפריל 2102סוכנות החלל האירופית איבדה קשר עם לווין ה Envisat-שבו נמצא גם הסנסור של MERISולכן מאז אין צילומים ברזולוציה של /11מ'. שלב ב :כיול מוצרי הלווין השונים מול נתוני .in situבמהלך 2102נמשך הכיול והבדיקה של האלגוריתמים מול הנתונים הנמדדים ע"י המעבדה לחקר הכנרת בתחנות ( A,D,G,K,Hאיורים 55ו .)59-בשל פריחת הפרידיניום ,ריכוזי כלורופיל גבוהים נמדדו במהלך חודשים פברואר-מאי עם מקסימום של 560 mg L-1 (תחנה Gבתחילת מאי). in situ Ch-a concentration 2012 K H G D 40 A 35 30 20 mg/L 25 15 10 5 0 05 -0 13 2- 1 -0 2 25 2- 1 -0 2 25 3- 1 -0 2 26 3- 1 -0 2 01 3- 1 -0 2 08 4- 1 -0 2 13 5- 1 -0 2 14 5- 1 -0 2 20 5- 1 -0 2 28 5- 1 -0 2 03 5- 1 -0 2 10 6- 1 -0 2 24 6- 1 -0 2 01 6- 1 -0 2 08 7- 1 -0 2 15 7- 1 -0 2 22 7- 1 -0 2 29 7- 1 -0 2 05 7- 1 -0 2 12 8- 1 -0 2 19 8- 1 -0 2 26 8- 1 -0 2 02 8- 1 -0 2 09 9- 1 -0 2 14 9- 1 -1 2 21 0- 1 -1 2 28 0- 1 -1 2 05 0- 1 -1 2 12 1- 1 -1 2 18 1- 1 -1 2 02 1- 1 -1 2 16 2- 1 -1 2 23 2- 1 -1 2 212 dd/mm/yy איור :55נתוני כלורופיל שנמדדו ע"י המעבדה לחקר הכנרת במהלך 2102קרוב לזמן חליפת הלווין בתחנות הניטור ( ,)A,D,G,H,Kערכים הגבוהים מ 40 mgL-1מוצגים באיור התחתון. 00 איור :59ריכוזי כלורופיל שנמדדו ע"י המעבדה לחקר הכנרת במהלך 2102קרוב לפני המים בתחנה .)ecoraft( A כלל המדידות שנלקחו במהלך 2119-2102איפשרו לנו לכייל את האלגוריתם של Chl-aמלווין הMERIS - המבוסס על אינדקס הצמחייה המימית ( .)Aquatic Vegetation Index - AVIהאלגוריתם המכוייל שולב במערכת SISCALותוצאותיו מוצגות במרכז המידע הימי הלאומי .ISRAMARפירוט האלגוריתם ותוצאות הפלגת הכיול ניתנים בפירוט בעבודת המסטר של שחף ליפמן (.)2101 שלב ג – אנליזה סינופטית של האגם טמפרטורת פני המים ( :)SSTטמפ' פני האגם החודשית הממוצעת בשנת ( 2102איור )55חושבה על בסיס 019 צילומי לווין מסוג MODISשאין בהם עננות או הפרעות אטמוספריות אחרות .חודש פברואר היה עם הטמפרטורה החודשית הממוצעת הקרה ביותר ,091C ,ואילו הגבוהה ביותר ,/11C ,חושבה באוגוסט (כ11C- פחות מאוגוסט .)2101הטמפרטורה הממוצעת בחודשים מאי עד אוקטובר היתה משמעותית יותר גבוהה מבשנים קודמות עד כ .11C -בשאר החודשים ,שנת 2102הייתה דומה לממוצע בשנים הקודמות( .איור .)50 איור :55טמפרטורת פני המים ( )SSTהחודשית הממוצעת בשנת 2102שחושבה מצילומי .MODIS 09 איור :50טמפרטורה חודשית ממוצעת של הכנרת בין השנים .2119-2102 עומק סקי ( :)Secchiעומק סקי הוא מדד לשקיפות המים .אנליזה סינופטית של עומק הסקי החודשי הממוצע במהלך השנים 2110עד 2102מוצגת באיור .59בשנת 2102עומק הסקי הממוצע נע בין 0.0מ' (ינואר ,יוני ודצמבר) ועד 2.0מ' (פברואר ,אפריל ומאי). איור :59עומק סקי חודשי ממוצע באגם בין השנים 2110ל.2102- כלורופיל :אנליזה חודשית של ריכוזי הכלורופיל המתבססת על צילומי לווין /11( MERIS FRמ' לפיקסל) ועל האלגוריתם המכוייל (ליפמן .)2101בשנת 2102בגלל מיעוט התמונות והפסקת פעילותו של הלווין בראשית אפריל לא נעשתה האנליזה החודשית .נתוני הכלורופיל שנאספו קרוב לפני השטח בתחנות הניטור (איור )55 מצביעות על ריכוזי כלורופיל גבוהים מהממוצע במהלך חודשים פברואר-מאי .2102את ההתפלגות המרחבית של ריכוזים גבוהים אלו ניתן לראות בסידרת מפות פיזור ריכוזי הכלורופיל מחודשים פברואר עד אפריל המוצגת באיור .01 . 91 איור :01דוגמאות לריכוזי כלורופיל בכנרת מאנליזה של צילומי לווין MERIS FRבמהלך פברואר .2102 90 איור ( 01המשך) :דוגמאות לריכוזי כלורופיל בכנרת מאנליזה של צילומי לווין MERIS FRבמהלך מרץ-אפריל .2102 92 ריכוזי חומר מרחף :האלגוריתמים של ריכוזי חומר מרחף שבו השתמשנו הוא של תוכנת ה Beam-של סוכנות החלל האירופאית .דוגמא למפות פיזור חומר מרחף ממרץ-אפריל 2102מוצגות באיור .00במפות אלו ניתן לראות את כניסת החומר המרחף משפך הירדן בחודש מרץ והתפזרותו באגם . איור :00דוגמאות לריכוזי חומר מרחף (לא מכוייל) בכנרת מאנליזה של צילומי לווין ,MERIS FRמרץ-אפריל .2102 9/ שלב ד – הפצת המידע הנאסף לרשויות ולציבור הפצת המידע לרשויות ולציבור נעשית היום דרך האתר במרכז המידע הלאומי ( ) http://isramar.ocean.org.il באמצעות ממשק המאפשר הצגת מוצרי הלווין השונים מהכנרת .כיום מוצגות באתר מפות של טמפרטורת פני מים ,עומק סקי וריכוזי כלורופיל ברזולוציה גבוהה (איור .)02 איור :02דוגמא של הממשק לחיפוש מוצרי סיסקל באתר המידע הימי הלאומי. תוכנית העבודה לשנת2102 : פיתוח ממשק מתאים ב SISCAL -לקליטת צילומי לווין ה VIIRS-שיחליפו את לווין ה.MERIS FR- תחילת כיול בשטח של האלגוריתמים של ריכוזי כלורופיל וחומר מרחף עבור הלווין החדש. המשך האנליזות הסינופטיות המשך סיוע בתקופת אירועים חריגים (לדוגמא :פריחות ,זיהומים) המשך פיתוח יישומים בממשק של מרכז המידע הלאומי .http://isramar.ocean.org.il שילוב הנתונים הנאספים בתוכנית הניטור של כנרת ופיתוח יישומים במעבדת הכנרת המתבססים על מידע זה. Lippman, S., 2010. Remote detection and seasonal patterns of Chlorophyll in Lake Kinneret during the years 2006-2008. Master thesis submitted to the Faculty of Natural Sciences, Charny School of Marine Sciences, University of Haifa, 80 p. (abstract in Hebrew). 91 2.25הערכת שפיעת המלח במעיין הברבוטים גדעון טיבור ,ברק חרות ,תומר כתר ,תמי זילברמן (מכון גיאולוגי) ועמי נשרי מטרת המחקר :מדידות לקביעת ספיקות נוזלים ושטפי מומסים מהבורות באזור טבחה. המחקר ינסה לענות על השאלות הבאות :מהם קצבי השפיעה מהבורות? האם וכיצד משתנים קצבים אלו במהלך השנה? מהם הגורמים המשפיעים על השינויים? הניטור מפתח צינור הברבוטים החל ב 0/-בדצמבר 2115וכלל: :0/.19.2101–0/.02.2115ספיקות נמדדו אחת לשעה באמצעות מד זרימה אלקטרומגנטי של חברת . ISOIL :02.15.2100–0/.02.2115טמפרטורת המים ומליחות נמדדו אחת לשעה באמצעות סנסור מסוג .Anderaבמאי 2100הסנסור הוצא מהמים בגלל חדירת מים לדוברה ממנה היה מחובר. –20.10.2119היום :אנליזה חודשית של כלוריד וניטראט נעשית במעבדה לחקר הכנרת על דגימות מים הנשאבות מבסיס צינור הברבוטים .אנליזות לפרמטרים אחרים (יונים עיקריים והרכב איזוטופי) מבוצעות במכון הגאולוגי. :25.19.2102–1/.1/.2100מדידה שעתית של מהירות זרימה וטמפ' ע"י מד זרימה אקוסטי של חברת SonTek :15.00.2102–25.19.2102הסנסורים נשלחו לכיול בחברה. –15.00.2102היום :מדידה שעתית של מהירות זרימה והטמפ' ע"י מד זרימה אקוסטי של חברת SonTek מאי : 2100הדוברה נגררה למעגן בטבחה מאחר והחלו לחדור אליה מים והיא הייתה בסכנת טביעה. דו"ח זה מסכם את תוצאות המדידות שבוצעו בצינור הברבוטים מדצמבר 2115ועד דצמבר .2102 טמפרטורת המים בצינור הברבוטים נתוני הטמפרטורה בקצה הצינור נמדדים בתדירות שעתית .הטמפרטורה היומית הממוצעת בצינור במהלך 2102 - 2115יחסית לטמפרטורת המים באגם בעומק זהה (~ 9מ') מוצגים באיור .0/ איור :0/ממוצע יומי של טמפ' המים בצינור הברבוטים (ריבועים בכחול +שחור) מה 0/-בדצמ' 2115ועד 05בינו' 210/ כפי שנמדדה מסנסור ( Anderaaכחול) ומסנסור ( SonTecשחור) בהשוואה לטמפ' האגם בעומק של 9מ' (עיגולים). 95 ניתן לראות שהטמפרטורה בצינור (טמפרטורת הנביעה) היא כמט קבועה עם ירידה של כ 20C -מ280C - בדצמבר 2115ועד ~ 260Cבדצמבר .2102לעומת זו ,באגם בעומק זהה ,טמפרטורת המים משתנה מ~13.50C בחודשי החורף ועד ~ 310Cבקיץ .בנתונים משנת 2115ועד היום ניתן לראות שהטמפרטורה של האגם בעומק 9מטר הייתה יותר חמה בקיץ 2101ו 2102-ויותר קרה בחורף 2110ו .2102-המסקנה העיקרית ממדידת הטמפרטורה היא של ירידה מ 20-מעלות צלסיוס בשנת 2115ל 29.2מעלות החל מאמצע 2100 ספיקות בצינור הברבוטים בתחילת מרץ 2100התחלנו במדידה שעתית של מהירות הזרימה באמצעות מד זרימה אקוסטי של חברת SonTekשהותקן בתוך צינור הברבוטים .מהירות הזרימה מהצינור (בס"מ3שנייה) הנמדדת בתדירות שעתית מוצגת באיור .01בנתונים אלו ניתן לראות מחזוריות שבה בחודשי החורף מהירויות הזרימה הן הגבוהות ביותר (עד ~ 1.2ס"מ3שנייה) ואילו בחודשי הקיץ הן נמוכות (עד ~ 2.5ס"מ3שנייה) .מהירויות אלו שקולות לספיקות של /2-15ליטר3שנייה (~ קצת יותר ממיליון קו"ב לשנה) .אולם כאן המקום לציין שאיננו בטוחים שאכן חלה ירידה רב שנתית בספיקת הברבוטים וכרגע נראה שהעליות בספיקה הן תופעה חורפית שאולי אין לה קשר לשינויים הכימיים והאיזוטופיים המפליגים שחלו בטווח ארוך (ראה בהמשך) .האלמנט הפיזיקלי היחידי שנראה קשור לריכוזי המליחות הוא הירידה הרלוונטית בטמפרטורה של מי הברבוטים. איור :01מהירות הזרימה מצינור הברבוטים (ס"מ3שנייה) הנמדדת בתדירות של שעה .קו המגמה חושב בתדירות של יממה. אנליזות מים מהצינור -ריכוזי כלורידים ,ניטראט ומוליכות חשמלית תוצאות אנליזות המים מוצגות באיורים 05ו.09- מסקנות מהמידע הכימי איזוטופי :בין ינואר 2119לאמצע 2100חלה המתקה של הברבוטים שחלה מרמות אופייניות של סביב /111מג"ל כלוריד לבין כ 051-מג"ל .ההמתקה הפסיקה באמצע 2100ורמת המליחות נשארה מאז די קבועה עם עליה חורפית קלה .במקביל נמדדה ירידה של פרמטרים אופיניים אחרים של המליחות ,כגון ריכוז הנתרן (מגנזיום ,סטרונציום ,אשלגן ליתיום וברומיד לא מוצגם כאן) .גם ההרכב 99 האיזוטופי של המים ,מנתוני הדאוטריום ,מצביע על הקלה איזוטופית מ -25פרמיל ל -//פרמיל בד בבד עם הירידה במליחות .כמוכן ריכוז הניטרט ירד במקביל להמתקת מי הברבוטים מבערך 0.1ל 0.0-מיליגרם חנקן לליטר .רמת המתאם (הלינארי) בין הכלוריד לניטרט איננה גבוהה וזאת בניגוד לערכי R2גבוהים מ1.9- שהתקבלו בין פרמטרים מובהקים של מליחות .הבריום מאידך מצביע על מגמה הופכית למליחות ,ככל שהיא פוחתת ריכוז הבריום עולה. Electrical conductivity 8000 7000 6000 4000 3000 uS/cm 5000 2000 1000 4.12.12 30.8.12 28.5.12 8.2.12 4.12.12 30.8.12 28.5.12 8.2.12 5.10.11 4.12.12 30.8.12 28.5.12 8.2.12 5.10.11 12.7.11 4.12.12 30.8.12 28.5.12 8.2.12 5.10.11 12.7.11 12.7.11 27.4.11 20.1.11 16.11.10 29.6.10 24.2.10 22.11.09 18.8.09 6.4.09 22.1.09 0 Date Chloride concentration 3000 2500 2000 1000 Cl, mg/L 1500 500 27.4.11 20.1.11 16.11.10 29.6.10 24.2.10 22.11.09 18.8.09 6.4.09 22.1.09 0 Date Sodium 1200 1000 600 400 Na, mg/L 800 200 27.4.11 20.1.11 16.11.10 29.6.10 24.2.10 22.11.09 18.8.09 6.4.09 22.1.09 0 Date Dueterium 0 -15 -20 -25 -30 -35 )Deuterium, del2H(%o -5 -10 5.10.11 12.7.11 27.4.11 20.1.11 16.11.10 29.6.10 24.2.10 22.11.09 18.8.09 6.4.09 22.1.09 -40 Date איור :05מוליכות חשמלית ,כלוריד ,סודיום וההרכב האיזוטופי של המים (דאוטריום). 95 Livnim Kahal 1 Kahal 2 א Hukuk ב Hukuk Nitrate 1.8 1.6 1.4 1 0.8 0.6 N-NO3, mg/L 1.2 0.4 0.2 7.11.12 30.8.12 25.6.12 25.4.12 8.2.12 12.1.12 11.12.11 5.10.11 4.8.11 21.6.11 27.4.11 24.2.11 16.11.10 15.9.10 31.5.10 24.2.10 28.10.09 18.8.09 25.6.09 25.2.09 22.1.09 0 Date Barium 60 50 30 20 Ba, ug/L 40 10 4.12.12 30.8.12 28.5.12 8.2.12 5.10.11 12.7.11 27.4.11 20.1.11 16.11.10 29.6.10 24.2.10 22.11.09 18.8.09 6.4.09 22.1.09 0 Date איור :09ריכוזי חנקן ניטרטי ובריום בברבוטים ,ינואר 2119עד דצמבר .2102 הירידה המקבילה של המליחות והטמפרטורה מצביעה על כך שמקור המליחות חם יותר וששפיעתו היחסית קטנה .אולם חוסר הקשר (כפי שזה נראה כרגע) בין ספיקת הנביעה למליחות מצביע על כך שהירידה בתרומת הגורם המלוח והחם לא השפיעה על ספיקת הצינור .אחת מהאפשרויות להסביר תופעה זו היא נוכחות של תמלחת מאוד מלוחה בעומק שתרומת המים שלה ביציאה מהברבוטים בטלה בשישים .אולם בחורפים עם עלית מפלסי מי התהום ועלית מפלס האגם מסתמנת עליה קלה במליחות. תוכנית להמשך הניטור בשנת 210/ .0המשך מדידות מצינור הברבוטים של טמפרטורה ,מליחות ,ספיקות ,כלורידים ,ניטראטים. .2מדידת פרמטרים כימיים ואיזוטופיים במספר קידוחים באזור החוף המערבי של הכנרת. 90 2.29מרכז מידע כנרת מיקי שליכטר מרכז המידע -תאור כללי מטרותיו של מרכז המידע הקיים במעבדה לחקר הכנרת הנן לרכז את המידע הנאסף מתוכנית הניטור ,לתעדו, לעבד אותו ולהפיצו .מרכז המידע הנו מערכת הכוללת את מאגר נתוני הניטור ,תיעוד הנתונים ,תוכניות מחשב הנכתבות לצורך קליטה ועיבוד הנתונים ,ויישומים הנכתבים לשימוש חוקרי המעבדה .במרכז המידע משולבת מערכת מידע גיאוגרפית המשמשת לתצוגה ,עיבוד וניתוח של הנתונים הגיאוגרפיים .חלק מהמידע מוצג בצורה גרפית באתר האינטרנט של חיא"ל. מאגר הנתונים במרכז המידע כנרת מבוסס על תוכנית ניטור הכנרת המתבצעת ע"י המעבדה החל משנת .0999 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. מאגר הנתונים מהווה את הבסיס לניתוח ממצאי הניטור :באמצעותו ניתן לזהות ולבדוק מגמות רב שנתיות המתרחשות באגם ,המאגר מאפשר את בדיקת הקשר והאינטראקציה בין מרכיביה השונים של המערכת האקולוגית בכנרת לאורך זמן ומשמש 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 .00 טבלה :00סוגי המידע במאגר הנתונים של המעבדה לחקר הכנרת סוג המידע מידע גלמי נתוני ניטור תיעוד נתוני ממ"ג תצלומי לווין נתוני המע' הנגררת נתוני המפר"ע פרויקט המודלים נתוני השרות המטאורולוגי נתוני אגן היקוות תכולה הנתונים המקוריים ,בפורמט המקורי ,במצב דחוס ,ללא שינוי ועבוד( .עד – 0992 על גבי מדיה מגנטית) .מאורגנים ע"פ נושאים בספריות מחשב. בסיסי נתונים הכוללים טבלאות נתונים בתחומים :בתימטריה ,מטאורולוגיה, טמפרטורות ,זרמים ,כימיה ,פיטופלנקטון ,זואופלנקטון ,דגים ,ירדן ,ירמוך ,ליטורל. 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 סקרים מרחביים: שנת התחלה 0999 0999 0992 2110 2111 נתונים גולמיים ובסיסי נתונים מסקרים מרחביים שהתבצעו החל משנת . 2110 2111 נתונים גולמיים ובסיסי נתונים מסקרים מרחביים חודשיים בשנים . 2111-2111 נתונים גלמיים ובסיסי נתונים :טמפרטורות נחלים( LDS ,מטאורולוגיה וטמפ'), ( RUSSנתוני איכות מים) .נתונים מעובדים :נתוני קלט ונתוני אימות למודל. נתונים מגורמי חוץ: 2111 2112 נתונים מתחנות מטאורולוגיות צמח ,בית צידא , A ,חרמון 2111 נתוני כימיה מתחנות גשר חורי וגשר אריק בירדן .מתקבלים מחברת "מקורות" 0951 99 תאור מפורט של מאגר הנתונים תכולתו ,ארגונו ותפעולו מופיע בדו"ח "מאגר נתוני כנרת" (שליכטר ,2119 דו"ח חיא"ל .(T20/09 סכום העבודה בשנת 2102 ניהול שוטף של מאגר הנתונים .0קליטת הנתונים המתקבלים מהחוקרים ,ממכשירי מדידה שונים או מגורמי חוץ :חברת מקורות ,שרות מטאורולוגי ורשות המים ,בדיקתם וקליטתם לבסיסי הנתונים. .2בקרה על התוכניות לקליטה אוטומטית של נתונים .לבסיס הנתונים נקלטים נתונים באופן אוטומטית ע"י תוכניות מחשב בתחומים הבאים :נתוני 5תחנות מטאורולוגיות מאזור הכנרת ושתי תחנות מטאורולוגיות בחרמון ,נתוני הפרופילים ממערכת הדוגם האנכי ,Manta -נתוני מערכת הטרמיסטורים מתחנות Aותחנת ברבוטים .מערכות קליטת הנתונים דורשות פיקוח ובקרה שוטפים. ./ביצוע חישובים המבוססים על הנתונים וקליטתם לטבלאות .לדוגמא-חישובי ביומסה של פיטופלנקטון מתוך נתוני ספירות ומדידות התאים. .1עיבוד נתונים לצורכי המחקר בפרויקטים שונים. .5העברת בסיס הנתונים המעודכן לנציבות המים. .9העברת נתונים לגורמי חוץ (מקורות ,חוקרים וסטודנטים במוסדות מחקר). .5גיבויים שוטפים ותקופתיים של מאגר הנתונים. פיתוח ותחזוקה של היישום "כנרת" יישום המשמש את כלל החוקרים לגישה לבסיס הנתונים ,עיבוד הנתונים ותצוגה גרפית .היישום מתפתח במשך השנים בהתאם להתרחבות מאגר הנתונים והתחומים החדשים המתווספים אליו. השנה הורחבו שני יישומים: .0ביישום לנתוני הזואופלנקטון נוספה האפשרות לחישובי הביומסה לפי מדידות גודל הפרטים. .2בישום לנתוני המטאורולוגיה נוספה האפשרות לחישוב כיוון רוח ממוצע .החישוב מבוסס על חישובי הווקטורים של מדידות הרוח. מערכת מידע גיאוגרפית עבוד המידע הגיאוגרפי במערכת המידע הגיאוגרפית והפקת מפות לפרויקטים שונים. השנה עודכנה התוכנה ArcGISוהרכיב Spatial Analystלגרסה . 01.1 קליטת תחומי מידע חדשים למאגר המידע קליטת נתוני תחנה מטאורולוגית נוספת מאזור החרמון-תחנה תחתונה .הנתונים נקלטים באופן אוטומטי אחת ליום .מחושבים השדות של ווקטורי הרוח מנתוני מדידות כיוון ומהירות הרוח. 011 2.25אתר האינטרנט של מרכז המידע מיקי שליכטר ,יורי לשינסקי ,תמר זהרי ואלון רימר בנובמבר 2100נפתח אתר האינטרנט של מרכז המידע לציבור .האתר משולב באתר האינטרנט של חיא"ל .http://kinneret.ocean.org.il/Default.aspxמטרת האתר להציג לציבור מידע אודות הכנרת בנושאים שונים: • מידע אודות מרכז המידע -מטרות מרכז המידע ומקור הנתונים. • המערכת האקולוגית בכנרת -הצגה של נושאים שונים בתחומי הפיסיקה ,כימיה וביולוגיה של הכנרת .כל נושא מיוצג ומוסבר בטקסט בליווי גרפים ,תמונות ,מאמרים ועוד. • תוכנית הניטור של הכנרת -הצגת מערך הניטור המתבצע בכנרת-המכשור הקיים ,תחנות הדיגום, הפרמטרים הנמדדים ועוד. • תצוגת נתונים בזמן אמת -תצוגה גראפית אינטראקטיבית של נתונים מטאורולוגיים. • נתוני עבר -תצוגה גרפית של נתונים פיסיקליים ,כימיים וביולוגיים הנמדדים במסגרת תוכנית הניטור החל מראשיתה בשנת . 0999 • מדדי איכות מים -תצוגת תרשימים שנתיים של מדדי איכות המים בכנרת. • פרסומי המעבדה לחקר הכנרת -דוחות שנתיים ,דוחות בנושאים שונים ,מאמרים נבחרים. במהלך שנת 2102נמשך פיתוח האתר בתחומים הבאים: .0נבנתה תצוגה גרפית אינטראקטיבית לנתוני הניטור .מוצגים ממוצעים חודשיים של פרמטרים מתחום הכימיה ,פיטופלנקטון ,זואופלנקטון ומטאורולוגיה-בהשוואה לממוצע הרב שנתי .הנתונים מתעדכנים מדי חודשhttp://kinneret.ocean.org.il/nitur_grp.aspx. .2נבנו שתי תצוגות גרפיות לנתוני הדוגם האנכי ,הנמדדים 1פעמים ביממה ומתעדכנים אחת ליום: תצוגה של פרופיל עומק מתאריך נבחר של נתוני הפרמטרים השונים :טמפרטורה ,חמצןpH , מוליכות ,עכירותhttp://kinneret.ocean.org.il/ar_grp.aspx . תצוגה של גרפים מסוג ( surfaceמפות צבע) המציגים את מדידות הפרמטרים לפרק זמן נבחר. http://kinneret.ocean.org.il/ar_3d_vb.aspx ./לתצוגה הגרפית של נתוני המטאורולוגיה נוסף גרף של כיוון הרוח כוקטור. .1נוספו לאתר מאמרים בנושאים הבאים :דגים ,קיבוע חנקן ,נתונים סינופטיים ,מליחות ושיכוב תרמי. 010 /מחקרי הניטור מחקרי הניטור הם מחקרים הממומנים ברובם על ידי רשות המים ומטרתם – תמיכה בניטור ,תוספות לניטור או בדיקת ייתכנות לשיטות מדידה חדשות ופרמטרים שלא נוטרו בעבר. /.0 מתכות קורט עמי נשרי בשיתוף עם לודביג הליץ וגלית שרעבי (המכון הגיאולוגי) במימון רשות המים מטרת הניטור :מעקב ארוך טווח אחר ריכוזי סדרה ארוכה של יסודות קורט בעמודת המים ובקרקעית הכנרת, ובאגן ההיקוות שלה .הניטור מבוצע החל מאמצע שנות ה 91-בתדירות של כ /-פעמים בשנה .תוצאות הניטור מאוכסנות במאגר המידע של המעבדה לחקר הכנרת ומשמשות בסיס לאיתור שינויים בריכוזי המתכות הנחקרות עם הזמן. הבסיס לתיזמון ביצוע הפרופילים הוא שינויים מהותיים במידת השכוב של האגם ו3או אירועים באגן ההיקוות ,כגון שיטפונות .כאשר נדגמים סדימנטים מהקרקעית אנו מחלצים מהם את מי החללים באמצעות סירכוז וסינון .הניטור כולל מדידת 2צורונים :צורון מומס שמתקבל לאחר סינון On Boardבאמצעות פילטר של 1.15מיקרון ואכסון תוך החמצה ביחס של ( 025:5חומצה חנקתית מרוכזת Suprapureכנגד מי אגם מסוננים) .מדידת הריכוז הכללי של המתכת הנבדקת נעשה לאחר הוספת 05מ"ל חומצה ל 001מ"ל מי אגם .האנליזה מבוצעת במכון הגאולוגי בירושלים תוך שימוש ב.ICP-MS - המתכות המנוטרות כוללות קבוצות שונות שחלקן מזוהה עם כניסת תמלחות לאגם ,חלקן עם "זיהומים תעשיתיים" ,חלקן עם סחיפה של קרקעות באגן ההיקוות ,מקור בזלתי ומקורות בלתי ידועים .ההתנהגות הגאוכימית של חלק ניכר מהמתכות מושפעת מנוכחות השיכוב באגם .לשכוב אספקטים פיזיקליים ,כימיים וביולוגיים .המתכות המנוטרות כוללותLi, B, Al, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Ru, Mo, Ag, Cd, Sb, Ba, Ti, : Pb, U, Th, Sn and Fe כמה מהמתכות (כמו מוליבדן ,מנגן ,נחושת ,ברזל) מזוהות עם תהליכים ביולוגיים שונים והעדרן או נוכחותן עשוייה לספק רמזים לאפיון הביולוגי של המערכת המימית. כבכל שנה אנו מתמקדים בדיון במספר יסודות והשנה בחרנו להתמקד באזור האוקסיקלינה בחודש אוגוסט .2102במועד זה שכבת המים התחתונה הייתה חסרת חמצן והכילה סולפיד .את האוקסיקלינה אנו מזהים באמצעות העלמות החמצן ו3או באמצעות זיהוי אופק המים שבו עולה ריכוז המנגן הדו-ערכי המומס בצורה חריפה .אופק זה בד"כ חופף את עומק העלמות החמצן אם כי הוא עשוי להיות כמה ס"מ מתחתיו .הכוח המניע את העלמות החמצן והופעת המנגן הדו-ערכי הוא פירוק חומר אורגני שמצטבר בשכבת מים זו מסיבות פיזיקליות של מעבר ממדיום צמיג פחות (מי האפילמניון עם הטמפרטורה היחסית חמה שלהם) למדיום צמיג יותר (מי שכבת המים התחתונה הקרים יותר) .בדרך כלל האוקסיקלינה חופפת את התרמוקלינה העונתית. חלקיקים דקים בעלי משקל סגולי נמוך יחסית עשויים להבלם תוך שקיעתם מטה ולהערם באזור תרמוקלינה. שם זמן שהות יחסית ארוך מוביל לפירוק בקטריאלי ולהערמות תוצרי הפירוק הישירים והעקיפים שלהם, שלחלקם עשויה להיות אינטראקציה עם מתכות קורט שונות .למשל חיזור תחמוצות ברזל יחד עם חומר אורגני ששוקעים מטה מביא להיווצרות מקומית של ברזל דו-ערכי מומס שמגיב עם סולפיד ,תוצר של חיזור סולפט בקטריאלי ,ליצירת ברזל סולפיד חלקיקי שעשוי לשקוע לכיוון הקרקעית ולהעלם מהמים. 012 בדיון הנוכחי בחרנו להתמקד בשלוב של כמה מתכות שאנו יודעים עליהם די הרבה בכנרת (מנגן ואורניום) וכמה שאיננו יודעים עליהן כמעט (קובלט ורובידיום) באיזור התרמוקלינה. בד"כ מקובל להניח שתנועת הקובלט באגם מוכתבת באמצעות תנועת תחמוצת המנגן שאליה הוא ספוח. דהיינו ניתן לצפות לכך שחיזור תחמוצת המנגן יביא לשחרור סימולטני של קובלט .ניתן אכן לראות הערמות סימולטנית של הצורונים המומסים של 2יסודות אלה בעומק 01מ' ,אבל גם קובלט חלקיקי נערם בעומק זה ללא הערמות מקבילה של מנגן חלקיקי (איור .)05הקובלט החלקיקי מהווה כחצי מריכוז הקובלט המומס ואילו המנגן החלקיקי מהווה אחוזים בודדים מהמנגן המומס .לסתירה זו יתכנו לפחות כמה הסברים ואחד מהם הוא שאין קשר בין תחמוצות מנגן לקובלט חלקיקי ,שניהם מצויים בפאזות מוצקות שונות .הקובלט החלקיקי שמצטבר בשכבה זו (חלקיקים אורגניים??) עובר לפאזה המומסת בקצבים שלו ורק צירוף מקרים של תלות במקום שבו נערמים חלקיקים דקים מכתיב את צורת הפרופיל. Manganese, August 12, 2012 Cobalt, August 12, 2012 0 0 -5 -5 Soluble Particulate -10 Soluble -10 -15 -15 -20 -20 -25 -25 -30 -30 -35 -35 Particulate 0.20 0.15 0.10 0.05 -40 0.00 -40 250 200 150 100 50 0 איור :05פרופילים של רכוזי מנגן מומס וחלקיקי (שמאל) ושל ריכוזי קובלט מומס וחלקיקי (ימין) ב 02-לאוגוסט 2102 בתחנה .Aהרדוקס-קלינה מופיעה בעומק 01מ' ,עומק בו נמצאים גם המקסימה של קובלט מומס וקובלט חלקיקי. רכוזים במיקרוגרם לליטר. בפרופילים של האורניום (איור )00נכרת גריעה של האורניום המומס באיזור זה וללא הערמות של אורניום חלקיקי .אולם במקרה זה כנראה שחיזור האוקסי אניון שבו מצוי האורניום מוביל באופן כלשהו לשקיעצת הפאזה המוצקה שנוצרת. 01/ Uranium, August 12, 2012 0 -5 -10 -15 -20 -25 Soluble -30 Particulate -35 0.80 0.40 0.60 -40 0.00 0.20 איור :00פרופיל ריכוזי אורניום מומס וחלקיקי ב 02-לאוגוסט ,2102תחנה .Aרכוזים במיקרוגרם לליטר. ההפתעה הגדולה מתקבלת בכנרת מפרופיל הרובידיום (איור )09שהוא בדרך כלל תוצר של ספיחת קרקעות חרסיתיות שאליהם הוא (וגם ליתיום ופוטסיום) קשור .ברדוקס-קלינה ריכוז הרובידיום המומס יורד בחדות בכ 1.2-מיקרוגרם לליטר ואילו ריכוז הרובידיום החלקיקי עולה באותו שיעור .סביר אם כן שמתקיים מעבר של רובידיום מומס לחלקיקי .פרופיל די דומה מתקיים לגבי ליתיום (לא באיור). Rubidium, August 12, 2012 Rubidium, August 12, 2012 Soluble 0 0 -5 -5 -10 -10 -15 -15 -20 -20 -25 -25 -30 -30 -35 -35 Particulate -40 -40 3.4 3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 איור :09פרופילים של רובידיום מומס (ימין) וחלקיקי (שמאל) ב 02-לאוגוסט 2102במיקרוגרם לליטר. בעבודות ספורות ( )Cambell et al 2005 Can. J. Fish. Sci. 62:1161-1171נטען שהרובידיום ,בדומה לצסיום וכספית ,הוא אלמנט שחווה ביו-מגניפיקציה .דהיינו ריכוזו הולך וגובר בשרשרת המזון .לא ניתן לצפות להשתתפות של הרובידיום (או הליתיום) בריאקציות חימצון-חיזור .בשלב הנוכחי אנו מניחים שהסיבה להערמות הרובידיום נובעת מ"צריכה" ע"י חיידקים שעסוקים בלפרק את החומר האורגני שבשכבה זו .יתכן ששרשרת המזון שבה מדובר מתחילה בצריכה בקטריאלית. 011 /.2 מודל כנרת ( :)DYCDהשפעת חוסר ודאות בקביעת פרמטרים ותוצאות תרחישים נעם שחר ,גדעון גל וורדית מקלר במימון רשות המים בעשרות השנים האחרונות נעשה בעולם שימוש תדיר במודלים הידרודינמיים-אקולוגיים מורכבים להדמיית (סימולציה) תהליכים שונים באגמים .בעזרת מודלים אלה נחקרים יחסי הגומלין בין גורמים אקלימיים, פיזיקליים ,גיאו-כימיים וביולוגיים ,טבעיים או אנתרופוגניים (מעשה-ידי אדם) ,באגם ובסביבתו .מטרות השימוש במודלים הן להבין טוב יותר את התהליכים האקולוגיים באגם ולשמש כלי-עזר לניהולו .זאת מאחר וניתן ,באמצעות המודלים ,לבחון את תוצאותיהם של תרחישים שונים ובהסתמך עליהם לקבל החלטות ניהוליות .מודלים מתמטיים הם על פי רוב מאוד מורכבים (מבחינת מספר התהליכים המתוארים ,הרמות הטרופיות ,הרכב המינים וכו') .מורכבות זאת מתבטאת במספר רב של פרמטרים הדורשים כיול (התאמתם לאגם הספציפי) .המכשול העיקרי בהשגת המטרה של השימוש במודל ככלי ניהול הוא הקושי בקביעת ערכי הפרמטרים .מחסורי ידע והבנת הסביבה האקווטית גוררים חוסר וודאות בקביעת ערכי הפרמטרים .מכשול נוסף הקשור ישירות לכך הוא הקושי בהערכת השפעתו של חוסר הוודאות הזה על תוצאות המודל ,או במילים אחרות הערכת הטעות בתוצאות הרצת המודל. הגישה המקובלת כיום ,למשל ביחס לבחינת תרחישי אקלים בתנאי חוסר ודאות בפרמטרים ,היא שימוש במספר רב של מודלים (מקבץ מודלים )ensemble modeling ,שטווח תוצאותיהם והמגמות המתקבלות מהם מאפשרים הסקת מסקנות ביחס לתרחישים השונים. בשנים האחרונות נעשה בכנרת שימוש אינטנסיבי בתצורות שונות של מודל כנרת ,המודל ההידרודינמי- אקולוגי ,)DYCD( DYRESM-CAEDYMלצורך בחינת אסטרטגיות ארוכות-טווח לניהול האגם ואגן ההיקוות שלו .הקושי העיקרי בשימוש במודל הזה הוא מאות הפרמטרים הנכללים בו .חוסר הוודאות בקביעת ערכי הפרמטרים ,שהיקפו משתנה כמובן מפרמטר לפרמטר ,נושא עמו חוסר דיוק בתוצאות תרחישי הניהול השונים .מאחר ולכנרת קיים רק מודל אחד מסוג זה לא ניתן להשתמש בגישה הנהוגה ביחס למודלים אקלימיים על מנת לבחון את השפעת חוסר הוודאות על תוצאות התרחישים. מטרה :במחקר הנוכחי ביקשנו לבחון את אמינות התוצאות של מספר תרחישי ניהול בהינתן טווח (היקף) רחב של חוסר וודאות בערכיהם של 59פרמטרים שנבחרו מתוך מאות הפרמטרים של המודל על סמך ניתוח רגישות שנערך למודל ( .)Makler-Pick et al. 2011הנחת העבודה שביקשנו לאמת הייתה שחוסר הוודאות בערכי הפרמטרים של המודל אינו פוגע ביכולת של המודל לבחון את השפעתם של תרחישי ניהול על המערכת האקולוגית באגם .כלומר ,המגמות והשינויים הצפויים במערכת האקולוגית בעקבות הפעלת תרחישי ניהול שונים על האגם ,נשמרים גם בהינתן טווח רחב של חוסר וודאות בערכים אלו. בניתוח הרגישות שבוצע למודל ( )Makler-Pick et al. 2011זוהו 59פרמטרים להם רגיש המודל במיוחד .לפיכך יצרנו 0111וקטורים של ערכים אפשריים של הפרמטרים הנ"ל תוך שינויים בטווח ערכים רחב שנקבע מראש. בחירת הערכים נעשתה על ידי דגימה אקראית של הטווח בשיטה סטטיסטית שנקראת .Latin Hyper Cube הרצנו סדרה של תרחישי ניהול שבהם שינינו את עומסי הנוטריינטים הנכנסים באגם .התרחישים כללו שינויים בעומס החנקן ,עומס הזרחן ושילוב של שינויים בעומסי החנקן והזרחן .סדרת התרחישים כללה 015 שינויים על פני שני סדרי גודל ביחס לערכי הבסיס (שנת .)2112השינויים כללו את 9המכפלות הבאות,1.0 : 01 ,5 ,2 ,0 ,1.5 ,1.2כאשר המכפלה x1מייצגת למעשה את 'הרצת הבסיס' ,כלומר ,את ההרצה עבור ערכי הבסיס של העומסים .נבחנו )3x6+1( 09תרחישים שונים עם 0111וקטורי פרמטרים שונים ועל כן בסה"כ בוצעו 09,111הרצות. על מנת לבחון את תוצאות התרחישים בדקנו את השינויים בערכים של מספר משתני מצב על פני כל סדרת התרחישים .חישבנו ,עבור כל תרחיש ,את הממוצע ,את הרבעון הראשון והשלישי ,והחציון לכל קבוצה של 0111הרצות .החישובים נעשו על בסיס הממוצע של 1-01מ' בעמודת המים בשנה האחרונה של ההרצה. המשתנים שנבדקו כללו חנקן כללי ( ,)TNזרחן כללי ( ,)TPריכוז האצות מקבוצת הדינופלגלטים והחלק היחסי של ריכוז האצות הכחוליות מסה"כ ריכוז האצות בכנרת. תוצאות התרחישים וניתוח השינויים בריכוזים הממוצעים של משתני המצב שנבחנו מאמתים את הנחת העבודה שלנו שחוסר הוודאות בערכי הפרמטרים אינו פוגע ביכולת המודל לאפיין את השפעת תרחישי ניהול על המערכת האקולוגית של אגם .מתוך התוצאות עולה כי למרות חוסר הוודאות בערכי הפרמטרים ,כפי שבחנו ,המגמות המתקבלות של בחינת השפעת שינויי עומסים על האגם עקביות על פני מגוון התרחישים וערכי הפרמטרים .המשמעות היא שחוסר הוודאות בערכי הפרמטרים אינו פוגע ביכולת המודל לתאר ולאפיין את יחסי הגומלין בין הרכיבים השונים במערכת האקולוגית .למרות שמדובר על טווח רחב של ערכי פרמטרים שהמודל רגיש אליהם ,טווחי הריכוזים של החנקן והזרחן הכללי בתרחישים צרים יחסית עם חפיפה בין ערכי הממוצע והחציון (איור .)91המגמות המתקבלות חוזרות על עצמן על פני כל ההרצות ,ובכך מדגישות את יציבות תוצאות המודל בתרחישים אלו ,למרות חוסר הוודאות בערכי הפרמטרים. תרחיש הבסיס ( )×1Pמודגש בניתוח של המשתנים הביולוגיים התקבל ,כצפוי ,טווח רחב יותר של ערכים ובעקבות כך חוסר חפיפה בין ערכי הממוצע והחציון .חוסר החפיפה נובע ממספר ערכים גבוהים במיוחד של ריכוזי האצות .למרות ערכים אלו ,המגמות חופפות על פני כל טווח ערכי הפרמטרים כפי שבא לידי ביטוי בערכים של הרבעון הראשון והשלישי .עפ"י תוצאות התרחישים ,עלייה בעומס הזרחן תגרום לירידה בריכוז הפרידיניום באגם ועלייה באחוז הכחוליות מתוך סך האצות באגם .שינויים אלו הם תוצר של עלייה בחלקם היחסי של הכחוליות מקבעות החנקן אשר מנצלות את יתרונן היחסי בסביבה דלת חנקן (יחסית לזרחן). 019 × ממוצע רבעון ראשון חציון רבעון שלישי איור :91תוצאות תרחישי שינויים בעומס הזרחן עבור הממוצע ב 01-מ' עליונים למספר משתני מצב :זרחן כללי ,חנקן כללי ,פירדיניום ואחוז הכחוליות מסך כלל ביומסת האצות בשנה העשירית של ההרצה. מהתוצאות שמוצגות כאן ניתן לראות שהשפעת השינויים בעומסי זרחן על הריכוזים של הזרחן ( )TPוהחנקן ( ) TNועל אוכלוסיית האצות באגם ,עקבית על פני טווח ערכי הפרמטרים שבחנו .המסקנה העיקרית והחשובה ביותר שעולה מתוך ניתוח התוצאות היא כי ביצועי המודל והיכולת של המודל לשמש ככלי ניהולי לבחינת תרחישים אינם נפגעים עקב חוסר הוודאות בערכי הפרמטרים. בהמשך העבודה נרצה לאשש מסקנות אלה גם בהסתמך על מדד איכות המים המשולב ( )CWQIשל הכנרת וכן לבחון מהם הפרמטרים אשר גורמים לערכים הגבוהים של ריכוזי האצות בתרחישים. Makler-Pick, V., Gal, G., Gorfine, M., Hipsey, M.R., and Carmel, Y. 2011. Sensitivity analysis for complex ecological models - a new approach. Environ. Model. Soft. 26: 124-134. /./ שיפור ניטור הפלנקטון באגם בעזרת מערכת ה FlowCAM- נאוה כרמל ,גדעון גל ,אלה אלסטר ושרה צ'ווה במימון רשות המים מכשיר ה (FlowCAM: Flow Cytometer And Microscope) Flow-CAM-הינו מכשיר שפותח לאפיון כמותי ואיכותי של חלקיקים בטווח הגדלים של מיקרו-פלנקטון בדגימת מים ) .(2m-2mmשמו נגזר מתכנונו ככלי 015 המאחד יכולות פעולה ,הן של ציטומטר והן של מיקרוסקופ ,לאנליזה של הרכב מיני הפלנקטון ואומדן נתוני הגודל שלהם. עקרון פעולת ה :FlowCAM -רצף צילומים דיגיטליים של חלקיקים מתקבל במעבר של דגימת מים המכילה זואופלנקטון ,אצות וחלקיקים נוספים הנשאבת דרך קיווטה (תא זרימה )Flow-cell -בשטף זרימה מבוקר .ה- Flow-cellנמצא בשדה ראייה של עדשת מיקרוסקופ ,שאליה מחוברת מצלמה דיגיטאלית בעלת רזולוציה גבוהה ,כאשר מעבר חלקיקים מהווה טריגר להפעלת המצלמה הדיגיטלית (איור .)90דימויי רכיבי הפלנקטון המתקבלים כפלט של מקבץ דימויים (קולאז'-איור ,)92עוברים עיבוד איור לפי אלגוריתם מתמטי לקבלת מדדים המאפיינים כל אחד מהחלקיקים אשר מסייעים בסיווג החלקיק למין מסוים .המדדים הנמדדים כוללים בין השאר :תכונות גודל כגון קוטר ,אורך ורוחב והיחס ביניהם ,הקף ,שטח ,יחס בין הקף לשטח ,קמירות מעטפת וכד' .תכונות אופטיות כעוצמת הצבע הכחול ,ירוק ואדום והיחסים ביניהם ,כלורופיל .הקרנת קרן לייזר על האובייקט המצולם משלים נתונים אופטיים כפלורוסנציה והחזר אור באורכי גל נתונים. Sample Flows through Flow-Cell Flow-Cell Microscope objective Digital Camera Light Source Pump איור :90מכשיר ה FlowCAM -וחלקיו. המכשיר שומר את הדימוי הדיגיטלי של כל חלקיק יחד עם מדידות בזמן אמת של גודל ופלורוסנציה ,דבר המאפשר איפיון מהיר של האוכלוסייה הנבדקת ומשמש ככלי יעיל ללימוד ומחקר של הרכב אוכלוסיות הפלנקטון ).(Sieracki et al., 1998 פילטרים דיגיטליים ,שנבנו עפ"י מדדים אופייניים אלו לכל מין ומין ,ניתנים ליישום על קולאז' תמונות המתקבל מדגימת מים נבדקת ,כדי לסנן ולהבדיל את כלל הפרטים של מין ספציפי בהתאם לפילטר הממיין (איור .)9/החלת הפילטרים מיועדת לקבל אומדן של גודל האוכלוסייה של מיני פלנקטון שונים בדגימת המים, יחד עם מידע איכותי לכל הפרטים החל ממדדי גודל ועד נתוני פלורוסנציה (Sieracki et al., 1998 ; Blaschko ).et al., 2005 010 איור – Collage :92רצף צילומים דיגיטליים של דגימת מים המכילה זואו-פלנקטון. איור :9/דוגמת ספריה של האצה הירוקית – Pediastrum simplexאוסף תמונות המשמשות כתמונות ייחוס לבניית פילטר לזיהוי מין זה בדגימת מים. בניית הפילטרים הדיגיטליים מתבססת על יצירת ספריית ייחוס לפילטר בה מרוכזים עשרות דימויים של מין מסויים של פלנקטון .כאשר מחילים פילטר על דגימת מים נתונה ,הרי שכל דימוי בדגימה שצולם ועבר אנליזה של ערכי המדדים המאפיינים אותו ,מושווה מבחינת התאמת מדדים אלו לפרטים השונים המרכיבים את ספריית הייחוס .אם מבחינה סטטיסטית נמצאת התאמה בין ערכי החלקיק בדגימה לערכי הפרטים בספריית הייחוס הרי שהחלקיק מזוהה כמין שהפילטר סינן ).(matching תהליך הכנסת ה FlowCAM -כמכשיר ניטור אוטומטי במעבדה לחקר הכנרת בשל מורכבותו של המכשיר ,בשלב הראשון העבודה מתמקדת בתפעול נכון של המכשיר ,בכיולו והתאמתו לעבודה השוטפת בזיהוי מיני הפלנקטון בכנרת :קביעת תנאי עבודה סטנדרטיים ,התאמת רכיבי המכשיר (עדשות ,משאבות ,סוגי צנרת ,נוזל נושא וכד') ותנאי הרצת הדגימה (נפח דגימה ,מהירות וזמן הרצה ,מס' צילומים לשנייה וכד') הייחודיים לכל קבוצת פלנקטון לשם זיהוי אופטימאלי של המינים הנפוצים בכנרת. 019 בשלב השני ,לכל מין ומין ,ובעיקר למינים החשובים לקבלת מידע אקולוגי על הכנרת ,מזוהים ומאופיינים טווח ערכי הפרמטרים אותם מודד המכשיר ,המייחדים כל מין ,סוג או קבוצת פלנקטון ממינים אחרים. בשלב השלישי נבדקת מהימנות הניטור והדירותה יחסית לניטור המיקרוסקופי. שימוש יעיל ומהימן במכשיר ה FlowCAM -לניטור הכנרת יתרום למחקר ומעקב אחר איכות המים באגם הכנרת. ייעודי המכשיר :המכשיר מיועד להשלים ואף להרחיב את הניטור השוטף של מיני הפלנקטון המתבצע באמצעות המיקרוסקופ .ניטור ידני ואנושי תחת מיקרוסקופ מוגבל בהספקים בשל מגבלות זמן וכוח אדם. המידע המתקבל כיום לצורך הניטור השוטף של מיני הפלנקטון בכנרת הינו רק מעומקים מוגדרים באתר אחד בלבד (תחנה .)Aלא תמיד ניתן להניח שמצב הפלנקטון דומה באתרים אחרים ולהסיק מסקנות לגבי המצב האקולוגי האמיתי באגם .שימוש בניטור אוטומטי באמצעות מכשיר ה FlowCAM-הינו מהיר יותר ומאפשר לבצע אנליזה בו זמנית של ריבוי פרטים ,דבר שיסייע להרחבה משמעותית של המידע על מצב הפלנקטון בכנרת באתרים שונים ובעומקים שונים. כמו-כן ,המכשיר יוכל לשמש ככלי ביצוע מחקרים אקולוגיים רחבים ומקיפים במספר רב יותר של אתרי דיגום ועומקי דיגום שונים ,לקבלת נתוני מופעי אוכלוסיית הפלנקטון ,הרכבם וגודלם .מחקרים אלו יתרמו להבנה רבה ומקיפה יותר של מכלול הגורמים הביוטיים המשפיעים על איכות המים בכנרת. Blaschko, M. B., G. Holness, M. A. Mattar, D. Lisin, P. E. Utgoff, A. R. Hanson, H. Schultz, E. M. Riseman, M. E. Sieracki, W. M. Balch and B. Tupper. 2005. Automatic In Situ Identification of Plankton. Proceedings of the Seventh IEEE Workshops on Application of Computer Vision (WACV/MOTION'05), 79 – 86. Sieracki, C.K., Sieracki, M.E. and Yentsch, C.S. 1998. An Imaging-in-flow System for Automated Analysis of Marine Microplankton. Marine Ecology progress Series, 168:285-296. 001 1מחקרי כנרת בפרק זה מוצגים תוצאות מחקרים בנושאים הקשורים לכנרת שבוצעו בשנת 2102על יד חוקרי המעבדה ותלמידי מחקר שלהם .מקורות המימון למחקרים אלו שונים ,כמפורט לגבי כל מחקר ומחקר ומסוכם בטבלה בפרק .9./ 1.0 שיפור מדידות וניתוח שטפי שטח הפנים אלון רימר ,שולמית נוסבוים ויורי לצ'ינסקי ,בשיתוף עם טים ואן אמריק ,קויין וונקר ,סטין דה יונג ,וניק ון דה גיסן מאוניברסיטת דלפט (הולנד) במימון ידידי חיא"ל ()NAF המטרות בפרויקט זה היו א .פיתוח מערכת מדידה משופרת ,שתאפשר חישוב מדויק של שטפי שטח הפנים (קרינה ארוכה וקצרת גל ,חום כמוס וחום מוחשי); ב .מדידת הטמפרטורה בשכבה הסמוכה לפני המים בהפרדה אנכית של כמה מילימטרים ,עד לעומק של 0.9מ'; ג .אימות לשיטת החישוב של שטפי שטח הפנים ע"י מדידת השארית הסוגרת את מאזן האנרגיה בפני המים. מד קרינה נטו ,Net Radiometer-CNR ,מתוצרת KIPP & ZONENהוצב בתחנה Aומדד באופן ישיר את ארבעת רכיבי הקרינה :קרינה ארוכת גל וקצרת גל המגיעות אל המים ובנוסף ,את הקרינה ארוכת הגל וקצרת הגל ,המוחזרות מפני המים .עד כה ,רכיבי הקרינה המוחזרת מן המים חושבו דרך טמפרטורת האגם ולא נמדדו ישירות .תוצאות הקרינה ארוכת הגל הנמדדת על ידי הפירגאומטר באורכי גל 4.5 μל 42 μ -מחושבות ע"י הנוסחה: ⁄ כאשר RLWהיא עצמת הקרינה ארוכת הגל ב V, W/m2-המתח הנמדד על ידי המכשיר S ,קבוע הכיול, B=5.67×10-8קבוע בולצמן ,ו T-טמפרטורת המכשיר .חישוב קרינה קצרת גל נעשה באופן דומה ,ללא רכיב קרינת החום של המכשיר. :DTS-Distributed Temperature Sensingעל מנת לשפר את מדידת הטמפרטורה בפני המים ולקבל מדידות רציפות ככל האפשר הובאה ,בשיתוף עם הקבוצה מאוניברסיטת DELFTמהולנד ,מערכת למדידת הטמפרטורה בפני המים בעזרת לייזר בסיב אופטי .המערכת הופעלה בתחנה Aבין ה 9.01 -ל 9.01 -שנת .2100 המערכת בנויה ממכשיר ה DTS -ומסיב אופטי ארוך שהמערכת מסוגלת לקרוא את הטמפרטורה לאורכו .בעת המדידה פולס של לייזר יוצא מה DTS -אל אחד מקצות הסיב וחוזר מהקצה השני .הפולס הבא יוצא מהקצה השני וחוזר מהקצה הראשון .אור הלייזר פוגע בסיב ורובו מתפזר באורך הגל המקורי (.)Rayleigh scattering חלק קטן מתפזר באורך גל שונה מאורך הגל המקורי של הלייזר ונקרא פיזור רמן ( .)Ramman scatteringכאשר פיזור רמן מייצר אורך גל קצר מאורך הגל של הלייזר ,הוא נקרא אנטי סטוקס ותלוי בטמפרטורה של הסיב האופטי .מיקום המדידה ידוע בעזרת הפרש הזמנים בין הזמן בו יוצא פולס לייזר לזמן בו מגיע הפיזור אל ה- .DTSהמדידה מתבצעת בכל דקה. הסיב האופטי לופף על מתקן שגובהו 2מ' .אורך הסיב המלופף כ – 0ק"מ וכך מתקבלות מדידות צפופות מאוד ,המאפשרות למדוד טמפרטורה לעומק 0.9מטרים כמעט ברציפות .המתקן הוכנס למים ,כך שבממוצע 0./מ' שהו בתוך המים ו 1./-מ' באוויר מעליהם .המתקן יוצב על ידי מצופים ומשקולות (איור .)91לצורך כיול 000 המדידות ,הסיב האופטי שיוצא מה DTS-עובר באמבט כיול עם מים חמים בטמפרטורה ידועה ,ואח"כ במים קרים ,ולבסוף מלופף על המתקן .בקצהו השני גם כן עובר הסיב באמבט הכיול ומחובר מצדו השני אל המתקן (איור .)91 איור :91למעלה :המתקן שהוכן עבור הסיב האופטי .הסיב ,שאורכו כק"מ מלופף על המתקן ,כך שהרווח בין ליפוף לליפוף הוא 032ס"מ .באמצע :הסיב האופטי שיוצא מה ,DTS-עובר באמבט כיול עם מים חמים וקרים בטמפרטורה ידועה; למטה באיור מימין המתקן ביחס לפני המים ובאיור משמאל המתקן בזמן המדידה בתוך המים ,כאשר חלקו העליון מעל לפני המים .ניתן להבחין בסיב האופטי מהמתקן ואליו. 002 שטפי שטח פנים סיכום רכיבי מאזן האנרגיה בפני המים בוצע על בסיס מדידות מטאורולוגיות מפורטות כל 01דקות (איור ,)95 במשך 5ימים ( 5301עד ,)02301ובעזרת ארבעה אלגוריתמיםKLL, CWR, AIR-SEA, Penman-Brutsaert : ( .)Rimmer et al. 2009המועד המדויק שבו נערך הניסוי עם מערכת ה DTS -מצוין באיור .בעזרת אלגוריתמים אלה אנחנו מחשבים את הקרינה נטו ( ,)Rnאת ההתאדות ( )LEואת החום המוחשי ( ,)Hכאשר שינוי כמות החום בגוף המים ( )G1מחושב כשארית הסוגרת את מאזן אנרגיית החום .עיקר שינוי כמות החום בשכבת המים העליונה מתרחש בזמן קרינת השיא בצהריים .ההתאדות ,שהיא הגורם העיקרי לקירור המים ,חלה בעיקר לקראת שעות הערב ,כאשר פני האגם חמים יחסית והרוח חזקה .שטף החום המוחשי הוא קטן בסדר גודל בהשוואה לשטף החום הכמוס (התאדות) .תהליכי קירור גוף המים חלו בעיקר בשעות אחר הצהריים שבין ה 5 -ל 0 -באוקטובר ,ואילו לאחר מכן רוחות אחר הצהריים שככו וניכרת פחיתה בקירור פני המים. איור :95סיכום רכיבי מאזן האנרגיה על בסיס 01דקות במשך ששה ימים ( 5.01עד )02301בעזרת אלגוריתם (AIR- .)SEAרכיב הקרינה נטו ( )Net Radiationשווה לסכום שלושת הרכיבים האחרים :שינוי כמות החום ( Heat storage ,)changeשטף חום כמוס ( )Latent heatושטף חום מוחשי (.)Sensible heat שינוי אוגר החום בפני המים באיור 99ניתן להבחין בטמפרטורה שנמדדה בחלק העליון של פרופיל המים ,ובטמפרטורה שנמדדה בפרופיל האוויר שמעליו במהלך הניסוי .מיקומו של הקו האדום המפריד בין המים לאויר נקבע ע"י מדידות באמצעות מד לחץ שהוצמד לחלקו התחתון של ה ,DTS-וממנו למדנו את עומק המים בהם שהה המתקן בכל רגע במהלך הניסוי .מאחר ומתקן ה DTS -מוקם כך שנמנעה ממנו תנועה אנכית ,אנו מייחסים את תנועת הקו האדום כלפי מעלה ומטה לפרק הזמן שבו גלי פני שטח הרטיבו את הסיב האופטי מעל למישור הייחוס הקבוע (כ1./ - מטר) ,ציננו אותו והורידו את הטמפרטורה באופן חד .בשל רוחות אחר הצהריים האופייניות לכנרת נוצרו גלי פני שטח בפני המים ,וניתן להבחין במועד תחילת היווצרות הגלים (שעה 02:11בקירוב) ותחילת רגיעת פני הים ( ) 21:11כאשר הקו האדום המפריד בין טמפרטורת המים וטמפרטורת האוויר קופץ כלפי מעלה ומתייצב מחדש ,בהתאמה. מנתוני פרופיל הטמפרטורה ניתן גם לראות את עליית הטמפרטורה בחלק העליון של פרופיל המים בשעות הצהריים ,ואת ירידת הטמפרטורה בשעות הערב והלילה. 00/ איור :95פרופיל הטמפרטורה באוויר (מעל לקו האדום 1.0 ,עד 1./מטר עומק) ובמים (מתחת לקו האדום ,כ 0./ -מטר) כפי שנמדדה לאורך /ימים .ניתן להבחין בשינויים בפני המים במהלך היממה. השוואה בין שינוי אוגר החום המחושב ב / -דרכים מדידת הטמפרטורות באופן כמעט רציף בחלק העליון של פרופיל המים מאפשרת חישוב אוגר החום Gבאגם בצורה מדויקת יותר מאשר באמצעות תרמיסטורים בלבד .על מנת לבחון את התוצאות ,נערכה השוואה בין מדידות שינוי אוגר החום שנעשו ב / -דרכים שונות (איור :)95 G1 .0המחושב כשארית הסוגרת של חישוב מאזן אנרגיית החום מנתוני המטאורולוגיה. G2 .2מחושב מתוך מדידת הטמפרטורה בפרופיל המים באמצעות שרשרת תרמיסטורים בשכבה שעביה 01מ' ,שהיא הרלוונטית לתנאי הקרינה בכנרת. G3 ./מחושב מתוך מדידת הטמפרטורה באמצעות ה DTS -ב 0.5 -מטר הקרובים לפני המים (שבהם מתרחשים עיקר שינויי הטמפרטורה בפרופיל המים) ,ואילו בעומק המים ( 0.5עד 01מטר) נשאר עם נתוני הטרמיסטורים. באופן כללי ,כאשר הקרינה נטו גבוהה ,שינוי אוגר החום הנמדד הוא חיובי וגבוה גם כן (האגם מתחמם). בשעות אחר הצהריים ,עליית שטף החום הכמוס (ההתאדות) גוברת בשל הרוח ,ויחד עם ההפחתה בקרינה, Gהופך שלילי (האגם מתקרר) .עם זאת ,חלק מתנודות של Gהנמדד בפרופיל המים אינו מקוזז על ידי שטפי פני השטח האחרים ,כלומר יש עודף או גירעון זמני באנרגית חום. סדרת G1היא חלקה יחסית בהשוואה לסדרות G2ו .G3 -מ 9-עד 9באוקטובר G2ו G3 -הן מאד דומות .עם זאת ,בשעות הצהריים של ה 5 -וה 0-באוקטובר ,2100ערכי המקסימום של G2ו G3 -סוטים במידה רבה יחסית ,ככל הנראה כתוצאה מהרגישות של DTSלתהליכי החימום על פני המים. 001 מצאנו כי ( G3מחושב באמצעות )DTSו( G1-מחושב ממשוואת מאזן החום) מתואמים עם .R2 = 0.83 לעומתם מתאם ( G2מחושב ממדידות תרמיסטורים) עם G1הוא ,R2 = 0.81ומכאן שמדידות הDTS - מעלות במעט את המתאם ולכן עשויות לשפר את ההערכה של .G איור :95חישובי שינוי אוגר החום המחושב ממדידות מטאורולוגיות ,G1לעומת G2המחושב בעזרת התרמיסטורים בלבד ,ולעומת G3המחושב בעזרת ה 1( DTS-עד 0.5מטר עומק) בעזרת טרמיסטורים ( 0.5עד 01מטר עומק). Rimmer, A., R. Samuels, Y. Lechinsky, 2009. A comprehensive study across methods and time scales to estimate surface fluxes from Lake Kinneret, Israel Journal of Hydrology 379, 181-192. van Emmerik T.H.M., A. Rimmer, Y. Lechinsky, K.J.R. Wenker, S. Nussboim, N.C. van de Giesen, 2013. Measuring heat balance residual at lake surface using Distributed Temperature Sensing. )Limnology and Oceanography Methods. (in press 1.2 תרומת מזינים לשכבה הפוטית של הכנרת באמצעות מיחזור פנימי עמי נשרי ואיליה אוסטרובסקי במימון רשות המים שאלת המחקר :מקורות החמרים המזינים (חנקן ,זרחן) לאצות באפילימניון של הכנרת עשויים להיות חיצוניים (נחלים ,אבק) או פנימיים (מתוך האגם) .המקורות החיצוניים ניתנים לניטור אולם ניתן להניח שבגלל הפחיתה העונתית בשפיעת הנחלים חשיבותם של אלה הנחליים בקיץ-סתיו יורדת .בהתאם לזה סביר שחשיבות המקורות הפנימיים עולה בעונה זו ,שהיא תקופת השכוב של עמודת המים באגם .השטפים 005 הפנימיים כוללים את )0( :מיחזור נוטריאנטים הן בעמודת המים והן של חומר אורגני מקרקעית האפילימניון. ( )2ערבוב מים היפולימנטיים עשירי אמוניום בתוך האפילימניון ,בשולי האגם ,ו )/( -שחרור נוטריאנטים ()P,N מהחלק העמוק יותר של קרקעית האזור הסוב-ליטורלי. מטרת מחקר זה היא לכמת את שטפי הנוטריאנטים הפנימיים שמקורם בפעילות סיישים באזורים הליטורליים .שטף זה איננו ידוע ובתקופת השכוב הוא כנראה שטף משמעותי לאצות בכנרת .שטף זה לא נחקר עד כה ,בעקר מנימוקים של קשיים מתודולוגיים שכיום ניתנים לפתרון .הצמצום באספקת נוטריאנטים ממקורות החיצוניים (הנחלים) בשנים האחרונות מעוטות המשקעים ,בד בבד עם המשך קיום ייצור ראשוני ברמה דומה לזו של שנים קודמות מדגיש את חשיבות המקורות הפנימיים של המזינים. הצבנו מכשור שנרכש לצורך הפרוייקט (שרשרת תרמיסטורים יחד עם מד-חמצן "רגיל") יחד עם מכשור שהיה ברשותנו (מדי זרם) .שילוב של הפרמטרים שמכשירים אלה מספקים יחד עם דיגומי שדה אינטנסיביים ואנליזות כימיות מאפשר השגת חלק מהמטרות המקוריות של הפרויקט .בשנה השניה התמקדנו באזור צפון מערב האגם בגלל שזהו אזור רדוד נרחב יחסית עם תוואים מתונים של טופוגרפיית הקרקעית .באזור זה חלה לעיתים תמותת דגים שכנראה קשורה לתנועות המים ההיפולימנטיות משוללות החמצן .העברנו את תחנת הדיגום הרציפה ואת הדיגום הימי לאזור זה שלהערכתנו משקף במידה טובה יותר את ערבוב המים ההיפולימנטיים במי השטח .טכניקות הדגום שבהן השתמשנו דומות לאלה מהשנה הקודמת עם שימת דגש על דיגום משולב של חמצן בד בבד עם פרמטרים כימיים אחרים. בשנת 2102ביצענו את המשימות הבאות: /ימי דיגום רצופים בתחנות ליטורליות של מספר רב של פרופילים של פרמטרים לזיהוי ערבוב בין מים היפולימנטיים לאפילמנטיים. העברת שרשרת התרמיסטורים מתחנה Fלתחנה הברבוטים -תחנה סוב-ליטורלית (עומק מים 0/מ'). המעבר התבקש בגלל שהאפקטים של ערבוב בין שתי שכבות המים בתחנה ( Fעומק 20מ') לא תמיד היו ברורים. המשך מדידת פרמטרים של תנועות מים (זרמים ,כיוון) באמצעות מכשור אוטומטי שמונח בקרקעית תחנת הברבוטים. סכום ועיבוד המידע שהצטבר ביחס לחופים המערביים של הכנרת. דיגום טיפוסי בקיץ 2102 אחד ממבצעי הדיגום האינטנסיביים שבוצעו השנה היה בין ה 21-לבין בוקר ה 25-ביולי 2102בתחנת הברבוטים .תחנה זו מצויה במרחק 591מ' מחוף המעבדה לחקר הכנרת ובגלל עומק הקרקעית היחסית רדוד של איזור חופי זה היה לנו עניין מיוחד בבחירתה .מאפיין נוסף של איזור זה הוא חדירת מים היפולימנטיים בחודש מאי עד לפני המים .דבר שגרם לתמותת דגים מסיבית בגלל מחסור בחמצן .כך איזור זה הוגדר כמועד לחדירה עמוקה (עד לקו החוף כמעט) של מים מהשכבה התחתונה. הדיגום החל בשעות בהן הרוח המערבית פעילה מאוד ,תוך איסוף דגימות מים מעומקים שונים (פרופיל) מדי כמה שעות .במקביל נמדדו הטמפרטורה וריכוזי החמצן לאורך עמודת המים באמצעות אלקטרודות .כך בין שעות אחר הצהריים של ה 21-ליולי לבין שעות הבוקר של ה 25-ביולי בוצעו 9פרופילים .עומק המים בתחנה 0/.1מ' והרזולוציה בין הדוגמאות הייתה כל 0מ' .דוגמאות המים הובאו למעבדה לאנליזה של ריכוזי אמון, זרחן מומס ,זרחן כללי ואלקליניות. 009 באיור 90מוצגים פרופילים טיפוסיים של הפרמטרים שנמדדו בחוף המערבי של הכנרת בקייץ .הדיגום החל ( )05:5/כשעתיים לאחר תחילת נשיבת הרוח המערבית (למעלה מ 5-מ' לשניה) שפסקה בשעה .00:11עד לאחרי 09:12ניתן להבחין בחדירת מים היפולימנטיים לאזור הקרקעית ,מתחת לעומק 01מ' .מים אלו מאופינים בטמפרטורה נמוכה מזו שבפני השטח – ,Aמשוללי חמצן – , Bבעלי ריכוזי אמוניום Cואלקליניות – Dגבוהים יחסית לאפילימניון ,ויחס מולרי של אלקליניות לאמוניום נמוך מאשר באפילמניון .מים אלו אינם תערובת עם מים אפילמנטיים ובשעות הלילה הם נסוגים כנראה מזרחה .אולם לקראת שעות הבוקר המוקדמות ( )11:/5מופיע שוב פולס קטן של מים היפולימנטיים. 0 0 B 15:53 -2 -2 18:00 -4 19:42 -4 22:35 -6 -6 03:00 15:53 -8 -8 04:37 18:00 -10 19:42 A -12 22:35 03:00 04:37 150 -10 50 100 -12 -14 -14 -16 -16 32 0 28 30 26 22 24 20 Temperature, C DO, % sat 0 0 -2 15:53 18:00 15:53 -4 19:42 D 22:35 -2 -4 18:00 C 19:42 -6 -6 22:35 03:00 -8 04:37 -8 03:00 04:37 -10 -10 -12 -12 -14 -14 -16 3200 3000 2600 2800 2400 2200 2000 -16 40 20 30 0 10 NH4, uM/L Alkalinity, uM/L 0 0 -2 -2 E -4 -4 -6 -6 15:53 18:00 F 19:42 -8 22:35 -10 03:00 -8 15:53 18:00 -10 19:42 04:37 -12 -14 -12 22:35 03:00 -14 04:37 -16 0.5 0.4 0.3 0.2 PO4, uM/L 0.1 0.0 1.E+05 1.E+04 1.E+03 -16 1.E+02 Alkalinity/NH4 MR איור :90פרופילים של טמפרטורה ,A-ריכוז חמצן (אחוז רוויה) ,B -אמוניום ,C-אלקליניות ,D -יחס אלקליניות לאמוניום Eויון הזרחה F -בתחנת הברבוטים .עומק התחנה בזמן הדיגום 0/.1מטר ומרחקה מהחוף המערבי 591מטר. 005 השכבה שמעל שמצויה בין 5ל 9מ' מאופיינת בריכוזי פרמטרים שמאפיינים תערובות בין מים אפילמנטיים להיפולימנטיים (מוקפת בעיגול ב .(E-בשכבה זו יש בין 21ל 51%-רווית חמצן .דהיינו הם חייבים להיות בעלי מרכיב אפילמנטי מכיוון שבתקופה זו בהיפולימניון אין חמצן .אולם במים אלה יש גם מרכיב היפולימנטי מכיוון שבמים היפולימנטיים ,בניגוד לאפילמנטיים ,יש הרבה אמוניום ,אלקליניות ויחס נמוך של אלקליניות לאמוניום .דהיינו מים אלה חייבים להיות תערובת בין מים היפולימנטיים לאפילימנטיים .תערובת שנוצרת עקב פעילות הסייש הפנימי ומתקיימת באזור זה של האגם כל עוד שהרוח נושבת ועוד כמה שעות לאחר מכן. הפרמטר הקונסרבטיבי ביותר של מערכת זו ,האלקליניות ,מצביע על כך שבשעות הסייש יש בין 01ל/1%- מים היפולימנטיים בתערובת .אולם בגלל הפרופילים האנכיים ההומוגניים של הזרחן המומס( -F -והזרחן הכללי -לא ניתן באיור) ברור שתערובות אלו אינן מעבירות זרחן מומס מהמים ההיפולמנטיים לשכבה הפוטית. הערכות גסות שביצענו על סמך הבתימטריה של החוף המערבי ועל סמך עצמת הערבוב הביאו להערכה של מעבר חנקן יומי (בימים עם "סייש חזק" של כ 5-טון חנקן אמוניאקלי ליום .שטף זה הוא משמעותי לגבי מאזן החנקן האפילימנטי מכיוון שהוא מסתכם בכ 011-טון לחודש בין יוני לאוגוסט והוא גדול יותר מהשטף שמגיע מהירדן בתקופה זו( .כ 11-טון לחודש ניטרט) .מאידך כאמור אין מעבר זרחן מומס בתקופה זו ואי לכך "המערכת" דואגת לכאורה ליחסים גבוהים של חנקן לזרחן במקורות הנוטריאנטים לשכבה הפוטית .כל האמור לעייל מתייחס רק למערב האגם .בשנת 210/נדגום את מזרח האגם. תכנית ל:210/- 1./ הצבת כל המיכשור ,לרבות שרשרת תרמיסטורים חדשה בתחנה במזרח הכנרת וזאת על מנת לבדוק מהי השפעת הסייש הפנימי על כניסות נוטריאנטים מההיפולימניון לאפילימניון בחוף זה שהמידע עליו אפסי. דיגום סתיו והערכת העברת מזינים בתקופת הסתיו. סכום כללי של המידע והגדרת שטפי הנוטריאנטים הפנימיים בכנרת -בדו"ח מסכם. איפיון מחזור המתאן בכנרת ומקורותיו באמצעות שימוש באיזוטופים אורית סיון (אונ' בן-גוריון) ,ורנר אקרט (חיא"ל); סטודנטים לדוקטורט :מיכל אדלר ואיתי בר-אור במימון רשות המים חמצון אנאירובי של מתאן ( )AOMע"י סולפט הוא תהליך מוכר ובעל חשיבות רבה בצריכת המתאן בסדימנטים ימיים .לאחרונה הראו כי מלבד חמצן וסולפט ישנם קבלי אלקטרונים נוספים בעלי יכולת לחמצן מתאן ,כגון ניטראט וברזל תלת ערכי ( .)Beal et al., 2009בהתבסס על פרופילים ראשוניים ממי-החללים של מתאן מומס ,סולפיד וסולפט הבאנו עדויות בלתי -ישירות ל AOM -בסדימנט אגם הכנרת ,מתחת לאזור של מקסימום ריכוז המתאן (איור .)99 מטרות המחקר היו למצוא עדויות נוספות לחמצון אנאירובי של מתאן בסדימנט אגם הכנרת ולכמת את תהליך חימצון המתאן בצימוד לגפרית וברזל באמצעות שיטות גיאוכימות ומיקרוביולוגיות .אנו מצפים 000 שמחקר זה יאפשר הבהרה וגילוי של מנגנונים חדשים במחזורים של מתאן ,גפרית וברזל ,צורונים בעלי חשיבות סביבתית רבה באגם .עם ירידת המפלס באגם תהליכים אלו עלולים להיות קריטיים למחזור המתאן באגם ולשטף המתאן אל האטמוספירה .המחקר ישפר את הבנתנו לגבי מאזן המתאן בכנרת :תפקיד החימצון האירובי והאנארובי של מתאן בכנרת ,מקורות המתאן בכנרת ,השפעת ירידת מפלסים על שטפי המתאן ויחסי ההמקורות השונים .המחקר יכול להביא להכרה טובה יותר של הדינמיקה המיקרוביאלית בכנרת והתנהגות מתכות כמו ברזל ,ובכך להשפיע על איכות המים .איפיון וכימות תהליכים חדשים במחזורים הביוגיאוכימיים של צורונים בעלי חשיבות רבה בכנרת כמו גופרית ומתאן ,יכולים ללמד רבות על מערכת מימית זו ואף על התרומה היחסית שלהם בחימצון החומר האורגני בכנרת. Methanotrophic Bacteria CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O DO Chemolithotrophic Bacteria H2S + 2O2+ CO2 SO42- + CHOOH Sulfate Reducing Bacteria SO42- + 4H2 S2- + 4H2O SO42- + CH3COOH HS- + H+ + 2HCO3Possible Pathways of Anaerobic Methane Oxidation CH4 + SO42HCO3- + HS- + H2O Methanogenic Bacteria CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O CH3COOH CH4 + CO2 HCO3- + 8Fe2+ + 21 H2O CH4 + 8Fe(OH)3 + 15H+ SO42- S2- CH4 FeOOH )(solid איור :99פרופילים ותהליכי חמצון-חיזור אפשריים של צורונים חשובים בממשק מים-סדימנט ובסדימנט העליון של אגם הכנרת ,בהתבסס על פרופילים מדודים במרכז האגם במהלך התקופה המעורבבת מיצוי ,שיעתוק ובניית סיפריות של ( 09S rRNA geneעל ידי פריימרים אוניברסלים לארכאה וחיידקים) בוצע מתוך שלושה אזורים שונים בסדימנט 1-/סנטימטר (המייצג את האזור של חיזור הסולפאט) 9-9 ,סנטימטר (המייצג את אזור ,)methanogenesisו 29-/2סנטימטר (המייצג את אזור AOMהעמוק) .כאשר הם מאופיינים על ידי תהליכים מיקרוביאליים שונים .רצפי נוקליאוטידים שרוצפו במחקר זה הופקדו במסד נתוני GenBank NCBIתחת מספרים קטלוגיים אלו HQ636112-HQ636255 :לחיידקים ,ו HQ636257-HQ636418לארכאה. תוצאות ביולוגיות ראשוניות: משלושת העומקים השונים נימצא שיש OTUs 02/חיידקיים ו OTUs 99של ארכאות שמיוצגות על ידי טקסונומיה שונה .כאשר לחיידקיים יש 05מערכות שונות ואילו לארכאה 2מערכות בלבד (טבלה .)09חישוב הערכות הכיסוי יחד עם שני אינדקסי עושר המינים מראים שהדיגום של מגוון האוכלוסיות הינו חלקי אך עם זאת ניתן לראות את האוכלוסיות הדומיננטיות המייצגות כל עומק .אינדקסי העושר של הארכאה מראים שהדיגום מכסה מגוון רחב יותר מאשר המגוון החיידקי (טבלה .)09 009 טבלה :09אינדקסי מגוון של ארכאה מעומקים שונים בסדימנט Shannon Coverage index )(% Ace value )(min/max Chao value )(min/max No. of No. of clones OTUs )sequenced (97% Clone library 59.57 3.01 58.18 )(44.67/82.61 49.38 )(35.04/92.89 20 47 arch-1 64.91 3.20 66.73 )(44.41/126.20 62.67 )(41.39/127.45 32 56 arch-3 55.93 3.41 98.74 )(62.04/189.23 77.63 )(52.02/146.89 37 59 arch-11 ניתוח פילוגנטי של ארכאה מכלל ה OTUsנמצא שהמערכות הן Euryarchaeotaאו Crenarchaeotaכאשר המערכה הדומיננטית בכל העומקים היא ,Euryarchaeota.אבל האחוז שלה בספריות הולך ופוחת עם עומק (מ 00%ל ,)59%בעוד שהאחוז המערכת Crenarchaeotaבספריות עולה עם העומק (מ 17%עד .)/5% המשפחה העיקרית ב Crenarchaeotaהיא Thermoproteiואילו במערכה של ה Euryarchaeotaישנה חלוקה בעיקר בין משפחות Methanomicrobiaו .Thermoplasmataרק חלק קטן מרצפי הארכאה היו לפחות ב 95% דמיון עם רצפים מ NCBIהשייכים לארכאות חסרי תרבית ומהסביבה .רק 1רצפים נמצאו דומים לרצפים בעלי תרבית אך רמת הדמיון בסביבות .91%עם זאת יותר מ 51%מהרצפים הקרובים לרצפי הספריות הם מסביבות הקשורות למחזור המתאן ( 0/מתוך ,)25ואילו חלק מהם קשור לסביבות של גופרית ,תרכובות חנקן וגם למתכות. עץ פילוגנטי לארכאה לא מראה שום קבוצות אשר מתקבצות ביחד מעומק אחד .להיפך ,הרצפים של האוכלוסייה מפוזרים בין כלל העומקים .עם זאת דיאגרמת ון אשר מייצגת OTUsמשותף בין העומקים השונים (איור )011מראה ששני החלקים התחתונים יותר של הסדימנט הם בעלי חפיפה גדול יותר של OTUs ( ,)0ואילו בחלקו העליון של הסדימנט מס' ה OTUsהמשותפים נמוך יותר (.)/ איור 011ב :דיאגרמת ואן של OTUsארכאיים מעומקים שונים . Purple circle Arch-1, Green circle Arch-3, Red Arch-11. איור 011א :דיאגרמת ואן של OTUsחיידקיים מעומקים שונים . Purple circle Bac-1, Green circle Bac-3, Red Bac-11. 021 אוכלוסיות הארכאה בסדימנט האוכלוסיות העיקריות של הארכאה בסדימנט העליון קשורות ל .methanogenesisעם זאת במחקר זה ספריות הרצפים מהעומקים השונים מייצגות שינויים של האוכלוסיות הדומיננטיות העיקריות בעומקים שונים. המערכה Euryarchaeotaהכוללת את ( methanogensשמיוצגים גם בסדימנט זה) ו ( ANMEאחראי על AOM בסביבה ימית אך לא נמצאו בסדימנטים אלו למרות השימוש בפריימרים וסמנים כלליים 3ספציפיים [מידע לא מוצג]) מראה ירידה לשיעור כמעט זהה למערכת Crenoarchaeotaבסדימנטים בעומק .בנוסף השוואת הרצפים של הארכאה ממחקרים אחרים של אגם הכנרת מראה שלא רק ש Crenarchaeotaלא נמצא במחקרים אחרים ,אלא גם כי רק חלק קטן מתוך החלק העליון של הסדימנט היה דומה (> )95%לרצפים ממחקרים אחרים .תוצאה זו מצביעה על שאוכלוסיות הארכאה יותר מסובכות מאשר רק methanogens ובעיקר מהסביבה של הסדימנטים מהעומק העמוק .למרות שיבוטי euryarchaeotaדומיננטי ספריות השיבוט שמייצגות בעיקר ,methanogensשיבוטי ANMEלא אותרו .עם זאת Crenarchaeotaטווח מערכת עלייה באחוז השיבוט עם עומק. נציגי בעלי התרבית הטהורה של ה Crenarchaeotesהם hyperthermophilesאשר הינם מחויבים לסביבה אנאירובי ועם חילוף חומרים תלוי גופרית כאשר ישנם מעט חריגים .לפי מה שהצגנו כאן ל Crenarchaeotes ישנם עוד תפקידים בפרוק חומר אורגני בסדימנט בעיקר בסביבות בו סולפאט נגמר .נציגים של מערכה זו אף התגלו בכמה סביבות עשירות ברזל ובסביבות עשירות במתאן .הנציגים הללו דומים רק לחלקים העמוקים יותר של המשקעים )2119( Beal at el .הראו את הפוטנציאל של AOMבצימוד תחמוצות מנגנות וברזל. המיקרואורגניזמים שנתגלו מהניסויים הללו היו בעיקר ANMEכ methanotrophsאך גם נמצאו כמה .Crenarcheaotesכאשר רצפים ממחקר זה השווהו למחקר זה נמצאו שלושה OTUsמהחלקים העמוקים יותר של הסדימנטים כמאוד דומים לרצפים של Crenarchaeotesמ Bealsוגם דומים לסביבה ימית עתירת מתאן. תוצאות גיאוכימיות ניסויי גלעינים בניסוי הגלעינים הראשון ,שנערך בשנה שעברה ,הבחנו בירידה משמעותית בריכוז המתאן לעומת הניסויים הנוספים שנעשו לאחר מכן .השוני הבולט היה שריכוזי המתאן היו נמוכים (בסביבות 011מיקרומולר) לעומת הניסויים האחרים .לכן בניסוי הגלעינים הזה ניסינו לשלוט בריכוז המתאן ,אך ריכוזי המתאן היו הגבוהים ביותר שנצפו עד כה ,בסביבות 0511מיקרומולר ,למרות החלפת המים העליונים וביעבוע של חנקן מספר פעמים על מנת לנסות לייצב את ערכי המתאן לריכוזים נמוכים .הנתונים הראו שבשני הגלעינים ריכוזיי המתאן עולים באופן זהה .לעומת זאת ריכוזי הברזל המומס בניסוי זה מראים עליה ברורה בגלעין שבו הוספנו את הברזל האמורפי (איור .)010נתוני ה δ13Cשל המתאן וה DICעדיין לא נמדדו. 020 איור :010ריכוזי הברזל המומס לאורך זמן בגלעינים כאשר המרובעים האדומים מתארים את ניסוי הביקורת .המעוינים הכחולים מתארים את הגלעין בו הוספנו ברזל אמורפי .הקו הירוק מראה ניסוי חצי גלעין את הנקודה בזמן בה הוספנו את הברזל האמורפי לגלעין. בניסוי זה רצינו לבדוק את קצב המתאנוטרופיה וחיזור הברזל באזור התחתון של הסדימנט כאשר ישנו שינוי מינימאלי סביבתי .הורדנו את החלק העליון (כ 05ס"מ) מהסדימנט והוספנו מי חללים אנאירובים מהאזור העמוק של הסדימנט .מדדנו ריכוזי מתאן (כולל ,)δ0/Cברזל מומס ,מנגן( DOC ,DIC ,כולל )δ0/Cוסולפיד בגלעין ובגלעין הביקורת .בעומק זה בשני הגלעינים ישנה עליה בריכוז המתאן עם הזמן למרות שריכוזיו נמוכים (מגיעים עד 111מיקרומולר) מהניסויים האחרונים שבוצעו בניסויי הגלעינים (איור 012א) .חישוב של קצב עלית המתאן לעמודת המים בגלעין (נפח עמודת המים שונה בין הגלעינים) בשלב הראשון דומה בשני הגלעינים ( )1.9μM*sec-1*cm-3אך לאחר הוספת הברזל קצב יצור המתאן קטן כמעט פי שניים בגלעין הניסויי לעומת גלעין הבקרה .בנוסף,הברזל הדו ערכי עולה עם הזמן בצורה משמעותית בגלעין הניסוי לעומת גלעין הבקרה (איור 012ב). Methane half cores experiment control addition of amorphic iron 30 25 20 15 10 5 )Methane (μM 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 )Time (day איור 012א :ריכוזי מתאן במהלך הניסוי מראה עליה בריכוז המתאן עם הזמן.המרובעים האדומים מתארים את ריכוז המתאן בניסוי בו הוספנו ברזל אמורפי .המעוינים הכחולים מתארים את ריכוז המתאן בגלעין הביקורת. 022 איור 012ב :ריכוזי ברזל מומס לאחר הוספה של ברזל אמורפי במהלך הניסוי מראה עליה בריכוז הברזל עם הזמן בגלעין אחד בניסוי.המרובעים האדומים מתארים את ריכוז הברזל המומס בגלעין בו הוספנו ברזל אמורפי .המעוינים הכחולים מתארים את ריכוז הברזל בגלעין הביקורת. מסקנות :ישנם מספר מ נגנונים שבהם תהליך המתאנוטרופיה באמצעות תחמוצות ברזל יכול להתרחש)0 : תהליך ישיר ) 2 ,שימוש בתחמוצות ברזל ליצירת חמצן גזי ושימוש בחמצן כמחמצן למתאן כתהליך חמצון אירובי ושימוש בגן )/ ,pmoAחיזור תחמוצות ברזל עם תרכובות גופרית ליצירת סולפאט ואז חימצון מתאן על ידי סולפאט (התהליך המוכר בסביבות ימיות) )1 ,אקטיביות מוגברת של מחזרי ברזל תוך ניצול של מימן אשר גורם לתהליך ההפוך של מתאנוגנזה .התוצאות החדשות עדיין לא שוללות אף מנגנון. על מנת לשלול3לאושש את אחד המנגנונים המוצעים מספר ניסויים מתוכננים להתבצע בעתיד בישראל ובקאלטק .איור 01/מראה ניסוי עם מתאן מסומן ( )0/CH4 and CDH3והוספת מוליבדט (מעקב חיזור סולפאט) .תוצאות ראשוניות מראות שחיזור FeSעל ידי סולפיד ובכך יצירה של סולפאט שישמש לAOM פחות סביר .תוצאה זו הולכת בד בבד מניתוח תוצאות הליפידים (תוצאות לא מוצגות כאן) אשר לא מראות דילול של הערכיים האיזוטופים של ארכיאוליים המייצגים את המתאנוטרופיים האנאירוביים. 02/ Addition of Fe(III), CDH3 5.0E-04 4.0E-04 4.0E-04 3.0E-04 3.0E-04 2.0E-04 2 1.0E-04 Addition of Molibdate, Fe(III),13CH4 5.0E-04 4.0E-04 CH4 [M] 5.0E-04 CH4 [M] CH4 [M] Addition of Fe(III), 13CH4 2 2.0E-04 3 20 Time [day] 30 40 0 10 20 Time [day] 30 23 0 40 10 20 Time [day] 30 40 Control with 13CH4 (no Fe(III)) Control (no Fe(III) no CH4) 8.0E-04 8.0E-04 7.0E-04 7.0E-04 6.0E-04 6.0E-04 5.0E-04 5.0E-04 CH4 [M] CH4 [M] 22 1.0E-04 0.0E+00 0.0E+00 10 2.0E-04 7 1.0E-04 0.0E+00 0 3.0E-04 4.0E-04 3.0E-04 21 2.0E-04 4.0E-04 4 3.0E-04 2.0E-04 1.0E-04 1.0E-04 0.0E+00 0.0E+00 0 20 Time [day] 40 60 0 20 Time [day] 40 60 ס"מ ומטה25 ריכוזי מתאן המשתנים עם הזמן בניסוי סלארי מסדימנט ים מאגם כנרת בעומק:א01/ איור 0 20 40 Fe(II) [μM] 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0 60 20 40 Control (no Fe(III), no CH4) 0 60 20 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 20 40 Time [day] 40 60 Time [day] Control with 13CH4 (no Fe(III)) Fe(II) [μM] Fe(II) [μM] 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 Time [day] Time [day] 0 Addition of Molibdate, Fe(III), 13CH4 Addition of Fe(III), CDH3 Fe(II) [μM] Fe(II) [μM] Addition of Fe(III), 13CH4 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 60 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0 20 40 60 Time [day] . ס"מ ומטה25 שינוי בריכוזי ברזל דו ערכי עם הזמן בסלארי מסדימנטים מאגם כנרת מעומק:ב01/ איור Beal EM, House CH, Orphan VJ (2009) Manganese- and iron- dependent marine methane oxidation. Science, 325, 184-187. Sivan O, Schrag D P, Murray RW (2007). Rates of metanogenesis and methanotrophy in deep-sea sediments. Geobiology, 5, 141-151. 021 1.1 הדינמיקה בהרכב האיזוטופים היציבים של צורוני החנקן תמי זילברמן ,איתי גבריאלי ,בעז לזר ועמי נשרי במימון רשות המים הידע הנוכחי על תהליכי מפתח ונתיבים עיקריים במחזור החנקן של הכנרת לוקה בחוסר משמעותי ביותר. לדוגמא ,האם מחסור בחנקן זמין הוא הסיבה לפריחות של אצות כחוליות מקבעות חנקן הנצפות מזה כ05- שנים בשלהי הקיץ? מהי החלוקה בין מקורות החנקן לכנרת ,הטבעיים (כמו מלחים מסיסים במי גשם, חלקיקים המרחפים באטמוספירה ,ומרכיבים שמקורם בקרקעות באזור הניקוז) לעומת האנטרופוגניים (כמו דשנים חקלאיים ,פסולת תעשייתית) .המחקר הנוכחי מתמקד בלימוד הדינמיקה בעמודת המים של הכנרת ,של צורוני החנקן האנאורגניים המומסים ,ניטראט ) ,(NO3-ניטריט ) (NO2-ואמוניום ) (NH3+והרכב האיזוטופים היציבים שלהם ( 15Nו .)18O-כימות המקורות והדינמיקה של הצורונים המומסים של חנקן במי הכנרת, והקשר שלהם לעונות השנה ולמחזור הלימנולוגי יאפשר לאפיין את הנתיבים העיקריים במחזור החנקן באגם. המחקר מבוצע על ידי דיגום מים וחמר מרחף באמצעות ספינה ,דיגום מקורות פוטנציאליים לכנרת וסביבתה ומדידות כימיות ואיזוטופיות במעבדות המכון הגיאולוגי בירושלים והמעבדה לחקר הכנרת. תוצאות ראשוניות העוקבות אחר השינויים בין דצמבר 2101לאוגוסט ,2100מראות כי ריכוז הניטראט עולה באופן רציף מדצמבר עד מרץ-אפריל (איור .)011עליה זו מיוחסת לתהליך ניטריפיקציה של אמוניום בעמודת המים המעורבבת והמחומצנת .באותה התקופה ריכוזי האמוניום יורדים לאפס (איור .)015מקור נוסף לעליה בריכוזי הניטראט בחודשי האביב הוא שטפי הנחלים המכניסים כמויות גדולות של ניטראט לכנרת בתקופה זו. במעבר לחודשי הקיץ ,ריכוזי הניטראט דועכים בהדרגה עד להיעלמותו בשלהי הקיץ (איור .)011אחת השאלות הפתוחות היא האם נתיב "ההעלמות" של הניטראט הוא צריכתו ע"י אצות המקבעות חנקן אורגני חלקיקי שחלקו שוקע לקרקעית ,או לחילופין דיפוזיה איטית של ניטראט אפילימנטי לאזורים מחוזרים (בשכבת המים התחתונה ובקרקעית) שם הוא עובר דניטריפיקציה .השינוי בריכוזי הניטראט מלווה בשינויים עונתיים בהרכב האיזוטופי של החנקן והחמצן בו .ערכי 15Nבחודשי החורף הם סביב ,6‰באביב הם עולים ל,~9‰ - ובקיץ ל– ( 10-11‰איור .)011 איור :011ערכי 15Nו 18O-בניטרט וריכוזו בפרופילי עומק בכנרת (תחנה )Aשנלקחו בין דצמבר 2101לאוגוסט .2100 025 איור :015ערכי 15Nבאמוניום וריכוזו בפרופילי עומק בכנרת (בתחנה )Aשנלקחו בין דצמבר 2101לאוגוסט .2100 כאמור ,בחודשי החורף חלה ניטריפיקציה של אמוניום ,תהליך המאופיין במקדם פרקציונציה שלילי () ,)ɛNH4+→NO3- ≈ (-5) to (-35כלומר ,הקלה של תוצר הניטראט ביחס למקור האמוניום .ואכן 15N ,באמוניום בחודשי החורף כבד בכ 15‰ -יחסית להרכב הניטראט (איורים .)015 ,011המקור הנוסף לניטראט בתקופה זו, כניסות של נגר עילי ,מאופיין בהרכב איזוטופי קרוב לזה הנמדד בניטראט בחודשי החורףδ15NNO3-(Jordan : .R.)=6‰במעבר לחודשי האביב ,ובהמשך גם לקיץ 15N ,הולך ומכביד .תהליך המאפיין הכבדה של הניטראט הוא דניטריפיקציה שלה מקדם פרקציונציה שלילי () ,)ɛNO3-→N2 ≈ (-16) to (-40כלומר ,הכבדה של הניטראט השארתי עם התקדמות התהליך. השינויים העונתיים בהרכב האיזוטופי של החמצן בניטראט הם משמעותיים מאוד .ערכי 18Oיורדים מכ- 10‰בחודשי החורף ל ~5‰ -בחודשי האביב ולאחר מכן המגמה מתהפכת וה 18O -עולה בהדרגה לשיא של כ ~20‰-בחודש יולי (איור .)011ההרכב האיזוטופי של חמצן בניטראט נקבע על פי היחס הבא ~3/1 :מחמצן אטמוספירי ~3/1 ,מהחמצן במים .ההרכב האיזוטופי של חמצן אטמוספירי ,18O O2(atm) = 23-30‰ :ההרכב האיזוטופי של חמצן במי הכנרת 18O H2O(Kinneret)~ -1‰ :וההרכב האיזוטופי של חמצן במי הירדן: .18OH2O(Jordan R.) ~ -7‰מכאן שההרכב האיזוטופי של חמצן בניטראט בחודשי החורף מעיד על ניטריפיקציה במי הכנרת .עם ההתקדמות לחודשי האביב 18Oיורד ,דבר המעיד על תרומה הולכת וגוברת של ניטראט שמקורו בנגר עילי בעל הרכב איזוטופי .18ONO3- (Jordan R.) =5.2‰ :במעבר לחודשי הקיץ 18Oשל הניטראט מכביד כתוצאה מתהליך הדניטריפיקציה המאופיין במקדם פרקציונציה שלילי עבור החמצן בניטראט ( ,)ɛ18ONO3-→N2=-8כלומר הכבדה של החמצן בניטראט השארתי. לסיכום ,ניתן לאפיין ולהסביר שינויים עונתיים בתפוצת צורוני החנקן באמצעות הרכבם האיזוטופי 18O .ו- 15Nבניטראט מצביעים על כך שהעליה בריכוזו בחודשי האביב מקורה בעיקר מכניסות של נגר עילי. בחודשי האביב חלק ניכר מהניטראט עובר דניטריפיקציה באפילימניון. 029 1.5 האם ניתן לשלוט בפריחות ציאנובקטריה קייציות ע"י אספקה מבוקרת של חנקן לאגם? אסף סוקניק ,אורה הדס ,עמי נשרי ,ריקי פנקס ,נחמה מלינסקי-רושנסקי ,דיתי וינר-מוציני ואדית ליבוביץ' במימון רשות המים הופעת האצה הכחולית אפניזומנון אובליספורום במאסף המינים של הכנרת בקיץ 0991מהווה נקודת מפנה חשובה בהרכב אוכלוסיות הפיטופלנקטון באגם .החל מקיץ 2110נוספה למצאי האצות בכנרת כחולית נוספת ,צלינדרוספרמופסיס רסיבורסקיי שיצרה פריחה קיצית מסיבית ב .2115הכחולית אפניזומנון נמצאה אפניזומנון כיצרנית של הרעלן צילינדרוספרמופסין ונוכחותה מהווה איום על איכות המים. וצלינדרוספרמופסיס כמו גם מינים אחרים של כחוליות מסוגלות לקבע חנקן אטמוספרי ( )N2ובכך להתגבר על תנאים בהם קיים מחסור בחנקן מקובע .בכנרת בחודשי הקיץ והסתיו ריכוזי החנקן האנאורגאני המומס ( )DINבאפילימניון נמוכים במיוחד ,אפיון המקנה לכחוליות יתרון סביבתי ברור בתנאים המגבילים התפתחות של אצות אחרות (סביבה ענייה בחנקן זמין) .אפניזומנון וצלינדרוספרמופסיס מסוגלים להתפתח וליצור אוכלוסייה יציבה שממדיה יקבעו על פי זמינות המשאב המגביל (זרחה במקרה זה) שכן זמינות החנקן האלמנטרי ( )N2במים אינה מוגבלת. במחקר זה נבחנת ההשפעה של הוספת חנקן ,בצורות ובמועדים שונים ,למי הכנרת ,על התפתחות אוכלוסיית האצות ועל האפשרות לצמצם את גודל האוכלוסייה של כחוליות מקבעות חנקן .הנחת העבודה היא שבתנאים מסוימים של הגברת זמינות החנקן תעוכב התפתחות כחוליות מקבעות חנקן ותתייצב אוכלוסייה של ירוקיות (או צורניות). בניסויי העשרה של מי כנרת במזינים שנערכו באביב ובקיץ ,נבחנה ההשפעה של תוספת חנקן (וזרחן) על אופי אוכלוסיית הפיטופלנקטון גודלה ומרכיביה המרכזיים .מתוצאות ניסויים אלו עולה שלאוכלוסיית האינוקולום (שמגיעה עם מי הכנרת) חשיבות בקביעת אופי המינים והתפתחות המין השולט בטיפולים השונים. אוכלוסייות הציאנובקטריה שבאינוקולום האביבי ,כמו אפניזומנון ומינים אחרים ,מסוגלות לקלוט חנקן מקובע ביעילות ולגדול ,אך לא הגיעו לכלל דומיננטיות .בתנאים אלו יוכלו הפרטים באוכלוסייה להגיב מהר למחסור בחנקן וליצר הטרוציסטים .לכן תוספת חנקן בחודשי האביב עלולה לעודד אוכלוסייה של ציאנובקטריה שתתפתח ועלולה להגיע לדומיננטיות בקיץ .לפיכך חשוב להפריד בין התפתחות ביומסה של כחוליות בעלות פוטנציאל לקיבוע חנקן לבין פעילות קיבוע החנקן עצמה ,שכן יכולה להתפתח ביומסה גבוהה מאד של כחוליות אלו גם ללא קיבוע חנקן .לציאנובקטריה מקבעות החנקן יתרון ברור בתנאים של ריכוזי זרחן נמוכים כפי שהראנו בעבר בניסויי מעבדה עם אפניזומנון ולכן צפויה דומיננטיות שלהם בתנאים אלו. האינוקולום הקייצי וההרכב הכימי של מי הכנרת בעונה זו אפשרו שליטה של צורניות ירוקיות ותפוצה נמוכה יחסית של ציאנובקטריה .תוצאות הניסוי הקייצי מעלות את האפשרות שתוספת מזינים מאפשרת התחזקות והתבססות של הצורניות והירוקיות על חשבון הציאנובקטריה .אוכלוסיית ציאנובקטריה בעלת פוטנציאל לקבוע חנקן נשמרה והתפתחה לכלל אוכלוסייה משנית רק בטיפול הביקורת ללא תוספת מזינים .תוצאות ניסוי זה מעידות על פוטנציאל שליטה באוכלוסיות הפיטופלנקטון ע"י תוספת ומניפולציה של מזינים אולם התוצאה הסופית של מהלך זה אינה מוגדרת ותלויה באינוקולום ההתחלתי. 025 השפעה של האינוקולום על תוצאות מהלך העשרה בנוטרינטים נבחנה בסדרה של ניסויי מעבדה בהם האינוקולום היה מוגדר והורכב ממספר מוגבל של אוכלוסיות מעבדתיות .בניסוי שבוצע על בסיס מי כנרת מסוננים שנאספו מהאגם בספטמבר 2100נמצא יתרון ברור לזן מעבדתי של כלורלה על פני זן מעבדתי של אפניזומנון .בשל הכשל של אוכלוסיית האפניזומנון להתפתח ולגדול בתנאי הניסוי (כולל בתרביות בו אפניזומנון היה מין יחיד בתרבית) ,נדרשת זהירות בהסקת מסקנות בכל הנוגע ליצירת תנאים מועדפים להתפתחות ירוקיות בעקבות העשרה בחנקן .ואכן בניסוי נוסף שנערך והתבסס על מצע מעבדתי ומזרע של אפניזומנון והירוקית מוגושיה נמצא שתוספת חנקן לא מעודדת את התפתחות הירוקית אלא את ההתפתחות המהירה של אפניזומנון הנתמכת בתכולה תאית ראשונית גבוהה של זרחן ויכולת מהירה ליצירה של הטרוציסטים וקיבוע חנקן .בתנאים אלו נמצא שתוספת חנקן ממקורות שונים דווקא גורמת להתחזקות ציאנובקטריה מקבעות חנקן ולא של ירוקיות. 1.9 שונות רב שנתית ומרחבית של פריחת הפרידיניום והשפעתה על יציבות המערכת אסף סוקניק ,עמינדב נשרי ,תמר זהרי וג'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 החל מ 0995הדירות 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 בכנרת 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 ו3או 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 משניים המופרשים על ידי האוכלוסייה הדומיננטית ומשמשים לתקשורת בין פרטי האוכלוסייה לתיאום מצבה הפיסיולגי ותגובותיה לסביבה .במחקר זה פעלנו לזיהוי וכימות הגורמים הסביבתיים והביולוגיים המשפיעים על הפריחה העונתית של פרידיניום בכנרת ,ולהגדרת הסיבות לתנודתיות הרב-שנתית באירועי הפריחה האביבית .להלן עיקר המסקנות העיקריות של המחקר ומספר שאלות שנותרו בגדר מודל אפשרי הנתמך בעקיפין ע"י ממצאי המחקר. מחזור החיים ופריחה של פרידיניום בכנרת מאז 0991הפריחה האביבית של פרידיניום אינה סדירה .העדר פריחה או פריחה מוגבלת (ביומאסה מרבית קטנה מ 011ג' למ"ר) נרשמה בשנים .2100 ,2101 ,2119 ,2110 ,2115 ,2115 ,2110 ,2111 ,0995 ,0999פריחה 020 ממוצעת (ביומאסה מרבית בין 011ל /11ג' למ"ר) נרשמה בשנים .2115 ,2112 ,0999פריחה מסיבית (ביומאסה מרבית מעל /11ג' למ"ר) נרשמה בשנים 2111 ,211/ ,0995 ,0991ו .2102 מניתוח הנתונים הרב שנתי עולה קשר נסיבתי בין עוצמת השיטפונות בחורף ועליית המפלס בעקבות שיטפונות החורף והפריחה האביבית של הפרידיניום .קשר זה מתקיים רק החל משנת 0995ורק בשנים בהם הזרימה השנתית עולה על 111-511מלמ"ק. לנגר החורפי ,המגיע לכנרת מאגן החולה ,תרומה להצלחת הפריחה של הפרידניום .למרכיבים הכימיים של הנגר ובעיקר להרכב וריכוז יסודות הקורט תרומה רבה להתפתחות הפרידיניום .בהקשר זה נמצא חיזוק נוסף לתרומה ייחודית של סלניום לפריחה האביבית של הפרידיניום בכנרת .לשיטפונות המגיעים מאגן החולה תרומה מהותית להתפתחות פריחת הפרידיניום .מקור מים זה עשיר ביסוד הסלניום החיוני לגידול פרידיניום. ריכוז גבוה יחסית של סלניום נמצא גם בשיטפונות נחל עמוד .בנגר מהחולה מהירדן ומנחלים נוספים כמו נחל עמוד נימצא ריכוז גבוה יחסית של חומר אורגני מסיס ( .)DOCהתרומה של מרכיב זה לגידול הפרידיניום 0/ אינה ברורה .ניסויי מעבדה שבחנו שאלה זו בעזרת אספקה של חומרים אורגניים מוגדרים המסומנים בC- הראו קליטה ברורה של אצטאט וגלוקוז למרכיבים השומניים של תאי הפרידיניום .הקליטה של גלוקוז בחושך מעלה את האפשרות לקיום מנגנון קליטת סוכרים שאינו דורש אור או קיום של תהליך הפוטוסינתזה. על בסיס תצפיות ומעקב אחר התפתחות אוכלוסיית הפרידיניום בחורף אביב 2102אנו מציעים מודל כללי המתאר את הגורמים הסביבתיים המעורבים בהצלחת אוכלוסיית הפרידיניום ומביאים אותה לכלל פריחה ודומיננטיות .המודל מבוסס על גופי קיימא ,הצפה של חופים ,בהם התפתחה צמחיית גדות ,במי ירדן הנושאים מזינים מסוגים שונים .על פי מודל זה ,שנקרא "מודל המדגרה" ,עיקר נביטה של גופי הקיימא והתפתחות אוכלוסיית הפרידיניום היא באתרי הבטיחה ומשם האוכלוסיה המתפתחת נשטפת אל האגם בעקבות אירועים שיטפוניים עוקבים .להלן השלבים המתוארים במודל (איור :)019 • נביטה של ציסטות והתפתחות ראשונית של אוכלוסיית הפרידיניום מתקיימת בחופי צפון הכנרת ובעיקר באזור הבטיחה .במהלך הקיץ חלה ירידה במפלס האגם והתפתחות צמחיה חופית (איור 019א) • עליית המפלס מביאה להצפה של אזורי חוף שנחשפו עם ירידת המפלס בקיץ ובהם ממתינים תאי קיימא (ציסטות) של פרידיניום שנוצרו בעונות קודמות (איור 019ב). • ציסטות יכולות לשמור על יכולת נביטה לאורך שנים ולכן גם אם בשנה קודמת לא היתה פריחה של פרידיניום "בנק" הציסטות מהווה מאגר מספק לנביטה מחודשת בהינתן התנאים המתאימים. • נביטת הציסטות וחלוקות ראשונות של התאים הנובטים נתמכת ע"י מזינים המגיעים עם מי הירדן (איור 019ג) אך גם עם זרימה שטפונית בנחלים אחרים (כמו נחל עמוד) שזרימתם מצומצמת יחסית בכמות ובזמן. • ניטראט וזרחה כנוטרינטים עקריים מגיעים עם שטפונות החורף הנושאים גם מזיני קורט כמו סלניום שמקורו באגן החולה .התרומה של הנחלים האחרים בנוטרינטים ויסודות קורט מצומצמת יחסית ויכולה להיות מוגבלת לאזור מסוים. • התפתחות הציסטות מואצת באזורים מוצפים כמו הבטיחה ,שכן באזורים אלו מיהול מי הירדן במי הכנרת אינו מלא והזרימה איטית .אזורים אלו עשירים בצמחית חוף שבתנאים אלו הופכת לצמחיה מוצפת. כתוצאה מכך זמן השהות של המים ארוך יחסית ומאפשר לתאים הנובטים לקיים מספר חלוקות עד אשר מערכת גשם חדשה נכנסת לאזור והזרימה השיטפונית בירדן מתחדשת ושוטפת חלק מהאוכלוסיה שהתפתחה במדגרה אל האגם (איור 019ד). 029 • במצב זה של חידוש הזרימה השיטפונית ,גם האזורים המוגנים (סטגננטים) קולטים מים נוספים והאוכלוסייה שהתפתחה נשטפת אל האגם תוך שהיא נמהלת שוב עם מי ירדן שמספקים מנה נוספת של נוטרינטים ובכך מתאפשרות חלוקות נוספות של תאי הפרידיניום וגידול האוכלוסייה. • מיהול ושטיפה של אוכלוסיית הפרידיניום שהתפתחה באזורים המוגנים אל האגם מתאפשרת גם ע"י גלי שטח הנוצרים כתוצאה ממשטר רוחות עונתי. על פי מודל זה התפתחות הפריחה האביבית של פרידיניום תלויה בכמות ותזמון הזרימה החורפית (שיטפונות) אך המודל אינו מסביר מדוע מאז 0991הפריחה האביבית אינה מתקיימת כסידרה ,ומאז בשנים רבות ריכוז אוכלוסיית הפרידיניום מצומצם .מרבית השנים בהם הפריחה מוגבלת או חסרה הן שנים של ירידה רציפה של מפלס האגם .בתנאים אלו יש חוסר באזורים סטגננטים מוגנים וגם אזור הבטיחה המהווה על פי המודל, "המדגרה" של אוכלוסיית הפרידיניום ,מצומצם בשטחו. יתר על כן ,מאז הפעלת האגמון ואזור החולה כאגן ניקוז המופרד ברוב חודשי השנה מהירדן ,רק באירועי גשם חריגים ורציפים מים מאגן ניקוז זה זורמים לירדן ולכנרת .לפיכך התרומה הסגולית של אזורי הכבול להתפתחות אוכלוסיית הפרידיניום ,קרי אספקה של נוטרינטים ובעיקר סלניום ,היא מוגבלת .היחידה הגיאוגרפית של אזור החולה תומכת בפריחת הפרידיניום באגם רק בשנים גשומות מאד או בעקבות אירועי גשם דחופים .רק במקרים אלו צפויה פריחה על פי המודל שהוצע לעיל. היבטים אקופיסיולוגיים של הפיזור המרחבי של הפרידניום בכנרת. לפרידיניום כמו לאצות אחרות מקבוצת הדינופלגלטים שני שוטונים המקנים לו כושר שחיה והתאמה של מיקומו במרחב .שחיית הפירידניום מכוונת לאור ובמהלך שעות היום האוכלוסייה מתרכזת בשכבת מים צרה יחסית קרוב לפני המים בה התאים נחשפים לעוצמות אור אופטימליות .בשעות אחר הצהריים ובלילה האוכלוסייה שוקעת לשכבות מים עמוקות יותר. תגובת השחייה לאור ומהירות השחייה נבחנו בתנאי מעבדה .בעזרת מערכת מיקרוסקופ חדישה שנקלטה במעבדה לחקר הכנרת ובה יכולות לצילום ב"חושך" (שימוש בתאורה בתחום ה IRהקרוב ,)750-850 nmנמצא שתאי הפרידיניום ממשיכים בשחיה גם בחושך אך ללא כיוון מוגדר .נמצא שתאים ששהו בחושך מגיבים לאור לבן ע"י הגברת מהירות השחייה עד להשגת מהירות מרבית והכוונת השחייה למקור האור .מהירות השחייה דועכת מעט בהמשך החשיפה לאור אך נשמרת מהירות שחיה גבוהה יחסית של כ 211מיקרומטר לשנייה. שאלה נוספת בהקשר של שחיית הפרידיניום נשארה בשלב זה לא פתורה :האם השחייה של פרידיניום מכוונת למקורות מזון (נוטריינטים אי-אורגניים ,חנקה3זרחה או חומר אורגני) ,תהליך המוכר ככימוטאקסיס? 0/1 איור :019תיאור סכמתי של פריחת הפרידניום בכנרת על פי מודל המדגרה .א .במהלך הקיץ חלה ירידה במפלס האגם והתפתחות צמחיה חופית .ציסטות (גופי קיימא) של פרידיניום ממתינות באזור "המדגרה" .ב .שיטפונות ראשונים בחורף מביאים לעליית המפלס להצפה של אזורי חוף ,שנחשפו עם ירידת המפלס בקיץ ,ובהם תאי קיימא של פרידיניום .ג. נביטת הציסטות וחלוקות ראשונות של התאים הנובטים נתמכת ע"י מזינים המגיעים עם מי הירדן לאזורי ה"מדגרה" .ד. אזורי ה"מדגרה" עשירים בצמחיה שבתנאים אלו הופכת לצמחיה מוצפת .זמן השהות של המים ארוך יחסית ומאפשר לתאים הנובטים לקיים מספר חלוקות עד אשר מערכת גשם חדשה נכנסת לאזור ה"מדגרה" והזרימה השיטפונית בירדן מתחדשת ושוטפת חלק מהאוכלוסיה שהתפתחה במדגרה אל האגם .האוכלוסיה שנותרה ב"מדגרה" מתחדשת ובהמשך שוב נשטפת לאגם. 1.5 האם האצה הירוקית Mougeotia sp.צפויה להחליף את פריחות הפרידיניום בכנרת? אורה הדס ,ריקי פנקס ,נחמה מלינסקי-רושנסקי ,דיתי וינר-מוציני ,תמר זהרי ואסף סוקניק במימון רשות המים בשני העשורים האחרונים אנו עדים למגמת שינוי בתבנית האופיינית של הרכב מיני הפיטופלנקטון בכנרת יחסית לתקופה של שנות השבעים והשמונים .היציבות העונתית שהתקיימה בעבר במשך כ 25 -שנה ,הופרה החל משנת .0991מאז ,ההופעה השנתית הקבועה והסדירה של פריחות הפרידיניום נעלמה ,הפרידיניום פרחה כמעט רק בשנים ברוכות משקעים ,ברוב השנים האחרות לא הופיעה כלל ועל מקומה התחרו אצות אחרות. כך לדוגמה ב 2115במקום הפרידיניום נצפתה בחודשי האביב פריחה מסיבית של הירוקית החוטית sp. ( Mougeotiaלהלן :מוגושיה) ,מין פולש שמאז שנת 2111נמצא במי כנרת בעונות שונות .ב 2115-פריחה של המוגושיה הגיעה לשיא ביומסה של 050גרם למ ,2והוכיחה את פוטנציאל החדירה וההתבססות של אצה זו בהיעדר הפרידיניום .ב 2101 -המוגושיה נצפתה בכל עמודת המים האפילימנטית לא רק באביב אלא גם בקיץ ובסתיו והגיעה לשיא עם כ /111פילמנטים למל' וביומסה של 00/ג' למ 2בדצמבר .ב 2102-התפתחה פריחת 0/0 פרידיניום החל מינואר עם מקסימום ביומסה של /05גרם למ 2במאי .כל עוד הפרידיניום פרחה הביומסה של המוגושיה היתה קטנה ,אך החל מחודש יוני עם דעיכת הפרידיניום נצפיתה מוגושיה במספרים גבוהים בעמודת המים שבין 1ל 01מ' עם שיא של כ 2591 -2150פילמנטים למל' באוגוסט. מטרת המחקר ללמוד את הפיסיולוגיה של המוגושיה ואת יחסי הגומלין בינה לבין הפרידיניום. ניסויים בשנת 2102 א .אגם .0ניטור מוגושיה ופרידיניום באגם (ראו פרק :2.5אוכלוסיות הפיטופלנקטון) .2נבדקה פעילות האנזים אלקליין פוספטז כמאבחן של עקה לזרחן ב .במעבדה .0גידול מוגושיה במצעים שונים– SCM :מצע לאצות ירוקיות – BG ,מצע לאצות כחוליות וגידול במצע לינדסטרום – בו מגדלים פרידיניום בתרבית (על מנת לבצע ניסויי תחרות). .2גידול מוגושיה בטמפרטורות שונות בתרביות מעבדה כחלק מלימוד התכונות האקופיסיולוגיות המאפשרות גידול כה מוצלח של המוגושיה באגם. ./ניסויי תחרות בין מוגושיה ופרידיניום בתרביות מעבדה. א .ניטור מוגושיה ופרידיניום באגם. שנת 2102התאפיינה בפריחה מסיבית של פרידיניום .במאי הממוצע החודשי של ביומסת הפרידיניום הגיע ל /05גרם למ 2כשכלל הביומסה הייתה /99גרם ל .2ביומסת הירוקיות (אליהן שייכת המוגושיה) הייתה /.1גרם למ .2עם הדעיכה של הפרידיניום ביוני (הביומסה יורדת ל 10גרם למ ,)2כתוצאה משחרור של תוצרי הפרוק למים יש עליה בירוקיות ובכחוליות ( 09ו 01.9גרם למ ,2בהתאמה) .העלייה בביומסה מתבטאת בעלייה דרמטית בפעילות האנזים אלקליין פוספטז (איור )015שהוא אנזים הידרוליטי המפרק אורגנו אסטרים של זרחן שמקורם בפרידיניום ומשחרר זרחן הנצרך על ידי המוגושיה שמגיעה לכ 111 -פילמנטים למל' בעוד שרק עשרות בודדות של ציאנובקטריה נצפו בחלק המואר של עמודת המים. המסקנה :כל עוד יש פריחה מסיבית של פרידיניום היא מהווה (בשיא הפריחה) מעל 95%מהביומסה של הפיטופלנקטון .רק לאחר דעיכת הפריחה של הפרידיניום המוגושיה (ירוקית) ומיד אחריה הציאנובקטריה החוטיות יכולות להרים ראש. 0/2 Alkaline phosphatase activity 2012 algae 3000 2000 1000 nmol MU l-1 h-1 bacteria 4000 0 D N O S M A M J J A month J F איור :015פעילות האנזים אלקליין פוספטז במי כנרת בשנת ( .2102ממוצע לעומקים 0-01מ'). ב .במעבדה א .במסגרת לימוד התכונות האקופיסיולוגיות של המוגושיה :ניסויי גידול בטמפרטורות שונות. תרבית של מוגושיה גודלה במעבדה ,במצע ,BG 11בתנאי טמפרטורה שבין .21 – /5oCהנסויים בוצעו בתנאי הארה של 51מיקרומול פוטון למ 2לשניה .גידול המוגושיה בטמפרטורות השונות מבוטא כעליה בריכוז כלורופיל במיקרוגרם לליטר וכעליה בריכוז החלבון במיליגרם לליטר .התוצאות באיור .010 160 12000 20 30 35 4000 0 40 30 20 days 10 0 Chl µg L-1 25 8000 120 80 40 Protein mg L-1 16 19 24 28 33 0 30 10 20 0 days איור :010גידול מוגושיה בטמפרטורות שונות .מימין – הגידול מבוטא כעלייה בריכוז הכלורופיל .משמאל -הגידול מבוטא כעליה בריכוז החלבון. מסקנה :טמפרטורת הגידול המיטבית למוגושיה היא בין ( 20-33oCעל פי העלייה בחלבון) ,אך מאחר והכישורים הפוטוסינתטיים נקבעים על פי הכלורופיל כדאי לגדלה בין .20-28 oCמה שמעניין שהגידול המיטבי לפי מדד הכלורופיל הוא ב ,20oCהטמפרטורה המיטבית לגידול פרידיניום ,ומכאן ניתן להסביר את הפריחה 0// של המוגושיה באביב 2115כשהחליפה את פריחת הפרידיניום .אך בניגוד לפרידיניום שבטמפרטורות שמעל 25oCדועך ,למוגושיה יש מרחב תמרון וורסטיליות בטווחי טמפרטורה רחבים יותר. ב .ניסויי תחרות בין מוגושיה ופרידיניום בתרביות מעבדה בצענו ניסויי גידול במצע לינדסטרום 0xבתוספת של מזרע של פרידיניום ,מוגושיה או שתי האצות יחד. המצע הכיל תוספות של זרחן ושני צורוני חנקן (אמוניה ו3או ניטראט) כמפורט בטבלה ,21סה"כ 0טיפולים שונים .הפרמטרים שנבדקו :כלורופיל כמדד לגידול ,ריכוזי נוטריאנטים בפרקי זמן של זמן ( 1תחילת הניסוי), כעבור 5ימים ( )T7ו כעבור 01יום ( .)T14תוצאות הגידול בזמנים השונים (כלורופיל כמדד) ניתנות באיור .019 טבלה :21מטריצת הטיפולים השונים לגידול מוגושיה ,פרידיניום ושתי האצות יחד במצע לינדסטרום 0xבתוספות שונות של חנקן וזרחן (בכל טיפול /בקבוקים .0 :פרידיניום .2מוגושיה ./פרידיניום +מוגושיה) אמוניהN - _ ניטראטN - _ זרחן _ + _ _ _ + _ + _ + + + _ _ + + _ _ + + + + בקבוק # .0פרידיניום (פרי) .2מוגושיה (מוג) ( ./פרי)( +מוג) .4פרידיניום (פרי) .5מוגושיה (מוג) ( .6פרי)( +מוג) 7, 8, 9 10, 11, 12 13, 14, 15 16, 17, 18 19, 20, 21 22, 23, 24 איור :019ריכוזי כלורופיל (מדד לגידול) בבקבוקי ניסוי שהכילו מוגושיה ,פרידיניום ואת שתי האצות יחד במצע לינדסטרום עם תוספות שונות של חנקן וזרחן (ראה טבלה )21בפרק זמן של 01יום. 0/1 במצע לינדסטרום x1ללא תוספת נוטריאנטים ,האצות שמרו על ריכוזי כלורופיל כמו בזמן ( T0בקבוקים .)0-/ תוספת של /11מיקרוגרם לליטר אמוניה (בקבוקים )1-9התבטאה בעליה בכלורופיל ,הן בפרידיניום והן במוגושיה בזמנים T7ו ,T14-אך המוגושיה משלשת את הגידול ,וכמעט כל האמוניה נצרכת כעבור 5ימים. בתוספת של 911מיקרוגרם לליטר ניטראט (בקבוקים ,)5-9המוגושיה מנצלת את הניטראט ומכפילה את הגידול עם ערכי כלורופיל של 090מיקרוגרם לליטר בהשוואה ל //מיקרוגרם לליטר בזמן ( 1בקבוק .)0 כששתי האצות יחד (בקבוק )9יש עלייה בריכוזי הכלורופיל והניטראט נצרך ויורד מ כ 911 -מיקרוגרם בזמן 1 ל 22מיקרוגרם לליטר ב .T01שתי האצות משתמשות בנוסף לאמוניה גם בניטראט .בתוספת של זרחן ללא חנקנים (בקבוקים ,)0/-05כמעט ואין גידול עם הזמן במוגושיה ,ויש קצת גידול של הפרידיניום (השווה לבקבוקים .)0-/בבקבוק שהכיל מוגושיה בלבד (בקבוק )01לא היתה קליטת זרחן כלומר ללא חנקן אין קליטת זרחן על ידי המוגושיה .הפרידיניום כן משתמשת בזרחן .בתוספת של אמוניה וזרחן (בקבוקים )09-00הגידול מתאושש שתי האצות גדלות בהשוואה לבקבוקים בהם מצעי הגידול ללא חנקן ,אך הגידול אינו מקסימלי וייתכן ונובע מהגבלה בחנקן כי כבר ב T7אין אמוניה במצע הגידול כלומר נצרכה על ידי האצות .בתוספת ניטראט (בקבוקים ,)09-20שהוסף בריכוזים כפולים מהאמוניה (חיקוי לריכוזי אגם) ,הניאראט נצרך על ידי שתי האצות ,הפרידיניום והמוגושיה ,ומביא להאצה בגידול .בתוספת של שני צורוני החנקן והזרחן קבלנו גידול מקסימלי בפרידיניום (בקבוק )22במוגושיה (בקבוק )2/וכן כששתי האצות יחד (בבקבוק .(21יש לציין שבמצע עדיין נותר ניטראט אך כל האמוניה נצרכה .חשוב לציין ששתי האצות ,כשגודלו יחד באותו הבקבוק, מצליחות לגדול בפרק הזמן של 01יום שבו הניסוי נמשך .שתי האצות משתמשות בניטראט מה שמסביר את נוכחותן בחורף ובאביב באגם .מאחר והמוגושיה בניגוד לפרידיניום יכולה לגדול גם בקיץ וגם בסתיו היא מבססת את עצמה כאחד ממיני הירוקיות העיקריים באגם למרות היותה מין פולש. 1.0 פיתוח יכולות DNAברקוד למיני הפיטופלנקטון בכנרת רות נ .קפלן-לוי ,יעל בנימיני ,אלה אלסטר ותמר זהרי במימון המשרד לאנרגיה ומים ,ותשתיות מדעיות ממשרד המדע היכולת לזהות ולקרוא לאורגניזם בשם הוא נדבך חשוב בהבנתינו ויכולתינו לשמר את המגוון הביולוגי הקיים בעולמינו .ברקוד של דנ"א הינה דרך ליצירת תוית לאורגניזם בהתאם לרצף גן ספציפי בגנום שלו .אולם חסך בידע טקסונומי לעיתים גורם לטעויות חמורות בזיהוי אורגניזמים בכלים מולקולארים בלבד .הפיטופלנקטון בכנרת הינה קבוצה של מיקרואורגניזמים מימיים המאופיינים היטב מורפולוגית ,לכן קבוצה זו הינה מועמדת מצויינת לשימוש בברקוד .אנו בחרנו להשתמש ברצפים משני מקטעים בגנום כאשר הראשון הינו מקטע מהגן rbcLהמשמש לזיהוי הסוג והמקטע השני נפרש על פני rDNA-ITS1המאפשר להבחין בין מינים קרובים אבולוציונית .בפרוייקט זה ניצור בסיס נתונים אשר יעמוד כלבנת ידע ראשונה עליה ניתן לבנות מחקרים רבים נוספים ,תוך מניעת טעויות עתידיות וזיהוי מהיר ומדוייק של הפיטופלנקטון .בסיס נתונים זה ישמש כדוגמא להמשך הברקוד של מיקרו-אורגניזמים מקבוצות טקסונומיות שונות ומיקומים גיאוגרפיים נוספים. מטרות המחקר .0 :לפתח כלים ליצירת ברקוד דנ"א של מיני הפיטופלנקטון הקיימים בכנרת (כ;)211- . 2יצירת בסיס נתונים של רצפי דנ"א נגיש באינטרנט ,להשלמה ושדרוג שיטת הזיהוי המשמשת היום של מיקרו-אצות בכנרת. משימה – 0בידוד מיני פיטופלנקטון מהכנרת 0/5 החל מינואר 2102חומר חי לבידוד מינים שונים של פיטופלנקטון מהכנרת נדגם אחת לשבוע בתחנה ,A שבמרכז האגם .דגימות נוספות נלקחו מדי פעם מתחנות חופיות כגון חוף חוקוק וטבחה .הדגימות נלקחו מעומק של 1-0מ' בעזרת רשת לאיסוף פיטופלנקטון ( 21מיקרון) .הדגימות הטריות נבדקו ,בוצע זיהוי לרמה של סוג3מין וצילום במיקרוסקופ אולימפוס .מים מהדוגמאות החיות ( 011 - 51מיקרוליטר מכל דוגמה) פוזרו בצלוחיות אגר 0.5%עם מצע BG-11כפול או מצע .SCMx2הצלוחיות עברו אינקובציה במשך 2-1שבועות בטמפרטורה של 25oCותנאי תאורה רציפה בעוצמה של כ 51 -מיקרומול-קוונט3שנייה .זני אצה הנראים לעין הועברו לצלוחיות אגר חדשות סטריליות וגודלו באותם התנאים .עבור מינים נדירים או קשים לגידול בידדנו 21-51תאים כאשר כל תא הוכנס למבחנה נפרדת לשם ביצוע .single-cell PCRהתאים בודדו בשיטת המיקרומניפולציה ושומרו בהקפאה ב.-80 oC - משימה – 2אמפליפיקצית רצפי הדנ"א של הגנים rbcLו – ITS1 דנ"א גנומי מ 22אצות ירוקיות וחמישה אצות כחוליות שבודדו הופק בשיטת ).Edwards, et al. (1991 יעילותה של הפקת הדנ"א הגנומי נמדד ספקטראלית בעזרת .nanodropהוחלט לקחת 0µlדנ"א כתבנית לריאקציית ,PCRעם פריימרים דגנרטיביים לאמפליפיקצית הגן ( rbcLטבלה )20תוכנית ה PCRהינה כדלקמן: שלב ראשון Cº95 :למשך /דקות; שלב שני /5 :מחזורים של Cº95למשך 15שניות Cº15 ,למשך /1שניות ו Cº52למשך דקה; שלב שלישי Cº52למשך 5דקות ולסיום .Cº09עם סיום התוכנית 01%מתוצר ה PCRנבדק באלקטרופוריזה ,על ג'ל אגרוז ,0%כאשר הפרגמנט הצפוי הוא באורך של כ 011בסיסים .הפקות הדנ"א שימשו גם להגברת המקטע rDNA-ITS1תוך שימוש בפריימרים ספציפיים לאוקריוטים או פרוקריוטים. במקרה זה מדובר על מקטע ארוך של כ 2911בסיסים ומעלה. טבלה :20רצפי הפריימרים המשמשים להגברת מקטעי הדנ"א. שם המקטע המוגבר rbcL 18S rDNA-ITS1 19S rDNA-ITS1 שם הפריימר KLL-595f KLL-1385r NS1 ITS4 pA B23S רצף 5’-GAYTTMACTAARGAYGAYGA 5’-TCGAAMTTKATTTCTTTCCA 5’- GTAGTCATATGCTTGTCTC 5’- TTCCTCCGCTTATTGATATGC 5’- AGAGTTTGATCCTGGCTCAG 5’- CTTCGCCTCTGTGTGCCTAGGT ספרות ()Giri et al., 2004 )(White et al., 1990 ()Rajaniemi et al., 2005 משימה – /שיבוט וריצוף מספר רצפי דנ"א מה 16S rDNA-ITS1רוצפו והמידע קיים במעבדתינו מפרוייקטים קודמים .כגון של האצות הכחוליות. Cylindrospermopsis raciborskii, Aphanizomenon ovalisporum : תוצרי ה PCRמהאצות נוקו ושובטו לתוך pGEM®-T Easy Vectorאל תוך .E. coli JM109מושבות E. coli המכילות את הפלסמיד עם המקטע הרצוי נבדקו ע"י PCRאו חיתוך אנזימתי .מושבות חיוביות נלקחו לגידול על מנת להגביר את כמות הפלסמיד .הפלסמידים שהופקו מהחיידקים נשלחו לריצוף לחברה חיצונית .המידע שהתקבל מהריצופים עובד בעזרת תוכנת BioEditוהרצפים אוגדו למסמך אחד בתרם הגשתם לבסיס הנתונים הבין-לאומי .GeneBank למין פיטופלנקטון אחד ברצונינו לרצף לפחות שלושה שיבוטים שונים של אותו מקטע דנ"א .לאחר הפקדת הרצפים בבסיס הנתונים ,כל רצף מקבל מספר ) (accession numberאותו נעדכן בקטלוג האינטרנטי של 0/9 המיקרו-אצות בכנרת .עד כה בודדו 55מינים מהכנרת ( /9ירוקיות 01 ,כחוליות / ,צורניות / ,דינופלגלטים0 , קריפטופיטה) .לכל מין אנו מרצפים /העתקים של אותו מקטע דנ"א .עד כה רוצפו כ 91רצפים ממיני הירוקיות וכ 21מהאצות הכחוליות. Edwards, K., Johnstone, C., Thompson, C. (1991). A simple and rapid method for the preparation of plant genomic DNA for PCR analysis. Nucleic Acids Research 19(6): 1349. 1.9 כיטרידים ופירוק אוכלוסיות הפיטופלנקטון אסף סוקניק ,אורה הדס ,דיתי וינר-מוציני ורות קפלן-לוי במימון משרד המדע והטכנולוגיה אוכלוסיות הפיטופלנקטון ,היצרנים הראשוניים שבסביבה המימית ,מאופיינות במחזורי פריחה והעלמות המשקפים במידה רבה את ההתאמה של האוכלוסייה הדומיננטית לתנאי הסביבה בזמן נתון .בעוד שהחשיבות של תנאים אביוטיים מגוונים (טמפרטורה ,אור ,הסביבה הכימית וזמינות נוטרינטים) ,לדינמיקה של פריחות והעלמותן ,הוגדרה ומשמשת לחיזוי פריחות פיטופלנקטון והתפרקותם ,החשיבות של גורמים ביוטיים לא נחקרה עד תום .מחקר זה מתרכז בהשפעה של פיטריות מקבוצת הכיטרידים על אוכלוסיות הפיטופלנקטון בכנרת .המחקר מבוצע במסגרת פרויקט רחב המשלב מספר קבוצות מחקר ומתמקד בתהליכים הביוטים המביאים לקריסה של אוכלוסיות הפיטופלנקטון של הכנרת. המטרה העיקרית של מחקר זה היא לזהות ולכמת את תפקיד הכיטרידים כטפילים וכמפרקים ( )saprobesשל פיטופלנקטון בכנרת .ב 2102המחקר התמקד בשתי משימות ספציפיות )0 :הערכת היקף התופעה של נגיעות אצות הכנרת בכיטרידים ,זיהוי מיני פיטופלנקטון הנגועים בכיטרידים; )2מעקב אחר היקף נגיעות האצות בכיטרידים במרחב הכנרת ובעונות השנה השונות. זיהוי כיטרידים בדגימות כנרת מתבצע על ידי יישום של צבע פלואורסנטי ) (Calcofluor White CFWאשר נקשר לכיטין ובהארה באור UVפולט פלורוסנציה כחולה .אצות מדגימת מים שנאספו מהכנרת במועדים שונים רוכזו על פילטר ולאחר צביעה ב CFWנבדקו תחת מיקרוסקופ פלורוסנטי .תאי אצות שהודבקו על ידי כיטרידים מאופינים במבנים כדוריים (גופי הפרי sporangium -של הכיטריד) הצמודים לדופן התא וצבועים חיובית ב ( CFWפלורוסנציה כחולה) .באיור 001מוצגות אצות מדגימות כנרת נגועות בכיטרידים. 0/5 C - Peridiniopsis A - Peridinium gatunense D - Closterium B - Mougeotia F - Closterium E - Ankistrodesmus איור :001אצות כנרת נגועות בכיטרידים .תא הפרידיניום מציג נגיעות גבוהה ביותר של כיטרידים עם מספר רב של גופי פרי .גופי הפרי של הכיטרידים הקשורים לפרידיניופסיס הם בעלי מימדים חריגים ואילו גופי הפרי התוקפים ירוקיות ממינים שונים הם קטנים יחסית ובעלי דופן צפופה (פלורוסנציה חזקה) .במקרים מסוימים ניתן להבחין בריזואידים החודרים את התא המודבק ,לדוגמה .F – Closteriumהקו האופקי בכל איור מיצג קנה מידה של 21מיקרומטר. במקרים מסוימים ניתן להבחין בריזואידים של גופי הפרי (גם הם צבועים ב CFWומאופיינים בפלורוסנציה כחולה – איור .)F001המדגמים שמופ יעים באיור כולם אצות כנרת ממועדי דיגום שונים .ניתן לראות הבדלים מורפולוגים ברורים במבנה גוף הפרי בין הכיטרידים המדביקים תאי פרידיניום לבין אלו המדביקים Mougeotia ,Closteriumאו .Ankistrodesmusרמת הנגיעות של תא בודד משתנה ובמקרים רבים ניתן היה לזהות תאים עם מספר רב של גופי פרי עליהם. פוטנציאל ההדבקה בכיטרידים של האצות בדגימות מים מהכנרת הוערך על פי העליה בתפוצת הפרטים הנגועים לאחר אינקובציה של דגימת מים בתנאי חושך ובטמפרטורה קבוע במעבדה למשך /יממות .תנאי האינקובציה בתנאים אלו מטרתה ליצר עקה ולהגביר את סיכוי ההדבקה של האצות .החל מינואר 2102בוצע דיגום אחת לשבועיים של מי כנרת (עומק 0מ' בתחנה ,)Aותפוצת האצות הנגעות בכיטרידים נבדקה בשיטה הפלואורסנטית .במקביל נערך מבחן הערכה לפוטנציאל הנגיעות והדגימה נבדקה שוב לרמת הנגיעות. רמת הנגיעות בכיטרידים של אוכלוסיית הפיטופלנקטון בכנרת היא נמוכה .ברוב המדגמים לא נצפתה נגיעות כלל אך במועדים מסוימים חלה עליה בשיעור הנגיעות במיוחד כאשר החלה קריסה של אוכלוסיית אצות דומיננטית .לדוגמא הדעיכה של אוכלוסיית Peridiniumבמאי 2102לוותה ברמה גבוהה של נגיעות .שיעור תאי ה Peridiniumהנגועים בכיטרידים עלה באופן משמעותי לאחר הדגרת הדגימות הנגועות /ימים בחושך (איור .)000דפוס דומה נצפה גם במהלך הדעיכה של אוכלוסיית הירוקית ( Mougeotiaאיור .)000עליה בשיעור הנגיעות של אוכלוסיית ה Peridiniumבכנרת על ידי כיטירידים נצפתה ודווחה דווחו בעבר על ידי אלסטר וזהרי ( .)Hydrobiologia 578:131-139, 2007.התוצאות הנוכחיות שלנו מצביעות על תפקידם של הכיטרידים בדינמיקה של אוכלוסיות הפיטופלנקטון בכנרת .נגיעות בכיטרידים נמצאה בדינופלגלטים ובאצות מקבוצת 0/0 הירוקיות אך לא בציאנובקטריה .נגיעות בשיעור גבוה נצפתה במהלך התמוטטות של מינים דומיננטים ,אולם בשלב זה אין לנו מידע שיצביע על קשרי טפילות בין הכיטרידים והתאים הנגועים. -1 1600 60 1200 40 800 20 400 0 1/1/13 10/1/12 7/1/12 4/1/12 0 1/1/12 -1 ) Infected Mougeotia (filaments mL -1 ) Mougeotia (filaments mL 1000 8000 800 -1 A 2000 ) Peridinium (cell mL ) Infected Peridinium (cells mL 100 80 2400 B 6000 600 4000 400 2000 200 0 1/1/13 10/1/12 7/1/12 4/1/12 1/1/12 איור :000תפוצת פרידיניום ( )Aומגושיה ( )Bבכנרת (עקום עם עיגולים מלאים) ורמת הנגיעות בכיטרידים (עקום עם עיגולים ריקים) שנמצאה באוכלוסיות אלו לאחר השריה של עקה (חושך בטמפרטורת החדר) למשך /יממות .בשתי האוכלוסיות נמדדה רמת שיא בנגיעות במועד הדעיכה. 1.01וירוסים :תפקידם בבקרה על3של תפוצת אוכלוסיות הפיטופלנקטון אורה הדס ,ריקי פנקס ,נחמה מלינסקי-רושנסקי ,בשיתוף עם פרופ' דבי לינדל ואירנה פיקרסקי (הטכניון) במימון משרד האנרגיה והמים וירוסים הם "צורות החיים" הנפוצות באוקיינוסים וכנראה גם במקווי מים מתוקים .מתרבות ההוכחות שהדבקה בוירוסים אחראית לתמותה של יצורים אוטוטרופים והטרוטרופים במים ,ומכאן להשפעה על מחזור הפחמן ורגנרציה של נוטריאנטים .ליזיס של היצור המודבק הופך את התוכן התאי והביומסה שלו לדטריטוס אורגני מומס או חלקיקי שיכול לשמש יצורים פרוקריוטיים במים .תהליך זה תומך בייצור ההטרוטרופי של פרוקריוטים אך מקטין את יעילות העברת החומר לרמות טרופיות גבוהות יותר. בכנרת ,אנו עדים בעשרים השנים האחרונות לשינוי תבנית אוכלוסיות הפיטופלנקטון באגם .נזכיר רק את ההעלמות של הפריחה השנתית האופיינית של הפרידיניום והופעה של פריחות של ציאנובקטריה מקבעות חנקן כמו האפניזומנון והצילינדרוספרמופסיס ,הופעה של לינגביה ומהירוקיות ,פריחות של מוגושיה .מטרת המחקר לבחון האם יש תפקיד לוירוסים ,על ידי הדבקה וליזיס של המאכסן ,לבקר ולהשפיע על תפוצת אוכלוסיות הפיטופלנקטון באגם. 0/9 על מנת לברר את תפקידם של וירוסים המדביקים ציאנובקטריה (ציאנופאג'ים) התמקדנו בשנה הראשונה של המחקר בבידוד של וירוסים התוקפים ציאנובקטריה בתרביות הנמצאות במעבדה .תרביות של אפניזומנון, צילינדרוספרמופסיס או סינכוקוקוס שמשו כמאכסנים והודגרו עם מים מעומקים שונים מתחנה ,Aבאוגוסט. התרביות עם מי הכנרת נזרעו על גבי אגר BGמוצק .כעבור שבועיים התקבלו מרבדי ציאנובקטריה ופלאקים על גבי צילינדרופרמופסיס ושני מינים של סינכוקוקוס (אזורים שקופים או שקופים למחצה) ,עם מורפולוגיה שונה ,שהם תוצאה של הדבקת וירוסים ממי אגם שגרמו להמסה של תאי המאכסן (ליזיס) (איור .)002לא התקבלו פלקים בתרביות אפניזומנון בהדגרה עם מי כנרת באוגוסט .בנוסף ,לאחר הדגרה של מי אגם מתחנה ( Aמעומקים שונים) עם תרביות שהיו במצע BGנוזלי ,התקבלו ליזאטים ,כלומר הייתה המסה של המאכסן ,קרי הדבקה ויראלית של אותם מינים כמו במצע המוצק .תוצאות אלו מצביעות על כך שבמי כנרת, באוגוסט ,יש נגיפים התוקפים סלקטיבית מינים שונים של ציאנובקטריה ומרמזות (אולי) על תפקיד הנגיפים בקביעת המינים "מי ימצא ומתי" במי האגם .בעבר קבלנו פלאקים של אפניזומנון בהדגרה עם מי כנרת בינואר (איור .)002 c b a איור :0פלאקים של וירוסים ממי הכנרת על מצעים של ציאנובקטריה; = aמי כנרת מ 05מ' ,באוגוסט ,על מצע צילינדרוספרמופסיס = b .מי כנרת מ /מ' ,באוגוסט ,על מצע סינכוקוקוס =c .מי כנרת מינואר על מצע אפניזומנון. על מנת לאפיין את הוירוסים השונים ישירות ממי האגם ומהליזאטים נשתמש במיקרוסקופיה אלקטרונית (מורפולוגיה) ובריאקציית ) polymerase chain reaction (PCRו sequencingשתיתן את חותמת הגנים האופיינית לכל קבוצת נגיפים .נמצאו גנים לציאנופאג'ים הדומים לקבוצה )T4-like cyanophages( T4 מפרקציה ויראלית ( מים שעברו סינון של ) 1.22 µmמרוכזת של מי אגם .מכאן ,שכנראה משפחת נגיפים זו היא מרכיב חשוב באוכלוסיית הנגיפים התוקפים ציאנובקטריה באגם. נמשיך בבידוד ,אפיון וזיהוי הוירוסים השונים בעונות שונות ועומקים שונים. 011 1.00העדפות המזון של הזואופלנקטון הצמחוני בכנרת. שרון מכר ,גדעון גל ,רות נ .קפלן-לוי ואלה אלסטר במימון משרד המדע והטכנולוגיה רק חלק קטן מהפיטופלנקטון בכנרת משמש כמקור מזון לזואופלנקטון הצמחוני באגם .מגבלה זאת קיימת בגלל גודל של האצות ביחס לזואופלנקטון המורכב ממינים קטנים ,צורת האצות ,והיכולת להפריש רעלנים. כתוצאה מכך רעיית הזואופלנקטון משפיעה באופן חסר פרופורציה על חלק מאוכלוסיית הפיטופלנקטון ,מצד אחד ,ומצד שני הזואופלנקטון תלוי במרכיב יחסית קטן מתוך כלל האצות באגם .בעבר נערכו מספר מחקרים אשר ניסו לזהות את מיני האצות הנתונות לרעיה ע"י הזואופלנקטון הצמחוני אך מחקרים אלו היו מצומצמים בהיקפם וטרום השינויים הגדולים שחלו באוכלוסיית האצות באגם .על כן ,בכדי להבין טוב יותר את יחסי הגומלין בין הזואופלנקטון לאצות באגם ובעיקר ביכולת של הזואופלנקטון להשפיע על הרכב וגודל האוכלוסייה יש צו רך לזהות את המינים המשמשים כמקור מזון לזואופלנקטון .כן ,ישנה חשיבות לקצבי הרעיה על האצות. בגלל אופי אוכלוסיות הזואופלנקטון והפיטופלנקטון באגם (בעיקר גודלם) שימוש בכלים המסורתיים הקיימים לקביעת יחסי טורף-נטרף מוגבלים במקרה זה .בדיקת מאזן המזון של הזואופלנקטון נעשית בפרויקט זה על ידי שימוש בכלים מולקולריים ,כלומר הפקת DNAמזואופלנקטון והגברת הרצפים של הגן המקודד לתת היחידה הגדולה של האנזים ,(Simonelli et al.,2009) (rbcL( RuBisCOהאנזים העיקרי בקיבוע פחמן בתהליך הפוטוסינתיזה ,בשילוב עם מידע הנאסף במהלך פרויקט הברקוד (פרק .)1.0 מטרת מחקר זה ,הינה לבדוק את השפעת הרעייה של הזואופלנקטון על אוכלוסיית האצות בכנרת .בעיקר נתמקד בשאלות הבאות: .0איזה ממיני הזואופלנקטון (כולל שלבים שונים בהתפתחותם) ניזונים מפיטופלנקטון? .2איזה ממיני הפיטופלנקטון נאכלים על ידי זואופלנקטון? ./מהי השפעת רעיית הזואופלנקטון על אוכלוסיית האצות בכנרת? ראשית עלינו לפתח שיטה מולקולרית במעבדה ,טרם נבדוק את הרכב מזונם של הזואופלנקטון שנדגמו ישירות מהאגם .על מנת לבצע זאת ,עלינו לבצע מספר צעדים: בידוד תרביות זואופלנקטון :תרביות זואופלנקטון בודדו מהכנרת באמצעות דיגום ברשת אנכית ממקומות שונים באגם .הפריטים גודלו במים מסוננים ב GF/Fתוך הוספת מזון כל יומיים של ,Chlorellaומוחזקות בחדר תרביות עם תאורה קבועה וב.200C - ניסויי האכלה וצילום במיקרוסקופ :במטרה לקבוע את זמן ריקון הקיבה של מיני הזואופלנקטון בתרביות, פרטים של זואופלנקטון צולמו באמצעות מיקרוסקופ פלורסצנטי עם פילטר לכלורופיל ,מיד אחרי הזנה ואחרי זמני הרעבה שונים ,כשהארוך ביותר היה 84שעות. ניסויי האכלה ואיתור DNAממקור אצתי בזואופלנקטון :שתי קבוצות Ceriodaphnia sp.נאספו ,קבוצה אחת הכילה 311וקבוצה נוספת הכילה 81פרטים .הם הוכנסו לכלי המכיל תרבית Chlorellaלמשך חצי שעה ,להאכלה .לאחר מכן הם קובעו באתנול 01%ונשטפו במים מזוקקים .מכל קבוצה הופק DNAבעזרת ) .QIAmp (QIAGENE 56304הוחלט לקחת 0µlדנ"א כתבנית לריאקציית ,PCRעם פריימרים דגנרטיביים 010 לאמפליפיקצית הגן ( rbcLטבלה )22תוכנית ה PCRהינה כדלקמן :שלב ראשון 95 oC :למשך /ד'; שלב שני: /5מחזורים של 95 oCלמשך 15שניות 45 oC ,למשך /1שניות ו 72 oCלמשך דקה; שלב שלישי 52oC למשך 5דקות ולסיום .09 Cº PCRשני בוצע עם 0.5µl ,0.25µlו 1µl -מתוצרי ה PCRהראשון באותם תנאים ,מלבד בשלב האיחוי של הפריימרים אשר הטמפרטורה בו שונתה מ 84 -ל .41oC -עם סיום התוכנית 51%מתוצר ה PCRהשני נבדק באלקטרופוריזה ,על ג'ל אגרוז ,0%כאשר הפרגמנט הצפוי הוא באורך של כ 011בסיסים.הפקות הדנ"א שימשו גם להגברת המקטע rDNA-ITS1תוך שימוש בפריימרים ספציפיים לאוקריוטים .במקרה זה מדובר על מקטע ארוך של כ 2911בסיסים ומעלה (ראה ערך פרויקט ברקוד .)1.0 טבלה :22מציגה את רצף הפריימר ,שמו ,שם המקטע המוגבר והספרות .הפריימר ל nested rbcL -לא נלקח מהספרות אלא גובש במעבדה. שם המקטע המוגבר rbcL Nested rbcL שם הפריימר ספרות רצף KLL-595f 5’-GAYTTMACTAARGAYGAYGA KLL-1385r 5’-TCGAAMTTKATTTCTTTCCA 530f n1387r )(Giri et al.,2004 5’- ACNRINAAACCNAAATIAGGIYI 5’- AAHHTRATNTCTTICCANAYNTC ברקוד :Chlorellaתוצרי ה PCRנוצלו לשיבוט וריצוף של .Chlorella rbcLו 18S rRNA-ITS1 -מאצה מסוג תוצאות בידוד תרביות זואופלנקטון :בשלבים הראשונים בגידול תרביות של זואופלנקטון יש צורך לייצב את האוכלוסייה ,זהו שלב קריטי הקובע באם האוכלוסייה תקרוס או תשרוד ,אנו סבורים ששלב זה תלוי בגורמים שונים כגון כמות מזון ,זמני האכלה קבועים ,עוצמת אור ועוד .ניסיונות לגידול תרביות של קופפודים לא צלחו עד כה ,ייתכן בשל סוג המזון או כמותו ,אנו נבצע ניסיונות נוספים בעתיד .עד כה גודלו בהצלחה 1מינים מסדרת ה:Cladocera - Moina spp. .0 Ceriodaphnia spp. .2 Bosmina spp. .1 ניסויי האכלה וצילום במיקרוסקופ: 012 ב א איור Ceriodaphnia sp. :00/שצולמו במיקרוסקופ פלורסצנטי עם פילטר לכלורופיל ,מיד לאחר האכלה (א) וכ10 - שעות לאחר האכלה (ב). באיור 00/א ניתן לראות פלורסנציה של כלורופיל בתוכן קיבה של ,Ceriodaphniaמה שמעיד על נוכחות אצות בקיבה .לעומת זאת באיור 00/ב ניתן לראות כי אין החזר פלורסצנטי ,כלומר אין נוכחות של אצות בקיבה. ניסויי האכלה והפקת :DNAמאיור 001אנו רואים כי הוספת 1µlמתוצר ה PCR -הראשון ל PCR -השני מפיקה את התוצאה הטובה ביותר מבין שלושת הנפחים שבדקנו ,כמו כן ניתן לראות כי הפקת הDNA - מהקבוצה של ה 81 -פרטים הניבה תוצאה טובה יותר מהקבוצה של ה ,011 -ככל הנראה עקב ניקיון התמיסה, כלומר פחות שאריות של חומרים מעכבי .PCR Mark 100 bp 1.0 µl 0.5 µl 0.25 µl ב ב ב א א א 1000bp 500bp איור :001תוצאות .nested PCRהאותיות מסמנות את סוג הקבוצה א 11 -פריטים ,ב 011 -פריטים .מעל סוג הקבוצה מצוין נפח תוצר ה PCR -הראשון ששימש כתבנית ל PCRהשני. 01/ ריצוף :נעשה ריצוף ה ,rbcLשל אצת ה Chlorella -נמצא כי מין האצה הינה .Chlorella sorokiniana -אך זה יקבע סופית עם קבלת הרצף המלא של ה .18SrRNA-ITS1 המשך מחקר מתוכנן: .0 .2 ./ .1 .5 גידול תרביות של מיני זואופלנקטון נוספים. המשך ניסויי האכלה במעבדה ובחינה של האכלה עם מיני אצות שונים. ריצוף 18SrRNA-ITS1ו COIשל זואופלנקטון לבניית מאגר נתונים (ברקוד). המשך פיתוח השיטה המולקולרית עם מינים שונים של זואופלנקטון ופיטופלנקטון. דיגום זואופלנקטון מהכנרת ובחינת תוכן קיבה עם שיטה שפותחה בסעיף. Giri, B. J., Bano, N. & Hollibaugh, J. T. (2004) Distribution of RuBisCO Genotypes along a Redox Gradient in Mono Lake, California. Applied and Environmental Microbiology, 70, 3443-3448. Simonelli, P., Troedsson. C., Nejstgaard. J.C., Zech. K., Larsen. J.B. & Frischer. M. E. (2009) Evolution of DNA extraction and handling procedures for PCR-based copepod feeding studies, Journal of plankton research, 31, 1465-1474/ 1.02פיתוח שיטה לסימון דגיגי אמנון גליל ,לצורך מדידת הצלחת איכלוסם באגם איליה אוסטרובסקי ,מנחם גורן וגיא רובינשטיין במימון משרד החקלאות במקומות שונים בעולם כגון יפן ,נורבגיה וארה"ב ,בהם מתבצע אכלוס דגיגים לצורך הגברת יבול הדיג, מיושמת גישה זהירה הבודקת את הקשר בין האכלוס לשלל הדייג ונותנת חשיבות עליונה לניטור מידת הצלחתו והשפעתו על הסביבה .בכנרת מתבצע דיג מסחרי ,כאשר אמנון הגליל ) (Sarotherodon galilaeusהוא המשובח והיקר מבין דגי הכנרת .דג זה ,שהכנרת היא בית גידולו הטבעי ,הוא אחד מבין שלושה סוגי אמנונים המופיעים בשלל הדיג .אוכלוסייתו הטבעית של אמנון הגליל מקבלת חיזוק באמצעות אכלוס הכנרת על ידי הבאת דגיגים ממכון רבייה .כמות הדגיגים המאוכלסים וגודלם נקבע מחדש מידי שנה על ידי ועדה מקצועית מטעם מנהל רשות המים .מידת הצלחת האכלוס ומידת ההשפעה של אכלוס אמנון הגליל בכנרת על האוכלוסייה הטבעית ,אינן ידועות .כדי לבחון זאת ,יש צורך לזהות את הדגים המאוכלסים בשלל הדיג ,וזאת ניתן לעשות על ידי סימונם. פיתוח שיטה אמינה לסימון דגיגי אמנון הגליל המאוכלסים בכנרת תספק מידע חיוני לגבי מידת הצלחת האכלוס ולגבי חלקם היחסי של דגיגי אמנון הגליל המאוכלסים מתוך כלל אוכלוסיית אמנון הגליל באגם .כלי יישומי שכזה יאפשר מחקרי המשך לבחינת התנאים המיטביים לאכלוס הכנרת מבחינת גודל הדג ,עונת האכלוס ,ואופן ביצוע האכלוס. 011 ישנם מספר שיטות מקובלות לסימון דגיגים: סמן פנימי – שיכול להיות מחומרים שונים ובגדלים שונים .שיטת סימון זו נחשבת כיעילה מבחינת יכולת זיהוי ברמת הפרט ,והדג המסומן ניתן לזיהוי בעזרת מכשור חיצוני ללא פגיעה בדג .ההשפעה על ביצועי הגדילה אינה ידועה. סמן חיצוני – על גבי גוף הדג כדוגמת חיתוך סנפיר ,סימון על ידי צביעה ,קעקוע הדג ,תג חיצוני .שיטת סימון זו הינה עתיקה ופופולרית ואופיינית לסימון מספר קטן של פרטים ,ושימושית במחקרי שדה .יתרון השיטה העיקרי הוא יכולת מהירה ופשוטה לזהות את הדגים המסומנים. סימון כימי –ע"י חשיפת הדג לחומר כימי כדוגמת אוקסיטטרהציקלין ( )Oxytetracyclineאו אליזרין ( .)alizarin complexoneהחומר נספג בעצמות הדג וניתן לזיהוי על ידי חשיפת אוטוליט הדג והתבוננות תחת מיקרוסקופ פלורוסנטי .חשיפת הדג לחומר הסימון נעשית באמצעות טבילה במים המכילים את הסמן הכימי או על יד י הוספתו למזון .בשיטה זו ניתן לסמן בצורה פשוטה כמויות גדולות של פרטים, בעלויות נמוכות .החיסרון בשיטה מסוג זה הוא אופן זיהוי הדג המסומן המצריך עבודה רבה וציוד מיוחד. יש צורך לתת תוקף לפרוטוקול הסימון בהתאם לתנאים המקומיים .מידת ההשפעה על קצבי הגדילה לא ברורה. מטרות המחקר הנוכחי היו למצוא את שיטות הסימון המתאימות ביותר לתנאי אכלוס אמנון הגליל בישראל, לבדוק את רמת השפעת הסמנים השונים על מדדי הגדילה ,השרידות ורמת שימור הסמן לאורך זמן. לאחר עריכת סקר ספרות רחב נבחרו ארבע שיטות סימון אותם אנחנו מעוניינים לבדוק: .0 .2 ./ .1 תג חיצוני מקודד באורך 21מ"מ. חיתוך שני קוצים ראשונים בסנפיר הגב. סימון כימי בעזרת )Oxytetracycline( OTC סימון פנימי בשיטת (ׂCoded Wire Tag( CWT לאחר רכישת הציוד הנדרש ערכנו סדרת ניסויים הקדמיים לכל אחת משיטות הסימון והתאמת פרוטוקולי העבודה לתנאי העבודה הנדרשים בתחנת גינוסר. במסגרת העבודה הנוכחית אנחנו עתידים לסמן את הדגים בשלבים שונים במחקר בסמן נוסף לשיטת הסימון הנבדקת לצורך זיהוי פרטים בודדים ,ולצורך גידול דגים מטיפולים שונים באותה מערכת גידול .שיטת הסימון לצורך זה שנבחרה היינה סימון בצבע (שיטה שמתאימה לצורכי מחקר אך לא מתאימה כשיטה לדגים המאוכלסים בשל פסילת הדג למאכל) .בכדי לשלול השפעה של סימון בצבע על ביצועי הגדילה של אמנון הגליל העמדנו מחקר שבא לבדוק מידת השפעת שיטת סימון בצבע על ביצועי הגדילה של אמנון הגליל (ביחד עם בדיקה של אחד הסמנים האפשריים לסימון הדגים המאוכלסים). .0תג חיצוני -העמדת ניסוי גדילה לבחינת השפעת סימון בתג חיצוני וסימון בצבע על ביצועי הגדילה של אמנון הגליל. הניסוי נערך במערכת שכללה 09מיכלים של קוב מים כל אחד בתחנה לחקר המדגה בגינוסר ,מערכת פתוחה ,משך הניסוי 0//ימים ,דגי אמנון גליל. ארבעת הטיפולים בניסוי: ביקורת תג חיצוני צבע תג +צבע 015 .2 ./ .1 .5 חיתוך שני קוצים ראשונים בסנפיר הגב – ערכנו סדרה של ניסויים הקדמיים של חיתוכים שונים לבחינת קצב ואופן רגנרציית הסנפיר. סימון כימי בעזרת – )Oxytetracycline( OTCבסקר הספרות נמצא שישנם סמנים כימיים נוספים אשר נמצאים בשימוש של דגים המאוכלסים לימים ואגמים כדוגמת אליזרין רד ))Iglesias et al., 1997 אך OTCהוא היחיד שרשום שחומר המאושר לשימוש בדגים ובשל הסביבה האקולוגית המדוברת (הכנרת) יש לנושא חשיבות רבה .ערכנו מספר ניסיונות הקדמיים של סימון דגים בעזרת OTCעל פי נתונים ופרוטוקולים של עבודות רבות שנעשו בארץ ובעולם .ערכנו התאמות לפרוטוקולים הקיימים בכל שלבי העבודה ,החל בשימוש בחומרי הגלם ,באופן וזמן הטבילה ,בתקופת הגידול לאחר הטבילה ועד לבדיקת נוכחות הסמן ובאופן טיפול באוטוליט וזיהוי הסמן במיקרוסקופ הפלורוסנטי. סימון פנימי בשיטת – )Coded Wire Tag( CWTשיטת סימון זו נבחרה בשל גודלו הקטן של התג (0 מ"מ) ועלותו הנמוכה ( 1סנט) ,התג ניתן לזיהוי בעזרת גלאי מתכות מגנטי עם רגישות גבוהה ,כאשר כל תג מקודד וניתן לזיהוי פרטני בהתבוננות במיקרוסקופ. העמדת ניסוי גדילה למשך שנה – שלוש שיטות הסימון נבחנות בתנאים זהים בגידול במיכלים של אחד קוב .הניסוי החל בחודש נובמבר 2102ועתיד להימשך עד חודש נובמבר .210/סה"כ סומנו 211 דגים בכל אחת משיטות הסימון 51 ,דג בכל מיכל עם ארבע חזרות .גודל הדגים בעת הסימון היה 91 גרם ,הדגים נשמרו מההטלה הראשונה בעונה בתנאים טובים ,אנחנו נחזור על הבדיקה של הסמנים הנבחרים גם בקיץ 210/בדגים במשקל היעד לאכלוס שהוא 02גרם. תוצאות שנת המחקר הראשונה תג חיצוני -לאורך 0//ימי הניסוי ,כל הדגים נשקלו אחת לשלושה שבועות (איור .)005לא נמצאו הבדלים עם מובהקות סטטיסטית בין הטיפולים ,הן בקצבי הגדילה (איור )005והן באחוז הגידול היומי (איור .)009מדדי הגוף ( )CFנמדדו (מקצה הזנב ועד לקצה החותם) באכלוס ובגמר הניסוי (איור )005ולא נמצאו הבדלים בין הטיפולים. מסקנות מניסוי הגדילה עם תג חיצוני וצבע: מערכת כלי המחקר מתאימה לעבודה אין מניעה משימוש בסימון בצבע ככלי עזר מחקרי לא נמצאה השפעה של סימון בתג חיצוני על ביצועי הגדילה 019 80 70 60 Weight, g 50 40 30 Control Ex_Tag 20 Colour Ex_Tag+Colour 10 Expon. (Control) 0 21-Apr Expon. (Ex_Tag) 11-May 31-May 20-Jun 10-Jul 30-Jul 19-Aug 8-Sep 28-Sep Expon. (Colour) Date Expon. (Ex_Tag+Colour) ביצועי הגדילה לאורך תקופת ניסוי התג החיצוני:005 איור 2.0% 1.5% SGR 1.22 0.98 1.14 0.92 1.0% 0.5% 0.0% Control Ex_tag Colour Ex_tag + Col Treatment .ׂ בגמר ניסוי התג החיצוניSGR (specific growth rate) נתוני:009 איור 015 איור :005ערכי ) CF)condition factorבגמר הניסוי חיתוך סנפיר -בניסוי הקדמי נמצא שיכולת הרגנצייה הייתה מהירה ,אך לא היה בידנו כלי מדיד לבחינה מדויקת ועל כן בכדי לפתח יכולת זיהוי אמינה ואחידה אנחנו נפתח במסגרת המחקר הנוכחי פרוטוקול רגנרציה של חיתוך סנפיר הגב בהתאם לגודל הדג וטמפ' המים. – OTCבמסגרת סדרת ניסויים של סימון בטבילה ב OTCמצאנו שהנושא בעייתי מאוד ,ויש חשיבות רבה מאוד לפרטים הקטנים והפרוטוקולים השונים ,מפורטים ככל שיהיו לא מספיקים ,ערכנו התאמות וחידדנו את פרוטוקולי העבודה לתנאים שלנו אך עד כה לא הצלחנו לזהות את הסימון של החומר הפלורוסנטי באוטוליט של הדג .בכדי לשלול שהטעות היא באופן הבדיקה במיקרוסקופ הפלורוסנטי אנחנו עתידים לשלוח דוגמאות של האוטוליטים למעבדה בחו"ל שעוסקת בזיהו טבעות גדילה מסומנות באוטוליטים ,כמו כן אנחנו ממשיכים לגדל במקביל דגים שסומנו ולבדוק אחד ל 15ימים את האוטוליטים שכן אחת הסברות היא שניתן לראות טוב יותר את הטבעות רק לאחר הופעת טבעת גדילה חדשה לא מסומנת באוטוליט. למרות שלא הצלחנו בזיהוי הסמן ,נכון להיום התחלנו כן להכניס אותו לניסוי גדילה הארוך מתוך הנחה שניתן להמשיך ולבדוק את פרוטוקול העבודה ובהנחה שאין טעות באופן הטבילה עצמה ניתן יהיה בהמשך תקופת הניסוי לפתח יכולת זיהוי. – CWT .0עם קבלת הציוד ,ערכנו סידרת בדיקות ראשונית לצורך למידת אופן השימוש והעבודה עם המכשיר הייחודי. .2העמדת ניסוי גדילה למשך שנה – הניסוי החל בחודש נובמבר ונמצא בעיצומו בימים אלו. אינפורמציה נוספת ,כולל הפנייה לספרות – בדו"ח חיא"ל T1/2013.שהוגש למשרד החקלאות. 010 1.0/איתור אתרי הטלה של אמנונים בליטורל (אמנון גליל ,א .ירדן ,א .מצוי) אביטל גזית ,מנחם גורן ,דייב קמינגס ותמר זהרי במימון משרד החקלאות לדגי הכנרת חשיבות רבה בשמירה על המאזן האקולוגי באגם ועל איכות המים .קריסת יבול אמנון הגליל בכנרת משלל של למעלה מ /11טון ב 2115לפחות מ 01טון ב 2110היווה אינדיקטור לבעיה בממשק הכנרת. לקריסת אוכלוסיית אמנון הגליל יש כנראה מספר סיבות ואחת מהן היא מחסור באתרים מתאימים להטלה במפלסים נמוכים .בעיה נוספת עשויה להיות של שרידות נמוכה של הדגיגים במפלסים נמוכים ,כאשר חסר בליטורל מסתור מטורפים (אבנים וצמחייה חופית מוצפת) ומקורות מזון .רביית אמנונים בכנרת נחקרה בעבר, עם דגש על אמנון מצוי (גופן וברוטון – )Bruton & Gophen 1992 ,0909אך עבודות אלו נעשו לפני יותר משני עשורים ,כאשר טווח תנודות המפלס היה קטן מהנוכחי וכאשר התשתית והכסות הצמחית ברצועת הליטורל, בה הדגים מקננים ,היו שונים מהקיים בשנים האחרונות .לשם הבנת צורכי הרבייה של מיני האמנון השונים ובעיקר של אמנון הגליל נדרש מחקר ששלב ראשון בו הוא איתור אתרי ההטלה והערכת התאמתם על ידי מדידת צפיפות הקינון באתרים אלה ואיפיונם (תכסית ,צמחיה ,עומק) .מחקר המשכי יכלול בחינה של זמינות והתאמה של אתרי הגידול של הדגיגים. מטרות המחקר )0( :לאתר את אתרי ההטלה של האמנונים הבולטים בכנרת ,א .גליל ,א .ירדן וא .מצוי; ()2 לקבוע את עונתיות הרבייה ולברר את הקשר בין עוצמת הרבייה לעונתיות; ( )/לאפיין את אתרי ההטלה מבחינת התשתית ,הצמחייה ,עומק המים. בשנה הראשונה של המחקר התמקדנו באיתור אתרי הטלה סביב הכנרת כולה ,ובכימות עצמת ההטלה באתרים אלו ,עם דגש על מספר אתרים שנדגמו שוב ושוב לאורך כל העונה .עקבנו אחר מספר הקינים ליח' שטח לאורך חתכים ניצבים לקו המים או מקבילים לקו המים ,תוך כדי אפיון סביבת הדיגום (אופי התשתית, עצמת הצמחייה ,עומק המים ,טמפ' המים) .בסה"כ נסקרו 21אתרים סביב הכנרת (איור )000לנוכחות קיני אמנונים וכימות שלהם .מתחילת אפריל ועד אמצע ספטמבר 2102נדגמו 025חתכים אנכיים ועוד 91חתכים מקבילים לחוף ,ב 0/ -אתרים; אתרים נוספים נסקרו ללא כימות .שיטות העבודה היו כלהלן: תחנות וזמני הדיגום :תחנות הדיגום שנבחרו מייצגות את מרבית הסוגים השונים של בתי הגידול הקיימים בליטורל .התחנות חולקו ל"תחנות ראשיות" – כאלה המייצגות שטח נרחב מליטורל האגם ,ו"תחנות משניות" – כאלו המייצגות בתי גידול ספציפיים או תחנות שכבר קיים ייצוג לסוג בית הגידול שלהן בתחנה אחרת (איור .)000התחנות הראשיות נדגמו אחת לשבועיים ,המשניות נדגמו בעדיפות נמוכה יותר בהתאם למשאבים ומגבלות מזג אוויר (טבלה .)2/הדיגום התבצע מתחילת אפריל (תחילת הקינון) עד סוף ספטמבר (סיום הקינון). 019 איור :000מיפוי נוכחות צומח חופי שהוצף עם עליית המפלס של חורף-אביב ,2102על סמך צילומי אויר (באדיבות רט"ג) מיום 5למאי ,2102כאשר מפלס הכנרת היה במקסימום השנתי וכמות הצומח המוצף מהגבוהה שנצפתה בכנרת. על המפה מסומנים אתרי הדיגום לקינון אמנונים כעיגולים אדומים .עיגולים גדולים – תחנות עיקריות .עיגולים קטנים – תחנות משניות או סקרים בלבד. 051 טבלה :2/מיפוי תחנות ותאריכי הדיגום לקינון אמנונים ,אפריל עד ספטמבר .2102מיקום תחנות הדיגום באיור .000מקרא – 1 :לא נמצאו קינים פעילים – 0 ,נמצאו קינים פעילים ,משבצת ריקה – לא נדגם. בנוסף לדיגום השגרתי הנ"ל בוצעו שלושה סיורים ,בתאריכים 20/8/12 ,9/7/12 ,21/5/12בהם נבדקו באופן כללי ומהיר מספר גדול יחסית של תחנות .מטרת הסיורים הייתה לברר האם ישנה פעילות רבייה של אמנונים בתחנות שלא זוכות לדיגום סדיר .הבדיקה התבצעה באמצעות שחייה עם משקפת (שנירקול). שיטת הדיגום :איתור הקינים בוצע באמצעות חתכים ניצבים ומקבילים לחוף. בחתך ניצב לחוף נקודת ההתחלה היא בקו המים ,נ.צ .הנקודה נרשם ע"י מכשיר . GPSמנקודה זו החתך נמשך לתוך המים עד לעומק המקסימאלי האפשרי (לא יותר מ 2.5-מ') בהתאם לתנאי הים .מרחק ההתקדמות בחתך 2 נמדד ע"י מכשיר GPSואחרי כל מטר של התקדמות התבצעה בדיקה שכללה משבצת מלבנית ששטחה 2מ (מטר התקדמות ומטר מכל צד) .בתוך כל משבצת נמדדו עומק הקרקעית וטמפרטורת המים ,אופיינו סוג המצע וצפיפות הצמחייה ,ונספרו הקינים -כמוסבר בהמשך .בסופו של דבר נדגם בכל חתך אנכי מלבן שממוקם בניצב לקו החוף ,שרוחבו 2מ' ואורכו כמה עשרות מטרים .יחידת הדיגום היא כאמור 2מ.2 בחתך מקביל לחוף העיקרון דומה אך החתך בוצע במקביל לקו החוף ובעומק קבוע שנבחר מראש .הבדיקות בוצעו אחת ל 5-מ' של התקדמות עם החתך ,כלומר -יחידת הדיגום היא 01מ .2עומק החתך נקבע לפי התצפיות של החתכים הניצבים ,כעומק שבו נצפתה פעילות הקינון הגבוהה ביותר. אפיון המצע :סוגי מצע הקרקעית חולקו לשלוש קטגוריות ראשיות לפי גודל הגרגר – קטן (מסומן ב )S -מייצג חרסית ,טין וחול .בינוני (מסומן ב )M -מייצג חצץ וחלוקים קטנים .גדול (מסומן ב )L -מייצג אבנים שקטרן הממוצע גדול מכ 01-סמ' .שילוב של המצעים צוין ע"י שילוב אותיות הסימון הנ"ל כאשר סדר האותיות מצביע על דומיננטיות המצע .לדוגמא מצע המכיל חול עם אבנים פזורות מסומן כ S&L -ומצע המורכב בעיקר אבנים פזורות אך מכיל גם חול מסומן כ .L&S-הגדרת סוג המצע נעשתה עבור כל יחידת דיגום וללא התחשבות בשטח שמסביב ליחידת הדיגום. אפיון הצמחייה :הצמחייה במים (צומח חופי שהוצף עם עליית המפלס) חולקה לקטגוריות צפיפות .נבחרו חמש קטגוריות מ 1עד ,1כאשר 1מציינת היעדר צמחייה 0 ,מציינת צמחייה דלילה 2 ,מציינת צמחייה בינונית / ,מציינת סבך צמחייה מפותח ו 1מציינת צמחייה שכוסחה ע"י סירה קוצרת והיא חסרת נוף מעל 050 לפני המים .הגדרת צפיפות הצמחייה נעשתה עבור כל יחידת דיגום וללא התחשבות בשטח שמסביב ליחידת הדיגום. מדד ה"לגונה" :בנוסף לסוג מצע וצפיפות צמחייה צוין גם מדד "לגונה" ,כלומר ,אזור המוגן יחסית (ע"י טופוגרפיה או ע"י צמחייה צפופה) מפני גלים .מקומות שהיו מוגנים מפני פעילות הגלים ע"י טופוגרפיה או סבך צמחייה צפוף סומנו " "0ואילו מקומות שהיו חשופים לפעילות הגלים סומנו ב ."1" -ניתוח נתוני ה"לגונה" יוצג בדוחות עתידיים. זיהוי וספירת קינים :קיני אמנונים (איור )009הם לרוב גומות חפורות בקרקעית האגם ,מנוקות מאצות ומחלקיקים אחרים ,שקוטרן גדול מאורך הדג המקנן ,הן זוהו לרוב כגומה בעלת תחתית בהירה בקרקעית (איור 009ג') .במקומות בהם התשתית סלעית ניתן היה למצוא גם קינים שהם שקע בינות האבנים שנוקה מחומר אורגני וחלקיקים אחרים (איור 009ד') .אמנון מצוי מקנן גם במחילות שחפורות מתוך גומת האם (איור 009א') .נספרו כל הקינים הפעילים שנצפו בחתך .בקינים לא פעילים הצטבר עם הזמן חומר אורגני או אחר, קינים כאלו לא נספרו. איור :009קיני אמנונים בכנרת ,קייץ .2102א .מחילות של אמנון מצוי בסבך צמחייה .ב .ריכוז צפוף של קיני מחילות של אמנון מצוי בחוף הרחצה של מלון חוף גינוסר שנחשפו לאחר ירידת המפלס .ג .קן גומה פעיל טיפוסי שמרכזו בהיר .ד. גומחה בינות הסלעים (מסומנת בחץ) שמשמשת לקינון באזור אבני .צילומים :דייב קמינגס. 052 מיפוי עצמת הצומח החופי המוצף מים לפי תצלומי אויר :פיזור הצומח החופי שהוצף במים עם עליית המפלס של חורף ,210230/מופה מתצלומי אויר .המיפוי התבסס על סדרה של יותר מ 911-צילומי אויר של כלל חופי הכנרת שצולמו על ידי אסף דורי ,רט"ג ,ממטוס קל שחג סביב הכנרת בגובה נמוך ב 5-למאי ,2102כשמפלס הכנרת היה במקסימום השנתי -200./2 ,מ' .על סמך הצילומים צבענו על מפה אילמת שקופה (שהונחה על מפה טופוגרפית לזיהוי המיקום של כל צילום אויר) את חופי הכנרת לפי /קטגוריות :צמחייה מוצפת צפופה, צמחייה מוצפת פזורה או ללא צמחייה .רמת הדיוק לא משתווה למה שניתן היה לעשות באמצעות עיבוד איור ממוחשב ,אבל עדיין המפה מספקת איור כולל של פיזור שלשת הקטגוריות של כיסוי צומח סביב הכנרת. המהלך העונתי וצפיפות הקינים קינים של אמנונים משלשת המינים נצפו בחופים שונים סביב הכנרת החל מה 5-לאפריל כאשר בוצע הסקר הראשון ,עדיין ללא דיגום כמותי ,ועד ל 22-בספטמבר בו בוצעו המדידות האחרונות לעונה ,כלומר במשך קרוב לששה חודשים .באופן בולט ,עצמת הקינון הייתה גבוהה יותר בין אפריל ליוני ודעכה ביולי .באוגוסט כמעט ולא נצפו יותר קינים ,אך בתחנת דיגום אחת (שיזף) עדיין נצפו קינים של אמנון מצוי ב 22-לספטמבר (איור .)020השונות בצפיפות הקינים בזמן ובמרחב הייתה גבוהה ,בתוך ובין אתרים .שונות גדולה זו מתבטאת בסטיות התקן הגדולות שבאיורים .021,020 הדפוס העונתי של צפיפות ממוצעת של הקינים השתנה ממקום למקום .למשל ,בחוף שיזף (איור )020ובחוף צאלון ( לא מוצג) שיא הקינון היה באפריל ואחריו נצפתה דעיכה .בצינברי ,מגדל דרום ובזאכי השיא היה מאוחר יותר ,במאי-יוני (איור .)020ראוי לציין כי בזאכי התחלנו לדגום רק בסוף מאי ולא ידוע מה היה מצב הקינון שם באפריל .בחוף צאלון השיא היה בסוף מאי עם דעיכה כבר ביוני (נתונים לא מוצגים) .ריכוזי הקינים הגבוהים ביותר נצפו בזאכי ובשיזף .באוגוסט לא נצפו קינים או בודדים בלבד ,של אמנון מצוי ,לרוב במים שעומקם כ 0.5-2-מ' .בספטמבר באופן יוצא דופן נמצא ריכוז גבוה של קיני אמנון מצוי בשיזף. איור :021המהלך העונתי של צפיפות ממוצעת של קיני אמנונים (מס' קינים ל 011-מ"ר) בכנרת .הערכים המוצגים הם ממוצעים וסטיות תקן של צפיפות הקינים בסך כל התחנות שנבדקו בתקופה של שבועיים ,החל מאמצע אפריל (חודש )1.5ועד ספטמבר (חודש ,2102 )9על סמך החתכים הניצבים לחוף. 05/ איור :020המהלך העונתי של צפיפות ממוצעת של קיני אמנונים (מס' קינים ל 011-מ"ר) במספר תחנות נבחרות .הערכים המוצגים הם ממוצעים וסטיות תקן של צפיפות הקינים לאורך חתכים ניצבים .סטיות התקן מראות את השונות הצפיפות הקינים בין חתכים שבוצעו באותו תאריך דיגום ובאותה תחנה. תשתית וצמחייה באיור 022מוצגים נתונים מהחתכים האנכיים מתחנות שיזף וצינברי כדוגמא .בכל תחנה ,מוצגת התפלגות סוגי התשתית (למעלה) והתפלגות קטגוריות הצמחייה (למטה) בסך כל משבצות הדיגום לאורך עונת הדיגום כולה .כמו כן מוצגים בעמודות מספרי הקינים ל 011מ 2של כל קטגוריה של תשתית (למעלה) או צומח (למטה). בחוף שיזף סוג התשתית הנפוץ ביותר בחתכים היה חולי ( 051 ,Sמ ,2איור 022א') וקטגורית הצמחייה הנפוצה הייתה קטגוריה 2של צמחיה בצפיפות בינונית ( 521שנצפה בחתכים מ 2איור 022ג') .למרות שקטגורית התשתית הדקה הייתה באופן בולט הנפוצה ביותר( ,כ 01%-מסה"כ השטח שנדגם) הדגים בחרו לקנן בעיקר במקומות בהם הקרקעית הייתה מגוונת עם שילוב של אבנים קטנות עם חול ( )M+Sאו אבנים גדולות עם חול (( )L+Sאיור 022ב') .באשר לצמחייה ,המקום המועדף לקינון היה עם צמחיה בינונית (קטגוריה )2או דלילה (קטגוריה )0ובחרו פחות לקנן במקומות ללא צמחייה או צמחיה סבוכה או קצורה (איור 022ד'). בחוף צינברי קטגורית ( L &Sאבנים +חול) היתה הנפוצה ביותר ( 501מ )2אם כי גם קטגורית האבנים הגדולות ( )Lוקטגורית אבנים בינוניות וגדולות ( (M &Lהיו שכיחות (איור 022ה') .בחוף זה שלוש קטגוריות של צמחיה היו נפוצות :קטגורית ( 1ללא צמחיה)( 0 ,צמחיה דלילה) ו( 2-צמחיה בינונית) (איור 022ז') .הדגים העדיפו לקנן במקומות בהם התשתית הייתה משולבת אבנים +חול (איור 022ו') ובאופן בולט לא קיננו במקומות ללא חול (קטגורית ,)L&Mאם כי נמצא קינון גם בתשתית אבנית בלבד .לגבי הצמחייה – הדגים העדיפו באופן בולט צמחייה דלילה על כל קטגוריות הצמחיה האחרות (איור 022ח'). 051 איור :022פיזור סוגי התשתית (למעלה) והצמחייה (למטה) בחתכי הדיגום (דיאגרמות פאי ,משמאל) וריכוזי הקינים ב- 011מ 2של כל סוג תשתית או צמחיה (מימין) בחוף שיזף ובחוף צינברי בהתבסס על כל חתכים הניצבים שנדגמו בין אפריל לספטמבר .2102קטגוריות המצע =S :דק גרגר =M ,גודל בינוני =L ,אבנים גדולות וסלעים .בשילובים מופיע האלמנט הנפוץ יותר ראשון משמאל .קטגוריות הצמחייה =1 :ללא צמחיה =0 ,צמחיה מוצפת דלילה =2 ,צמחיה מוצפת בינונית =/ ,צמחיה מוצפת עבותה =1 ,צמחיה קצורה ללא נוף מעל המים. באיור 02/מוצגים הנתונים שנאספו בכל התחנות במהלך כל חודשי הדיגום תוך שילוב של סוגי התשתית והצמחייה .באופן בולט ,סוג התשתית הנפוץ ביותר סביב הכנרת באביב וקייץ 2102היה חולי עם צמחיה מקטגוריות 1עד , /תשתית בגודל בינוני עם צמחיה מאותן 1קטגוריות הייתה השנייה בתדירותה (איור 02/ למעלה) .האמנונים העדיפו לקנן במקומות בהם התשתית הייתה מגוונת (איור 02/למטה) והייתה מבניות אביוטית (אבנים) או ביוטית (צמחים) .ריכוזי הקינים הגבוהים נמצאו במקומות חוליים אך בקרבת אבנים או צמחיה ,ולא במקומות חוליים חסרי צמחייה או אבנים .קטגוריות התשתית בהן נמצאו רוב הקינים היו במקומות בהן הייתה תערובת של תשתית חולית עם אבנים (כאשר החול דומיננטי) או לחילופין תשתית אבנית עם חול (כאשר המרכיב האבני דומיננטי) .באזורים של חול בלבד ,ללא אבנים ,הקינים נמצאו לרוב בנוכחות צמחיה .קטגוריות הצמחייה דלילה והבינונית שתיהן התאימו והיו עדיפות על קטגורית הצמחייה העבותה .לגבי צמחייה לאחר כיסוח – מסד הנתונים שלנו קטן וקשה לקבוע מגמות. בשנה הראשונה מצאנו שלא היה קינון כלל בשני סוגי חופים :בינות סבך אשלים צפוף (ברוב איזור הבטיחה ובוילה מלצ'ט) ובחופים ללא צמחייה מוצפת (גופרה ,ג'ינו ,מבואות מפרץ אמנון ,כפר נחום ,גופרה) .מאחר ומדובר בנתונים ראשוניים מוקדם עדין להכליל בהקשרים הנ"ל. 055 איור :02/למעלה :התפלגות משבצות הדיגום לפי סוגי התשתית והצמחייה בכלל חתכי הדיגום הניצבים ( 025חתכים) והאופקיים ( 91חתכים) שנדגמו בחופי הכנרת בין אפריל לספטמבר .2102למטה :ממוצעי ריכוזי הקינים ב 011-מ 2עבור כל סוג תשתית או צמחיה .קטגוריות המצע =S :דק גרגר =M ,גודל בינוני =L ,אבנים גדולות וסלעים .בשילובים מופיע האלמנט הנפוץ יותר ראשון משמאל .קטגוריות הצמחייה =1 :ללא צמחיה =0 ,צמחיה מוצפת דלילה =2 ,צמחיה מוצפת בינונית =/ ,צמחיה מוצפת עבותה =1 ,צמחיה קצורה ללא נוף מעל המים. עומק המים המועדף באתרי ההטלה מאמץ הדיגום הגדול בי ותר היה במים הרדודים ,ככל שעלה עומק הדיגום השטח הנדגם פחת – למעט בחודשים יולי ואוגוסט כאשר נעשה מאמץ דיגום גדול יותר גם בעומקים שבין 2 – 0.5מ' (איור 021למעלה). במשך כל העונה ,עיקר הקינון נעשה במים הרדודים ביותר ,בעומק שבין 1.5 – 1מ' ,אך נמצאו גם שיאי קינון במים שבין 2 – 0.5מ' בחודשים מאי ויוני (איור 021למטה). 059 איור :021צפיפות קינים ביחס לעומק המים וזמן הדיגום .משבצות ריקות מציינות שלא נדגם צירוף העומק והחודש הזה. פילוג לפי מין הדג: שיטת העבודה לא אפשרה קביעה מדויקת של מין הדג שיצר את הקן הנדגם כי לרוב הדגים ברחו כשהתקרבנו. כדי לקבוע במדויק לאיזה מין שייך קן מסוים יש לתפוס את הדגים המקננים ,לספור ולזהות אותם ,משימה שתבוצע בשנה השניה (ע"י דיגום באלקטרושוקר) .עם זאת ,היו מקומות בהם הדגים לא ברחו מהקן ,בעיקר אמנון ירדן ,וניתן היה לזהות אותם .בנוסף ,רק אמנון מצוי חופר מחילות (אם כי הוא יוצר גם קיני גומה) ולכן כשנצפו קיני מחילות ניתן היה לשייך אותם למין זה בלבד .בזאכי נצפו בתחילת העונה כמעט רק קינים של אמנון ירדן ובסוף העונה אמנון מצוי .בשיזף נמצא אמנון הגליל בתחילת העונה ,אך בהמשכה הוא נעלם (אולי גם עקב דייג מאסיבי בו צפינו באתר זה במהלך אפריל) ורוב הקינון היה של שני המינים הנוספים .סיבה אפשרית שאמנון גליל מקנן בעומקים גדולים יותר .בשנת המחקר השנייה נבצע גם סקרי הטלה באתרים שונים סביב הכנרת בצלילה SCUBAעד לעומק של כ 01-מ'. 055 מיפוי עצמת הצומח החופי המוצף: עקב הקשר שנמצא בין קינון דגים לנוכחות צמחיה עלתה השאלה :איזה אחוז מליטורל הכנרת הרדוד היה מכוסה בצמחיה מוצפת בעונת הרבייה? התשובה לגבי אביב 2102ניתנת במפה שבאיור .0כ 15%מהמים הרדודים בכנרת הכילו צמחיה מוצפת צפופה 09% ,צמחיה דלילה ו /9%-היו ללא צמחיה כלל .האזורים ללא צמחיה היו בעיקר במזרח הכנרת בקטע שמעין גב עד כורסי ,במערב הכנרת באזור טבריה רבתי ,בחופי רחצה ובשפכי נחלים .צמחיה עבותה נרשמה בדרום הכנרת ,בקטע מצפון לטבריה ועד חוקוק ובאיזור הבטיחה. מסקנות ביניים על סמך נתוני שנת המחקר הראשונה: )0שיא עונת הרבייה של האמנונים בשנת 2102היה בין אמצע אפריל לאמצע יוני ,בתקופה בה חל איסור על דייג בשמורת הבטיחה (כלומר ,הממצאים מאששים את הידוע). )2הפיזור המרחבי של הקינים היה הטרוגני מאד ,בין תחנות דיגום ,ובאותה תחנה כולל לאורך אותו חתך. צפיפות הקינים ל 011-מ 2נעה בין אפס למאות קינים ,כאשר הממוצע היה כ /1קינים ל 011-מ 2אפיין את שיא עונת ההטלה .אתרי ההטלה היו פזורים סביב האגם כולו ולא רק באזור הבטיחה .נהפוך הוא ,בסבך האשלים שמאפיין את רוב שמורת הבטיחה לא נצפה קינון כלל. )/הממצאים הראשוניים מצביעים כי אמנונים העדיפו באופן בולט לקנן על תשתית חולית בצמוד לאבנים או לצמחייה ונמנעו לקנן באזורים חוליים חשופים לגמרי מכל מסתור ,או בסבך אשלים צפוף. )1באפריל ומאי האמנונים קיננו במים הרדודים מאד (פחות מ 1.5-מ') .החל מיוני הם קיננו גם במים עמוקים יותר ,של 0-0.5מ'. )5למרות שבמקרים רבים לא יכולנו לקבוע בוודאות את מין האמנון אותו יש לשייך כל קן ,קינון של אמנון מצוי ואמנון ירדן נצפו בתדירות גבוהה יותר משל אמנון הגליל .בשנת המחקר השנייה נחפש הטלות של אמנון גליל במים עמוקים יותר מ 2-מ'. גופן מ' וברוטון מ' .0909 .טבח בבטיחה .טבע וארץ ./0:50-55 Bruton, M. N. and M. Gophen (1992). The effect of environmental factors on the nesting and courtship behaviour of Tilapia zillii in Lake Kinneret, Israel. Hydrobiologia 239(3): 171-178. 1.01בחינת השפעת דילול לבנונים על איכות המים ,ע"י שימוש במודל אקולוגי גדעון גל ואיל אופיר בשיתוף עם ג'ימי שפירו (אגף הדיג) ומנחם גורן (אונ' תל אביב) במימון רשות המים דג הלבנון הוא מין מרכזי באוכלוסיות הדגים בכנרת אשר שימש במשך שנים רבות כאחד מהדגים המסחריים העיקריים עבור תעשיית השימורים .הדרישות של התעשייה היא לאספקה של דגים בגודל מינימאלי של 021 050 מ"מ .ואכן במשך שנים הכנרת סיפקה לתעשייה זו כמות של כ 0111 -טון לשנה .בעונת הדיג של 099/31חלה קריסה בשלל והוא היה כ 01% -מאלו של השנים שקדמו לו .בנוסף לא ניתן היה לשווק את מרבית הלבנונים שנתפסו כיוון שהם היו מתחת לגודל הנדרש ע"י התעשייה .הועלו השערות שונות לגבי הסיבות למצב זה, בהם :דיג יתר של דגים בוגרים בשנתיים שלפני הקריסה ,חוסר מזון עקב ירידת כמות הזואופלנקטון ,תמותה גדולה של דגים עקב טמפרטורת מים נמוכה ואולי אף שילוב של כל הגורמים הללו. בסוף שנת 0991החלה לפעול בכנרת תוכנית "דילול הסרדינים" מתוך מטרה של צמצום האוכלוסייה על מנת להקטין את לחץ הטריפה שלהם על הזואופלנקטון ,וכתוצאה הגדלת מצאי המזון עבור הפריטים שנשארו באגם .ההנחה הייתה שעלייה במצאי המזון יאפשר מצב גוף טוב יותר ודגים גדולים יותר .בנוסף ,הונח כי הקטנת לחץ הטריפה של הלבנון על הזואופלנקטון תגרור התאוששות וגידול של אוכלוסיית הזואופלנקטון ובעקבות כך לחץ רעיה גדול יותר על הפיטופלנקטון מה שאמור לשפר את איכות המים בכנרת .במסגרת תוכנית הדילול הוצאו מהאגם בין השנים 0991-2119כמות של /11-911טון לבנונים מידי שנה ,במרביתם לא בוצע כל שימוש מסחרי והם נקברו במזבלות סמוכות לאחר הוצאתם (איור .)025למרות תוכנית הדילול, בשנת 211135התרחשה שוב קריסה של הדיג המסחרי של הלבנון ,זאת כאשר הדגים אשר נידוגו לא הגיעו לגודל המסחרי דבר שהעיד על מצב קשה של האוכלוסייה. איור :025הוצאת לבנונים וקבירתם במזבלת מנחמיה (צילום ג'ימי שפירו). ב 2119 -נערכה סדנת מומחים אשר דנה במידת ההצלחה של תוכנית הדילול להשיג את מטרותיה וסוכמה ע"י זהרי וגזית .החוקרים הסכימו בין השאר על הנקודות הבאות: • מבין המטרות שהובילו לדילול אוכלוסיית הלבנון ,השמירה על איכות המים היא המשמעותית ביותר ויש לבחון את הצלחת הפעולה לאור מטרה זו. • החל מתחילת תוכנית הדילול נמצא מתאם חיובי בין כמות הדילול לכמות הזואופלנקטון ,כלומר בשנים שבהם הוצא יותר לבנון מהאגם הייתה ביומסה גדולה יותר של הזואופלנקטון .אולם לא ברור האם הסיבה היא כי הדילול שיפר את הביומסה של הזואופלנקטון או שהסיבה בעטיה היו יותר לבנונים היא כי ביומסת הזואופלנקטון הייתה גדולה יותר. • לא נמצא מתאם בין כמות הזואופלנקטון באגם לכמות הפיטופלנקטון הכללי או זה שנאכל. 059 • • אין עדויות לכך שדילול הלבנונים שיפר את איכות המים ,החוקרים אף הצביעו על כי מאז 0991איכות המים פחתה ויציבות המערכת האקולוגית נפגעה ,אולם יתכן וזה קשור לתהליכים אחרים המתרחשים באגם (שינוי מפלס ,שנוי כניסת נוטרינטים ועוד). חוסר הצלחה של הדילול להשיג את מטרת שיפור הגדלת גודל היחסי של הלבנונים. לאור זאת המליץ צוות המומחים להפסיק את הדילול ולבצע מחקרים שיעזרו בהבנת הגורמים המשפיעים על אוכלוסיית הלבנון ,על השפעת הלבנון על אוכלוסיית הזואופלנקטון ועל הקשרים בין הזואופלנקטון לפיטופלנקטון. אופק ( )2101בחן את הקשר שבין הלבנון לזואופלנקטון ובמסגרת מחקרו הוא בדק בשישה דיגומים את מקורות התזונה של 021דגי לבנון .במקביל לדיגום הדגים בוצע דיגום של הזואופלנקטון על מנת לבחון את הרכב ומידות הזואופלנקטון אשר היה זמין לדגי הלבנון .מסקנות המחקר היו כי הלבנון מפעיל לחץ טריפה על הזואופלנקטון ,אולם לא נמצאו עדויות שלחץ הטריפה הוא חזק ושהלבנון מקיים בקרה עלית על הזואופלנקטון .מעבר לכך המחקר בשילוב מחקרים קודמים מראה כי דגי הלבנון טורפים פי /./יותר קופפודים מאשר קלדוצירה ומעט רוטיפרים .לנתון זה משמעות רבה בהבנת השפעות השינויים בביומסה של הלבנון. בשל המשולש הטרופי שנוצר בין דגי הלבנון ,הזואופלנקטון הטורף (הקופפודים הבוגרים) והזואופלנקטון הצמחוני (הקלדוצירה) הרי שהפחתת הביומסה של הזואופלנקטון ע"י הלבנון הוא בעיקר של הזואופלנקטון הטורף וכתוצאה ישנה ירידה בלחץ הטריפה על הזואופלנקטון הצמחוני .לעומת זאת ,עלייה בביומסה של הזואופלנקטון הטורף מלווה בעלייה בלחץ הטריפה על קלדוצירה ורוטיפרים ועקב כך ירידה ברעיה על האצות. כך שדילול הלבנון למעשה עלול ליצור מצב בו נפגעת איכות המים עקב פגיעה במיני זואופלנקטון אשר אוכלים את האצות (אופק .)2101 המודל האקולוגי של הכנרת במסגרת פרויקט " פיתוח ויישום מודל דיג לכנרת לשיפור ממשק הדיג" המבוצע במעבדה ,נבנה מודל של מארג המזון של הכנרת (בדגש מיני הדגים) תוך שימוש בתוכנות .)Ecopath with Ecosim( EwEהתוכנה ניתנת לשימוש בחינם ,היא מתפתחת ומתעדכנת במקביל ע"י מספר רב של משתמשים וחוקרים ,נמצאת בשימוש במקומות רבים בעולם ,וזוכה לפופולאריות גוברת (ראה אתר התוכנה .)www.ecopath.org -במסגרת תוכנת EwEיש לבנות תחילה מודל מאזני ,סטטי( ,מודל מהסוג )Ecopathועל בסיסו ניתן לפתח מודל דינאמי (מודל מסוג ה )Ecosim -המאפשר לבחון סימולציות שונות לאורך זמן (.)Christensen and Maclean 2011 מבנה המודל בכנרת תואם את המערכת האקולוגית ונקבע על בסיס מארג המזון המוכר בכנרת קרי :חומרי רקב ,חיידקים ,פיטופלנקטון ,זואופלנקטון ,דגים וקורמורנים (איור .)029קבוצות הדגים שנקבעו במודל הם: שפמנונים (מכונה במודל ,(Catfishביניות ( ,)Barbelקרפיונים ( ,)Carpioקיפונים ) )Mugilidsצעירים ובוגרים, כסיפים ( (Silver carpצעירים ובוגרים ,אמנון גליל ( )Sarotherodon galilaeusצעירים ובוגרים ,אמנון מצוי ( )zilliiאמנון ירדן ) (Oreochromis aureusלבנון כנרת ) (Lavnunוכל השאר ( )all the restשזאת קבוצת דגים המביאה לידי ביטוי את יתרת הדגים באגם המשפיעים על מארג המזון. לצורך קביעת הפרמטרים של המודל עבור הרכיבים של הפיטופלנקטון והזואופלנקטון השתמשנו בחלוקת קבוצות הדומה לחלוקה הקיימת ב"-מודל כנרת" .על פי חלוקה זו הפיטופלנקטון מורכב משבע קבוצות: הפרידיניום ( ,)Peridinium gatunenseקבוצת כחוליות מקבעת חנקן המיוצגת ע"י ה, Aphanizomenon- קבוצה של כחוליות שאינן מקבעות חנקן המיוצגת ע"י ה ,Microcystis -קבוצת צורניות המיוצגות ע"י ה- , Aulacoseiraשתי קבוצות כללית המייצגת בין השאר את מיני הירוקיות ונקראת Nanoplanktonו- Nanoplankton2וקבוצה המייצגת את האצה החוטית .Debarya sp.את הזואופלנקטון חילקנו לשלוש קבוצות 091 פונקציונאליות :טורפים ,צמחוניים ,ומיקרוזואופלנקטון .נקבעו שני סוגים של ציי דיג :האחד של רשתות הקפה (סקלבה) והשני של רשתות עמידה .להרחבה בנושא ראה דו"ח מעבדה לשנת .2100 על מנת לבחון משמעות דילול עתידי של הלבנון ,נבנה מודל מסוג Ecopathהלוקח בחשבון את השנים 0991- ,0995לאחר שלב בדיקת הנתונים המודל מופעל ולמעשה בוחן את טיב הקשרים ,קיום של כל הקשרי התזונה הנכונים (איור )029ובסופו של דבר המודל מצביע על כך שהמערכת "מאוזנת" שמשמעה כי היא יכולה להתקיים .הרצה זו של המודל למעשה מחשבת את הביומסה של הדגים בכלל ושל הלבנון בפרט ,כך שמתקבלת תוצאה המשקפת את הביומסה אותה המודל חישב. לצורך כיול המודל נבנה קובץ נתונים ( )Time seriesלשנים 0999-2100המכיל את נתוני ביומסה של האצות והזואופלנקטון ,כמות הקרומורנים שחורפים בכנרת ,ביומסת הדגיגים שאוכלסו מידי שנה בכנרת (קיפון ,כסיף ואמנון הגליל) ,מאמץ הדיג ושלל הדיג .הרצה של תקופה זו מהווה בעצם את הרצת הבסיס לכל הרצת תרחיש. באופן זה הבסיס לבחינת התרחיש נשען על מצב עדכני של הכנרת בו התרחשו שינויים במארג המזון בכנרת כגון מופע תדיר ועוצמתי יותר של כחוליות ושונות רב-שנתית גדולה בשלל הדיג ,בעיקר זה של אמנון הגליל אשר ירד לשפל בשנת .2110 איור :029קשרי ההזנה במארג המזון בכנרת כפי שחושב ע"י המודל .העיגולים מייצגים את המינים והקבוצות השונות הכלולות במודל והקווים את מעבר האנרגיה בין הקבוצות והמינים .עובי הקו מבטא את מידת מעבר האנרגיה בין קבוצות .ככל שהקו עבה יותר כך מעבר האנרגיה גדול יותר .העיגול הכחול מייצג את הלבנון .הקווים האופקיים והמספרים לידם מייצגים את הרמה הטרופית. על מנת להבין את השינוי שיווצר כתוצאה מדילול של לבנונים ,בוצעה סימולציה של המצב העתידי של האגם (עד שנת )2122ללא כל התערבות או שינוי מתוך הנחה ,אמנם מופשטת ,כי חלק מהפרמטרים כמו מאמץ דיג, כמות הקורמורנים וכמות הדגיגים המאוכלסת תשאר ללא שינוי .הנתונים אשר התקבלו מהרצה זו שימשו כנקודת יחוס לצורך בדיקה של כל המערכת בתרחיש דילול הלבנונים. לצורך תרחיש דילול הלבנונים הונחו מספר הנחות: אכלוס של מיני הדגים :אמנון הגליל ,קיפון וכסיף ישאר ברמות זהות לאכלוס הקיים כיום שלל דיג הלבנון יהיה קבוע מידי שנה ויעמוד על 511טון. על מנת לדלל את הלבנון תחול עליה במאמץ הדיג ,בעיקר זה של רשת ההקפה. 090 מעבר להנחות אלו ,אשר באו לידי ביטוי באילוץ המודל להשתמש בנתונים הללו ,הושאר חופש פעולה למודל לצורך חישוב של כל שאר הפרמטרים כמו ביומסה ,שלל ועוד. התוצאות שהתקבלו מהסימולציה של דילול הלבנונים השוו לתוצאות של הסימולציה ללא ההתערבות (הרצת הבסיס) כך שהתוצאה שהתקבלה מעידה על מידת השינוי שחולל הדילול .תהליך זה מקובל בתהליכי ביצוע סימולציה בעזרת ה Ecosim -ובוצע במקומות רבים בעולם. בחינת הקשר בין הלבנון לזואופלנקטון – על פי אופק ( )2101הלבנונים בוחרים את מזונם באופן סלקטבי ומעדיפים לטרוף את הקופפודים על פני קבוצות של קלדוצריה או של רוטיפרים .להבנה זו יש אימות גם במודל .בחינה של איור 025מלמדת אותנו כי עם הירידה בכמות הלבנונים באגם תחול עלייה של הזואופלנקטון הטורף וירידה של הזואופלנקטון הצמחי אשר מהווה אחד הצרכנים של האצות באגם .בכך תוצאות המודל מאוששות תופעה אשר תוארה במחקרים קודמים שמצאו כי מתקיים כמעיין משולש הזנה בו שותפים הלבנון ,הזואופלנקטון הטורף והזואופלנקטון הצמחי באופן כזה שאם משנים את אחת הצלעות במשולש ,הדבר משפיע על שתי הצלעות האחרות ,Makler-Pick et al 2011( .אופק )2101 השפעת הדילול על הזואופלנקטון 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 2022 2021 2020 2019 zoo- micro 2018 2017 zoo-Herbivorous 2016 2015 2014 2013 2012 zoo-predatory איור :025תוצאות תרחיש דילול לבנונים :השפעה על הזואופלנקטון .הערכים בציר האנכי מייצגים את מידת השינוי בביומס ת הזואופלנקטון ביחס לביומסה בתחילת ההרצה על כן ערך של 0.5מבטא עלייה של 51%ביחס לביומסה בשנה הראשונה של ההרצה .הערכים בציר האופקי מייצגים את שנות הסימולציה. הקשר בין הלבנון לכמות האצות –בחינה של איור 020מלמדת אותנו כי המודל מצביע על קיומן של קשר הפוך בין כמות הלבנונים באגם לבין כמות האצות .כלומר ככל שכמות הלבנונים יורדת למשך זמן ,כמות האצות עולה. 092 השפעת הדילול על הפיטופלנקטון 15 10 5 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016 2015 2014 phy-Microcystis phy-Melosira phy-Aphanizomenon phy-Peridinium pyt-namo 2 pyt- nano 2013 0 2012 pyt-Debarya איור :020השפעת דילול הלבנונים על האצות .הערכים בציר האנכי מייצגים את השינוי בביומסה המצטבר בשנה מסוימת ביחס לערכים בשנה הראשונה של ההרצה .מכיוון שישנן 5קבוצות של אצות ,הרי שבמצב של יציבות מוחלטת, ביחס לשנה הראשונה של ההרצה ,הרי שהערך בציר האנכי צריך להיות .5ערכים גדולים מ 5-מבטאים עליה בביומסה של קבוצה או קבוצות של אצות ביחס לשנת ההרצה הראשונה .הערכים בציר האופקי מייצגים את שנות התקדמות התרחיש. ניתן להסביר את המתרחש באיור 020בעזרת התוצאות של איור ,025המראה כי יחסי הגומלין בין הלבנון- הזואופלנקטון-אצות הם מורכבים ביותר ולא ניתן לחזות את תגובת אוכלוסיית האצות לשינוי בביומסת הלבנון .בהסתכלות כוללת על סך האצות ניתן לראות כי תוצאות המודל צופות עלייה גדולה בביומסת האצות. עיון באיור 020מלמד כי השינוי הבולט הוא בקבוצת האצות הנקראות ,Nanoזאת כיוון שהן מקור המזון המרכזי של הזואופלנקטון הצמחי אשר מספרו מדלל עקב הגברת לחץ הטריפה עליו .כך שאם בוחנים את היתרונות של השימוש בממשק הדילול בכנרת על בסיס הפחתת כמות האצות (דבר שמתקשר לשיפור באיכות המים) ,אזי הרי שהתוכנית לא עומדת ביעדים .להפך ,ירידה בכמות הלבנונים עלולה לגרור עליה בכמות האצות במים. לסיכום ,סדנת המומחים אשר התקיימה בשנת 2119הגדירה מספר מטרות אפשריות לדילול הלבנון ,אולם קבעה כי מטרת השמירה על איכות המים היא המרכזית שבהן ויש לבחון את פעולת הדילול לאור מטרה זו. בחינה של תוצאות המודל מראה בצורה ברורה כי מטרה זו לא תושג ואף להיפך ,דילול הלבנון יכול להיות גורם אשר ידרדר את איכות המים .תוצאות אלו מתיישבות עם תוצאות של מודל "כנרת" ששונה מהותית מהמודל הנוכחי וכן תואמות את אשר אירע באגם במהלך תקופה של כעשור בו התקיימה תוכנית הדילול. Makler-Pick V, Gal G, Shapiro J, Hipsey MR (2011) Exploring the role of fish in a lake ecosystem (Lake Kinneret, Israel) by coupling an individual-based fish population model to a dynamic ecosystem model. Can J Fish Aquat Sci 68:1265-1284 אופק ת ( )2101בדיקת הקשר בין דג הלבנון ) (Acanthobrama terraesanctaeלזואופלנקטון והשלכתו על דילול אוכלוסיות הדג באגם הכנרת .עבודת גמר--אוניברסיטת חיפה ,החוג לביולוגיה אבולוציונית וסביבתית2101 , אופק ת ( )2101יחסי הגומלין בין דג הלבנון (סרדין הכנרת) לזואופלנקטון והשלכתו על דילול הסרדינים באגם אופק ת' ,גל ג' ושפירו ג' ( )2101אגמית המים בארצנו ,חדשות הכנרת2101 ,29-25 : 09/ 1.05פיתוח ויישום של מכשיר חדש להערכת ייצור ראשוני ורנר אקרט ,אייל קורצבאום ,יוסף יעקבי ,יאן קוהלר ופרנסיסקה לאינרט (מכון לייבניץ לביולוגיה של מים מתוקים ,ברלין ,גרמניה) במימון MOS-BMBF ייצור ראשוני הוא משתנה ביולוגי חיוני להכרת מחזור הפחמן במערכות טבעיות ,להבנת שרשרת המזון וחיוני לצורך קבלת החלטות מבוססות –מידע בתחום ניהול משאבי-טבע .זהו המשתנה הפיסיולוגי שנמדד בתדירות הגבוהה ביותר במערכות מים ,בעיקר באמצעות סמן רדיואקטיבי .שיטה זו כרוכה בעבודה ידנית מרובה ומותירה פסולת רדיואקטיבית יציבה למדי עם זמן מחצית חיים העולה על 5111שנה .כדי להתגבר על מגבלות אלה פותחו בעשורים האחרונים מספר מכשירים להערכת ייצור ראשוני המבוססים על גירוי אור של האובייקט הצמחי ופליטת פלואורסצניה בעקב כך .כל המכשירים שהגיעו לכדי שיווק מסחרי מבוססים על גירוי אור מלאכותי המובנה בתוך המכשיר עצמו ואי-לכך בעצם מודדים פוטנציאל של ייצור ראשוני בתנאים סטנדרטיים .בעבודה זו אנו מעוניינים לפתח ולהשמיש מכשיר שתשומת האור שלו היא האור הטבעי ,על כל שונותו היממתית והעונתית .אב הטיפוס של המכשיר בו אנו עוסקים מבוסס על מדידה של פלואורסצניה דחויה ) – (delayed fluorescenceפ"ד. בניסויים שנערכו השתמשנו במכשיר פ"ד בגירסה המעבדתית שלו ,במקביל לניסויים שנעשו במכשיר זהה ע"י השותפים בגרמניה .בניסויים שלנו השווינו את קינטיקת הפ"ד של פיטופלנקטון למדדי פעילות פוטוסינטתית שנמדדים שגרתית – קצב קליטת פחמן רדיואקטיבי ,קצב ייצור חמצן והשתנות פלואורסצנציה ()PAM בהשראת אור טבעי .ההשוואה של מדדי הפלואורסצנציה השונים מראה קווי דמיון בהשתנות היממתית של הפ"ד ושני המדדים של פלואורסצנציה מיידית (איור .)029 איור :029ההשתנות העיתית אור (צהוב) ,עצמת הפלואורסצנציה הדחויה (אדום) ושני מדדים של פלואורסצנציה מיידית (כחול) .בזה האחרון מדדנו באמצעות מכשיר PAMאת הערך הבסיסי (’ Fואת הערך המירבי הנובע ממתן מנת אור של רוויה (’.)FM 091 בניסוי זה ,שנערך באור הגבוה ששורר בסביבתנו נראה בעליל שיש שני שיאים תואמים של של פ"ד ושל ערך מירב הפלואורסצנציה המיידית (’ )Fmושניהם נוגדים את השונות היממית של עצמת האור. במקביל לתגובת הפיטופלנקטון לאור במדדים של פלואורסצנציה בדקנו גם את הפעילות של מנגנון ההגנה הטבעי של פיטופלנקטון לקרינה חזקה המכונה "מעגל הקסנטופיל" ,שבא לידי ביטוי באצות ירוקיות בחימצון (הפיך) של הפיגמנט וויולקסנטין ( )violaxanthinלזיאקסנטין ( .)zeaxanthinבאצות ממערכות אחרות יש גירסה מעט שונה של מעגל קסנטופיל ,אך עקרון פעולתה זהה .בניסויים שערכנו באצה הירוקית כלורלה (,)Chlorella הראנו שיש יחס ישיר בין עצמת האור ומידת ההתבטאות של מעגל הקסנטופיל בה במידה שיש יחס ההופכי בין ערכי הפ"ד ועוצמת האור (איור .)0/1 בהשוואה של פ"ד לייצור הראשוני שנקבע באמצעות פחמן רדיואקטובי ,בתנאי אור נמוך יחסית ,נראה שהמתאם בין שני המדדים אינו גבוה (איור )0/0ומכאן שמטרתנו המרכזית ללמוד כיצד לפרש את ערכי הפ"ד במונחים של ייצור ראשוני .הפ"ד מגיב בחריפות רבה לשינויים זעירים באור נמוך ,אך כאשר רווית האור מושגת הפ"ד אינו משתנה או אף יורד .חזרנו על ההשוואה הנראית באיור 0/0גם בכחולית מיקרוציסטיס (איור )0/2והתוצאות דומות. 400 ]PAR [µE m-2s-1 zeaxanthin 0.2 PAR 0.1 250 200 150 ]Chl a [µg/l 0.3 violaxanthin 300 4000 3500 3000 2500 2000 1500 100 1000 50 500 0:00 21:00 18:00 15:00 9:00 6:00 3:00 0:00 0:00 21:00 18:00 15:00 12:00 9:00 6:00 12:00 Time 3:00 0 0.0 0 0:00 )pigment/Chl a, (rel. units 350 Normalized DF 4500 )(DF integral/chl conc. 0.4 Chl a PAR 5000 Time איור :0/1שונות יממתית של שטף האור (צהוב) ,ריכוז הכלורופיל (ירוק) ואינטגרל הפלואורסצנציה הדחויה (סגול) (שמאל) וריכוז הפיגמנטים משתתפי מעגל הקסנטופיל (ימין). בהיעדר יחס ישיר בין ייצור ראשוני לבין ערך הפ"ד שנמדדת במקביל אנו מנסים לפתח אינדקסים המבוססים על משתנים הנמדדים באמצעות מכשיר הפ"ד .המfשיר מודד את ערך הפ"ד לאורך כ 91-שניות .בזמן זה נמדדת קינטיקת הדעיכה של האות הפלואורסצנטי שניתנת לתיאור מתמטי באמצעות פונקציה מעריכית ,אך דגם הפונקציה המדוייק משתנה במשך היממה (איור .)0//מה שמוצג באיורים 0/2 – 029הוא האינטגרל של הקריאות לאורך היממה והוא בהחלט אינו מקביל לזה של שיא הערך של פ"ד ,שהוא גם נקודת ההתחלה של מניין הפ"ד (איור .)0//אין מתאם בין ערכי ה DFI -ובין קצב קליטת הפחמן (איור 0/1שמאל) .אולם כאשר משווים את ההפרש של DFIנתון לזה של ערך השיא ,מקבלים מתאם גבוה לזה של הייצור הראשוני (איור 0/1ימין) ,מה שמצביע שניתן לבנות אינדקס לתרגום מדידות פ"ד לערכים האופרטיביים של ייצור ראשוני. 095 DO PP -1 µg C h-1 mg h -1 µgChl -1 µgChl DFI/Chl. 8 0.02 40 6 0.015 150 PAR 7 35 30 DF 5 4 0.01 PAR µEin m-2s-1 25 DO 20 3 125 100 75 15 50 2 0.005 10 PP 1 0 00:00 0 5 18:00 12:00 13-02-2012 06:00 00:00 12:00 18:00 12-02-2012 0 00:00 06:00 25 0 איור :0/0השונות היממתית של האור (צהוב) ,אינטגרל הפלואורסצנציה הדחויה (ירוק) ,קצב קליטת פחמן (אדום) וריכוז החמצן (כחול) בתרבות של האצה הירוקית כלורלה. 200 180 6000 160 5000 160 140 DFI1-60sec C-PP/h 100 3000 80 14 80 60 2000 40 1000 -2 -1 4000 ] Light [µmol m s 120 120 40 20 0 0 21:30 16:30 11:30 06:30 01:30 0 20:30 Time איור :0/2השונות היממתית של האור (צהוב) ,אינטגרל הפלואורסצנציה הדחויה (שחור) ,קצב קליטת פחמן (ירוק) בתרבות של הכחולית מיקרוציסטיס. 099 12:00 150 ↑SV + ↑ DFI ↑SV + ↑ DFI ↓SV + ↓DFI 100 50 0 60 50 40 30 20 10 0 60 50 40 30 20 10 0 60 50 40 30 20 10 0 )DF signal (counts * 1000 19:30 7:30 200 ]Time [sec איור :0//שונות יממתית טיפוסית בקינטיקה של הפלואורסצנציה הדחויה (פ"ד) בתרבות של כלורלה -SV .ערך פ"ד התחלתי -DFI ,אינטגרל פ"ד לפרק זמן נתון. 14 14 )C-uptake (PP h-1 )C-uptake (PP h-1 איור :0/1המתאם בין קצב הייצור הראשוני ו ,DFI -אינטגרל הפלואורסצנציה (שמאל) והמתאם בין ההפרש שבין אינטגרל נתון וזה הגבוה ביותר ,בשעות הבוקר( ,ימין). 1.09חישה מרחוק של פיגמנטים במים פוריים :אגמים ,מאגרים ומימי חופים יוסף יעקבי ,בשיתוף עם אנטולי גיטלסון ( )nNkc lk-akNaseiN f y isreUinUואלכסנדר גילרסון ()iCCC במימון הקרן הדו-לאומית למדע ארה"ב-ישראלBSF , חישה מרחוק של פיגמנטים ובעיקר של כלורופיל היא טכנולוגיה מבוססת היטב .אלגוריתמים להמרת המידע האופטי למונחים של ריכוזי פיגמנטים זמינים ותוצרי העבודה באמצעות חישה מרחוק משמשים למיפוי 095 פיטופלנקטון ברמה גלובלית ומקומית במי הים העמוקים .אולם ,במי אגמים ומאגרים ובמידה רבה גם במי הים החופיים ,האלגוריתמים המותאמים לים העמוק אינם ישימים; האקלים האופטי במי ים עמוקים נקבע בעיקר ע"י ריכוז הפיגמנטים ואילו במים יותר פוריים ניכרת גם ההשפעה של מרכיבי מים מורחפים ומומסים אחרים ,כגון ,חמר אורגני מומס צבעוני ומינרלים ,דוגמת חרסיות .במים פוריים ,המתאם בין ריכוז הכלורופיל והחומרים האחרים לעיתים קרובות נמוך מאד ,בניגוד למצב בים העמוק .המורכבות האופטית של המים הפוריים מחייבת פיתוח אלגוריתמים אחרים מאלה שמשמים בים העמוק ויש כיום כבר מלאי לא קטן של אלה ,אם כי רובם בעלי תוקף מוגבל לסביבות מסוימות או לטווח ריכוזי פיגמנטים נתון. ב 2102 -ערכנו 9הפלגות מיוני ועד דצמבר לצורך איסוף מידע אופטי ובמקביל לקביעת ריכוזים של חלקיקים המעצבים את האות הספקטרלי הנובע מפני המים .טווח השונות של ריכוזי כלל החומר המרחף ומרכיביו והשונות של ריכוזי הכלורופיל הייתה מצומצמת למדי (טבלה .)21בכל הפלגה אספנו מידע במספר תחנות (בין 01ל ) 0/-ומצאנו שהשונות המרחבית גם כן קטנה .המתאם בין ריכוז כלל החמרים המרחפים (כח"מ) וריכוז הכלורופיל היה נמוך למדי ( ,)r2=0.21, n=67, p<0.001כצפוי במים פוריים כמו בכנרת. טבלה :21ממוצעים ( ±סטיית תקן) של שקיפות המים ( ,)Secchiמקדם דעיכת האור בעמודת המים ( ,)Kdריכוז כלל החומרים המרחפים ( ,)TSSשיעור החומר האורגני בחלקיקים ( ,)OMריכוז ההחומר המינרלי בחלקיקים ()IOP וריכוז הכלורופיל -בהפלגות שנערכו בכנרת ב.2102- Chlorophyll a, mg m-3 OM, % IOP, g m-3 TSS, g m-3 Kd , m-1 Secchi depth, m Date 0/.5 ± 0.0 0.2/ ± 1.90 55 ± 9 5.1/ ± 1.50 2.12 ± 1./2 27 June 12 9.5 ± 2.2 0.51 ± 1.2/ 99 ± / 1.05 ± 1.90 2.11 ± 1.21 23 July 12 01.0 ± 0.9 0.59 ± 1.59 91 ± 9 1.59 ± 1.50 0.95 ± 1.09 20 Aug 12 01.9 ± 1.5 0.00 ± 1.59 51 ± 1 1./0 ± 1.90 1.95 ± 1.01 2.25 ± 1.21 23 Sep 12 01.9 ± 2./ 0.51 ± 1.52 91 ± 9 1.2/ ± 1.90 1.50 ± 1.15 2.55 ± 1.1/ 13 Nov 12 5.9 ± 0.2 0.51 ± 1.95 52 ± 01 /.92 ± 1.95 1.5/ ± 1.21 /.0/ ± 1.0/ 18 Dec 12 והשונות של ריכוזי הכלורופיל הייתה מצומצמת למדי (טבלה .)21בכל הפלגה אספנו מידע במספר תחנות (בין 01ל ) 0/-ומצאנו שהשונות המרחבית גם כן קטנה .המתאם בין ריכוז כלל החמרים המרחפים (כח"מ) וריכוז הכלורופיל היה נמוך למדי ( ,)r2=0.21, n=67, p<0.001כצפוי במים פוריים כמו בכנרת. דגם החזר האור מפני המים ( )reflectanceהיה כמעט זהה בכל הפלגה ,אם כי היו הבדלים ניכרים בין ההפלגות (איור .) 0/5בדקנו את היחס שבין ריכוז הכלורופיל ומידע החזר האור בטווח האדום של הספקטרום האלקטרומגנטי ,באמצעות המודלים כדלקמן: (נוסחא )0מודל יחס -2ערוצים ])Chl a [R (λ1)* R-1 (λ2 (נוסחא )2מודל הפרש -2ערוצים ])Chl a [R-1(λ1) - R-1(λ2 090 )Chl a [R-1(λ1) - R-1(λ2)]R(λ 3 (נוסחא )/מודל -/ערוצים כאשר = λ1 :החזר האור בקטע הספקטרום שסביב 955ננומטר =λ2 ,החזר האור בקטע הספקטרום שסביב 510ננומטר = λ 3,החזר האור בקטע הספקטרום שסביב 5/1ננומטר. 5 27-Jun 23-Jul 20-Aug 23-Sep 13-Nov 18-Dec 4 2 Reflectance, % 3 1 750 700 650 600 550 500 450 0 400 Wavelength, nm איור :0/5החזר האור מפני המים בהפלגות בכנרת ב .2102-החזר האור מחושב כשיעור האור הנובע מפני המים בהשוואה לתשומת האור המגיע אל פני המים .באיור מוצג החזר האור הממוצע לכל אחת מההפלגות. למרות הטווח הנמוך של שונות ריכוז הכלורופיל ,שנע מ 9.9-ועד 05.5מיקרוגרם לליטר (ובממוצע לכל הנתונים 02מיקרוגרם לליטר) מצאנו שיש יחס קרוב למדי בין ריכוז הכלורופיל לשני מודלים מבוססי מידע של החזר אור (איור .)0/9צריך לזכור שבמקור מודלים אלה לא פותחו בכנרת ובוססו על מנעד ריכוזי כלורופיל של 211 -2מיקרוגרם לליטר ,לערך ,כך שההתאמה שלהם לממצאים הנוכחיים בהחלט מעודדת .השתמשנו במודלים בהחזר האור בשנים או שלשה טווחים – החזר האור סביב 955נ"מ ,שהוא הטווח בעל הרגישות המזערית לשינויי בריכוז הכלורופיל (אזור הספיחה ( )absorptionהמירבי) ,החזר האור סביב 510נ"מ ,שהוא הטווח של מירב הרגישות לשינוי בריכוז הכלורופיל ,ובמודל בו משתמשים ב /-אורכי גל גם את החזר האור סביב 5/1נ"מ ,טווח בו אין כל פעילות אופטית של פיגמנטים .המודל המוצלח ביותר הוא זה בו משתמשים ביחס שבין החזר האור באזור הרגישות המירבית לכלורופיל להחזר האור באזור הרגישות המיזערית וגרוע ביותר היה זה בו משתמשים בהפרש שבין משתנים אלה (איור .)0/9 099 2-band ratio model 1 y = -0.0027x2 + 0.0833x + 0.2163 R2 = 0.8104 0.9 0.6 (R708*R 0.7 -1 )675 0.8 0.5 0.4 19 17 15 9 11 13 2-band difference model Chl a , mg m-3 5 7 0 -1 (R -1 -1 )675-R 708 -2 -3 y = -0.0292x2 + 0.8394x - 6.6996 R2 = 0.5653 -4 19 17 3-band 11 model 13 15 9 5 7 0.1 -3 Chl a , mg m y = -0.0013x2 + 0.038x - 0.3027 0 (R -0.1 -1 -1 675-R 708)*R730 R2 = 0.7486 -0.2 19 17 15 13 11 9 7 5 -3 Chl a , mg m איור :0/9יחסים בין ריכוז הכלורופיל ותוצרי שלשה מודלים המבוססים על שיעור החזר האור בטווח האדום של הספקטרום האלקטרומגנטי .השתמשנו במודלים בהחזר האור בשנים או שלשה טווחים – החזר האור סביב 955ננומטר (נ"מ) ,שהוא הטווח בעל הרגישות המזערית לשינויי בריכוז הכלורופיל ,החזר האור סביב 510נ"מ ,שהוא הטווח של מירב הרגישות לשינוי בריכוז הכלורופיל ,ובמודל בו משתמשים ב /-אורכי גל גם את החזר האור סביב 5/1נ"מ ,טווח בו אין כל פעילות אופטית של פיגמנטים. 051 מודל של /ארכי גל הוא בעצם מודל ההפרש של שני ארכי גל ,מתוקן בהחזר האור בו אין פעילות פיגמנטים ( 5/1נ"מ) ואין חלקיקים אחרים או מומסים שעשויים לספוח אור .אם כי ,יש להביא בחשבון גם את פיזור האור ( ) scatteringע"י חלקיקים .ואכן יש מתאם חיובי ,אם כי לא ממש גבוה ,בין ריכוז כלל החלקיקים המרחפים (כח"מ) במים והחזר האור באורכי הגל בטווח האדום (איור .)0/5הקשר בין ריכוז כח"מ והחזר אור זהה כמעט באורך גל 955נ"מ ושל 5/1נ"מ ,אך נמוך במידה ניכרת מזה שבאורך גל של 510נ"מ .מסימולציה פשוטה שערכנו עולה שהיחס בין החזר האור ב 955-נ"מ לזה שב 510-נ"מ מושפע פחות משינויי כח"מ מההפרש וזו ככל הנראה הסיבה שמודל יחס עורכי הגל (נוסחא )0עקבי יותר ממודל הפרש אורכי הגל (נוסחא )2כאשר מוצלב כנגד ריכוזי כלורופיל .הנחיתות של מודל ההפרשים מתוקנת במידה מסוימת כאשר מוסיפים את ערך החזר האור בקטע שבו אין כבר פעילות פיגמנטים ,שמתואר בנוסחא /שלהלן. 0.3 0.1 740 710 680 Correlation coefficient, r 0.2 0 650 Wavelength, nm איור :0/5מקדם המתאם שבין עצמת החזר האור וריכוז כלל החלקיקים המרחפים ( )TSSבטווח אור שמ 951 -עד 511 נ"מ ,הכנרת ב 9-הפלגות שנערכו ב.2102- 1.05השפעת תרחישי הפחתת מים זמינים על מליחות בכנרת אלון רימר במימון רשות המים בהמשך לעבודה שהוכנה בשרות ההידרולוגי הבוחנת תרחישים עתידיים לירידה בכמות המים הזמינים בכנרת הוכנה ע"י רשות המים וחוקרי המעבדה רשימת תרחישים להרצת מודלים לבחינת המשמעויות של הירידה 050 בכמות המים הזמינים על המליחות והתהליכים האקולוגיים באגם .פרק זה מסכם את חיזוי המליחות. טבלאות 25ו 29-מסכמות את הנפחים של המים הזמינים בכנרת כיום ,ובתחזית ל /1-שנה ( )2102-2112הן בהקשר של שינוי אקלימי (טבלה )25והן בהקשר של שינויים באגן שאינם קשורים לשינוי אקלימי (טבלה .)29 טבלה :25נפחי מים זמינים מדודים וחזויים על פי אנסמבל (איחוד) של 1מודלים אקלימיים ).(Rimmer et al. 2011 תקופה נפח מים זמינים (מלמ"ק) 0905309-2101300 /95 צפי ל 21/5 - /15 טבלה :29תרחישי מניעת מים מהכנרת כתוצאה משינויים שאינם קשורים לשינוי אקלימי (בנוסף לפחיתה טבעית שהוצגה בטבלה ;25גבעתי וחוב')2110 , תרחיש סבירות נפח מים שיגרע מהכנרת (מלמ"ק) 0 גבוהה 025 2 בינונית 225 / נמוכה /51 עקרונות לקביעת התרחישים התרחישים (טבלה )25התבססו על ההערכות לגבי הירידה הצפויה במים הזמינים הן בשל שינוי אקלימי ) ,(Rimmer et al. 2011והן כתוצאה משינויים אחרים לפי הערכות השרות ההידרולוגי (גבעתי וחוב'.)2008 , נלקח בחשבון ששינויים מעשה ידי אדם באגן יכולים להביא לירידה במים הזמינים בכנרת (גידול בשאיבה לצריכה ביתית ,גידול בצריכה החקלאית ,מפעלי אגירה שאובה ,גופי מים תיירותיים וכו') .אחד התרחישים נקבע כמצב קיים תוך שמירה על מפלס יציב שמשמש כתרחיש הייחוס לתרחישי הירידה במים הזמינים. תרחיש אחד מייצג רק שינוי אקלימי ללא שינויים אחרים .התרחיש החמור ביותר מתבסס על גריעה משולבת של מים זמינים כתוצאה משינוי אקלימי ושינויים אחרים גבוהים (סבירות נמוכה) .תרחישי הביניים מתבססים על גריעה משולבת של מים זמינים בשל שינוי אקלימי ושינויים אחרים ברמה קלה ובינונית (תרחישים 0ו 2 בטבלה .)29כל אחד מתרחישי הירידה במים הזמינים נבדק בשתי אפשרויות: שמירה על מפלס יציב -הורדה של ההפקה מהכנרת בהתאם לירידה במים הזמינים (ירידה בחילוף המים).המשך הפקה בכמות גבוהה מהמים הזמינים -ירידה של עד 0מ' בשנה במפלס הכנרת .אחרי הגעה למפלס -221תקטן השאיבה לכמות שתייצב את המפלס סביב מפלס זה. לבחי נת השפעת הירידה על מליחות הכנרת כל אחד מתרחישי הירידה במים הזמינים במצב א' ו ב' לעיל נבדק בשני מצבים :א .שלילת המלח מהכנרת דומה למצב היום בו נכנסים לכנרת כ 011,111 -טון כלוריד בשנה .ב שלילת המלח מהכנרת משתפרת עקב שדרוג המוביל המלוח ,פינוי מעין פוליה Aוקידוחי שלילת מלח ,מצב בו יכנסו לכנרת כ 01,111 -טון כלוריד בשנה. התרחישים הורצו באופן מתמשך למשך /1שנה בהתאם לצרכי המודל כלומר משנה 2102ועד .2112האידוי מהכנרת בתרחישי מפלס יציב (א) נשמר על הרמה הממוצעת הקיימת ( 2//מלמ"ק בשנה) ,ובתרחישים שבהם המפלס ירד ,ירד גם האידוי כפונקציה של הירידה בשטח האגם. 052 טבלה :25תרחישים משולבים לבחינת השפעת הירידה הצפויה במים הזמינים בכנרת על איכות המים והתהליכים האקולוגיים בכנרת. תרחיש נפח מים נכנסים לכנרת (מלמ"ק) 911 0 שימור המצב הקיים 2 שינויי אקלימי ללא שינויים אחרים 511 / שינוי אקלימי ושינויים אחרים קלים 111 1 שינוי אקלימי ושינויים אחרים בינוניים /11 5 שינוי אקלימי ושינויים אחרים חמורים 211 מפלס כנרת יציב בטווח ניוד המפלס יציב בטווח ניוד המפלס יורד כל שנה ב /1ס"מ יציב בטווח ניוד המפלס יורד כל שנה ב /1ס"מ יציב בטווח ניוד המפלס יורד כל שנה ב /1ס"מ יציב בטווח ניוד המפלס יורד כל שנה ב /1ס"מ שלילת מלח מהכנרת מלח נכנס לכנרת (טון3שנה) כמות הפקה מהכנרת (מלמ"ק) /95 מצב קיים 011,111 פעולות נוספות 01,111 מצב קיים פעולות נוספות מצב קיים פעולות נוספות מצב קיים 011,111 01,111 011,111 01,111 011,111 פעולות נוספות מצב קיים פעולות נוספות מצב קיים פעולות נוספות 01,111 011,111 01,111 011,111 01,111 055 מצב קיים פעולות נוספות מצב קיים פעולות נוספות 011,111 01,111 011,111 01,111 55 מצב קיים פעולות נוספות 011,111 01,111 /15 /55 215 255 015 5 הרצת מודל מליחות אגם ()Lake Salinity Model, LSM על פי התרחישים המפורטים יורץ מודל מליחות אגם ( )Lake Salinity Model, LSMשפותח ע"י אלון רימר. המודל מחשב את מליחות הכנרת בהינתן כניסות ויציאות של מים ומלח אל ומהאגם .מודל זה יבדוק את השפעת השינויים במליחות הכנרת בכל אחד מתרחישי המשנה לעיל. על מנת לאפשר הבחנה בשינויים האקלימיים לעומת השינויים האחרים ,יוכנסו השינויים האקלימיים באופן רציף – פחיתה של כ 2 -מלמ"ק בשנה במים הנכנסים ושינוי שנתי באידוי על פי המודלים האקלימיים .לעומת זאת ,השינויים האחרים המביאים לפחיתה בכמות המים הנכנסים לכנרת יופעלו כל 0שנים ,כלומר במידה והמודל מתחיל מ 2102 -יפחתו המים הנכנסים ב 011 -מלמ"ק ב ,2121ב 211מלמ"ק ב 2120וב /11מלמ"ק ב .21/9המודל יופעל ל /1 -שנה כך שיורץ עד .2112על מנת לשמור על שינויי מפלס סביר בתרחיש הירידה במפלס יונח כי השאיבה תביא לירידה של /1ס"מ בכל שנה ,מכאן שהמים הנשאבים יהיו גבוהים בכ51 - מלמ"ק מהמים הזמינים. מודל – LSMכללי: 05/ מודל LSMנועד לבחון את השתנות מליחות הכנרת על בסיס שנתי ורב שנתי ,בהינתן הערכות לגבי המשטר ההידרולוגי והתפעולי באגם .המודל פורסם לראשונה במאמר בעיתונות המקצועית ) ,(Rimmer 2003ובגרסתו זו היה יישומי בעיקר לשינויים מטיפוס "פונקציית מדרגה" ,ולטווחי זמן ארוכים (מספר שנים) .לאחר מכן עבר המודל שינויים מהותיים ) (Rimmer et al. 2006שהפכו אותו ליישומי גם לשינויים כלשהם (פונקציה ליניארית, או כל שינוי שנתי אחר) ולטווחי זמן קצרים יותר (משנה אחת והלאה) .כיום הוא מכיל בנוסף לתחזית מליחות רב שנתית ארוכת טווח שני אלמנטים נוספים .0 :רכיב סטוכסטי המאפשר למשתמש להעריך את הסבירות של התחזית על סמך נתוני עבר; .2רכיב מלאכותי חודשי המאפשר למשתמש להעריך ברמת סבירות גבוהה את השינוי החודשי במליחות .המודל יושם בהצלחה יתרה גם לאגם Biwaביפן ,שם הפעלתו עזרה לזהות את הגורמים לעליית מליחות האגם במהלך 25השנים .211/ -0950עבודה זו בוצעה ופורסמה בשיתוף פעולה עם פרופ' מישיו קומאגאי ,המנהל המדעי של מכון המחקר של אגם .BIWA מודל LSMהוא כלי ניהולי פשוט ואפקטיבי .הוא מבוסס על פתרון אנליטי של משוואת "ערבוב מלא" .המודל כולל דף ,EXCELLשבו ניתנת למשתמש אפשרות להגדיר ארבע סדרות שנתיות של משתנים בתור קלט.0 : כניסת מים; .2יציאת מים בשאיבה ושחרור מים דרך סכר דגניה; ./התאדות; .1כמות מלח נכנסת .המודל ניתן להפעלה ע"י כל אחד ,האינטרפרטציה של הנתונים היא מידית ,והוא מאפשר תחזיות מליחות ומפלס על בסיס שנתי. מבנה המודל :חישוב התחזית מתחיל תמיד ב 0 -באוקטובר של השנה ההידרולוגית האחרונה שעבורה בוצעו מאזני המים ,המלח והחום של הכנרת (ע"י יח' אגן ההיקוות של מקורות) .המודל מבוסס על חישוב שנתי של מאזן המים הצפוי (בין 0לאוקטובר ל 0-באוקטובר של השנה שלאחריו) ועליו מחושב גם מאזן המלח .המודל בנוי כקבוצת גיליונות ב ,EXCELL -המקושרים זה לזה לצורך יצירת קלט ופלט מתאים .להלן תיאור פיתוח סדרות הקלט השונות. שינויים אקלימיים :שינויים אקלימיים באגן ההיקוות התבססו על סיכום תרחישים שהושגו באמצעות הרצת ארבעה מודלים אקלימיים ) .(Rimmer et al. 2011נתוני משקעים יומיים שהתקבלו מהמודלים האקלימיים באזור אגן הירדן עברו התאמה ( )downscalingוסיכום שנתי ,והוכנסו כקלט למודל הידרולוגי (רגרסיה מרובת משתנים) לקבלת ספיקות שנתיות נכנסות לכנרת ( .)Qinבמקביל ,הנתונים המטאורולוגיים מהמודלים האקלימיים הוכנסו כקלט למודל התאדות כנרת המבוסס על משוואת פנמן ,והכמות המתאדה היומית מן האגם סוכמה על פני כל שנה הידרולוגית ( .)Eyשיעור כניסת המלח השנתי לאגם ( )Sinחושב כפונקציה ליניארית של מים זמינים ( .)AWשיעור שאיבת המים מן האגם בעתיד ( )Qoutנקבע על סמך הנחיות התרחישים מרשות המים. לאורך רצף ארוך של שנים לכל מודל אקלימי יש תחזית שונה של גשם ומטאורולוגיה .על אחת כמה וכמה התחזית מתבדרת משנה לשנה .לפיכך ,מהות הניתוח הרב שנתי שנעשה אצל ) (Rimmer et al. 2011היה לזהות מגמות רב שנתיות על סמך ערכים ממוצעים של אוסף תוצאות כל המודלים ביחד. "תחזית האוסף": תחזית האוסף ) ,Ensemble predictionאיור )0/0לשנים 2015-2060כאשר רק שינויי אקלים נלקחים בחשבון היא .0 :ירידה ממוצעת בכניסת המים לאגם בשיעור של כ 2.9 -מלמ"ק\שנה; .2עלייה ממוצעת של האידוי בשיעור כ 1.10 -מלמ"ק\שנה; ./הפחתה בכמות הכלוריד הנכנסת לאגם בשיעור של כ 011 -טון כלוריד\שנה. 051 סדרת מים שנתית שנכנסת לאגם (מלמ"ק) תרחיש -0שימור המצב הקיים :סדרה קבועה כאשר ברירת המחדל היא Qin=600מלמ"ק לשנה ,בהתאם לערך הממוצע שהתקבל מתוך מאזני המים בין השנים 0905עד .2101בחישוב הסטוכסטי נלקחת בחשבון סטיית תקן של כ 205 -מלמ"ק לשנה. תרחיש -2שינויי אקלימי ללא שינויים אחרים :סדרת שמתחילה ב Qin=600 -מלמ"ק לשנה ופוחתת ליניארית בקצב של 2.9מלמ"ק לשנה .גם כאן בחישוב הסטוכסטי נלקחת בחשבון סטיית תקן של כ205 - מלמ"ק לשנה. תרחיש -/שינוי אקלימי ושינויים אחרים קלים :סדרה זהה לתרחיש ,2כאשר בכל 0שנים (,2120 ,2121 )21/9חלה פחיתת מדרגה בשיעור //.//מלמ"ק .סה"כ פחיתת מים נכנסים עד שנת 2112היא 011מלמ"ק בהתאם לתרחיש. תרחיש -1שינוי אקלימי ושינויים אחרים בינוניים :סדרת זהה לתרחיש ,2כאשר בכל 0שנים (,2120 ,2121 )21/9חלה פחיתת מדרגה בשיעור 99.99מלמ"ק .סה"כ פחיתת מים נכנסים עד שנת 2112היא 211מלמ"ק בהתאם לתרחיש. תרחיש -5שינוי אקלימי ושינויים אחרים חמורים :סדרת זהה לתרחיש ,2כאשר בכל 0שנים (,2120 ,2121 )21/9חלה פחיתת מדרגה בשיעור 011מלמ"ק .סה"כ פחיתת מים נכנסים עד שנת 2112היא /11מלמ"ק בהתאם לתרחיש. 600 240 220 110 c. Sin = -0.10×y + 304 d. Clake = 1.18×y - 2108 90 70 350 300 2054 2044 2034 2024 Salinity solutes Evaporation )(mgcl l-1) (1000 ton )(Mm3 b. EY = 0.41×y – 598 200 260 Inflows )(Mm3 a. Qin = -2.59×y + 5857 1000 250 2014 איור " :0/0תחזית האוסף" - Ensemble prediction -לשנים ( )2191- 2105כאשר רק שינויי אקלים נלקחים בחשבון היא: .aכניסת המים לאגם; .bאידוי מהאגם; .cכמות כלוריד נכנסת; .dמליחות האגם ).)Rimmer et al. 2011 055 סדרת התאדות שנתית (מלמ"ק) תרחיש -0שימור המצב הקיים :סדרה קבועה כאשר ברירת המחדל היא EY=233מלמ"ק לשנה עבור מפלס אגם 211.05מטר מתחת פני הים ,בהתאם לערך הממוצע שהתקבל מתוך מאזני המים בין השנים 099/עד .2101בחישוב הסטוכסטי נלקחת בחשבון סטיית תקן של כ 8 -מלמ"ק לשנה .מאחר שההתאדות היא פונקציה של שטח פני האגם והמפלס ,בחישוב ההתאדות השנתית ה"אמתית" * EYהוכנס במודל תיקון המביא לידי ביטוי את מפלס האגם : L E Y * E Y a L b a 0.0099 ; b 3.09 (1 תרחיש -2שינויי אקלימי ללא שינויים אחרים :סדרה שמתחילה ב EY=233 -מלמ"ק לשנה ופוחתת ליניארית בקצב של 0.41מלמ"ק לשנה .בכל שנה מחושב מפלס האגם בהתאם לשיקולי התפעול של התרחיש וההתאדות השנתית מתוקנת לפי משוואה .0 תרחיש -/-1-5שינוי אקלימי ושינויים אחרים קלים\בינוניים\חמורים :סדרה זהה לתרחיש .2 סדרת כמות מים יוצאת (מלמ"ק) תרחיש -0שימור המצב הקיים :סדרה קבועה .כמות המים הזמינים לניצול היא כמות המים הנכנסים בגריעת ההתאדות .בשימור המצב הקיים מפלס האגם נשאר קבוע ע"י שאיבה וניצול של המים הזמינים בלבד .מאחר וברירת המחדל היא Qin=600מלמ"ק לשנה ,ההתאדות היא EY=233מלמ"ק לשנה ,ומפלס האגם ההתחלתי הוצב על 211.05מטר מתחת פני הים ,כמות המים הזמינים היא: AW Qin E Y * 600 233 367 Mm 3 (2 תרחיש -2-/-1-5יציב בטווח ניוד המפלס :בכל התרחישים ובכל שנה מחושבת הכניסה השנתית לאגם (ראה להלן) וההתאדות השנתית (ראה להלן) .סדרת כמות המים היוצאת היא: Qout Qin EY* AW (3 תרחיש -2-/-1-5יורד כל שנה ב /1 -ס"מ :תרחיש זה הושג ע"י הגדלת השאיבה ב – 50מלמ"ק בשנה מעבר לכמות המים הזמינים .בכל התרחישים ובכל שנה מחושבת הכניסה השנתית לאגם (ראה להלן) וההתאדות השנתית (ראה להלן) .סדרת כמות המים היוצאת היא לפיכך: Qout Qin EY * 50 AW 50 (4 סדרת כמות מלח נכנסת (טון כלוריד) תרחיש 0שימור המצב הקיים :על פי ניתוח מאזני מים ומלח משנת 0999ועד 2101הנחנו כי כניסת המלח לכנרת תלויה ליניארית בכמות המים זמינים .לפיכך בכל שנה מחושבת כמות המים הזמינים (ראה להלן) וכמות המלח השנתית הנכנסת מחושבת ע"י: Sin a AW b b 83,986 ; a 44.182 תרחיש -2-/-1-5מצב קיים :זהה לתרחיש .0 (5 059 תרחיש -2-/-1-5פעולות נוספות :דומה לתרחיש 0כאשר ההנחה היא שניתן יהיה לשלול עוד 20,000או 40,000 טון כלוריד לשנה מהכנרת .ההנחה היא שהפחתה זו כרוכה בהפחתה מינימלית וזניחה של כמות המים הנכנסת .כמות המלח השנתית הנכנסת מחושבת לפיכך ע"י: Sin a AW b c c 20,000 or 40,000 ; b 83,986 ; (6 a 44.182 התוצאות מצביעות על הכללים הבאים :א .הפחתה בכמות המים הנכנסים לכנרת תביא לעליה במליחות; ב. הפחתה בכמות המלח הנכנסת לכנרת תביא לירידה במליחות .ג .התאדות מוגברת מגדילה את המליחות אך השפעתה קטנה; ד .השפעתו של מפלס אגם נמוך על המליחות היא קטנה יחסית לגורמים האחרים. דוגמה לתוצאות מובאת באמצעות תרחיש ( /שינוי אקלימי ושינויים אחרים קלים) ,שמוצג בהמשך באמצעות איורים המציגים את ריכוז הכלוריד הצפוי בכנרת כפי שהתקבל ממודל המליחות לעיל בהרצות שונות. תרחיש של שינוי אקלימי ושינויים אחרים קלים ( :)/תחת אילוץ זה תעלה מליחות הכנרת לכ /91 -מג"ל כלוריד עד שנת 2112אם שלילת המלח תשאר כפי שהיא כיום ( .)/.0אם שלילת המלח תגבר בכ 21,111 -טון כלוריד לשנה תעלה מליחות הכנרת לכ /01 -מג"ל כלוריד בלבד בשנת .)/.2( 2112שמונה השנים הראשונות בהרצה זו ( )2102-2121מייצגות שינוי אקלימי בלבד ולכן בשנים אלו המליחות נשארת יציבה יחסית כאשר שלילת המלח דומה להיום ,ואף יורדת מעט בשלילת מלח מוגברת .אם שלילת המלח תגבר בכ 11,111-טון כלוריד לשנה תרד מליחות הכנרת לכ 201 -מג"ל בלבד בשנת ,21/1ותעלה לכ 211 -מג"ל לקראת שנת 2112 (.)B3.2 תרחיש :/.0הפחתה במים זמינים ועלייה בהתאדות כתוצאה משינוי אקלימי +הפחתה במים זמינים בשעור //מלמ"ק כל 0שנים. תרחיש :/.2הפחתה במים זמינים ועלייה בהתאדות כתוצאה משינוי אקלימי +הפחתה במים זמינים בשעור //מלמ"ק כל 0שנים +הפחתת 21,111טון בכמות המלח הנכנסת. 055 תרחיש :B-/.2הפחתה במים זמינים ועלייה בהתאדות כתוצאה משינוי אקלימי +הפחתה במים זמינים בשעור //מלמ"ק כל 0שנים +הפחתת 11,111טון בכמות המלח הנכנסת. ע .גבעתי ,ע .טל וג .וינברגר :2110 ,פוטנציאל המים אשר יכול להיגרע מאגן הכנרת בתרחישים גיאופוליטים שונים ,דו"ח הידרולוגי , 2110301 ,השירות ההידרולוגי ,ירושלים. רימר א .2102 .תרחישים לבחינת השפעת הפחתת מים זמינים בכנרת על המליחות באגם .דו"ח סופי לרשות הממשלתית למים וביוב .דו"ח חיא"ל T34/2012 Rimmer, A. 2003. The Mechanism of Lake Kinneret Salinization as a Linear Reservoir. Journal of Hydrology, 281/3 pp. 177-190. Rimmer A., M. Boger, Y. Aota and M. Kumagai, 2006. A Lake as a Natural Integrator of Linear Processes: Application to Lake Kinneret (Israel) and Lake Biwa (Japan). Journal of Hydrology, 319/1-4 pp. 163-175. Rimmer A., Givati A., Samuels R., Alpert P., 2011, Using high resolution Climate Model to Evaluate Future Water and Solutes Budgets in the Sea of Galilee, Journal of Hydrology, 410: 248–259. 1.00השפעת תרחישי הפחתת מים זמינים על איכות המים ותהליכים באגם יעל גלבוע וגדעון גל במימון רשות המים אגן ההיקוות של הכנרת והאגם צפויים לעמוד בפני שינויי אקלים בעתיד ,העלולים להשפיע על כמות ואיכות המים הזמינים .רימר וחוב' בחנו את הפלט של ארבעה מודלים אקלימיים והעריכו כי נפח המים הזמינים באגם בשנת /15( 21/5מ"ק) צפוי לרדת בכ 91 -מ"ק בהשוואה לנפח המים הזמינים בהווה ( /95מ"ק) .פרט לשינויים טבעיים הקשורים לשינוי אקלימי השרות ההידרולוגי צופה ירידה בנפח המים כתוצאה מתהליכים המתרחשים באגן ההיקוות ,שאינם קשורים לשינויי אקלים .לפי התחזית של השירות ההידרולוגי נפח המים הזמינים ירד בסבירות גבוהה ,בינונית ונמוכה ב 211 ,011 -ו /11 -מ"ק בהתאמה .על מנת לבחון את השפעת השינויים העתידיים על המערכת האקולוגית של הכנרת נבחנו בעזרת מודל כנרת סדרת תרחישים אשר נקבעו ע"י אנשי רשות המים והשרות ההידרולוגי .בפרק זה אנו סוקרים את תוצאות בחינת השפעת התרחישים על אלמנטים מרכזיים במערכת האקולוגית של האגם. 050 התרחישים התבססו על הערכות השרות ההידרולוגי לגבי ירידה צפויה במים זמינים עקב שינויי אקלים או שינויים אחרים .התרחישים נבחנו ע"י הרצות ארוכות טווח של מודל כנרת ( )DYCDתוך שימוש בקונפיגורציה המוכרת של המודל .הרצת התרחישים התבססה על בניית קבצי קלט של /1שנה (משנת )2101-21/9שהוזנו למודל .לשם בניית קבצי הקלט נעזרנו בנתוני הבסיס שהסתמכו על נתוני אמת משנת 2112ששוכפלה /1 פעמים על מנת ליצור קבצי קלט של /1שנה להרצת הבסיס .קבצים אלו עברו שינוים בהתאם לתרחישים השונים (ראה בהמשך) .בדיקת השפעת השינויים נעשתה ע"י השוואה בין תוצאות התרחישים לבין תוצאות הרצת הבסיס המתארת המצב בהווה. התרחישים שנבחנו כללו שינויים אקלימיים ושינויים בנפח המים הזמינים ושילוב שלהם כאשר תרחיש 0a תיאר את המצב הקיים בו נשמר מפלס המים על ערך יציב ושימש כתרחיש הייחוס (הבסיס) לתרחישי הירידה במים הזמינ ים .תוצאות ההרצות נבחנו באמצעות מספר משתנים :זמן שהות ,חנקן כללי וזרחן כללי (ממוצע של שכבת המים 1-01מ') ,ואחוז ציאנובקטריה מכלל ביומאסת האצות )שכבת המים 1-01מ'). השינויים האקלימיים התבצעו באופן רציף וכללו פחיתה של כ 2 -מלמ"ק בשנה במים הנכנסים ושינוי שנתי באידוי המחושב ע"י המודל האגמי בעקבות עליה בטמפרטורת האוויר של 0.2מעלות במשך /1שנה ועלייה בקרינה ארוכת טווח .תרחיש 2aמייצג רק שינוי אקלימי ללא שינויים אחרים .השינויים המטאורולוגיים הינם קטנים והשפעתם על טמפרטורת המים בשכבת המים העליונה זניחה ואינם מוצגים כאן .בעתיד יבחנו תרחישים חריפים יותר .השינויים האחרים המביאים לפחיתה בכמות המים הנכנסים לכנרת הופעלו במדרגות של 0שנים (סה"כ שלוש מדרגות ,2129 ,2100 :ו .) 21/1-כל שינויי הספיקות וריכוזי הנוטריאנטים בוצעו על ספיקת הירדן בלבד. הורצו שלושה תרחישים :תרחיש - /שינוי אקלימי ושינויים אחרים קלים ,תרחיש - 1שינוי אקלימי ושינויים אחרים בינוניים ו תרחיש - 5שינוי אקלימי ושינויים אחרים חמורים .כל אחד מתרחישי הירידה במים הזמינים נבדק בשתי אפשרויות: .aשמירה על מפלס יציב – כלומר הורדה של ההפקה מהכנרת בהתאם לירידה במים הזמינים (ירידה בחילוף המים) ,תרחישים .2a-5a .bמפלס מים יורד -כלומר הפקה בכמות גבוהה מהמים הזמינים ,תרחישים .2b-5bעל מנת לשמור על שינוי מפלס סביר בתרחיש הירידה במפלס הונח כי השאיבה תביא לירידה של /1ס"מ בכל שנה ,מכאן שהמים הנשאבים יהיו גבוהים בכ 51 -מלמ"ק מהמים הזמינים. התרחישים שנבחנו כללו: תרחיש – /בין השנים 2100-2125המים הנכנסים הופחתו ב // -מלמ"ק לשנה ,בשנים 2129-21//ב 99 -מלמ"ק לשנה וב 011 -מלמ"ק לשנה בשנים .21/1-21/9על מנת לשמור על עומס נוטריינטים זהה להרצת הבסיס ,ריכוז הנוטריאנטים לאורך כל שנות ההרצה הוכפל ביחס שבין תרחיש הבסיס ( 0aספיקה 911מלמ"ק) לבין ספיקת התרחיש. תרחיש - 1בין השנים 2100-2125המים הנכנסים הופחתו ב 99 -מלמ"ק לשנה ,בשנים 2129-21//ב0// - מלמ"ק לשנה וב 211 -מלמ"ק לשנה בשנים .21/1-21/9במקרה של תרחיש המפלס היציב ,בחודשי הקיץ הספיקה היומית הנכנסת הייתה נמוכה מההפחתה הנחוצה ( 211מלמ"ק לשנה) .כדי לפתור בעיה זו ספיקת הכניסה בחודשים הנ"ל נקבעה על ערך מינימאלי (כפי שנמדד בחודש אוגוסט) על מנת לשמור זרימת בסיס בירדן ,והפרש הנפח השנתי הדרוש להחסרה הופחת מחודשי החורף .פתרון זה יושם אף עבור ספיקות השאיבות ,מאחר והנפח הנחוץ להפחתה היה גבוה מספיקת השאיבות בחודשי הקיץ .ריכוז הנוטריאנטים 059 לאורך כל שנות ההרצה בתרחיש זה הוכפל ביחס בין ספיקת הבסיס 911( 0aמלמ"ק) לבין ספיקת התרחיש והוגדל ב.25% - תרחיש - 5בין השנים 2100-2125המים הנכנסים הופחתו ב 011 -מלמ"ק לשנה ,בשנים 2129-21//ב211 - מלמ"ק לשנה וב /11 -מלמ"ק לשנה בשנים .21/1-21/9מאחר ובחודשי הקיץ ,בתרחיש המפלס היציב ,הספיקה הנכנסת הייתה נמוכה מההפחתה הנחוצה של 211ו /11 -מלמ"ק לשנה ,יושם הפיתרון שהוצע עבור תרחיש .1 ריכוז הנוטריאנטים לאורך כל שנות ההרצה בתרחיש זה הוכפל ביחס בין ספיקת הבסיס 911( 0aמלמ"ק) לבין ספיקת התרחיש והוגדל ב.51% - כדי לבודד את השפעת שינוי העומסים וזמן השהות (שינוי הספיקות) על המשתנים הכימיים והביולוגים נבחן זוג תרחישים נוספים ( )5-load=1בו השתנו הספיקות הנכנסות כמתואר בתרחיש 5aו 5b-אך עומס הנוטריאנטים נשאר קבוע על ערך של ,0דהיינו עומס שווה לעומס של תרחיש הבסיס. זמן שהות זמן השהות חושב עבור כל אחד מהתרחישים ועבור התקופות השונות שנבחנו .נמצא כי עבור תרחיש הבסיס 1aותרחיש שינוי אקלימי ללא שינויים אחרים במפלס יציב ( ,)2aזמן השהות נשאר קבוע לאורך כל תקופת ההרצה בעוד שעבור תרחישים ,3a-5aשינוי אקלימי ושינויים אחרים ,זמן השהות עלה עם החרפת התנאים, כלומר הקטנת הספיקה הנכנסת .עבור שנת ההרצה האחרונה ( )21/9בה כמות המים הנכנסים לאגם לפי תרחיש ,5aקטנה ב /11 -מלמ"ק לשנה ביחס לתרחיש הבסיס ) ,(1aהתקבל כי זמן השהות גדל פי /ביחס לתרחיש הבסיס (איור .)0/9עלייה בזמן השהות נחשבת לתופעה שלילית המעידה על תחלופה איטית של המים .זמן השהות בסימולציות עבור מפלסים יורדים ) (2b-5bקטן מזמן השהות שהתקבל עבור תרחישי המפלס היציב .ביחס לתרחישי המפלס היציב ,בתרחישי המפלסים היורדים כמות המים הזמינים הנכנסת לאגם זהה אך כמות המים הנשאבת מהאגם גדולה יותר (ב 51 -מלמ"ק לשנה) ולכן המים שוהים באגם פחות זמן. איור :0/9זמן שהות (בשנים) בתרחישים השונים .הערך חושב לפי שנת ( 21/9שנת הסיום של ההרצות). חנקן כללי )(TN בכל התרחישים שנבחנו הייתה עלייה בריכוז החנקן ביחס לתרחיש הבסיס ( ,1aאיור 011עליון) .ריכוז החנקן היה קבוע לאורך זמן בתרחישי המפלסים היציבים והמפלסים היורדים עבור שנוי אקלימי ללא שינויים אחרים ( 2aו )2b -ובתרחיש שינוי אקלימי ושינויים אחרים קלים ( 3aו 3b -איור 011תחתון) .עבור תרחישי שינוי אקלימי ושינויים אחרים בינוניים וחמורים במפלס יציב ובמפלס יורד ( 4a-5aו )4b-5b -ריכוז החנקן עלה לאורך זמן .עבור תרחיש ( 5aמפלס יציב) משנת 21/0ריכוזי החורף הכפילו את ערכם ביחס להרצת הבסיס בעוד שעבור תרחיש ( 5bמפלס יורד) ריכוזי החורף שילשו את ערכם ביחס להרצת הבסיס. 001 בהשוואת תרחיש שינוי אקלימי ושינויים אחרים וחמורים ( )5aלתרחיש הנוסף ) (5a-load=1ניתן לראות כי השפעת זמן השהות בלבד ,ללא שינוי עומסים ,קטנה יותר מאשר שילוב של שני הגורמים .בשילוב של שני הגורמים ,עלייה בזמן השהות והגדלת עומס הנוטריאנטים ,יש עלייה של /1-11%בריכוז החנקן לעומת התרחיש המקטין את ספיקת המים הנכנסת ללא שינוי עומסים .מגמות דומות התקבלו בתרחישי מפלס יורד. כדי לבחון לעומק את מחזור החנקן באגם נותחו שטפי החנקן עבור התרחישים השונים כפי שחושבו בעמודת המים ע"י המודל .השטפים חושבו בתרחיש הבסיס ובשני תרחישי הקיצון במפלס יציב ( 5aו )5a=1-ותרחיש קיצון נוסף במפלס יורד ) (5bבשנים .21/5-21/9התוצאות העידו על השינויים העונתיים הצפויים בתרומה היחסית של המקורות השונים למאגר החנקן הכללי במים .אם בחודשי החורף כמחצית ממקורות החנקן הכללי הם מכניסות מנחלים ,הרי שתרומה זאת יורדת לכדי 9%בחודשי הקיץ .בקיץ ישנה תרומה גדולה יותר של שטפי חנקן מהקרקעית ומיחזור בעמודת המים .בהשוואה בין תרחיש הבסיס 1aלתרחיש 5aנמצא הבדל של כ 01%-בחודשי החורף ,בכניסת הנוטריאנטים מאגן ההיקוות .בתרחיש ,5aפרט לשינויים עונתיים צפויים, לא נמצא הבדל בין השטפים עבור המדרגות השונות שנבדקו .נמצאו הבדלים בין שני תרחישי הקיצון במפלס יציב 5a( ,ו ) 5a=1-בעקבות השינוי בעומס :בתרחיש שבו העומס נשמר ברמה של תרחיש הבסיס אך עם זמן שהות ארוך ( )5a=1נצפתה עלייה משמעותית בתרומה היחסית של מיחזור הנוטריאנטים .הבדלים נוספים נמצאו בניתוח תוצאות תרחיש הקיצון במפלס יורד ( ,)5bאשר התבטאו בעיקר בעליה בתהליך המינרליזציה וירידה בתרומת שטפי החנקן מהקרקעית בחודשי הקיץ אשר נגרמה כתוצאה מצמצום שכבת ההיפולימניון. איור :011באיור עליון יחס החנקן הכללי בתרחישי מפלס מים יציב 2a-5aלריכוז החנקן הכללי בתרחיש הבסיס .באיור תחתון יחס החנקן הכללי בתרחישי מפלס מים יורד 2b-5bלריכוז החנקן הכללי בתרחיש הבסיס. זרחן כללי תרחישי מפלס יציב שנבחנו הביאו לעלייה בריכוז הזרחן ביחס לתרחיש הבסיס ( ,)1aאך העלייה הייתה מתונה מזו שהתקבלה עבור החנקן הכללי (איור .)010המודל חזה עליה מקסימאלית של /1%בריכוז הזרחן אחרי המדרגה האחרונה בחודשי הקיץ בתרחיש .5aלעומת זאת עבור תרחישי מפלס יורד התקבלה ירידה של 01% 000 בריכוז הזרחן עבור התרחישים 2b-4bועליה מתונה של כ 21% -בתרחיש הקיצון .5bתוצאות אלה מעידות על ניצול הזרחן בתרחישי מפלס יורד. ניתוח תוצאות ההשוואה שבין תרחיש שינוי אקלימי ושינויים אחרים וחמורים במפלס יציב ( )5aלתרחיש הנוסף ) (5a-load=1מעיד כי עלייה בזמן השהות והגדלת עומס הנוטריאנטים הנכנסים לאגם ,גרמה לעלייה בריכוז הזרחן הגבוהה בכ 01-21%-לעומת התרחיש המקטין את ספיקת המים הנכנסת אבל ללא שינוי עומסים. תוצאה דומה התקבלה עבור תרחישי מפלס יורד :הבדל של כ 01% -התקבל בהשוואת תרחיש שינוי אקלימי ושינויים אחרים וחמורים במפלס יורד ( )5bלתרחיש הנוסף ).(5b-load=1 תוצאות התרחישים מעידים על כך שריכוז החנקן באגם מושפע יותר מעומס החנקן הנכנס לאגם לעומת ריכוז הזרחן המושפע פחות מהעומס הנכנס .תוצאות אלה תואמות את תגובת האגם לעומסי חנקן וזרחן כפי שנמדדו באגם הכנרת בשנים .0991-2111 כדי ללמוד על ההבדלים שהתקבלו בריכוזי החנקן והזרחן בתרחישי מפלס יציב ומפלס יורד ,בוצע מאזן על שכבות ההיפולימניון והאפילימניון בתאריך ה 0-בדצמבר ,21/9כאשר האגם עדיין משוכב .מפלס המים בתרחיש הבסיס ובתרחיש 5aהיה דומה ( 12.9ו 12.5-מ' בהתאמה) וכך גם עובי ההיפולימניון ( 0.1ו 0.0 -מ' בהתאמה) .לעומת זאת מפלס המים ועובי ההיפולימניון שהתקבלו בתרחיש 5bהיו נמוכים יותר ( /5./ו /.5 -מ' בהתאמה) .הבדלי מפלסים ועומק השכבות השפיעו על נפח המים של השכבות השונות .נפח האגם בתרחיש 5bקטן בכ 51% -לעומת תרחיש 1aו .5a -השפעת נפח המים היה משמעותי יותר עבור שכבת ההיפולימניון: נפח ההיפולימניון בתרחישים 1aו 5a -כמעט כפול מנפח ההיפולימניון שהתקבל בתרחיש 5bכאשר נפח שכבת האפילימניון קטן בכ /1% -בתרחיש .5b איור :010איור עליון :יחס הזרחן הכללי ביחס לתרחיש הבסיס בתרחישי מפלס מים יציב .2a-5aאיור תחתון :יחס הזרחן הכללי ביחס לתרחיש הבסיס בתרחישי מפלס מים יורד .2b-5b הבדלים אלו בעלי חשיבות כאשר מחשבים את המסה הכללית של החנקן והזרחן בשכבות השונות .מאחר ונפח שכבת ההיפולימניון בתרחיש 5bקטנה פי 2לעומת תרחיש הבסיס ותרחיש 5aמסת הנוטריאנטים הנתרמת משכבה זו בזמן ערבוב האגם נמוכה יותר ,עם ירידה בתרומה של הזרחן הכללי פי .2.5מסת החנקן קטנה ב /1%-המורכבת בעיקר מ NH4-כאשר מסת הניטראט הינה אפסית בשל המחסור בחמצן בשכבה זו שהביא לעליה בתהליך הדנטיריפיקציה ,ירידה בריכוז הניטראט ועלייה בריכוז ה .NH4-מסת הנוטריאנטים בשכבת האפילימניון מעידה על עליה במסת החנקן ושינויים קלים במסת הזרחן. 002 סה"כ ביומסת אצות (פיטופלנקטון) תוצאות המודל העידו על עלייה בריכוז סה"כ ביומסת האצות עבור תרחישי מפלס יציב בהשוואה לתרחיש הבסיס לאורך כל התקופות שנבחנו .העלייה בביומסה של האצות נבעה מעליית ריכוזי הנוטריאנטים בתרחישי המפלס היציב שנבחנו .שינוי נוסף שהתקבל הינו שינוי בהרכב מגוון מיני האצות בתרחישים השונים .ביחס לתרחיש הבסיס ,בתרחישי הקיצון בחודשי החורף-אביב התקבלה עלייה של 01-05%באחוז הציאנובקטריה לא מקבעות חנקן במקביל לירידה של כ 01% -באחוז אצות מקבוצת המינים הננופלנקטונים (בעיקר ירוקיות). לעומת זאת בחודשי הקיץ-סתיו התקבלה עלייה קלה באחוז הדינופלגלטיים ,המלווה בעלייה של כ01-05%- באחוז הציאנובקטריה לא מקבעות חנקן במקביל לירידה של כ 21% -באחוז אצות בקבוצת הננופלנקטון ) . (CHLORשינוי במגוון מיני האצות משפיע על תהליכים ביולוגים שונים באגם כגון שינוי ברעייה ע"י זואופלנקטון ולכן גם על איכות המים באגם .התרבות מינים שונים על חשבון מינים אחרים מעידים על שינויי התנאים האקולוגים באגם כפי שהתקבל עבור ריכוזי החנקן והזרחן. אחוז ציאנובקטריה: תוצאות המודל העידו על עלייה באחוז אצות הציאנובקטריה עבור תרחישי מפלס יציב בהשוואה לתרחיש הבסיס לאורך כל התקופה הנבחנת .אחוז הציאנובקטריה בתרחיש הבסיס עמד על /%-0%בחודשי החורף- אביב ו 01%-01% -בחודשי הקיץ סתיו ,לעומת זאת אחוז הציאנובקטריה בתרחיש 5aגדל בין פי /-01בחודשי החורף-אביב ועמד על ,29%וגדל פי /בחודשי הקיץ-סתיו והגיע לערך של כ /2%בין השנים .21/1-21/9 אחוז הציאנובקטריה המתקבל בתרחיש הנוסף ) ,(5a-load=1היה קרוב למתקבל בתרחיש 4aהמתאר שינויים מתונים יותר ,כאשר אחוז הציאנובקטריה עמד על 1%-9%בחודשי החורף-אביב ו 00%-09% -בחודשי הקיץ סתיו .בהשוואה בין תרחיש 5aלתרחיש הנוסף 5a-load=1נמצא כי אחוז הציאנובקטריה שילש והכפיל את ערכו בחודשי החורף-אביב וקיץ סתיו בהתאמה .משמעות התוצאות הן כי לעלייה בזמן השהות בלבד השפעה מתונה יחסית על אחוז הציאנובקטריה בעוד שעלייה בזמן השהות בשילוב עם הגדלת עומסי הנוטריאנטים השפעה רבה על פריחתם .בהשוואת תוצאות תרחישי מפלס יציב ( )5aלמפלס יורד ( )5bנמצא כי אחוז הציאנובקטריה היה נמוך יותר עבור תרחישי המפלס היורד (.)5b פרט לשינוי באחוז הציאנובקטריה בתרחישים השונים ,המודל חזה כי התרחישים יהיו בעלי השפעה על המחזוריות השנתית של סוגי אצות הציאנובקטריה ,מקבעות חנקן ולא מקבעות חנקן ,מסך ביומסת אצות הציאנובקטריה הכללית .תרחיש הבסיס חזה מחזוריות ברורה לפיה אחוז אצות הציאנובקטריה הלא מקבעות החנקן גבוה ביותר בין החודשים ינואר -יוני ( ,)01%-90%דועך בין יולי-אוקטובר ושוב עולה החל מחודש נובמבר .התרחישים השונים מיתנו את המגמה המתוארת כאשר עבור תרחיש 5aמגמה זו לא נצפתה ואחוז הציאנובקטריה הלא מקבעות חנקן מסך ביומסת אצות הציאנובקטריה הכללית ,היה קבוע לאורך כל השנה ועמד על .91%-011%תוצאות תרחיש 5a-load=1היו מתונות יותר בהשוואה לתרחיש 5aוהיו קרובות יותר לתרחיש הביניים .4a סיכום הממצאים במחקר זה נבחנו השפעתם של מספר תרחישים אשר כללו שינויי אקלים ,שינויים בספיקות הנכנסות וכמות ההפקה וכן בעומסי הנוטריינטים .השינויים בספיקות וכמות המים המופקים באגם גרמו לשינוי בזמן השהות מפרק זמן מממוצע של 9.1שנים בהרצת הבסיס ועד לממוצע שנתי של 20שנים במקרה של התרחיש הקיצוני ביותר .לשינויים אלו הייתה ,כצפוי ,השפעה על המערכת האקולוגית של האגם אם כי הדבר בלט בעיקר בתרחישים הקיצוניים יותר בהם עומס הנוטריינטים הוגדל ב 25-וב ,51%-בהתאמה .בתרחישים הייתה עלייה בריכוזי החנקן הכללי והזרחן הכללי באגם .יחד עם זאת ,העלייה בעומסים גררה עלייה בולטת בריכוז החנקן באגם אבל לעלייה מתונה בלבד בזרחן .ההבדלים בתגובת המודל לשינויי עומסים של החנקן והזרחן דומים 00/ לאיור המתקבלת במציאות ממדידות שבוצעות באגם .בתרחישים הקיצונים שבהם הייתה הגדלה של העומסים הייתה עליה בביומסה של האצות באגם וכן בחלקן היחסי של הכחוליות מסך ביומסת האצות .כמו כן ,חלקם היחסי של מינים של כחוליות שאינם מקבעי חנקן עלה עד כדי כמעט ,011%מסך כל האצות הכחוליות ,בתרחישים הקיצוניים ,בעקבות העלייה בריכוז החנקן במים. לסיכום ,עפ"י ניתוח של תוצאות התרחישים ניתן לקבוע שהשינוי בזמן השהות עשוי להשפיע בעיקר על הנוטריאנטים והביומסה הביולוגית (פיטופלנקטון וזואופלנקטון) .השילוב של שינוי קיצוני בזמן השהות (ירידה בכמות המים הנכנסים הקטנת חילוף המים) עם הגדלת העומסים גרר תגובה דרסטית של המערכת אקולוגית. 001 5מחקרי אגן ההיקוות של הכנרת וגופי מים אחרים 5.0 שינויים מבניים באגם שמורת החולה -ניטור ושיפורים בממשק המים אלון רימר ועמי נשרי במימון רשות הטבע והגנים (רט"ג) גוף המים המרכזי של שמורת החולה ,האגם (איור ,)012משתרע על כ 0.9e+106 -מ"ר ,ועמקו כ 0 -מ' בלבד. האגם מאופיין בשטח הצפה של כ 0.2e+106 -מ"ר (גולן ;2119ארצי 2100א,ב; רימר ונשרי )2102בממוצע. חלקים נרחבים מגוף המים מכוסים בצומח מזדקר (כמחצית השטח) שבתוכו מצויות תעלות מים עמוקות יותר .חלק אחר של האגם ,בעיקר בחלקו המזרחי ,הוא רצף של מים ששטחו כרבע משטח האגם הכולל. איור :012שמורת החולה ,ומבנה סכמתי של רכיבי מאזן מים חודשי לאגם החולה .מסומנות כניסות מים בתעלות ),(Qin יציאת מים בנקודות מעבר אפשריות אל מחוץ לשטח האגם ) ,(Qoutונקודות מדידה 1 ,0ו.9 - בשנים האחרונות נעשו שינויים מהותיים בתפעול האגם בהשוואה לשנים קודמות .בראש וראשונה מקורות המים המיועדים לאגם הם מים מסופקים מהתעלה המערבית וממעיינות\קידוחי עינן ושדה אליעזר בשיעור 9.0ו 9.1 -מלמ"ק\שנה בשנים שחונות וגשומות בהתאמה ,בהשוואה ל 2.0 -ו 1.1 -מלמ"ק\שנה שהזינו את האגם בעבר (גולן ;2119סקוטלסקי ואורון .)2110כמויות מים אלה מיועדות לזרום באפיק הנחל שבשוליים המערביים של האגם (תעלת הזנה באיור ,)012ולהזין את האגם בעיקר בנקודת הכניסה בחלק הדרומי ביותר 005 שלו .שנית ,מתוך מגמה להגדיל את פוטנציאל בתי הגידול ,רשות הטבע והגנים מעוניינת לקדם תכנית של הוספת איים ושבירת רצף המים שבמזרח האגם .שינוי נוסף שמתוכנן לאגם הוא הוספת נקודת כניסה של המים המסופקים בחלקו הדרום מערבי של האגם. בעקבות השינויים המוצעים במבנה האגם ,תנאי השפה וצורת התפעול ,רשות הטבע והגנים ביקשה מהחוקרים לבחון ולחוות דעתם בנושאים הבאים: א .כיצד משתנה מאזן המים ,זמן השהייה ומשטר הזרימה באגם כתוצאה מהכפלה (בקירוב) של כמויות המים שמתוכננות לעבור בו; כיצד משתנים זמני השהות באזורים השונים באגם במפלס יחסית גבוה ובמפלס יחסית נמוך ,ובתנאי זרימות מהירות ואיטיות. ב .איזו השפעה עשויה להיות להוספת גושי איים בחלק המזרחי של האגם על משטר הזרימה בו ,על מהירויות הזרימה ועל פיזור מומסים. ג .מה יהיה משטר הזרימה באגם בהנחה שמקור כניסת המים היחידי בו ממוקם בנקודה הדרומית ביותר באגם; האם יש השפעה למיקום מוקדי הכניסה והיציאה של המים המסופקים לתוך האגם על משטר הזרימה שבו; האם יש צורך בנקודות הכנסה3הוצאה נוספת של מים; האם ניתן לקבוע נקודות אופטימליות לכניסה ויציאת מים על מנת לקבל פיזור הומוגני יותר של זמן שהות המים באזורים השונים. ד .האם נקודות הניטור הקבועות הקיימות באגם עונות על צרכי המעקב השוטף אחר איכות המים ,והאם יש צורך להוסיף נקודות דיגום חדשות ,לשנות את תדירות הדיגום ולהוסיף פרמטרים נוספים לדיגום. בדו"ח שנתי קודם ( )2100נדרשנו לנושאים הבתימטריה של אגם שמורת החולה; והערכת ההתאדות בשיטת מאזן האנרגיה בעזרת משוואת .Penmanבדו"ח הנוכחי נסכם את הנושאים הבאים שבהם עסקנו במחקר.0 : מאזן מים ,מליחות וחום; .2איפיון תיאורטי וניסויי של משטר הזרימה; ו ./ -ניתוח גיאוכימי של המדידות באגם. מאזן מים ,מליחות (כלוריד) וחום (התאדות) באגם החולה קיימים נתוני מדידה המאפשרים הערכה גסה של המאזנים האלה על סמך מדידות קיימות ,אך מערך המדידות הקיים איננו שלם ואיננו ערוך לביצוע מיטבי של חישובי מאזן .להלן נציג את שיטת החישוב שבה נקטנו על סמך הנתונים הקיימים ,ולאור התוצאות נסקור את החסר במדידות שגרתיות ,שביצוען יאפשר הבנה טובה בהרבה של המצב ההידרולוגי. איור 01/מתאר את ריכוזי הכלוריד בשלוש נקודות דיגום בשמורה .הריכוז הגבוה יחסית ביציאת המים מן האגם ("שמורה )"9נוצר כתוצאה מהתאדות .נתונים אלה יעזרו לנו בחישוב מאזני המים והמלח ,וכן נשתמש גם בחישובי התאדות. 009 כלוריד בכניסה -עינן כלוריד בכניסה -שמורה 2 כלוריד ביציאה -שמורה - 80 70 60 50 40 30 20 10 0 איור :01/ריכוזי הכלוריד בשלוש נקודות דיגום בשמורה; יולי 2101עד דצמבר .2100 משוואות מאזן המים ,המלח (יון כלור) של אגם החולה בכל חודש מסתכמות למערכת הבאה: a. St St 1 Qin Cin Qout Cout t b. Vt Vt 1 Qin Qout E t c. Qin QinE QinW Q rain d. Qin Cin QinECinE QinWCinW Q rain C rain (1) e. C t St Vt במשוואות אלה .aמאזן המלח (כלוריד); .bמאזן המים ,כולל התאדות; .cרכיבי כניסת מים כאשר Wתעלה מערבית ו E -עינן ,כולל גשם .d ;Rainרכיבי כניסת מלח; .eריכוז מלח באגם .כמות המלח באגם ,St ,היא ביחידות של גרם כלור; St-1כמות המלח באגם בחודש הקודם; Vtנפח האגם (מ"ק); Eנפח מתאדה (מ"ק); Qin (מ"ק\חודש) מציין את כלל ספיקת המים הנכנסת; ו( Qout -מ"ק\חודש) כלל ספיקת המים היוצאת את האגם בחודש .שטף המלח הנכנס (גרם כלוריד\חודש) מתואר ע"י מכפלת הספיקה הנכנסת בריכוז ( Cinחלקי מליון); שטף המלח היוצא (גרם כלוריד\חודש) מתואר ע"י מכפלת הספיקה היוצאת בריכוז האגם t ;Coutמרווח הזמן חודש. חישוב מאזני המים ,המלח (כלוריד) והחום (התאדות) בוצע על בסיס חודשי בין יולי 2101לדצמבר .2100 לצורך החישוב השתמשנו בנתונים ובהנחות הבאים (ראה גם איור : )012 .0כניסת מים חודשית התקבלה מתוך הנתונים הרשמיים שמועברים לרט"ג ע"י מקורות :כניסת מעיין עינן וכניסת תעלה מערבית. .2נתוני המליחות שבהם נעשה שימוש הם ריכוז מעיין עינן (כניסה) ,ריכוז בנקודת מדידה חולה 0 (כניסה) וריכוז בנקודת מדידה חולה ( 9יציאה). ./שטח האגם ונפחו ,ושטח השמורה חושבו מהמפה הבתימטרית לעיל. .1ההתאדות החודשית חושבה מתוך משוואת פנמן. .5הגשם החודשי הוערך ממכפלת כמות הגשם החודשית במ"מ בשטח האגם בדונם. .9הנחנו שמפלס האגם נשאר קבוע מחודש לחודש. 005 .5יציאת מים חודשית איננה נמדדת .במהלך החישוב נעריך את שיעור היציאה ככמות הסוגרת את מאזני המים והמלח. על סמך ההנחות והנתונים לעיל חושב מאזן המים המוצג ב1איור .011כמות המים היוצאת מחושבת דרך מאזן הכלוריד ,ו היא מכילה שגיאות ,אך מאחר ואין נתונים באיכות סבירה על כמות המים היוצאת זו הייתה הברירה הטובה ביותר .על פי חישוב מאזן המים בשנת 2100הוזרמו לשמורה כ 0.0 -מלמ"ק; 1.55מלמ"ק נוספו בגשם ישיר; 2.1מלמ"ק התאדו באגם החולה; ו 5.5 -מלמ"ק יצאו את שטח האגם (לפי מאזן הכלוריד עזבו את האגם פחות מים ,אך הנתונים הקיימים אינם מתאימים לחיפוש הגורם לחוסר ההתאמה) .יציאת המים מחולקת ל 0.5 -מלמ"ק שהתאדו משטחי השמורה שאינם נכללים בשטח האגם ,וכ 9 -מלמ"ק שזרמו מהשמורה לתעלה המערבית ולירדן .היחס בין כ 9.5 -מלמ"ק בכניסה ו 9.1 -מלמ"ק ביציאה כאשר כ /.5 -מלמ"ק מתאדים מעלה את המליחות הממוצעת באגם מכ 21-/1 -מגכ"ל בכניסות לכ 51-51 -מגכ"ל ביציאות. התאדות מאגם בלבד יציאת מים 1,400,000 1,200,000 1,000,000 800,000 600,000 400,000 200,000 0 סה"כ כניסות איור :011מאזן מים חודשי לאגם החולה במ"ק :כניסות מים כוללות הזרמה מלאכותית בתעלות וגשם ישיר; התאדות מחושבת בשיטת פנמן ,ויציאת מים מחושבת על סמך מאזן הכלוריד באגם. זמן השהות של המים באגם מחושב לפי נפח האגם Vtמחולק בספיקת היציאה החודשית .Qouttיחידות הזמן לפיכך מתקבלות בחודשים .ספיקת היציאה החודשית חושבה לפי המאזנים לעיל ,והיא כוללת לא רק את הזרימה בתחנה 9אלא גם את אותן כמויות מים שעזבו את האגם והתאדו בשטח השמורה מחוץ לאגם. Tt Vt Q out t Vt Q6 E out )(2 ממשוואה 2מגיעים לפי בסיס חישוב חודשי לזמן שהות – Tt=0.5±1.95חודש ,ועל בסיס חישוב שנתי ()2100 מקבלים Tt12*750,000/7,700,000=1.16חודש. אפיון של משטר הזרימה באגם המטרה כאן היא הערכת מהירויות וכיווני זרימה במקטעים שונים של האגם ,והסקת מסקנות לגבי זמן השהות ( )residense timeהממוצע באגם בחישוב על בסיס הידרודינמי. ניתן להשתמש במספר כלים הכוללים מדידות וחישובים אנליטיים (עגנון וחוב' :)2115 .0כללי אצבע פשוטים יחסית שבעזרתם ניתן להעריך בקירוב את מהירות הזרימה באגם בהשפעת הזרימות הנכנסות ויוצאות בלבד. .2ההשפעה היחסית של הרוח על מהירות הזרימה לעומת השפעת הזרימות החיצוניות המזינות את האגם. 000 ./מדידות זרם באגם באמצעות מד זרם .SonTek/YSI 10-MHz ADV - מהירות זרימה ממוצעת בהשראת מאזן המים מתוך נתוני מאזן המים ואיור 01/אפשר להעריך כי הספיקה השנתית ( ,Qכ 5 -מלמ"ק) עוברת במעבר המים הממוצע באגם (איור )012ששטחו ,Aכ 0211 -מ"ר ( 0211מ' אורך ועומק של כ 0 -מ') .מכאן שניתן להעריך כי מהירות הזרימה הממוצעת Q/Aבהשראת הספיקות החיצוניות בלבד היא 2×01-4מ'\שנייה ( 1.12ס"מ\שנייה או שתי עשיריות מילימטר לשנייה). בצורה דומה ,נניח שהזרימה מנקודת הכניסה אל האגם נעשית רק בתעלות מאחר שמהירות הזרימה בשטחים עם צמחייה היא זניחה .אם אותה ספיקה השנתית עוברת לרוחב התעלות ( Gבאיור )01/ששטח הזרימה דרכן Aכ 11 -מ"ר ( 11מ' רוחב כולל ועומק של כ 0 -מ') נמצא שמהירות הזרימה הממוצעת בתעלות ,בהשראת הספיקות החיצוניות בלבד היא 1.119מ'\שנייה או 101מ'\יום; אם נניח שהמים צריכים לעבור מרחק של כ 0111 -מ' בממוצע מכניסה ליציאה (כ 111 -מ' דרך התעלות ו 911- מ' באגם הפתוח) נקבל שפרק זמן הזרימה (זמן שהות) הוא כ /5 -יום (קצת למעלה מחודש) .אין זה מקרי שערך זה דומה לזמן השהות ( 0.0עד 0.5חודש) שחישבנו בסעיף קודם על פי שיקולים אחרים לגמרי. מהירות זרימה בהשראת הרוח בין ה 0/ -ל – 21ביוני מיקמנו מד זרם SonTek/YSI 10-MHz ADV -במרחק כ 051 -מטר ממערב לנקודת היציאה ( 9באיור .)01/מדידות הזרם העלו את הממצאים הבאים (איור :)015 8.0 6 5 7.0 6.0 4 5.0 4.0 3 3.0 2 2.0 1 )Wind speed (m/sec )Current speed (cm/sec V w_spd10m 1.0 0 24/06/12 22/06/12 18/06/12 20/06/12 16/06/12 0.0 14/06/12 Date איור :015מהירות הרוח בתחנת הכבול במטר\שנייה ומהירות הזרם (בס"מ\שנייה ,ממוצע נע על פני /1דקות) שנמדדה באגם החולה במהלך הימים 01.19.2102עד 21.19.2102בכל 5דקות. משעות הלילה המאוחרות ( 2/:11 – 22:11בערך) ועד 02:11בצהריים למחרת האגם בד"כ רגוע ומהירות הזרימה הממוצעת בו היא כ 0-ס"מ\שנייה. בשעות הצהריים מתגברת הרוח ומהירותה יכולה להגיע לכ 01 -מ'\שנייה בשעות אחר הצהריים ( 09:11 – 01:11בערך). הרוח משרה מהירויות זרימה באגם שעשויות להגיע לכ 01 -ס"מ\שנייה בשעות אחר הצהריים. מהירות הזרימה הממוצעת שנרשמת בשעות שיא הרוח היא כ / -סמ'\שנייה. 009 כיוון הזרימה המדוד הממוצע משתנה במידה רבה ,ואינו בהכרח תוצאה מובהקת של כיוון הרוח או של כיווני זרימת המים מכניסה ליציאה. בהשוואה למהירות הממוצעת שניתן לייחס בהשראת הזרימות החיצוניות ,מהירות הזרם בגלל הרוח גדולה בשני סדרי גודל. מאחר והרוח היא הגורם העיקרי של ערבוב והסעת המים באגם מומלץ לתכנן את האיים החדשים בצורה שתאפשר נשיבה של הרוח על פני המים (אולי במבנה מאורך ממזרח למערב), ולא בצורה שתחסום את הנשיבה הטבעית. הערכה ניסיונית של משטר הזרימה המים באגם סומנו באמצעות הזרקת רודמין ( Bחומר פלואורסנטי אינרטי שמשתמשים בו לעיתים קרובות בקביעת מסלולי זרימה של מים בטבע) ומעקב אחרי ריכוזי הרודמין במהלך התפזרותו במרחבי האגם כאינדיקציה למסלולי הזרימה ולזמן השהות של המים .המעקב נערך בתדירות שמותאמת לזמן השהות האופייני של המים באגם ,באמצעות דיגום מסלולים באגם בתדירות גבוהה (מספר דקות) מיד לאחר הוספת החומר ובתדירות הולכת ופוחתת עם הזמן (שעות) על מנת לקבל את מפת הפיזור המרחבי של הרודמין בזמנים שונים .אנליזות הרודמין נערכו במכשור שמצוי במעבדה לחקר הכנרת. ניסוי רודמין מספר 0החל בשעה 19:21בתאריך .02.02.2100נקודת שפיכת הרודמין הייתה באזור נקודת דיגום 1בתעלה המוליכה לאגם .נקודות הדיגום באותו יום נערכו לאורך ה"תעלות" שמובילות מנקודת הכניסה לאגם (איור ,019ימין) .למחרת ( )0/.02.2100דגמנו את התעלות לנוכחות רודמין ( Error! Reference source not found.איור ,019שמאל) .מצאנו על פי ריכוזי הרודמין המדודים שמרחק הנדידה של כתם הרודמין העיקרי היה כ 111 -עד 911מ' .תוצאה זו נמצאת בהתאמה להערכת מהירות הזרימה בתעלות של כ101 - מ'\יום בקירוב (ראה לעיל). 019ימין :נקודת שפיכת הרודמין בניסוי מספר 0בתעלה המוליכה לאגם ,בשעה 19:21בתאריך ,02.02.2100ונקודות הדיגום באותו יום לפי שעות .שמאל :ריכוזי הרודמין בניסוי מספר 0ב"תעלות" שבדרום האגם ,ובאגם הפתוח ,בתאריך .0/.02.2100 091 תהליכים ביוגיאוכימיים בשמורה מטרת חלק זה של העבודה היה ניתוח השינויים והמאפיינים הגיאוכימיים באגם החולה בפרק זמן ארוך יחסית (שנה) .במסגרת המחקר נבדקו תהליכים ביוגיאוכימיים -שהתקיימו בשמורה במהלך שנת .2100לאחר שנים של אספקה מוגבלת של מים לשמורה ,חל בשנת 2100מעבר למשטר אספקה משופר שבו הוזרמו לשמורה קרוב ל 9-מלמ"ק ,וכ 9 -מלמ"ק הוזרמו מהשמורה לתעלה המערבית (ראה לעיל) .קיצור זמן השהות של המים בשמורה ושינוי היחס שבין מקורות המים שלה הביאו לשינויים במשטר הביוגאוכימי .האספקטים המרכזיים שבחנו הם .Iאפיון סוג המים הנכנסים לשמורה ויוצאים ממנה; .IIמשטרי החימצון ששוררים בשמורה; .III גורל הנוטריאנטים והחומר האורגני שנכנסים אליה ,הוכחות לשקוע קלציט אוטוכטונית במערכת והשפעתה על המוליכות החשמלית של המים ,וכמו כן ההשפעה האפשרית של נוכחות זרחן באבק. העבודה הצטמצמה בעיקר לעיבוד נתונים קיימים ,למעט סקרים גיאוכימיים יומיים שהוספנו בעבודה הנוכחית .בוצע ניסיון ראשוני להגדיר מה עשויות להיות מטרות התפעול של השמורה בהיבטים ביוגאוכימיים שכוללים טיוב של משטר החימצון בקרקעית האגם. מקור המידע העיקרי לחלק זה של הדו"ח התקבל מרט"ג באמצעות ביולוגית שמורת החולה יפעת ארצי .הוא מבוסס על ניטור שיטתי שמבוצע אחת לחודש במספר תחנות נבחרות .מידע נוסף התקבל על ידינו באמצעות מספר מדידות של פרמטרים כימיים שאינם נמדדים ע"י הניטור הרגיל ,כגון סידן ואלקליניות .ריכוז החנקן האורגני חושב באמצעות הפחתת סכום ריכוזי הניטרט +אמוניום מתוך ריכוז החנקן הכללי ,המדוד .ריכוז הזרחן החלקיקי התקבל מהפחתת ריכוז הזרחן המומס הכללי מתוך ריכוז הזרחן הכללי. ריכוזי החנקן המומס והזרחן המומס ביציאה מהשמורה היו נמוכים משמעותית מאשר בכניסות אליה. למעשה באגם הפתוח שמהווה את קצה השמורה מבחינת זרימות המים לא נמצאו חנקנים מומסים ו3או זרחן מומס מאחר ואלה נצרכו כליל הן ע"י הצמחייה הטבולה והן ע"י הפיטופלנקטון .האגם מכיל אצות כחוליות מקבעות חנקן ומכאן שהפיטופלנקטון כנראה מוגבל חנקן .חנקן עוזב את השמורה באמצעות דניטריפיקציה וכן כחנקן אורגני ביציאות המים .העדות הקיצוני ביותר למשטר חימצון סב-אוקסי שמצאנו הייתה עקיפה באמצעות זיהוי דניטרפיקציה .לא מצאנו עדויות לחיזור סולפט במרחבי השמורה מכיוון שיציאות הסולפט היו זהות לכניסות .באמצעות מאזן מסה הגענו למסקנה שמקור נוסף ומשמעותי לזרחן היא באמצעות שקיעת אבק .מצאנו שניתן באמצע ות בדיקת המוליכות החשמלית לאתר גיל משוערך של המים באזורים השונים של השמורה .זאת בגלל שמים "עתיקים" משקעים מסה משמעותית של קלציט. ארצי י .)2100( .גופי המים בשמורת החולה :אוגר מים וחישוב אידוי .רשות הטבע והגנים.ארצי י .)2100( .הצעה לשינוי ממשק מפלסים באגם .רשות הטבע והגנים. גולן ,ר )2119( .תהליכים ביוגיאוכימיים עיקריים במערכת המים של שמורת החולה .עבודת גמר לתואר מוסמך האוניברסיטה העברית. סקוטלסקי א .וט .אורון ( )2110שמורת החולה ושמורת נחל עינן ,תיק ממשק .רשות הטבע והגנים. עגנון י ,.א .אוסטפלד ,ה .רובין ,וד .טוקרב ( .)2115מדידות שדה הזרימה במאגר התפעולי וממצאי הדמיות נומריות רלוואנטיות למדידות השדה .הטכניון ,הנדסת הסביבה ומשאבי מים .דו"ח לחברת המקורות. רימר א .וע .נשרי ( )2102שינויים מבניים באגם שמורת החולה -ניטור ושיפורים בממשק המים .דו"ח סופי מוגש לרשות הטבע והגנים .דו"ח חיא"ל .T24/2012 090 5.2 ניטור הפיטופלנקטון בשמורת החולה אלה אלסטר במימון רשות הטבע והגנים בדוח הנוכחי מוצגות תוצאות ניטור האצות בשמורת החולה בשנת .2012תחנות הדגום היו בתעלת האספקה (תחנה ,)1בתוך ה"אגם" (תחנה ,)9ובנחל עינן .התחנות נדגמו חודשית .לאחר הדיגום 01 - 25 ,מ"ל מהדוגמא, ב 2 -חזרות ,סוננו על פילטרים והוקפאו .יתרת הדוגמא שומרה בלוגול בבקבוק כהה .הדיגום נעשה ע"י צוות רשות הטבע והגנים הלאומיים .הפילטרים הקפואים והדוגמאות המשומרות הועברו למעבדה לחקר הכנרת למדידת כלורופיל ולזיהוי האצות .הפילטרים שימשו למדידה פלואורומטרית של ריכוזי הכלורופיל לאחר מיצוי באצטון .91%עשרה מ"ל של דוגמאות משומרות בלוגול נבדקו תחת מיקרוסקופ הפוך לאחר 21שעות השקעה בתאי שיקוע .האצות זוהו לרמת המין או הסוג על פי הספרות הטקסונומית המקובלת .תדירות ההופעה של כל מין נקבעה לפי סולם התדירות של ).Korde (1956 כלורופיל בשנת 2102ריכוזי הכלורופיל בתחנה 1נעו בין ,23.5 - 2,2 µg3lבנחל עינן – בין 11.7 - 0,4µg3lובתחנה 9בין .94 – 45 µg3lממוצע ריכוזי הכלורופיל בתחנה 1היה ,00.9 µg3lבנחל עינן – /.2 µg3lובתחנה .52 µg3l - 9 ריכוזי הכלורופיל גבוהים ביותר נרשמו בתחנה 1ובנחל עינן בינואר ,בתחנה 9ריכוזי הכלורופיל גבוהים ביותר נרשמו בנובמבר )איור .)015 איור :015ריכוזי הכלורופיל בנחל עינן ,בתחנה ,1ובתחנה 9בשמורת החולה במהלך .2102 הרכב המינים של הפיטופלנקטון בסה"כ במהלך 2102בדגימות המים של נחל עינן נצפו /1מינים3סוגים של אצות ,בדגימות המים של תעלת האספקה (תחנה )1נצפו 10מינים3סוגים ,ובדגימות המים של ה"אגם" (תחנה )9נצפו 05מינים3סוגים של אצות .האצות השתייכו ל 5-מערכות :קריפטופיטה ,עינניות ,ירוקיות ,כחוליות ,צורניות ,קסאנטופיטה 092 ודינופלגלטים .אצות כחוליות היו הנפוצות ביותר בתחנה ,9רוב המינים הדומיננטיים היו שייכים לקבוצה זו. בנוסף בתחנה 9היו נפוצות אצות צורניות ,ירוקיות וקריפטופיטה .בנחל עינן מספר המינים3סוגים ממערכת הצורניות היה גדול ביותר ,אך ריכוזי התאים של כל המינים3סוגים שנצפו היו נמוכים .בתחנה 1נצפו אצות מכל המערכות ,בריכוזי תאים נמוכים. הפיטופלנקטון בנחל עינן בנחל עינן במהלך 2102נצפו יחסית מעט מינים3סוגים של אצות פיטופלנקטוניות בצפיפות נמוכה .בגלל צפיפות הפיטופלנקטון הנמוכה המהלך השנתי של הרכב המינים לא היה ברור .אצות צורניות נמצאו בכל הדגימות .הצורניות הנפוצות ביותר היה .Nitzschia sp,ברוב הדגימות נמצאו גם אצה כחולית ,Planktothrix וירוקיות .Scenesesmus quadricauda הפיטופלנקטון בתעלת האספקה ריכוז הפיטופלנקטון בתעלת האספקה במהלך 2102היה נמוך והמהלך השנתי של הרכב המינים לא היה ברור. המינים הנפוצים ביותר ,שנמצאו ברוב הדגימות היו הכחולית ,Lyngbya spוהירוקית Scenesesmus .quadricauda הפיטופלנקטון של ה"אגם" כפי שנצפה 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 ב 2102-היה כדלקמן :בינואר -פברואר בה"אגם" שלטו קריפטופיטה Cryptomonas curvata והצורנית י .Synedra rumpens, Aulacoseira granulata, Synedra affinisבמרס הצפיפות של קריפטופיטה ירדה ,בה"אגם" שלטו הצורנית ביחד עם האצה הכחולית Planktolyngbya spוהירוקית .Carteria spבאפריל במים נצפתו מגוון ירוקיות אבל צפיפות של כל מין היתה נמוכה .במאי הצפיפות של הירוקיות גדלה ,המין הדומיננטי היה .Pediastrum simplexביוני – יולי הצפיפות של Pediastrum simplexנשארה גבוהה ,בנוסף במים היה נפוץ .Aphanizomenon ovalisporumבאוגוסט – ספטמבר בה"אגם" שלטו כחוליות וצורניות. באוגוסט Aphanizomenon ovalisporum -ו ,Synedra acus -בספטמבר Romeria sp -ו Aulacoseira .granulateבאוקטובר – נובמבר בבה"אגם" שלטו כחוליות קטנות . Aphanocapsa sp ,Romeria spבדצמבר הצפיפות של הכחוליות ירדה ,האצה הדומיננטית היתה .Cryptomonas sp לסיכום :בשנת 2102ריכוזי הכלורופיל ,מספר המינים וצפיפות הפיטופלנקטון בכל /תחנות הדיגום היו נמוכים לעומת השנים הקודמות .מהלך המינים ב 2102-היה דומה לזה של .2100 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), 4(1):10-/0/, Moscow-Leningrad. 09/ 5./ ניטור הפיטופלנקטון באגם אגמון בשנה הידרולוגית 2100 - 2102 אלה אלסטר במימון מיג"ל ניטור הפיטופלנקטון באגמון מבוצע מאז 2110במטרה להתחקות אחר מגוון מינים והתפתחות של אוכלוסיית האצות .תוצאות הניטור מאורגנות לפי שנת הידרולוגיות (מאוקטובר עד ספטמבר של השנה הבאה) .בדוח הנוכחי מוצגות תוצאות הניטור בשנה ההידרולוגית (אוקטובר עד ספטמבר) .2100302 דוגמאות לבדיקת כלורופיל וזיהוי פיטופלנקטון נאספו בנקודה יציאת המים מאגמון .הדוגמאות נאספו חודשית .לאחר הדיגום 01 - 25 ,מ"ל מהדוגמא ,ב 2 -חזרות ,סוננו על פילטרים GF/Cוהוקפאו .יתרת הדוגמא שומרה בלוגול בבקבוק כהה .הפילטרים הקפואים והדוגמאות המשומרות הועברו למעבדה לחקר הכנרת למדידת כלורופיל ולזיהוי האצות .הפילטרים שימשו למדידה פלואורומטרית של ריכוזי הכלורופיל לאחר מיצוי באצטון .91%עשרה מ"ל של דוגמאות משומרות בלוגול נבדקו תחת מיקרוסקופ הפוך לאחר 21שעות השקעה בתאי שיקוע .האצות זוהו לרמת המין או הסוג על פי הספרות הטקסונומית המקובלת .תדירות ההופעה של כל מין נקבעה לפי סולם התדירות של .)0956( Korde בשנה הידרולוגית 2100302ריכוזי הכלורופיל באגם אגמון נעו בין ( 22.5-/01 µg3lאיור .)010ריכוזי הכלורופיל הגבוהים ביותר נרשמו בספטמבר ,2102במהלך הפריחה של אצות כחוליות. איור :010ריכוזי הכלורופיל באגם אגמון בשנה הידרולוגית .2102 –2100ריכוזי הכלורופיל בכל מהלך הניטור מוצגות באיור קטנה. במהלך השנה נצפו 0/מינים3סוגים של אצות ,שהשתייכו ל 9-מערכות :קריפטופיטה ,עינניות ,ירוקיות, כחוליות ,צורניות ,קסאנטופיטה .קריפטופיטה שלטו באגם באוקטובר -נובמבר 2100ובינואר -פברואר .2102 אצות ירוקיות היו הנפוצות באגם באפריל 2102וכחוליות היו הנפוצות מאוד באוגוסט .2102אצות עינניות צורניות וקסאנטופיטה נצפו במהלך השנה בצפיפות נמוכה. 091 הרכב המינים באגמון היה כדלקמן :באוקטובר-נובמבר 2100האצות הדומיננטית היו קריפטופיטה ) .(Cryptomonas curvata and Cryptomonas spבדצמבר צפיפות של קריפטופיטה ירדה ,באגם נצפו אצות עינניות וירוקיות שונות בצפיפות נמוכה .בינואר 2102צפיפות של קריפטופיטה עלתה שוב ,קריפטופיטה היו בשפע במשך ינואר – פברואר .2102במרץ באגם היו אצות עינניות ,ירוקיות וצורניות במגוון וצפיפות נמוכים. באפריל מגוון המינים עלה ,באגם שלטו אצות ירוקיות ( .(Scenedesmus quadricaudaממאי עד יולי במים נצפו אצות מכל 9מערכות אבל שום מין לא היה הדומיננטי .באוגוסט באגמון נצפתה פריחה של כחוליות ( .)Anabaena bergii , Anabaena spiroidesבספטמבר צפיפות הכחוליות ירדה ,במים היו עינניות ,ירוקיות ( ,)Spirogyraכחוליות וצורניות שונות בצפיפות נמוכה .באוקטובר ( Cryptomonas 2102קריפטופיטה) היה דומיננטי. סיכום באגמון בשנה הידרולוגית 2011/12מספר המינים וצפיפות האצות ירדו לעומת שנים קודמות. ריכוז הכלורופיל בספטמבר ,2102בזמן פריחת האצה הירוקית החוטית ספירוגירה ,היה הגבוה ביותר שנרשם מאז תחילת הניטור. 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), MoscowLeningrad, pp. 383-413. 5.1 שימוש בקרומי קרקע ביולוגיים כאמצעי לייצוב פני שטח וכסוי אתרי פסולת אורה הדס ועכסה לופו בשיתוף עם אברהם דודי (הקריה למחקר גרעיני) במימון משרד האנרגיה והמים 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 3יובש בתדירות גבוהה .הקרום הנוצר קשה ,מייצב את פני השטח ,מקטין את קצב החלחול ,מצמצם את סחף הקרקע ומונע הסעה של חומרים רעילים ו 3או 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. בשנה האחרונה התמקדנו: הפראוקסידציה של ליפידים. בבדיקה של נזקי העקה החימצונית על ליפידים כלומר ,מעקב אחר תוצרי עקה חימצונית ותוצרי פרוק של ליפידים ח ומצות שומן בלתי רוויות ,המרכיבות את קרומי התאים ,מהוות מטרה ראשונית להתקפה על-ידי רדיקלים חופשיים .זו מתמקדת בקרום הציטופלסמטי ,בקרומי המיטוכונדריות ובאברונים התאיים .בתהליך המכונה 095 פראוקסידציה של ליפידים ,חומצות שומן בלתי רוויות מתחמצנות (כלומר :מאבדות אלקטרונים) והופכות בעצמן לרדיקלים חופשיים ,התוקפים מצדם מטרות נוספות בפעולת שרשרת המגבירה את הנזק התאי. חומצות השומן המתפרקות הופכות ל malondialdehydeויכול לשמש כמדד לנזק החמצוני .הרס חומצות השומן בקרומים מביא להגברת חדירות התאים וחדירת יוני Ca++ומים באופן בלתי מבוקר .הרס קרומי התאים הפנימיים פוגע בסינתזת החלבונים ,בתפקוד המיטוכונדריות ובשאר הפעילויות החיוניות של התאים. שיטות יצירת malondialdehydeהמשמשת כמדד לפראוקסידציה של ליפידים נמדדה ביוכימית על ידי הריאקציה בה מולקולה אחת של malondialdehydeיוצרת קומפלקס עם חומצה תיו ברביטורית )(Thio Barbituric Acid תוך יצירת צבע ורוד ( .)Verma and Dubey, 2003עצמת הצבע היא פרופורציונית לרמת העקה החימצונית. עצמת הבליעה נקראת בספקטרופוטומטר באורך גל של 5/2ננומטר .בנוסף נעשתה קריאה ב ב 911ננומטר על מנת להפחית בליעה לא ספציפית כתוצאה מעכירות. העבודה נעשתה על הקרום הביולוגי עצמו וכן על מרכיבי הקרום הציאנובקטריה מקבעת החנקן Nostoc spp. וה , Microcoleus spp.שבודדו מהקרום על ידנו וגודלו בתרביות במעבדה .הקרום ושני מיני הציאנובקטריה מהתרביות נחשפו לעוצמות אור גבוהות (להשריית עקה חימצונית) ולעוצמות אור נמוכות (בקורת) ונבדקו לחימצון שומנים על פי השיטה המתוארת לעיל. תוצאות השפעת עוצמת האור על יצירת ) , Thio Barbituric Acid Reactive Substances (TBARSתוצר חימצון השומנים ב Nostocמתואר באיור .019 איור :019יצירת TBARSבציאנובקטריה Nostocשבודדה מהקרום הביולוגי בחשיפה לאור גבוה ( )HLואור נמוך (. )LL על פי התוצאות הדגרה של Nostocבאור נמוך אינה מתבטאת בעקה חימצונית וריכוז ה TBARSנשאר קבוע לאורך כל זמן הניסוי .בחשיפה לאור גבוה ( )HLיש עליה בריכוז ה ,TBARSכלומר יש עקה חימצונית .התחלנו לבדוק את הבטוי של הגנים המעורבים בהגנה בפני עקה חימצונית והמעורבים בהגברה של פעילות אנזימים ספציפיים. 099 Microcoleus השפעת עוצמת אור גבוהה על יצירת TBARSכתלות בזמן נבדקה במיקרוקולאוס שגודל על מצע BGמוצק וממנו נלקחו דגימות למצע נוזלי עליו בוצעו ניסויי החשיפה לאור .על פי התוצאות אחרי /1דקות מתחילה להתבטא העקה החימצונית תוך עליה בריכוז ה ,TBARSעליה זו נמשכת עד 021דקות ולאחר מכן ( 001דקות) יש ירידה בריכוז ה .TBARSייתכן ובין 021ל 001דקות חשיפה התא מתחיל להפעיל מנגנוני הגנה כלומר הפעלת גנים לאנזימים המעורבים ב .anti-oxidative stress קרום ביולוגי דגימות מתוך הקרום הביולוגי הודגרו במצע BG 00למשך 21שעות לפני ביצוע ניסויי החשיפה לעצמות אור שונות .לקרום המורכב לא רק מציאנובקטריה אלא גם מפטריות וחיידקים ואצות ירוקיות וצורניות יש TBARSברמה בסיסית גבוהה יחסית בזמן ( 1איור . )051בחשיפה לאור נמוך יש עליה ב TBARSעד 021 דקות אינקובציה ,כלומר יש עקה כלשהי שנובעת אולי מהשתקת גנים .כעבור 021דקות יש ירידה בעקה המתבטאת בירידה בריכוזי ה .TBARSייתכן שגנים העוזרים בהגנה לעקה הופעלו. בחשיפת הקרום לאור הגבוה יש פחות TBARSהיכול לנבוע מהמצאות אצות ירוקיות הפעילות בעצמת אור גבוהות יותר מהציאנובקטריה ולכן תוצרי העקה נמוכים יותר .בנוסף ייתכן ויש שפעול של גנים הקשורים בהגנה נגד עקה חימצונית ומכאן פחות תוצרי פרוק של חומצות שומן. 80 60 40 20 0 180 120 30 60 )Time (minutes 5 0 )TBARS (mmol mg protein-1 HL LL איור :051יצירת TBARSבקרום ביולוגי בחשיפה לאור גבוה ( )HLואור נמוך (.)LL Verma S. and Dubey R.S., 2003, Lead toxicity induces lipid peroxidation and alters the activities of antioxidant enzymes in growing rice plants, Plant Sciences, 164: 645-655. 095 5.5 TEPכגורם להיווצרות ביופילם מימי ,ויעילות מסנני חוטים של "עמיעד" בהרחקתו טומי ברמן ,ריטה פרפרוב ,ניר קורן ,עידו בר-זאב (דוקטורנט) ופרופ' אילנה ברמן-פרנק (אונ' בר אילן) במימון מאגד מ.י.ם ,משרד התעשייה המסחר והתעסוקה במסגרת פרוייקטי מגנ"ט של משרד התמ"ת ,הוקם מאגד מ.י.ם בו השתתפו כתריסר חברות תעשיות ,חב' "מקורות"" ,תה"ל" ,ומספר מעבדות "אקדמיות" .מטרת המאגד היא לפתח טכנולוגיות למזער את תופעת הביופילם ( )Biofilmבמפעלים להתפלה או טיפול במים .המאגד הקים /אתרי 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 .בנוסף נחקרו פרטי השתתפות TEPבתהליך היווצרות ביופילם במי ים במערכת מעבדתית במסגרת עבודת הדוקטור של עידו בר זאב ,אונ' בר אילן. הפרויקט שהתחיל באוקטובר 2115והסתיים לאחר 5שנים בספטמבר .2102התרומה של קבוצת חיא"ל הייתה מכובדת ומשמעותית. מטרות קבוצת חיא"ל בפרויקט א .חיזוי הפוטנציאל של אילוח ביולוגי ) ) Biofoulingע"י אבחון הפרמטרים העיקריים שגורמים להתפתחות של ביופילם במערכות מימיות(.במסגרת אשכול ,1מאג"ד מ.י.ם). ב .בדיקה ואפיון התפקיד של ( TEPחלקיקים אורגניים שקופים) במקורות מים שונים בהתהוות של ביופילם. ג .בדיקת היעילות של מסנני חוטים של "עמיעד מערכות סינון" :1בהאטת קצב סתימת ממבראנות סינון. :2בהורדת ריכוזי TEPבמי היזון. התקדמות והישגים לפני 5שנים ,המושג TEPלא היה מוכר בכלל בקהילת מהנדסי מים למרות כמעט 21שנות מחקר ע"י חוקרים במדעי ים ואגמים שצברו מידע רב על התכונות של חלקיקים אלה ועל תפקידם הרב והחשוב בסביבות מימיות .לראשונה דווח ב 099/-על נוכחות של חלקיקים שקופים אורגניים רבים במי ים שקבלו את השם ) TEP .Transparent Exopolymer Particles (TEPהם חלקיקים (ג'לים) אורגניים דביקים טעונים במטען שלילי וגודלם נע בין 1.1עד 111מיקרון .הרבה מחלקיקים אלה משמשים סובסטרט להתיישבות של חיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים. על בסיס תכונות אלה ובהנחה שחלקיקים אלה חייבים להיות מעורים בתהליכי היווצרות של ביופילם ) ,(BFהצענו בתחילת מאגד מ.י.ם להוסיף את ה TEP-לרשימת הפרמטרים שייבדקו לצורך בניית מודלים לחיזוי הפוטנציאל של מקורות מים שונים לגרום ל – .BFבנוסף ,הצענו למדוד את ריכוזי הכלורופיל במי היזון כגורם להיווצרות של BFואכן שני הפרמטרים האלה נכללו בתוכנית הבדיקות באתרי המאגד .מלבד הבדיקות השגרתיות של TEPוכלורופיל לצורך המודלים ,קבוצת חיא"ל ביצעה סדרות של ניסויים באתר המאגד בגינוסר לבחון את הקשר בין רמות ה TEP-במי היזון וקצב סתימת ממברנות סינון והווצרות של .BFלשם כך, נבנתה והופעלה מערכות סינון ממברנאלי ניסיוניות מיוחדות .משנה ד' ,קבוצת חיא"ל עבדה בשיתוף הדוק עם "עמיעד מערכות מים" לבדוק את היעילות של מסנני החוטים להוריד את ריכוזי ה TEP-והכלורופיל במי היזון 090 שונים (באתרים גינוסר ושפד"ן) .בנוסף נערכו בדיקות במערכת מעבדתית להעריך את היעילות של קסטות סינון עם חוטים שונים. בסיום הפרויקט אנו יכולים להצביע על הישגים: א .קבוצת חיא"ל ביצעה כ 551-בדיקות של TEPוכלורופיל בדגימות מים מכל אתרי המאגד (פלמחים ,גינוסר, שפד"ן וקציעות) .התוצאות של בדיקות אלה היו חיוניות לבניית 2מודלים לחיזוי הפוטנציאל של מי היזון לגרום ל.BF- ב .בוצעו בדיקות של TEPוכלורופיל לבחון את יעלות הסינון של מסנני חוטים של "עמיעד" באתרי המאגד בגינוסר ובשפד"ן .סוכמו התוצאות של עבודה זו במאמר: *Eshel , H. Elifantz, S. Nuriel, M. Holenberg, T. Berman. Desalination and Water Treatment. 2012 DOI:10.1080/19443994. ג .בוצעה סדרת ניסויים במערכת מעבדתית לבדוק את תכונות הסינון של קסטות חוטים של "עמיעד" במי כנרת עם רמות שונות של TEPוכלורופיל .התוצאות של בדיקות אלה טרם נותחו ונמצאים אצל צוות מו"פ עמיעד מערכות מים. ד .בוצעו 1סדרות ניסויים ( 02עד 05ניסויים בכל סדרה) במערכת סינון ממברנלי CFMA ) ) Cross flow membrane arrayלמדידת קצב התהוות BFוהשפעתו על ספיקת התסנין בתנאים מבוקרים כהדמיה של מתקני התפלה ושל מתקני טיפול במים .עבודה זו הביאה ,בפעם הראשונה ,הוכחה שTEP- מעורים ישירות בגרימת סתימות בממבראנות כתוצאה מהתפתחות של .BFבנוסף ,במאמר הראנו איך TEP יכולים לגרום לשלבים הראשונים של התפתחות של BFאפילו אם החיידקים במי היזון אינם פעילים בכלל. התוצאות של ניסויים אלה מופיעות במאמר: Berman T. , Mizrahi R., and Dozoretz C.G. 2011. TEP: a critical factor in aquatic biofilm formation and fouling on filtration membranes. Desalination 276:184–190 ניסויים נוספים ,הביאו לתובנות מעמיקות יותר לגבי צורת ההשתתפות של TEPבתהליך התהוות של .BF *Bar-Zeev E., Berman-Frank I, Liberman B., Rahav E., Passow U. and Berman T. Desalination and Water Treatment. 3: 136-142, 2009. *R. Komlenic,, T. Berman, J.A. Brant, B. Dorr, I. El-Azizi, H. Mowers. Desalination and Water Treatment, 2012. http://dx.doi.org/10.1080/19443994 * Bar-Zeev E, Berman-Frank I, Girshevitz O and Berman T. PNAS 109 9119-9124, 2012 *Berman T. Desalination and Water Treatment.http:/dx.doi.org/10.1080/19443194. 2012 ה .בתחילת העבודה ,השקענו מאמצים בכדי לשפר את השיטות האנאליטיות לבדיקה של ריכוזי TEPבמים והסתכלות ישירה במיקרוסקופ לאפיון צורות ה TEP -בסוגים שונים של מים .הצלחנו לפתח שיטת צביעה חדשה שמאפשרת צפייה בחיידקים שמתיישבים על חלקיקי ה .TEP-תוצאות אלה מתוארות במאמר: *Berman, T., Parparova, R., Desalination & Water Treatment 21, 382-389, 2010 099 סיכום א .אין ספק שההישג המשמעותי ביותר של קבוצת חיא"ל היה חשיפת ( TEPחלקיקים אורגניים שקופים) כשחקן חשוב ולא מוכר בתהליך התהוות של BFבמערכות מימיות מכל הסוגים ובעיקר על ממברנות סינון .ROהודות לעבודת הקבוצה של חיא"ל במסגרת מאגד מ.י.ם ,היום המושג TEPוההכרה שחלקיקים האלה משפיעים על התהוות של BFנכנסו לתודעה של חוקרי ביופילם וממברנות ,מהנדסי מים ומפעלי מכוני התפלה וטיפול במים .ב 2102-היו מושבים מוקדשים ל TEP-כגורם ל BF-בכנסים בינלאומיים ( EDSבברצלונה, Membrane Foulingבאוקספורד) ,לפחות 1קבוצות מחקר רציניות (בסעודיה ,הולנד ,אוסטרליה וגרמניה), עובדות על היבטים שונים של הנושא .חברה יפנית ) (Sumitomoהכריזה שפיתחה ממברנה חדשנית שדוחה ,TEPולפחות /חברות ( Dow, Ahlstromו"עמיעד מערכות מים") החלו לבדוק את היעילות של מערכות הסינון או טיפול קדם שלהן כלפי .TEP ב .התברר שגם כלורופיל וגם TEPהם פרמטרים חשובים בקלט לשני המודלים המוצלחים שפותחו לחיזוי הפוטנציאל של מי היזון לגרום ל( BF-מודל סטטיסטי ומודל רשת נוירולוגית) ,וזה בהחלט הצדיק את המאמץ שנעשה בדיגום ובדיקה. ג .בתחילת הפרויקט (שנים א' וב') שופרה השיטה לבדיקת ריכוזי TEPבמים וגם פותחה שיטה לצביעה כפולה של TEPהמאפשרת צילום במיקרוסקופ בו-זמנית של המרכיב הפוליסאכרידי והחיידקים שנמצאים על החלקיקים .השיטה המשופרת עזרה באפיון חלקיקי TEPעשירי חידקים וגדולים (מעל 5-01מיקרון) שפעילים מאד בהתפתחות ראשונית של ( .BFחלקיקים אלה נקראו .)Protobiofilm 211 9נספחים 9.0 כוח-אדם במעבדה לשנת 2102 חוקרים זהרי תמר פיטופלנקטון 3מנהלת המעבדה אוסטרובסקי איליה הידרואקוסטיקה וסדימנטציה אסטרחן פלג כימיה אורגנית אקרט ורנר ביוגיאוכימיה גל גדעון מודלים וזואופלנקטון הדס אורה מיקרוביולוגיה יעקבי יוסף פיטופלנקטון ,פרודוקטיביות נשרי עמי גיאוכימיה סוקניק אסף פיסיולוגיה וביולוגיה מולקולארית של פיטופלנקטון רימר אלון פיזיקה ומטאורולוגיה חוקרים גימלאים מתנדבים ברמן טומי מיקרוביולוגיה ויין דוד ביוכימיה וחומרי הדברה פרפרוב ארקדי הידרוביולוגיה3איכות מים עוזרי מחקר וטכנאים בנימיני יעל ביולוגיה מולקולרית דיאמנט מוטי אחראי צוות ים3ספן3צוללן ויינר-מוציני (יהודית) דיתי זואופלנקטון3כימיה לוי איתי ממשק הדיג בכנרת ליבוביץ' אדית (עדית) מיקרוביולוגיה3כימיה לצ'ינסקי יורי צוות ים3פיזיקה3אחראי מחשבים נוסבוים שולמית שטפי שטח פנים סולימני בניהו מיקרוביולוגיה3כימיה פישביין טטיאנה פיטופלנקטון 210 פנקס ריקי מיקרוביולוגיה פרפרוב ריטה כימיה אורגנית ומיקרוביולוגיה צ'ווה שרה זואופלנקטון קגנובסקי סמיון צוות ים3הידרוביולוגיה קמינגס דוד ממשק הדיג בכנרת קורן ניר צוות ים3כימיה רושנסקי נחמה (חמי) מיקרוביולוגיה רינסקי אלכס הידרואקוסטיקה שחר נועם מודלים אקולוגיים שליכטר מיקי מנהלת בסיס הנתונים מנהלה ואחזקה אברהם בועז מנהל אחזקה ברנס מזל עובדת משק זכאי שמשון אלקטרוניקה כחילה יוכי מזכירה לדר מושיק מנהלן3בקרת פרויקטים צברי-דר עוז ספן3צוללן 212 9.2 סטודנטים לתארים מתקדמים בהנחיית חוקרי המעבדה לחקר הכנרת2102- תואר אונ' נושא מנחה בחיא"ל מס' שם .0 אדלר מ' דוקטורט בן-גוריון מתאנוטרופיה ו' אקרט .2 אופיר א' דוקטורנט חיפה מודל דיג כנרת ג' גל ./ אלסטר א' פוסט- דוקטורט .1 בר-אור א' מוסמך .5 גלבוע י' פוסט- דוקטורט .9 הגלעדי ע' מוסמך עברית טקסונומיה מולקולארית וקלאסית של אצות מעקב אחר חמצון מתאן אנארובי בסדימנט השפעת פעילויות אנתרופוגניות על איכות מי הכנרת תגובת מיני זואופלנקטון להשפעות כימיות על דגים ת' זהרי ג' גל .5 הראל מ' דוקטורנט עברית אללופטיה בציאנובקטריה א' סוקניק .0 הרשקוביץ מ' מוסמך תל-אביב עקה חמצונית במין ציאנובקטריה בכנרת א' הדס .9 זילברמן ת' דוקטורט מכון גיאולוגי חקר מחזור החנקן בכלים איזוטופיים ע' נשרי .01 זמריקה מ' דוקטורט Gdansk סיווג קרקעות אגמים באמצעות הידרואקוסטיקה א' אוסטרובסקי .00 כרמל נ' פוסט- דוקטורט FLOW CAM ג' גל .02 לוי ע' דוקטורט בר-אילן .0/ לוינרט פ' דוקטורט IGB גישות ננו-טכנולוגיות להורדת ביו- פילם מימי אפקט של רדיקליים חופשיים על פיטופלנקטון ט' ברמן ו' אקרט .01 לופו ע' פוסט- דוקטורט בקרת כחוליות א' הדס .05 מכר ש' מוסמך .09 סנטוסו א' דוקטורט .05 פודבזקו ד' בוגר .00 פרינדטה ק' דוקטורט .09 קורצבאום א' .21 קפלן-לוי ר' פוסט- דוקטורט פוסט- דוקטורט .20 רובינשטיין ג' מוסמך חיפה .22 שמשון י' מוסמך תל-אביב בן-גוריון רעיית אצות על ידי זיאופנקטון, חיפה העדפת מזון של הזיאופלנקטון בכנרת. אונ' ואיקטו השפעת הפליטה של גזי חממה על (ניו-זילנד) אגם ROTORUA בידוד ,גידול ואפיון גנטי של מיקרוציסטיס מגופי מים שונים השפעה של גלים פנימיים על IGB סוגסטיה מיקרוביאלית של הפן הביני ו' אקרט ג' גל ג' גל א' אוסטרובסקי א' סוקניק ו' אקרט ייצור ראשוני של אצות ו' אקרט בקרה מולקולארית של התפתחות אקינטים בכחוליות פיתוח שיטות להארכת גודל ומאפיינים של אוכלוסיית דגי אמנון כנרת מסומנים שנתפסו שנית. עקה חמצונית במין ציאנובקטריה בכנרת א' סוקניק א' אוסטרובסקי א' הדס 21/ 9./ מחקרי המעבדה .Iמחקרים שהסתיימו בשנת 2102 שם המחקר 3שמות החוקרים גורם מממן ניטור כנרת :תוכנית חירום (ת' זהרי ,ג' גל ,ג' טיבור) ניטור כנרת :הספנת דוברה (ת' זהרי) משרד האנרגיה והמים: רשות המים חנקן וציאנובקטריה בכנרת (א' סוקניק) סקר סלניום בעמק החולה ,הירדן והכנרת (ע' נשרי ,א' סוקניק) מודל לשיפור ממשק הדיג בכנרת (ג' גל) תרחישי הפחתת מים זמינים בכנרת (ג' גל) תהליכים מיקרוביאליים בליטוראל (א' הדס) יצירת משטחים מיקרוביאליים (ט' ברמן) תמ"ת3מאגד מ.י.ם אנליזות מים לנוכחות ( TEPט' ברמן) ALSTROM שינויים גלובליים (א' רימר) אונ' תל-אביב מדידת שטח פנים (א' רימר) אגודת הידידים לימוד מערכת ניטור שמורת החולה (א' רימר ,ע' נשרי) רשות הטבע והגנים .IIמחקרים שהתחילו ב 2102-או נמשכים בשנת 2102 שם המחקר 3שמות החוקרים גורם מממן פיתוח ויישום מערכת פלואורסנציה דחוייה (ו' אקרט ,י' יעקובי) משרד המדעBMBF3 קריסה של אוכלוסיות פיטופלנקטון (א' סוקניק) משרד המדע ניטור כימי וביולוגי (ת' זהרי וחוקרי המעבדה) ניטור אצות וזואופלנקטון במערכת ( FLOWCAMג' גל) משרד האנרגיה והמים: האצה הירוקית ופריחת פרידיניום ,מוגושיה (א' הדס) רשות המים תרומת מזינים לשכבה הפוטית של הכנרת (ע' נשרי) אפיון מחזור המתאן בכנרת (ו' אקרט) שימוש בקרומים ביולוגיים (א' הדס) משרד האנרגיה והמים פיתוח יכולות DNAבאר-קוד בכנרת (ת' זהרי ,ר' לוי-קפלן) בדיקת רעלני כחוליות (א' סוקניק) מקורות חישה מרחוק של פיטופלנקטון (י' יעקובי) BSF כלורופיל ואצות בשמורת החולה (ת' זהרי ,א' אלסטר) רשות הטבע והגנים ניטור חומרי הדברה בדגים (ד' ויין ,פ' אסטרחן) אגף הדיג ממשק הדיג בכנרת משונות גנטית ועד קורמורנים (ת' זהרי) משרד החקלאות ניטור אצות באגמון (ת' זהרי ,א' אלסטר) מיג"ל ( PERSEUS י' יעקובי) הקהילה האירופית חנקן גזי בכנרת (ע' נשרי) פנימי אנליזות זרחן וסדימנטים (ע' נשרי) אנליזות פחמן אורגני (ו' אקרט) 211 אחרות .IIIמחקרים חדשים לשנת 210/ גורם מממן ISF משרד החקלאות משרד האנרגיה והמים: רשות המים אנליזת איכות מי ברכות שחיה (א' הדס) שם המחקר 3שמות החוקרים ( TEP ט' ברמן ,א' הדס) חמצן ומתאן בנחל הירקון (ו' אקרט) תרדמה ונביטה של ציאנובקטריה (א' סוקניק) הקשר בין שרידות דגים לצמחיה חופית בליטוראל (ת' זהר) שימוש במודל אקולוגי כלכלי לשיפור ממשק הדיג בכנרת (ג' גל) שטפי זרחן וחנקן בכנרת (ע' נשרי) שכלול ושיפור אינדקס איכות המים של הכנרת (א' פרפרוב) 215 210230/ -פרסומי המעבדה בספרות הבינלאומית המבוקרת ב 9.1 1. Baltar, F., Lindh, M.V., Parparov, A., Berman, T., Pinhassi, J. 2012. Prokaryotic community structure and respiration during long-term incubation. Microbiology Open, DOI: 10.1002/mbo3.25. 2. Bar-Yosef., Y, Murik, O., Sukenik, A., Hadas, O., Kaplan, A. 2012. Multiannual variations in phytoplankton populations: What distinguished the blooms of Aphanizomenon ovalisporum in lake Kinneret in 2010 from 2009? Environmental Microbiology Reports. DOI: 10.1111/j.1758-2229.2012.00351.x. 3. Bar-Zeev, E., Belkin, N., Liberman, B., Berman, T., Berman-Frank, I. 2012. Rapid sand filtration pretreatment for SWRO: microbial maturation dynamics and filtration efficiency of organic matter. Desalination, 286:120-130. 4. Bar-Zeev, E., Berman-Franka, I., Girshevitz, O., Berman, T. 2012. Revised paradigm of aquatic biofilm formation facilitated by microgel transparent exopolymer particles. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 109(23): 9119-9124. 5. Belkin, N., Bar-Zeev, E., Berman, T., Berman-Frank, I. 2012. Two innovative devices for depth sampling in granular filtration systems. Desalination, 286:115-119. 6. Berman, T. 2013. Transparent Exopolymer Particles as critical agents in aquatic biofilm formation: Implications for desalination and water treatment. Desalination and Water Treatment, 51:4-6, 1014-1020. 7. Blair, J.M., Hicks, B.J., Pitkethley,R., Ling,N., Ostrovsky, I., Rowe, D. 2013. A bioenergetic assessment of the influence of stocking practices on rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) growth and consumption in a New Zealand lake. Freshwater Biology, 58: 967-985, DOI:10.1111/fwb.12100 8. Blair, J.M., Ostrovsky, I., Hicks, B.J., Pitkethley, R.J. and Scholes, P. 2013. Growth of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) in warm-temperate lakes: implications for environmental change. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, DOI: 10.1139/cjfas-2012-0409. 9. Blanchfield, P.J., Shapiro, J., Sukenik, A., Orihel, D.M., Shefer, E. 2012. Low Levels of Mercury in Lake Kinneret Fish. The Israeli Journal of Aquaculture - Bamidgeh [Accepted MS IJA_63.2011.783] 10. Caballero, L.A., Rimmer, A., Easton, Z.M., Steenhuis, T.S. 2012. Rainfall runoff relationships for a cloud forest watershed in Central America: Implications for water resource engineering. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 1-10, DOI: 10.1111/j.17521688.2012.00668.x 11. De Jong, C, I. Gűrer, A. Rimmer, A. Shaban and M. Williams. 2012 . Climate and Hydrology: Chapter 5 in: Mediterranean Mountain Environments, Vogiatzakis, I. (Editor). John Wiley & Sons, Ltd. 12. Eshel G., Elifantz H., Nuriel S., Holenberg M., Berman T. 2013. Microfiber filtration of lake water: Impacts on TEP removal and biofouling development. Desalination and Water Treatment, 51: 4-6, 1043-1049. 219 13. Frindte K, Eckert W., Attermeyer K and Grossart H.-P. 2013. Internal wave modulated shifts in biogeochemistry and microbial activity at the sediment-water interface of a stratified lake: a simulation experiment. Biogeochemistry, 113: 423-434 14. Gal, G., Skerjanec, M., Atanasova, N., 2013. Fluctuations in water level and the dynamics of zooplankton: a data-driven modelling approach. Freshwater Biology, 58: 800–816. 15. Givati, A., Lynn, B., Liu, Y., Rimmer, A. 2012. Coupling high-resolution WRF with a hydrological model for operational prediction of Jordan River stream flow. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 51(2): 285-299. 16. Gross, A., Nishri A., Angert, A. 2013. The use of phosphate oxygen isotopes for identifying atmospheric-P sources - A case study at Lake Kinneret. Environmental Science and Technology, 47: 2721-2727. 17. Hadas, O, Pinkas, R., Malinsky-Rushansky, N., Nishri, A., Kaplan, A., Rimmer A., Sukenik A. 2012. The invasion of diazotrophic cyanobacteria to Lake Kinneret (Sea of Galilee), Israel. Freshwater Biology, 57(6): 1214–1227. 18. Harel, M., Weiss, G., Daniel, E., Wilenz A., Hadas, O., Sukenik, A., Sedmak, B., Dittmann, E., Braun, S. and Kaplan, A. 2012. Casting a net: Fibers produced by Microcystis sp. in field and laboratory populations. Environmental Microbiology Reports, DOI:10.1111/j.17582229.2012.00339.x 19. Harel, M., Weiss, G., Lieman-Hurwitz, J., Gun, J., Lev, O., Lebendiker, M., Temper, V., Block, C., Sukenik, A. Zohary, T., Braun, S. Carmeli, S. and Kaplan, A. 2012. Interactions between Scenedesmus and Microcystis may be used to clarify the role of secondary metabolites. Environmental Microbiology Reports, DOI:10.1111/j.1758-2229.2012.00366.x 20. Hartmann, A., Wagener, T., Rimmer, A., Lange, J., Brielmann, H., & Weiler, M. 2013. Testing the realism of model structures to identify karst system processes using water quality and quantity signatures. Water Resources Research (in press). 21. Heller, J., Dolev, A., Zohary, T., G. Gal. 2013. Invasion dynamics of the snail Pseudoplotia scabra in Lake Kinneret. Biological Invasions (In press). 22. Itskovich, V., Kaluzhnaya, O., Ostrovsky, I., Hicks, B. and McCormack, G. 2013. The number of endemic species of freshwater sponges (Malawispongiidae; Spongillina; Porifera) from Lake Kinneret is overestimated. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research. (in press) DOI: 10.1111/jzs.12022 23. Junier, P., Kim, O., Imhoff, J. F., Witzel, K-P. and Hadas, O. 2013. "Effect of salinity on cyanobacterial community composition along a transect from Fuliya spring into water of Lake Kinneret, Israel". Fundamental and Applied Limnology. (In press). 24. Kaplan, A., Harel, M., Kaplan-Levy, R. N., Hadas, O., Sukenik, A., Dittmann, E. 2012. The languages spoken in the water body (or the biological role of cyanobacterial toxins). Frontiers in Microbiology, 3:138. 25. Kaplan-Levy, R.N., Brewer, P.B. Smyth, D.R. 2012. The trihelix family of transcription factors – light, stress and development. Trends in Plant Science (TIPS), 17(3): 163-171. 26. Katz, A. and A, Nishri. 2013. Calcium, magnesium and strontium cycling in stratified, hardwater lakes: Lake Kinneret (Sea of Galilee), Israel. Geochemica Cosmochemica Acta, 105: 372-394. 215 27. Komlenic R.. Berman T., Brant J.A., Dorr, B., El-Azizi, I., Mowers, H. 2013. Removal of polysaccharide foulants from reverse osmosis feedwater using electroadsorptive cartridge filters. Desalination and Water Treatment, 51: 4-6, 1050-1056. 28. Leunert F, Grossart H.-P., Gerhardt V. and Eckert W. 2013. Toxicant induced changes on delayed fluorescence decay kinetics of cyanobacteria and green algae: a rapid and sensitive biotest . PLoS ONE 8(4): e63127. DOI:10.1371/journal.pone.0063127 29. Li, Y. Waite, A.M., Gal, G., Hipsey, M.R. 2013. An analysis of the relationship between phytoplankton internal stoichiometry and water column N:P ratios in a dynamic lake environment. Ecological Modeling (in press). 30. Li, Y. Waite, A.M., Gal, G., Hipsey, M.R. 2012. Do phytoplankton nutrient ratios reflect patterns of water column nutrient ratios? A numerical stoichiometric analysis of Lake Kinneret. Procedia Environmental Sciences, 13: 1630-1640. 31. Ostrovsky, I., Rimmer, A., Yacobi, Y. Z. , Nishri, A., Sukenik, A. Hadas, O. and Zohary, T. 2012. Long-term changes in Lake Kinneret ecosystem: the effects of climate change and anthropogenic factors. Ch. 9, pp. 271-293 In: C.R. Goldman, M. Kumagai, R.D. Robarts [Eds]. Climatic Change and Global Warming of Inland Waters: Impacts and Mitigation for Ecosystems and Societies. Wiley Blackwell. DOI: 10.1002/9781118470596.ch16 32. Paul, W.L., Hamilton, D.P., Ostrovsky, I., Miller, S.D., Zhang, A., Muraika, K. 2012. Catchment land use and tropic state impacts on phytoplankton composition: a case study from the Rotorua lakes; district, New Zealand. Hydrobiologia, 698: 133-146, DOI: 10.1007/s10750-012-1147-4. 33. Parparov, A., Gal, G. 2012. Assessment and implementation of a methodological framework for sustainable management: Lake Kinneret as a case study. Journal of Environmental Management ,101:111-117. 34. Parparov, A., Gal, G., Markel, D., 2013. Water quality assessment and management of Lake Kinneret water resources: results and challenges. pp. 165-180 In: Beker, N. (Ed.), Water Policy in Israel: Context, Issues, and Options. Springer,. 35. Pulido-Villena, E., Ghiglione, J.F., Ortega-Retuerta, E., Van-Wambeke, F. and Zohary, T. (2012). Heterotrophic bacteria in the pelagic realm of the Mediterranean Sea. Ch. 16, pp. 227265 In: Life in the Mediterranean Sea: A look at habitat changes. Stambler N. (Ed.). Nova Science. 36. Ramm, J., Lupu, A., Hadas, O., Ballot, A., Rücker. J., Wiedner, C., Sukenik, A. 2012 A CARD-FISH protocol for the identification and enumeration of cyanobacterial akinetes in lake sediments. FEMS Microbiology Ecology, DOI: 10.1111/j.1574-6941.2012.01401.x 37. Recknagel, F., Ostrovsky, I., Cao, H., Zohary, T. and Zhang, X. (2013). Ecological relationships, thresholds and time-lags determining phytoplankton community dynamics of Lake Kinneret, Israel elucidated by evolutionary computation and waveletes. Ecological Modelling, 255: 70-86 38. Rimmer, A., Hartmann, A. 2012. Simplified conceptual structures and analytical solutions for groundwater discharge using reservoir equations. Chapter 10 In: Tech Open Access book, "Water Resources Management and Modeling", ISBN 978-953-51-0246-5 210 39. Sukenik, A., Hadas, O., Kaplan, A., Quesada, A. 2012. Invasion of Nostocales (cyanobacteria) to subtropical and temperate freshwater lakes - Physiological, regional and global driving forces. Frontiers in Aquatic Microbiology, 3: 86. doi:10.3389/fmicb.2012.00086 40. Sukenik, A., Kaplan-Levy, R.N., Mark Welch, J., Post, A.F. 2012. Massive multiplication of genome and ribosomes in dormant cells (akinetes) of Aphanizomenon ovalisporum (Cyanobacteria). The ISME Journal, 6: 670–679, DOI:10.1038/ismej.2011.128. 41. Trolle, D., Hamilton, D.P., Hipsey, M. R., Bolding, K., Bruggeman, J., Mooij, W. M., Janse, J. H., Nielsen, A., Jeppesen, E., Elliott, J.A., Makler-Pick, V., Petzoldt, T., Rinke, K., Flindt, M.R., Arhonditsis, G.B., Gal, G., Bjerring, R., Tominaga, K., Hoen, J., Downing, A.S., Marques, D.M., Fragoso Jr., C. R., Søndergaard, M. and Hanson, P.C. 2012. A communitybased framework for aquatic ecosystem models. Hydrobiologia, 683: 25–34. 42. Viner-Mozzini, D., Sukenik, A. 2012. Organosulfides inhibit growth and photosynthetic activity of algae and cyanobacteria. Allelopathy Journal, 30: 117-128. 43. Tilahun S. A., Engda, T. A., Legesse, E. S., Guzman, C. D., Zegeye, A. D., Collick, A. S., Rimmer, A. and Steenhuis. T. S. 2013. An efficient semi-distributed hillslope erosion model for the subhumid Ethiopian Highlands. Hydrology and Earth System Sciences, 17(3): 1051– 1063. 44. van Emmerik T.H.M., Rimmer, A., Lechinsky, Y. ,Wenker, K.J.R., Nussboim, S., van de Giesen, N.C. 2013. Measuring heat balance residual at lake surface using Distributed Temperature Sensing. L&O methods, 11: 79-90. 45. Yacobi, Y.Z., editor 2012. VIS and IR Spectroscopy in Plant Sciences. Israel Journal of Plant Sciences, 60: 1-278. 46. Yacobi, Y.Z. 2012. A physicist in the Plant Kingdom. Israel Journal of Plant Sciences, 60: 1-2. 47. Yacobi, Y.Z. 2012. From Tswett to identified flying objects: a concise history of chlorophyll a use for quantification of phytoplankton. Israel Journal of Plant Sciences, 60: 243-251. 48. Yacobi, Y.Z., Ostrovsky, I. 2012. Sedimentation of phytoplankton: role of ambient conditions and life strategies of algae. Hydrobiologia, 698: 111-120, DOI 10.1007/s10750-012-1215-9. 49. Zohary, T., Nishri, A., Sukenik, A. 2012. Present-absent: a chronicle of the dinoflagellate Peridinium gatunense from Lake Kinneret. Hydrobiologia, 698: 161-174. DOI 10.1007/s10750012-1145-6. 219 9.5 דו"חות המעבדה בשנת 2102 מס' הדו"ח T1 אלסטר א'. T2 ורנר א .ואחרים T3 אלסטר א'. Characterization of methane cycling and redoxשנתי coupling in Lake Kinneret using carbon isotopes. שנתי ניטור הפיטופלנקטון בשמורת החולה T4 ורנר א' ואחרים T5 סוקניק א' ואחרים זהרי ת' ואחרים Development and implementation of a novel delayedשנתיfluorescence based in situ profiler for primary productivity in aquatic systems. זמינות חנקן ופריחה קייצית של ציאנובקטריה בכנרת -האם ביניים ניתן לשלוט בפריחה על ידי אספקה מבוקרת של חנקן לאגם? Stable C and N isotopes in Lake Kinneret food web.סופי T7 הדס א' ואחרים T8 נשרי ע' ואחרים T9 T10 אוסטרובסקי א' ואחרים הדס א' ואחרים T11 גל ג' ואחרים T12 גל ג' ואחרים T13 נשרי ע' ואחרים T6 המחבר3ת המחקר סוג הדו"ח Phytoplankton monitoring in Lake Agmon.שנתי מיג"ל רשות המים רשות הטבע והגנים משרד המדע רשות המים BSF האם תהליכים מיקרוביאלים בליטוראל משפיעים על איכות המים ואופי האקוסיסטמה של הכנרת ניטור מתכות כבדות שנתי רשות המים שנתי רשות המים תרומת מזינים לשכבה הפוטית בכנרת שנתי רשות המים שימוש בקרומי קרקע ביולוגיים כאמצעי לייצוב פני שטח וכסוי אתרי פסולת. שנתי פיתוח ויישום מודל דיג לכנרת לשיפור ממשק הדיג :כלים להתמודדות עם הידרדרות אוכלוסיית הדגים באגם תרחישים לבחינת השפעת ירידה במים הזמינים בכנרת על איכות המים בתהליכים האקולוגיים באגם שימוש באיזוטופים של חנקן למעקב אחר מחזור החנקן בכנרת ביניים משרד האנרגיה והמים רשות המים ביניים רשות המים שנתי משרד האנרגיה והמים איגוד ערים כנרת משרד האנרגיה והמים רשות המים T14 דולב ע' ואחרים סקר עלוקות ורכיכות בחופי הכנרת סופי T15 חוקרי המעבדה דו"ח פעילות המעבדה לשנת 2100 שנתי T16 סוקניק א' ואחרים T17 אוסטרובסקי א' ואחרים רותי-לוי ק' ואחרים הפריחה האביבית של פרידיניום בכנרת – השונות הרב- שנתית והמרחבית בפריחה והשפעתה על יציבות המערכת האקולוגית באגם Hydroacoustic monitoring of fish in Lake Kinneret.שנתי T19 גל ג' ואחרים T18 הוגש ל- סופי Developing tools for DNA barcoding of the Kinneretביניים phytoplankton species. פיתוח ויישום מודל דיג לכנרת ,לשיפור ממשק הדיג :כלים להתמודדות עם הדרדרות אוכלוסיות הדגים באגם ביניים רשות המים משרד האנרגיה והמים רשות המים 201 T20 נשרי ע' ואחרים סקר צורוני סלניום בעמק החולה ובכנרת סופי רשות המים T21 סוקניק א' ואחרים הדס א' ואחרים ביניים רשות המים T23 הדס א' ואחרים זמינות חנקן ופריחה קייצית של ציאנובקטריה בכנרת -האם ניתן לשלוט בפריחה על ידי אספקה מבוקרת של חנקן לאגם? האם האצה הירוקית Mougeotiaצפויה להחליף את הפריחות הפרידיניות בכנרת? המשמעות לממשק האגם ולהספקת המים. שימוש בקרומי קרקע ביולוגיים כאמצעי לייצוב פני שטח וכסוי אתרי פסולת שנתי רשות המים ביניים T24 רימר א' ואחרים שינויים מבניים באגם שמורת החולה – ניטור ושיפורים בממשק המים סופי T25 סוקניק א' ואחרים זיהוי וכימות גורמים ביוטיים המעורבים בקריסה של אוכלוסיות פיטופלנקטון שנתי T26 גל ג' ואחרים תרחישים לבחינת השפעת הפחתת מים זמינים בכנרת על איכות המים והתהליכים האקולוגיים באגם שנתי T27 T28 נשרי ע' ואחרים רימר א' חוקרי המעבדה תרומת מזינים לשכבה הפוטית בכנרת חדשות הכנרת גיליון // ביניים שנתי T29 T30 נשרי ע' יעקבי י' ואחרים T31 טיבור ג' סופי רשות המים T32 T33 טיבור ג' קפלן-לוי ר' ואחרים מקור הזרחן באבק .במסגרת "תכנית חירום" מחקר ליטוראל הכנרת שלב א' ,סקר תשתיות הליטוראל במפלסים נמוכים .במסגרת "תכנית חירום" ניטור באמצעות צילומי לוויין המשולבים במערכת SISCAL .דו"ח במסגרת "תכנית חירום" הערכת שפיעת המלח במעין הברבוטים פיתוח יכולת DNAברקוד למיני הפיטופלנקטון בכנרת סופי סופי משרד האנרגיה והמים רשות הטבע והגנים משרד המדע והטכנולוגי ה מוגש לרשות המים רשות המים משרד האנרגיה והמים רשות המים רשות המים שנתי שנתי T34 רימר א' T35 הדס א' ואחרים תרחישים לבחינת השפעת הפחתת מים זמינים בכנרת על המליחות באגם שימוש בקרומי קרקע ביולוגיים כאמצעי לייצוב פני שטח וכסוי אתרי פסולת רשות המים משרד האנרגיה ומים רשות המים שנתי משרד האנרגיה והמים T22 סופי
© Copyright 2024