הניסוי שערכנו מראה כי כניסת מי ים מעלה את כמות החמצן בקרקעית. חימצון הקרקעית מאפשר חיים אך זו תוצאה קיצרת טווח עד שנחסם שוב המעבר. יש לבחון בעתיד פתיחה מכוונת ארוכה של השרטון.
מבוא:
חלק ממטרות המחקר שלנו הן למצוא מה גורם לעקות (לחץ, stress) באסטואר, ומה האופציות שיש לנו בכדי להקטין או למנוע את העקות.
בתום שנת המחקר הראשונה, זיהינו שריכוזי החמצן בקרקעית האסטואר של נחל אלכסנדר נמוכים ואף קרובים לאפס לאורך תקופות ארוכות, בייחוד במהלך הקיץ והסתיו (איור 1 ואיור 2). המשמעות הסביבתית היא שבעלי חיים עילאיים נושמי חמצן כגון דגים, סרטנים, וחסרי חוליות אחרים יתקשו להתקיים בסביבה מוגבלת חמצן זו.
איור 1: ריכוזי החמצן המומס בגשר מכמורת מינואר 2014 ועד מרץ 2015. בציר ה-X מופיע מועד הדיגום, בציר ה-Y מופיע עומק המים, וסרגל הצבעים מימין מייצג את ריכוזי החמצן שנמדדו. הנקודות השחורות מציינות את נקודות הדיגום.
מדוע יש עקת חמצן ואיך משפיע הים על האסטואר?
האסטוארים הים תיכוניים מאופיינים בכניסת מים מתוקים, עשירים מאוד בחומרי דשן ובחומר אורגני, הזורמים אליהם ממעלה הנחל (בעיקר זיהום מביוב או מי קולחין). במקביל, מי ים עניים בחומרי דשן ובחומר אורגני חודרים לאסטוארים דרך השפך. העושר האורגאני במים המתוקים מוביל לצריכת חמצן מוגברת על ידי חיידקים, וכתוצאה מכך חלה ירידה בריכוז החמצן באסטואר. לעומת זאת, חדירת מי ים לאסטואר "מאווררת" את קרקעית הנחל (איור 2). חדירת מי הים לנחל מוגבלת בדרך כלל על ידי שירטון חול הנוצר בשפך האסטואר לים.
איור 2: שינויים חדים במליחות ובחמצן בארועי חדירת מי ים לתוך האסטואר. מליחות (באדום, ציר Y ימני) וריכוז חמצן (בתכלת, ציר Y שמאלי) בקרקעית האסטואר של נחל אלכסנדר (מתחת לגשר מכמורת). הנתונים נאספו ע"י חיישנים שהוצבו באופן קבוע בעמודת המים. הנקודות השחורות מציינות נקודות זמן בהן חלה עלייה משמעותית במליחות (יותר מ-0.1 יחידות מליחות בשעה) ובריכוז החמצן המומס (יותר מ- 1 µMol/L לשעה).
ניסוי בפריצת המחסום בשפך ובדיקת ההשפעה על המליחות והחמצן באסטואר:
ישנם מקומות בעולם הפורצים בצורה מלאכותית מחסומים המפריעים לזרימת הנחל לים. כיצד תשפיע מדיניות כזו של פריצת המחסום בנחל אלכסנדר?
החלטנו לערוך ניסוי הבוחן את השפעת פריצת השרטון על ריכוזי החמצן במי האסטואר. במהלך הניסוי, נערכה מדידה רציפה של המליחות וריכוז החמצן בחלק התחתון של האסטואר של נחל אלכסנדר לאורך 36 שעות (9-10/3/2015). כעשר שעות לאחר תחילת הניסוי נפרץ השרטון בשפך האסטואר באמצעות טרקטור (שיטה שהיתה כבר נהוגה בנחל בעבר אך לא תועדה). הפריצה אפשרה כניסת מי ים מחומצנים לאסטואר. המדידות שנערכו ב- 26 השעות שבהמשך תיעדו את תגובת הנחל לפתיחת הסכר. בנוסף, התקיימה מדידה באמצעות החיישנים הקבועים שבעמודת המים מתחת לגשר מכמורת.
אז מה מצאנו?
תוצאות הניסוי מוצגות באיור 3. אנו רואים שפתיחת השרטון גורמת לעלייה בריכוזי החמצן והמליחות בקרקעית האסטואר עד למרחק של כשני קילומטרים מחוף הים. ככל שנתרחק מנקודת כניסת מי הים לאסטואר תפחת ההשפעה שלהם כך שעליית ריכוזי החמצן והמליחות הייתה נמוכה יותר בנקודות המדידה הרחוקות יותר משפך האסטואר. עם זאת, צריכת החמצן הגבוהה במי האסטואר והעובדה שהשרטון בשפך האסטואר נבנה מחדש (ובכך מנע תחלופה נוספת של מים בין הנחל לאסטואר) גרמו בהמשך הניסוי לירידה מהירה בריכוז החמצן בנחל. יומיים לאחר פריצת הסכר נמדדו שוב ריכוזי חמצן נמוכים המגבילים פעילות של בעלי חיים.
איור 3: נתוני מדידות רציפות של המליחות (למעלה) וריכוזי החמצן (למטה) בגשר מכמורת לאחר פריצת השרטון (מסומנת בקו אדום אנכי). הנתונים נמדדו על ידי החיישנים הקבועים בעמודת המים.
מסקנות:
- פתיחת השרטון באופן חד פעמי איננה מהווה פתרון מספק לבעיית ריכוזי החמצן הנמוכים באסטואר.
- על מנת לאפשר עלייה בריכוזי החמצן בנחל לאורך זמן יש להוריד את קצב צריכת החמצן, על ידי הורדת ריכוז החומר האורגני והדשנים ממקורות זיהום אנושיים.
- כדאי לבחון בעתיד את השפעתה של פתיחה מלאכותית וארוכת טווח של השרטון מבחינת השפעת המים המלוחים על בעלי החיים בנחל והן מבחינת היעילות שלה בהעלאת ריכוזי החמצן בקרקעית האסטואר. בעיקר מעניינת אותנו ההשפעה על המערכת האקולוגית, אילו בעלי חיים ירויחו ואילו יפסידו.
המחקר התבצע בשיתוף עם רשות הטבע והגנים.
החוקרים מבקשים להודות לסטודנטים נדר מעיין, צור מאיר, צפרירי רוני ורייך תום שביצעו את ניסוי פתיחת השרטון.