Yeşilırmak Havzasının Yüksek Rakımlı, Küçük ve Derin Göllerinde Fitoplankton İndeksleri ve Trofik Durumun Değerlendirilmesi

Year 2023, Volume: 19 Issue: 4, 298 - 311, 01.12.2023

Tolga Çetin , Tolga Coşkun , Nilsun Demir

https://doi.org/10.22392/actaquatr.1240143

Abstract

Özet: Yeşilırmak havzası 36,114 km2 yüzölçümü ile Türkiye'nin beşinci büyük yağış alanına sahip nehir havzasıdır. Nüfus artışı, plansız kentleşme, endüstriyel ve hayvansal atıklar, gübre ve zirai ilaç kullanımı havzada kirliliğe neden olan başlıca faktörlerdir. Bu çalışmada, Yeşilırmak Havzasında bulunan yüksek rakımlı, yüzey alanı küçük ve derin özellik gösteren beş göl (Boraboy, Büyük, Dipsiz, Düden ve Zinav Gölü) fitoplankton indeksleri (PTI ve Q) ve trofik durum indeksi (TSI) ile değerlendirilmiştir. Göllerden fitoplankton ve su örnekleri Mayıs, Temmuz ve Eylül 2018’de toplanmış ve fitoplanktondan 85 tür teşhis edilmiştir. Toplam fosfor, toplam azot, klorofil a ve Secchi derinliği parametreleri ile göllerin trofik durumu tahmin edilmiştir. PTI ve Q indeksleri ile göllerde sınırlayıcı element olan toplam fosfor arasında ayrı ayrı lineer regresyon analizi gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, Q indeksi PTI indeksine göre toplam fosfor ile daha yüksek (r2=0,75) ilişkili bulunmuştur (p<0,05). Q indeksine göre belirlenen kalite TSI indeksi ile benzer sonuçlar vermiştir. Sonuçlar fitoplankton kompozisyonu ve trofik durum açısından birlikte değerlendirildiğinde, Boraboy Gölü “iyi/oligotrofik”, Büyük Göl “orta/oligotrofik”, Düden ve Zinav Gölleri “orta/mezotrofik”, Dipsiz Göl ise “orta/ötrofik” olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, Boraboy ve Büyük Gölün kalite durumlarının korunması gerekirken Dipsiz, Düden ve Zinav Göllerinde kalitenin iyileştirilmesi amacıyla tedbirler alınmalıdır.

Keywords

Yeşilırmak Havzası, fitoplankton, göller, toplam fosfor, trofik durum

Supporting Institution

T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Su Yönetimi Genel Müdürlüğü

Project Number

Türkiye’de Referans İzleme Ağının Kurulması Projesi (Proje No: 2011K050400)

Thanks

Bu çalışma, T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Su Yönetimi Genel Müdürlüğü uhdesinde yürütülen “Türkiye’de Referans İzleme Ağının Kurulması Projesi” kapsamında elde edilen veriler kullanılarak hazırlanmıştır.

Evaluation of Phytoplankton Indices and Trophic Status for Small, Deep and Highland Lakes of Yeşilırmak Basin

Abstract

The Yeşilırmak basin, with an area of 36.114 km2, is Türkiye's fifth-greatest area for precipitation. The primary sources of pollution in the basin are population increase, unplanned urbanization, industrial and animal waste, usage of fertilizers and pesticides. In this study, five lakes with high altitude, small surface area, and deep characteristics in the Yeşilırmak Basin (Boraboy, Büyük, Dipsiz, Düden, and Zinav Lake) were assessed by using the phytoplankton indices (PTI and Q) and trophic status index (TSI). Phytoplankton and water samples were collected (April, July, and September 2018), and 85 species were identified. Total phosphorus, total nitrogen, chlorophyll a, and Secchi depth parameters were used to estimate the trophic status of the lakes. Linear regression analysis was performed separately for PTI and Q indices with total phosphorus, the limiting element in lakes. As a result, the Q index correlated with total phosphorus higher (r2=0.75) than the PTI index (p<0.05). The ecological quality statuses produced by the Q index were comparable to the TSI index. Considering the results collectively, the status of Boraboy Lake was assessed as “good/oligotrophic”, Büyük Lake as "moderate/oligotrophic", Düden and Zinav Lakes as "moderate/mesotrophic", and Dipsiz Lake as “moderate/eutrophic” in terms of phytoplankton composition and trophic status. As a result, while Boraboy and Büyük Lakes' quality should be maintained, steps should be taken to improve the quality of the Dipsiz, Düden, and Zinav Lakes.

Keywords

Yeşilırmak Basin, phytoplankton, lakes, total phosphorus, trophic status

Project Number

Türkiye’de Referans İzleme Ağının Kurulması Projesi (Proje No: 2011K050400)

References

• Addinsoft. (2014). XLSTAT 5.03. Addinsoft, USA.
• Anonim. (2022). Yeşilırmak havzası kuraklık yönetim planı stratejik çevresel değerlendirme kapsam belirleme raporu. T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Su Yönetimi Genel Müdürlüğü Taşkın ve Kuraklık Yönetimi Dairesi Başkanlığı, Ankara.
• Anonim. (2021). Yerüstü su kalitesi yönetmeliği. 16.06.2021 tarih ve 31513 sayılı Resmi Gazete.
• Anonim. (2019). Biyolojik izleme tebliği. 21.06.2019 tarih ve 30808 sayılı Resmi Gazete.
• Anonim. (2015). Türkiye’de havza bazında hassas alanların ve su kalitesi hedeflerinin belirlenmesi projesi. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Su Yönetimi Genel Müdürlüğü.
• Anonim. (2014a). Ulusal havza yönetim stratejisi. Orman ve Su İşleri Bakanlığı.
• Anonim. (2014b). Yüzeysel sular ve yeraltı sularının izlenmesine dair yönetmelik. 11.02.2014 tarih ve 28910 sayılı Resmi Gazete.
• Anonim. (2012). Su havzalarının korunması ve yönetim planlarının hazırlanması hakkında yönetmelik. 17.10.2012 tarih ve 28444 sayılı Resmi Gazete.
• Anonim. (2010). Yeşilırmak havza koruma eylem planı. Çevre ve Orman Bakanlığı.
• APHA. (2012). Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association. American Water Works Association, Water Environment Federation, 22nd Edition.
• Buhan, E., Kaymak, N., Akın, Ş., & Turan, H. (2018). Trophic pathways from pelagic and littoral sources supports food web in an eutrophic natural lake (Lake Zinav, Turkey). Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 19(2), 99-107. https://doi.org/10.4194/1303-2712-v19_2_02
• Buhan, S. D., Bektaş, N., Koçer, M. A. T., Doğan, H. M., Buhan, E., & Polat, F. (2015). Trophic status and threats in Zinav Lake (Tokat/Turkey). Fresenius Environmental Bulletin, 24(1a), 203-207.
• Carlson, R. E. (1977). A trophic state index for lakes. Limnology and Oceanography, 22(2), 361-369. https://doi.org/10.4319/lo.1977.22.2.0361
• Çelekli, A., Kayhan, S., & Çetin, T. (2020). First assessment of lakes’ water quality in Aras River catchment (Turkey); Application of phytoplankton metrics and multivariate approach. Ecological Indicators, 117, 106706. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106706
• Çelekli, A., Toudjani, A. A., Lekesiz, H. Ö., Kayhan, S., & Çetin, T. (2018). Bioassessment of ecological status of three Aegean reservoirs based on phytoplankton metrics. Turkish Journal of Water Science and Management, 2(1), 76-99. https://doi.org/10.31807/tjwsm.363608
• Çetin, B., Canımkurbey, B., & Gül, M. (2022). Boraboy Lake from Amasya Turkey: natural radioactivity and heavy metal content in water, sediment, and soil. Arabian Journal of Geosciences, 15, 513. https://doi.org/10.1007/s12517-022-09732-w
• Demir, A. N., Fakıoğlu, Ö., & Dural, B. (2014). Phytoplankton functional groups provide a quality assessment method by the Q assemblage index in Lake Mogan (Turkey). Turkish Journal of Botany, 38, 169-179. https://doi.org/10.3906/bot-1301-60
• DSİ. (2023). Toprak su kaynakları. https://www.dsi.gov.tr/Sayfa/Detay/754.
• Guiry, M. D., & Guiry, G. M. (2021). AlgaeBase. World-wide electronic publication. Galway: National University of Ireland.
• Hillebrand, H., Dürselen, C. D., Kirschtel, D., Pollingher, U., & Zohary, T. (1999). Biovolume calculation for pelagic and benthic microalgae. Journal of Phycology, 35, 403–424. https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.1999.3520403.x
• Huber-Pestalozzi, G. (1950). Das phytoplankton des süsswassers, 3 Teil. Cryoptophyceen,, Chloromonadien, Peridineen. In: A. Thienemann (Ed), Die Binnengewasser, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhhandlung, Stuttgart.
• Huber-Pestalozzi, G. (1942). Das phytoplankton des süsswassers, 2 Teil. Diatomeen. In: A. Thienemann (Ed), Die Binnengewasser, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhhandlung, Stuttgart.
• John, D. M., Whitton, B. A., & Brook, A. J. (2002). The freshwater algal flora of the British Isles. Cambridge University Press, Cambridge.
• Kızılarslan, N., & Ünal, T. (2014). Tokat ilinin ekoturizm/kırsal turizm potansiyeli ve Swot analizi. Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi, 9, 45-61
• Komarek, J., & Fott, B. (1983). Chlorococcales, 7. Teil. 1Halfte. In: J. Elster and W. Ohle (Eds). Das Phytoplankton des Süsswassers, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhhandlung, Stuttgart.
• Kratzer, C. R., & Brezonik, P. L. (1981). A Carlson-type trophic state index for nitrogen in Florida lakes. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA), 17, 713-715. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1981.tb01282.x
• Lind, M. E., & Brook, A. J. (1980). A key to the commoner desmids of the English Lake District. Freshwater Biological Association Scientific Publications, 123.
• Marchetto, A., Padedda, B. M., Mariani, M. A., Luglie, A., & Sechi, N. (2009). A numerical index for evaluating phytoplankton response to changes in nutrient levels in deep Mediterranean reservoirs. Journal of Limnology, 68(1), 106-121. https://doi.org/10.4081/jlimnol.2009.106
• Olenina, I., Hajdu, S., Edler, L., Andersson, A., Wasmund, N., Busch, S., Göbel, J., Gromisz, S., Huseby, S., Huttunen, M., Jaanus, A., Kokkonen, P., Ledaine, I., & Niemkiewicz, E. (2006). Biovolumes and Size-Classes of Phytoplankton in the Baltic Sea. Helsinki: HELCOM Baltic Sea Environment Proceedings, 106.
• Padisak, J., Crossetti, L. O., & Naselli-Flores, L. (2009). Use and misuse in the application of the phytoplankton functional classification: a critical review with updates. Hydrobiologia, 612, 1–19. https://doi.org/10.1007/s10750-008-9645-0
• Padisak, J., Borics, G., Grigorszky, I., & Soroczki-Pinter, E. (2006). Use of phytoplankton assemblages for monitoring ecological status of lakes within the Water Framework Directive: the assemblage index. Hydrobiologia, 553, 1-14. https://doi.org/10.1007/s10750-005-1393-9
• Padisak, J., & Reynolds, C. S. (1998). Selection of phytoplankton associations in Lake Balaton, Hungary, in response to eutrophication and restoration measures, with special reference to cyanoprokaryotes. Hydrobiologia, 384, 41–53. https://doi.org/10.1023/A:1003255529403
• Phillips, G., Lyche-Solheim, A., Skjelbred, B., Mischke, U., Drakare, S., Free, G., Jarvinen, M., Hoyos, C., Morabito, G., Poikane, S., & Carvalho, L. (2013). A phytoplankton trophic index to assess the status of lakes for the Water Framework Directive. Hydrobiologia, 704, 75-95. https://doi.org/10.1007/s10750-012-1390-8
• Popovski, J., & Pfiester, L. A. (1990). Dinophyceae (Dinoflagellida), Band 6. In: H. Ettl, J. Gerloff, H. Heynig, & D. Mollenhauer (Eds). Süsswasserflora von Mitteleuropa, Gustav Fisher Verlag, Jena.
• Prescott, G. W. (1973). Algae of the Western Great Lakes Area, 5th edition. Wm C Brown Company Publishers, Dubuque.
• Reynolds, C. S,. Huszar, V., Kruk, K., Naselli-Flores, L., & Melo, S. (2002). Towards a functional classification of the freshwater phytoplankton. Journal of Plankton Research, 24, 417–428. https://doi.org/10.1093/plankt/24.5.417
• Schindler, D. W. (1977). Evolution of phosphorus limitation in lakes. Science, 195, 260-262.
• Sevindik, T. O., Tunca, H., Gönülol, A., Gürsoy, N., Küçükkaya, Ş. N., & Kınalı, Z. (2017). Phytoplankton dynamics and structure, and ecological status estimation by the Q assemblage index: a comparative analysis in two shallow Mediterranean lakes. Turkish Journal of Botany, 41, 25-36. https://doi.org/10.3906/bot-1510-22
• Solheim, A. L., Globevnik, L., Austnes, K., Kristensen, P., Moe, S. J., Persson, J., Phillips, G., Poikane, S., van de Bund, W., & Birk, S. (2019). A new broad typology for rivers and lakes in Europe: development and application for large-scale environmental assessments. Science of the Total Environment, 697, 134043. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134043
• Şenol, E. (2018). Boraboy Gölü (Amasya) ve çevresinin, rekreasyonel amaçlı kullanımından kaynaklanan başlıca sorunları. Doğu Coğrafya Dergisi, 23, 95-112. https://doi.org/10.17295/ataunidcd.412503
• Thackeray, S. J., Noges, P., Dunbar, M. J., Dudley, B. J., Skjelbred, B., Morabito, G., Carvalho, L., Phillips, G., Mischke, U., Catalan, J., de Hoyos, C., Laplace, C., Austoni, M., Padedda, B. M., Maileht, K., Pasztaleniec, A., Jarvinen, M., Solheim, A. L., & Clarke, R. T. (2013). Quantifying uncertainties in biologically-based water quality assessment: A pan-European analysis of lake phytoplankton community metrics. Ecological Indicators, 29, 34-47. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2012.12.010
• TS EN 15204. (2006). Su kalitesi - değiştirilmiş mikroskopi yöntemi (Utermöhl technique) kullanılarak fitoplanktonların sayılmasına dair standart kılavuz.
• Udovic, M. G., Cvetkoska, A., Zutinic, P., Bosak, S., Stankovic, I., Spoljaric, I., Mrsic, G., Borojevic, K. K., Cukurin, A., & Plenkovic-Moraj, A. (2017). Defining centric diatoms of most relevant phytoplankton functional groups in deep karst lakes. Hydrobiologia, 788, 169–191. https://doi.org/10.1007/s10750-016-2996-z
• Utermöhl, H. (1958). Zur Vervollkommnung der quantitativen Phytoplankton Methodik. Mitteilungen der Internationale Vereinigung der theoretische und Angewandte Limnologie, 5, 567–596
• Wetzel, R. G. (1983). Limnology. W. B. Saunders Co., Philadelphia.
• WISER. (2023). Appendix 1. http://wiser.eu/download/D3.1-1_annex_draft.pdf.
• Zeybek, H. İ. (2002). Sinan (Zinav) Gölü (Reşadiye-Tokat). Türk Coğrafya Dergisi, 38, 105-120.
• Zeybek, H. İ. (2004). Büyük Göl (Reşadiye-Tokat). Doğu Coğrafya Dergisi, 12, 293-308.