مطالعات اقیانوس‌شناسی فیزیکی و دینامیکی (جریان، موج و متغیرهای فیزیکی) در دریاهای پیرامون ایران (خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر) و شمال اقیانوس هند

تحلیل و مطالعه اقیانوس‌شناسی فیزیکی و دینامیکی (شامل تغییرات جریانات و امواج دریایی در مناطق ساحلی و مشخصات و پارامترهای فیزیکی آب دریا و اثر فرایند اختلاط و لایه‌بندی ستون آب دریا) از موارد بسیار مهم به شمار میرود. آبهای ساحلی و سرزمینی هر کشور ونواحی مجاور این مناطق به لحاظ فعالیتهای اقتصادی، کشتیرانی، و مقاصد شیلاتی دارای اهمیت ویژه‌ای هستند. دریاهای پیرامونی ایران که باوجود انجام مطالعات قبلی هنوز به صورت کامل از دیدگاه اقیانوس‌شناسی فیزیکی شناخته شده نیست و نیاز به مطالعات گسترده‌تری دارد. از این‌رو انجام مطالعه پایدار و گسترده می‌تواند در  راستای ایجاد ارتباط با دیگر دستگاه های اجرایی و علمی و همچنین جذب پروژه های برون سازمانی مفید و حائز اهمیت باشد. در عصر حاضر متخصصین علوم دریایی و اقیانوس‌شناسان با بهره‌گیری از دستگاه‌های اندازه‌گیری دریایی پیشرفته و نرم‌افزارهای دقیق تغییرات مشخصات آب دریا، لایه‌بندی ستون آب دریا و مکانیزم‌های مولد جریان و هیدرودینامیک توده‌های آبی را در نقاط مختلف مورد بررسی قرار می‌دهند. اندازه‌گیری میدانی به عنوان ابزارهای نیرومند و اساسی در زمینه مطالعات اقیانوس شناسی فیزیکی و دینامیکی محسوب می‌شود. از این‌رو و با توجه به اینکه دریای های اطراف کشور از مناطق مهم دریایی در منطقه و جهان میباشد و از اهمیت بسزایی برای کشور عزیزمان برخوردار است، شناخت بیشتر مشخصات آب دریا و در اختیار داشتن داده‌های مستمر و دقیق مکانیزم مطمئنی برای استفاده در دیگر شاخه‌های علوم دریایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با انجام این تحقیق می‌توان اطلاعات مفیدی از الگوی تغییرات در توده های آبی اطراف کشور ایران به دست آورد. همچنین مطالعه اثر تغییرات مذکور در تعیین دامنه پارامترهای فیزیکی و هیدرودینامیکی آب دریا برای اهداف نظامی، تحقیقاتی، شیلاتی و کشتیرانی می‌تواند موثر باشد. در مجموع چند نکته در مورد ضرورت انجام طرح شایان توجه است:- نیاز صنایع شیلاتی و روشهای نوین مورد استفاده آن به نتایج مطالعات اقیانوس شناسی فیزیکی و دینامیکی- نیاز بنادر و اسکله های موجود به نتایج مطالعات جریانات و امواج دریایی و دوره بازگشت آن (مباحث لایروبی حوضچه آرامش بنادر و تنظیم عمق لازم برای آبخور شناورها)- نیازمندی صنایع نظامی و گردشگری به استفاده از نتایج تحقیقات اقیانوس شناختی در دریاهای ایراندر این راستا انجام موارد زیر نیز مد نظر قرار می‌گیرد.- مطالعه دینامیک آبهای اطراف کشور (شامل پارامترهای جریان و گردش آب، موج، جزرومد) با استفاده از داده‌های میدانی-ماهواره ای، و روشهای عددی- مطالعه اقیانوس‌شناختی فیزیکوشیمیایی (شامل پارامترهای مختلف فیزیکی نظیر دما، شوری، چگالی، سرعت صوت، اکسیژن محلول) در آبهای پیرامون ایران با تأکید با استفاده از داده‌های میدانی (و در صورت نیاز داده ماهواره‌ای)- مطالعه الگوی تغییرات میان مدت و بلند مدت لایه‌بندی، تلاطم (توربولانس)، پایداری، اختلاط ستون آب و تشکیل لایه‌های مختلف دمایی، شوری و چگالی (تحت اثر بادهای گرم، دائمی، فصلی)- مطالعه تأثیر آن بر فرایندهای فراجوشی (upwelling)، فروجوشی (down welling) (در صورت وقوع) با استفاده از تغییرات دمایی، شوری و نحوه پراکنش مواد مغذی موجود در ستون آب دریا- مطالعه فرایندهای ساحلی (در مصب رودخانه ها، تالابها، خلیج ها و مناطق تحت تاثیر عوامل جزرومدی) و فراساحلی (آب عمیق) و عوامل ایجاد کننده و موثر بر آنها- تلاش برای کاربرد نتایج مطالعات و داده‌برداری‌ها در راستای ایجاد پروژه‌های نوآورانه و ایده‌های فناورانه (کاربردی در صنایع و جامعه) حسب نیاز و ...

مطالعه اثر تغییرات زیست محیطی، اقلیمی و سیستم های بزرگ مقیاس اقیانوسی و جوی (تبادلات و اندرکنش ها) بر ساختار و الگوی طبیعی توده‌های آبی دریاهای ایران

مطالعه اثر تغییرات اقلیمی و سیستم های بزرگ مقیاس اقیانوسی و جوی (تبادلات و اندرکنش ها) بر ساختار و الگوی طبیعی اقیانوس ها و دریاهای حاشیه ای یکی از زمینه‌های تخصصی به‌روز و علایق اقیانوس شناسان برای تحقیق است. باتوجه به تغییرات مداوم و سریع شرایط و مولفه های مختلف آب دریاهای پیرامونی ایران (خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر و شمال اقیانوس هند) و  لزوم بررسی عوامل موثر بر آن نظیر گرمایش جهانی، تغییرات اقلیمی، پدیده ال نینو و نوسانات نیمکره جنوبی، اقلیم مونسون اقیانوس هند (و بادهای موسمی) و.... بر آن انجام اینگونه مطالعات همواره مهم و ضروری بوده است.

دیرینه اقلیم دریای های پیرامونی و کرانه های آن ها در پلیستوسن پایانی و هولوسن

اکنون کره زمین و زندگی در آن به چالش سهمگین تغییرات اقلیمی روبه رو است. در گذشته تغییرات اقلیمی بارها روی داد که در مواردی فرین آن با انقراض گونه ای شدید همراه بوده است. تغییر اقلیم کنونی عمدتا انسانزاد هست. اثرات آن برای محیط های دریایی و ساحلی به صورت فراوانی بیشتر برخی پدیده های فرین همراه است. در گذشته این پدیده های فرین در محیط های ساحلی و دریایی پیرامونی رخ داده است. رخداد آن ها در رسوبات دریایی، ساحلی و تالابی ثبت شده است. همچنین در هزاره های اخیر برخی از این رویداد ها با استفاده از سوابق انسانی (نوشتار، آثار باستانی) و درختی (تنه درختان قدیمی) قابل ردیابی است.با مطالعه  این سوابق شدت پدیده ای فرین اقلیمی در گذشته و بازخورد محیط نسبت به آن ها آشکار می شود. از این رو  برای چگونگی برنامه ریزی برای پایداری سامانه های دریایی و ساحلی و سازگاری با تغییرات کنونی و آینده قابل استفاده است.

مخاطرات محیطی دریا پایه

اکولوژی آبسنگ های مرجانی

آبسنگ های مرجانی از جمله بوم سازگان های بسیار با اهمیت به شمار می آیند. حداقل 20 مورد کالا و خدمات قابل ارایه توسط این بوم سازگان ها فهرست شده است. با این حال، مجموعه عوامل طبیعی و انسان ساخت سلامت آبسنگ های مرجانی را به مخاطره انداخته اند که از آن جمله می توان به تغییرات اقلیمی، آلودگی و تخریب فیزیکی اشاره نمود. علی هذا، پایش مستمر وضعیت این بوم سازگان ها می تواند به ارایه راهکارهای حفاظتی موثر کمک کند. زمینه پژوهشی مورد اشاره در قالب پایش تنوع زیستی و سلامت آبسنگهای مرجانی منطقه پیشنهاد می گردد.

زیست فناوری دریایی

منابع طبیعی دریایی از دیرباز تعمین کننده بخش اعظمی از نیازهای انسان بوده اند که از آن جمله می توان به استحصال غذا، دارو و صنایع آرایشی بهداشتی اشاره نمود. به کارگیری روش های زیست فناوران می تواند راندمان استحصال منابع طبیعی دریایی را تقویت نماید.

مطالعه ساختار اجتماعات زئوپلانکتون‌ها و زئونوستون‌ها

شناخت جوامع زئوپلانکتون و زئونوستون نه‌تنها در شناخت اولیه هر پیکره آبی اهمیت دارد، بلکه در بررسی پویایی جمعیت و چرخه زندگی جوامع آن پیکره نیز ضروری است. این جوامع با تغذیه از جوامع فیتوپلانکتونی، نقشی کلیدی در انتقال انرژی بین فیتوپلانکتون و مصرف‌کنندگان عالی در زنجیره غذایی و چرخه مواد مغذی و تنظیم جمعیت فیتوپلانکتون دارند. هر‌ گونه زئوپلانکتونی و زئونوستونی زیستگاه خاصی را اشغال می‌کنند، به‌طوریکه تفاوت گونه‌ا‌ی را حتی در بخش‌های مختلف جریان گلف استریم نیز می‌توان مشاهده کرد، که از آن در تفکیک توده‌های آبی استفاده می‌شود. زئوپلانکتون‌ها و زئونوستون‌ها جوامع حساسی‌اند و هرگونه تغییر در تراکم آن‌ها می‌تواند بیانگر تغییرات محیطی باشد. زئوپلانکتون‌ها و زئونوستون‌ها پاسخ‌پذیری بالایی نسبت به غلظت مواد مغذی، دما، آلودگی و شوری دارند. پاروپایان فراوان‌ترین و متنوع‌ترین این جوامع هستند که در گستره وسیعی از شوری و پهنه‌های آبی و کمابیش هر‌جایی که آب وجود دارد، یافت می‌شوند. پاروپایان از 10 راسته با غالبیت Calanoida، Cyclopoida و Harpacticoida تشکیل شده‌ و علیرغم اندازه کوچک، واسطه مهمی در زنجیره غذایی بین تولید‌کنندگان اولیه و سطوح بالاتر غذایی محسوب شده و با کنترل رشد فیتوپلانکتون‌ها، نقش مهمی در حفظ کیفیت آب دارند.بررسی ساختار اجتماعات زئوپلانکتون و زئونوستون به‌واسطه اهمیت و جایگاه واسطه‌گری آن‌ها در زنجیره غذایی بین نخستین تولید‌کنندگان و سطوح غذایی بالاتر و ایفای نقش در چرخه‌های بیوژئوشیمیایی کربن و سایر عناصر اقیانوسی از اهمیت بسیاری برخوردار است. با توجه به اهمیت این جوامع، از جمله پاروپایان، این گروه همواره مورد توجه بوده است. زئوپلانکتون‌ نماینده‌هایی از کل سلسله‌ی جانوری را در سطح دوم زنجیره‌ی غذایی جای داده‌ و پراکنش آن‌ها تحت تاثیر عوامل زیستی و غیر‌زیستی است و هر‌گونه تغییر در تراکم آن‌ها می‌تواند بیانگر تغییر در این عوامل باشد. پاروپایان چرندگان بسیار مهمی در بوم‌سازگان‌های دریایی بوده و نقشی بنیادین در انتقال انرژی از تولیدکنندگان به سطوح بالاتر تغذیه‌ای و ایفای نقش در چرخه‌ بیوژئوشیمیایی کربن و سایر عناصر اقیانوسی دارند. در میان زئوپلانکتون‌ها، مزوزئوپلانکتون نقش بسیار کلیدی در پیوند شبکه غذایی میکروبی (دیاتومه‌ها، فلاژله‌ها، داینوفلاژله‌ها، سیلیاته‌ها) به زنجیره غذایی کلاسیک در بوم‌سازگان‌های دریایی ایفا می‌کنند. پاروپایان از اجزای بنیادین جوامع زئوپلانکتونی‌اند. تنوع گونه‌ای و بوم‌شناختی بالای پاروپایان به‌گونه‌ای است که از منطقه ساحلی و دور از ساحل تا بخش‌های ژرف اقیانوسی پراکنده‌اند. راه انتقال انرژی از تولید‌کنندگان به سطوح بالاتر، از اجتماعات زئوپلانکتونی و زئونوستونی می‌گذرد. به بیان دیگر، کارکرد درست جریان انرژی در بوم‌سازگان‌های دریایی نیازمند تنوع در پویایی و ساختار جمعیتی زئوپلانکتون و زئونوستون است. ازاین‌رو، نبود شناخت از پویایی و ساختار این جوامع در هر بوم‌سازگانی مانع از تبیین و توصیف راه انتقال انرژی به سطوح غذایی بالاتر و عدم بررسی و حل مشکلات مدیریتی از تولیدکنندگان تا انتهای زنجیره غذایی می‌شود. بدون شک شناخت تنوع و ساختار جوامع زئوپلانکتون و زئونوستون در هر بوم‌سازگانی از مهم‌ترین و پیچیده‌ترین مسائل است، زیرا ترکیب این جوامع به‎واسطه گستردگی عادات غذایی و رفتاری دچار تغیرات عمده‌ای در طول سال می‌شوند. این تغیرات چه در سطح فردی و چه در سطح جامعه ناشی از تغییر در مجموعه‌ای از عوامل زیستی و غیر‌زیستی است. همچنین این تغیرات به شدت با چرخه‌های‌ذاتی هر زیستمند مانند چرخه زادآوری با مدت زمانی از چند روز تا یک سال یا بیشتر مرتبط است. از‌این‌رو بررسی عوامل محیطی از نیازهای شناخت ساختار جوامع زئوپلانکتونی و زئونوستونی به‌شمار می‌آید، به‌ویژه در بخش‌هایی از پهنه‌های دریایی متأثر از مانسون، همچون آب‌های جنوبی ایران که این موضوع از حساسیت بالاتری برخوردار است. مانسون نقشی کلیدی در نوسان عوامل محیطی به‌ویژه مواد مغذی، دما و اکسیژن محلول ایفا می‌کند. دما و شوري بالای آب در خليج فارس نیز از عوامل محیطی اثرگذار بر زیستمندانش از جمله زئوپلانکتون‌ها و زئونوستون‌ها است.

مطالعه و پایش منظم پستاندارن دریایی، پرندگان آبزی وکنار آبزی، بوم‌سازگان‌های مرجانی، رویشگاه‌های مانگرو و جلبک‌ها و علف‌های دریایی

بدون شک با توجه به شرایط حاکم ناشی از توسعه ناپایدار، گرمایش زمین و تغییر اقلیم، مطالعه و پایش منظم پستاندارن دریایی، پرندگان آبزی وکنار آبزی، بوم‌سازگان‌های مرجانی، رویشگاه‌های مانگرو و علف‌های دریایی خلیج فارس و خلیج عمان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.پستاندارن دریایی خلیج فارس و خلیج عمانپستانداران دریایی از مهم‌ترین گونه‌های دریایی بوده و در صدر زنجیره غذایی قرار دارند، لذا سلامت جمعیت آنان نشانه سلامت بوم‌سازگان‌‌ دریا و دور بودن محیط زیست دریایی از چالش‌های حاد است. پستانداران دریایی خون گرم‌اند و همانند پستانداران خشکی با شش تنفس می‌کنند. اکثر گونه‌های پستاندار دریایی جابه‌جایی‌های فصلی دارند که فقط برخی از آن‌ها مهاجرت محسوب می‌‌شوند. نهنگ بلین‌دار، نهنگ اسپرم و برخی دیگر از نهنگ‌‌های دندان‌دار بزرگ و تعداد زیادی از راسته پینیپدها شامل فک‌ها و شیرهای دریایی و تعداد کمی از گونه‌های دیگر، مهاجرت می‌کنند. زیستگاه پستانداران دریایی ممکن است در آب‌های سطحی یا عمیق، مناطق قطبی یا گرمسیر، خورها یا سایرمناطق دریایی باشد. برخی گونه‌ها مانند نهنگ قاتل پراکندگی جهانی داشته و در تمامی اقیانوس‌ها و دریاهای هر دو نیم‌کره یافت می‌شوند. مهمترین عوامل چالش برانگیز و تهدید کننده حیات این گونه ها عبارتند از پچیدگی شرایط توپوگرافی و اقیانوسی منطقه، آلودگی‌ها، شرایط آب و هوایی، شکارچیان، سموم طبیعی، اختلال در جهت‌یابی، به دنبال شکار تا ساحل آمدن و گیر افتادن، بیماری، تداخل در جهت‌یابی در آب‌های کم عمق، وابستگی گروهی و پیروی از رهبر گروه، صدمات ناشی از فعالیت‌های انسانی نظیر صید و صیادی است. اخیراً نگارنده به کمک همکاران برای اولین بار گونه دوگونگ (Dugng dugon) در آب‌های ایرانی خلیج فارس ثبت و گزارش نمودند.پرندگان آبزی وکنار آبزی خلیج فارس و خلیج عمانایران دارای 105 زیستگاه مهم است که بیش از 500 گونه پرنده در آن زیست می‌کنند. علاوه بر این، ایران به لحاظ موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی خاص خود همه ساله میزبان گروه‌های بسیاری از پرندگان مهاجر است که از مناطق سردسیر شمالی به بوم‌سازگان‌های آبی ایران مهاجرت می کنند. با وجود فشارهای سنگین ناشی از رشد شهری و صنایع، همچنان پرندگان از عناصر عمده بوم‌سازگانی ایران‌‌ به شمار رفته و دارای ارزش‌های زیبایی شناختی تفرجی، اقتصادی - اجتماعی و بسیاری از جنبه‌های دیگر هستند. خلیج نایبند یکی از مناطق مهم اقامت پرندگان کنار آبزی خلیج فارس می‌باشد، به طوری که زمستان گذرانی کاکایی‌ها در این منطقه بسیار چشمگیر است. در پارک ملی دریایی نایبند سه زیستگاه اصلی شامل زیستگاه خشکی، زیستگاه دریایی و زیستگاه بینابینی (ساحلی - باتلاقی) قابل تشخیص می‌باشد. خور بساتین دارای پوشش گیاهی حّرا با بستری گلی می‌باشد و در هنگام جزر مناسب‌ترین مکان برای گونه‌های کنار آبزی به دلیل وجود مواد غذایی فراوان در این زیستگاه می‌باشد. وجود پشته‌های ماسه‌ای روبروی دهانه خور بساتین در هنگام مد مکانی مناسب برای استراحت انواع پرندگان بوده و در هنگام جزر گستره‌ای مناسب جهت تغذیه انواع پرندگان کنارآبزی است. این زیستگاه دارای بالاترین مطلوبیت برای انواع پرندگان آبزی و کنار آبزی در پارک است و بخش اعظم پرندگان پارک را پوشش می‌دهد. در این ایستگاه پرندگان مهمی مانند پلیکان پاخاکستری، کفچه نوک، انواع حواصیل و صدف خور رویت می‌شوند. سواحل جنوبی پارک که غالباً ماسه‌ای و در بین صخره‌ها محصور شده‌اند جهت استراحت پرندگان آبزی مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای پرندگان کنارآبزی کاربرد تغذیه‌ای ناچیزی دارند. خور بیدخون با خور بساتین از لحاظ وجود درختان حّرا و بستر گلی دارای شباهت است اما از تراکم حضور پرندگان کمتری نسبت به خور بساتین برخوردار است که احتمالاً علت آن نزدیکی این زیستگاه به پالایشگاه‌های گاز منطقه پارس جنوبی و مجاورت با ساخت و سازهای شدید در نزدیکی این زیستگاه می‌باشد. هرچند که ایستگاه اراضی اطراف اتوبان‌ها دستخوش تغییرات بسیار وسیعی شده و از محدوده پارک نیز جدا شده است اما بواسطه نوع بستر گلی و آب‌های گوگردی موجود در آن و پوشش گیاهی پراکنده گیاه گز هنوز دارای مطلوبیت مناسبی برای برخی پرندگان می‌باشد، به طوریکه توسط پرندگانی مانند فلامینگو، حواصیل هندی، آبچلیک پاسرخ، تلیله نوک پهن و چوب پاها بصورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.بوم‌سازگان‌های مرجانی خلیج فارسخليج فارس به علت عمق كم، تبخير زياد و بارندگي كم، همچنين محدود بودن ورودي آب شيرين به آن، شوري بيشتري نسبت به ساير قسمت‌هاي آب اقيانوس هند دارد. در این منطقه آبسنگ‌های مرجانی برای دوره‌ای طولانی دمای بالای آب (بیش از C° 30) را در تابستان و دمای پایین آب (کمتر از C° 16) را در زمستان تحمل می‌کنند. افزایش دما در برخی مناطق مرجانی خلیج فارس همانند خلیج نایبند به C° 34 می‌رسد. میزان شوری از 35% (از آب های ورودی خلیج عمان تا تنگه هرمز) تا بیش از 40% (آب‌های خروجی) متغیر است، اما حداكثر شوری در مناطقی همچون لاگون‌ها و خلیج‌های کم عمق مشاهده می‌شود. بوم‌سازگان‌های مرجانی خلیج فارس در شرایط نامساعدی از نظر میزان شوری، دمای آب و جزر و مد شدید قرار دارند. با بالا و پاین شدن شوری و زیاد شدن دمای آب سطحی دریا، شرایط برای رشد و گسترش مرجان پایین‌تر از حد مطلوب است. این امر منجر شده امروزه بوم‌سازگان‌های مرجانی خلیج فارس مورد توجه محققین قرار گیرند.رویشگاه‌های مانگرو خلیج فارسگیاهان مانگرو به مجموعه درختان و درختچه‌هایی گفته می‌شود که در ناحیه جزر‌و‌مدی، در مناطق گرمسیری و نیمه‌گرمسیری جهان و در بین عرض جغرافیایی 30 درجه شمالی و 30 درجه جنوبی، پراکنش دارند. جنگل‌های مانگرو نسبت به جنگل‌های بارانی دارای ساختار ساده‌تری هستند. آن‌ها فاقد پوشش بوته‌ای زیر درختان اصلی بوده و به طور معمول دارای غنای گونه‌ایی کمتری نسبت به سایر جنگل‌ها در مناطق گرمسیری می‌باشند. مانگروها به طور گسترده در خاک‌های رسی و بسترهای گلی رشد می‌کنند. هر چند ممکن است در مناطقی که دارای رسوبات ماسه‌ایی و یا ترکیب ماسه-گل است، نیز دیده شوند. حدود 70 گونه از گیاهان مانگرو شناسایی شده است که در 124 کشور جهان پراکنش دارند. سطح زیر پوشش جنگل‌های مانگرو در جهان حدود 137760 کیلومتر مربع است که آسیا، آفریقا و آمریکای مرکزی به ترتیب دارای بیش‌ترین سطح پوشش مانگرو‌ها می‌باشند. بیش‌ترین تنوع زیستی مانگروها مربوط به منطقه هند - آرام غربی می‌باشد. حدود 48% از پوشش کل جنگل‌های مانگرو مربوط به پنج کشور (اندونزی، استرالیا، برزیل، نیجریه و مکزیک) است. با این وجود سالانه حدود 2 درصد از سطح پوشش جنگل‌های مانگرو جهان از بین می‌رود.تمرکز ما بر روی گونه حّرا Avicennia marina است. این گونه گیاهی مقاوم به شوری است و در حاشیه جزر و مدی سواحل مناطق گرمسیری و نیمه‌گرمسیری حضور دارند. در میان زیر‌سیستم‌های طبیعی واقع در سواحل، رویشگاه‌های حّرا با دارا بودن ارزش‌های ذاتی در سطوح مختلف بوم‌سازگانی و اجزاء، فراهم کننده طیف وسیعی از خدمات هستند. تخریب و از بین رفتن این رویشگاه‌های منحصر بفرد در طول سه دهه گذشته در سراسر دنیا شدت یافته است، چنانکه تاکنون بیش از 50 درصد آن‌ها دچار تخریب و افت کیفیت شده‌اند و این روند همچنان ادامه دارد. نتیجه مستقیم این تخریب‌ها، از بین رفتن طیف گسترده‌ایی از خدمات بوم‌سازگان‌‌ و ناپایداری جوامع انسانی است. این امر ارائه راهکارهای مدیریتی و برنامه‌ریزی موثر را برای حفاظت و یا احیاء بوم‌سازگان‌های حّرا نشان می‌دهد که به یکی از مهمترین اهداف تصمیم‌سازان و مدیران منابع طبیعی تبدیل شده است. یکی از راه‌های دستیابی به چنین اهدافی، بررسی تغییرات مرز رویشگاه‌های حّرا طی زمان است که می تواند به عنوان یکی از بهترین شاخص‌ها در بررسی پاسخگویی جنگل‌های حّرا نسبت به تغییرات ریخت‌شناسی و پویایی رسوبی سواحل و نیز بررسی میزان آسیب‌پذیری این بوم‌سازگان‌ها نسبت به وقوع تنش‌های اقلیمی استفاده شود. عوامل متعددی همچون تغییر کاربری اراضی، تردد شناورهای سنتی صیادی و تجاری، آلودگی‌های نفتی، حضور گونه‌های بیگانه، برداشت چوب، تهیه ذغال، تکثیر و پرورش میگو و صدف و برداشت علوفه یا سرشاخه خواری توسط گیاهخواران نمونه هایی از تهدیداتی است که جنگل‌های حرّا در گستره جهانی با آن روبرو هستند. به همین منظور حفاظت بیرونی با هدف استقرار این گونه در محلی جدید می‌تواند به حفظ و توسعه این گونه کمک کند. بررسی‌های مرتبط با احیاء زیستی رویشگاه‌های حّرا مبحث جدیدی است و حدود دو دهه قدمت دارد. در این زمینه بهترین استراتژی بازسازی طبیعی بوم‌سازگان‌‌ است. در مورد شرایط وقوع بازسازی طبیعی گزارش شده است که بوم‌سازگان‌ جنگل‌های حّرا در نقاط مختلف جهان می توانند توالی ثانویه موفقیت آمیز را در طول دوره 15 تا 30 سال پس از رخداد تخریب طی کنند. برای بازسازی طبیعی بایستی خصوصیات آب‌شناختی جزر و مدی منطقه نرمال بوده و مختل نشده باشد و همچنین تولید بذر در منطقه یا ورود دانه‌های آب آورده یا دانهال از درختان رویشگاه مجاور وجود داشته باشد.جلبک‌ها و علف‌های دریایی خلیج فارساگرچه علف‌های دریایی و جلبک‌های دریایی از نظر ظاهری شبیه به هم هستند، اما بسیار متفاوت‌اند. علف‌های دریایی گیاهان دریایی گلداری هستند که در بوم‌سازگان‌ دریایی و دهانه رودخانه‌ها رشد می‌کنند و متعلق به گروهی از گیاهان به نام تک لپه‌ای‌ها هستند. جلبک‌ها گیاهانی بدون گل در چرخه زندگی هستند. جلبک دریایی در برخی از خصوصیات با علف‌های دریایی متفاوت هستند. جلبک‌های دریایی در کف دریا دارای اندامی جهت چسبیدن‌اند و مواد مغذی را با انتشار به بدن خود منتقل می‌کنند، در حالی که علف‌های دریایی دارای سیستم اوندی، ریزوم، ریشه، برگ و سیستم انتقال داخلی می باشند و گل و دانه تولید می‌کنند. علف‌های دریایی متعلق به سه خانواده گیاهان تک‌لپه‌ای هستند، که علف‌های دریایی نامیده می‌شوند. این‌ سه خانواده معمولاً علف‌زارهای زیرآبی وسیعی را تشکیل می‌دهند که شبیه مزارع علف‌های خشکی می‌باشند. تقریباً 50 گونه علف دریایی در 12 جنس وجود دارند که از این میان هفت جنس گرمسیری و پنج جنس کم و بیش محدود به آب‌های معتدل هستند. علف‌های دریایی و جلبک‌های دریایی گروه‌های مهمی از تولیدکنندگان در بوم‌سازگان‌های دریایی در سراسر جهان هستند. این ارگانیسم‌ها تولیدکنندگان اولیه حیاتی در محیط‌های دریایی هستند و پیوندهای زنده بین دنیای معدنی و آلی را تشکیل می‌دهند و از فتوسنتز برای تبدیل CO2 و مواد مغذی به زیست توده زنده استفاده می‌کنند.

واکنش فون بنتیک به تغییرات محیط زیست در مقیاس جهانی و منطقه ای

بنتوزها (میکرو، میو و ماکرو بنتوز) گروه جانوری وابسته به بستر منابع آبی بوده که از منطقه بالای جزر و مدی تا اعماق دریا گسترده اند. با این حال اطلاعات ما در باره این گروه عمده و با ارزش دریایی از اطلاعات ما درباره مریخ و ماه کمتر است. حضورشان در اکوسیستم آبی کارکردهایی گوناگونی مانند تجزیه مواد آلی، انجام و پیشبرد چرخه های زیستی مانند نیتروژن و کربن، تهویه رسوبات، حضور در زنجیره غذایی و ... را دارند.در طی قرنها سازگاری با محیط زیست هر گونه سازگاری های مختلفی را با محیط زیست خود داشته، از آن تاثیر پذیرفته و بر آن تاثیر گذاشته اند. در 100 سال گذشته تغییرات کلان و منطقه ای آب و هوا جهانی و همچنین افزایش آلودگی های مختلف دریایی و اقیانوسی زندگی آنها را به مخاطره انداخته است. با توجه به اینکه اغلب گونه های بنتیک توانایی حرکت نداشته و یا توانایی حرکتی کمی دارند، در برابر هر گونه تغییر اکوسیستم آسیب پذیر اند. هدف پنج ساله اینجانب به عنوان متخصص علوم دیایی و بنتوز شناس بررسی واکنش های فون بنتیک به تغییرات محیط زیستی در مقیاس جهانی و منطقه ای و همچنین تغییرات عملکردی آنها خواهد بود. شناخت هر چه بیشتر این بر هم کنش می تواند ما را در ارایه راهکارهای حفاظتی برای آسیب کمتر یاری دهد.

بررسی واکنش های فون بنتیک خط ساحلی و بررسی اثر پذیری آنها از فعالیتهای انسانی

سواحل حد فاصل سه اکوسیستم هوا، آب و خشکی هستند و جانوران ساکن در آن تنوع گونه ای کم و مقاومت بالایی در برابر تغییرات محیطی دارند. همچنین ساکنان این ناحیه از دریا بیشترین برخورد با پیامد فرایندهای انسانی دارند. زمینه پژوهشی دوم اینجانب در پنج سال آتی به عنوان متخصص علوم دیایی و بنتوز شناس بررسی واکنش های فون بنتیک خط ساحلی و بررسی اثر پذیری آنها از فعالیتهای انسانی خواهد بود.

مدلسازی عددی پدیده های اقیانوسی

یکی از روش های مهم در بررسی پدیده های مختلف اقیانوسی، استفاده از مدل سازی عددی است. پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوی در سالیان اخیر داده های اقیانوسی مهمی را در طرح ها و پروژه ها جمع آوری کرده است. این داده ها منبع بسیار خوب و مهمی برای واسنجی و صحت سنجی مدلسازی عددی هستند. بنابراین در این زمینه پژوهشی با روش مدلسازی عددی و استفاده از داده های جمع آوری شده به مطالعه پدیده های مختلف اقیانوس شناسی فیزیکی پرداخته می شود. نتایج حاصل از مدل سازی عددی (هیدرودینامیک) برای ردیابی و نحوه انتشار برخی از آلودگی ها از جمله میکروپلاستیک ها و مواد محلول در آب و با روش LCS استفاده می شود.

بررسی تاثیر تغییرات اقلیمی بر پارامترهای مختلف فیزیک دریا در محدوده¬ی آبهای ایران

تاثیر تغییرات اقلیمی بر روی موارد مختلف در کره زمین در حال رخ دادن است. پارامترها و پدیده های دریایی نیز از این امر مستثنی نبوده و متاثر از تغییرات اقلیمی هستند. این تغییرات در پارامترهای مختلف به صورت مستقیم و غیر مستقیم بر زندگی بشری تاثیر می گذارند. افزایش دمای آب به دلیل گرمایش جهانی نمونه ای از تغییرات در پارامترهای فیزیکی آب است که باعث افزایش تبخیر آب از اقیانوس ها و بوجود آمدن خشک سالی و سیل در قسمت های مختلف دنیا شده است. در این زمینه پژوهشی تاثیر تغییرات اقلیمی بر روی برخی از پارامترها از جمله دمای آب، نحوه گردش عمومی آب، تغییرات شوری و ... مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

تغییر اقلیم و اثر آن بر دریانوردی ایران

امروزه صنعت حمل‌ونقل بیشترین اتکا به سوخت‌های فسیلی را در بین بخش‌های مختلف دارد و 37 درصد از انتشار دی‌اکسید کربن در سال 2021 را به خود اختصاص داده است و سازگاری این بخش در پرداختن به تغییرات آب و هوایی حیاتی است. دریانوردی به عنوان یک جزء مهم از بخش حمل و نقل، به شدت در معرض تأثیرات مستقیم تغییرات آب و هوایی است. افزایش سطح دریا، افزایش دمای سطح دریا، و فراوانی بیشتر حوادث شدید اقلیمی نیاز به تعمیق درک پیوندهای بین اثرات تغییر آب و هوایی و تهدیدات اقلیمی را بیش از پیش پررنگ می نماید. با این حال، این همه‌ی موضوع نیست. تغییرات سیاسی-اجتماعی ناشی از تغییر اقلیم نیز بسیار اهمیت دارد. ابتکار یک کمربند و یک جاده (BRI) توسط چین عمدتاً در مناطق (نیمه) خشک آسیای مرکزی و غربی انجام می شود که در آینده با چالش های زیست محیطی مبرم زیادی روبرو خواهند شد. موقعیت جغرافیایی آسیای مرکزی باعث وابستگی آن به دسترسی به دریاهای آزاد شده است و خلیج فارس نزدیکترین مسیر برای این منطقه است. آینده منطقه تحت تأثیرات مداوم تغییرات اقلیمی، بسته به سیاست‌هایی که اتخاذ می‌شود، می‌تواند به احیای مجدد فعالیت های دریایی در خلیج فارس یا کاهش فعالیت‌های دریانوردی در امتداد سواحل شمالی خلیج فارس شود. چنین تجاربی در متون تاریخی و آرشیوهای زمین‌شناسی ثبت شده است و به همین دلیل، درک تأثیر تغییرات اقلیمی مستلزم ایجاد چشم‌اندازی بلندمدت است. در طول 2500 سال گذشته بنادر عمده خلیج فارس به تدریج به دو جهت شرق و جنوب مهاجرت کرده اند. حرکت بندرها به سمت شرق  در قرون 6 تا 7 پس از میلاد شتاب گرفت. مهاجرت بنادر به سمت جنوب از قرن 12 به طور پیوسته در حال افزایش بوده است. در طول قرن‌های هفتم و پس از آن، بخش‌های وسیعی از اوراسیا تحت تسلط خلافت‌های مسلمانان بود و مرزهای آنها تا مرزهای غربی چین که اخیراً متحد شده بود، می‌رسید. در این دوران، آسیای مرکزی درگیر جنگ بود. در نتیجه این بی ثباتی، مسیرهای زمینی جاده ابریشم به طور فزاینده ای ناامن شد و تجار را بر آن داشت تا تمرکز خود را از تجارت زمینی به تجارت دریایی تغییر دهند. این وضعیت منجر به شکوفایی مسیرهای دریایی در اقیانوس هند شد. از سوی دیگر، در طول قرن دوازدهم و پس از آن، ضعف اقتصادی در بسیاری از مناطق خاورمیانه و در نتیجه تهاجم مغول به شدت برای فعالیت‌های دریایی در خلیج فارس اثر سوء گذاشت و ناپایداری‌های سیاسی-اجتماعی در پس‌کرانه باعث مهاجرت بازرگانان از بنادر سرزمین اصلی به جزایر خلیج فارس و سپس سواحل جنوبی خلیج فارس شد و ادغام ملل مختلف از چین تا خاورمیانه منجر به احیای مجدد مسیرهای تجاری زمینی و کاهش تجارت دریایی شد. این تغییرات ژئوپلیتیکی، همزمان با تغییرات عمده آب و هوایی صورت گرفت. برخی از محققان مهاجرت بنادر را با بلایای طبیعی مانند طغیان رودخانه فرات و دجله، زلزله و سونامی مرتبط می دانند. با این حال، دلیل اصلی این موضوع ناامنی در سرزمین اصلی بود که جرقه آن را تغییرات اقلیمی، خشکسالی‌ها و سیلاب‌ها، و از این قبیل زده بود. در این مطالعه، تأثیر تغییر اقلیم در مناطق خشک با همکاری کشورهای آسیای میانه و تأثیر آن بر تجارت دریایی در خلیج فارس بررسی خواهد شد.

تأثیر طغیان عظیم خلیج فارس در طی هولوسن بر آب و هوای منطقه‌ای

خلیج فارس یک حوضه کم عمق نیمه محصور است که از طریق تنگه باریک هرمز به دریای عرب می پیوندد. این حوضه تغییرات زیست محیطی قابل توجهی را در طول هولوسن به ویژه از نظر سطح دریا، الگوهای بارش و رژیم باد تجربه کرده است. تشکیل خلیج فارس از حدود 15000 سال پیش رخ داد و در حدود 7500 سال پیش به به بالاترین سطح خود رسید. این زمانی است که اولین شواهد باستان شناسی از فرهنگ دریایی و "دریانوردی" در منطقه یافت شده است. علاوه بر نوسانات تراز دریا، در اواسط هولوسن تغییر عمده اقلیمی مهمی رخ داد که موجب شد تا بادهای موسمی تابستانی اقیانوس هند ضعیف شده و سیستم‌های زمستانی غرب وزان بر منطقه تسلط یابند. فرضیه ما این است که شرایط اقیانوس شناسی اواسط هولوسن و تغییرات اقلیمی منطقه‌ای موجب شکل‌گیری دریانوردی در خلیج فارس شد. در این مطالعه، به طور عمده به نحوه شکل‌گیری و تغییرات باد شمال در اثر طغیان خلیج فارس و موقعیت منطقه همگرای جنب حاره‌ای پرداخته خواهد شد. باد شمال  در تابستان به دلیل گرادیان فشار بین یک سیستم پرفشار بر روی شبه جزیره عربستان و یک سیستم حرارتی کم فشار بر روی ایران تشکیل می‌شود. این سیستم های پرفشار و کم فشار و موقعیت منطقه همگرای بین حاره‌ای (ITCZ) بر چگونگی و زمان شروع، دوام و وزش باد شمال تأثیر می گذارد. در زمستان این سیستم عمدتاً توسط سیستم پرفشار سیبری کنترل می‌شود. مطالعات اخیر نشان می دهد که تحت تغییرات آب و هوایی فعلی، سطح آب خلیج فارس سریعتر از میانگین جهانی در حال افزایش است و ITCZ نیز در حال مهاجرت به سمت شمال است. این شرایط در اوایل هولوسن رخ داده است و بررسی این شرایط در اوایل هولوسن می‌تواند به عنوان مشابهی برای تغییرات آب و هوایی آینده به کار آید.

تعیین غلظت فلزات سنگین در رسوبات ساحلی و فرا ساحلی، بافت آبزیان، در موی مصرف کنندگان آبزیان دریایی و میزان فلزات جذب شده بر سطح میکرو پلاستیک ها

تعیین فلزات سنگین به عنوان یکی از مهمترین آلاینده ها، در ماتریکس های مختلف دریایی (آب، رسوب، آبزی و میکروپلاستیک ها) در مناطق ساحلی و فرا ساحلی، به خصوص در اکوسیستم های حساس در برنامه 5 ساله قرار دارد. علاوه بر منشا دریایی شامل آب دریا و رسوبات  بستر دریا، تجمع آلاینده های فلزات سنگین در بافت آبزیان و نیز بر سطوح میکروپلاستیک ها، مسیر ورود این آلاینده های پایدار به بافت آبزیان و نهایتا به بدن انسان است. سمیت و پایداری این آلاینده ها که پس از مواد رادیواکتیو جزو خطرناکترین آلاینده ها محسوب می شوند در حدی است که می تواند در برخی موارد منجر به نقص عضو در کودکان و بروز انواع سرطان در انسان ها شده و همچنین تنوع زیستی را در معرض خطر قرار دهد. این آلاینده ها بجز منابع طبیعی می توانند از فعالیت های انسانی شامل فعالیت های صنعتی، شهری ، کشاورزی و توریسم ناشی  گردند.در شرایط کنونی که جامعه جهانی با کمبود آب مواجه است، استفاده از آبزیان دریایی به عنوان منبع مهم پروتیین بسیار مهم است. چنانچه آبزیان مصرفی آلوده به مواد سمی فلزات سنگین باشند، مصرف آبزیان می تواند یکی از عوامل تجمع فلزات سنگین در بدن انسان و بروز بیماری های مختلف از جمله سرطان گردد. تعییین رژیم غذایی متناسب با میزان فلزات سنگین تجمع یافته در آبزیان می تواند به حفظ بهداشت و سلامت جامعه کمک کند.تجمع آلاینده های مختلف از جمله فلزات سنگین بر سطوح میکروپلاستیک ها نیز مورد تایید قرار گرفته است. فلزات سنگین جذب شده بر سطوح میکروپلاستیک ها همچون سایر آلاینده های آلی پایدار همراه با مواد تغذیه ای وارد بدن آبزیان می شود. متناسب با میزان تجمع میکروپلاستیک ها در محیط دریایی، علاوه بر خطرات ناشی از ورود مواد پلاستیکی و افزودنی های آنها به بدن جانداران که می تواند تنوع زیستی را در مخاطره بیاندازد، این منبع می تواند مسیر مضاعف ورود فلزات سنگین به بدن آبزیان و متعاقبا به بدن انسان باشد.در این مطالعات مناطق پر خطر و نیز میزان خطر اکولوژیکی و انسانی تعیین خواهند شد.

تغییرات اقلیمی و اثرات آن بر سواحل

وقوع تغييرات اقلیمی حتي به صورت جزئي بر تمام اركان زندگي بشر و حيات طبيعي اثرات فاحش و قابل توجهي دارد. ازاين رو بازسازي تغییرات اقلیمی گذشته می تواند اطلاعات ارزشمندي در رابطه با زمان، بزرگی و برنامه ریزی برای آینده در اختیار ما قرار دهد. ازآنجاکه بررسی مستقیم دستگاهی تغییرات اقلیمی و تراز سطح آب دریا تنها براي چند دهۀ گذشته امکان پذیر است، لذا نشانگرهاي این تغییرات در گذشته می تواند درك بهتري از ماهیت تغییرات اقلیمی سده ها و هزاره هاي گذشته و دلایل آن در اختیار ما قرار دهد(IPCC,2014).يكي از روش هاي مطالعه تغييرات اقليمي بررسي رسوبات دریایی ودرياچه ای در نواحی ساحلی است. بيشتر مطالعات انجام شده روي آب و هواي ديرينه ايران شامل درياچه ها بوده است. اما مطالعات مدونی در خصوص تغییرات اقلیمی دیرینه و اثرات زیست محیطی آن خصوصا برجوامع ساحلی انجام نگرفته است. بنابراین با توجه به حساسیت زیست محیطی و همچنین ویژگی های منحصر به فرد این مناطق از جنبه جاذبه های گردشگری و باستانی،پناهگاه حیات وحش و اکولوژی، این زیست بوم های حساس و حفاظت شده سعی می شود تا با بازسازي شرایط اقلیمی-محیطی دیرینه ، شرایط فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی را برمبناي تفسیر اطلاعات ذخیره شده در توالی رسوبات بازسازي نماییم. این دست مطالعات می تواند به سوالات مهمی در زمینۀ شرایط گذشته و حال دریاها و دریاچه ها و پیش بینی شرایط احتمالی آینده را پاسخ گفته و ما را در اتخاذ تصمیمات مدیریتی صحیح یاری نماید.

آلودگی های دریایی و اثرات ان ها

رسوبات دريایی حاوي پيشينه‌اي از شرايط سطحي متغير، مقصد نهایی مواد مشتق شده از خشکی ها و حاصل منابع طبیعی و یا انسان زادی هستند که توسط رودخانه ها، جو، یخچال ها و یا به طور محلی توسط مجاری گرمابی وارد محیط های دریایی می شوند. بنابراین تجزيۀ رسوب، ابزار بسيار مفيدي براي درك تغييرات شرایط ‌محيطي هر منطقه است. مطالعه آلودگی های كه به طور طبيعي طي چرخه هوازدگي، فرسايش، حمل و نقل توسط طبيعت يا به طور غيرطبيعي به واسطه فعاليت‌هاي صنعتي و پس‌آب‌هاي كارخانه‌ها وارد رودخانه‌ها و سپس دريا و اقيانوس مي گردد، مقوله‌اي مهم بوده و با مطالعات ژئوشيميايي اين عناصر مي‌توان حجم ورود و ميزان تمركز آنها در ته نشست‌هاي ساحلي و بستر درياها را تخمين زد . اگر ميزان تمركز پاره‌اي از اين آلودگی ها(فلزی و نفتی و...) از حد مجاز تجاوز نمايد، مي‌تواند موجب آلودگي سواحل و بستر درياها شده و تأثیر مستقیم در زندگی موجودات دریایی و خشکی بر جای گذارد. در طول قرن گذشته ورود رسوبات به رودخانه ها و مصب به خوبی در سراسر جهان ثبت شده است. ورود آلاینده ها به آب های ساحلی نتیجه ای از توسعه سریع صنایع و شهرنشینی بوده است. بنابراین مطالعات ژئوشيميايي رسوبات پيكره هاي آبي مانند رودخانه ها،مصب ها و درياها، مي تواند گام مؤثري براي يافتن منشأ رسوبات، الگوي پراكنش و ارزشيابي محيط زيستي و وضعيت آلاينده ها براي مدت موجود در يك منطقه باشد. با با توجه به اهميت فوق العاده ی دریا های پیرامونی ایران در شمال و جنوب از نظر توسعه اقتصادی، حمل ونقل، گردشگری، آبزی پروری و بوم شناسی و حیات وحش و... مطالعه و پایش این مناطق اهمیت دو چندانی دارد.

بررسی برهمکنش  فصلی توده های آب ، لایه بندی و اختلاط در خلیج فارس، تنگه هرمز و دریای عمان

خلیج فارس منطقه ای کم عمق با  تبخیر زیاد است، که یکی از شورترین آب های جهان در آن شکل بمی گیرد. برای جبران میزان آب تبخیر شده خلیج فارس، توده آبی با شوری کمتر از طریق تنگه هرمز وارد خلیج فارس می شود که به آن توده آب سطحی اقیانوس هند (IOSW) می گویند، آب شور خلیج فارس به دلیل چگالی زیاد تا نزدیکی بستر ته نشین می شود و از نواحی عمیق تنگه هرمز به سمت دریای عمان حرکت می کند. به منظور شناسایی توده های آب موجود در خلیج فارس، تنگه هرمز و دریای عمان و برهمکنشهای فصلی آنها باید با استفاده از دستگاه CTD و جریان سنج اندازه گیری پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آب دریا انجام شود.اطلاع از نحوه شکل گیری، برهمکنش و اختلاط توده های آب می تواند دانش ما را نسبت به پدیده های دیگر فیزیکی، شیمیایی و زیستی افزایش دهد.

مطالعه تغییرات پارامترهای فیزیکی (دما ، شوری و چگالی آب) بر شرایط زیستی خلیج فارس

شوری ، دمای و چگالی آب از ویژگی های مهم فیزیکی آب دریا به شمار می روند. که تغییرات آن با زمان و مکان تعیین کننده شرایط مختلف زیستی در دریا است. دما، شوری به واسطه تاثیر بر روی واکنش های شیمیایی و زیست شیمیایی در ارگانیسم های آبی دارای اهمیت خاصی هستند. با داشتن داده های فیزیکی می توان بسیاری از پدیده های زیستی مانند نحوه گسترش فیتوپلانکتونها در نواحی مختلف خلیج فارس و دریای عمان را پیش بینی و بررسی نمود.

زیست فناوری دریا

گام نخست در مدیریت و بهره برداري پایدار از ذخایر طبیعی آبزیان کشور، شناخت و آگاهی از وضعیت موجود ذخایر ژنتیکی آبزیان در عرصه هاي مختلف آبی در دریاي خزر، خلیج فارس و دریاي عمان و همچنین رودخانه ها، آبگیرها ، دریاچه پشت سدها و آب هاي داخلی کشور می باشد. در سراسر دنیا، حفاظت گونه‌های بوم زاد با داشتن ذخیره ژنتیکی منحصر به فرد و ارزشمند خود مورد توجه بسیار است چرا که اهمیت حفاظت از تنوع زیستی به¬عنوان شاخص مهمی از توسعه¬یافتگی کشورها است، بنابراین به دلیل محدود شدن گونه های بومی در زیستگاه‌های ویژه هر کشور اولویت بیشتری را در مدیریت حفاظت به خود اختصاص می‌دهند. گونه هاي جانوري و سایر آبزیان (فیتوپلانکتون ها و میکروارگانیسم هاي آبزي ) در کشور که قسمت اعظم منابع ژنتیکی کشور را تشکیل می دهند به علت دارا بودن ژن هاي مفیدي که نشانگر وجود صفات ارزنده آنهاست بعنوان مهمترین ثروت ملی و دست افزار در جهت اصلاح و تولید ارقام جدید بمنظور رسیدن به خودکفائی کشاورزي و امنیت ملی مورد استفاده قرار می گیرند.در دهه های اخیر شناخت و حفاظت از تنوع زیستی یکی از اساسی ترین مسائل غالب کشورهای جهان تبدیل شده است. تنوع زیستی دریا در سطوح اکولوژیک و اقتصادی حائز اهمیت است که شامل منابع غذایی، دارویی و شاخصی برای ارزیابی سلامت محیطی و شبکه غذایی می باشد. زیست شناسی مولکولی تحولی شگرف در تحقیقات بوم شناسی پدید آورده است. در طول این مدت استفاده از روش های مولکولی برای شناسایی ژنتیکی موجودات، جمعیت¬ها و گونه¬ها متداول گشته است. تنوع ژنتیکی یکی از سه سطح تنوع‌زیستی پیشنهاد شده توسط سازمان حفاظت جهانی برای برنامه¬های حفاظت ذخایر است. شناخت درست گونه هاي آبزیان در درك نقش هر يك از آن¬ها در اكوسيستم و نوع مديريتي كه بايد براي آنها اعمال شود بسيار مهم است. روش های مولکولی همچون توالی یابی پروتئین و ژن ها می تواند اطلاعات مفیدی را در اختیار قرار دهد.همة موارد فوق دال بر این است که زیست فناوری حرفهای فراوانی در راستای تحول زندگی بشر دارد که مورد غفلت واقع شده است.

میکروبیولوژی دریا

با توجه به شرايط ويژه حاکم بر دريا بخش اعظم ظرفیت های آن ناشناخته و پنهان است. میکروارگانیسم هاي دریایی قادر به تولید دگرگوهره های (متابولیت ها) ثانويه منحصر به فردي هستند که کاربردهای آنها روز به روز وسیع تر و کارامدتر می شوند. در خلال پنج دهه گذشته، بیش از 23000 دگرگوهره دريايی گزارش و سازماندهی شده است که 18 درصد از اين ترکیبات فعال زيستی از منابع باکتريايی به دست می آيند. امروزه يکی از اهداف اصلی زیست فنآوری دريايی يافتن مواد منشاء گرفته از میکروارگانیسم هاي دريايی است که داراي کاربردهاي دارويی مانند ضد سرطان، عفونت و التهاب  هستند. ترکیبات زیست فعال به دو نوع اولیه و ثانویه تقسیم میشوند. ترکیبات زیست فعال اولیه برای رشد موجودات زنده ضروری بوده اما ترکیبات زیست فعال ثانویه برای زندگی موجودات ضروری نبوده و از ترکیبات زیست فعال اولیه به وجود میآیند. بیشتر ترکیبات زیست فعال ثانویه بقا جاندار را موجب میشوند. میکروارگانیسمهای دریایی به صورت آزادزی و یا همزیست با گیاهان و حیوانات دریایی زندگی میکنند و بسیاری از ترکیبات زیست فعال دریایی اغلب توسط میکروارگانیسمهای همزیست تولید میشوند. میکروارگانیسم های همزیت با اسفنج، ریز جلبکها ، باکتریها و قارچهای دریایی از منابع عمده ترکیبات زیست فعال میباشند. ترکیباتی که توسط اسفنجها تولید میشوند شامل: استروئیدها و نوکلئوزیدهای غیر معمول، ترکیبات ضد التهاب مانند کلاتریول و هالی پپتین است. اسیدهای چرب دارای امگا 3، انواع توکسینها، رنگدانهها و استرول ها از ریز جلبکها به دست میآید. باکتریهای دریایی تولید کننده ترکیباتی مانند لوبوفورین، بریوستاتین، ماکرولاکتین، سالین آمید، استئوجنین و آستاگزانتین میباشند. قارچهای دریایی ترکیباتی مانند دندروفیلین، پستالون اسکالوسماید، ارموفیلین و غیره تولید میکنند. ترکیباتی مانند بریوستاتین نیز از بریوزواها به دست میآید. تنوع موجودات و محصولات دریایی در مقایسه با منابع خشکی بسیار بالا بوده و میکروارگانیسمهای دریایی منابع مهم ترکیبات جدید محسوب میشوند. در نتیجه کشف ترکیبات زیست فعال جدید از منابع دریایی ضرورت تحقیق بر روی موجودات دریایی را نشان می‌دهد.مطالعات صورت گرفته  در  خلیج فارس و دریای  عمان، اين مناطق را به عنوان منابع مناسبی از میکروارگانیسم هايی که قادر به تولید ترکیبات فعال زيستی جديد هستند معرفی می کند. از باکتري هاي اين منطقه چندين ترکیب با خاصیت  آنتی بیوتیک، بیوسورفکتانتی و آنزيمی جداشده است؛ با نمونه برداری و مطالعه جامع و کامل که بمنظور شناخت فلور میکروبی و ایجاد بانک اطلاعاتی مرجع انجام می پذیرد، علاوه بر تولید اطلاعات پایه برای پژوهشگران در قالب بانک ژنی فلور خلیج فارس و دریای مکران، می توان اطلس و کلید شناسایی میکروارگانیسم های این دو عرصه آبی را در گام بعدی تهیه نمود.

آلودگی های دریایی با تاکید بر میکروپلاستیک ها و PCBها

میکروپلاستیک ها در چهار دهه گذشته به طور گسترده در طبیعت پراکنده شده¬اند. سالانه 280 میلیون تن انواع پلاستیک در جهان تولید می شود که بیشترین مقدار آن در تولیدات قابل بازیافت به کار برده شده است. فراوانی و گسترش مکانی میکروپلاستیک ها در طبیعت، منجر به نگرانی هایی درباره سمناکی و اثرات مخرب آن ها بر محیط زیست و موجودات زنده شده است. بیشترین نگرانی زیست محیطی در مورد رها شدن میکروپلاستیک ها در محیط زیست شامل بلع آن ها به وسیله گونه های مختلف جانوری و برهمکنش بین میکروپلاستیک ها و سایر انواع آلودگی است. علیرغم مطالعات گسترده در مورد حضور میکروپلاستیک ها در محیط های دریایی دنیا، اطلاعات چندانی در مورد حضور این آلاینده ها در دریاهای پیرامونی ایران وجود ندارد. این برنامه در نظر دارد حضور، فروانی، نوع و منشاء احتمالی میکروپلاستیک های موجود در رسوبات دریایی و ساحلی بخش ایرانی دریای خزر، خلیج فارس و دریای عمان را بررسی نماید.میکروپلاستیک ها همچنین به عنوان نمونه بردارهای غیرفعال (passive samplers) عمل می کنند و آلودگی های آلی پایدار و آب گریز نظیر PCBها را جذب می کنند لذا بررسی غلظت PCBها و ارتباط آن با فراوانی میکروپلاستیک ها می تواند فرضیه مورد نظر را مورد بررسی قرار دهد.

مطالعه اثرات تغییرات اقلیم و عوامل انسانی بر اکوسیستم های ساحلی-دریایی

اقیانوس‌ها نقش مهمی را در تغییرات آب و هوایی و اقلیمی كره زمین دارند. تاثیر اقیانوس‌ها و تغییرات اقلیمی بر یكدیگر متقابل است. به گونه ای که افزایش گاز‌های گل‌خانه‌ای و تغییر اقلیم بر روی این پیكره‌های آبی تاثیرات گوناگونی را در پی داشته است. اثر تغییر اقلیم و پیامدهای حاصل از آن در بوم سازگان‌های دریایی از بزرگترین چالش‌های این قرن است. تغییرات دما، افزایش سطح تراز آب دریا و تغییر شیمی آب دریا اثرات قابل توجهی بر روی تنوع زیستی، عملکرد بوم سازگان و نیز بهره برداری شیلاتی انسان از این منابع دریایی، مهاجرت و امنیت ملی هر کشور دارد. از آنجایی که دانش اقیانوس¬شناسی کشور در زمینه بررسی و شناسایی اثرات تغییر اقلیم بر اکوسیستم ساحلی-دریایی بسیار محدود است، در این برنامه اثرات محتمل تغییرات اقلیمی بر این نواحی بررسی شده‌ و پایه داده ای مناسبی برای آگاهی از وضعیت حاضر و جلوگیری از ورود صدمات جبران ناپذیر و نیز استفاده بهینه از منابع و امکانات موجود فراهم خواهد شد. سپس راه کارهای کاهش اثرات و چگونگی اقدامات سازگار برای مواجه شدن با این تغییرات ارایه می شوند.

اندازه گیری و تعیین آلاینده های شیمیایی در آب و رسوبات دریایی و ارزیابی اثرات آنها بر آبزیان و اکوسیستم منطقه

مناطق دريايي به دليل منابع غنی خود در سراسر دنيا به شدت مورد بهره برداري بي رويه قرار گرفته اند. اين بهره برداري بي رويه در مناطق ساحلي از شدت و حدت بيشتري برخوردار است. مناطق ساحلی نسبت به آلاینده‌هاي محیط زیستی‌، از حساسیت بالایی برخوردارند. رشد و توسعه شهر نشینی، زائدات ناشی از اجتماعات شهری (اعم از فاضلاب، آلودگی های هوا و خاک و زائدات جامد) و آلودگی ناشی از فعالیت های صنعتی و کشاورزی به شدت حیات موجودات و عملکردهای این مناطق حساس را تحت تاثیر قرار داده است.  لذا پایش این مناطق از جمله ابزارهای مدیریتی است که براي حفظ سلامتی منابع آبی باید صورت گیرد.طیف گسترده ای از ترکیبات شیمیایی می توانند از طریق مسیرها و مکانیسم های مختلف به محیط های دریایی نفوذ کنند. پلاستیک ها، مواد شیمیایی مشتق شده از پلاستیک، داروها، آفت کش ها، بی فنیل های پلی کلره (PCB) و هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs)  تنها برخی از نمونه های موجود در فهرست آلاینده های آلی پایدار (POPs)  هستند که در نهایت به سواحل و دریاهای آزاد می رسند. این آلاینده ها، پس از ورود به اقیانوس ها می توانند تا مسیرهای طولانی بسته به ماندگاری، دسترس پذیری زیستی، تحرک و توزیع در بخش‌های مختلف اکوسیستم‌های دریایی (ستون آب، رسوب و جانوران) جابجا شوند و در نتیجه تأثیرات زیادی بر طیف وسیعی از موجودات دریایی حتی در فواصل دور از منبع تولید آنها ایجاد ‌کنند.در طول سال های گذشته، علاقه علمی بسیاری با تمرکز بر اثرات بیولوژیکی بالقوه این آلاینده ها بر موجودات آبزی در سطوح مختلف تغذیه‌ای مشاهده شده است. مطالعات متعدد اثرات مستقیم و غیرمستقیم آلاینده های انسان زاد را بر موجودات دریایی چه در سطح جمعیت فردی، چه جوامع یا کل اکوسیستم نشان داده است.خليج فارس از نظر جغرافياي سياسي، استراتژيک، انرژي و تاريخ و تمدن يک پهنه آبي مهم و حساس در دنيا محسوب مي شود. در حال حاضر، با توجه به توسعه اجتماعی-اقتصادی، این منطقه حساس با چالش های محیط زیستی متعددی روبرو است که کمبود آب شیرین، کاهش شدید منابع در خشکی، کاهش تنوع زیستی در اثر آلودگی ها و استرس های جهانی و صید بی رویه از مهمترین آنها محسوب می شوند. پیش بینی می شود که در سال های آینده روند توسعه و رشد صنعت و گردشگری باعث افزایش فشار و تنش بر این منطقه گردد. با چنین تصویری از آینده به نظر می رسد که تعیین وضعیت و پایش دقیق خلیج فارس جهت ثبت مداوم علایم و شاخص های حیاتی این منطقه حساس برای حفاظت و جلوگیری از ورود صدمات جبران ناپذیر به محیط زیست ارزشمند این منطقه و نیز استفاده بهینه از منابع و امکانات موجود در این پهنه آبی امری ضروری باشد.

مطالعه مخاطرات ناشی از ناپایداری و فرسایش سواحل

نیروی مخرب امواج و جریانات دریایی و نیز هوازدگی فیزیکی و شیمیایی باعث فرسایش پیش رونده سواحل و تغییرات در خط ساحلی شده و در نتیجه تهدیدی برای امنیت تاسیسات و سازه¬های ساحلی در دو سوی خط ساحلی می¬شوند. شناخت و درک فرایندهای فرسایشی در سواحل از مهمترین موضوعات پیش روی محققین است. درک این فرایندها و کمی کردن آنها نقش بسیار تعیین کننده ای در ارزیابی میزان خطر و نحوه مواجهه با آن دارد. در نهایت این دسته از مطالعات پایه و اساسی برای مدیریت سواحل به شمار می روند.  طی دهه های گذشته روشهای مختلفی در جهان برای بررسی کمی تغییرات ناشی از فرایندهای فرسایشی پیشنهاد شده است با این حال در سواحل کشور مطالعات معدود و محدودی در این خصوص انجام شده است. سواحل کشور به خصوص منطقه مکران که انتظار می رود توسعه آن با سرعت و شتاب بیشتری انجام گیرد، با مخاطرات ناشی از ناپداری سواحل به خصوص سواحل سنگی مواجه است که بررسی و مطالعه آن به منظور توسعه پایدار این سواحل اجتناب ناپذیر می نماید.

شناسایی و مطالعه منابع و مخاطرات ناشی از رسوبات بستر دریا با استفاده از روشهای زمین شناسی و ژئوفیزیکی

رسوبات بستر دریا که در اینجا رسوبات نسبتا سست چند صد متر فوقانی بستر دریا مد نظر است، محل تجمع برخی منابع و ذخایر ارزشمند است که انتظار می رود در آینده نه چندان دور مورد استفاده گسترده در سطح جهانی قرار گیرد. از آن جمله در آبهای پیرامونی کشور می توان به گازهای هیدارته در دریای عمان و دریای خزر و نیز ندول های منگنز در دریای عمان اشاره نمود. سرمایه گذاری گسترده ای به منظور شناسایی این گونه منابع توسعه کشور های توسعه یافته جهان طی یک دهه گذشته صورت پذیرفته است. به عنوان نمونه از گازهای هیدارته به عنوان انقلاب سوم در زمینه تامین انرژی بشر پس از کشف نفت و گاز و سپس کشف و امکان بهره برداری شیل های نفتی یاد می شود. منابع بستر دریا به خصوص گازهای هیدارته و گازهای آزاد موجود در رسوبات کم عمق بستر، علاوه بر اینکه از نظر تامین انرژی مورد توجه هستند، از منابع بسیار مهم خطر برای تاسیسات دریایی به شمار می روند. این گونه سیالات پرفشار معمولا با ناپایداری ها و پدیده های مخرب مختلف بستر دریا مانند گل فشانها و زمین لغزش های بستر دریا همراه هستند و حفاری و شمع کوبی در لایه های حاوی این دسته از سیالات، خسارات زیادی به بار می آورد. بنابراین شناسایی و مطالعه این منابع بدون مطالعه و در نظر گرفتن مخاطرات ناشی از آنها مقدور نیست. نکته بسیار مهم دیگری که در مطالعه رسوبات نسبتا کم عمق بستر دریا وجود دارد این است که این رسوبات حاوی اطلاعات بسیار ارزشمندی از گذشته زمین مانند رخدادهای حدی و بزرگ گذشته مانند زلزله های مخرب و تغییرات آب و هوایی هستند که می توانند کلیدی برای پیش بینی و تخمین آینده بوده و از این منظر به کاهش خطرات طبیعی در مقیاس منطقه ای و ملی و حتی جهانی یاری برسانند.

مطالعه هیدروشیمی خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر با تاکید بر شیمی کربن و اکسیژن محلول با رویکرد پایش تاثیر تغییرات جهانی و منطقه ای

اسیدی تر شدن اقیانوس و محیط دریا همزمان با کاهش میزان اکسیژن محلول در اقیانوس و دریا، از جمله چالش هایی است که امروزه اقیانوس و دریا و همه زیستمندان و وابستگان به آن، با آن روبرو هستند. این مشکلات حاصل تغییرات جهانی با منشاء فعالیت های انسانی نظیر مصرف سوخت های فسیلی و نشر کربن دی اکسید، استفاده از کودهای کشاورزی، ورود فاضلاب های شهری و صنعتی به دریا و ... است. مطالعات نشان می دهد که محیط های دریایی اطراف کشور ما (دریای خزر، دریای عمان و خلیج فارس) نیز همگام با اقیانوس و سایر محیط های دریایی زمین تحت تاثیر این پدیده ها قرار گرفته اند. مطالعه و تعیین وضعیت موجود، اولین و مهمترین گام در جهت ارزیابی آثار نامطلوب آن و مدیریت و مقابله با تشدید این ناهنجاری های زیست محیطی و آثار آن در سطوح ملی، منطقه ای و جهانی است. در این برنامه به طور کلی به دو موضوع مهم تغییرات هیدورشیمی آب (بویژه گونه های مرتبط با کربن) و کاهش غلظت اکسیژن در محیط های دریایی خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر پرداخته خواهد شد.

مطالعه آلودگی مواد ضد خزه (آنتی فولینگ) ناشی از استفاده رنگ های دریایی در بدنه شناورها، کشتی ها و سازه های دریایی، در اسکله ها و بنادر جنوبی و شمالی کشور

استفاده از رنگ های دریایی با ویژگی مقاومت در برابر چسبیدن زیستمندان ریز و درشت به بدنه شناورها و تاسیسات دریایی مستلزم استفاده از برخی سموم در ترکیب این رنگ ها است. این سموم که به مواد ضد خزه (antifouling paint booster biocides) معروفند، پس از اعمال بر روی سطوح در معرض آب، رفته رفته به آب دریا و سپس به رسوب و بدن زیستمندان راه می یابند. نیمه عمر برخی از آنها بسیار طولانی بوده و توانایی تغلیظ و ایجاد اثرات نامطلوب زیستی را دارند. برخی دیگر نیز زودتر تجزیه شده و به متابولیت هایی که هنوز سمیت قابل توجهی دارند تبدیل شده و سریع تر در محیط منتشر می شوند. مطالعه و قانون گذاری در خصوص استفاده از مواد ضد خزه در رنگ های دریایی سالها ست که در نقاط مختلف دنیا مانند اروپا آغاز شده و کشورهای مختلف درجات مختلفی از ممنوعیت برخی از این سموم را در شناورهای بزرگ و کوچک اعمال می کنند. با این حال در خلیج فارس تعداد مطالعات انجام شده در مورد آلودگی اسکله ها و بنادر به این سموم انگشت شمار بوده و اطلاعات دقیق و قابل استنادی برای تصمیم گیران و قانون گذاران در زمینه محیط زیست وجود ندارد. ایجاد اطلاعات قابل استناد از وضعیت آلودگی اسکله ها و بنادر جنوبی و شمالی کشور به مواد ضد خزه از اهداف اصلی این برنامه است.

توزیع زمانی- مکانی مواد مغذی و کلروفیل-آ در آب های ساحلی و فراساحلی دریای عمان

وقوع مکرر شکوفایی مضر جلبکی در دو دهه گذشته، گسترش هایپوکسی ساحلی و فراساحلی در برخی دوره های زمانی، و وقوع پدیده های نیترات زدایی و تثبیت نیتروژنی بیولوژیکی، تقاضاهای محلی و منطقه‌ای جهت برسی تغییرات زمانی-مکانی پارامترهای هیدروشیمی به ویژه مواد مغذی و کلروفیل-آ در دریای عمان را افزایش داده است. ویژگی های ذکر شده در کنار تاثیرپذیری از مانسون و وقوع طوفان های گرد و غبار، این پهنه آبی را دارای این پتانسیل می کند که به عنوان شاخص حساس تغییر اقلیم جهانی در مقیاس اقیانوسی در نظر گرفته شود.با جلب توجه بیشتر به پروژه توسعه سواحل مکران که فصل مشترک برنامه توسعه پایدار دریار محور و اقتصاد مقاومتی است، سرمایه گذاری های لازم در بخش های زیربنایی و توسعه امکانات و تجهیزات پیشرفته رو به افزایش است. گسترش صنایع حساس آبزی پروری در قفس و شیرین سازی آب دریا طی سال های اخیر در منطقه، درک بیشتر از هیدروشیمی آب در ارتباط با شرایط اکوسیستم های دریایی و شناخت فرصت ها و تهدیدهای ممکن را بیش از پیش کرده است. به ویژه در مکان یابی محل احداث و استقرار این صنایع، تغییرات زمانی-مکانی مقادیر مواد مغذی و هم چنین کلروفیل-آ به عنوان معیاری از بهره وری اولیه حائز اهمیت است هم چنانکه در طی شکوفایی جلبکی گونه های مضر فیتوپلانکتونی، این صنایع بسیار آسیب پذیر خواهند بود.  هم چنین با افزایش تنش آبی در کشور و مطرح شدن بحث شیرین سازی آب های دریای عمان مباحث فنی-اقتصادی در مورد استفاده از پتانسیل آب های عمیق دریای عمان بیش از پیش مطرح شده است. این آب های عمیق علاوه بر کمتر بودن شوری آنها، زی توده پلانکتونی بسیار کمتری دارند و از این رو ذرات معلق و ماده آلی معلق کمتری نیز دارند. با این حال مطابق نتایج این مطالعه مقادیر نیترات، سیلیکات و فسفات آنها نسبت به آب های سطحی بیشتر است.

بیوژئوشیمی ذرات معلق در ستون آب  در آب های ساحلی و فراساحلی دریای عمان و خلیج فارس

مطالعات در مورد ترکیب و بیوژئوشیمی ذرات معلق در محیط های دریایی و اقیانوسی، به دلیل مشکلات مربوط به نمونه برداری و هم-چنین مقادیر پایین عناصر که نیاز به  فیلتر کردن حجم بالایی از آب و استفاده از روش های حساس تجزیه ای دارد، با محدودیت هایی روبرو بوده است. انتقال مواد مغذی اصلی  (C, N, Si, P)  و ریز مقدار (یون های فلزی از جمله  Fe) توسط رواناب ها و ذرات گرد و غبار می تواند بر تولید اولیه و تعیین سطح تروفی در این نواحی تاثیرگذار باشد. افزایش سطح مواد مغذی در يك منطقه مي تواند باعث پيدايش شكوفايي جلبكي در آن ناحیه شده و جمعيت آبزيان ‏منطقه را دستخوش تغيير کند. تجمع ذرات در ‏يك منطقه باعث كاهش نفوذ نور به اعماق شده و فرآيند توليد اوليه كه بر فتوسنتز استوار است را با كندي مواجه مي كند، ‏اين امر به زنجيره غذايي آبزيان لطمه وارد كرده و در نتيجه بر صنايع غذايي و اقتصاد منطقه اثر منفي خواهد گذاشت.علیرغم اهمیت خلیج فارس و دریای عمان مطالعات میدانی درمورد بررسی بار ذرات معلق به چند مورد محدود بوده است. مطالعه پویایی عناصر کم مقدار و هم چنین عناصر با اهمیت بیولوزیکی مانند نیتروژن و فسفر  در ذرات معلق و ارتباط آن با عوامل محیطی به درک عمیق تر از  تاثیر  تغییرات شرایط اقلیمی بر اکوسیستم های این ناحیه کمک خواهد کرد.

پایش جوامع فیتوپلانکتونی و بررسی پدیده شکوفایی جلبکی در خلیج‌فارس و دریای عمان و ارتباط آن‌ها با پارامترهای محیطی

فیتوپلانکتون‌ها، تولیدکنندگان اولیه در محیط دریا هستند و بهترین گزینه برای مطالعات با هدف درک بهتر اکوسیستم و دینامیک شبکه غذایی در یک اکوسیستم می‌باشند. علیرغم اهمیت این موضوع، دانش اندک ما درباره تولیدکنندگان اولیه (فیتوپلانکتون‌ها) درک دقیق از تولید زیستی، تنوع زیستی و توالی زنجیره غذایی را به طور کمی و کیفی در منطقه محدود می‌کند.گزارش گونه‌های فیتوپلانکتون ساکن در خلیج فارس و دریای عمان به دهه ۱۹۳۰ باز می‌گردد زمانی که تنها چند گونه دینوفلاژله گزارش شده است. از سال 2000 میلادی تاکنون مطالعات متعددی درباره شناسایی و تنوع زیستی فیتوپلانکتون‌ها در شمال غرب خلیج فارس، ایران، در امتداد سواحل عربستان سعودی، قطر، بخش مرکزی خلیج‌فارس و آب‌های ساحلی عمان انجام شده‌است. با این‌حال، علیرغم مطالعات متعددی که درباره فیتوپلانکتون‌های خلیج‌فارس و دریای عمان انجام شده است، نتایج منتشرشده در ارائه یک تصویر کلی از فراوانی و ترکیب‌گونه‌ای فیتوپلانکتون‌ها در سراسر خلیج‌فارس و دریای عمان ناتوان است. اکثر مطالعات ماهیت موردی و تصادفی دارند و از نظر جغرافیایی بسیار محدود می‌باشند. همچنین تنها تعداد اندکی مطالعه در مورد ارتباط بین جوامع فیتوپلانکتونی و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی آب در خلیج‌فارس منتشر شده است. به علاوه، گزارش متغیرهای محیطی در مطالعات مختلف با یکدیگر تفاوت دارد که این مسئله نتیجه‌گیری درباره نوع ارتباط فیتوپلانکتون‌ها با متغیرهای محیطی در منطقه خلیج‌فارس را دشوار کرده است. به طور کلی، دانش اندک ما درباره تولیدکنندگان اولیه (فیتوپلانکتون‌ها) درک دقیق از تولید زیستی، تنوع زیستی و توالی زنجیره غذایی را به طور کمی و کیفی در منطقه محدود می‌کند.در این برنامه با استفاده از نمونه‌های گشت‌های فراساحلی کاوشگر خلیج‌فارس و نمونه‌های طرح کلان پایش ساحلی تنوع زیستی، تنوع عملکردی، فراوانی و پراکنش مکانی فیتوپلانکتون‌ها به صورت جامع مورد بررسی قرار خواهد گرفت. به علاوه سعی می‌شود پس از جمع‌آوری داده‌های حاصل از شناسایی و تعیین تراکم فیتوپلانکتون‌ها در فصول مختلف، با استفاده از داده‌های پارامترهای محیطی به بررسی بوم‌شناسی و مدل‌سازی جوامع فیتوپلانکتونی پرداخته شود.

مطالعه دیاتوم‌های کفزی در بستر خلیج فارس

نتایج مطالعات گذشته در خلیج فارس و آب‌های ساحلی در پژوهشگاه اقیانوس‌شناسی نشان می‌دهد که در آب‌های ساحلی و بخشی از آب فراساحلی (ایستگاه های کم عمق) دیاتوم‌های کفزی به فراوانی حضور دارند. معمولا اینگونه دیاتوم‌ها با برهم خوردن سطح بستر توسط جریانات آب در ستون آب معلق می‌شوند و به آن‌ها تیکوپلانکتون گفته می‌شوند. به‌طور معمول در اکوسیستم‌های ساحلی، دیاتوم‌های دریایی به طور گسترده مورد مطالعه قرار می‌گیرند، اما همتایان کفزی دریایی آن‌ها، به دلیل دسترسی دشوارتر کمتر مورد مطالعه قرار می‌گیرند و اغلب نادیده گرفته شده‌اند. از آنجاییکه بخش عمده تولید اولیه در خلیج‌فارس در بستر صورت می‌گیرد و توالی‌های فصلی این جوامع با جوامع فیتوپلانکتونی در ستون آب متفاوت است بنابراین ارزیابی جوامع دیاتوم‌های کفزی در مطالعه‌ای جداگانه برای درک بهتر تولید اولیه و زنجیره غذایی ضروری است.

بررسی و ارزیابی آلودگی‌های نوپدید از قبیل میکروپلاستیک‌ها در محیط‌های دریایی

در حال حاضر، پلاستیک ها بخش عمده‌ای از زباله های دریایی می‌باشند. تقاضای سالانه‌ی پلاستیک‌ها در جهان به طور پیوسته رو به افزایش است. این مواد به واسطه‌ی دارا بودن ویژگی¬هایی از جمله سبکی، محکمی و شفافیت بالقوه¬ی خود دارای کاربردهای فراوانی می‌باشند. میزان تولید سالیانه پلاستیک در دنیا بیش از 300 میلیون تن گزارش شده است که 10٪ از این پلاستیک‌های تولید شده در نهایت به اقیانوس‌ها وارد می‌شوند، جایی که ممکن است برای همیشه باقی بمانند و انباشته شوند. تخمین زده می‌شود که %80-60‌ باقیمانده‌های دریایی را پلاستیک‌ها تشکیل می‌دهند که در رسوبات سواحل ، آب دریاو حتی عمق دریا انباشته شده است. امروزه، پلاستیک‌ها به دلیل استفاده بیش از حد، فراوانی بالا، ماندگاری و پتانسیل سمیت بالا، تهدید بزرگی برای محیط زیست محسوب می شوند. میکروپلاستیک‌های دریایی نه تنها ایمنی فعالیت‌های دریایی، بلکه بهداشت و سلامت اکوسیستم را نیز تهدید می‌کنن و نگرانی‌های قابل توجه آن به دلیل پایداری بالای آن‌ها در محیط می‌باشد.با توجه به اهمیت محیطهای دریایی، ارزیابی الاینده‌های نوپدید مانند آلودگی میکروپلاستیک‌ها ضروری می‌باشد تا در صورت بالا بودن آلودگی، نهادهای مربوطه در کنترل این آلاینده و یا جلوگیری از افزایش آن تدابیر لازم را اتخاذ کنند.

ژئوشیمی و بررسی غلظت فرم‌های مختلف فسفر و قابلیت دسترسی زیستی آنها در محیط‌های دریایی

فسفر (P) یک عنصر ضروری برای همه ارگانیسم ها بوده و قابلیت دسترسی فسفر می‌تواند میزان تولیدات اولیه در اکوسیستم‌های آبی را تحت تأثیر قرار دهد. به عنوان منبع داخلی، فسفر آزاد شده از رسوب ممکن است سطح بالایی از غلظت در مقایسه با منابع خارجی مانند نزولات جوی، فاضلاب های کشاورزی و تخلیه پساب فاضلاب باشد. از آنجایی‌که فسفر نقش مهمي در بازدهي بيولوژيكي مواد ايفا مي‌كند و همچنین فراوانی این ماده مغذی منجر به ایجاد شکوفایی می‌شود، موضوع چرخه فسفر در محیط‌های آبی طی چند دهه‌ی اخیر اهمیت بالایی پیدا کرده است. همچنین فسفر به فرم ارتوفسفات، نقش کلیدی در فتوسنتز ایفا می‌کند. میزان دسترسی به فسفر در سیستم‌های دریایی شدیداً می‌تواند بر روی چرخه کربن در دریا و جداسازی کربن دی اکسید اتمسفری و در نتیجه بر روی میزان فتوسنتز در اقیانوس، توزیع گونه‌ها و نیز ساختار اکوسیستم تاثیرگذار باشد. به همین دلیل در برخی محیط‌های دریایی میزان دسترسی به فسفر، به عنوان ماده مغذی ضروری که فتوسنتز را محدود می‌کند، در نظر گرفته می‌شود. به‌طوریکه طی دهه‌های گذشته انتقال محدودکنندگی نیتروژن به محدودکنندگی فسفر در مناطق نیمه گرمسیری اقیانوس آرام شمالی رخ داده است. یکی از مهمترین عوامل تعیین کننده فسفر در آب دریا، انتشار فسفر از رسوب‌ها می‌باشد. اینگونه انتشار می‌تواند تاثیر قابل توجهی بر روی کیفیت آب گذاشته و منجر به ادامه غنی شدن مواد مغذی آب گردد و به عبارت دیگر، رسوبات نقش مهمی در پویایی ماده مغذی در سیستم‌های دریایی ایفا می‌کنند. با این حال، همه فرم‌های فسفر نمی‌توانند از رسوب منتشر شده و منجر به انباشتگی مواد مغذی آب گردند. بنابراین، برای ارزیابی خطر غنی شدن مواد مغذی آب در سیستم‌های آبی، لازم است که نه تنها مقدار کل فسفر در رسوب‌ها، بلکه محتویات بخش‌های مختلف شیمیایی فسفر مورد سنجش قرار گیرد. بنابراین مطالعه بر روي مقدار و اشكال مختلف فسفر در اكوسيستم‌هاي آبي برای مشخص شدن جزئيات بيشتري درباره چرخه بيوشيميايي آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد.

بررسی تغییرات اقلیمی فلات ایران طی چندهزار سال گذشته

طی چند هزار سال گذشته تغییرات اقلیمی طبیعی حاصل از تغییرات مداری زمین به نحوی بوده که موجب گرم تر شدن دمای میانگین فلات ایران به خصوص در ماه های سرد سال شده است. در سال های اخیر شتاب گرفتن روند گرمایش جهانی به شدت این گرم شدن افزوده است. مطالعات محققین نشان می دهد روند گرم شدن به خصوص در ماه های سرد سال موجب کاهش بارندگی و ایجاد خشکسالی در فلات ایران خواهد شد. اما روند این تغییرات در نواحی مختلف فلات ایران از شمال تا جنوب و تاثیرات محیطی آن دقیقاً مشخص نیست. در این سلسله پژوهش سعی بر این خواهد بود تغییرات اقلیمی و پیامدهای آن بر محیط زیست و فعالیت های انسانی از گذشته تا حال آن از شمال تا جنوب فلات ایران بررسی گردد تا به کمک آن بتوان دورنمای این تغییرات را در آینده بررسی نمود. برای ین کار از مغزه های رسوبی دریایی و دریاچه ای و همچنین توالی های رسوبی رودخانه ای و... در شمال و جنوب ایران استفاده خواهد شد.

بررسی تغییرات زمانی-مکانی گردوغبار در فلات ایران

با توجه به روند فزایندۀ گرمایش طبیعی و انسانی جهانی افزایش شدت توفان های گردوغبار و اثرات ان ها بر روی محیط های طبیعی و انسانی بسیار افزایش نشان می دهد. در این بخش از مطالعات تا روند تغییرات زمانی میزان گردوغبار ناشی از روند خشکی زمین در نواحی مختلف فلات ایران بررسی گردد. برای این کار دستگاه های برداشت نمونه گردوغبار در نواحی مختلف فلات ایران نصب خواهد گردید تا میزان ته نشست گردوغبار و شیمی آن در سال های مختلف و فصول مختلف سال مورد بررسی قرار گیرد.

مطالعات اقیانوس‌شناسی فیزیکی و دینامیکی (جریان، موج و متغیرهای فیزیکی) در دریاهای پیرامون ایران (خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر) و شمال اقیانوس هند

تحلیل و مطالعه اقیانوس‌شناسی فیزیکی و دینامیکی (شامل تغییرات جریانات و امواج دریایی در مناطق ساحلی و مشخصات و پارامترهای فیزیکی آب دریا و اثر فرایند اختلاط و لایه‌بندی ستون آب دریا) از موارد بسیار مهم به شمار میرود. آبهای ساحلی و سرزمینی هر کشور ونواحی مجاور این مناطق به لحاظ فعالیتهای اقتصادی، کشتیرانی، و مقاصد شیلاتی دارای اهمیت ویژه‌ای هستند. دریاهای پیرامونی ایران که باوجود انجام مطالعات قبلی هنوز به صورت کامل از دیدگاه اقیانوس‌شناسی فیزیکی شناخته شده نیست و نیاز به مطالعات گسترده‌تری دارد. از این‌رو انجام مطالعه پایدار و گسترده می‌تواند در  راستای ایجاد ارتباط با دیگر دستگاه های اجرایی و علمی و همچنین جذب پروژه های برون سازمانی مفید و حائز اهمیت باشد. در عصر حاضر متخصصین علوم دریایی و اقیانوس‌شناسان با بهره‌گیری از دستگاه‌های اندازه‌گیری دریایی پیشرفته و نرم‌افزارهای دقیق تغییرات مشخصات آب دریا، لایه‌بندی ستون آب دریا و مکانیزم‌های مولد جریان و هیدرودینامیک توده‌های آبی را در نقاط مختلف مورد بررسی قرار می‌دهند. اندازه‌گیری میدانی به عنوان ابزارهای نیرومند و اساسی در زمینه مطالعات اقیانوس شناسی فیزیکی و دینامیکی محسوب می‌شود. از این‌رو و با توجه به اینکه دریای های اطراف کشور از مناطق مهم دریایی در منطقه و جهان میباشد و از اهمیت بسزایی برای کشور عزیزمان برخوردار است، شناخت بیشتر مشخصات آب دریا و در اختیار داشتن داده‌های مستمر و دقیق مکانیزم مطمئنی برای استفاده در دیگر شاخه‌های علوم دریایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با انجام این تحقیق می‌توان اطلاعات مفیدی از الگوی تغییرات در توده های آبی اطراف کشور ایران به دست آورد. همچنین مطالعه اثر تغییرات مذکور در تعیین دامنه پارامترهای فیزیکی و هیدرودینامیکی آب دریا برای اهداف نظامی، تحقیقاتی، شیلاتی و کشتیرانی می‌تواند موثر باشد. در مجموع چند نکته در مورد ضرورت انجام طرح شایان توجه است:- نیاز صنایع شیلاتی و روشهای نوین مورد استفاده آن به نتایج مطالعات اقیانوس شناسی فیزیکی و دینامیکی- نیاز بنادر و اسکله های موجود به نتایج مطالعات جریانات و امواج دریایی و دوره بازگشت آن (مباحث لایروبی حوضچه آرامش بنادر و تنظیم عمق لازم برای آبخور شناورها)- نیازمندی صنایع نظامی و گردشگری به استفاده از نتایج تحقیقات اقیانوس شناختی در دریاهای ایراندر این راستا انجام موارد زیر نیز مد نظر قرار می‌گیرد.- مطالعه دینامیک آبهای اطراف کشور (شامل پارامترهای جریان و گردش آب، موج، جزرومد) با استفاده از داده‌های میدانی-ماهواره ای، و روشهای عددی- مطالعه اقیانوس‌شناختی فیزیکوشیمیایی (شامل پارامترهای مختلف فیزیکی نظیر دما، شوری، چگالی، سرعت صوت، اکسیژن محلول) در آبهای پیرامون ایران با تأکید با استفاده از داده‌های میدانی (و در صورت نیاز داده ماهواره‌ای)- مطالعه الگوی تغییرات میان مدت و بلند مدت لایه‌بندی، تلاطم (توربولانس)، پایداری، اختلاط ستون آب و تشکیل لایه‌های مختلف دمایی، شوری و چگالی (تحت اثر بادهای گرم، دائمی، فصلی)- مطالعه تأثیر آن بر فرایندهای فراجوشی (upwelling)، فروجوشی (down welling) (در صورت وقوع) با استفاده از تغییرات دمایی، شوری و نحوه پراکنش مواد مغذی موجود در ستون آب دریا- مطالعه فرایندهای ساحلی (در مصب رودخانه ها، تالابها، خلیج ها و مناطق تحت تاثیر عوامل جزرومدی) و فراساحلی (آب عمیق) و عوامل ایجاد کننده و موثر بر آنها- تلاش برای کاربرد نتایج مطالعات و داده‌برداری‌ها در راستای ایجاد پروژه‌های نوآورانه و ایده‌های فناورانه (کاربردی در صنایع و جامعه) حسب نیاز و ...

مطالعه اثر تغییرات زیست محیطی، اقلیمی و سیستم های بزرگ مقیاس اقیانوسی و جوی (تبادلات و اندرکنش ها) بر ساختار و الگوی طبیعی توده‌های آبی دریاهای ایران

مطالعه اثر تغییرات اقلیمی و سیستم های بزرگ مقیاس اقیانوسی و جوی (تبادلات و اندرکنش ها) بر ساختار و الگوی طبیعی اقیانوس ها و دریاهای حاشیه ای یکی از زمینه‌های تخصصی به‌روز و علایق اقیانوس شناسان برای تحقیق است. باتوجه به تغییرات مداوم و سریع شرایط و مولفه های مختلف آب دریاهای پیرامونی ایران (خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر و شمال اقیانوس هند) و  لزوم بررسی عوامل موثر بر آن نظیر گرمایش جهانی، تغییرات اقلیمی، پدیده ال نینو و نوسانات نیمکره جنوبی، اقلیم مونسون اقیانوس هند (و بادهای موسمی) و.... بر آن انجام اینگونه مطالعات همواره مهم و ضروری بوده است.

دیرینه اقلیم دریای های پیرامونی و کرانه های آن ها در پلیستوسن پایانی و هولوسن

اکنون کره زمین و زندگی در آن به چالش سهمگین تغییرات اقلیمی روبه رو است. در گذشته تغییرات اقلیمی بارها روی داد که در مواردی فرین آن با انقراض گونه ای شدید همراه بوده است. تغییر اقلیم کنونی عمدتا انسانزاد هست. اثرات آن برای محیط های دریایی و ساحلی به صورت فراوانی بیشتر برخی پدیده های فرین همراه است. در گذشته این پدیده های فرین در محیط های ساحلی و دریایی پیرامونی رخ داده است. رخداد آن ها در رسوبات دریایی، ساحلی و تالابی ثبت شده است. همچنین در هزاره های اخیر برخی از این رویداد ها با استفاده از سوابق انسانی (نوشتار، آثار باستانی) و درختی (تنه درختان قدیمی) قابل ردیابی است.با مطالعه  این سوابق شدت پدیده ای فرین اقلیمی در گذشته و بازخورد محیط نسبت به آن ها آشکار می شود. از این رو  برای چگونگی برنامه ریزی برای پایداری سامانه های دریایی و ساحلی و سازگاری با تغییرات کنونی و آینده قابل استفاده است.

مخاطرات محیطی دریا پایه

اکولوژی آبسنگ های مرجانی

آبسنگ های مرجانی از جمله بوم سازگان های بسیار با اهمیت به شمار می آیند. حداقل 20 مورد کالا و خدمات قابل ارایه توسط این بوم سازگان ها فهرست شده است. با این حال، مجموعه عوامل طبیعی و انسان ساخت سلامت آبسنگ های مرجانی را به مخاطره انداخته اند که از آن جمله می توان به تغییرات اقلیمی، آلودگی و تخریب فیزیکی اشاره نمود. علی هذا، پایش مستمر وضعیت این بوم سازگان ها می تواند به ارایه راهکارهای حفاظتی موثر کمک کند. زمینه پژوهشی مورد اشاره در قالب پایش تنوع زیستی و سلامت آبسنگهای مرجانی منطقه پیشنهاد می گردد.

زیست فناوری دریایی

منابع طبیعی دریایی از دیرباز تعمین کننده بخش اعظمی از نیازهای انسان بوده اند که از آن جمله می توان به استحصال غذا، دارو و صنایع آرایشی بهداشتی اشاره نمود. به کارگیری روش های زیست فناوران می تواند راندمان استحصال منابع طبیعی دریایی را تقویت نماید.

مطالعه ساختار اجتماعات زئوپلانکتون‌ها و زئونوستون‌ها

شناخت جوامع زئوپلانکتون و زئونوستون نه‌تنها در شناخت اولیه هر پیکره آبی اهمیت دارد، بلکه در بررسی پویایی جمعیت و چرخه زندگی جوامع آن پیکره نیز ضروری است. این جوامع با تغذیه از جوامع فیتوپلانکتونی، نقشی کلیدی در انتقال انرژی بین فیتوپلانکتون و مصرف‌کنندگان عالی در زنجیره غذایی و چرخه مواد مغذی و تنظیم جمعیت فیتوپلانکتون دارند. هر‌ گونه زئوپلانکتونی و زئونوستونی زیستگاه خاصی را اشغال می‌کنند، به‌طوریکه تفاوت گونه‌ا‌ی را حتی در بخش‌های مختلف جریان گلف استریم نیز می‌توان مشاهده کرد، که از آن در تفکیک توده‌های آبی استفاده می‌شود. زئوپلانکتون‌ها و زئونوستون‌ها جوامع حساسی‌اند و هرگونه تغییر در تراکم آن‌ها می‌تواند بیانگر تغییرات محیطی باشد. زئوپلانکتون‌ها و زئونوستون‌ها پاسخ‌پذیری بالایی نسبت به غلظت مواد مغذی، دما، آلودگی و شوری دارند. پاروپایان فراوان‌ترین و متنوع‌ترین این جوامع هستند که در گستره وسیعی از شوری و پهنه‌های آبی و کمابیش هر‌جایی که آب وجود دارد، یافت می‌شوند. پاروپایان از 10 راسته با غالبیت Calanoida، Cyclopoida و Harpacticoida تشکیل شده‌ و علیرغم اندازه کوچک، واسطه مهمی در زنجیره غذایی بین تولید‌کنندگان اولیه و سطوح بالاتر غذایی محسوب شده و با کنترل رشد فیتوپلانکتون‌ها، نقش مهمی در حفظ کیفیت آب دارند.بررسی ساختار اجتماعات زئوپلانکتون و زئونوستون به‌واسطه اهمیت و جایگاه واسطه‌گری آن‌ها در زنجیره غذایی بین نخستین تولید‌کنندگان و سطوح غذایی بالاتر و ایفای نقش در چرخه‌های بیوژئوشیمیایی کربن و سایر عناصر اقیانوسی از اهمیت بسیاری برخوردار است. با توجه به اهمیت این جوامع، از جمله پاروپایان، این گروه همواره مورد توجه بوده است. زئوپلانکتون‌ نماینده‌هایی از کل سلسله‌ی جانوری را در سطح دوم زنجیره‌ی غذایی جای داده‌ و پراکنش آن‌ها تحت تاثیر عوامل زیستی و غیر‌زیستی است و هر‌گونه تغییر در تراکم آن‌ها می‌تواند بیانگر تغییر در این عوامل باشد. پاروپایان چرندگان بسیار مهمی در بوم‌سازگان‌های دریایی بوده و نقشی بنیادین در انتقال انرژی از تولیدکنندگان به سطوح بالاتر تغذیه‌ای و ایفای نقش در چرخه‌ بیوژئوشیمیایی کربن و سایر عناصر اقیانوسی دارند. در میان زئوپلانکتون‌ها، مزوزئوپلانکتون نقش بسیار کلیدی در پیوند شبکه غذایی میکروبی (دیاتومه‌ها، فلاژله‌ها، داینوفلاژله‌ها، سیلیاته‌ها) به زنجیره غذایی کلاسیک در بوم‌سازگان‌های دریایی ایفا می‌کنند. پاروپایان از اجزای بنیادین جوامع زئوپلانکتونی‌اند. تنوع گونه‌ای و بوم‌شناختی بالای پاروپایان به‌گونه‌ای است که از منطقه ساحلی و دور از ساحل تا بخش‌های ژرف اقیانوسی پراکنده‌اند. راه انتقال انرژی از تولید‌کنندگان به سطوح بالاتر، از اجتماعات زئوپلانکتونی و زئونوستونی می‌گذرد. به بیان دیگر، کارکرد درست جریان انرژی در بوم‌سازگان‌های دریایی نیازمند تنوع در پویایی و ساختار جمعیتی زئوپلانکتون و زئونوستون است. ازاین‌رو، نبود شناخت از پویایی و ساختار این جوامع در هر بوم‌سازگانی مانع از تبیین و توصیف راه انتقال انرژی به سطوح غذایی بالاتر و عدم بررسی و حل مشکلات مدیریتی از تولیدکنندگان تا انتهای زنجیره غذایی می‌شود. بدون شک شناخت تنوع و ساختار جوامع زئوپلانکتون و زئونوستون در هر بوم‌سازگانی از مهم‌ترین و پیچیده‌ترین مسائل است، زیرا ترکیب این جوامع به‎واسطه گستردگی عادات غذایی و رفتاری دچار تغیرات عمده‌ای در طول سال می‌شوند. این تغیرات چه در سطح فردی و چه در سطح جامعه ناشی از تغییر در مجموعه‌ای از عوامل زیستی و غیر‌زیستی است. همچنین این تغیرات به شدت با چرخه‌های‌ذاتی هر زیستمند مانند چرخه زادآوری با مدت زمانی از چند روز تا یک سال یا بیشتر مرتبط است. از‌این‌رو بررسی عوامل محیطی از نیازهای شناخت ساختار جوامع زئوپلانکتونی و زئونوستونی به‌شمار می‌آید، به‌ویژه در بخش‌هایی از پهنه‌های دریایی متأثر از مانسون، همچون آب‌های جنوبی ایران که این موضوع از حساسیت بالاتری برخوردار است. مانسون نقشی کلیدی در نوسان عوامل محیطی به‌ویژه مواد مغذی، دما و اکسیژن محلول ایفا می‌کند. دما و شوري بالای آب در خليج فارس نیز از عوامل محیطی اثرگذار بر زیستمندانش از جمله زئوپلانکتون‌ها و زئونوستون‌ها است.

مطالعه و پایش منظم پستاندارن دریایی، پرندگان آبزی وکنار آبزی، بوم‌سازگان‌های مرجانی، رویشگاه‌های مانگرو و جلبک‌ها و علف‌های دریایی

بدون شک با توجه به شرایط حاکم ناشی از توسعه ناپایدار، گرمایش زمین و تغییر اقلیم، مطالعه و پایش منظم پستاندارن دریایی، پرندگان آبزی وکنار آبزی، بوم‌سازگان‌های مرجانی، رویشگاه‌های مانگرو و علف‌های دریایی خلیج فارس و خلیج عمان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.پستاندارن دریایی خلیج فارس و خلیج عمانپستانداران دریایی از مهم‌ترین گونه‌های دریایی بوده و در صدر زنجیره غذایی قرار دارند، لذا سلامت جمعیت آنان نشانه سلامت بوم‌سازگان‌‌ دریا و دور بودن محیط زیست دریایی از چالش‌های حاد است. پستانداران دریایی خون گرم‌اند و همانند پستانداران خشکی با شش تنفس می‌کنند. اکثر گونه‌های پستاندار دریایی جابه‌جایی‌های فصلی دارند که فقط برخی از آن‌ها مهاجرت محسوب می‌‌شوند. نهنگ بلین‌دار، نهنگ اسپرم و برخی دیگر از نهنگ‌‌های دندان‌دار بزرگ و تعداد زیادی از راسته پینیپدها شامل فک‌ها و شیرهای دریایی و تعداد کمی از گونه‌های دیگر، مهاجرت می‌کنند. زیستگاه پستانداران دریایی ممکن است در آب‌های سطحی یا عمیق، مناطق قطبی یا گرمسیر، خورها یا سایرمناطق دریایی باشد. برخی گونه‌ها مانند نهنگ قاتل پراکندگی جهانی داشته و در تمامی اقیانوس‌ها و دریاهای هر دو نیم‌کره یافت می‌شوند. مهمترین عوامل چالش برانگیز و تهدید کننده حیات این گونه ها عبارتند از پچیدگی شرایط توپوگرافی و اقیانوسی منطقه، آلودگی‌ها، شرایط آب و هوایی، شکارچیان، سموم طبیعی، اختلال در جهت‌یابی، به دنبال شکار تا ساحل آمدن و گیر افتادن، بیماری، تداخل در جهت‌یابی در آب‌های کم عمق، وابستگی گروهی و پیروی از رهبر گروه، صدمات ناشی از فعالیت‌های انسانی نظیر صید و صیادی است. اخیراً نگارنده به کمک همکاران برای اولین بار گونه دوگونگ (Dugng dugon) در آب‌های ایرانی خلیج فارس ثبت و گزارش نمودند.پرندگان آبزی وکنار آبزی خلیج فارس و خلیج عمانایران دارای 105 زیستگاه مهم است که بیش از 500 گونه پرنده در آن زیست می‌کنند. علاوه بر این، ایران به لحاظ موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی خاص خود همه ساله میزبان گروه‌های بسیاری از پرندگان مهاجر است که از مناطق سردسیر شمالی به بوم‌سازگان‌های آبی ایران مهاجرت می کنند. با وجود فشارهای سنگین ناشی از رشد شهری و صنایع، همچنان پرندگان از عناصر عمده بوم‌سازگانی ایران‌‌ به شمار رفته و دارای ارزش‌های زیبایی شناختی تفرجی، اقتصادی - اجتماعی و بسیاری از جنبه‌های دیگر هستند. خلیج نایبند یکی از مناطق مهم اقامت پرندگان کنار آبزی خلیج فارس می‌باشد، به طوری که زمستان گذرانی کاکایی‌ها در این منطقه بسیار چشمگیر است. در پارک ملی دریایی نایبند سه زیستگاه اصلی شامل زیستگاه خشکی، زیستگاه دریایی و زیستگاه بینابینی (ساحلی - باتلاقی) قابل تشخیص می‌باشد. خور بساتین دارای پوشش گیاهی حّرا با بستری گلی می‌باشد و در هنگام جزر مناسب‌ترین مکان برای گونه‌های کنار آبزی به دلیل وجود مواد غذایی فراوان در این زیستگاه می‌باشد. وجود پشته‌های ماسه‌ای روبروی دهانه خور بساتین در هنگام مد مکانی مناسب برای استراحت انواع پرندگان بوده و در هنگام جزر گستره‌ای مناسب جهت تغذیه انواع پرندگان کنارآبزی است. این زیستگاه دارای بالاترین مطلوبیت برای انواع پرندگان آبزی و کنار آبزی در پارک است و بخش اعظم پرندگان پارک را پوشش می‌دهد. در این ایستگاه پرندگان مهمی مانند پلیکان پاخاکستری، کفچه نوک، انواع حواصیل و صدف خور رویت می‌شوند. سواحل جنوبی پارک که غالباً ماسه‌ای و در بین صخره‌ها محصور شده‌اند جهت استراحت پرندگان آبزی مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای پرندگان کنارآبزی کاربرد تغذیه‌ای ناچیزی دارند. خور بیدخون با خور بساتین از لحاظ وجود درختان حّرا و بستر گلی دارای شباهت است اما از تراکم حضور پرندگان کمتری نسبت به خور بساتین برخوردار است که احتمالاً علت آن نزدیکی این زیستگاه به پالایشگاه‌های گاز منطقه پارس جنوبی و مجاورت با ساخت و سازهای شدید در نزدیکی این زیستگاه می‌باشد. هرچند که ایستگاه اراضی اطراف اتوبان‌ها دستخوش تغییرات بسیار وسیعی شده و از محدوده پارک نیز جدا شده است اما بواسطه نوع بستر گلی و آب‌های گوگردی موجود در آن و پوشش گیاهی پراکنده گیاه گز هنوز دارای مطلوبیت مناسبی برای برخی پرندگان می‌باشد، به طوریکه توسط پرندگانی مانند فلامینگو، حواصیل هندی، آبچلیک پاسرخ، تلیله نوک پهن و چوب پاها بصورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.بوم‌سازگان‌های مرجانی خلیج فارسخليج فارس به علت عمق كم، تبخير زياد و بارندگي كم، همچنين محدود بودن ورودي آب شيرين به آن، شوري بيشتري نسبت به ساير قسمت‌هاي آب اقيانوس هند دارد. در این منطقه آبسنگ‌های مرجانی برای دوره‌ای طولانی دمای بالای آب (بیش از C° 30) را در تابستان و دمای پایین آب (کمتر از C° 16) را در زمستان تحمل می‌کنند. افزایش دما در برخی مناطق مرجانی خلیج فارس همانند خلیج نایبند به C° 34 می‌رسد. میزان شوری از 35% (از آب های ورودی خلیج عمان تا تنگه هرمز) تا بیش از 40% (آب‌های خروجی) متغیر است، اما حداكثر شوری در مناطقی همچون لاگون‌ها و خلیج‌های کم عمق مشاهده می‌شود. بوم‌سازگان‌های مرجانی خلیج فارس در شرایط نامساعدی از نظر میزان شوری، دمای آب و جزر و مد شدید قرار دارند. با بالا و پاین شدن شوری و زیاد شدن دمای آب سطحی دریا، شرایط برای رشد و گسترش مرجان پایین‌تر از حد مطلوب است. این امر منجر شده امروزه بوم‌سازگان‌های مرجانی خلیج فارس مورد توجه محققین قرار گیرند.رویشگاه‌های مانگرو خلیج فارسگیاهان مانگرو به مجموعه درختان و درختچه‌هایی گفته می‌شود که در ناحیه جزر‌و‌مدی، در مناطق گرمسیری و نیمه‌گرمسیری جهان و در بین عرض جغرافیایی 30 درجه شمالی و 30 درجه جنوبی، پراکنش دارند. جنگل‌های مانگرو نسبت به جنگل‌های بارانی دارای ساختار ساده‌تری هستند. آن‌ها فاقد پوشش بوته‌ای زیر درختان اصلی بوده و به طور معمول دارای غنای گونه‌ایی کمتری نسبت به سایر جنگل‌ها در مناطق گرمسیری می‌باشند. مانگروها به طور گسترده در خاک‌های رسی و بسترهای گلی رشد می‌کنند. هر چند ممکن است در مناطقی که دارای رسوبات ماسه‌ایی و یا ترکیب ماسه-گل است، نیز دیده شوند. حدود 70 گونه از گیاهان مانگرو شناسایی شده است که در 124 کشور جهان پراکنش دارند. سطح زیر پوشش جنگل‌های مانگرو در جهان حدود 137760 کیلومتر مربع است که آسیا، آفریقا و آمریکای مرکزی به ترتیب دارای بیش‌ترین سطح پوشش مانگرو‌ها می‌باشند. بیش‌ترین تنوع زیستی مانگروها مربوط به منطقه هند - آرام غربی می‌باشد. حدود 48% از پوشش کل جنگل‌های مانگرو مربوط به پنج کشور (اندونزی، استرالیا، برزیل، نیجریه و مکزیک) است. با این وجود سالانه حدود 2 درصد از سطح پوشش جنگل‌های مانگرو جهان از بین می‌رود.تمرکز ما بر روی گونه حّرا Avicennia marina است. این گونه گیاهی مقاوم به شوری است و در حاشیه جزر و مدی سواحل مناطق گرمسیری و نیمه‌گرمسیری حضور دارند. در میان زیر‌سیستم‌های طبیعی واقع در سواحل، رویشگاه‌های حّرا با دارا بودن ارزش‌های ذاتی در سطوح مختلف بوم‌سازگانی و اجزاء، فراهم کننده طیف وسیعی از خدمات هستند. تخریب و از بین رفتن این رویشگاه‌های منحصر بفرد در طول سه دهه گذشته در سراسر دنیا شدت یافته است، چنانکه تاکنون بیش از 50 درصد آن‌ها دچار تخریب و افت کیفیت شده‌اند و این روند همچنان ادامه دارد. نتیجه مستقیم این تخریب‌ها، از بین رفتن طیف گسترده‌ایی از خدمات بوم‌سازگان‌‌ و ناپایداری جوامع انسانی است. این امر ارائه راهکارهای مدیریتی و برنامه‌ریزی موثر را برای حفاظت و یا احیاء بوم‌سازگان‌های حّرا نشان می‌دهد که به یکی از مهمترین اهداف تصمیم‌سازان و مدیران منابع طبیعی تبدیل شده است. یکی از راه‌های دستیابی به چنین اهدافی، بررسی تغییرات مرز رویشگاه‌های حّرا طی زمان است که می تواند به عنوان یکی از بهترین شاخص‌ها در بررسی پاسخگویی جنگل‌های حّرا نسبت به تغییرات ریخت‌شناسی و پویایی رسوبی سواحل و نیز بررسی میزان آسیب‌پذیری این بوم‌سازگان‌ها نسبت به وقوع تنش‌های اقلیمی استفاده شود. عوامل متعددی همچون تغییر کاربری اراضی، تردد شناورهای سنتی صیادی و تجاری، آلودگی‌های نفتی، حضور گونه‌های بیگانه، برداشت چوب، تهیه ذغال، تکثیر و پرورش میگو و صدف و برداشت علوفه یا سرشاخه خواری توسط گیاهخواران نمونه هایی از تهدیداتی است که جنگل‌های حرّا در گستره جهانی با آن روبرو هستند. به همین منظور حفاظت بیرونی با هدف استقرار این گونه در محلی جدید می‌تواند به حفظ و توسعه این گونه کمک کند. بررسی‌های مرتبط با احیاء زیستی رویشگاه‌های حّرا مبحث جدیدی است و حدود دو دهه قدمت دارد. در این زمینه بهترین استراتژی بازسازی طبیعی بوم‌سازگان‌‌ است. در مورد شرایط وقوع بازسازی طبیعی گزارش شده است که بوم‌سازگان‌ جنگل‌های حّرا در نقاط مختلف جهان می توانند توالی ثانویه موفقیت آمیز را در طول دوره 15 تا 30 سال پس از رخداد تخریب طی کنند. برای بازسازی طبیعی بایستی خصوصیات آب‌شناختی جزر و مدی منطقه نرمال بوده و مختل نشده باشد و همچنین تولید بذر در منطقه یا ورود دانه‌های آب آورده یا دانهال از درختان رویشگاه مجاور وجود داشته باشد.جلبک‌ها و علف‌های دریایی خلیج فارساگرچه علف‌های دریایی و جلبک‌های دریایی از نظر ظاهری شبیه به هم هستند، اما بسیار متفاوت‌اند. علف‌های دریایی گیاهان دریایی گلداری هستند که در بوم‌سازگان‌ دریایی و دهانه رودخانه‌ها رشد می‌کنند و متعلق به گروهی از گیاهان به نام تک لپه‌ای‌ها هستند. جلبک‌ها گیاهانی بدون گل در چرخه زندگی هستند. جلبک دریایی در برخی از خصوصیات با علف‌های دریایی متفاوت هستند. جلبک‌های دریایی در کف دریا دارای اندامی جهت چسبیدن‌اند و مواد مغذی را با انتشار به بدن خود منتقل می‌کنند، در حالی که علف‌های دریایی دارای سیستم اوندی، ریزوم، ریشه، برگ و سیستم انتقال داخلی می باشند و گل و دانه تولید می‌کنند. علف‌های دریایی متعلق به سه خانواده گیاهان تک‌لپه‌ای هستند، که علف‌های دریایی نامیده می‌شوند. این‌ سه خانواده معمولاً علف‌زارهای زیرآبی وسیعی را تشکیل می‌دهند که شبیه مزارع علف‌های خشکی می‌باشند. تقریباً 50 گونه علف دریایی در 12 جنس وجود دارند که از این میان هفت جنس گرمسیری و پنج جنس کم و بیش محدود به آب‌های معتدل هستند. علف‌های دریایی و جلبک‌های دریایی گروه‌های مهمی از تولیدکنندگان در بوم‌سازگان‌های دریایی در سراسر جهان هستند. این ارگانیسم‌ها تولیدکنندگان اولیه حیاتی در محیط‌های دریایی هستند و پیوندهای زنده بین دنیای معدنی و آلی را تشکیل می‌دهند و از فتوسنتز برای تبدیل CO2 و مواد مغذی به زیست توده زنده استفاده می‌کنند.

واکنش فون بنتیک به تغییرات محیط زیست در مقیاس جهانی و منطقه ای

بنتوزها (میکرو، میو و ماکرو بنتوز) گروه جانوری وابسته به بستر منابع آبی بوده که از منطقه بالای جزر و مدی تا اعماق دریا گسترده اند. با این حال اطلاعات ما در باره این گروه عمده و با ارزش دریایی از اطلاعات ما درباره مریخ و ماه کمتر است. حضورشان در اکوسیستم آبی کارکردهایی گوناگونی مانند تجزیه مواد آلی، انجام و پیشبرد چرخه های زیستی مانند نیتروژن و کربن، تهویه رسوبات، حضور در زنجیره غذایی و ... را دارند.در طی قرنها سازگاری با محیط زیست هر گونه سازگاری های مختلفی را با محیط زیست خود داشته، از آن تاثیر پذیرفته و بر آن تاثیر گذاشته اند. در 100 سال گذشته تغییرات کلان و منطقه ای آب و هوا جهانی و همچنین افزایش آلودگی های مختلف دریایی و اقیانوسی زندگی آنها را به مخاطره انداخته است. با توجه به اینکه اغلب گونه های بنتیک توانایی حرکت نداشته و یا توانایی حرکتی کمی دارند، در برابر هر گونه تغییر اکوسیستم آسیب پذیر اند. هدف پنج ساله اینجانب به عنوان متخصص علوم دیایی و بنتوز شناس بررسی واکنش های فون بنتیک به تغییرات محیط زیستی در مقیاس جهانی و منطقه ای و همچنین تغییرات عملکردی آنها خواهد بود. شناخت هر چه بیشتر این بر هم کنش می تواند ما را در ارایه راهکارهای حفاظتی برای آسیب کمتر یاری دهد.

بررسی واکنش های فون بنتیک خط ساحلی و بررسی اثر پذیری آنها از فعالیتهای انسانی

سواحل حد فاصل سه اکوسیستم هوا، آب و خشکی هستند و جانوران ساکن در آن تنوع گونه ای کم و مقاومت بالایی در برابر تغییرات محیطی دارند. همچنین ساکنان این ناحیه از دریا بیشترین برخورد با پیامد فرایندهای انسانی دارند. زمینه پژوهشی دوم اینجانب در پنج سال آتی به عنوان متخصص علوم دیایی و بنتوز شناس بررسی واکنش های فون بنتیک خط ساحلی و بررسی اثر پذیری آنها از فعالیتهای انسانی خواهد بود.

مدلسازی عددی پدیده های اقیانوسی

یکی از روش های مهم در بررسی پدیده های مختلف اقیانوسی، استفاده از مدل سازی عددی است. پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوی در سالیان اخیر داده های اقیانوسی مهمی را در طرح ها و پروژه ها جمع آوری کرده است. این داده ها منبع بسیار خوب و مهمی برای واسنجی و صحت سنجی مدلسازی عددی هستند. بنابراین در این زمینه پژوهشی با روش مدلسازی عددی و استفاده از داده های جمع آوری شده به مطالعه پدیده های مختلف اقیانوس شناسی فیزیکی پرداخته می شود. نتایج حاصل از مدل سازی عددی (هیدرودینامیک) برای ردیابی و نحوه انتشار برخی از آلودگی ها از جمله میکروپلاستیک ها و مواد محلول در آب و با روش LCS استفاده می شود.

بررسی تاثیر تغییرات اقلیمی بر پارامترهای مختلف فیزیک دریا در محدوده¬ی آبهای ایران

تاثیر تغییرات اقلیمی بر روی موارد مختلف در کره زمین در حال رخ دادن است. پارامترها و پدیده های دریایی نیز از این امر مستثنی نبوده و متاثر از تغییرات اقلیمی هستند. این تغییرات در پارامترهای مختلف به صورت مستقیم و غیر مستقیم بر زندگی بشری تاثیر می گذارند. افزایش دمای آب به دلیل گرمایش جهانی نمونه ای از تغییرات در پارامترهای فیزیکی آب است که باعث افزایش تبخیر آب از اقیانوس ها و بوجود آمدن خشک سالی و سیل در قسمت های مختلف دنیا شده است. در این زمینه پژوهشی تاثیر تغییرات اقلیمی بر روی برخی از پارامترها از جمله دمای آب، نحوه گردش عمومی آب، تغییرات شوری و ... مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

تغییر اقلیم و اثر آن بر دریانوردی ایران

امروزه صنعت حمل‌ونقل بیشترین اتکا به سوخت‌های فسیلی را در بین بخش‌های مختلف دارد و 37 درصد از انتشار دی‌اکسید کربن در سال 2021 را به خود اختصاص داده است و سازگاری این بخش در پرداختن به تغییرات آب و هوایی حیاتی است. دریانوردی به عنوان یک جزء مهم از بخش حمل و نقل، به شدت در معرض تأثیرات مستقیم تغییرات آب و هوایی است. افزایش سطح دریا، افزایش دمای سطح دریا، و فراوانی بیشتر حوادث شدید اقلیمی نیاز به تعمیق درک پیوندهای بین اثرات تغییر آب و هوایی و تهدیدات اقلیمی را بیش از پیش پررنگ می نماید. با این حال، این همه‌ی موضوع نیست. تغییرات سیاسی-اجتماعی ناشی از تغییر اقلیم نیز بسیار اهمیت دارد. ابتکار یک کمربند و یک جاده (BRI) توسط چین عمدتاً در مناطق (نیمه) خشک آسیای مرکزی و غربی انجام می شود که در آینده با چالش های زیست محیطی مبرم زیادی روبرو خواهند شد. موقعیت جغرافیایی آسیای مرکزی باعث وابستگی آن به دسترسی به دریاهای آزاد شده است و خلیج فارس نزدیکترین مسیر برای این منطقه است. آینده منطقه تحت تأثیرات مداوم تغییرات اقلیمی، بسته به سیاست‌هایی که اتخاذ می‌شود، می‌تواند به احیای مجدد فعالیت های دریایی در خلیج فارس یا کاهش فعالیت‌های دریانوردی در امتداد سواحل شمالی خلیج فارس شود. چنین تجاربی در متون تاریخی و آرشیوهای زمین‌شناسی ثبت شده است و به همین دلیل، درک تأثیر تغییرات اقلیمی مستلزم ایجاد چشم‌اندازی بلندمدت است. در طول 2500 سال گذشته بنادر عمده خلیج فارس به تدریج به دو جهت شرق و جنوب مهاجرت کرده اند. حرکت بندرها به سمت شرق  در قرون 6 تا 7 پس از میلاد شتاب گرفت. مهاجرت بنادر به سمت جنوب از قرن 12 به طور پیوسته در حال افزایش بوده است. در طول قرن‌های هفتم و پس از آن، بخش‌های وسیعی از اوراسیا تحت تسلط خلافت‌های مسلمانان بود و مرزهای آنها تا مرزهای غربی چین که اخیراً متحد شده بود، می‌رسید. در این دوران، آسیای مرکزی درگیر جنگ بود. در نتیجه این بی ثباتی، مسیرهای زمینی جاده ابریشم به طور فزاینده ای ناامن شد و تجار را بر آن داشت تا تمرکز خود را از تجارت زمینی به تجارت دریایی تغییر دهند. این وضعیت منجر به شکوفایی مسیرهای دریایی در اقیانوس هند شد. از سوی دیگر، در طول قرن دوازدهم و پس از آن، ضعف اقتصادی در بسیاری از مناطق خاورمیانه و در نتیجه تهاجم مغول به شدت برای فعالیت‌های دریایی در خلیج فارس اثر سوء گذاشت و ناپایداری‌های سیاسی-اجتماعی در پس‌کرانه باعث مهاجرت بازرگانان از بنادر سرزمین اصلی به جزایر خلیج فارس و سپس سواحل جنوبی خلیج فارس شد و ادغام ملل مختلف از چین تا خاورمیانه منجر به احیای مجدد مسیرهای تجاری زمینی و کاهش تجارت دریایی شد. این تغییرات ژئوپلیتیکی، همزمان با تغییرات عمده آب و هوایی صورت گرفت. برخی از محققان مهاجرت بنادر را با بلایای طبیعی مانند طغیان رودخانه فرات و دجله، زلزله و سونامی مرتبط می دانند. با این حال، دلیل اصلی این موضوع ناامنی در سرزمین اصلی بود که جرقه آن را تغییرات اقلیمی، خشکسالی‌ها و سیلاب‌ها، و از این قبیل زده بود. در این مطالعه، تأثیر تغییر اقلیم در مناطق خشک با همکاری کشورهای آسیای میانه و تأثیر آن بر تجارت دریایی در خلیج فارس بررسی خواهد شد.

تأثیر طغیان عظیم خلیج فارس در طی هولوسن بر آب و هوای منطقه‌ای

خلیج فارس یک حوضه کم عمق نیمه محصور است که از طریق تنگه باریک هرمز به دریای عرب می پیوندد. این حوضه تغییرات زیست محیطی قابل توجهی را در طول هولوسن به ویژه از نظر سطح دریا، الگوهای بارش و رژیم باد تجربه کرده است. تشکیل خلیج فارس از حدود 15000 سال پیش رخ داد و در حدود 7500 سال پیش به به بالاترین سطح خود رسید. این زمانی است که اولین شواهد باستان شناسی از فرهنگ دریایی و "دریانوردی" در منطقه یافت شده است. علاوه بر نوسانات تراز دریا، در اواسط هولوسن تغییر عمده اقلیمی مهمی رخ داد که موجب شد تا بادهای موسمی تابستانی اقیانوس هند ضعیف شده و سیستم‌های زمستانی غرب وزان بر منطقه تسلط یابند. فرضیه ما این است که شرایط اقیانوس شناسی اواسط هولوسن و تغییرات اقلیمی منطقه‌ای موجب شکل‌گیری دریانوردی در خلیج فارس شد. در این مطالعه، به طور عمده به نحوه شکل‌گیری و تغییرات باد شمال در اثر طغیان خلیج فارس و موقعیت منطقه همگرای جنب حاره‌ای پرداخته خواهد شد. باد شمال  در تابستان به دلیل گرادیان فشار بین یک سیستم پرفشار بر روی شبه جزیره عربستان و یک سیستم حرارتی کم فشار بر روی ایران تشکیل می‌شود. این سیستم های پرفشار و کم فشار و موقعیت منطقه همگرای بین حاره‌ای (ITCZ) بر چگونگی و زمان شروع، دوام و وزش باد شمال تأثیر می گذارد. در زمستان این سیستم عمدتاً توسط سیستم پرفشار سیبری کنترل می‌شود. مطالعات اخیر نشان می دهد که تحت تغییرات آب و هوایی فعلی، سطح آب خلیج فارس سریعتر از میانگین جهانی در حال افزایش است و ITCZ نیز در حال مهاجرت به سمت شمال است. این شرایط در اوایل هولوسن رخ داده است و بررسی این شرایط در اوایل هولوسن می‌تواند به عنوان مشابهی برای تغییرات آب و هوایی آینده به کار آید.

تعیین غلظت فلزات سنگین در رسوبات ساحلی و فرا ساحلی، بافت آبزیان، در موی مصرف کنندگان آبزیان دریایی و میزان فلزات جذب شده بر سطح میکرو پلاستیک ها

تعیین فلزات سنگین به عنوان یکی از مهمترین آلاینده ها، در ماتریکس های مختلف دریایی (آب، رسوب، آبزی و میکروپلاستیک ها) در مناطق ساحلی و فرا ساحلی، به خصوص در اکوسیستم های حساس در برنامه 5 ساله قرار دارد. علاوه بر منشا دریایی شامل آب دریا و رسوبات  بستر دریا، تجمع آلاینده های فلزات سنگین در بافت آبزیان و نیز بر سطوح میکروپلاستیک ها، مسیر ورود این آلاینده های پایدار به بافت آبزیان و نهایتا به بدن انسان است. سمیت و پایداری این آلاینده ها که پس از مواد رادیواکتیو جزو خطرناکترین آلاینده ها محسوب می شوند در حدی است که می تواند در برخی موارد منجر به نقص عضو در کودکان و بروز انواع سرطان در انسان ها شده و همچنین تنوع زیستی را در معرض خطر قرار دهد. این آلاینده ها بجز منابع طبیعی می توانند از فعالیت های انسانی شامل فعالیت های صنعتی، شهری ، کشاورزی و توریسم ناشی  گردند.در شرایط کنونی که جامعه جهانی با کمبود آب مواجه است، استفاده از آبزیان دریایی به عنوان منبع مهم پروتیین بسیار مهم است. چنانچه آبزیان مصرفی آلوده به مواد سمی فلزات سنگین باشند، مصرف آبزیان می تواند یکی از عوامل تجمع فلزات سنگین در بدن انسان و بروز بیماری های مختلف از جمله سرطان گردد. تعییین رژیم غذایی متناسب با میزان فلزات سنگین تجمع یافته در آبزیان می تواند به حفظ بهداشت و سلامت جامعه کمک کند.تجمع آلاینده های مختلف از جمله فلزات سنگین بر سطوح میکروپلاستیک ها نیز مورد تایید قرار گرفته است. فلزات سنگین جذب شده بر سطوح میکروپلاستیک ها همچون سایر آلاینده های آلی پایدار همراه با مواد تغذیه ای وارد بدن آبزیان می شود. متناسب با میزان تجمع میکروپلاستیک ها در محیط دریایی، علاوه بر خطرات ناشی از ورود مواد پلاستیکی و افزودنی های آنها به بدن جانداران که می تواند تنوع زیستی را در مخاطره بیاندازد، این منبع می تواند مسیر مضاعف ورود فلزات سنگین به بدن آبزیان و متعاقبا به بدن انسان باشد.در این مطالعات مناطق پر خطر و نیز میزان خطر اکولوژیکی و انسانی تعیین خواهند شد.

تغییرات اقلیمی و اثرات آن بر سواحل

وقوع تغييرات اقلیمی حتي به صورت جزئي بر تمام اركان زندگي بشر و حيات طبيعي اثرات فاحش و قابل توجهي دارد. ازاين رو بازسازي تغییرات اقلیمی گذشته می تواند اطلاعات ارزشمندي در رابطه با زمان، بزرگی و برنامه ریزی برای آینده در اختیار ما قرار دهد. ازآنجاکه بررسی مستقیم دستگاهی تغییرات اقلیمی و تراز سطح آب دریا تنها براي چند دهۀ گذشته امکان پذیر است، لذا نشانگرهاي این تغییرات در گذشته می تواند درك بهتري از ماهیت تغییرات اقلیمی سده ها و هزاره هاي گذشته و دلایل آن در اختیار ما قرار دهد(IPCC,2014).يكي از روش هاي مطالعه تغييرات اقليمي بررسي رسوبات دریایی ودرياچه ای در نواحی ساحلی است. بيشتر مطالعات انجام شده روي آب و هواي ديرينه ايران شامل درياچه ها بوده است. اما مطالعات مدونی در خصوص تغییرات اقلیمی دیرینه و اثرات زیست محیطی آن خصوصا برجوامع ساحلی انجام نگرفته است. بنابراین با توجه به حساسیت زیست محیطی و همچنین ویژگی های منحصر به فرد این مناطق از جنبه جاذبه های گردشگری و باستانی،پناهگاه حیات وحش و اکولوژی، این زیست بوم های حساس و حفاظت شده سعی می شود تا با بازسازي شرایط اقلیمی-محیطی دیرینه ، شرایط فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی را برمبناي تفسیر اطلاعات ذخیره شده در توالی رسوبات بازسازي نماییم. این دست مطالعات می تواند به سوالات مهمی در زمینۀ شرایط گذشته و حال دریاها و دریاچه ها و پیش بینی شرایط احتمالی آینده را پاسخ گفته و ما را در اتخاذ تصمیمات مدیریتی صحیح یاری نماید.

آلودگی های دریایی و اثرات ان ها

رسوبات دريایی حاوي پيشينه‌اي از شرايط سطحي متغير، مقصد نهایی مواد مشتق شده از خشکی ها و حاصل منابع طبیعی و یا انسان زادی هستند که توسط رودخانه ها، جو، یخچال ها و یا به طور محلی توسط مجاری گرمابی وارد محیط های دریایی می شوند. بنابراین تجزيۀ رسوب، ابزار بسيار مفيدي براي درك تغييرات شرایط ‌محيطي هر منطقه است. مطالعه آلودگی های كه به طور طبيعي طي چرخه هوازدگي، فرسايش، حمل و نقل توسط طبيعت يا به طور غيرطبيعي به واسطه فعاليت‌هاي صنعتي و پس‌آب‌هاي كارخانه‌ها وارد رودخانه‌ها و سپس دريا و اقيانوس مي گردد، مقوله‌اي مهم بوده و با مطالعات ژئوشيميايي اين عناصر مي‌توان حجم ورود و ميزان تمركز آنها در ته نشست‌هاي ساحلي و بستر درياها را تخمين زد . اگر ميزان تمركز پاره‌اي از اين آلودگی ها(فلزی و نفتی و...) از حد مجاز تجاوز نمايد، مي‌تواند موجب آلودگي سواحل و بستر درياها شده و تأثیر مستقیم در زندگی موجودات دریایی و خشکی بر جای گذارد. در طول قرن گذشته ورود رسوبات به رودخانه ها و مصب به خوبی در سراسر جهان ثبت شده است. ورود آلاینده ها به آب های ساحلی نتیجه ای از توسعه سریع صنایع و شهرنشینی بوده است. بنابراین مطالعات ژئوشيميايي رسوبات پيكره هاي آبي مانند رودخانه ها،مصب ها و درياها، مي تواند گام مؤثري براي يافتن منشأ رسوبات، الگوي پراكنش و ارزشيابي محيط زيستي و وضعيت آلاينده ها براي مدت موجود در يك منطقه باشد. با با توجه به اهميت فوق العاده ی دریا های پیرامونی ایران در شمال و جنوب از نظر توسعه اقتصادی، حمل ونقل، گردشگری، آبزی پروری و بوم شناسی و حیات وحش و... مطالعه و پایش این مناطق اهمیت دو چندانی دارد.

بررسی برهمکنش  فصلی توده های آب ، لایه بندی و اختلاط در خلیج فارس، تنگه هرمز و دریای عمان

خلیج فارس منطقه ای کم عمق با  تبخیر زیاد است، که یکی از شورترین آب های جهان در آن شکل بمی گیرد. برای جبران میزان آب تبخیر شده خلیج فارس، توده آبی با شوری کمتر از طریق تنگه هرمز وارد خلیج فارس می شود که به آن توده آب سطحی اقیانوس هند (IOSW) می گویند، آب شور خلیج فارس به دلیل چگالی زیاد تا نزدیکی بستر ته نشین می شود و از نواحی عمیق تنگه هرمز به سمت دریای عمان حرکت می کند. به منظور شناسایی توده های آب موجود در خلیج فارس، تنگه هرمز و دریای عمان و برهمکنشهای فصلی آنها باید با استفاده از دستگاه CTD و جریان سنج اندازه گیری پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آب دریا انجام شود.اطلاع از نحوه شکل گیری، برهمکنش و اختلاط توده های آب می تواند دانش ما را نسبت به پدیده های دیگر فیزیکی، شیمیایی و زیستی افزایش دهد.

مطالعه تغییرات پارامترهای فیزیکی (دما ، شوری و چگالی آب) بر شرایط زیستی خلیج فارس

شوری ، دمای و چگالی آب از ویژگی های مهم فیزیکی آب دریا به شمار می روند. که تغییرات آن با زمان و مکان تعیین کننده شرایط مختلف زیستی در دریا است. دما، شوری به واسطه تاثیر بر روی واکنش های شیمیایی و زیست شیمیایی در ارگانیسم های آبی دارای اهمیت خاصی هستند. با داشتن داده های فیزیکی می توان بسیاری از پدیده های زیستی مانند نحوه گسترش فیتوپلانکتونها در نواحی مختلف خلیج فارس و دریای عمان را پیش بینی و بررسی نمود.

زیست فناوری دریا

گام نخست در مدیریت و بهره برداري پایدار از ذخایر طبیعی آبزیان کشور، شناخت و آگاهی از وضعیت موجود ذخایر ژنتیکی آبزیان در عرصه هاي مختلف آبی در دریاي خزر، خلیج فارس و دریاي عمان و همچنین رودخانه ها، آبگیرها ، دریاچه پشت سدها و آب هاي داخلی کشور می باشد. در سراسر دنیا، حفاظت گونه‌های بوم زاد با داشتن ذخیره ژنتیکی منحصر به فرد و ارزشمند خود مورد توجه بسیار است چرا که اهمیت حفاظت از تنوع زیستی به¬عنوان شاخص مهمی از توسعه¬یافتگی کشورها است، بنابراین به دلیل محدود شدن گونه های بومی در زیستگاه‌های ویژه هر کشور اولویت بیشتری را در مدیریت حفاظت به خود اختصاص می‌دهند. گونه هاي جانوري و سایر آبزیان (فیتوپلانکتون ها و میکروارگانیسم هاي آبزي ) در کشور که قسمت اعظم منابع ژنتیکی کشور را تشکیل می دهند به علت دارا بودن ژن هاي مفیدي که نشانگر وجود صفات ارزنده آنهاست بعنوان مهمترین ثروت ملی و دست افزار در جهت اصلاح و تولید ارقام جدید بمنظور رسیدن به خودکفائی کشاورزي و امنیت ملی مورد استفاده قرار می گیرند.در دهه های اخیر شناخت و حفاظت از تنوع زیستی یکی از اساسی ترین مسائل غالب کشورهای جهان تبدیل شده است. تنوع زیستی دریا در سطوح اکولوژیک و اقتصادی حائز اهمیت است که شامل منابع غذایی، دارویی و شاخصی برای ارزیابی سلامت محیطی و شبکه غذایی می باشد. زیست شناسی مولکولی تحولی شگرف در تحقیقات بوم شناسی پدید آورده است. در طول این مدت استفاده از روش های مولکولی برای شناسایی ژنتیکی موجودات، جمعیت¬ها و گونه¬ها متداول گشته است. تنوع ژنتیکی یکی از سه سطح تنوع‌زیستی پیشنهاد شده توسط سازمان حفاظت جهانی برای برنامه¬های حفاظت ذخایر است. شناخت درست گونه هاي آبزیان در درك نقش هر يك از آن¬ها در اكوسيستم و نوع مديريتي كه بايد براي آنها اعمال شود بسيار مهم است. روش های مولکولی همچون توالی یابی پروتئین و ژن ها می تواند اطلاعات مفیدی را در اختیار قرار دهد.همة موارد فوق دال بر این است که زیست فناوری حرفهای فراوانی در راستای تحول زندگی بشر دارد که مورد غفلت واقع شده است.

میکروبیولوژی دریا

با توجه به شرايط ويژه حاکم بر دريا بخش اعظم ظرفیت های آن ناشناخته و پنهان است. میکروارگانیسم هاي دریایی قادر به تولید دگرگوهره های (متابولیت ها) ثانويه منحصر به فردي هستند که کاربردهای آنها روز به روز وسیع تر و کارامدتر می شوند. در خلال پنج دهه گذشته، بیش از 23000 دگرگوهره دريايی گزارش و سازماندهی شده است که 18 درصد از اين ترکیبات فعال زيستی از منابع باکتريايی به دست می آيند. امروزه يکی از اهداف اصلی زیست فنآوری دريايی يافتن مواد منشاء گرفته از میکروارگانیسم هاي دريايی است که داراي کاربردهاي دارويی مانند ضد سرطان، عفونت و التهاب  هستند. ترکیبات زیست فعال به دو نوع اولیه و ثانویه تقسیم میشوند. ترکیبات زیست فعال اولیه برای رشد موجودات زنده ضروری بوده اما ترکیبات زیست فعال ثانویه برای زندگی موجودات ضروری نبوده و از ترکیبات زیست فعال اولیه به وجود میآیند. بیشتر ترکیبات زیست فعال ثانویه بقا جاندار را موجب میشوند. میکروارگانیسمهای دریایی به صورت آزادزی و یا همزیست با گیاهان و حیوانات دریایی زندگی میکنند و بسیاری از ترکیبات زیست فعال دریایی اغلب توسط میکروارگانیسمهای همزیست تولید میشوند. میکروارگانیسم های همزیت با اسفنج، ریز جلبکها ، باکتریها و قارچهای دریایی از منابع عمده ترکیبات زیست فعال میباشند. ترکیباتی که توسط اسفنجها تولید میشوند شامل: استروئیدها و نوکلئوزیدهای غیر معمول، ترکیبات ضد التهاب مانند کلاتریول و هالی پپتین است. اسیدهای چرب دارای امگا 3، انواع توکسینها، رنگدانهها و استرول ها از ریز جلبکها به دست میآید. باکتریهای دریایی تولید کننده ترکیباتی مانند لوبوفورین، بریوستاتین، ماکرولاکتین، سالین آمید، استئوجنین و آستاگزانتین میباشند. قارچهای دریایی ترکیباتی مانند دندروفیلین، پستالون اسکالوسماید، ارموفیلین و غیره تولید میکنند. ترکیباتی مانند بریوستاتین نیز از بریوزواها به دست میآید. تنوع موجودات و محصولات دریایی در مقایسه با منابع خشکی بسیار بالا بوده و میکروارگانیسمهای دریایی منابع مهم ترکیبات جدید محسوب میشوند. در نتیجه کشف ترکیبات زیست فعال جدید از منابع دریایی ضرورت تحقیق بر روی موجودات دریایی را نشان می‌دهد.مطالعات صورت گرفته  در  خلیج فارس و دریای  عمان، اين مناطق را به عنوان منابع مناسبی از میکروارگانیسم هايی که قادر به تولید ترکیبات فعال زيستی جديد هستند معرفی می کند. از باکتري هاي اين منطقه چندين ترکیب با خاصیت  آنتی بیوتیک، بیوسورفکتانتی و آنزيمی جداشده است؛ با نمونه برداری و مطالعه جامع و کامل که بمنظور شناخت فلور میکروبی و ایجاد بانک اطلاعاتی مرجع انجام می پذیرد، علاوه بر تولید اطلاعات پایه برای پژوهشگران در قالب بانک ژنی فلور خلیج فارس و دریای مکران، می توان اطلس و کلید شناسایی میکروارگانیسم های این دو عرصه آبی را در گام بعدی تهیه نمود.

آلودگی های دریایی با تاکید بر میکروپلاستیک ها و PCBها

میکروپلاستیک ها در چهار دهه گذشته به طور گسترده در طبیعت پراکنده شده¬اند. سالانه 280 میلیون تن انواع پلاستیک در جهان تولید می شود که بیشترین مقدار آن در تولیدات قابل بازیافت به کار برده شده است. فراوانی و گسترش مکانی میکروپلاستیک ها در طبیعت، منجر به نگرانی هایی درباره سمناکی و اثرات مخرب آن ها بر محیط زیست و موجودات زنده شده است. بیشترین نگرانی زیست محیطی در مورد رها شدن میکروپلاستیک ها در محیط زیست شامل بلع آن ها به وسیله گونه های مختلف جانوری و برهمکنش بین میکروپلاستیک ها و سایر انواع آلودگی است. علیرغم مطالعات گسترده در مورد حضور میکروپلاستیک ها در محیط های دریایی دنیا، اطلاعات چندانی در مورد حضور این آلاینده ها در دریاهای پیرامونی ایران وجود ندارد. این برنامه در نظر دارد حضور، فروانی، نوع و منشاء احتمالی میکروپلاستیک های موجود در رسوبات دریایی و ساحلی بخش ایرانی دریای خزر، خلیج فارس و دریای عمان را بررسی نماید.میکروپلاستیک ها همچنین به عنوان نمونه بردارهای غیرفعال (passive samplers) عمل می کنند و آلودگی های آلی پایدار و آب گریز نظیر PCBها را جذب می کنند لذا بررسی غلظت PCBها و ارتباط آن با فراوانی میکروپلاستیک ها می تواند فرضیه مورد نظر را مورد بررسی قرار دهد.

مطالعه اثرات تغییرات اقلیم و عوامل انسانی بر اکوسیستم های ساحلی-دریایی

اقیانوس‌ها نقش مهمی را در تغییرات آب و هوایی و اقلیمی كره زمین دارند. تاثیر اقیانوس‌ها و تغییرات اقلیمی بر یكدیگر متقابل است. به گونه ای که افزایش گاز‌های گل‌خانه‌ای و تغییر اقلیم بر روی این پیكره‌های آبی تاثیرات گوناگونی را در پی داشته است. اثر تغییر اقلیم و پیامدهای حاصل از آن در بوم سازگان‌های دریایی از بزرگترین چالش‌های این قرن است. تغییرات دما، افزایش سطح تراز آب دریا و تغییر شیمی آب دریا اثرات قابل توجهی بر روی تنوع زیستی، عملکرد بوم سازگان و نیز بهره برداری شیلاتی انسان از این منابع دریایی، مهاجرت و امنیت ملی هر کشور دارد. از آنجایی که دانش اقیانوس¬شناسی کشور در زمینه بررسی و شناسایی اثرات تغییر اقلیم بر اکوسیستم ساحلی-دریایی بسیار محدود است، در این برنامه اثرات محتمل تغییرات اقلیمی بر این نواحی بررسی شده‌ و پایه داده ای مناسبی برای آگاهی از وضعیت حاضر و جلوگیری از ورود صدمات جبران ناپذیر و نیز استفاده بهینه از منابع و امکانات موجود فراهم خواهد شد. سپس راه کارهای کاهش اثرات و چگونگی اقدامات سازگار برای مواجه شدن با این تغییرات ارایه می شوند.

اندازه گیری و تعیین آلاینده های شیمیایی در آب و رسوبات دریایی و ارزیابی اثرات آنها بر آبزیان و اکوسیستم منطقه

مناطق دريايي به دليل منابع غنی خود در سراسر دنيا به شدت مورد بهره برداري بي رويه قرار گرفته اند. اين بهره برداري بي رويه در مناطق ساحلي از شدت و حدت بيشتري برخوردار است. مناطق ساحلی نسبت به آلاینده‌هاي محیط زیستی‌، از حساسیت بالایی برخوردارند. رشد و توسعه شهر نشینی، زائدات ناشی از اجتماعات شهری (اعم از فاضلاب، آلودگی های هوا و خاک و زائدات جامد) و آلودگی ناشی از فعالیت های صنعتی و کشاورزی به شدت حیات موجودات و عملکردهای این مناطق حساس را تحت تاثیر قرار داده است.  لذا پایش این مناطق از جمله ابزارهای مدیریتی است که براي حفظ سلامتی منابع آبی باید صورت گیرد.طیف گسترده ای از ترکیبات شیمیایی می توانند از طریق مسیرها و مکانیسم های مختلف به محیط های دریایی نفوذ کنند. پلاستیک ها، مواد شیمیایی مشتق شده از پلاستیک، داروها، آفت کش ها، بی فنیل های پلی کلره (PCB) و هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs)  تنها برخی از نمونه های موجود در فهرست آلاینده های آلی پایدار (POPs)  هستند که در نهایت به سواحل و دریاهای آزاد می رسند. این آلاینده ها، پس از ورود به اقیانوس ها می توانند تا مسیرهای طولانی بسته به ماندگاری، دسترس پذیری زیستی، تحرک و توزیع در بخش‌های مختلف اکوسیستم‌های دریایی (ستون آب، رسوب و جانوران) جابجا شوند و در نتیجه تأثیرات زیادی بر طیف وسیعی از موجودات دریایی حتی در فواصل دور از منبع تولید آنها ایجاد ‌کنند.در طول سال های گذشته، علاقه علمی بسیاری با تمرکز بر اثرات بیولوژیکی بالقوه این آلاینده ها بر موجودات آبزی در سطوح مختلف تغذیه‌ای مشاهده شده است. مطالعات متعدد اثرات مستقیم و غیرمستقیم آلاینده های انسان زاد را بر موجودات دریایی چه در سطح جمعیت فردی، چه جوامع یا کل اکوسیستم نشان داده است.خليج فارس از نظر جغرافياي سياسي، استراتژيک، انرژي و تاريخ و تمدن يک پهنه آبي مهم و حساس در دنيا محسوب مي شود. در حال حاضر، با توجه به توسعه اجتماعی-اقتصادی، این منطقه حساس با چالش های محیط زیستی متعددی روبرو است که کمبود آب شیرین، کاهش شدید منابع در خشکی، کاهش تنوع زیستی در اثر آلودگی ها و استرس های جهانی و صید بی رویه از مهمترین آنها محسوب می شوند. پیش بینی می شود که در سال های آینده روند توسعه و رشد صنعت و گردشگری باعث افزایش فشار و تنش بر این منطقه گردد. با چنین تصویری از آینده به نظر می رسد که تعیین وضعیت و پایش دقیق خلیج فارس جهت ثبت مداوم علایم و شاخص های حیاتی این منطقه حساس برای حفاظت و جلوگیری از ورود صدمات جبران ناپذیر به محیط زیست ارزشمند این منطقه و نیز استفاده بهینه از منابع و امکانات موجود در این پهنه آبی امری ضروری باشد.

مطالعه مخاطرات ناشی از ناپایداری و فرسایش سواحل

نیروی مخرب امواج و جریانات دریایی و نیز هوازدگی فیزیکی و شیمیایی باعث فرسایش پیش رونده سواحل و تغییرات در خط ساحلی شده و در نتیجه تهدیدی برای امنیت تاسیسات و سازه¬های ساحلی در دو سوی خط ساحلی می¬شوند. شناخت و درک فرایندهای فرسایشی در سواحل از مهمترین موضوعات پیش روی محققین است. درک این فرایندها و کمی کردن آنها نقش بسیار تعیین کننده ای در ارزیابی میزان خطر و نحوه مواجهه با آن دارد. در نهایت این دسته از مطالعات پایه و اساسی برای مدیریت سواحل به شمار می روند.  طی دهه های گذشته روشهای مختلفی در جهان برای بررسی کمی تغییرات ناشی از فرایندهای فرسایشی پیشنهاد شده است با این حال در سواحل کشور مطالعات معدود و محدودی در این خصوص انجام شده است. سواحل کشور به خصوص منطقه مکران که انتظار می رود توسعه آن با سرعت و شتاب بیشتری انجام گیرد، با مخاطرات ناشی از ناپداری سواحل به خصوص سواحل سنگی مواجه است که بررسی و مطالعه آن به منظور توسعه پایدار این سواحل اجتناب ناپذیر می نماید.

شناسایی و مطالعه منابع و مخاطرات ناشی از رسوبات بستر دریا با استفاده از روشهای زمین شناسی و ژئوفیزیکی

رسوبات بستر دریا که در اینجا رسوبات نسبتا سست چند صد متر فوقانی بستر دریا مد نظر است، محل تجمع برخی منابع و ذخایر ارزشمند است که انتظار می رود در آینده نه چندان دور مورد استفاده گسترده در سطح جهانی قرار گیرد. از آن جمله در آبهای پیرامونی کشور می توان به گازهای هیدارته در دریای عمان و دریای خزر و نیز ندول های منگنز در دریای عمان اشاره نمود. سرمایه گذاری گسترده ای به منظور شناسایی این گونه منابع توسعه کشور های توسعه یافته جهان طی یک دهه گذشته صورت پذیرفته است. به عنوان نمونه از گازهای هیدارته به عنوان انقلاب سوم در زمینه تامین انرژی بشر پس از کشف نفت و گاز و سپس کشف و امکان بهره برداری شیل های نفتی یاد می شود. منابع بستر دریا به خصوص گازهای هیدارته و گازهای آزاد موجود در رسوبات کم عمق بستر، علاوه بر اینکه از نظر تامین انرژی مورد توجه هستند، از منابع بسیار مهم خطر برای تاسیسات دریایی به شمار می روند. این گونه سیالات پرفشار معمولا با ناپایداری ها و پدیده های مخرب مختلف بستر دریا مانند گل فشانها و زمین لغزش های بستر دریا همراه هستند و حفاری و شمع کوبی در لایه های حاوی این دسته از سیالات، خسارات زیادی به بار می آورد. بنابراین شناسایی و مطالعه این منابع بدون مطالعه و در نظر گرفتن مخاطرات ناشی از آنها مقدور نیست. نکته بسیار مهم دیگری که در مطالعه رسوبات نسبتا کم عمق بستر دریا وجود دارد این است که این رسوبات حاوی اطلاعات بسیار ارزشمندی از گذشته زمین مانند رخدادهای حدی و بزرگ گذشته مانند زلزله های مخرب و تغییرات آب و هوایی هستند که می توانند کلیدی برای پیش بینی و تخمین آینده بوده و از این منظر به کاهش خطرات طبیعی در مقیاس منطقه ای و ملی و حتی جهانی یاری برسانند.

مطالعه هیدروشیمی خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر با تاکید بر شیمی کربن و اکسیژن محلول با رویکرد پایش تاثیر تغییرات جهانی و منطقه ای

اسیدی تر شدن اقیانوس و محیط دریا همزمان با کاهش میزان اکسیژن محلول در اقیانوس و دریا، از جمله چالش هایی است که امروزه اقیانوس و دریا و همه زیستمندان و وابستگان به آن، با آن روبرو هستند. این مشکلات حاصل تغییرات جهانی با منشاء فعالیت های انسانی نظیر مصرف سوخت های فسیلی و نشر کربن دی اکسید، استفاده از کودهای کشاورزی، ورود فاضلاب های شهری و صنعتی به دریا و ... است. مطالعات نشان می دهد که محیط های دریایی اطراف کشور ما (دریای خزر، دریای عمان و خلیج فارس) نیز همگام با اقیانوس و سایر محیط های دریایی زمین تحت تاثیر این پدیده ها قرار گرفته اند. مطالعه و تعیین وضعیت موجود، اولین و مهمترین گام در جهت ارزیابی آثار نامطلوب آن و مدیریت و مقابله با تشدید این ناهنجاری های زیست محیطی و آثار آن در سطوح ملی، منطقه ای و جهانی است. در این برنامه به طور کلی به دو موضوع مهم تغییرات هیدورشیمی آب (بویژه گونه های مرتبط با کربن) و کاهش غلظت اکسیژن در محیط های دریایی خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر پرداخته خواهد شد.

مطالعه آلودگی مواد ضد خزه (آنتی فولینگ) ناشی از استفاده رنگ های دریایی در بدنه شناورها، کشتی ها و سازه های دریایی، در اسکله ها و بنادر جنوبی و شمالی کشور

استفاده از رنگ های دریایی با ویژگی مقاومت در برابر چسبیدن زیستمندان ریز و درشت به بدنه شناورها و تاسیسات دریایی مستلزم استفاده از برخی سموم در ترکیب این رنگ ها است. این سموم که به مواد ضد خزه (antifouling paint booster biocides) معروفند، پس از اعمال بر روی سطوح در معرض آب، رفته رفته به آب دریا و سپس به رسوب و بدن زیستمندان راه می یابند. نیمه عمر برخی از آنها بسیار طولانی بوده و توانایی تغلیظ و ایجاد اثرات نامطلوب زیستی را دارند. برخی دیگر نیز زودتر تجزیه شده و به متابولیت هایی که هنوز سمیت قابل توجهی دارند تبدیل شده و سریع تر در محیط منتشر می شوند. مطالعه و قانون گذاری در خصوص استفاده از مواد ضد خزه در رنگ های دریایی سالها ست که در نقاط مختلف دنیا مانند اروپا آغاز شده و کشورهای مختلف درجات مختلفی از ممنوعیت برخی از این سموم را در شناورهای بزرگ و کوچک اعمال می کنند. با این حال در خلیج فارس تعداد مطالعات انجام شده در مورد آلودگی اسکله ها و بنادر به این سموم انگشت شمار بوده و اطلاعات دقیق و قابل استنادی برای تصمیم گیران و قانون گذاران در زمینه محیط زیست وجود ندارد. ایجاد اطلاعات قابل استناد از وضعیت آلودگی اسکله ها و بنادر جنوبی و شمالی کشور به مواد ضد خزه از اهداف اصلی این برنامه است.

توزیع زمانی- مکانی مواد مغذی و کلروفیل-آ در آب های ساحلی و فراساحلی دریای عمان

وقوع مکرر شکوفایی مضر جلبکی در دو دهه گذشته، گسترش هایپوکسی ساحلی و فراساحلی در برخی دوره های زمانی، و وقوع پدیده های نیترات زدایی و تثبیت نیتروژنی بیولوژیکی، تقاضاهای محلی و منطقه‌ای جهت برسی تغییرات زمانی-مکانی پارامترهای هیدروشیمی به ویژه مواد مغذی و کلروفیل-آ در دریای عمان را افزایش داده است. ویژگی های ذکر شده در کنار تاثیرپذیری از مانسون و وقوع طوفان های گرد و غبار، این پهنه آبی را دارای این پتانسیل می کند که به عنوان شاخص حساس تغییر اقلیم جهانی در مقیاس اقیانوسی در نظر گرفته شود.با جلب توجه بیشتر به پروژه توسعه سواحل مکران که فصل مشترک برنامه توسعه پایدار دریار محور و اقتصاد مقاومتی است، سرمایه گذاری های لازم در بخش های زیربنایی و توسعه امکانات و تجهیزات پیشرفته رو به افزایش است. گسترش صنایع حساس آبزی پروری در قفس و شیرین سازی آب دریا طی سال های اخیر در منطقه، درک بیشتر از هیدروشیمی آب در ارتباط با شرایط اکوسیستم های دریایی و شناخت فرصت ها و تهدیدهای ممکن را بیش از پیش کرده است. به ویژه در مکان یابی محل احداث و استقرار این صنایع، تغییرات زمانی-مکانی مقادیر مواد مغذی و هم چنین کلروفیل-آ به عنوان معیاری از بهره وری اولیه حائز اهمیت است هم چنانکه در طی شکوفایی جلبکی گونه های مضر فیتوپلانکتونی، این صنایع بسیار آسیب پذیر خواهند بود.  هم چنین با افزایش تنش آبی در کشور و مطرح شدن بحث شیرین سازی آب های دریای عمان مباحث فنی-اقتصادی در مورد استفاده از پتانسیل آب های عمیق دریای عمان بیش از پیش مطرح شده است. این آب های عمیق علاوه بر کمتر بودن شوری آنها، زی توده پلانکتونی بسیار کمتری دارند و از این رو ذرات معلق و ماده آلی معلق کمتری نیز دارند. با این حال مطابق نتایج این مطالعه مقادیر نیترات، سیلیکات و فسفات آنها نسبت به آب های سطحی بیشتر است.

بیوژئوشیمی ذرات معلق در ستون آب  در آب های ساحلی و فراساحلی دریای عمان و خلیج فارس

مطالعات در مورد ترکیب و بیوژئوشیمی ذرات معلق در محیط های دریایی و اقیانوسی، به دلیل مشکلات مربوط به نمونه برداری و هم-چنین مقادیر پایین عناصر که نیاز به  فیلتر کردن حجم بالایی از آب و استفاده از روش های حساس تجزیه ای دارد، با محدودیت هایی روبرو بوده است. انتقال مواد مغذی اصلی  (C, N, Si, P)  و ریز مقدار (یون های فلزی از جمله  Fe) توسط رواناب ها و ذرات گرد و غبار می تواند بر تولید اولیه و تعیین سطح تروفی در این نواحی تاثیرگذار باشد. افزایش سطح مواد مغذی در يك منطقه مي تواند باعث پيدايش شكوفايي جلبكي در آن ناحیه شده و جمعيت آبزيان ‏منطقه را دستخوش تغيير کند. تجمع ذرات در ‏يك منطقه باعث كاهش نفوذ نور به اعماق شده و فرآيند توليد اوليه كه بر فتوسنتز استوار است را با كندي مواجه مي كند، ‏اين امر به زنجيره غذايي آبزيان لطمه وارد كرده و در نتيجه بر صنايع غذايي و اقتصاد منطقه اثر منفي خواهد گذاشت.علیرغم اهمیت خلیج فارس و دریای عمان مطالعات میدانی درمورد بررسی بار ذرات معلق به چند مورد محدود بوده است. مطالعه پویایی عناصر کم مقدار و هم چنین عناصر با اهمیت بیولوزیکی مانند نیتروژن و فسفر  در ذرات معلق و ارتباط آن با عوامل محیطی به درک عمیق تر از  تاثیر  تغییرات شرایط اقلیمی بر اکوسیستم های این ناحیه کمک خواهد کرد.

پایش جوامع فیتوپلانکتونی و بررسی پدیده شکوفایی جلبکی در خلیج‌فارس و دریای عمان و ارتباط آن‌ها با پارامترهای محیطی

فیتوپلانکتون‌ها، تولیدکنندگان اولیه در محیط دریا هستند و بهترین گزینه برای مطالعات با هدف درک بهتر اکوسیستم و دینامیک شبکه غذایی در یک اکوسیستم می‌باشند. علیرغم اهمیت این موضوع، دانش اندک ما درباره تولیدکنندگان اولیه (فیتوپلانکتون‌ها) درک دقیق از تولید زیستی، تنوع زیستی و توالی زنجیره غذایی را به طور کمی و کیفی در منطقه محدود می‌کند.گزارش گونه‌های فیتوپلانکتون ساکن در خلیج فارس و دریای عمان به دهه ۱۹۳۰ باز می‌گردد زمانی که تنها چند گونه دینوفلاژله گزارش شده است. از سال 2000 میلادی تاکنون مطالعات متعددی درباره شناسایی و تنوع زیستی فیتوپلانکتون‌ها در شمال غرب خلیج فارس، ایران، در امتداد سواحل عربستان سعودی، قطر، بخش مرکزی خلیج‌فارس و آب‌های ساحلی عمان انجام شده‌است. با این‌حال، علیرغم مطالعات متعددی که درباره فیتوپلانکتون‌های خلیج‌فارس و دریای عمان انجام شده است، نتایج منتشرشده در ارائه یک تصویر کلی از فراوانی و ترکیب‌گونه‌ای فیتوپلانکتون‌ها در سراسر خلیج‌فارس و دریای عمان ناتوان است. اکثر مطالعات ماهیت موردی و تصادفی دارند و از نظر جغرافیایی بسیار محدود می‌باشند. همچنین تنها تعداد اندکی مطالعه در مورد ارتباط بین جوامع فیتوپلانکتونی و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی آب در خلیج‌فارس منتشر شده است. به علاوه، گزارش متغیرهای محیطی در مطالعات مختلف با یکدیگر تفاوت دارد که این مسئله نتیجه‌گیری درباره نوع ارتباط فیتوپلانکتون‌ها با متغیرهای محیطی در منطقه خلیج‌فارس را دشوار کرده است. به طور کلی، دانش اندک ما درباره تولیدکنندگان اولیه (فیتوپلانکتون‌ها) درک دقیق از تولید زیستی، تنوع زیستی و توالی زنجیره غذایی را به طور کمی و کیفی در منطقه محدود می‌کند.در این برنامه با استفاده از نمونه‌های گشت‌های فراساحلی کاوشگر خلیج‌فارس و نمونه‌های طرح کلان پایش ساحلی تنوع زیستی، تنوع عملکردی، فراوانی و پراکنش مکانی فیتوپلانکتون‌ها به صورت جامع مورد بررسی قرار خواهد گرفت. به علاوه سعی می‌شود پس از جمع‌آوری داده‌های حاصل از شناسایی و تعیین تراکم فیتوپلانکتون‌ها در فصول مختلف، با استفاده از داده‌های پارامترهای محیطی به بررسی بوم‌شناسی و مدل‌سازی جوامع فیتوپلانکتونی پرداخته شود.

مطالعه دیاتوم‌های کفزی در بستر خلیج فارس

نتایج مطالعات گذشته در خلیج فارس و آب‌های ساحلی در پژوهشگاه اقیانوس‌شناسی نشان می‌دهد که در آب‌های ساحلی و بخشی از آب فراساحلی (ایستگاه های کم عمق) دیاتوم‌های کفزی به فراوانی حضور دارند. معمولا اینگونه دیاتوم‌ها با برهم خوردن سطح بستر توسط جریانات آب در ستون آب معلق می‌شوند و به آن‌ها تیکوپلانکتون گفته می‌شوند. به‌طور معمول در اکوسیستم‌های ساحلی، دیاتوم‌های دریایی به طور گسترده مورد مطالعه قرار می‌گیرند، اما همتایان کفزی دریایی آن‌ها، به دلیل دسترسی دشوارتر کمتر مورد مطالعه قرار می‌گیرند و اغلب نادیده گرفته شده‌اند. از آنجاییکه بخش عمده تولید اولیه در خلیج‌فارس در بستر صورت می‌گیرد و توالی‌های فصلی این جوامع با جوامع فیتوپلانکتونی در ستون آب متفاوت است بنابراین ارزیابی جوامع دیاتوم‌های کفزی در مطالعه‌ای جداگانه برای درک بهتر تولید اولیه و زنجیره غذایی ضروری است.

بررسی و ارزیابی آلودگی‌های نوپدید از قبیل میکروپلاستیک‌ها در محیط‌های دریایی

در حال حاضر، پلاستیک ها بخش عمده‌ای از زباله های دریایی می‌باشند. تقاضای سالانه‌ی پلاستیک‌ها در جهان به طور پیوسته رو به افزایش است. این مواد به واسطه‌ی دارا بودن ویژگی¬هایی از جمله سبکی، محکمی و شفافیت بالقوه¬ی خود دارای کاربردهای فراوانی می‌باشند. میزان تولید سالیانه پلاستیک در دنیا بیش از 300 میلیون تن گزارش شده است که 10٪ از این پلاستیک‌های تولید شده در نهایت به اقیانوس‌ها وارد می‌شوند، جایی که ممکن است برای همیشه باقی بمانند و انباشته شوند. تخمین زده می‌شود که %80-60‌ باقیمانده‌های دریایی را پلاستیک‌ها تشکیل می‌دهند که در رسوبات سواحل ، آب دریاو حتی عمق دریا انباشته شده است. امروزه، پلاستیک‌ها به دلیل استفاده بیش از حد، فراوانی بالا، ماندگاری و پتانسیل سمیت بالا، تهدید بزرگی برای محیط زیست محسوب می شوند. میکروپلاستیک‌های دریایی نه تنها ایمنی فعالیت‌های دریایی، بلکه بهداشت و سلامت اکوسیستم را نیز تهدید می‌کنن و نگرانی‌های قابل توجه آن به دلیل پایداری بالای آن‌ها در محیط می‌باشد.با توجه به اهمیت محیطهای دریایی، ارزیابی الاینده‌های نوپدید مانند آلودگی میکروپلاستیک‌ها ضروری می‌باشد تا در صورت بالا بودن آلودگی، نهادهای مربوطه در کنترل این آلاینده و یا جلوگیری از افزایش آن تدابیر لازم را اتخاذ کنند.

ژئوشیمی و بررسی غلظت فرم‌های مختلف فسفر و قابلیت دسترسی زیستی آنها در محیط‌های دریایی

فسفر (P) یک عنصر ضروری برای همه ارگانیسم ها بوده و قابلیت دسترسی فسفر می‌تواند میزان تولیدات اولیه در اکوسیستم‌های آبی را تحت تأثیر قرار دهد. به عنوان منبع داخلی، فسفر آزاد شده از رسوب ممکن است سطح بالایی از غلظت در مقایسه با منابع خارجی مانند نزولات جوی، فاضلاب های کشاورزی و تخلیه پساب فاضلاب باشد. از آنجایی‌که فسفر نقش مهمي در بازدهي بيولوژيكي مواد ايفا مي‌كند و همچنین فراوانی این ماده مغذی منجر به ایجاد شکوفایی می‌شود، موضوع چرخه فسفر در محیط‌های آبی طی چند دهه‌ی اخیر اهمیت بالایی پیدا کرده است. همچنین فسفر به فرم ارتوفسفات، نقش کلیدی در فتوسنتز ایفا می‌کند. میزان دسترسی به فسفر در سیستم‌های دریایی شدیداً می‌تواند بر روی چرخه کربن در دریا و جداسازی کربن دی اکسید اتمسفری و در نتیجه بر روی میزان فتوسنتز در اقیانوس، توزیع گونه‌ها و نیز ساختار اکوسیستم تاثیرگذار باشد. به همین دلیل در برخی محیط‌های دریایی میزان دسترسی به فسفر، به عنوان ماده مغذی ضروری که فتوسنتز را محدود می‌کند، در نظر گرفته می‌شود. به‌طوریکه طی دهه‌های گذشته انتقال محدودکنندگی نیتروژن به محدودکنندگی فسفر در مناطق نیمه گرمسیری اقیانوس آرام شمالی رخ داده است. یکی از مهمترین عوامل تعیین کننده فسفر در آب دریا، انتشار فسفر از رسوب‌ها می‌باشد. اینگونه انتشار می‌تواند تاثیر قابل توجهی بر روی کیفیت آب گذاشته و منجر به ادامه غنی شدن مواد مغذی آب گردد و به عبارت دیگر، رسوبات نقش مهمی در پویایی ماده مغذی در سیستم‌های دریایی ایفا می‌کنند. با این حال، همه فرم‌های فسفر نمی‌توانند از رسوب منتشر شده و منجر به انباشتگی مواد مغذی آب گردند. بنابراین، برای ارزیابی خطر غنی شدن مواد مغذی آب در سیستم‌های آبی، لازم است که نه تنها مقدار کل فسفر در رسوب‌ها، بلکه محتویات بخش‌های مختلف شیمیایی فسفر مورد سنجش قرار گیرد. بنابراین مطالعه بر روي مقدار و اشكال مختلف فسفر در اكوسيستم‌هاي آبي برای مشخص شدن جزئيات بيشتري درباره چرخه بيوشيميايي آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد.

بررسی تغییرات اقلیمی فلات ایران طی چندهزار سال گذشته

طی چند هزار سال گذشته تغییرات اقلیمی طبیعی حاصل از تغییرات مداری زمین به نحوی بوده که موجب گرم تر شدن دمای میانگین فلات ایران به خصوص در ماه های سرد سال شده است. در سال های اخیر شتاب گرفتن روند گرمایش جهانی به شدت این گرم شدن افزوده است. مطالعات محققین نشان می دهد روند گرم شدن به خصوص در ماه های سرد سال موجب کاهش بارندگی و ایجاد خشکسالی در فلات ایران خواهد شد. اما روند این تغییرات در نواحی مختلف فلات ایران از شمال تا جنوب و تاثیرات محیطی آن دقیقاً مشخص نیست. در این سلسله پژوهش سعی بر این خواهد بود تغییرات اقلیمی و پیامدهای آن بر محیط زیست و فعالیت های انسانی از گذشته تا حال آن از شمال تا جنوب فلات ایران بررسی گردد تا به کمک آن بتوان دورنمای این تغییرات را در آینده بررسی نمود. برای ین کار از مغزه های رسوبی دریایی و دریاچه ای و همچنین توالی های رسوبی رودخانه ای و... در شمال و جنوب ایران استفاده خواهد شد.

بررسی تغییرات زمانی-مکانی گردوغبار در فلات ایران

با توجه به روند فزایندۀ گرمایش طبیعی و انسانی جهانی افزایش شدت توفان های گردوغبار و اثرات ان ها بر روی محیط های طبیعی و انسانی بسیار افزایش نشان می دهد. در این بخش از مطالعات تا روند تغییرات زمانی میزان گردوغبار ناشی از روند خشکی زمین در نواحی مختلف فلات ایران بررسی گردد. برای این کار دستگاه های برداشت نمونه گردوغبار در نواحی مختلف فلات ایران نصب خواهد گردید تا میزان ته نشست گردوغبار و شیمی آن در سال های مختلف و فصول مختلف سال مورد بررسی قرار گیرد.