TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG
TRUNG TÂM QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG Chuyên đề
TỔNG QUAN CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC ÁP DỤNG CÁC
CHỈ THỊ SINH HỌC PHỤC VỤ QUAN TRẮC
MÔI TRƯỜNG NƯỚC “TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC,
CÁC CHỈ THỊ SINH HỌC ĐẶC TRƯNG
CHO MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHẢY” Người thực hiện: Trần Kim Tĩnh

thị sinh học cho sự thay đổi môi trường”.
Cùng với quá trình phát triển kinh tế, chất lượng nước cũng đang ngày càng bị
suy giảm và ô nhiễm. Mức độ ô nhiễm được đánh giá thông qua sinh vật chỉ thị. Sự
thay đổi của các điều kiện môi trường có ảnh hưởng tới thành phần động thực vật
trong quần xã và khi đó một trong những loài động thực vật đặc trưng cho môi trường
nước tại một khu vực bất kỳ sẽ là sinh vật chỉ thị (hay còn gọi là chỉ thị sinh học) cho
mức độ ô nhiễm chất lượng nước của khu vực.
Vì vậy việc xây dựng báo cáo t
ổng quan về chỉ thị sinh học và các chỉ thị sinh
học đặc trưng cho môi trường nước và nước chảy sẽ giúp ta hiểu rõ hơn bản chất về
chỉ thị sinh học, các đặc tính cũng như việc vận dụng chúng trong thực tiễn, đặc biệt là
ứng dụng trong đánh giá mức độ ô nhiễm của môi trường nước thông qua các chỉ thị
sinh học đặc trưng của từng môi tr
ường nước.

2
I. TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC
I.1. Chỉ thị sinh học (biological indicators)
Chỉ thị sinh học gồm các sinh vật được sử dụng để quan trắc chất lượng môi
trường và hệ sinh thái. Chúng có thể là một loài hoặc nhóm loài mà các chỉ số về chức
năng, mật độ và sự tồn tại của chúng được sử dụng để xác định tính nguyên vẹn của
môi trường và h
ệ sinh thái. Ví dụ như nhóm động vật thân giáp và những loài giáp xác
nhỏ khác là đại diện cho nhiều môi trường nước khác nhau. Các loài sinh vật được
dùng quan trắc sự thay đổi (hoá sinh, vật lý hoặc các xáo trộn khác) có thể chỉ thị cho
một vấn đề trong phạm vi giới hạn của hệ sinh thái đó.
Các chỉ thị sinh học có thể cho chúng ta thấy các ảnh hưởng tích luỹ của mức
độ ô nhiễm khác nhau của các hệ sinh thái và vấn đề này có thể
xuất hiện trong bao lâu
khi các biện pháp hoá học và vật lý không thể đánh giá được.

trên mặt đất. Khảo sát trên số lượng lớn cho thấy vi sinh vật dễ thu thập hơn các loài
động vật khác. Một số vi sinh vật sinh ra những protein mới khi trong môi trường ô
nhiễm cadimium hay benzen. Những protein đặc biệt này dùng như hệ thống cảnh báo
sớm để phát hiện những mức độ ô nhiễm thấp.
Nh
ững CTSH này hoạt động như thế nào?
Những thay đổi về sinh lý và thích ứng đặc biệt của sinh vật chỉ thị (SINH
VậTCT) dùng phát hiện những thay đổi về chất lượng môi trường. Những thay đổi
khác nhau giữa cơ thể này với cơ thể khác. Việc sử dụng các sinh vật như SINH
VậTCT liên quan nhiều khoa học khác. Di truyền học bảo tồn động vật hoang dã là 1
ví dụ các phương pháp truyền th
ống có thể được kết hợp với công nghệ sinh học
(CNSH) nhanh như thế nào để mang lại kết quả chính xác, và thu thập thông tin không
có từ các phương pháp thường. Bảo tồn vốn gen động vật hoang dã kết hợp với khảo
sát truyền thống các quần thể động vật hoang dã, như Gấu trúc, với các nguyên tắc
khoa học trong di truyền học để mang lại thông tin về chất lượng hệ sinh thái.
Sự thay đổi v
ề quần thể và cách thích ứng ở 1 loài được các nhà khoa học quan
sát thấy nhưng, những sự thay đổi về sinh lý cần phải dùng đến các kiểm tra đặc biệt.
Các xét nghiệm sinh học cần có các mẫu sinh vật để phát hiện những thay đổi của môi
trường. Những kiểm tra này có thể dùng để đảm bảo độ an toàn của nước uống hoặc
đảm bảo chất lượng dòng sông. Trong tương lai, khoa học tìm ra các phương thức m
ới
để dùng vi sinh vật, lúc đó sẽ mở rộng các thử nghiệm đối với đất và không khí.
Đặc tính của các chỉ thị sinh học
Không phải mọi loài sinh vật đều có thể sử dụng làm sinh vật chỉ thị. Craston
và cộng sự (1996) đã đánh giá các loài có thể được sử dụng làm chỉ thị sinh học thông
qua 11 tiêu chí sau:
• Dễ thu mẫu;
• Chi phí/ha;

môi trường.
(Nguồn: Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh, Nguyễn Quốc Việt, 2007, Chỉ thị
sinh học môi trường, NXB Giáo dục)
I.2. Sinh vật chỉ thị (bioindicators)
Sinh vật chỉ thị là những sinh vật có yêu cầu nhất định về điều kiện sinh thái liên
quan đến nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng oxy, cũng như khả nă
ng chống chịu một hàm
lượng nhất định các yếu tố độc hại trong môi trường sống và khi đó sự hiện diện của
chúng biểu thị một tình trạng điều kiện sinh thái của môi trường sống nằm trong giới
hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của đối tượng sinh vật đó.
Như vậy, sinh vật chỉ thị được hiểu là sinh vậ
t chỉ được phát hiện trong một môi
trường có mức ô nhiễm nhất định. Nhưng quan trọng nó phải đặc trưng, không xuất
hiện trong "ngưỡng" ô nhiễm khác. Nhìn chung sinh vật chỉ thị thường được dùng là
các loại dễ thay đổi về thành phần loài và mật độ cá thể khi môi trường có sự thay đổi.

5
Bioindicators là những sinh vật như địa y, vi khuẩn, được dùng để quan trắc
chất lượng môi trường. Những sinh vật được đánh giá sự thay đổi có thể chỉ ra những
vấn đề của hệ sinh thái chúng, biểu hiện bằng những thay đổi về hóa học, vật lý, thích
ứng của chúng.
Đặc điểm cơ bản của sinh vật chỉ thị (bioindication)
Tính chỉ thị môi trường của sinh vật dự
a trên khả năng chống chịu của sinh vật
với yếu tố vô sinh của môi trường sống, trong tác động tổng hợp của chúng. Do vậy,
muốn sử dụng một loài sinh vật làm chỉ thị, cần hiểu biết đầy đủ về đặc tính sinh thái
của loài, các điều kiện môi trường sống đối với loài đó.
Tính chỉ thị môi trường của sinh vật được thể hiện
ở các bậc khác nhau: cá thể,
quần thể, nhóm loài và quần xã;

1 chỉ thị sinh học có thể cho thấy tín hiệu phân tử của chính nó như là 1 công cụ để
đánh giá tình trạng sinh lý của 1 cơ thể. Chỉ thị sinh học càng ngày càng phổ biến hơn
trong sinh y để phát hiện ra những sự thay đổi sinh lý với 1 cơ thể thấy ở vết thương
hay bệnh tật. Thật hữu ích khi phản ứng là mức độ thay đổi trong những điều kiện môi
trường như
hóa học, nhiệt độ, giảm sức chịu đựng hay chấn thương… nhưng chúng
chắc hẳn luôn luôn là kết luận đáng tin cậy và biểu thị tình trạng của tế bào hay cơ thể
Theo quan điểm hiện nay, dấu hiệu sinh học là những thể hiện của sự phản ứng
sinh học của sinh vật đối với tác động lý hoá học của chất ô nhiễm trong môi trường.
Dấu hi
ệu sinh học có 2 loại chính: dấu hiệu sinh lý-sinh hoá và dấu hiệu sinh thái.
Dấu hiệu sinh lý-sinh hoá: là dấu hiệu dễ nhận thấy và có giá trị nhất là các
chỉ số liên quan tới khả năng sống sót, sự sinh trưởng của cá thể (chỉ số ăn mồi, tiêu
hoá, hô hấp), sự sinh sản của quần thể (sinh trưởng, tỷ lệ sống của ấu trùng),.
Dấu hiệu sinh thái: thể hiện sự biế
n đổi của cấu trúc quần thể hoặc quần xã dưới tác
động của chất ô nhiễm. Có nhiều chỉ số được dùng để đánh giá sự biến đổi này:
- Chỉ số thiếu hụt số loài: được xác định trong trường hợp có số liệu khảo sát
định kỳ về thành phần loài có trong một khu sinh cư. Sự thiếu hụt loài này có thể kéo
theo sự thiếu hụt loài khác. Thường người ta chú ý
đến các loài có số lượng nhiều, dễ
thu mẫu, dễ quan sát, tránh các loài hiếm gặp, có thể thiếu hụt do sai sót trong kỹ thuật
thu mẫu.
- Chỉ số đa dạng sinh học: là chỉ số mang tính chất tổng hợp số lượng loài và số
cá thể vào một giá trị chung, để đơn giản hoá sự phức tạp của cấu trúc quần xã sinh
vật. Có rất nhiều loại chỉ số đa d
ạng sinh học do các tác giả khác nhau đưa ra, song
thường có sự tương quan giữa các loại chỉ số đa dạng khác nhau khi tính toán cùng
một cơ sở dữ liệu.
Chỉ số này đánh giá 3 mặt của cấu trúc quần xã: về số lượng loài (độ phong

tập tính, tổ chức tế bào của cá thể sinh vật chỉ thị.
II. CHỈ THỊ SINH HỌC ĐẶC TRƯNG CHO MÔI TRƯỜNG N
ƯỚC
II.1. Sinh vật chỉ thị
II.1. 1. Chỉ thị loài sinh vật
Loài sinh vật chỉ thị môi trường là loài phải có đặc tính rất nhạy cảm (sensitive)
với môi trường hoặc rất có khả năng chống chịu (tolerant) với môi trường, hoặc có khả
năng tích luỹ các độc tố trong cơ thể. Những loài này vắng mặt hoặc có mặt, có những
biến đổi về hình thái, số lượng, sinh lý, tập tính, hoặc đượ
c phân tích hàm lượng một
số độc tố trong mô cơ thể, được xem xét để đánh giá chất lượng môi trường nước ở đó.
Các loài có khả năng chống chịu như muỗi lắc (Chironomus riparins), giun ít tơ
(Tubifex tubifex, Limnodrilus hoffmeisteri) thường được xem là loài chỉ thị cho nước bị
ô nhiễm hữu cơ. Hầu hết ấu trùng của các loài côn trùng cánh úp (Plecoptera) được
xem là các loài chỉ thị cho môi trường nước sạch (thường ở các suố
i sạch đầu nguồn).
Nhiều loài thuỷ sinh vật có khả năng tích tụ các muối kim loại trong cơ thể
chúng rất cao, cao hơn nhiều so với các chất này có trong môi trường nước. Các loài
động vật thân mềm có khả năng tích tụ các muối Co, Cd, Cu, sứa có khả năng tích luỹ
muối Zn, trùng phóng xạ có khả năng tích tụ Sr. Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu đã
cho thấy các nhóm thực vật thuỷ sinh bậc cao có bộ rễ chùm trong tầng n
ước như các
loài bèo, thực vật ngập trong nước có bộ rễ trong lớp trầm tích đáy rất có khả năng hấp
thụ nhiều nhóm kim loại nặng có trong nước và trầm tích đáy. Chính nhờ khả năng

8
này, nhiều nhóm thực vật bậc cao kể trên, đặc biệt loài bèo Nhật bản (lục bình) được
sử dụng để làm sạch nước.
Các chất phóng xạ cũng có thể được các thuỷ sinh vật tích luỹ trong cơ thể suốt
thời gian sống, khi chết, lắng xuống đáy sẽ bị đất hấp thụ, không trở lại môi trường

thì nó có thể có từ môi trường. ô nhiễm phân thì không thể. Tuy nhiên, nếu ô nhiễm
môi trường có thể lan ra hệ thống, đó có thể là cách cho m
ầm bệnh lan ra hệ thống. vì
vậy, việc tìm ra nguồn gốc và giải quyết vấn đề là rất quan trọng.
VK coliform phân là nhóm nhỏ trong coliform tổng số. chúng xuất hiện với số
lượng lớn ở ruột và phân người, động vật. sự xuất hiện của coliform phân trong mẫu

9
nước uống thường cho thấy sự ô nhiễm phân, có nghĩa rằng có nguồn mầm bệnh nguy
hiểm lớn xuất hiện khi phát hiện có coliform tổng.
E. coli là nhóm nhỏ trong nhóm coliform phân. Hầu hết VK E. coli đều không
có hại và được tìm thấy với số lượng lớn trogn ruột người và động vật máu nóng. Tuy
nhiên, 1 vài loài có thể gây bệnh. sự hiện diện của E. coli trong mẫu nước cho thấy sự
ô nhiễm phân, có nghĩa ở đó có m
ức nguy hiểm lớn của mầm bệnh. 1 chú ý với E. coli:
sự bùng nổ E. coli bao phủ 1 vùng. Phần lớn sự bao phủ gây ra do 1 chuỗi VK E. coli
gọi là E. coli O157:H7. Khi mẫu nước được thông báo rằng có E.coli không có nghĩa
rằng có sự nguy hiểm và thực tế, nó có thể không xuất hiện. tuy nhiên, nó chỉ ra sự ô
nhiễm thời gian gần đây.
Nhóm vi khuẩn coliform chủ yếu bao gồm các giống như Citrobacter,
Enterobacter, Escherichia, Klebsiella và cả Fecal. Chỉ tiêu tổng coliform không thích
hợp để làm chỉ tiêu chỉ thị cho việc nhiễm bẩn nguồn nước bởi phân. Tuy nhiên việc
xác định số lượng Fecal coliform có thể sai lệch do có một số vi sinh vật (không có
nguồn gốc từ phân) có thể phát triển ở nhiệt độ 44oC. Do đó số lượng E. coli được coi
là một chỉ tiêu thích hợp nhất cho việc quản lý nguồn nước.
Fecal streptococci: nhóm này bao gồ
m các vi khuẩn chủ yếu sống trong đường
ruột của động vật như Streptococcus bovis và S. equinus; một số loài có phân bố rộng
hơn hiện diện cả trong đường ruột của người và động vật như S.faecalis và S.faecium
hoặc có 2 biotype (S. faecalis và liquefaciens và loại S.faecalis có khả năng thủy phân

người ta thường dùng chỉ tiêu E. coli hoặc Tổng Coliform để xác định chất lượng các
loại nước thải. Số lượng coliform hay E. coli được biểu diễn b
ằng số khả hữu MPN
(Most Probable Number).
Đôi khi chúng ta cần phải xác định là nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân người
hay phân gia súc để có những biện pháp quản lý thích hợp. Khi đó người ta thường sử
dụng tỉ lệ Fecal coliform trên Fecal streptococci.
Tảo Chlorella sinh trưởng tốt trong các nguồn nước thải đã được nghiên cứu
trong giải COD dao động từ 200-700 mg/l. Trong các nghiên cứu tảo Chlorella phát
triển tốt nhấ
t trong nước thải sinh hoạt với giải COD từ 200-400 mg/l, sinh khối đạt
400-1000mg tảo khô/sau 5-6 ngày. Tảo Chlorella thể hiện khả năng phân hủy COD và
BOD rất cao đối với nước thải sinh hoạt trong điều kiện nuôi trong các bể ở điều kiện
phòng thí nghiệm, COD giảm 84%, BOD giảm 90%. Tảo Chlorella có khả năng loại
bỏ N-NH4+, PO43-của nước thải sinh hoạt rất cao. Giá trị các chỉ số này trong nước
sau xử
lý đạt TCVN 5942-1995 về nước mặt trong những thí nghiệm trong phòng thí
nghiệm. N-NH4+ giảm 99% ,PO43- giảm 98%. Tảo Chlorella có khả năng hấp thụ Cu
và Zn trong môi trường nước thải tổng hợp. Hiệu quả loại bỏ Cu đạt 94-95% sau 20
ngày và hiệu quả loại bỏ Zn đạt 97% sau 16 ngày.
Bèo dâu: cơ thể cộng sinh giữa tảo và dương xỉ, có khả năng hấp thụ Covà Eu
được hấp thụ đều nằm ở phầ
n lá bèo. Vi khuẩn làm cố định đạm Nostoc và
Glocotrichia bón cho rau có tác dụng làm tăng sinh khối rau muống trong khi hàm
lượng đạm tổng số có mẫu thí nghiệm tương tự đối chứng các tảo này cũng làm tăng
năng suất của rau cải trồng trong dung dịch lên 10%.
II.1.2. Các quần xã chỉ thị
Hiện nay, để thấy được diễn biến chất lượng nước (các thành phần lý-hóa),
người ta quan tâm tới thu thập và phân tích các thông số về nơi cư
trú của quần xã thực

loài có có chu kỳ sống phức hợp khoảng 1 năm hoặc hơn. Các giai đoạn sống nhạy
cảm sẽ phản ứng nhanh chóng v
ới các thay đổi.
- Các nhà sinh học có kinh nghiệm thông qua đánh giá nhanh chóng quần xã
động vật KXS đáy cỡ lớn để xác định các mức độ suy thoái của môi trường nước thuỷ
vực. Có thể dễ dàng xác định động vật KXS đáy cỡ lớn tới họ, thậm chí nhiều taxa
“chống chịu” có thể dễ xác định tới bậc phân loại thấp hơn.
- Động vật KXS đáy cỡ lớn được phân loạ
i tới loài, có thể xác định được các
mức dinh dưỡng và sự chống chịu ô nhiễm, điều đó cung cấp thông tin cho những tác
động tích lũy.
- Thu mẫu dễ, đòi hỏi ít người, dụng cụ rẻ, ít ảnh hưởng tới môi trường sống.
- Động vật KXS đáy cỡ lớn được xem là nguồn thức ăn sơ cấp của cá bao gồm
nhiều loài quan trọng về kinh tế và tái lập
đàn.

12
- Động vật KXS đáy cỡ lớn phong phú ở các suối. Nhiều suối lớn (cấp 1 và cấp
2) là nơi cung cấp nguồn đa dạng động vật KXS cỡ lớn.
- Hầu hết các quốc gia đã thu thập các số liệi sinh quan trắc dựa trên Động vật
KXS cỡ lớn.
Cá:
- Cá là chỉ thị tốt cho các tác động tới môi trường nước lâu dài bởi vì đời sống
của cá dài và có khả năng di
động (Karr et al. 1986).
- Quần xã cá nhìn chung có một tập hợp loài biểu thị sự biến động mức độ dinh
dưỡng (ăn tạp, ăn thực vật, ăn côn trùng, ăn sinh vật nổi, ăn cá con). Chúng có thể tích
hợp các tác động của các mức dinh dưỡng thấp hơn, bởi vậy, cấu trúc quần xã cá có
thể phản ảnh sự lành mạnh của môi trường tổng hợp.
- Cá là xích cuối cùng trong lưới thức ăn t

do chỗ các loài có giá trị tính toán như nhau, và có hạn chế khi đánh giá mức độ biến
đổi sinh thái của thuỷ vực vì ngay cả khi thuỷ vực ở tình trạng tự nhiên, tính đa dạng
cũng có thể thay đổi do những nguyên nhân khác.
Chỉ
số Shannon-Weiner
N
Ni
N
Ni
H
s
i
ln
1=
∑−=
′

Hoặc
N
ni
N
ni
H
2
lg∑−=
′

S: Tổng số loài trong một mẫu thu
Ni: Số cá thể của loài i trong mẫu thu
N: Tổng số cá thể trong mẫu

Rất ô nhiễm
1 - 2 Ô nhiễm
> 2 - 3
Hơi ô nhiễm
> 3 - 4,5
Sạch

14
> 4,5
Rất sạch
Nguồn : Stau et al., (1970).
Đối tượng sử dụng để tính chỉ số đa dạng tùy theo điều kiện thực tế có thể lựa
chọn:
- Thực vật nổi;
- Động vật nổi;
- Động vật đáy (có thể bao gồm tôm, cua, trai, ốc, giun ít tơ, giun tròn tự do
sống đáy );
- Cá
II.2.2. Cách tính điểm BMWP và ASPT
Một số họ động vật đáy được lựa chọn tham gia một l
ần tính điểm bao gồm các
họ có tính nhạy cảm cao nhất (tương đương với điểm cao nhất - điểm 10) sau đó là các
họ có tính nhạy cảm giảm dần và cuối là các họ có khả năng thích nghi với điều kiện
môi trường thay đổi (tương đương với số điểm thấp nhất - điểm 1).
Sau khi có điểm tổng cộng BMWP, tính điểm số
trung bình hay còn gọi là
ASPT (Average Score Per Taxon) bằng cách lấy tổng số điểm chia cho tổng số họ đã
tham gia tính điểm. Điểm số ASPT là chỉ số sinh học tương ứng với một mức chất
lượng nước (Bảng 2). Chỉ số này trong khoảng từ 1-10.
Bảng 2. Xếp loại mức độ ô nhiễm các thủy vực theo hệ thống điểm BMWP

5. Số loài cá trơn không vảy (lăng, chiên, nheo, lươn, chạch, trê, )
6. Số loài cá nhạy cảm với môi trường
7. % số cá thể là cá ăn tạp
8. % số cá thể là cá ă
n ĐVKXS, côn trùng
9. % số cá thể là cá dữ (ăn cá, tôm)
10. Tổng số cá thể cá
11. % số cá thể lai tạp, ngoại nhập
12. % số cá thể bị bệnh, dị tật, u, hỏng vây, và các khuyết tật khác
Cả 12 chỉ số trên được đánh giá theo thang điểm: xấu (1 điểm), trung bình (3
điểm), tốt (5 điểm). Các thuỷ vực được đánh giá theo 6 mức độ (Karr et al,1986):
• Môi trường rất tốt khi
đạt 58-60 điểm đặc trưng là tốt nhất không có tác
động của con người; Có tất cả các loài cá sống trong vùng nước đặc trưng cho sinh
cảnh và cỡ suối bao gồm hầu như tất cả các loài cá nhạy cảm và tồn tại đầy đủ các
thế hệ và ở tất cả hai giống, ổn định cấu trúc chuỗi dinh dưỡng.
• Môi trường tốt khi đạt 48-52 điểm, đặc trưng b
ởi sự giàu có thành phần
loài nhưng dưới mức mong đợi, đặc biệt là mất đi những loài nhạy cảm nhất với
môi trường thay đổi,một số loài ít hơn mức tối ưu hoặc phân bố kích thước (cỡ cá);
Cấu trúc chuỗi dinh dướng có dấu hiệu bị ức chế.
• Môi trường trung bình khi đạt 39-44 điểm ,đặc trưng bởi có dấu hiệu suy
thoái bổ xung bao gồm s
ố dạng loài nhạy cảm ít đi, cấu trúc chuỗi dinh dưỡng bị

16
thu hẹp ( như tăng tần suất của các loài ăn tạp),các lứa tuổi trên của các loài cá dữ
trở nên hiếm.
• Môi trường xấu khi đạt 28-35 điểm, đặc trưng bởi các loài cá ăn tạp,cá
chịu đựng tốt với môi trường bị ô nhiễm chiếm ưu thế và các loài sống trong sinh

phải
ít,hiếm
4 Số loài cá bống > 3 2-3 0
5 Số loài cá trơn không vảy (lăng,
chiên, nheo, lươn, chạch, trê, )
> 4 2-4 < 2
6
I. Thành phần
cấu tạo quần
xã
Số loài cá nhạy cảm với môi trường > 4 2-4 < 2
7 % số cá thể là cá ăn tạp < 35 35-60 > 60
8 % số cá thể là cá ăn ĐVKXS, côn
trùng
> 50 25-50 < 25
9
II. Cấu trúc
dinh dưỡng
% số cá thể là cá dữ (ăn cá,tôm) > 5 2-5 < 2
10 Tổng số cá thể cá nhiều vừa
phải
hiếm,ít
11 % số cá thể lai tạp, ngoại nhập < 2 2-8 > 8
12
III. Cấu trúc
chức năng,
phong phú và
điều kiện môi
trường
% số cá thể bị bệnh, dị tật, u, hỏng

Đặc điểm quan trọng của sông là chế độ nước chảy, sự phân chia thành nhiều
đoạn sinh cảnh khác nhau: thượng lưu, trung lư
u và hạ lưu có nhiều nhánh sông chảy
qua nhiều địa phương. Phù hợp với đặc điểm trên, quần xã thuỷ sinh vật sông có cấu
tạo không đồng nhất, sai khác nhau giữa thương lưu và hạ lưu. Thành phần loài cũng
mang tính chất pha trộn, có nhiều loài ngoại lai từ các thuỷ vực khác di nhập vào.
Sông là nơi cư trú rất quan trọng của các quần thể cá. Nơi cư trú này được đặc
trưng bởi hàm lượ
ng ô xy hoà tan thấp hơn so với suối, nhiệt độ cao hơn, độ đục cao
hơn, hàm lượng dinh dưỡng cũng cao hơn, đáy bùn và có mùa lụt. Nền đáy sông thay
đổi từ cát vùng thượng và trung lưu đến cát-bùn, bùn cát ở vùng hạ lưu.
Trong thành phần sinh vật sống nổi của sông phát triển mạnh: vi khuẩn, tảo
khuê, tảo lam, tảo lục, giáp xác nhỏ kém phát triển. Thành phần loài và số lượng nghèo
ở thượng lưu và giàu dần lên ở hạ
lưu. Do chế độ nước chảy mạnh, nên sinh vật sống
nổi phân bố tương đối đồng đều theo chiều ngang cũng như thẳng đứng. Số lượng sinh
vật sống nổi nhiều nhất vào kỳ nước thấp và nghèo đi ở kì nước cao.
Trong thành phần sinh vật đáy ở sông, thực vật kém phát triển, động vật đáy rất
đa dạng tuỳ thuộc vào tính chất nề
n đáy: đáy cát, đáy đá hay đáy bùn. Sinh vật đáy đá
thường thấy ở thượng lưu sông thuộc vùng núi, thành phần đặc trưng là ấu trùng
Trichoptera, ấu trùng Ephemeroptera, các loài ốc núi. Ngoài ra còn có thể gặp hải

18
miên nước ngọt, sán tiêm mao, những nhóm này ít thấy ở các sông vùng đồng bằng.
Sinh vật đáy cát và đáy bùn thường thấy ở trung và hạ lưu sông, thành phần gồm ấu
trùng côn trùng, giun ít tơ, ốc, trai sông họ Unionidae, trai cóc họ Amblemidae. Sinh
vật tự bơi ở sông gồm có cá, bò sát ở nước và động vật có vú ở nước. Các loài cá sông
có thể là cá thường trú, có thể là cá từ biển di nhập vào từng thời gian để sinh sản.
Thành phần khu hệ cá sông thườ

góp phần tạo ra năng xuất sơ cấp ở đây. Bởi vậy, tại đây, trữ lượng tức thời cúa cá phụ
thuộc chính vào nguồn tảo đáy.
Trữ lượng tức thời của cá ở vùng hạ lư
u sẽ tăng lên khi mà ở đó, dòng chảy
chậm lại, năng xuất sơ cấp tăng do thực vật nổi có điều kiện phát triển với sự tích luỹ
các nguồn dinh dưỡng và trầm tích đáy.

19
Thành phần và mật độ các loài phụ thuộc chặt chẽ vào chế độ động lực, thuỷ
văn, địa hình, địa mạo và thành phần hoá học của nước. Vùng nước lợ cửa sông là nơi
có hệ sinh thái đa dạng và năng suất cao, có giá trị khai thác về mặt kinh tế.
III.2. Các sinh vật chỉ thị đặc trưng cho thủy vực nước chảy
Vi khuẩn:
Một số vi khuẩn được nghiên cứ
u vì sự liên quan của chúng trong vấn đề sức
khoẻ cộng đồng và sự lan truyền qua đường nước ngọt.
Nhóm vi khuẩn E.Coli được coi như là các chỉ thị để đánh giá chất lượng vệ
sinh của nước uống. Tuy nhiên đối với vi khuẩn khó phân biệt giữa tế bào sống và tế
bào chết. Quá trình phân tích kết quả đòi hỏi phải có kiến thức chuyên ngành sâu, do
đó giảm tính ứng dụng của phương pháp.
Động vật nguyên sinh:
Giống như vi khuẩn, động vật nguyên sinh có ưu điểm là tương đối dễ thu mẫu,
thích nghi với môi trường giàu chất hữu cơ. Nhóm này đã được một số nhà nghiên cứu
sử dụng trong việc xây dựng chỉ số hoại sinh.
Tảo:
Tảo được chọn là sinh vật chỉ thị do đặc tính hầu như không chịu ảnh hưởng
trực tiếp bởi tác nhân lý hoá. Vớ
i ưu thế kích thước nhỏ, việc đánh giá những thay đổi
trên một số lượng lớn cá thể của quần xã tảo có thể tiến hành dễ dàng.
Tảo có thể dùng làm chỉ thị cho độ axit, ô nhiễm hữu cơ, phú dưỡng trong hồ

thước mắt lưới từ 250-1000µm. Thực tế chúng thường có kích thước lớn h
ơn 1mm.
Động vật không xương sống cỡ lớn rất phong phú và dễ gặp ở tất cả hệ thống
sông suối. Chúng là nguồn thức ăn chính của rất hầu hết các loài cá, và chúng cũng là
sinh vật tiêu thụ những mảnh vụn hữu cơ nhỏ trong nước ngọt. Trong hệ sinh thái
nước sông, động vật không xương sống cỡ lớn có phân bố từ các sinh vật sản xuất bậc
2 cho đế
n sinh vật ăn thịt bậc cao.
Hầu hết các loài động vật không xương sống cỡ lớn đều nhạy cảm và có những
phản ứng trước sự thay đổi tự nhiên và nhân tạo của môi trường. Chúng không chỉ bị
ảnh hưởng bởi các loại hình ô nhiễm khác nhau như phú dưỡng, ô nhiễm hữu cơ, axit
hoá mà còn bị tác động bởi các hoạt động làm thay đổi điều kiện sống khác như đ
ào
kênh, nuôi trồng thuỷ sản, điều chỉnh dòng chảy.
Phần lớn các loài có có chu kỳ sống dài khoảng một năm trở lên. Các sinh vật
mẫn cảm và các sinh vật trong giai đoạn nhạy cảm của vòng đời sẽ phản ứng rất nhanh
với áp lực môi trường, còn toàn bộ quần xã sẽ phản ứng chậm hơn.
Động vật không xương sống cỡ lớn dễ thu mẫu và định lo
ại. Mẫu có thể thu
bằng những dụng cụ đơn giản, không tốn kém. Các đơn vị phân loại của động vật
không xương sống cỡ lớn được biết đến nhiều và khoá định loại có sẵn phù hợp với
phương pháp thực nghiệm trong quan trắc sinh học.
Tuy nhiên, do phân bố quần xã động vật không xương sống cỡ lớn rộng nên yêu
cầu lấy số mẫu phải khá l
ớn để đạt độ chính xác trong việc đánh giá sự phong phú của
quần xã. Sự phân bố và phong phú này không chỉ phụ thuộc vào chất lượng nước mà
còn phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên khác như cấu trúc nền đáy, vận tốc dòng chảy.
Vì vậy đòi hỏi phải có sự am hiểu về sinh thái học của từng loài.
bắt đầu tăng mạnh.
• Sự hạn chế những động vật ăn thịt không chống chịu đã tạo ra sự phát triển
mạnh hơn những vi sinh vật hoại sinh và chiếm ưu thế hoàn toàn trong điề
u kiện này .
• Sự phát triển mạnh mẽ những sinh vật, đặc biệt là nấm và vi khuẩn, tạo sức
ép mạnh đến oxy tự do hoà tan để hô hấp và có thể hạn chế hô hấp.
• Số lượng các chủng loại sinh vật bị giảm thiểu, nhưng số lượng các cá thể
của các loài chống chịu có thể tăng.

22
d. Phụ vùng nhiễm trùng (tức phụ vùng bị ô nhiễm)
• Một số vị trí cụ thể bắt đầu nhiễm trùng (ô nhiễm). Nếu nhiễm trùng xảy ra,
sẽ biến đổi theo mùa và các hoàn cảnh khác.
• Sự thiếu oxy tự do hoà tan giết hại nhiều vi sinh vật và gần như tất cả động
vật thực vật cỡ lớn lại được bổ sung khối lượng vật liệu h
ữu cơ chết.
• Các loài sinh vật lớn, nhỏ và các loài không bắt buộc có thể sống không có
oxy tự do sẽ chiếm ưu thế.
• Những sinh vật này tiếp tục ăn những thức ăn phong phú cho đến khi nó bị
đình trệ hoạt động.
• Số lượng các loài sinh vật trở nên tối thiểu, số lượng các cá thể có hoặc
không thể đạt đến cực đại.
e. Phụ
vùng phục hồi
• Vùng nhiễm trùng dần hoà nhập vào vùng phục hồi.
• Khi dự trữ thức ăn giảm thì số lượng các sinh vật kị khí và các cơ thể chống
chịu ô nhiễm khác cũng giảm.
• Khi nhu cầu lớn về oxy giảm thì oxy tự do hoà tan bắt đầu xuất hiện và
tương tự là những sinh vật đòi hỏi oxy.
• Khi vật liệu lơ lửng giảm và ch