TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGYÊN THIÊN NHIÊN
TRẦN TRUNG HIẾU Luận văn tốt nghiệp Đại học
Chuyên ngành Khoa học Môi trường
ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG VẬT ĐÁY Ở HỆ THỐNG
SÔNG RẠCH CHÍNH TẠI TỈNH HẬU GIANG
Cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Công Thuận
Cần Thơ, 2013
Th.S. Dương Trí Dũng ThS. Nguyễn Thị Như Ngọc
Th.S Nguyễn Công Thuận TÓM LƯỢC
Đề tài “Đặc điểm động vật đáy ở hệ thống sông rạch chính tại tỉnh Hậu
Giang” được thực hiện vào vụ lúa Đông Xuân (từ đầu tháng 2 đến cuối tháng 3)
và Thu Đông (từ cuối tháng 7 đến giữa tháng 9) năm 2013. Kết quả cho thấy thành
phần động vật đáy nghèo nàn với 27 loài động vật đáy thuộc 7 lớp: Oligochaeta,
Polychaeta, Insecta, Amphipoda, Crustace, Bivalvia, Gastropoda. Số lượng động
vật đáy biến động lớn, từ 52 đến 1273 ct/m
2
2.3. Vai trò của động vật đáy trong thủy vực 7
2.4. Đặc điểm động vật đáy thường xuất hiện ở thủy vực nước ngọt 7
2.4.1. Lớp giun nhiều tơ (Polychaeta) 7
2.4.2. Giun ít tơ (Oligochaeta) 8
2.4.3. Lớp hai mãnh vỏ (Bivalvia) 8
2.4.4. Lớp chân bụng (Gastropoda) 8
2.5. Sinh vật chỉ thị 8
2.6. Sử dụng động vật đáy trong quan trắc sinh học 9
2.7. Những ưu điểm của việc sử dụng động vật đáy không xương sống cỡ lớn làm
chỉ thị môi trường nước 11
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12
3.1. Thời gian và chu kỳ thu mẫu 12
3.2 Phương tiện và phương pháp nghiên cứu 12
3.2.1 Phương tiện nghiên cứu 12
3.3. Phương pháp nghiên cứu 13
3.3.1. Địa điểm thu mẫu 13
3.2 Cách thu và bảo quản mẫu 15
3.3 Phân tích định tính 15
3.4 Phân tích định lượng 16
3.5 Phương pháp xử lý số liệu 16
IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17
4.1 Thành phần loài và sự biến động thành phần loài 17
4.1.1 Thành phần loài 17
4.1.2 Sự biến động thành phần loài 18
a. Tổng thành phần loài Đông Xuân so với Thu Đông 18
b. Thành phần loài vụ Đông Xuân so với vụ Thu Đông 19
c. So sánh thành phần loài giữa các điểm khảo sát 21
4.2 Mật độ và sự biến động mật độ 22
4.2.1 Sự biến động về tổng và giữa các khu vực 22
4.2.2 Sự biến động giửa các điểm 24
1.1. Đặt vấn đề
Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) đã và đang được sử dụng trong nông nghiệp ở
nhiều quốc gia trên thế giới (Heckman and Friberg, 2005; Castillo et al., 2006;
Liess et al., 2008; Beketov et al., 2009). Ở Việt Nam, theo tổng cục bảo vệ thực vật,
lượng thuốc BVTV đã tăng từ 20.300 tấn (1991) lên 33.637 tấn (2000) và tiếp tục
tăng mạnh đến 48.288 tấn ở năm 2004 (Phạm Văn Toàn, 2011); trong đó, Đồng
Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng trọng điểm sản xuất nông nghiệp, lượng
thuốc BVTV sử dụng cũng gia tăng rất nhanh chủ yếu là thuộc nhóm Cúc tổng hợp,
Lân hữu cơ và Carbamate (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2011).
Trên địa bàn tỉnh Hậu Giang đã có tới 39 hoạt chất với 83 tên thương phẩm và
trung bình lượng thuốc BVTV sử dụng hằng năm đạt 2.807 tấn. Tuy nhiên, do sự
giới hạn về trình độ dân trí nên việc lựa chọn loại thuốc và liều lượng sử dụng chủ
yếu dựa vào kinh nghiệm. Đa số người nông dân sử dụng cao hơn liều chỉ dẫn trên
nhãn thuốc (53%) và tần suất sử dụng cao từ 8 – 15 lần/vụ (Võ Xuân Hùng, 2012).
Ngoài công dụng phòng trừ dịch hại và bảo vệ cây trồng, hoá chất BVTV có
khả năng gây ảnh hưởng xấu cho môi trường và sinh vật nếu được sử dụng quá
mức. Ô nhiễm thuốc BVTV gây ra nhiều tác động tiêu cực lên hệ sinh thái thuỷ vực
(Margni et al., 2002), ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của sinh vật (Liess and
Von der Ohe, 2005; Schafers et al., 2007; Liess et al., 2008) bao gồm nhóm vi sinh
vật (DeLorenzo et al., 2001), động vật không xương sống (Schafers et al., 2007),
thực vật (Frankart et al., 2003), cá (Beketov et al., 2009 trích từ Grande et al., 1994)
và ảnh hưởng trực tiếp lên sức khoẻ của người nông dân thông qua con đường hô
hấp hoặc sử dụng thức ăn, nước uống nhiễm thuốc. Theo nghiên cứu của Phạm Văn
Toàn, (2011) cho thấy thuốc BVTV sau khi được sử dụng sẽ khuếch tán vào thuỷ
vực lân cận như kênh cấp nước và sông rạch chính. Trong khi đó, nguồn nước này
được sử dụng chủ yếu bởi người dân ở vùng nông thôn cho sinh hoạt và ăn uống.
Theo Hellawell (1986) các hoạt động sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy
sản đã làm thay đổi điều kiện môi trường nước và điều này sẽ ảnh hưởng đến sự
phân bố của nhóm động vật đáy. Động vật đáy là nhóm sinh vật có vai trò rất quan
trọng trong thủy vực như là mắt xích rất quan trọng trong mạng lưới thức ăn, có khả
3
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Sơ lược về tỉnh Hậu Giang
2.1.1. Giới thiệu
Tỉnh Hậu Giang nằm trong khu vực đồng bằng Sông Cửu Long với diện tích
1.608 km2, dân số năm 2011 là 769.200 người (cổng thông tin điện tử tỉnh Hậu
Giang).
Về đơn vị hành chính, tỉnh Hậu Giang có 2 thị xã (Vị Thanh và Ngã Bảy) và 5
huyện (Châu Thành A, Phụng Hiệp, Vị Thủy, Vị Thanh, Long Mỹ). Tỉnh nằm trong
giới hạn 105
o
19’39” – 105
o
53’49” kinh độ Đông và 9
o
34’59” vĩ độ Bắc. Vị trí tiếp
giáp như sau:
Phía Bắc giáp với Thành phố Cần Thơ.
Phía Nam giáp với tỉnh Sóc Trăng.
Phía Đông giáp với sông Hậu và tỉnh Vĩnh Long.
Phía tây giáp với tỉnh Kiên Giang và tỉnh Bạc Liêu. Hình 2.1. Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Hậu Giang
Vị Bình, xã Vị Thanh, xã Vị Đông, xã Vị Thắng, xã Vị Trung, xã Vị Thủy, xã Vĩnh
Trung, xã Vĩnh Tường, xã Vĩnh Thuận Tây.Diện tích tự nhiên: 23.022,57ha chiếm
7,71% diện tích tự nhiên của tỉnh Hậu Giang. Trong đó diện tích nông nghiệp chiếm
92,57% diện tích tự nhiên (cổng thông tin điên tử tỉnh Hậu Giang).
Phụng hiệp là một huyện vùng nông nghiệp của tỉnh Hậu Giang, trung tâm
huyện Phụng Hiệp nằm trên tỉnh lộ 927 cách trung tâm tỉnh Hậu Giang 37. Bắc giáp
huyện Châu Thành và huyện Châu Thành A; Nam giáp huyện Mỹ Tú của tỉnh Sóc
Trăng; Tây giáp huyện Vị Thủy và huyện Long Mỹ; Đông giáp thị xã Ngã Bảy và
tỉnh Sóc Trăng. Diện tích 484,81 km
2
. Làvùng chuyên canh lúa, mía, cây ăn trái,
nuôi trồng thủy sản (cổng thông tin điên tử tỉnh Hậu Giang).
2.1.2. Tình hình khí tượng thủy văn
Dự báo nồng độ mặn tiếp tục tăng cao và có thể kéo dài đến hết tháng 5. Nước
mặn cũng tiếp tục lấn sâu vào nội đồng ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân và
hàng chục ngàn ha lúa, hoa màu của huyện Long Mỹ, Vị Thủy, thành phố Vị
Thanh.
Theo nhận định của Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam bộ và Trung tâm
Khí tượng thủy văn tỉnh Hậu Giang, tình hình khí tượng thủy văn 6 tháng đầu năm
2013 có những xu thế sau:
5
+ Gió mùa Đông Bắc (gió chướng) hoạt động mạnh trong nửa cuối tháng 02
đến đầu tháng 4/2013. Hiện tượng này có khả năng bổ sung triều biển Đông trong
mùa khô hạn, có khả năng đẩy mặn vào sâu nội địa.
+ Nhiệt độ trong mùa khô 2013 xấp xỉ và cao hơn trung bình nhiều năm, nhiệt
độ cao nhất khả năng xảy ra trong tháng 4 và nửa đầu tháng 5/2013 và ở mức 35 –
37
o
C.
Tại Hậu Giang, từ giữa tháng 3 đến nay, do nắng nóng gay gắt kéo dài khiến
nồng độ mặn ở các cửa sông thuộc địa bàn huyện Long Mỹ và thành phố Vị Thanh
tăng mạnh.
6
Theo Chi cục Thủy lợi tỉnh Hậu Giang, nồng độ mặn đo được ngày 2/4 tại
sông Ngã Ba Nước Trong thuộc xã Hỏa Tiến, thành phố Vị Thanh là 9 phần nghìn,
gần bằng với nồng độ mặn cao nhất đo được trong năm 2010.
Tương tự, tại các cửa sông tiếp giáp với sông Cái Lớn và sông Nước Trong
trên địa bàn huyện Long Mỹ và thành phố Vị Thanh nồng độ mặn đo được cũng từ
5 đến 9 phần nghìn.
Toàn tỉnh có 49.000ha có khả năng bị ảnh hưởng hạn, mặn. Trong đó khoảng
10.000ha ảnh hưởng hạn mặn, 39.000 ha ảnh hưởng hạn. Phân tích theo thời vụ có:
14.000ha lúa Đông Xuân ở giai đoạn thu hoạch vào cuối tháng 2/2013 và đầu tháng
3/2013; 35.000ha ở giai đoạn đấu vụ Xuân Hè và Hè Thu vào giữa tháng 4/2013.
2.2. Động vật đáy
Động vật đáy là tập hợp những động vật không xương sống thủy sinh, sống
trên nền mặt đáy (epifauma) hay trong tầng đáy (infauma) của thủy vực (Dương Trí
Dũng, 2009). Ngoài các đối tượng trên, còn có một số loài sống tự do trong tầng
nước nhưng cũng có thời gian khá dài (theo tỉ lệ thời gian sống) sống bám vào các
giá thể hay vùi mình trong tầng đáy thì vẫn được xếp trong nhóm động vật đáy.
Động vật đáy sống trong một thủy vực không những chịu tác động của các yếu tố
hóa học của nước mà chúng còn chịu tác động trực tiếp với tính chất đáy.
Dựa vào loại hình thủy vực, nơi mà sinh vật đáy phân bố, người ta xếp chúng
vào các nhóm như sinh vật đáy biển, sinh vật đáy ao, sinh vật đáy hồ, sinh vật đáy
kênh,…
Dựa vào kích thước mà sinh vật đáy phân chia thành:
Sinh vật đáy cỡ lớn (Macrobenthos): nhóm này bao gồm các sinh vật đáy có
kích thước lớn hơn 2mm
Sinh vật đáy cỡ vừa (Mesobenthos): sinh vật trong nhóm này có kích thước
được loại ra khỏi tầng nước.
Sinh vật chỉ thị
2.4. Đặc điểm động vật đáy thường xuất hiện ở thủy vực nước ngọt
2.4.1. Lớp giun nhiều tơ (Polychaeta)
Chiếm khoảng 63% tổng số loài trong nghành giun đốt và hầu hết sống ở biển.
Đa số có chiều dài nhỏ hơn 10cm với đường kính biến động từ 2-20mm, tuy nhiên
các dạng sống trong môi trường kẽ thường nhỏ hơn 1mm và chiều dài cơ thể có thể
lớn hơn 70cm. Một số loài thuộc Eunice và Nereis có thể đạt tới chiều dài lớn hơn
1m. Nhiều giun nhiều tơ có màu sắc rất đẹp như màu đỏ, hồng, xanh lá cây hoặc kết
hợp nhiều màu sắc.
Giun nhiều tơ có thể sống di động hoặc định cư nhưng đôi khi cũng khó phân
biệt cụ thể. Giun nhiều tơ di động bao gồm một số loài sống nổi hoàn toàn, một số
sống bò dưới các tảng đá và các vỏ sò, một số sống vùi trong cát và bùn nhưng cũng
có một số sống trong các ống cố định. Nhiều loài sống định cư hình thành và sống
8
trong các hang, lỗ hoặc ống cố định với mức độ phức tạp khác nhau. Những loài
sống trong ống bắt buộc thường không thể rời ống và có đưa phần đầu ra khỏi ống.
Hầu hết giun di động ăn thịt nhưng cũng bao gồm những loài ăn lọc, ăn mùn
bã hữu cơ hay ăn tạp. Ngược lại với nhóm sống di động, những loài khác sống chui
rút hoàn toàn trong hang lỗ đơn giản dưới nền đáy hoặc trong các ống cứng có thể
bảo vệ được, đây là nhóm sống định cư.
Lớp Polychaeta có khoảng 25 bộ. Hầu hết sống ở biển hoặc vùng cửa sông.
Lớp giun nhiều tơ có ba bộ thường gặp là: bộ Phyllodocida, bộ Eunicida, bộ
Sabellida với 40 họ (Vũ Ngọc Út, 2010).
2.4.2. Giun ít tơ (Oligochaeta)
Có khoảng 3500 loài giun ít tơ đã được mô tả. Ngược lại với giun nhiều tơ, chỉ
có 6.5% giun ít tơ sống ở biển, hầu hết sống nước ngọt hoặc môi trường trên cạn.
Đa số giun ít tơ, cả dưới nước và trên cạn là những loài ăn xác bã động thực
vật thối rửa, nhất là thực vật. Tảo, mùn bả hữu cơ và các vi sinh vật khác là những
việc cho điểm luôn theo qui tắc là dựa vào độ nhạy cảm của các sinh vật khi chất
lượng môi trường thay đổi. Các sinh vật càng nhạy cảm thì sức chống chịu hay sự
thích nghi với môi trường nước của chúng càng thấp. Dựa vào khả năng chịu đựng
ứng với các mức độ ô nhiễm hữu cơ khác nhau của các động vật không xương sống,
các nhà khoa học chia động vật đáy không xương sống thành ba nhóm:
Nhóm 1: nhóm nhạy cảm với sự ô nhiễm gồm: Nhộng Stonefty (thuộc bộ cánh
úp – Plecoptera) các họ Perlidae, Capniidae, Peltopelidae; nhộng Mayfly (thuộc bộ
phù du – Ephemeroptera) có các họ Ephermeridae, Heptageniidae, ấu trùng
Caddisfly (thuộc bộ Trichoptera); họ Corydalidae thuộc bộ Megaloptera; họ
Elmidae, họ Psephenidae thuộc bộ cánh cứng Coleoptera…
Nhóm 2: nhóm có thể chịu đựng được mức độ ô nhiễm trung bình: nhộng
Damsefly, Dragonfly thuộc họ chuồn chuồn – Odonata; họ Sialidae thuộc bộ cánh
lớn –– Decapoda…
Nhóm 3: nhóm có thể chịu đựng được mức độ ô nhiễm nặng: gồm các ấu trùng
họ Chironomidae (Muỗi vằn Megaloptera, ấu trùng họ Tipulidae thuộc bộ hai cánh
cứng - Diptera; các ấu trùng họ Gyrinidae, Dytiscidae, Haliplidae thuộc bộ cánh
cứng – Coleoptera, và một số họ khác như Gammaridae (Scuds) thuộc bộ chân khớp
hai loại – Amphipoda, Asellidae (sowbugs) thuộc bộ chân giống – Isopoda, họ
Cambaridae (Crayfish) thuộc bộ mười chân – Midge), Simulidae (rệp nước –
Blackfy) thuộc bộ hai cánh – Diptera, các loài ốc thuộc họ Physidae, Planorbidae
thuộc họ chân bụng – Gastropoda; loài đĩa thuộc lớp Hirudinae, loài trùng thuộc lớp
Oligochaeta… (Lê Hoàng Việt và ctv, 2004).
Theo Thái Trần Bái (2001) và Theo Dương Trí Dũng et al.,(2011) thì một số
động vật đáy sẽ thể hiện thính chất môi trường qua đặc điểm sinh học của chúng
như sau:
Các họ Tubificidae, Lumbriculidae thuộc họ Oligochaeta (giun ít tơ): sống
chui rút trong bùn đất, thích sống những nơi có dòng chảy, ưa đáy cát pha bùn.
Chúng được xem là loài có tính chống chịu nhất đối với môi trường. Ở nước ta
thường gặp Limondrilus hoffmeisteri kết thành từng búi dày đặc màu hồng ở cống
thị cho môi trường ô nhiễm hữu cơ nặng.
2.7. Những ưu điểm của việc sử dụng động vật đáy không xương
sống cỡ lớn làm chỉ thị môi trường nước
Phân bố rộng và nhiều trong các hệ thống sông, suối, ao, hồ.
Di chuyển không quá nhanh do đó dễ thu mẫu.
Có khóa phân loại ổn định, các tiêu chuẩn rõ rang, dễ định loại.
11
Tập trung phần lớn ở các vùng đáy sông nhất định; do đó, nó là những sinh vật
chỉ thị tốt nhất đối với sự thay đổi của chất lượng nước.
Có vòng đời dài.
Các đơn vị phân loại thu được không đồng nhất, như vậy có thể có những phản
ứng với những thay đổi nào đó trong chất lượng nước (Lê Văn Khoa và ctv, 2007). 13
3.3. Phương pháp nghiên cứu
3.3.1. Địa điểm thu mẫu
Vị trí thu mẫu Hình 3.1 Vị trí thu mẫu trên các sông rạch chính tại tỉnh Hậu Giang
Ghi chú : 1. Vị trí thu mẫu Xáng Xà No, 2. Vị trí thu mẫu Sông Cái Lớn, 3. Vị trí thu mẫu xáng Nàng
Mau, 4. Vị trí thu mẫu xáng Lái Hiếu, 5. Vị trí thu mẫu Kênh Quảng lộ Phụng Hiệp (k. Bún tàu), 6. Vị trí thu
mẫu Rạch Mái Dầm.
Lý do chọn điểm thu mẫu:
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của chế độ canh tác nông nghiệp lên sự phân bố của
quần xã động vật đáy ở 2 vụ Đông Xuân và Thu Đông. Vì huyện Long Mỹ, Vị
Thủy, Phụng Hiệp là 3 huyện sản xuất nông nghiệp lớn nhất của tỉnh Hậu Giang.
Chế độ canh tác và các loại cây trồng tại các huyện cũng khác nhau. Do đó, sự
ảnh hưởng của chúng đến động vật đáy cũng khác nhau. Chính vì vậy, đề tài chọn 6
địa điểm thuộc 3 huyện Vị Thủy, Long Mỹ, Phụng Hiệp để so sánh.
6
1
48P 0566052
UTM 1071694
Đ6
48P 0566130
UTM 1071732
Đ7
Kênh Lái Hiếu
48P 0572823
UTM 1077788
Sản xuất lúa 2 vụ.
Có xen màu (mía)
Đ8
48P 0572710
UTM 1077727
Đ9
48P 0572539
UTM 1077637
Đ10
Xáng Nàng Mau
48P 0570416
UTM 108628
Canh tác lúa 3 vụ ngoài ra còn
có cây ăn trái.
Trồng mía và bắp theo kiểu
xen khu đất lớn
Đ11
48P 0570503
UTM 1086296
Đ12
48P 0595512
UTM 1098301
3.2 Cách thu và bảo quản mẫu
Mẫu ĐVĐ được thu bằng gàu Petersen. Mỗi vị trí thu 3 mẫu tổ hợp như 3 lần
lặp lại dọc theo chiều dài của sông, rạch. Mỗi mẫu gồm 5 gàu cách nhau khoảng 1 –
5 m và mỗi mẫu cách nhau 500 m - 1 km trên sông rạch chính.
Mẫu sẽ được sàn bằng sàn đáy để loại bỏ bùn, đất và rác. Mẫu được chứa trong túi
nylon và trữ trong formol 10%.
Ở phòng thí nghiệm, mẫu được lựa thu lấy động vật đáy và trữ trong cồn 70
0
trong
quá trình chờ phân tích.
3.3 Phân tích định tính
Mẫu sau khi được trữ ở phòng thí ngiệm với cồn 70
o
. Mẫu được quan sát dưới
kính hiển vi, kính lúp và kính nhìn nổi để xác định các đặc điểm về hình thái cấu tạo
về các đặc điểm để phân loại. Các loài động vật đáy được xác định dựa trên tài liệu
phân loại “Định loại động vật không xương sống nước ngọt Bắc Việt Nam” của
Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái và Phạm Văn Miên (1980) và tài liệu phân loại
côn trùng “Aquatic insecs of California” của Robert L. Usinger (1971).
Đa dạng sinh học được xác định là số loài tồn tại trong một khu vực, có thể
làm giảm lượng này bằng cách xác định ở mức phân loại cao hơn. Đối với các nhà
sinh thái học thì phân chia theo bậc dinh dưỡng, nhóm, chu kỳ sống và sự đa dạng
của nguồn lợi sinh vật. Cách xác định đa dạng sinh học dựa vào kết quả thu và phân
tích mẫu tùy theo những đối tượng sinh vật khác nhau. Để tạo sự thống nhất trong
việc so sánh đa dạng, người ta xây dựng nên công thức toán học gọi là chỉ số đa
dạng. Có nhiều chỉ số đa dạng được sử dụng nhưng phổ biến nhất là chỉ số Shannon
– Weiner được tính bởi công thức:
Mật độ động vật đáy: được tính theo công thức N = 10 ∑Xi.
Trong đó:
+ N: mật độ động vật đáy (ct/m
2
).
+ Xi : số lượng từng nhóm động vật đáy trong mẫu
Sinh khối vật đáy: được tính theo công thức W=10 ∑Yi
Trong đó:
+ W: sinh khối động vật đáy (g/m
2
)
+ Yi : khối lượng từng nhóm động vật đáy trong mẫu
3.5 Phương pháp xử lý số liệu.
Nhập và xử lý số liệu bằng phần mềm Excel.
17
IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Thành phần loài và sự biến động thành phần loài
4.1.1 Thành phần loài
Qua khảo sát vào cả 2 vụ đã phát hiện được 27 loài động vật đáy thuộc 7 lớp:
Oligochaeta, Polychaeta, Insecta, Amphipoda, Crustace, Bivalvia, Gastropoda. Trong đó
lớp Insecta có thành phần loài phong phú nhất với 8 loài chiếm 31%. Lớp Polychaeta,
Amphipoda và Crustace có 2 loài, chiếm tỉ lệ thấp nhất 7%. Lớp Oligochaeta có 3 loài
chiếm 11%, lớp Bivalvia có 4 loài chiếm 15% và lớp Gastropoda có 6 loài chiếm 22%.
7%
7%
22%
7%
15%
11%