Nghiên cứu phân bố các loài tảo độc hại tại hòn tre, vịnh nha trang, khánh hòa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG  TRẦN THỊ KIM NGỌC NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ CÁC LỒI TẢO ĐỘC HẠI TẠI HỊN TRE, VỊNH NHA TRANG, KHÁNH HÒA Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 84 201 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH THÁI HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS PHAN TẤN LƯỢM Đà Nẵng ̶ Năm 2022 LỜI CẢM ƠN Kính xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo TS Phan Tấn Lượm trực tiếp hướng dẫn tận tình bảo tơi q trình thực đề tài để hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn GS TS Nguyễn Ngọc Lâm hỗ trợ phần kinh phí thực luận văn từ Quỹ nghiên cứu (NAFOSTED), Mã số: 106.06-2017.305 Tôi xin cảm ơn GS TS Đoàn Như Hải cho phép sử dụng liệu mẫu vật từ đề tài hợp tác nghị định thư Việt Nam - Đức (2017-2019) Và xin gửi lời cám ơn đến nhà khoa học phòng Sinh vật phù du biển, Viện Hải dương học thực thu hỗ trợ phân tích mẫu, ln nhiệt tình giúp đỡ chia sẻ kinh nghiệm quý báo cho thời gian thực luận văn Xin cảm ơn Lãnh đạo Viện Hải dương học tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian thực luận văn, đặc biệt Dự án: "Nâng cấp Trạm Quan trắc phân tích mơi trường biển miền Nam Việt Nam" trang bị máy ảnh kỹ thuật số Olympus-DP74 (Nhật) cho phép sử dụng chụp ảnh loài vi tảo luận văn Qua đây, cho xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy giáo, Cô giáo khoa Sinh Mơi trường, phịng Đào tạo, trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng tham gia giảng dạy tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài nghiên cứu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè động viên, giúp đỡ vật chất tinh thần suốt thời gian hoàn thành luận văn Đà Nẵng, ngày 22 tháng 02 năm 2022 TRẦN THỊ KIM NGỌC LỜI CAM ĐOAN Cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn khoa học Thầy giáo TS Phan Tấn Lượm Việc sử dụng số liệu nghiên cứu cho phép chủ sở hữu, tài liệu dùng cho luận văn dẫn nguồn thích theo tài liệu tham khảo Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Tác giả luận văn TRẦN THỊ KIM NGỌC TRANG THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên đề tài: Nghiên cứu phân bố loài tảo độc hại Hòn Tre, vịnh Nha Trang, Khánh Hòa Ngành: Sinh thái học Họ tên học viên: TRẦN THỊ KIM NGỌC Người hướng dẫn khoa học: TS PHAN TẤN LƯỢM Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư Phạm – Đại học Đà Nẵng Tóm tắt: Nghiên cứu dựa mẫu thực vật phù du thu liên tục 12 tháng (từ tháng 11/2016 đến 10/2017) trạm phía nam đảo Hịn Tre, vịnh Nha Trang Kết ghi nhận 286 taxa thuộc 09 lớp, đa dạng nhóm tảo silic với 173 taxa (chiếm 60,49%), tảo Hai roi (106 taxa, 37,06%), 04 lớp khác gồm 07 taxa (2,45%) Trong đó, 28 taxa biết có độc hại, bao gồm 15 taxa sản sinh độc tố, 05 taxa vừa sản sinh độc tố vừa gây nở hoa gây hại như: Dinophysis caudata (DSP), Gonyaulax spinifera (Yessotoxins), Pseudo-nitzschia spp (ASP), Trichodesmium erythraeum (PSP), T thiebautii (Anatoxin-A), taxa cịn lại nở hoa gây hại Số lượng loài tảo độc hại phân bố tương đối đồng trạm, thấp trạm khu vực cửa sơng (NT-18 với 24 lồi) Biến động theo thời gian số lượng loài tảo độc hại mùa khơ cao mùa mưa Số lượng lồi tảo độc hại có tương quan nghịch yếu nhiệt độ (r = 0.4) tương quan thuận yếu với hàm lượng chl-a PO4 (tương ứng r = 0.3 0.25) Một số loài sản sinh độc tố xuất gần quanh năm, chẳng hạn tảo silic Pseudo-nitzschia spp biết sinh độc tố ASP gây ngộ độc trí nhớ tạm thời; Dinophysis caudata (DSP) gây tiêu chảy; Trichodesmium erythraeum (PSP) T thiebautii (Anatoxin-A) sinh chất độc thần kinh Trong loài khác thường nở hoa gây tắc nghẽn mang cá như: Gonyaulax polygramma, Prorocentrum micans, Tripos furca, T fusus, T trichoceros, thường xuất thời gian nghiên cứu Biến động trung bình mật độ tế bào tảo độc hại trạm hai mùa tương đối thấp, có khác biệt Mật độ tảo độc hại bị chi phối mật độ Pseudo-nitzschia spp., có tương quan thuận chặt chẽ với mật độ tảo độc hại (r = 0,96), không tương quan với yếu tố khác như: nhiệt độ, độ muối, muối dinh dưỡng, … mà tương quan thuận yếu với xạ quang hợp (r = 0,28) Ngoài ra, sinh khối tảo độc hại biến động tỷ lệ thuận với mật độ tế bào theo không gian thời gian chúng có mối tương quan thuận chặt chẽ (r = 0,27) Việc nghiên cứu thành phần loài tảo độc hại phân bố chúng có tầm quan trọng mặt khoa học lẫn thực tiễn Kết nghiên cứu cung cấp dẫn liệu thành phần loài, xuất lồi vi tảo độc hại theo khơng gian thời gian, từ giúp cho nhà quản lý tài ngun an tồn thực phẩm có sở khoa học để cảnh báo cộng đồng việc tiêu thụ sản phẩm thủy sản có khả bị nhiễm độc tố tảo quy hoạch vùng nuôi trồng Trong tương lai, cần nghiên cứu bào tử nghỉ tảo độc hại cột trầm tích nhằm có chứng tồn kiện bùng phát tảo độc hại khứ dự đoán khả xuất chúng tương lai Từ khóa: thực vật phù du, phân bố, tảo độc hại, tảo nở hoa, đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang Xác nhận giáo viên hướng dẫn Phan Tấn Lượm Người thực đề tài Trần Thị Kim Ngọc INFORMATION PAGE OF MASTER THESIS Name of thesis: Distribution of potentially toxic algae in the Hon Tre Island, Nha Trang Bay, Khanh Hoa province Major: Ecology Full name of Master student: TRAN THI KIM NGOC Supervisors: PhD PHAN TAN LUOM Training institution: The University of Da Nang – University of Science and Education Abstract: The study was conducted using preserved phytoplankton samples collected continuously for 12 months (from November 2016 to October 2017) at three stations in the southern area of Hon Tre Island, Nha Trang bay A total of nine algal classes consisting of 286 phytoplankton taxa were identified: the most diverse was diatom with 173 taxa (60.49%), dinoflagellate was recorded with 106 taxa (37.06%), and 04 other classes with 07 taxa (2.45%) Among these, 28 taxa were known to be potentially harmful, including 15 toxin-producing species, 05 toxin-producing and harmful bloom-causing species such as Dinophysis caudata (DSP), Gonyaulax spinifera (Yessotoxins), Pseudo -nitzschia spp (ASP), Trichodesmium erythraeum (PSP), T thiebautii (Anatoxin-A), and other taxa may cause harmful blooms The harmful algae species were relatively evenly distributed among the stations; the lowest was in the estuary area (NT-18 with 24 species) The temporal variation of the number of harmful algae in the dry season was greater than that in the rainy season The abundance of harmful algae had a weak negative correlation with temperature (r = - 0.4) and a weak positive correlation with the Chla and PO4 concentrations (r = 0.3 and 0.25, respectively) Many toxin-producing species were recorded almost year-round, including the diatoms Pseudo-nitzschia spp., which is known to produce the toxin ASP, causing transient amnesia; Dinophysis caudata (DSP) causing diarrhea; Trichodesmium erythraeum (PSP) and T thiebautii (Anatoxin-A), which are neurotoxic Other common blooms, causing clogging of fish gills, such as Gonyaulax polygramma, Prorocentrum micans, Tripos furca, T fusus, and T trichoceros, were frequently observed during the study period The variation in abundance of harmful algal among stations and between the two seasons was relatively low, with little difference The harmful algal community was dominated Pseudonitzschia spp., whose abundance was strongly correlated with the abundance of harmful algae (r = 0.96), but found uncorrelated with other factors such as temperature, salinity, nutrients, which is only weakly positively correlated with photosynthetically active radiation (r = 0.28) In addition, the biomass of toxic algae fluctuates proportionally to the cell density in the spatio-temporal scale, but there is a weak positive correlation between them (r = 0.27) The study of harmful algal species composition and distribution is of both scientific and pragmatic importance The thesis results contributed data on species composition and occurrence of harmful algal species in both spatial and temporal scales This thesis provided a scientific basis for resource managers in aquaculture planning and food safety specialists to warn the community against the consumption of aquatic products potentially contaminated with algal toxins Studies of toxic algae resting cysts in sediment cores are needed to obtain evidence of past toxic algal blooms and their existence and predict their likelihood of them in the future Key words: phytoplankton, distribution, toxic algae, algal blooms, Hon Tre Island, Nha Trang bay Supervior’s confirmation Student Phan Tan Luom Tran Thi Kim Ngoc i MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu 3 Ý nghĩa đề tài Bố cục đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM 1.1.1 Thực vật phù du 1.1.2 Vi tảo độc hại thuỷ triều đỏ 1.2 NHỮNG ẢNH HƯỞNG CỦA VI TẢO ĐỘC HẠI 1.3 KHÁI QUÁT VỀ CÁC DẠNG ĐỘC TỐ TẢO VÀ HỘI CHỨNG NGỘ ĐỘC 10 1.4 SƠ LƯỢC TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VI TẢO ĐỘC HẠI TRÊN THẾ GIỚI 16 1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VI TẢO ĐỘC HẠI Ở VIỆT NAM 20 1.6 MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VI TẢO 24 1.6.1 Ánh sáng 24 1.6.2 Nhiệt độ 24 1.6.3 Độ mặn 24 1.6.4 Các chất dinh dưỡng 25 1.7 KHÁI QUÁT VỀ MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG- THỦY VĂN TẠI VỊNH NHA TRANG- KHÁNH HÒA 25 1.7.1 Vị trí địa lý 25 1.7.2 Khí hậu 26 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 ii 2.1 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 30 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 32 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.3.1 Các phương pháp đo đạc thực địa 32 2.3.2 Phương pháp thu phân tích mẫu 33 2.3.3 Tổng hợp phân tích số liệu 35 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 BIẾN ĐỘNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG VÀ MUỐI DINH DƯỠNG Ở PHÍA NAM ĐẢO HỊN TRE, VỊNH NHA TRANG 36 3.2 CẤU TRÚC QUẦN XÃ TVPD Ở PHÍA NAM ĐẢO HỊN TRE, VỊNH NHA TRANG 39 3.2.1 Thành phần loài TVPD 39 3.2.2 Biến động sinh vật lượng TVPD 42 3.3 PHÂN BỐ CỦA CÁC LOÀI VI TẢO ĐỘC HẠI Ở PHÍA NAM ĐẢO HỊN TRE, VỊNH NHA TRANG 43 3.3.1 Thành phần loài vi tảo độc hại 43 3.3.2 Biến động sinh vật lượng sinh khối vi tảo độc hại, mối tương quan với số yếu tố môi trường 49 3.3.3 Mơ tả sơ lược đặc điểm hình thái, sinh thái phân bố khả gây hại số loài vi tảo độc hại 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 KẾT LUẬN 65 KIẾN NGHỊ 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 CÁC PHỤ LỤC 84 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ASP (Amnesic Shellfish Poisoning): Độc tố gây trí nhớ tạm thời CFP (Ciguatera Fish Poisoning): Độc tố Ciguatera DSP (Diarrhetic Shellfish Poisoning): Độc tố gây tiêu chảy NSP (Neurotoxic Shellfish Poisoning): Hội chứng ngộ độc thần kinh PSP (Paralytic Shellfish Poisoning): Độc tố gây liệt AZP (Azaspiracid Shellfish Poisoning): Độc tố Azaspiracid TVPD: Thực vật phù du VTĐH: Vi tảo độc hại PAR (Photo-synthetically Active Radiation): Bức xạ quang hợp KHVQH: Kính hiển vi quang học KHVĐT: Kính hiển vi điện tử SEM (Scanning Electron Microscope): Kính hiển vi điện tử quét TEM (Transmission Electron Microscopy): Kính hiển vi điện tử truyền qua iv DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu 1.1 2.1 Tên bảng Các dạng độc tố vi tảo loài sinh độc tố liên quan đến hội chứng biểu chúng Thông tin trạm số lượng mẫu thu đợt khảo sát phía nam đảo Hịn Tre, vịnh Nha Trang Trang 13 31 Giá trị trung bình độ lệch chuẩn (Mean ± SD), giá trị 3.1 nhỏ lớn (Min - Max) thông số môi trường tầng mặt trạm thuộc mặt cắt phía nam 38 đảo Hịn Tre, vịnh Nha Trang 3.2 3.3 3.4 Số lượng taxa thuộc lớp TVPD phía nam đảo Hịn Tre, vịnh Nha Trang Danh sách loài vi tảo độc hại phía nam đảo Hịn Tre, vịnh Nha Trang So sánh số loài vi tảo độc hại nghiên cứu với kết từ số nghiên cứu khác 40 46 48 v DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu 1.1 2.1 Tên hình Nguy tích tụ độc tố vi tảo sinh vật biển khác chuỗi thức ăn Bản đồ vị trí trạm khảo sát (●) mặt cắt phía nam đảo Hịn Tre, vịnh Nha Trang, Khánh Hòa Trang 12 30 Biến động theo không gian thời gian số yếu tố 3.1 mơi trường mặt cắt phía nam đảo Hịn Tre, vịnh Nha 37 Trang Biến động theo không gian thời gian hàm lượng 3.2 muối dinh dưỡng mặt cắt phía nam đảo Hịn Tre, vịnh 39 Nha Trang 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Biến động số lượng lồi TVPD theo khơng gian thời gian phía nam đảo Hịn Tre, vịnh Nha Trang Biến động mật độ tế bào TVPD theo không gian thời gian phía nam đảo Hịn Tre, vịnh Nha Trang Biến động số lượng lồi vi tảo có độc hại theo khơng gian thời gian phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang Biến động số lượng lồi vi tảo độc hại hai mùa phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang Biến động theo không gian thời gian mật độ tế bào sinh khối VTĐH (A); mật độ trung bình với 41 42 44 45 50 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BẢN TƯỜNG TRÌNH BỔ SUNG, SỬA CHỮA LUẬN VĂN Họ tên học viên: TRẦN THỊ KIM NGỌC Ngành: Sinh thái học Khóa: 36 Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu phân bố loài tảo độc hại Hòn Tre, vịnh Nha Trang, Khánh Hòa” Người hướng dẫn khoa học: TS PHAN TẤN LƯỢM Ngày bảo vệ luận văn: 23/01/2022 Sau tiếp thu ý kiến Hội đồng bảo vệ luận văn họp ngày 23 tháng 01 năm 2022, chúng tơi giải trình số nội dung sau: 1.Những điểm bổ sung, sửa chữa: - Đã đồng thuật ngữ “vi tảo” thay cho “tảo” toàn văn - Đã chỉnh sửa lỗi tả, thuật ngữ, câu chữ cho rõ phù hợp với văn phong khoa học - Bổ sung làm rõ ý nghĩa thông số “Fluorescence” tương đương với thông số hàm lượng sắc tố quang hợp “Chlorophyll-a” vi tảo đo trường - Đã bố cục lại phần kết với việc gộp chung nội dung hai mục 3.1 3.2 thành mục 3.1 Đồng thời viết lại số nội dung phần kết theo hướng trả lời câu hỏi đặt nghiên cứu - Đã bổ sung mục đích việc mơ tả minh hoạ loài vi tảo độc hại ghi thêm số đặc điểm vài loài mơ tả bảng hình tiêu đề hình - Đã trình bày ngắn gọn lại phần Kết luận - Đã chỉnh sửa đồng tài liệu tham khảo format theo quy định - Một số nội dung yêu cầu bổ sung (vd: thông tin số lượng mẫu thu thập, phương pháp phân tích số liệu, tính sinh khối vi tảo, ) trình bày số nội dung tồn văn Tuy nhiên, tác giả có chút bổ sung cho rõ Những điểm bảo lưu ý kiến, khơng sửa chữa, điều chỉnh (nếu có) lý sau: - Tác giả xin không bổ sung thêm thông tin người thu mẫu, người định danh mức độ đóng góp chuyên gia theo đề xuất phản biện số lý sau: + Vì đề tài nghiên cứu tiến hành phân tích dựa kế thừa mẫu vật liệu gốc (được nêu phần phạm vi nghiên cứu, trang 30) thu thập trước với cho phép GS TS Đồn Như Hải, phịng Sinh vật phù du, Viện Hải dương học + Để có mẫu vật liệu đó, có tham gia nhiều cán khoa học phòng Sinh vật phù du Sự hỗ trợ tác giả ghi nhận gửi lời cám ơn luận văn + Trong thời gian thực luận văn phòng Sinh vật phù du, tác giả trang bị nhiều tài liệu, sách báo chuyên ngành, hỗ trợ, hướng dẫn tận tình thực hành thao tác phương pháp thu mẫu, xử lý, phân tích mẫu định danh loài vi tảo độc hại Đà Nẵng, ngày 22 tháng 02 năm 2022 Cán hướng dẫn xác nhận - Đã kiểm tra luận văn lỗi sau chỉnh sửa - Đã kiểm tra thông tin luận văn tiếng Việt tiếng Anh Phan Tấn Lượm Học viên Trần Thị Kim Ngọc ... tài: ? ?Nghiên cứu phân bố loài tảo độc hại Hòn Tre, vịnh Nha Trang, Khánh Hòa? ?? cần thiết Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát Góp phần nghiên cứu đa dạng sinh thái phân bố vi tảo độc hại cho... 3.3 PHÂN BỐ CỦA CÁC LỒI VI TẢO ĐỘC HẠI Ở PHÍA NAM ĐẢO HÒN TRE, VỊNH NHA TRANG 43 3.3.1 Thành phần loài vi tảo độc hại 43 3.3.2 Biến động sinh vật lượng sinh khối vi tảo độc hại, ... Hòn Tre, vịnh Nha Trang 3.2 3.3 3.4 Số lượng taxa thuộc lớp TVPD phía nam đảo Hịn Tre, vịnh Nha Trang Danh sách lồi vi tảo độc hại phía nam đảo Hịn Tre, vịnh Nha Trang So sánh số lồi vi tảo độc