Đa dạng khuê tảo ở rừng ngập mặn cần giờ và ven biển đồng bằng sông cửu long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ GIA HẰNG ĐA DẠNG KHUÊ TẢO Ở RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ VÀ VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Tp Hồ Chí Minh - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ GIA HẰNG ĐA DẠNG KHUÊ TẢO Ở RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ VÀ VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số chuyên ngành: 62 42 60 01 Phản biện 1: TS Trịnh Trường Giang Phản biện 2: GS TS Nguyễn Ngọc Lâm Phản biện 3: PGS TS Vũ Ngọc Út Phản biện độc lập 1: PGS TS Vũ Ngọc Út Phản biện độc lập 2: TS Đào Thanh Sơn NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THANH TÙNG TS LÊ XUÂN THUYÊN Tp Hồ Chí Minh - 2014 MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Danh mục chữ viết tắt iii Danh mục bảng iv Danh mục hình ảnh, đồ thị v PHẦN MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan rừng ngập mặn 1.1.1 Định nghĩa rừng ngập mặn 1.1.2 Sự phân bố tình trạng rừng ngập mặn giới Châu Á 1.1.3 Sự phân bố tình hình rừng ngập mặn Việt Nam 1.2 Tổng quan khuê tảo 1.2.1 Sơ lược nghiên cứu khuê tảo 1.2.2 Vai trò khuê tảo hệ sinh thái thủy sinh 1.2.2.1 Khuê tảo sinh vật sơ cấp chuỗi thức ăn 1.2.2.2 Môi trường sống nhu cầu dinh dưỡng khuê tảo 10 1.2.2.3 Khuê tảo thị môi trường 11 1.2.3 Sơ lược nghiên cứu khuê tảo rừng ngập mặn giới 12 1.2.3.1 Đặc điểm sinh thái khuê tảo rừng ngập mặn 12 1.2.3.2 Khuê tảo làm sinh vật thị hệ sinh thái ngập mặn 14 1.2.3.3 Đa dạng sinh học, sinh khối mật độ khuê tảo rừng ngập mặn 15 1.2.4 Sơ lược nghiên cứu khuê tảo Việt Nam 17 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……………… … 21 2.1 Vị trí đặc điểm khu vực nghiên cứu 21 2.1.1 Rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh 21 2.1.2 Rừng ngập mặn cù lao Dung, tỉnh Sóc Trăng 24 2.1.3 Rừng ngập mặn cửa Bồ Đề Ông Trang, tỉnh Cà Mau 24 2.2 Phương pháp thu phân tích mẫu 25 2.2.1 Vị trí phương pháp thu mẫu khuê tảo 25 2.2.1.1 Vị trí thu mẫu 25 2.2.1.2 Phương pháp thu mẫu khuê tảo 29 2.2.2 Phương pháp xử lý mẫu khuê tảo 31 2.2.3 Phương pháp định danh đếm mảnh vỏ khuê tảo 32 2.2.3.1 Phương pháp định danh 32 2.2.3.2 Phương pháp đếm mảnh vỏ 33 2.2.4 Chỉ số đa dạng sinh học, mật độ mảnh vỏ, phương pháp thống kê xử lý số liệu 35 2.2.4.1 Chỉ số đa dạng sinh học khuê tảo 35 2.2.4.2 Mật độ mảnh vỏ tần suất xuất tương đối khuê tảo 37 2.2.4.3 Phương pháp thống kê xử lý số liệu 38 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Đa dạng quần xã khuê tảo bám trầm tích 40 3.1.1 Rừng ngập mặn cửa sông 40 3.1.2 Rừng ngập mặn châu thổ 45 3.1.3 Rừng ngập mặn ven biển 50 3.1.3.1 Rừng ngập mặn bị xói lở (cửa Bồ Đề) 50 3.1.3.2 Rừng ngập mặn bồi tụ (cửa Ông Trang) 56 3.1.4 So sánh đa dạng quần xã khuê tảo bám trầm tích ba kiểu rừng ngập mặn ven bờ 61 3.2 Đa dạng quần xã khuê tảo bám bốn kiểu giá thể tự nhiên 69 3.3 Ảnh hưởng yếu tố lý-hóa tính trầm tích đa dạng quần xã khuê tảo bám 75 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 4.1 Kết luận 90 4.2 Kiến nghị 91 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Danh lục taxa khuê tảo bám giá thể tự nhiên (trầm tích, rễ cây, thân cây, rụng) bốn khu vực nghiên cứu ix Phụ lục 2: Bảng hình ảnh khuê tảo bám giá thể tự nhiên rừng ngập mặn Cần Giờ ven biển đồng sông Cửu Long xxxiv LỜI CAM ĐOAN  Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu tôi, hướng dẫn TS Nguyễn Thanh Tùng TS Lê Xuân Thuyên Bộ môn Sinh tháiSinh học tiến hóa, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên-Đại học Quốc gia Tp.HCM Những phần trích dẫn luận án kiến thức công nhận xuất Tháng 05 năm 2014 Nguyễn Thị Gia Hằng i LỜI CẢM ƠN  Để hoàn thành luận án này, chân thành cảm ơn:  Thầy Nguyễn Thanh Tùng Thầy Lê Xuân Thuyên hết lòng tận tụy dạy hướng dẫn  TS Oscar E Romero, Viện nghiên cứu Khoa học Trái đất, trường Đại học Granada, Tây Ban Nha hết lòng dạy cho xử lý, phân tích định danh mẫu khuê tảo  TS Trần Triết tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ toàn kinh phí thực địa  Chủ nhiệm dự án đề tài "Động thái vành đai rừng ngập mặn vùng cửa sông Sài Gòn-Đồng Nai ven biển Đông đồng sông Cửu Long" cho phép sử dụng số liệu đề tài  Chương trình học bổng ERASMUS-MUNDUS tạo hội học tập Đại học Granada, Tây Ban Nha  PGS TS Viên Ngọc Nam tận tình hướng dẫn phép toán phần mềm thống kê  Thầy, Cô Bộ môn Sinh thái-Sinh học tiến hóa, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM cung cấp kiến thức quý báu cho hoàn thành luận án suốt thời gian qua Tháng 05 năm 2014 Nguyễn Thị Gia Hằng ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ĐBSCL Đồng sông Cửu Long HST Hệ sinh thái KDTSQ Khu Dự trữ sinh LSD Least Significant Difference (Sự khác biệt quan trọng nhỏ nhất) RNM Rừng ngập mặn Tp HCM Thành phố Hồ Chí Minh iii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 3.1: Tỷ lệ phần trăm ba lớp khuê tảo bám trầm tích bốn khu rừng ngập mặn Bảng 3.2: 40 Chỉ số đa dạng sinh học quần xã khuê tảo bám trầm tích ba kiểu sinh cảnh hai mùa rừng ngập mặn cửa sông Bảng 3.3: 41 Chỉ số đa dạng sinh học quần xã khuê tảo bám trầm tích bốn kiểu sinh cảnh hai mùa rừng ngập mặn châu thổ Bảng 3.4: 46 Chỉ số đa dạng sinh học quần xã khuê tảo bám trầm tích ba kiểu sinh cảnh hai mùa rừng ngập mặn ven biển bị xói lở (cửa Bồ Đề) Bảng 3.5: 51 Chỉ số đa dạng sinh học quần xã khuê tảo bám trầm tích bảy kiểu sinh cảnh hai mùa rừng ngập mặn ven biển bồi tụ (cửa Ông Trang) Bảng 3.6: Tỷ lệ phần trăm số loài (Rare Index) bốn khu vực nghiên cứu Bảng 3.7: 62 Tỷ lệ phần trăm ba lớp khuê tảo bám bốn kiểu giá thể tự nhiên Bảng 3.8: 56 70 Các số đa dạng sinh học quần xã khuê tảo bám bốn kiểu giá thể tự nhiên iv 71 DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1: Bản đồ phân chia khu vực rừng ngập mặn Việt Nam Hình 1.2: Loài Azpeitia tabularia (Grunow) Fryxell and Sims 1986 Hình 1.3: Loài Caloneis permagna (Bailey) Cleve 1894 Hình 1.4: Vai trò tảo lưới thức ăn rừng ngập mặn Hình 2.1: Khu vực nghiên cứu rừng ngập mặn ven biển Nam Bộ 21 Hình 2.2: Khu vực rừng bị gãy đổ bão Durian rừng ngập mặn cửa sông (Cần Giờ) Hình 2.3: Vị trí thu mẫu khuê tảo bốn kiểu sinh cảnh rừng ngập mặn châu thổ (cù lao Dung) Hình 2.4: 26 Vị trí thu mẫu khuê tảo ba kiểu sinh cảnh rừng ngập mặn cửa ven biển bị xói lở (cửa Bồ Đề) Hình 2.5: 23 27 Vị trí thu mẫu khuê tảo bảy kiểu sinh cảnh rừng ngập mặn cửa bồi tụ (cửa Ông Trang) 28 Hình 2.6: Sơ đồ minh họa đếm mảnh vỏ khuê tảo 33 Hình 2.7: Sơ đồ minh họa kích thước mảnh vỏ giống loài khuê tảo đếm Hình 3.1: 34 Đường cong tích lũy loài ưu (K - Dominance) quần xã khuê tảo bám trầm tích ba kiểu sinh cảnh hai mùa (mùa khô, mùa mưa) rừng ngập mặn cửa sông Hình 3.2: Chỉ số Caswell V(N.D.) quần xã khuê tảo bám trầm tích rừng ngập mặn cửa sông… Hình 3.3: 42 43 Mật độ mảnh vỏ trung bình quần xã khuê tảo bám trầm tích ba kiểu sinh cảnh hai mùa (mùa khô, mùa mưa) rừng ngập mặn cửa sông Hình 3.4: Đường cong tích lũy loài ưu (K-Dominance) quần xã khuê tảo bám trầm tích bốn kiểu sinh cảnh v 44 chim (Graham Wilcox, 2000) Cơ chế hoạt động giúp cho loài khuê tảo bám thuộc nhóm khuê tảo trung tâm phát triển tốt môi trường thường xuyên bị tác động sóng triều hay chế độ ngập triều ngày Điều thể thông qua tỷ lệ nhóm khuê tảo trung tâm khuê tảo lông chim (C:P) Tại bãi triều, tỷ lệ C:P RNM ven biển bị xói lở (cửa Bồ Đề) chiếm tỷ lệ cao (C:P ~ 2:3) thấp khu vực rừng bị gãy đổ RNM cửa sông (RNM Cần Giờ) (C:P ~1:3) Trong đó, tỷ lệ C:P RNM châu thổ (cù lao Dung) RNM ven biển bồi tụ (cửa Ông Trang) khác biệt (C:P ~ 1:2) Trong kiểu sinh cảnh bãi triều chịu tác động mạnh bốn yếu tố môi trường vô sinh, ánh sáng, nhiệt độ, chế độ thủy triều ngày sóng biển (Pinckney Zongmark, 1991; Hsiao, 1992; Souza Pineda, 2001) Bởi bãi triều hệ thực vật rừng ngập mặn trưởng thành giúp lưu giữ thành phần loài khuê tảo triều lên (/ hay) triều xuống, trầm tích nơi dễ bị xáo trộn sóng biển gây Dòng chảy triều giúp đưa lượng sinh khối thực vật phù du nói chung hay khuê tảo nói riêng từ sông-biển lên sàn rừng, góp phần làm tăng lượng sinh khối sơ cấp cho RNM Nhưng thủy triều rút mang theo lượng sinh khối không nhỏ từ sàn rừng trả lại cho sông-biển (Stevenson, 2008) Vì vậy, thành phần loài khuê tảo kiểu RNM ven bờ có độ đa dạng loài mật độ mảnh vỏ khác nhau, giúp cho nơi có độ giàu độ phong phú quần xã khuê tảo khác Quần xã khuê tảo góp phần vào việc cung cấp thức ăn cho sinh vật khác ổn định trầm tích (Graham Wilcox, 2000; Stevenson, 2008) Bên cạnh đó, dòng chảy triều sóng biển góp phần không nhỏ việc cung cấp hàm lượng dinh dưỡng, chuyển tải vật liệu từ bên đưa vào rừng, giúp khuếch tán vật liệu chỗ đưa sâu vào bên sàn rừng Nhưng vị trí, địa mạo RNM khác có luân chuyển khác Chính vậy, độ đa dạng quần xã khuê tảo bám trầm tích vị trí thu mẫu có khác biệt 66 Trong hai kiểu sinh cảnh thuộc bãi triều, sinh cảnh bãi bùn trống (thường xuyên bị ngập) RNM ven biển bị xói lở (cửa Bồ Đề) có địa hình thấp Nền trầm tích nơi bị sạt lở nghiêm trọng tác động sóng triều ngày (Hình 2.4) Vì vậy, trái với nghiên cứu Graham Wilcox (2000), có mặt khuê tảo bãi triều RNM cửa Bồ Đề lại thực chức cố định trầm tích hay làm giảm xói mòn bờ biển Trong đó, vị trí thu mẫu RNM ven biển (cửa Ông Trang) bồi tụ lượng phù sa mang lại từ biển Đông sông Bẩy Háp chế độ thủy triều dòng chảy ven bờ (Martin, 1998; Đỗ Đình Sâm cs., 2005; Lê Xuân Hồng Lê Thị Kim Thoa, 2007), với "che chắn" Cồn nên trầm tích nơi bị xáo trộn (Hình 2.5) Vì vậy, thành phần loài khuê tảo bám thuộc nhóm loài khuê tảo trung tâm phong phú Trong ba kiểu RNM ven bờ, thành phần loài khuê tảo bám thuộc nhóm khuê tảo lông chim tập trung nhiều RNM cửa sông (khu vực rừng bị gãy đổ RNM Cần Giờ) (74,75%), RNM châu thổ (cù lao Dung) (68,50%) thấp RNM ven biển (cửa Bồ Đề cửa Ông Trang) (62,89%) Điều môi trường sống RNM cửa sông "bao bọc" nhánh sông nên làm giảm lực tương tác sóng triều từ biển Đông đưa vào sàn rừng (Phan Nguyên Hồng Hoàng Thị Sản, 1993; Lê Xuân Hồng Lê Thị Kim Thoa, 2007) (Hình 2.2) Nền trầm tích ổn định so với RNM châu thổ ven biển Cùng với hệ thống rễ Đước dày đặc tượng rừng bị gãy đổ sau bão Durian lưu giữ lại sàn rừng, nên chúng tạo thành "giá thể tự nhiên" "rào chắn" giúp cho nhóm khuê tảo lông chim bám chắc, bị trôi theo dòng nước thủy triều rút ngày Hệ thực vật khu RNM nguyên nhân góp phần làm tăng độ đa dạng quần xã khuê tảo (Sylvestre cs., 2004; Bere, 2010; Hendrarto Nitisuparjo, 2011) Tại khu vực nghiên cứu RNM cửa Bồ Đề có hệ thực vật mỏng (chỉ có vài Giá thưa thớt), hệ thực vật RNM cửa Ông Trang đa dạng bốn khu vực nghiên cứu (Trần Triết Lê 67 Xuân Thuyên, 2012) Rừng ngập mặn cửa sông có nhóm thực vật rừng Đước đôi, RNM châu thổ có rừng Bần Dừa nước Như vậy, bốn khu vực nghiên cứu, nhờ hệ thống rừng ngập mặn trưởng thành khu vực nghiên cứu tạo thành "bức tường chắn" giúp cho quần xã khuê tảo bị trôi dạt theo dòng chảy triều ngày Góp phần làm tăng độ đa dạng loài khuê tảo bám kiểu giá thể Vì vậy, bốn khu vực nghiên cứu, độ đa dạng loài khuê tảo tập trung nhiều RNM cửa sông, RNM ven biển bồi tụ (cửa Ông Trang), RNM ven biển bị xói lở (cửa Bồ Đề) thấp RNM châu thổ Một nguyên nhân khác vị trí thu mẫu RNM ven biển không ổn định Rừng ngập mặn mũi Cà Mau (bờ biển phía Tây) dần bồi tụ lượng phù sa nhanh (80-100 m/ năm); RNM nằm bờ biển phía Đông ĐBSCL bị xói mòn nghiêm trọng (Martin, 1998) Trong ba kiểu RNM ven bờ trầm tích RNM cửa Bồ Đề bị xáo trộn mạnh sóng biển nhiều so với kiểu RNM ven bờ khác Vị trí địa lý RNM tạo thành trục vuông góc với biển Đông nên trầm tích nơi thường xuyên bị ảnh hưởng chế độ ngập sóng triều Do vậy, độ đa dạng RNM thấp so với bốn khu vực nghiên cứu Giả thuyết tương tự RNM cửa Ông Trang, vị trí thu mẫu nơi không nằm sát vịnh Thái Lan sông Bẩy Háp mà che chắn Cồn ngoài, điều giúp làm giảm lực tác động sóng triều chảy vào sàn rừng Vì vậy, hệ thống dòng chảy từ sông thủy triều từ biển giúp đưa vào sàn rừng lượng lớn sinh khối thực vật phù du nói chung khuê tảo nói riêng, làm cho RNM nơi có độ đa dạng loài số lượng cá thể khuê tảo cao so với khu RNM khác Hơn nữa, vị trí nơi có hệ thực vật rừng đa dạng so với RNM cù lao Dung cửa Bồ Đề (Trần Triết Lê Xuân Thuyên, 2012) nên tạo nên tường chắn, giúp lưu giữ thành phần số lượng cá thể khuê tảo cho RNM Điều thể qua số đa dạng sinh học tính toán thống kê bảng 3.5 68 Trong nghiên cứu thống kê cho thấy có 10 loài khuê tảo bám có tần suất xuất tương đối (hay độ thường gặp) nhiều ba kiểu RNM ven bờ có khác biệt rõ mặt thống kê (P = 0,0000**) Trong 10 loài khuê tảo bám có độ thường gặp có loài khuê tảo bám có khác biệt rõ ba kiểu RNM ven bờ, loài: Cyclotella striata, Cymatotheca weissflogii, Thalassionema nitzschioides, T nitzschioides var nitzschioides, Trylionella granulata T navicularis Đời sống chủ yếu loài khuê tảo sống bám sống môi trường nước mặn (Hasle cs., 2001; Sims cs., 1996, 2002; Tomas cs., 1996) Ngoại trừ loài C striata có phổ môi trường sống rộng, sống môi trường nước đến nước mặn có đời sống bám phù du (Sims cs., 1996, 2002; Tomas cs., 1996) Nhìn chung, đa dạng quần xã khuê tảo bám sinh cảnh có rừng ngập mặn trưởng thành cao bãi triều (Sylvestre cs., 2004) Điều cho thấy trầm tích hệ thực vật nơi hai yếu tố chủ đạo giúp lưu giữ giúp phân bố thành phần số lượng loài khuê tảo theo thời gian 3.2 Đa dạng quần xã khuê tảo bám bốn kiểu giá thể tự nhiên Nghiên cứu định danh ghi nhận 548 taxa bốn giá thể tự nhiên: bề mặt trầm tích (433 loài), rễ (291 loài), thân (315 loài) rụng (263 loài); có 91 taxa định danh đến giống Trong 548 loài khuê tảo bám tìm thấy bốn kiểu giá thể thành phần loài khuê tảo bám tập trung chủ yếu lớp Bacillariophyceae, lớp Coscinodiscophyceae Fragilariophyceae Trong ba lớp khuê tảo bám lớp Bacillariophyceae lớp Fragilariophyceae thuộc nhóm khuê tảo bám lông chim Các loài khuê tảo bám thuộc nhóm có hệ thống rãnh (Raphe) cấu trúc mảnh vỏ Riêng lớp Coscinodiscophyceae thuộc nhóm khuê tảo bám trung tâm hệ thống rãnh cấu trúc mảnh vỏ Trong đó, loài khuê tảo thuộc lớp Bacillariophyceae tập trung nhiều thân (76,11%) rụng (76,43%) so với rễ (74,48%) trầm 69 tích (67,97%) Ngược lại, loài khuê tảo thuộc lớp Coscinodiscophyceae tập trung nhiều trầm tích (25,97%) rễ (22,07%) so với thân (20,70%) rụng (19,77%) Trong khi, loài khuê tảo thuộc lớp Fragilariophyceae xuất nhiều trầm tích (6,06%) rụng (3,80%) so với rễ (3,45%) thân (3,19%) (Bảng 3.7) Nguyên nhân bề mặt giá thể cây, thân rễ tương đối nhám, giúp cho nhóm khuê tảo lông chim dễ dàng bám bề mặt (Graham Wilcox 2000) Ngược lại, bề mặt trầm tích sinh cảnh bãi bùn bãi bùn có nơi giúp cho nhóm khuê tảo trung tâm phát triển tốt nhất; bề mặt trầm tích hai sinh cảnh trơn láng giúp cho nhóm khuê tảo trung tâm dễ dàng di chuyển cách trượt (Brown, 1976; Lane cs., 2003) Bảng 3.7: Tỷ lệ phần trăm ba lớp khuê tảo bám bốn kiểu giá thể tự nhiên Giá thể Bacillariophyceae Coscinodiscophyceae Fragilariophyceae (%) (%) (%) Trầm tích 67,97 25,97 6,06 Rễ 74,48 22,07 3,45 Thân 76,11 20,70 3,19 Lá rụng 76,43 19,77 3,80 Phân tích số đa dạng sinh học, so sánh độ giàu loài khuê tảo bám bốn kiểu giá thể cho thấy: trầm tích có độ giàu loài cao nhất, độ giàu loài ba kiểu giá thể lại không chênh lệch nhiều (Bảng 3.8) Chỉ số đa dạng Shannon-Wiener loài khuê tảo bám trầm tích thấp nhất, ba kiểu giá thể thân cây, rụng rễ có số đa dạng cao Chỉ số ưu Simpson quần xã khuê tảo bám trầm tích cao nhất, số giá thể thân cây, rễ rụng thấp (Bảng 3.8) Do vậy, thông qua hai số đa dạng sinh học khuê tảo nêu cho thấy quần xã loài khuê tảo bám giá thể thực vật (thân cây, rễ hay rụng) đa 70 dạng so với giá thể trầm tích Ngoài ra, dựa vào số đồng Pielou (J’) cho thấy quần xã khuê tảo bám ba kiểu giá thể thực vật ổn định (hay đồng nhất) quần xã loài khuê tảo giá thể trầm tích (Bảng 3.8) Bảng 3.8: Các số đa dạng sinh học quần xã khuê tảo bám bốn kiểu giá thể tự nhiên Chỉ số đa dạng d H'(loge) D J' Trầm tích 49,03 5,20 0,01 0,87 Lá rụng 33,17 5,37 0,00 0,96 Thân 34,89 5,39 0,00 0,94 Rễ 32,84 5,35 0,00 0,94 Giá thể Nhìn chung, số đa dạng sinh học khuê tảo số phong phú loài, số đồng số ưu Simpson giá thể trầm tích cao so với giá thể thực vật (rễ cây, thân rụng) Tuy nhiên, thành phần loài khuê tảo bám kiểu giá thể thực vật có số đa dạng Shannon-Wiener cao so với trầm tích Điều cho thấy quần xã loài khuê tảo bám kiểu giá thể thực vật (rễ cây, thân rụng) có nhiều loài khuê tảo có số lượng cá thể cao (hay nhiều) so với trầm tích Hơn nữa, vài loài khuê tảo tìm thấy kiểu giá thể thực vật mà không tìm thấy giá thể trầm tích Nghiên cứu tìm thấy vài loài khuê tảo diện giá thể rễ loài Achnanthes lanceolata var elliptica; Amphora delicatissima; Auricula complexa; Caloneis sublinearis; Cymbella amphicephala var hercynica; C suecica; Encyonema perpusillum; Navicula oblonga; Pinnularia biceps; P lagerstedtii Hay loài Achnanthes longipes; Aulacoseira distans; Caloneis liber; Cavinula cocconeiformis; Cymbella naviculiformis; C norvegica; Diatoma vulgare; Entomoneis surirelloides; Eunotia glacialis; E 71 tautoniensis; E vanheurckii; Fragilaria islandica; Frustulia vulgaris; Gomphonema globiferum; G vibrio var pumilum; Navicula brasiliensis; N corymbosa; Odontella obtuse; Pinnularia brebissonii var diminuta; P imperfect; P yarrensis; Placoneis clementioides; Stauroneis smithii var incise; Surirella comis tìm thấy giá thể thân Hoặc loài Cymbella helvetica; C heteropleura; Diploneis suspecta; Encyonema lacustre; Epithemia frickei; E sorex var gracilis; Eunotia pectinalis var undulate; Navicula digitoradiata; Odontella mobiliensis; Pinnulariosigma raeana; Pleurosigma strigosum; Stauroneis legumen; S construens tìm thấy giá thể rụng Phân tích giá trị trung bình tần suất xuất tương đối (hay độ thường gặp) loài khuê tảo ưu bốn kiểu giá thể tự nhiên cho thấy có khác biệt rõ mặt thống kê (P = 0,0000**) Trong đó, giá trị trung bình tần suất xuất tương đối loài khuê tảo bám ưu giá thể thân (15,17 ± 0,84) rễ (12,83 ± 0,72) cao so với giá thể trầm tích (5,34 ± 0,47) rụng (5,06 ± 0,28); có khác biệt rõ mặt thống kê khoảng tin cậy 95% (LSD 0,05 = 1,71) (Hình 3.15) Hình 3.15: Giá trị trung bình tần suất xuất tương đối loài khuê tảo bám ưu bốn kiểu giá thể tự nhiên Chú thích: Trung bình ± Sai 72 số chuẩn; Các kí tự (a, b, c) khác thể khác biệt rõ giá trị trung bình với P* < α = 0,05 Phân tích mối quan hệ quần xã khuê tảo bám bốn kiểu giá thể khác mức tương đồng 80% cho thấy: có quần xã khuê tảo bám giá thể rễ tương đồng với giá thể thân Trong xét mức tương đồng thấp (khoảng 60%) quần xã khuê tảo bám kiểu giá thể thực vật (rễ cây, thân rụng) lại tương đồng với Tuy nhiên, xét mức tương đồng khoảng 40% quần xã khuê tảo bám bốn kiểu giá thể tương đồng với (Hình 3.16) Hình 3.16: Sơ đồ MDS quan hệ quần xã khuê tảo bám bốn kiểu giá thể tự nhiên Thành phần, số lượng loài mật độ mảnh vỏ khuê tảo bám kiểu giá thể khác ba nhân tố quan trọng giúp đánh giá độ đa dạng quần xã khuê tảo thông qua số đa dạng sinh học Các kiểu giá thể khác ảnh hưởng lên quần xã độ phong phú loài khuê tảo sống bám khác nhau; loài khuê tảo có đời sống bám thường thích nghi với kiểu giá thể khác (Round, 1991; Potapova Charles, 2003; Fisher Dunbar, 2007) Khuê 73 tảo sống bám có xu hướng thích nghi với bề mặt giá thể tự nhiên nhân tạo, đặc biệt giá thể thực vật (Bere, 2010) Vì mà tần suất xuất tương đối loài khuê tảo có đời sống bám giá thể thân rễ đa dạng trầm tích rụng Vì vậy, "giá thể" nhân tố ảnh hưởng lên độ đa dạng quần xã khuê tảo hay giới hạn số lượng loài (/hay) cá thể loài khuê tảo (Round, 1991) Nếu giá thể thực vật nhóm khuê tảo chiếm ưu thường loài thuộc giống Nitzschia Navicula Trong đó, giá thể bùn (hay trầm tích) hầu hết loài khuê tảo chiếm ưu thường giống Gyrosigma; giống đại diện cho nhóm khuê tảo có khả di chuyển nhanh "bên trong" (từ mm - mm) trầm tích (Sylvestre cs., 2004) Do đó, nhóm khuê tảo thường xem loài khuê tảo sống bám địa xem sinh vật thị cho trình ổn định trầm tích (Sylvestre cs., 2004) Ngoài ra, hai nhóm khuê tảo, nhóm khuê tảo trung tâm tập trung nhiều giá thể trầm tích rụng Ngược lại, nhóm khuê tảo lông chim (lớp Bacillariophyceae Fragilariophyceae) tập trung chủ yếu giá thể rễ thân (Nguyễn Thị Gia Hằng cs., 2009) Bên cạnh đó, dựa vào tỷ lệ Centric : Pennate (C:P) quần xã khuê tảo bốn kiểu giá thể cho thấy thành phần loài khuê tảo bám thuộc nhóm khuê tảo trung tâm tập trung chủ yếu giá thể trầm tích [nền trầm tích (C:P ~ 1:3), rễ (C:P ~ 1:4), thân (C:P ~ 1:4) rụng (C:P ~ 1:4)] Ngược lại, thành phần loài khuê tảo bám thuộc nhóm khuê tảo lông chim tập trung nhiều giá thể thực vật (thân cây, rễ rụng) Nguyên nhân bề mặt giá thể thực vật tương đối nhám, giúp cho nhóm khuê tảo lông chim dễ dàng bám bề mặt giá thể (Graham Wilcox, 2000; Stevenson, 2008) 74 Độ đa dạng mật độ mảnh vỏ khuê tảo bám kiểu sinh cảnh có rừng trưởng thành đa dạng so với kiểu sinh cảnh hay có Kết nghiên cứu tương thích với nghiên cứu Hendrarto Nitisuparjo (2011) đa dạng sinh học khuê tảo bám có đời sống bám RNM Rembang, Demak Pemalang thuộc Central Java Indonesia Nghiên cứu Hendrarto Nitisuparjo (2011) cho mật độ rừng từ 8.000 10.000 cây/ hecta độ đa dạng sinh khối sơ cấp quần xã khuê tảo bám cao Điều cho thấy mật độ rừng cao giúp lưu giữ thành phần loài mật độ mảnh vỏ khuê tảo nhiều Vấn đề lần khẳng định nghiên cứu đa dạng loài khuê tảo bám sinh cảnh bãi bùn bãi bùn có thấp so với sinh cảnh có rừng trưởng thành (Bảng 3.2, 3.3, 3.4 3.5) Đa dạng loài mật độ mảnh vỏ khuê tảo bị ảnh hưởng yếu tố môi trường hữu sinh nhóm sinh vật ăn tảo (như nhóm cua, còng) RNM (Diele cs., 2012) Thực vật phù du nói chung hay khuê tảo nói riêng sinh vật sơ cấp cung cấp thức ăn cho nhóm sinh vật thứ cấp chuỗi thức ăn Do đó, thành phần loài độ giàu loài tăng góp phần làm tăng suất sơ cấp sinh khối chuỗi thức ăn HST thủy sinh (Forster cs., 2006) Khuê tảo không nguồn thức ăn cho nhóm ấu trùng copepod Diaptomus môi trường nước mặn mà nguồn thức ăn cho nhóm ấu trùng cua còng môi trường nước (Graham Wilcox, 2000) loài cua Uca forcipata nước lợ (Diele cs., 2012) Vì vậy, phát triển mạnh nhóm khuê tảo bám góp phần làm tăng độ phong phú nhóm cua còng 3.3 Ảnh hưởng yếu tố lý-hóa tính trầm tích lên đa dạng quần xã khuê tảo bám Phân tích phân nhóm (MDS) quần xã khuê tảo bám trầm tích ba kiểu sinh cảnh hai mùa RNM cửa sông cho thấy hầu hết vị trí thu mẫu, quần xã khuê tảo tương đồng mức 50%, ngoại trừ ba ô mẫu: D01, B13 D10 Trong mùa mưa, quần xã khuê tảo bám ô mẫu D01 B13 75 (thuộc kiểu sinh cảnh rừng nguyên trạng) có mức tương đồng thấp, khoảng 44,34% Ttrong vào mùa khô, ô D10 thuộc kiểu sinh cảnh rừng bị gãy đổ, quần xã khuê tảo nơi tương đồng khoảng 44,99% (Hình 3.17) Hình 3.17: Sơ đồ phân nhóm (MDS) quần xã khuê tảo bám trầm tích ba kiểu sinh cảnh hai mùa (mùa khô, mùa mưa) rừng ngập mặn cửa sông Chú thích kiểu sinh cảnh-mùa: tiếp-mưa; -rừng nguyên trạng-mưa; tiếp-khô; -rừng nguyên trạng-khô -cây rừng bị gãy đổ-mưa; - chuyển -cây rừng bị gãy đổ-khô; -chuyển Quần xã khuê tảo bám trầm tích RNM cửa sông có 43/306 loài khuê tảo bám chiếm ưu hai mùa Trong 43 loài khuê tảo bám chiếm ưu có loài khuê tảo thường gặp ba kiểu sinh cảnh rừng hai mùa, loài: Diadesmis perpusilla có tỷ lệ phần trăm chiếm ưu từ 4,69% đến 6,47%, Ditylum brightwellii (6,32%-8,12%), Navicula cincta (5,54%12,41%), Thalassionema nitzschioides (2,93%-6,11%), T nitzschioides var nitzschioides (3,45%-9,17%), Tryblionella acuminata (5,30%-6,38%) T granulata (2,88%-4,47%) 76 Phân tích MDS quần xã khuê tảo bám trầm tích ô mẫu thuộc bốn kiểu sinh cảnh hai mùa RNM châu thổ cho thấy chúng tương đồng mức 30%; ngoại trừ sinh cảnh hỗn giao rừng Bần-Dừa nước vào mùa khô (SNYD) Tại kiểu sinh cảnh bãi bùn bãi bùn có vào mùa mưa có mức tương đồng cao (60,52%) thấp kiểu sinh cảnh hỗn giao rừng Bần Dừa nước (43,86%) (Hình 3.18) Quần xã khuê tảo bám RNM châu thổ có 273 loài khuê tảo bám trầm tích Trong đó, có 41 loài khuê tảo chiếm ưu có loài khuê tảo thường gặp bốn kiểu sinh cảnh hai mùa, là: Aulacoseira granulata có tỷ lệ phần trăm ưu từ 5,06% đến 11,32%, Cyclotella stylorum (6,58%13,33%), Ditylum brightwellii (5,60%-11,86%), Paralia sulcata (4,69%-7,69%), Thalassionema nitzschioides (11,02%-16,67%) Hình 3.18: Sơ đồ phân nhóm (MDS) quần xã khuê tảo bám trầm tích bốn kiểu sinh cảnh hai mùa (mùa khô, mùa mưa) rừng ngập mặn châu thổ Chú thích kiểu sinh cảnh-mùa: con-khô; mưa; -rừng Bần-khô; -bãi bùn có con-mưa; -bãi bùn-khô; -bãi bùn có -hỗn giao Bần-Dừa nước-khô; -rừng Bần-khô; nước-khô 77 -bãi bùn- -hỗn giao Bần-Dừa Ở RNM ven biển bị xói lở (cửa Bồ Đề), phân tích phân nhóm (MDS) với mức tương đồng 40% cho thấy quần xã khuê tảo bám trầm tích sinh cảnh bãi bùn trống tương đồng với sinh cảnh bãi bùn có gốc chết khoảng 49,88% Quần xã khuê tảo bám hai sinh cảnh tương đồng với sinh cảnh rừng Giá khoảng 42,18% (Hình 3.19) Quần xã khuê tảo bám trầm tích RNM ven biển (cửa Bồ Đề) bị xói lở có 116 loài khuê tảo bám Trong đó, có 29 loài khuê tảo chiếm ưu có loài thường gặp ba kiểu sinh cảnh hai mùa: Cyclotella striata (13,05%), C stylorum (10,83%), Ditylum brightwellii (10,52%), Thalassionema nitzschioides (9,91%) Tryblionella navicularis (12,41%) Hình 3.19: Sơ đồ phân nhóm (MDS) quần xã khuê tảo bám trầm tích ba kiểu sinh cảnh hai mùa (mùa khô, mùa mưa) rừng ngập mặn ven biển bị xói lở (cửa Bồ Đề) Chú thích kiểu sinh cảnh-mùa: thường xuyên bị ngập-khô; -bãi bùn có gốc chết-khô; -bãi bùn thường xuyên bị ngập-mưa; -bãi bùn -rừng Giá-khô; -bãi bùn có gốc chết-mưa; - rừng Giá-mưa Phân tích nhóm (MDS) quần xã khuê tảo bám trầm tích bảy kiểu sinh cảnh hai mùa RNM ven biển (cửa Ông Trang) bồi tụ cho thấy chúng tương đồng với mức 40% Trong đó, quần xã khuê 78 tảo bám kiểu sinh cảnh rừng Mấm có hòa trộn với quần xã khuê tảo bám sinh cảnh khác Quần xã khuê tảo bám sinh cảnh rừng Mấm tương đồng khoảng 35,01% với sinh cảnh khác (Hình 3.20) Quần xã khuê tảo bám trầm tích RNM ven biển bồi tụ có 233 loài khuê tảo; đó, có 18 loài khuê tảo bám chiếm ưu Trong 18 loài khuê tảo bám chiếm ưu có loài khuê tảo thường gặp bảy kiểu sinh cảnh rừng hai mùa: Cyclotella striata (8,43% - 15,63%), C stylorum (4,50%-18,56%), Ditylum brightwellii (6,19%-19,31%), Paralia sulcata (6,31%14,93%), Thalassionema nitzschioides (4,63%-13,27%) T nitzschioides var nitzschioides (4,37%-9,93%) Hình 3.20: Sơ đồ phân nhóm (MDS) quần xã khuê tảo bám bảy kiểu sinh cảnh hai mùa (mùa khô, mùa mưa) rừng ngập mặn ven biển bồi tụ (cửa Ông Trang) Chú thích kiểu sinh cảnh-mùa: con-khô; Bần-Mấm-khô; -rừng Mấm-khô; mưa; -hỗn giao Mấm-Đước-khô; -rừng Đước-khô; -bãi bùn có con-mưa; -bãi bùn-khô; -rừng Vẹt-khô; -rừng Mấm-mưa; -hỗn giao Bần-Mấm-mưa; 79 -hỗn giao -bãi bùn-mưa; -hỗn giao Mấm-Đước- -rừng Đước-mưa; mưa -bãi bùn có -rừng Vẹt- Mỗi khu vực thu mẫu khác bị ảnh hưởng yếu tố môi trường đặc trưng khác Để làm rõ ảnh hưởng yếu tố môi trường lên đa dạng sinh học quần xã khuê tảo bám, nghiên cứu phân tích mối tương quan đặc tính lý-hóa trầm tích (như pH, nhiệt độ, độ mặn, độ ẩm, tỷ lệ khoáng hóa dinh dưỡng C/N N/P) lên số đa dạng quần xã khuê tảo bám theo phân tích PCA Từ hình 3.21 cho thấy số đa dạng sinh học mật độ mảnh vỏ khuê tảo bám RNM cửa sông (Cần Giờ) chịu ảnh hưởng nhiều hàm lượng dinh dưỡng C:N:P; đó, biến sinh học RNM châu thổ ven biển chịu ảnh hưởng yếu tố pH Hình 3.21: Sơ đồ PCA mối quan hệ số đa dạng sinh học mật độ mảnh vỏ khuê tảo bám với yếu tố lý - hóa tính tầng đất bề mặt bốn khu vực nghiên cứu Chú thích: - Rừng ngập mặn: -Cần Giờ; -cù lao Dung; 80 -Bồ Đề; -Ông Trang; [...]... RNM ven biển thuộc đồng bằng Nam Bộ bao gồm các kiểu: RNM cửa sông hình phễu (Funnel shaped estuary) - Cần Giờ, Tp.HCM; RNM cửa sông châu thổ (Delta estuary) - cù lao Dung, tỉnh Sóc Trăng và RNM ven biển (hay rìa châu thổ) - cửa Bồ Đề và cửa Ông Trang, tỉnh Cà Mau (Hình 2.1) Hình 2.1: Khu vực nghiên cứu ở rừng ngập mặn ven biển Nam Bộ 2.1.1 Rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh Rừng ngập mặn Cần. .. bề mặt ở rừng ngập mặn châu thổ và ven biển ……………………………………………… viii 82 PHẦN MỞ ĐẦU Rừng ngập mặn (RNM) là hệ sinh thái đất ngập nước ven biển chiếm ưu thế ở bờ biển nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới Rừng ngập mặn đóng vai trò sinh thái quan trọng như hình thành đất, ổn định bờ biển, lọc nước, môi trường sống cho nhiều sinh vật biển và sản sinh ra một lượng lớn các mảnh vụn Rừng ngập mặn góp... mùa mưa) ở rừng ngập mặn ven biển bị xói lở (cửa Bồ Đề) Hình 3.10: 54 Đường cong tích lũy loài ưu thế (K-Dominance) của quần xã khuê tảo bám trên nền trầm tích tại bảy kiểu sinh cảnh và giữa hai mùa (mùa khô, mùa mưa) tại rừng ngập mặn ven biển đang bồi tụ (cửa Ông Trang) Hình 3.11: 58 Chỉ số Caswell [V(N.D.)] của quần xã khuê tảo bám trên nền trầm tích ở rừng ngập mặn ven biển đang bồi... Đình Sâm và cs., 2005) 22 Hình 2.2: Khu vực cây rừng bị gãy đổ do bão Durian ở rừng ngập mặn cửa sông (Cần Giờ) Chú thích: (A) hình ảnh minh họa ba kiểu sinh cảnh; (B) bản đồ phác thảo vị trí các ô thu mẫu tại ba kiểu sinh cảnh rừng (Nguồn: Đề tài "Động thái của vành đai rừng ngập mặn vùng cửa sông Sài Gòn -Đồng Nai và ven biển Đông đồng bằng sông Cửu Long" , 2012) 23 ... đánh giá đa dạng và sự phân bố của quần xã khuê tảo bám trên các giá thể tự nhiên tại RNM trong mối liên hệ với các điều kiện lý hóa môi trường ven biển miền Nam, Việt Nam 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN RỪNG NGẬP MẶN 1.1.1 Định nghĩa rừng ngập mặn Thuật ngữ "rừng ngập mặn" hay "quần xã ngập mặn" , "hệ sinh thái ngập mặn" , "đầm lầy ngập mặn" là các thuật ngữ đã được các chuyên gia và các... vật, khuê tảo 11 thường được chọn làm đối tượng nghiên cứu giúp mô phỏng (/ tái hiện) lại môi trường trước đây và đánh giá môi trường trong thời gian dài (Amoros và van Urk, 1989; Smol và Cumming, 2000; Stevenson và Pan, 2010; Stevenson và cs., 2010) 1.2.3 Sơ lƣợc nghiên cứu về khuê tảo ở rừng ngập mặn trên thế giới 1.2.3.1 Đặc điểm sinh thái của khuê tảo ở rừng ngập mặn Trên thế giới đã có một vài... xã khuê tảo sống bám trong nền trầm tích ở RNM và vùng ngập mặn có cây Sậy ở đảo Qi'ao, Zhuhai, tỉnh Guangdong Nhóm tác giả đã định danh được 113 loài thuộc 28 giống khuê tảo sống bám Trong đó, có 95 loài khuê tảo thuộc RNM và 42 loài khuê tảo thuộc vùng ngập mặn có cây Sậy Mật độ của khuê tảo sống bám từ 14,3 - 553,5 cá thể/ cm3 Kết quả nghiên cứu cho thấy các chỉ số đa dạng sinh học và chỉ số đồng. .. quần xã khuê tảo bám trên nền trầm tích tại ba kiểu sinh cảnh và giữa hai mùa (mùa khô, mùa mưa) ở rừng ngập mặn ven biển bị xói lở (cửa Bồ Đề) Hình 3.8: 52 Chỉ số Caswell [V(N.D.)] của quần xã khuê tảo bám trên nền trầm tích ở rừng ngập mặn ven biển bị xói lở (cửa Bồ Đề) Hình 3.9: 53 Mật độ mảnh vỏ trung bình của quần xã khuê tảo bám trên nền trầm tích giữa ba kiểu sinh cảnh và giữa... Tàu và khu vực 4: Ven biển Nam Bộ, từ mũi Vũng Tàu đến Hà Tiên (Hình 1.1) 4 Hình 1.1: Bản đồ phân chia khu vực rừng ngập mặn của Việt Nam (Nguồn: Phan Nguyên Hồng và Hoàng Thị Sản, 1993) Tại khu vực 4, đây là vùng cửa sông chịu ảnh hưởng bồi tụ bởi sông Sài Gòn, sông Đồng Nai và hệ thống sông Cửu Long như: - Từ Vũng Tàu đến sông Soài Rạp, đây là vùng cửa sông thuộc hệ thống sông Đồng Nai Ngoại trừ sông. .. cứu về quần xã khuê tảo, cũng như mật độ và sinh khối của khuê tảo phân bố theo khuynh độ của độ mặn và theo mùa ở vùng cửa sông ven biển Việt Nam Khảo sát được 307 loài khuê tảo; trong đó, có 70 loài và 28 thứ loài mới cho Việt Nam Đến năm 2003, Nguyễn Văn Tuyên đã nghiên cứu về đa dạng tảo trong thủy vực nội địa Việt Nam và tìm thấy 411 loài khuê tảo có trong các thủy vực này Võ Hành và Phan Tuấn Lượm ... CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ GIA HẰNG ĐA DẠNG KHUÊ TẢO Ở RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ VÀ VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số chuyên ngành: 62 42 60... KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Đa dạng quần xã khuê tảo bám trầm tích 40 3.1.1 Rừng ngập mặn cửa sông 40 3.1.2 Rừng ngập mặn châu thổ 45 3.1.3 Rừng ngập mặn ven biển ... nghiên cứu rừng ngập mặn ven biển Nam Bộ 21 Hình 2.2: Khu vực rừng bị gãy đổ bão Durian rừng ngập mặn cửa sông (Cần Giờ) Hình 2.3: Vị trí thu mẫu khuê tảo bốn kiểu sinh cảnh rừng ngập mặn châu