Nghiên cứu mối quan hệ giữa đa dạng sinh học thân mềm chân bụng (gastropoda) trên cạn với hàm lượng sắt, đồng trong đất tại xã quảng bạch, huyện chợ đồn, tỉnh bắc kạn

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐA DẠNG SINH HỌC THÂN MỀM CHÂN BỤNG (GASTROPODA) TRÊN CẠN VỚI HÀM LƯỢNG SẮT, ĐỒNG TRONG ĐẤT TẠI XÃ QUẢNG BẠCH, HUYỆN CHỢ ĐỒN, TỈNH BẮC KẠN CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ TUYẾT MAI HÀ NỘI - NĂM 2017 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐA DẠNG SINH HỌC THÂN MỀM CHÂN BỤNG (GASTROPODA) TRÊN CẠN VỚI HÀM LƯỢNG SẮT, ĐỒNG TRONG ĐẤT TẠI XÃ QUẢNG BẠCH, HUYỆN CHỢ ĐỒN, TỈNH BẮC KẠN NGUYỄN THỊ TUYẾT MAI CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 60440301 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HOÀNG NGỌC KHẮC HÀ NỘI - NĂM 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: TS Hồng Ngọc Khắc Cán chấm phản biện 1: PGS.TS Đỗ Văn Nhượng Cán chấm phản biện 2: TS Phạm Đình Sắc Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 19 tháng năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu thực riêng tơi, thực sở nghiên cứu thực địa khu vực xã Quảng Bạch, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn, hướng dẫn khoa học TS Hoàng Ngọc Khắc Các số liệu kết luận văn trung thực khách quan chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2017 Học viên Nguyễn Thị Tuyết Mai ii LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội hoàn thành luận văn tốt nghiệp, để đạt kết hôm nay, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến: - TS Hoàng Ngọc Khắc dành nhiều thời gian định hướng, hướng dẫn tận tình, động viên, cung cấp tài liệu kiến thức quý báu suốt trình thực đề tài - Cán phòng thí nghiệm Phân tích mơi trường thuộc Trung tâm Mạng lưới Khí tượng Thủy văn Mơi trường tạo điều kiện q trình phân tích mẫu đất phòng thí nghiệm - Người dân xã Quảng Bạch, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn tạo điều kiện giúp đỡ, tham gia trực tếp vào công việc thực địa cung cấp thông tin cần thiết - Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn bố mẹ tôi, gia đình động viên, chia sẻ khó khăn, tạo điều kiện thuận lợi cho yên tâm thời gian học tập nghiên cứu để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2017 Học viên Nguyễn Thị Tuyết Mai MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT v MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan thân mềm chân bụng cạn 1.1.1 Đặc điểm loại 1.1.2 Đặc điểm sinh học học phân sinh thái 1.1.3 Môi trường sống 1.1.4 Nguồn thức 1.1.5 Mức phản ứng yếu tố môi ăn trường tác động 1.2 Tổng quan kim loại nặng 1.3 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 1.3.1 Điều kiện tự .8 nhiên 1.3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 11 1.4 Những nghiên cứu ốc cạn 13 1.4.1 Nghiên cứu đa dạng sinh học ốc cạn Việt Nam .13 1.4.2 Nghiên cứu ảnh cạn 15 hưởng kim loại nặng tới ốc CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU17 2.1 Đối tượng 17 2.2 Địa điểm 17 2.3 Phương pháp nghiên cứu 20 2.3.1 Phương pháp luận 20 (cách tếp 2.3.2 Phương pháp nghiên liệu 20 2.3.3 Phương pháp nghiên địa 21 2.3.4 Phương pháp nghiên 22 cứu cận) cứu cứu phòng tài thực thí nghiệm 2.3.5 Xử lý số liệu 23 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 25 3.1 Hàm lượng kim loại nặng đất khu vực nghiên cứu 25 3.1.1 Hàm lượng đồng 25 (Cu) đất 3.1.2 Hàm lượng sắt 27 (Fe) đất 3.1.3 Đánh giá chung hàm lượng KLN đồng, sắt đất 29 3.2 Đa dạng sinh học ốc cạn khu vực nghiên cứu 29 3.2.1 Thành phần loài ốc cạn 29 3.2.2 Cấu trúc thành phần loài ốc cạn KVNC 30 3.2.3 Đặc điểm phân bố ốc cạn khu vực nghiên cứu .32 3.2.4 Các số đa dạng sinh học 36 3.3 Mối quan hệ ĐDSH ốc cạn với hàm lượng kim loại đồng, sắt 37 3.3.1 Quan hệ số loài ốc cạn (S) với hàm lượng kim loại nặng đất .39 3.3.2 Quan hệ mật độ ốc cạn (V) với hàm lượng kim loại nặng đất 41 3.3.3 Quan hệ số Margalef (d) với hàm lượng kim loại nặng đất 43 3.3.4 Quan hệ số Peilou (J') với hàm lượng kim loại nặng đất .45 3.3.5 Quan hệ số Shannon (H') với hàm lượng kim loại nặng đất 47 3.3.6 Quan hệ độ phong phú loài (p%) với hàm lượng kim loại nặng đất 3.3.7 Đánh giá chung mối quan hệ ĐDSH ốc cạn hàm lượng đồng, sắt đất xã Quảng Bạch, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 74 DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT KLN : Kim loại nặng ĐDSH : Đa dạng sinh học TCVN : Tiêu chẩn Việt Nam KVNC : Khu vực nghiên cứu OTC : Ô tiêu chuẩn D : Đường kính vỏ ốc H : Chiều cao vỏ ốc DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu 17 Bảng 3.1 Hàm lượng Đồng đất khu vực nghiên cứu 25 Bảng 3.2 Hàm lượng Sắt đất khu vực nghiên cứu 27 Bảng 3.3 Cấu trúc thành phần ốc cạn phân lớp khu vực nghiên cứu 30 Bảng 3.4 Danh sách phân bố loài ốc cạn theo sinh cảnh KVNC 32 Bảng 3.5 Chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn điểm khảo sát KVNC 36 Bảng 3.6 Các số đa dạng sinh học hàm lượng kim loại nặng đất 38 Bảng 3.7 Hàm lượng đồng (Cu) sắt (Fe) đất loài ốc cạn đặc trưng 49 chạy dọc theo đường xoắn Miệng vỏ dày, màu đỏ đậm, hình ơvan, mở rộng xuống phía dưới, chai miệng rõ ràng, liên tục bờ trụ Lỗ rống rộng sâu, bị che khuất phần miệng vỏ Lỗ miệng có nắp miệng Hình Cyclophorus pyrostoma (Moellendorf, 1882) Cyclophorus subcarinatus (Moellendorf, 1882) Mẫu vật: QB3; QB7; QB9; QB12; QB15; QB16; QB24; QB28; QB29 Kích thước: D = 40 mm; H = 30 mm Đặc điểm nhận dạng: Ốc cỡ lớn, dạng xoắn ốc, đỉnh tháp ốc nhọn Vỏ mỏng, chắn, mờ đục, có hoa văn màu nâu vàng xen kẽ trắng zich zac chạy từ đỉnh vỏ xuống vòng xoắn cuối, đường xoắn nâu vàng xen kẽ trắng đồng tâm chạy quanh lỗ rốn Xoắn phải với vòng xoắn phồng tách rãnh xoắn sâu Vòng xoắn cuối mở rộng chiếm 1/2 chiều cao vỏ ốc Ở vòng xoắn cuối có gờ rõ chạy dọc theo đường xoắn Miệng vỏ mỏng, màu trắng, hình ôvan, mở rộng xuống phía dưới, liên tục bờ trụ Lỗ rống rộng sâu, bị che khuất phần miệng vỏ Lỗ miệng có nắp miệng Hình Cyclophorus subcarinatus (Moellendorf, 1882) Pollicaria rochebruni (Mabille, 1887) Mẫu vật: QB16; QB17; QB18; QB19; QB20 Kích thước: D = 20 mm; H = 36,8 mm (con trưởng thành) D = 14 mm; H = 15 mm (con non) Đặc điểm nhận dạng (con trưởng thành): Ốc cỡ trung bình, dạng gần trụ, thon dài mập Vỏ ốc dầy chắn, mờ đục, có màu nâu trắng nâu sẫm Đỉnh vỏ nhọn Xoắn phải với vòng xoắn tách rãnh xoắn rõ ràng, vòng xoắn cuối phình to chiếm 2/3 chiều cao vỏ ốc Mức độ phát triển vòng xoắn khơng Miệng vỏ tròn, liên tục bờ trụ, vành miệng dày lên tạo nên thành miệng dày Khơng có lỗ rốn Lỗ miệng có nắp miệng Hình 6.1 Pollicaria rochebruni (Mabille, 1887) - trưởng thành Đặc điểm nhận dạng (con non): Ốc cỡ nhỏ, dạng xoắn ốc, vỏ mỏng, màu vàng nhạt Ốc xoắn phải với vòng xoắn phồng tách rãnh xoắn rõ, đỉnh nhọn Các vòng xoắn phải, tròn nhẵn Vòng xoắn cuối hạ thấp phồng lên chiếm sấp xỉ ¾ chiều cao tháp ốc Trên vòng xoắn có khía hình cánh cung Miệng vỏ mỏng, hình ovan nối liền với vòng xoắn, liên tục bờ trụ Lỗ rốn sâu, hẹp, bị che phần miệng vỏ Lỗ miệng có nắp miệng Hình 6.2 Pollicaria rochebruni (Mabille, 1887) - non Achatina fulica (Ferussac, 1821) Mẫu vật: QB5; QB7; QB8; QB9; QB10; QB21; QB22; QB23 Kích thước: D = 45 mm; H = 80 mm Đặc điểm nhận dạng: Vỏ ốc lớn, hình chóp nhọn, có vòng xoắn tác rãnh xoắn rõ, bề mặt vòng xoắn có khía khơng Các vòng xoắn đầu tạo hình nón Vòng xoắn phơi màu trắng, vòng xoắn khác có vạch trắng vạch nâu xen kẽ nhau, vạch màu nằm xiên theo khía bề mặt vỏ Vòng xoắn cuối lớn Miệng vỏ lớn, hình bán nguyệt, vành miệng liên tục, mỏng sắc Phần miệng giáp với vỏ có lớp xà cừ trắng bao phủ Khơng có lỗ rốn Hình Achatina fulica (Ferussac, 1821) Aegista caviconus (Pilsbry, 1902) Mẫu vật: QB1; QB2; QB3; QB6; QB7; QB8; QB10; QB13; QB19; QB21 Kích thước: D = mm; H = mm Đặc điểm nhận dạng: Ốc cỡ nhỏ, dạng xoắn ốc nón, vỏ dày, chắn, màu trắng đục Tháp ốc cao, đỉnh vỏ nhọn Xoắn phải với vòng xoắn phẳng, vòng xoắn trang trí khía rõ hình cánh cung Miệng vỏ hình ovan, vành miệng thẳng liên tục bờ trụ Lỗ rốn hẹp, sâu Lỗ miệng khơng có nắp miệng Hình Aegista caviconus (Pilsbry, 1902) Bradybaena jourdyi jourdyi (Morelet, 1886) Mẫu vật: QB2; QB4; QB5; QB6; QB7; QB8; QB9; QB12; QB14; QB16; QB21; QB23; QB25; QB27; QB28 Kích thước: D = 16 mm ; H = 11 mm Đặc điểm nhận dạng: Ốc cỡ trung bình, vỏ chắc, dạng gần tròn, màu trắng ngà Ốc xoắn phải có vòng xoắn phơi tách rãnh rõ, đỉnh tù Các vòng xoắn trang trí khía rõ hình cánh cung trừ ½ vòng xoắn phơi ban đầu trơn nhẵn Vòng xoắn cuối hạ thấp, phồng lên, chiếm 3/5 chiều cao vỏ thắy lại cuối vành miệng tạo nên miệng vỏ chéo ngang hình ovan Vành miệng liên tục, cuộn, có màu trắng, bờ khít lại nối liền thể chai mỏng Trụ ốc bờ đáy hình cung hẹp Lỗ rốn sâu rộng Hình Bradybaena jourdyi jourdyi (Morelet, 1886) 10 Subulina sp Mẫu vật: QB3; QB6; QB20; QB24; QB29; QB30 Kích thước: D = mm; H = mm Đặc điểm nhận dạng: Ốc cỡ nhỏ, dạng ngắn mập, vỏ chắn, màu trắng ngà Xoắn phải với vòng xoắn phồng tách rãnh xoắn Vòng xoắn phát triển đều, vòng xoắn cuối phình to chiếm ½ chiều dài vỏ ốc Miệng nhọn, hình elip, cuộn Hình 10 Subulina sp PHỤ LỤC Một số sinh cảnh hoạt động nghiên cứu thực địa Hình Thác Bản Duồn Hình Mỏ Sắt (Sơn Trang) thơn Bản Duồn Hình 3: Khu vực khai thác kim loại m u , t h ô n B ó P i a H PHỤ LỤC ình 4: Mỏ Chì kẽm (Khuẩy Giang), t h n B ả n D u n Hình 5: Lấy mẫu đất vị trí QB2 Hình 6: Lấy mẫu sinh vật vị trí QB2 Hình 7: Lấy mẫu thơn Bó Pia Hình 8: Lấy mẫu sinh vật vị trí QB 21 (gần đường tỉnh lộ 254) Bảng 1: Giới hạn tối đa hàm lượng tổng số số kim loại nặng tầng đất mặt (theo QCVN 03 : 2015/BTNMT) Đơn vị tính: mg/kg đất TT Thông số Đất nông Đất lâm Đất dân Đất công Đất thương nghiệp nghiệp sinh nghiệp mại, dịch vụ Asen (As) 15 20 15 25 20 Cadimi (Cd) 1,5 10 Chì (Pb) 70 100 70 300 200 Crom (Cr) 150 200 200 250 250 Đồng (Cu) 100 150 100 300 200 Kẽm (Zn) 200 200 200 300 300 Bảng 2: Thành phần loài mật độ ốc cạn điểm nghiên cứu Mật độ trung bình điểm nghiên cứu (cá thể/m2) Số Tên loài TT QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Bộ - ARCHITAENIOGLOSSA I Họ - Cyclophoridae Giống - Chamalycaeus Chamalycaeus diplochilus (von Moellendorff, 1886) Giống - Cyclophorus Cyclophorus dodrans (Mabille, 1887) Cyclophorus fulguratus (Hirase, 1904) Cyclophorus oculuscapri (W Wood) Cyclophorus pyrostoma (Moellendorff, 1882) Cyclophorus subcarinatus (Moellendorff, 1882) 1 1 1 1 2 1 1 3 1 Giống - Cyclotus Cyclotus taivanus taivanus (H Adams, 1870) Giống - Japonia Japonia scissimargo 1 Mật độ trung bình điểm nghiên cứu (cá thể/m2) Số Tên loài TT QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 21 22 23 (Benson, 1856) Giống - Platyrhaphe II Platyrhaphe anthopoma (Von Moellendorff, 1895) Họ - Pupinidae Giống - Pollicaria 10 Pollicaria rochebruni (Mabille, 1887) Giống - Pupina 11 Pupina dorri (Dautzenberg, 1893) Phân lớp Có phổi PULMONATA Bộ - STYLOMMATOPHORA III Họ - Achatinidae Giống - Achatina 12 IV Achatina fulica (Ferussac, 1821) Họ - Ariophantdae Giống - Megaustenia 13 Megaustenia messageri (Bavay et Dautzenberg, 1908) 24 25 26 27 28 29 30 Số TT V Mật độ trung bình điểm nghiên cứu (cá thể/m2) Tên loài QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB 2 7 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Họ - Bradybaenidae Giống - Aegista Albers, 1860 14 Aegista caviconus (Pilsbry, 1902) 1 1 Giống - Bradybaena 15 16 VI Bradybaena branispira (H Adams, 1870) Bradybaena jourdyi jourdyi (Morelet, 1886) 3 11 1 2 Họ - Camaenidae Giống - Neocepolis 17 Neocepolis cherrieri depressa (Dautzenberg & Fischer, 1908) VII Họ - Clausiliidae Giống - Tropidauchenia 18 X Tropidauchenia bavayi senescens (Nordsieck, 2011) Họ - Streptaxidae Giống - Haploptychius 19 Haploptychius prestoni (Gude, 1902) VII Họ - Subulinidae 2 4 Mật độ trung bình điểm nghiên cứu (cá thể/m2) Số Tên loài TT QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB QB 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 I Giống - Lamellaxis 20 21 Lamellaxis clavulinus (Potez & Michaud, 1838) Lamellaxis gracilis gracilis (Hutton, 1834) Giống - Subulina 22 Subulina sp IX 2 Họ - Trochomorphidae Giống - Trochomorpha 23 XI Trochomorpha planorbis (Lesson 1831) Họ - Veronicellidae Giống - Semperula 24 Semperula sp 3 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Nguyễn Thị Tuyết Mai Ngày, tháng, năm sinh: 23/12/1991 Nơi sinh: xã Nhân Thắng, huyện Gia Binh, tỉnh Bắc Ninh Địa liên lạc: Chung cư cho CBNV Văn phòng Trung ương Đảng bác nhân dân, phường Xuân Phương, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội Quá trình đào tạo: Trung học chuyên nghiệp (hoặc cao đẳng): - Hệ đào tạo: Chính quy 6/2012 Thời gian đào tạo: từ tháng 10/2009 đến tháng - Trường đào tạo: Trường Cao đẳng Tài nguyên Môi trường Hà Nội - Ngành học: Kỹ thuật môi trường Bằng tốt nghiệp đạt loại: Trung bình Đại học: - Hệ đào tạo: Chính quy 6/2014 Thời gian đào tạo: từ tháng 12/2012 đến tháng - Trường đào tạo: Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội - Ngành học: Công nghệ kỹ thuật môi trường Bằng tốt nghiệp đạt loại: Khá Thạc sĩ: - Hệ đào tạo: Chính quy 8/2017 Thời gian đào tạo: từ tháng 12/2015 đến tháng - Chuyên ngành học: Khoa học môi trường - Tên luận văn: Nghiên cứu mối quan hệ đa dạng sinh học thân mềm chân bụng (Gastropoda) cạn với hàm lượng sắt, đồng đất xã Quảng Bạch, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn - Người hướng dẫn Khoa học: TS Hoàng Ngọc Khắc XÁC NHẬN QUYỆN LUẬN VĂN ĐỦ ĐIỀU KIỆN NỘP LƯU CHUYỂN CHỦ NHIỆM KHOA (BỘ MÔN) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) TS Lê Thị Trinh TS Hoàng Ngọc Khắc ... vật thân mềm chân bụng cạn thị môi trường Mục têu nghiên cứu - Mục têu: Xác định mối quan hệ đa dạng sinh học thân mềm chân bụng cạn với hàm lượng sắt, đồng đất xã Quảng Bạch, huyện Chợ Đồn, tỉnh. .. số đa dạng Shannon-Wiener (H’) ) thân mềm chân bụng cạn điểm khảo sát + Xác định mối quan hệ đa dạng sinh học thân mềm chân bụng cạn với hàm lượng sắt, đồng đất xã Quảng Bạch, huyện Chợ Đồn, tỉnh. .. ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐA DẠNG SINH HỌC THÂN MỀM CHÂN BỤNG (GASTROPODA) TRÊN CẠN VỚI HÀM LƯỢNG SẮT, ĐỒNG TRONG ĐẤT TẠI XÃ QUẢNG BẠCH,