Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài nhằm đánh giá đúng hiện trạng thành phần loài cá và xem xét mối quan hệ của chúng với chất lượng môi trường nước. Từ đó nhằm giúp chính quyền địa phương có những giải pháp hữu hiệu để bảo tồn ĐDSH và phần nào cải thiện được môi trường nước tại lưu vực sông Cầu.
MỞ ĐẦU Sơng Cầu hay còn gọi là sơng Như Nguyệt hay sơng Thị Cầu, là con sơng chảy qua 6 tỉnh Bắc Cạn, Thái Ngun, Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Bắc Ninh và Hải Dương. Nó là con sơng quan trọng nhất trong hệ thống sơng Thái Bình. Lưu vực sơng Cầu là một trong những lưu vực sơng lớn ở Việt Nam, có vị trí địa lý đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài ngun cũng như lịch sử phát triển kinh tế xã hội của các tỉnh nằm trong lưu vực của Nó. Sơng Cầu có nhiều vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu, giao thơng vận tải, thủy điện, thủy lợi.v.v…Ngồi ra, nó còn cung cấp một lượng thực phẩm khá phong phú, đặc biệt là nguồn lợi cá. Những năm trước, lưu vực sơng Cầu có sản lượng khai thác cá khá cao, với thành phần lồi đa dạng, phong phú, có nhiều lồi cá mang lại giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên trong những năm gần đây, mơi trường nước ở lưu vực sơng Cầu bị ơ nhiễm đã làm suy giảm đến nguồn tài ngun thiên nhiên, phá hủy mơi trường sống của nhiều lồi thủy sinh, đặc biệt là các lồi cá. Ngun nhân chính gây ra tình trạng này là do có rất nhiều lượng chất thải đổ vào sơng Cầu như: chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp, chất thải sinh hoạt, chất thải từ các bệnh viện, chất thải rắn và các loại thuốc bảo vệ thực vật.v.v…Đặc biệt là hiện tượng khai thác cát, sỏi diễn ra hàng ngày trên sơng Cầu, mạnh mẽ nhất là khu vực các làng Đơng Tiến, Nam Ngạn gần cầu Bắc Ninh cũ thuộc huyện Việt n, tỉnh Bắc Giang. Chính vì những lý do trên, chúng tơi tiến hành thực hiện đề tài “Đa dạng sinh học cá và mối quan hệ của chúng với chất lượng mơi trường nước sơng Cầu thuộc địa phận huyện Việt n, tỉnh Bắc Giang”, với mong muốn đánh giá đúng hiện trạng thành phần lồi cá và xem xét mối quan hệ của chúng với chất lượng mơi trường nước. Từ đó nhằm giúp chính quyền địa phương có những giải pháp hữu hiệu để bảo tồn ĐDSH và phần nào cải thiện được mơi trường nước tại lưu vực sơng Cầu. Nội dung của đề tài bao gồm: Xác định thành phần lồi cá của lưu vực sơng Cầu thuộc địa phận huyện Việt n, tỉnh Bắc Giang Nghiên cứu biến động về thành phần lồi cá của lưu vực sơng Cầu theo khơng gian Nghiên cứu mối quan hệ giữa thành phần lồi cá và độ phong phú của chúng với một số yếu tố sinh thái thủy, lý hóa Sử dụng chỉ số tổ hợp sinh học (index of biotic integrityIBI) cá để đánh giá chất lượng môi trường nước sông Cầu thuộc địa phận huyện Việt n, tỉnh Bắc Giang Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Khái qt về HST sơng 1.1.1. Các hệ thống sơng lớn ở Việt Nam Sơng ngòi Việt Nam tạo thành mạng lưới dày đặc, chứa lượng nước lớn, nhất là vào mùa lũ, tạo thuận lợi cho phát triển giao thơng, thủy lợi, năng lượng và là cơ sở quan trọng cho sự phát triển nghề cá. Hai hệ thống sơng lớn nhất ở nước ta là hệ thống sơng Hồng – Thái Bình và Cửu Long – Đồng Nai Hệ thống sơng Hồng – Thái Bình: Hệ thống sơng Hồng bắt nguồn từ dãy Ngụy Sơn, Vân Nam (Trung Quốc), chảy vào lãnh thổ Việt Nam ở Hà Khẩu với chiều dài dòng chính là 1.126km (đoạn Việt Nam dài 510km). Diện tích lưu vực là 145.965km2, riêng Việt Nam là 70.722km2 (chiếm 42,6% diện tích tồn miền Bắc) [30] Các phân lưu chính của sơng Hồng là sơng Đáy, sơng Đuống, sơng Luộc, Trà Lí, sơng Đào – Nam Định và sơng Ninh Cơ Hệ thống sơng Thái Bình là tên gọi của một hệ thống sơng gồm sơng Thái Bình cùng các phụ lưu và chi lưu của nó. Các phụ lưu gồm sơng Cầu, sơng Thương và sơng Lục Nam ở thượng nguồn với tổng chiều dài khoảng 1.650km và diện tích lưu vực khoảng 10.000km2. Ngồi ra, hệ thống sơng này còn nhận một phần dòng chảy của sơng Hồng trước khi đổ ra biển Đơng [30] Hệ thống sơng Cửu Long – Đồng Nai: Sơng Mekơng là con sơng lớn nhất ở Đơng Dương, bắt nguồn từ dãy Tuyết Sơn, Tây Tạng, tại độ cao trên 5.000m, với chiều dài dòng chính là 4.350km (ở Trung Quốc 2.000km, Lào 1.500km), chảy qua lãnh thổ nước ta trên một đoạn dài 220km. Diện tích lưu vực sơng là 810.000km2, phần ở nước ta 64.300km2. Sơng rất nhiều thác ghềnh, nhưng từ Kratie trở xuống, sơng chảy vào vùng đồng bằng thấp một cách êm đềm [30] Phụ lưu sơng Mêkông Nậm Hu, Nậm Ngạn, Nậm Nhiếp, Nậm Kha Đinh, Xê Băngphai, Xê Băng Hiên, Xê San (tả ngạn), Nậm Kok, Xế Mun, Xêreepoc (hữu ngạn). Từ Phom Penh, sơng có 3 chi lưu: sơng Tonglesap đưa nước vào biển Hồ, sơng Tiền và sơng Hậu đưa nước ra biển qua chín cửa mà ta quen gọi là sơng Cửu Long [30] 1.1.2. Đặc điểm đăc trưng của hệ sinh thái sơng 1.1.2.1. Điều kiện sống trong sơng Sơng là thủy vực nước chảy tiêu biểu với đặc điểm là khối nước ln chảy theo một chiều nhất định, từ thượng lưu tới hạ lưu, do sự chênh lệch về độ cao so với mặt nước biển của dòng sơng. Dòng chảy của một con sơng khi nước đầy giữa hai bờ sơng gọi là dòng chảy nền. Khi nước cạn, dòng chảy của một con sơng thu vào dòng chảy gốc, cách xa hai bờ sơng. Bãi đất cạn hở ra trong mùa nước cạn nằm giữa bờ sơng và dòng chảy gốc gọi là bãi sơng, có thể phân thành nhiều tầng Theo dòng chảy, từ đầu nguồn tới cửa sơng, dòng sơng có thể chia thành 3 phần: đầu nguồn (thượng lưu), giữa nguồn (trung lưu), cuối nguồn (hạ lưu) với sự khác nhau về hình thái, tốc độ nước chảy, nền đáy và nhiều đặc điểm khác. Sơng thượng lưu thường hẹp, nơng, tốc độ nước chảy mạnh, nền đáy là nền đáy gốc bao phủ bởi các phần tử vật chất cỡ lớn. Sơng ở trung lưu có lòng sơng rộng dần ra, có thêm nhiều phụ lưu, tốc độ nước giảm đi. Nền đáy sơng ở phần này có tính chất hỗn hợp: nền đáy gốc chỉ có ở một số nơi, còn chủ yếu là nền đáy bồi đắp, cấu tạo bởi các phần tử vật chất cỡ nhỏ (đá nhỏ, cát, bùn) do nước sơng tải đến, lắng đọng xuống. Vùng hạ lưu có lòng sơng mở rộng cho tới cửa sơng, tốc độ nước chảy giảm nhẹ. Nền đáy ở phần này hồn tồn là nền đáy bồi đắp và chỉ gồm các phần tử vật chất cỡ nhỏ (cát, bùn). Vùng cửa sơng là vùng tiếp xúc với biển, chịu ảnh hưởng rõ rệt của thủy triều, nước sơng pha lẫn với nước biển tạo thành một vùng có đặc tính thủy lý hóa học và thủy sinh học rất phức tạp và đặc sắc Tốc độ nước chảy của sơng cũng thay đổi theo chiều ngang: mạnh ở giữa dòng, giảm nhẹ đi ở hai bên bờ. Do vận động của nước sơng, bờ sơng và nền đáy sơng khơng ngừng bị hao mòn. Các vật chất bị bào mòn nơi này sẽ được tải đến bồi đắp ở nơi khác, do đó làm dòng sơng ln biến đổi theo chiều ngang cũng như theo chiều đứng, có khi làm dòng chảy đổi hướng tạo thành hình thái khúc khuỷu của dòng sơng ở trung lưu [31]. Cùng một khối nước, tốc độ dòng chảy tỷ lệ nghịch với thiết diện ngang của lòng sơng. Ở những nơi có các hố sâu hoặc khuỷu, nước chảy hình thành các xốy, nước ln bị xáo trộn mạnh. Nhìn chung, ở các sơng đồng bằng, tốc độ vào mùa kiệt nước thường khơng vượt q 1m/s, vào mùa lũ 1,5 – 2,0m/s, ở vùng núi 5 – 6m/s Mực nước của sơng phụ thuộc vào điều kiện khí hậu của từng vùng, trước hết là sự thay đổi nguồn nước theo mùa, chế độ nước ngầm. Mực nước trên sơng chênh lệch nhau khá lớn giữa mùa lũ và mùa kiệt, có nơi đạt đến 5 – 15m Nhiệt độ nước trong sơng phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ của nước cấp cho sơng, vào khí hậu vùng mà dòng nước chảy qua và những đặc tính thủy động học khác nhau của dòng chảy. Sự dao động nhiệt theo mùa trong sơng nằm trong giới hạn 0 – 30 0C, dao động ngày đêm 8 100C (vùng đồng bằng) Độ trong của nước sơng phụ thuộc chính vào hàm lượng các chất chứa trong nước. Trong nước sơng muối cacbonat có ý nghĩa quan trọng hơn là các ion khác như sulphat, nitrat, muối photpho, canxi, sắt, mangan… Lượng các chất hữu cơ phụ thuộc vào đặc tính của dòng chảy qua các vùng khác nhau và tiếp nhận sự rửa trơi của các lưu vực lân cận Chế độ khí của sơng nói chung thuận lợi cho đời sống sinh vật. Lượng oxy giảm từ thượng lưu tới hạ lưu [30] 1.1.2.2. Sự phân bố của các quần xã sinh vật ở sơng Những quần xã sinh vật sống trong dòng chảy, nơi nước ln vận động có nhiều nét đặc trưng: Thành phần lồi rất đa dạng do đa dạng về sinh cảnh (dạng hình, vị trí địa lí của sơng, tốc độ và mực nước, đặc tính của nền đáy,…). Hơn nữa, sinh vật trong hệ thống sơng bao gồm nhiều nhóm lồi bản địa và những lồi di nhập từ nơi khác đến (từ các thủy vực nước đứng của nội địa và từ biển). Khi những lồi từ nơi khác rơi vào sơng, nhiều lồi trong chúng bị chết, một số khác còn lại thích nghi với đời sống dòng chảy đã tồn tại và phát triển, đơi khi khá hưng thịnh [30] Từ thượng nguồn tới cửa sơng, tính đa dạng về thành phần lồi, sự phát triển về số lượng, sinh vật lượng của quần xã sinh vật tăng dần, đồng thời có sự thay thế những nhóm ưa oxi bằng các nhóm kém ưa oxi hơn, những nhóm có khả năng chống chịu tốc độ dòng chảy lớn (thân trơn, dài, có giác bám,…) bằng những lồi kém thích nghi hơn (cá thân cao), những lồi ăn thịt (ấu trùng và cơn trùng dưới nước) bằng những lồi ăn thực vật, mùn bã và sinh vật nổi, những lồi đẻ trứng vùi bằng những lồi đẻ trứng bám và trứng nổi. Những thay thế đó liên quan chặt chẽ đến sự thay đổi của tốc độc dòng chảy [30] Theo chiều ngang sơng, thành phần lồi và sự phát triển về số lượng, sinh vật lượng giảm từ bờ ra giữa dòng. Nơi giàu có nhất là nơi nước chảy yếu xuất hiện trên các triền sơng. Quy luật này khơng rõ các đoạn sơng miền núi do sự phân bố đồng đều của động vật đáy trên nền đáy khá đồng nhất [30] Từ các nhóm sinh thái khác nhau, những nhóm phát triển phong phú là plankton, benthos, nekton, periphyton, còn neuson và pleuston hầu như vắng mặt [30] Plankton: Bao gồm các thủy sinh vật sống trơi nổi một cách thụ động hoặc vận động yếu trong các lớp nước tầng mặt, chủ yếu nhờ vào chuyển động khối nước mà di chuyển Plankton bao gồm: bacterioplankton, phytoplankton, zooplankton. Về mặt chuyển hóa vật chất, plankton bao gồm các sinh vật sản xuất sơ cấp (phytoplankton), các sinh vật tiêu thụ bậc thấp (zooplankton), sinh vật phân hủy (bacterioplankton) Trong thành phần sinh vật sơng, phát triển mạnh là vi khuẩn, tảo kh, ln trùng, tảo lam, tảo lục, còn giáp xác nhỏ kém phát triển. Thành phần lồi và số lượng nghèo thượng lưu và giàu dần lên hạ lưu. Do chế độ nước chảy mạnh, nên sinh vật nổi phân bố tương đối đồng đều theo chiều ngang cũng như thẳng đứng. Số lượng sinh vật nổi nhiều nhất vào kỳ nước thấp và nghèo đi vào kỳ nước cao. Trong thành phần sinh vật nổi các sơng của miền Bắc Việt Nam, vùng đồng bằng thường có các lồi giáp xác nguồn gốc biển hoặc nước lợ di nhập vào như các lồi thuộc các giống Sinocalanus, Schmackeria, Cyathura.v.v [31] Nekton: Sinh vật tự bơi là thành phần quan trọng trong các quần loại sinh vật trong tầng nước, bao gồm các động vật có kích thước lớn và phần lớn là các đối tượng khai thác. Sinh vật tự bơi đều là các sinh vật tiêu thụ ở các bậc dinh dưỡng khác nhau, có cấu tạo cơ thể phức tạp, có cơ quan vận động chủ động, tích cực. Sinh vật tự bơi sơng gồm có cá, bò sát, ở nước và động vật có vú ở nước. Các lồi cá sơng 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 sơng thường khơng đồng nhất từ thượng lưu về hạ lưu, ở mỗi qng sơng có một khu hệ cá đặc trưng. Vùng thượng lưu sơng Hồng có nhiều lồi cá đặc trưng cho vùng núi như: cá Bỗng, cá Sỉnh, cá Hỏa, cá Chát, cá Lòa.v.v., trong khi đó vùng hạ lưu, khu hệ cá gồm các lồi phổ biến ở vùng đồng bằng (cá Chép, cá Diếc, cá Mè, cá Chày.v.v.) và các lồi cá từ biển di cư vào như (cá Mòi, cá Cháy.v.v.). Một số lồi cá khác phân bố rộng từ thượng lưu tới hạ lưu sơng như cá Mương, cá Chạch, cá Măng, cá Nheo.v.v.[31] Benthos: Thành phần sinh vật sống ở nền đáy bao gồm cả sinh vật sản xuất, tiêu thụ, và phân hủy. Sinh vật tiêu thụ ở đây được đặc trưng bởi những nhóm động vật ăn mùn bã sinh vật hoặc bùn đáy. Ở những vùng nước sâu khơng còn ánh sáng thì thực vật khơng còn nữa và sinh vật đáy chỉ còn là những sinh vật tiêu thụ (động vật) ở các bậc dinh dưỡng khác nhau và sinh vật phân hủy (vi khuẩn) + Theo vị trí nơi thì benthos được chia thành: sinh vật sống trên mặt nên đáy (epifauna) và nhóm sống chui xuống nền đáy (infauna) + Theo tính ưa nền đáy thì benthos được chia thành: sinh vật ưa đáy bùn (pelophile), sinh vật ưa đáy cát (psammophile), sinh vật ưa đáy đá (lithophile), sinh vật ưa đáy sét (argilophile),… + Theo kích thước, sinh vật đáy có thể được chia thành nhiều kích cỡ khác nhau; sinh vật đáy lớn (marcobenthos) có kích thước lớn hơn 2mm, sinh vật đáy vừa (mesobenthos) từ 0,1 – 2mm sinh vật đáy nhỏ (microbenthos) dưới 0,1mm. Một cách tổng quát, có thể chia sinh vật đáy thành hai nhóm lớn: động vật đáy (zoobenthos) thực vật đáy (phytobenthos) 1.1.2.3. Một số đặc điểm thích nghi quan trọng của quần xã sinh vật ở sơng Ở các đại diện thuộc quần xã nơi nước chảy, sinh vật có những thích nghi chun hóa cho phép chúng bám trụ được trong các thủy vực nước chảy nhanh. Có thể liệt kê một số đặc điểm thích nghi quan trọng nhất: Bám thường xun vào giá thể cứng như đá, phiến gỗ, khối lá. Các thực vật sản xuất quan trọng nhất cũng được liệt vào loại này. Đó là tảo lục sống bám như Clado phora với những mấu phụ dài…Một số lồi động vật cũng sống bám vào giá thể, đó là thủy tức nước ngọt và ấu trùng bọ suối mà bằng dịch của tuyến tiết chun hóa đã gắn tổ kén của chúng vào đá Móc và giác bám: Phần lớn các lồi động vật sống ở nơi nước chảy nhanh thường có móc bám hoặc giác bám cho phép chúng bám chắc vào bề mặt giá thể hầu như rất trơn. Ví dụ như: hai lồi ấu trùng thuộc bộ Hai cánh trong giống Simulium và giống Plepharocera Simulium không những sử dụng giác bám sau cơ thể mà còn tiết các sợi tơ buộc mình vào giá thể Bề mặt phía dưới có chất dính: Nhiều động vật bám vào giá thể bằng chất dính bề mặt phía dưới cơ thể, như một số nhuyễn thể chân bụng và giun dẹp Cơ thể hình thoi: Hầu hết các động vật sống trong sơng, từ ấu trùng cơn trùng đến cá đều có cơ thể hình thoi nhọn, nghĩa là cơ thể của chúng có dạng gần giống như hình trứng: phía trước lượn tròn và phía sau vuốt nhọn. Điều đó cho phép giảm sức cản của nước đến mức tối thiểu Cơ thể dẹp: Nhiều lồi động vật sống nơi nước chảy nhanh khơng chỉ có cơ thể dạng hình thoi nhọn mà còn dẹp nữa. Điều đó cho phép chúng dễ dàng ẩn náu vào trong khe, kẽ và vào phía dưới các tảng đá. Ví dụ như thiếu trùng phù du và thiêu thân Tính hướng dương theo dòng chảy: Động vật sống ở sơng ln ln định hướng ngược với dòng chảy. Đó là loại hình tập tính bẩm sinh 10 Tại sinh cảnh 1, 2, 3 nhìn chung hàm lượng NH4+ vượt GHCP ở cột A nhưng vẫn nằm trong GHCP ở cột B (theo QCVN: 2008) Tại sinh cảnh 1 và 3, hàm lượng NO 3 nằm trong GHCP ở cột A. Tuy nhiên, hàm lượng NO3 sinh cảnh 2 lớn hơn GHCP cột A nhưng vẫn nằm trong GHCP ở cột B (theo QCVN: 2008) Tại sinh cảnh 1 hàm lượng NO2 vượt quá GHCP ở cột B, còn ở sinh cảnh 2 và 3 hàm lượng NO2 vẫn nằm trong GHCP ở cột B Hàm lượng sunfua ở sinh cảnh 2 cao hơn sinh cảnh 1 và 2 * Qua những nhận xét trên, một lần nữa chứng tỏ chất lượng nước ở sinh cảnh 2 ơ nhiễm hơn so với chất lượng nước sinh cảnh 1 và sinh cảnh 3. Vì vậy mà ở sinh cảnh 1 và sinh cảnh 3 nhiều lồi có độ phong phú cao hơn sinh cảnh 2 3.3.2.3. Quan hệ với hàm lượng một số kim loại, phi kim khác Hàm lượng một số kim loại và phi kim cũng ảnh hưởng đến thành phần lồi cá và độ phong phú của chúng. Hàm lượng một số kim loại và phi kim trong nước ở KVNC được thể hiện qua bảng 13 Qua bảng 13 chúng tơi có nhận xét sau: Tại ba sinh cảnh hàm lượng As và Cd đều khơng phát hiện được, đều nằm trong GHCP ở cột A Tại sinh cảnh 1, 2, 3 hàm lượng Pb nằm trong GHCP cột A, còn hàm lượng Mn ở sinh cảnh 1, 2,3 cao hơn trong GHCP ở cột A nh ưng v ẫn nằm trong GHCP ở cột B * Nhìn chung, sinh cảnh 2 mơi trường nước bị ơ nhiễm hơn so với sinh cảnh 1 và sinh cảnh 3 75 Bảng 13. Hàm lượng một số kim loại và phi kim tại khu vực nghiên cứu Sinh Thời cản h Lầ gian Tổng Tổng n As Cd Pb Mn Coliform N P đo KPHĐ KPHĐ 0,005 0,165 9600 4,56 0,36 26/12/ 2008 KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ 0,006 0,005 0,168 0,162 9500 9600 4,55 4,60 0,35 0,36 Trung KPHĐ KPHĐ 0,005 0,165 9566,67 4,57 0,357 bình m 0,004 0,002 40,82 0,502 0,0041 21 – 0,13 10000,00 0,96 0,48 đo 21 KPHĐ KPHĐ 0,03 26/12/ 2008 KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ 0,031 0,03 0,14 0,13 10000,32 10000,32 0,97 0,96 0,48 0,49 Trung KPHĐ KPHĐ 0,03 0,133 10000,31 0,963 0,483 bình m 0,000 0,004 0,155 0,004 0,0041 Trung 0,03 0,03 0,03 0,03 0,125 0,124 0,125 0,124 9800 9800 9801 9800,33 3,23 3,23 3,23 3,23 0,40 0,40 0,40 0,40 0,000 0,000 0,33 0,00 0,00 3 bình m KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ (Nguồn: Sở tài ngun mơi trường tỉnh Bắc Giang) Ghi chú: KPHĐ: khơng phát hiện được 3.4. Sử dụng chỉ số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lượng nước 3.4.1. Tính chỉ số tổ hợp cá để đánh giá chất lượng nước 76 Phân hạng cách tính điểm cho các chỉ số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lượng nước sơng Cầu đoạn chảy qua huyện Việt n (bảng 14) Bảng 14. Chỉ số tổ hợp sinh học cá (IBI) ở KVNC Thành phần cấu trúc I. Thành phần cấu tạo quần xã II. Cấu trúc dinh dưỡng Các chỉ tiêu Cách tính điểm 1. Tổng số lồi cá 2. Số lồi cá đáy (benthic species) 3. Số lồi cá sống ở tầng nước (water column species) 4. Số lồi cá bống 5. Số lồi cá trơn khơng vảy 6. Số lồi cá nhạy cảm 7. % số cá thể ăn tạp (omnivores): 8. % số cá thể ăn động vật khơng xương sống, cơn trùng 9. % số cá thể cá dữ ăn động vật có xương sống, tơm III. Cấu trúc, 10. Độ phong phú chức năng, 11. % số cá thể lai tạp, ngoại nhập phong phú 12. % số cá thể bị bệnh, dị tật, u, và điều kiện hỏng vây và các khuyết tật khác môi trường >60 >20 >40 40 – 60 10 – 20 30 – 40 5