Phiêu sinh thực vật (PSTV) ở vùng hạ lưu sông Đồng Nai được nghiên cứu vào năm 2016 và 2017 tại 8 điểm, thuộc đoạn sông từ cuối hồ Trị An đến cầu cao tốc Long Thành - Dầu Giây. Mẫu PSTV được thu bằng lưới vớt với đường kính mắt lưới là 25µm.
Trang 1ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY
Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: https://tapchikhoahoc.sgu.edu.vn
QUẦN XÃ PHIÊU SINH THỰC VẬT Ở HẠ LƯU SÔNG ĐỒNG NAI
Phytoplankton composition in the downstream of Dong Nai river
TS Lưu Thị Thanh Nhàn(1), ThS Lê Bùi Trung Trinh(2)
(1),(2) Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG TP.HCM
Tóm tắt
Phiêu sinh thực vật (PSTV) ở vùng hạ lưu sông Đồng Nai được nghiên cứu vào năm 2016 và 2017 tại 8 điểm, thuộc đoạn sông từ cuối hồ Trị An đến cầu cao tốc Long Thành - Dầu Giây Mẫu PSTV được thu bằng lưới vớt với đường kính mắt lưới là 25µm PSTV được quan sát dưới kính hiển vi Leica DM500, có gắn máy chụp hình DFC290HD, phân loại bằng các đặc điểm hình thái ngoài Kết quả đã xác định được 231 taxa PSTV thuộc 3 ngành, 4 lớp, đa dạng nhất là ngành Chlorophyta với 158 taxa, trong đó Lớp Zygnematophyceae thuộc ngành này phong phú nhất với 120 taxa Có 6 loài vi khuẩn lam có khả năng gây
độc là Microcystis aeruginosa, Microcystis botrys, Microcystis flos-aquae và Microcystis wesenbergii, Planktothrix rubescens và Woronichinia naegeliana Độ tương đồng về thành phần loài giữa các điểm khảo
sát thấp Thành phần loài PSTV phân bố không đồng đều giữa hai mùa và giữa các điểm khảo sát Lớp Cyanophyceae và Zygnematophyceae có số loài giảm từ điểm đầu đến điểm cuối – vào mùa khô, trong khi vào mùa mưa số loài ít biến động Lớp Bacillariophyceae có nhiều loài có nguồn gốc ở biển, hiện diện ở các điểm cuối của khu vực nghiên cứu Sự đa dạng cao của lớp Zygnematophyceae là nguồn cảm hứng cho những nghiên cứu tiếp theo
Từ khóa: Phiêu sinh thực vật, desmids, vi khuẩn lam, thành phần loài, sông Đồng Nai
Abstract
Phytoplankton in downstream of Dong Nai river was studied in 2016 and 2017 at eight stations from lower Tri An reservoir to Long Thanh - Dau Giay express bridge Phytoplankton samples were collected using a nylon mesh plankton net (25 µm diameter) Phytoplankton were observed under the Leica DM500 microscope, equipped with DFC290HD camera, identified based on morphology features A total of 231 taxa
of phytoplankton was recorded belonging to three phyla, four classes, and the most diverse are Chlorophyta with 158 taxa, in which the Zygnematophyceae showed the greatest number of species (120 taxa) There
were six potential harmful cyanobacteria species: Microcystis aeruginosa, Microcystis botrys, Microcystis flos-aquae and Microcystis wesenbergii, Planktothrix rubescens and Woronichinia naegeliana Similarity of
species composition is low among survey sites The phytoplankton distributed unevenly between the two seasons and between the survey sites The class of Cyanophyceae and Zygnematophyceae has a number of species decreased from the beginning to the end of river- in the dry season, and in the rainy season, the number of species is little changed Bacillariophyceae has many species from marine, present at the end sites
of the study area.The high diversity of Zygnematophyceae is the inspiration for further research
Keywords: phytoplankton, desmids, cyanobacteria, composition, Dong Nai river
Trang 21 Giới thiệu
Phiêu sinh thực vật (PSTV) có ý nghĩa
quan trọng đối với hệ thống thủy vực nói
chung và các thủy vực nước ngọt nói riêng
Nhóm sinh vật này tạo ra năng suất sơ cấp,
là mắc xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn,
nếu thiếu chúng thì sẽ ảnh hưởng đến các
loài thủy sinh vật khác [11] Chu kỳ sống
ngắn của nhóm sinh vật này giúp chúng
đáp ứng nhanh chóng với những thay đổi
môi trường, thành phần loài và cấu trúc
quần xã PSTV có thể phản ảnh tình trạng
dinh dưỡng của thủy vực vì vậy PSTV là
một công cụ có giá trị để đánh giá chất
lượng nước [1] Bên cạnh đó, PSTV là
nguồn thức ăn quan trọng của phiêu sinh
động vật, vì vậy những nghiên cứu về sự
đa dạng và phân bố của PSTV vẫn luôn cần
thiết để xây dựng mô hình dự đoán quần xã
phiêu sinh vật ở sông [17] PSTV thường
được nghiên cứu gắn liền với những khảo
sát về tính chất hóa lý của môi trường
Trên thế giới, nhóm sinh vật này là được
các nhà môi trường và các nhà tảo học
quan tâm Nguồn thông tin về PSTV ở hồ
thì rất phong phú, ngược lại thông tin về
PSTV ở sông thì hiếm hơn [12] Một vài
nghiên cứu về PSTV đã được thực hiện ở
sông Adiabo năm 2012, sông Parana năm
2007, sông Pandu năm 2013 [3], [17], [16]
Trong nước, các nghiên cứu về PSTV ở
sông không có nhiều, một số nghiên cứu về
PSTV được thực hiện ở vài con sông như
sông La Ngà, sông Hậu, Búng Bình Thiên
[7], [9], [10]
Sông Đồng Nai là một trong những
con sông lớn ở Việt Nam nói chung và ở
khu vực phía Nam nói riêng Sông Đồng
Nai đoạn từ Tân Uyên ra đến cửa Xoài Rạp
dài xấp xỉ 143 km, đoạn này lòng sông khá
rộng, từ 1,5 đến 4,5 km, có chỗ sâu tới
18m, nước sông chịu ảnh hưởng mạnh bởi chế độ bán nhật triều vùng cửa sông Tại Hiếu Liêm, Tân Uyên biên độ triều trong ngày còn tới 1m [15] Sông Đồng Nai đang chịu tác động trực tiếp của các nguồn thải
từ các khu đô thị và các cơ sở sản xuất công nghiệp, các cơ sở chăn nuôi quy mô công nghiệp và nhiều nguồn thải khác Do
đó, nguồn nước của sông Đồng Nai ít nhiều đã bị ảnh hưởng Nước sông bị ô nhiễm đã làm thay đổi các yếu tố hóa lý, đồng thời làm biến đổi thành phần thủy sinh vật nơi đây Ngoài những thông tin từ kết quả quan trắc hàng năm của trung tâm quan trắc môi trường Đồng Nai thì có chưa
có nghiên cứu nào về thành phần PSTV của sông Đồng Nai Vì vậy nghiên cứu về thành phần PSTV ở sông Đồng Nai nhằm cung cấp thông tin về đa dạng sinh học của nhóm sinh vật này, đồng thời làm cơ sở cho việc đánh giá chất lượng nước sông dựa vào các chỉ số sinh học tảo
2 Phương pháp nghiên cứu
2.1 Thu mẫu phiêu sinh thực vật
Mẫu phiêu sinh thực vật được thu vào tháng 8 năm 2016 (mùa mưa) và tháng 2 năm 2017 (mùa khô) tại 8 vị trí trên sông Đồng Nai, từ nơi hợp lưu với sông Bé đền cầu cao tốc (hình 1) với chiều dài khoảng 140km Mẫu PSTV được thu và xử lý theo phương pháp được mô tả bởi Sournia năm
1978 [14] Thu phiêu sinh thực vật bằng lưới vớt phiêu sinh có đường kính mắt lưới là 25µm, bằng cách kéo lưới nhiều lần ở tầng mặt (cách mặt nước 0,5m) của thủy vực Mẫu được cố định bằng formol sao cho nồng độ cuối cùng của mẫu khoảng 4%
2.2 Phân tích phiêu sinh thực vật
Việc định danh phiêu sinh thực vật dựa vào các đặc điểm hình thái ngoài Mẫu
Trang 3phiêu sinh thực vật được quan sát dưới
kính hiển vi quang học Leica DM500, có
gắn máy chụp hình DFC290HD Phân loại
và sắp xếp Phiêu sinh thực vật theo các tài
liệu phân loại chính như Dillard 1989, John
và cs 2002, Prescott 1962, Scott & Prescott 1961, Wehr & Sheath 2003 [2], [5], [8], [13], [17] Tính chỉ số tương đồng Bray Curtis và vẽ sơ đồ nhánh bằng phần mềm Primer 6
Hình 1: Các vị trí thu mẫu trên sông Đồng Nai
3 Kết quả - thảo luận
3.1 Thành phần loài
Phiêu sinh thực vật ở khu vực khảo sát
gồm 231 taxa thuộc 3 ngành Cyanobacteria,
Heterokontophyta và Chlorophyta với 4
lớp là Cyanobacteria, Bacillariophyceae,
Chlorophyceae và Zygnematophyceeae,
trong đó lớp Zygnematophyceae chiếm 52%
với 120 taxa (hình 2) So với một số con
sông ở Việt Nam như sông La Ngà, sông
Hậu, thì quần xã PSTV ở sông Đồng Nai có
ít ngành hơn, chỉ có 3 ngành so với 5 ngành
ở sông La Ngà, 6 ngành ở sông Hậu, số lớp cũng ít hơn, chỉ có 4 lớp so với 8 lớp ở sông
La Ngà, 6 lớp ở sông Hậu Tuy nhiên, số taxa ở sông Đồng Nai cao nhất khi so với
202 loài ở sông La Ngà, 128 loài ở sông Hậu Cả 3 nghiên cứu đều cho thấy hai ngành Heterokontophyta và Chlorophyta chiếm ưu thế với số loài cao nhất [7], [9]
DN1
DN3 DN4
DN5
DN15 DN16 DN17 DN18
Trang 4Hình 2: Cấu trúc thành phần loài Phiêu sinh thực vật
Vi khuẩn lam hiện diện với 10 taxa
dạng đơn bào, tập chủng và 12 taxa dạng
sợi, trong đó có các loài có khả năng sản
sinh độc tố là Planktothrix rubescens,
Woronichinia naegeliana và 4 loài thuộc
chi Microcystis là Microcystis aeruginosa,
Microcystis botrys, Microcystis
flos-aquae và Microcystis wesenbergii [4] Chi
Microcystis phân bố toàn cầu, gồm 25 loài
đều là thành phần của phiêu sinh thực vật ở
các hồ và sông Nhiều loài trong chi này
gây nên hiện tượng nở hoa (tảo nở hoa)
trong các thủy vực giàu dinh dưỡng [6]
Các khuê tảo trung tâm (bộ Centrales)
và khuê tảo lông chim (bộ Pennales) có số
lượng loài xấp xỉ nhau, với 10% khuê tảo
trung tâm và 12% khuê tảo lông chim
Những khuê tảo trung tâm ở đây ngoài
những loài sống ở nước ngọt thì có cả
những loài có nguồn gốc từ nước mặn như
Actinocyclus curvatulus, Actinocyclus
subtilis, Coscinodiscus asteromphalus,
Coscinodiscus radiatus, Coscinodiscus
subtilis, Triceratium favus Những loài này
tập trung phần lớn ở hai điểm DN17 và
DN18 Những khuê tảo lông chim phần lớn
là những loài nước ngọt như Gomphonema
gracile, Nitzschia palea, Surirella robusta, Navicula spp., Synedra spp và Pinnularia
spp Những loài này hiện diện rải rác các
điểm khảo sát Riêng loài Surirella robusta
có mặt ở hầu hết các điểm khảo sát
Ngành Chlorophyta với lớp tảo lục Chlorophyceae chiếm 16% và lớp tảo tiếp hợp Zygnematophyceae chiếm đến 52% Lớp Zygnematophyceae chủ yếu gồm các loài trong nhóm Desmids (thuộc bộ Desmidiales), là nhóm tảo có hình thái rất
đa dạng (hình 3J-M) Theo Wehr và Seath,
số lượng Desmids thực sự là phiêu sinh vật rất thấp vì đặc trưng của chúng là có các
phụ bộ dài (như Staurastrum, hình 3L), gai dài (như Xanthidium, hình 3N) [17] Một
số chi có nhiều loài hiện diện như
Staurastrum (81 loài), Cosmarium (24
loài) Trên sông La Ngà, Desmids chỉ chiếm 15%, trong khi ở sông Đồng Nai Desmids chiếm một tỉ lệ rất cao (đến 52%)
Có ít thông tin về nhóm Desmids trong các nghiên cứu về PSTV ở sông Tuy nhiên, sự
đa dạng của nhóm này là nguồn hứng khởi cho những nghiên cứu tiếp theo
Trang 5Hình 3: Một số Phiêu sinh thực vật ghi nhận ở sông Đồng Nai
A-Microcystis wessenbergii; B-Woronichinia naegeliana; C- Coscinodiscus lacustris; D-Coscinodiscus radiatus; E-Surirella robusta; F-Ankistrodesmus spiralis;
G-Dictyosphaerium pullchelum; H-Eudorina elegans; I-Sphaerocystis schroeteri; J-Arthrodesmus curvatus; K-Cosmarium perfissum; L-Staurastrum gladiosum; M-Staurastrum widemanii; N-Xanthidium calcarato-aculeatum
3.2 Sự tương đồng về thành phần
loài giữa các điểm khảo sát
Qua phân tích cluster cho thấy thành
phần PSTV ở các điểm khảo sát có sự tương
đồng thấp, với chỉ số tương đồng trong
khoảng 16% - 68% (Hình 4) Các điểm khảo
sát chia về 3 nhóm rõ rệt, các mẫu thu vào
mùa mưa (DN-16)) được nhóm thành một
nhóm, nhóm thứ 2 gồm các mẫu thu vào
mùa khô (DN-17), riêng 2 mẫu mùa khô ở hai điểm cuối cùng của đoạn sông này (DN17-17 và DN18-17) thành một nhóm riêng biệt Điều này cho thấy thành phần PSTV ở khu vực khảo sát có sự khác biệt lớn giữa hai mùa: mưa và khô, mùa mưa thành phần PSTV ở các mẫu không khác biệt lớn, riêng mùa khô, hai mẫu gần cửa sông có sự khác biệt rõ so với những mẫu còn lại
Group average
Samples 100
80
60
40
20
Resemblance: S17 Bray Curtis similarity
Hình 4: Sơ đồ nhánh về sự tương đồng thành phần loài giữa các điểm khảo sát
Trang 63.3 Sự phân bố của phiêu sinh thực vật
Sự phân bố của phiêu sinh thực vật
không đồng đều giữa hai mùa và giữa các
điểm khảo sát Số loài trung bình trong mùa
mưa thấp hơn mùa khô (39 so với 46), do
phần lớn các điểm ở mùa mưa có số loài
thấp hơn mùa khô, trừ 2 điểm DN17 và
DN18, trong đó DN17 và DN18 có số loài
PSTV vào mùa mưa cao hơn hẳn mùa khô
Trong mùa mưa, số loài ở các điểm biến
động ít, dao động trong khoảng 31 – 48
taxa, cao nhất là hai điểm DN17 và DN18
với 48 taxa, thấp nhất là điểm DN16 với 31
taxa Trong khi vào mùa khô, số loài hiện
diện có khuynh hướng giảm dần từ điểm
đầu (DN1-17) đến điểm cuối (DN18-17), số loài ở các điểm chênh lệch nhau rất lớn, cao nhất là DN1 với 67 taxa và thấp nhất là điểm DN18 với 25 taxa (Hình 5A) Khuynh hướng biến động này thấy rõ ở những phiêu sinh thực vật thuộc các lớp có nguồn gốc nước ngọt như Cyanophyceae và Zygnematophyceae Cả hai lớp này đều có khuynh hướng biến động giống như khuynh hướng chung của PSTV tổng số, nghĩa là vào mùa khô, số loài cao ở điểm đầu và thấp dần về điểm cuối (hình 5C, D), trong khi vào mùa mưa số loài ít biến động Điều này cho thấy vào mùa khô giới hạn nước ngọt ở
hạ lưu sông Đồng Nai bị đẩy lên rất cao
Hình 5: Sự biến động (A) phiêu sinh thực vật, (B)-Chlorophyceae, (C)-Cyanophyceae và
(D)-Zygnematophyceae tại các điểm khảo sát
Số loài của tảo lục thuộc lớp
Chlorophyceae vào mùa mưa cao hơn mùa
khô Sự chênh lệch này thể hiện rõ nhất ở
hai điểm DN2 và DN17 Giữa các điểm
(hình 5B) do các phiêu sinh thực vật trong lớp này đều có nguồn gốc nước ngọt nên
sự hiện diện của chúng ở môi trường có sự pha trộn của nước lợ là rất thấp
Trang 7Cyanophyceae chỉ xuất hiện ở vài điểm khảo
sát như Spirulina major, Planktothrix spp.,
trong khi các loài thuộc chi Microcystis
thường hiện diện ở nhiều điểm khảo sát
Theo nhận định của Reynolds and Descy
(1998, trích từ Wehr and Sheath) [11] thì sự
hiện diện của những vi khuẩn lam dạng đơn
bào và tập chủng ở sông thường phụ thuộc
vào thành phần phiêu sinh của những phụ
lưu và các hồ lân cận Do đó mà thành phần
vi khuẩn lam ở sông Đồng Nai có nhiều
điểm tương đồng với hồ Trị An
Lớp tảo tiếp hợp Zygnematophyceae là lớp có nhiều loài hiện diện nhất Mùa khô
số loài cao hơn hẳn mùa mưa với sự hiện diện của nhiều loài trong nhóm Desmids, là nhóm tảo có ý nghĩa về mặt sinh thái, thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu Nhìn chung, Desmids được ghi nhận có mặt ở những thủy vực từ nghèo dinh dưỡng đến dinh dưỡng trung bình, có hàm lượng Canxi và độ dẫn điện thấp [17]
Hình 6: Sự biến động của Bacillariophyceae tại các điểm khảo sát
Ngược với khuynh hướng đó là lớp
Bacillariophyceae, số loài thấp ở điểm đầu
và cao ở điểm cuối Sự biến động của lớp
này không chỉ về số loài mà cả về thành
phần loài Ở các điểm khảo sát gần thượng
nguồn, các loài có nguồn gốc nước ngọt hiện
diện, trong khi ở các điểm về cuối thì các
loài có nguồn gốc nước mặn chiếm đa số, do
các loài khuê tảo nước mặn đã theo triều
xâm nhập vào các điểm này (hình 6A, B)
4 Kết luận
Thành phần Phiêu sinh thực vật trên
sông Đồng Nai rất đa dạng với sự hiện diện
của 231 taxa thuộc 4 lớp trong 3 ngành
là Cyanobacteria, Heterokontophyta và
Chlorophyta Có 6 loài vi khuẩn lam có
khả năng tạo độc tố là Microcystis
aeruginosa, Microcystis botrys, Microcystis flos-aquae và Microcystis wesenbergii, Planktothrix rubescens và Woronichinia naegeliana Độ tương đồng về thành phần
loài giữa các điểm khảo sát thấp Thành phần loài phiêu sinh thực vật phân bố không đồng đều giữa hai mùa và giữa các điểm khảo sát Lớp Cyanophyceae và Zygnematophyceae có số loài giảm từ điểm đầu đến điểm cuối – vào mùa khô, trong khi vào mùa mưa số loài ít biến động Lớp Bacillariophyceae có nhiều loài có nguồn gốc ở biển, hiện diện ở các điểm cuối của khu vực nghiên cứu, nơi chịu ảnh hưởng của nước mặn Lớp Zygnematophyceae có
sự đa dạng cao là nguồn cảm hứng cho những nghiên cứu tiếp theo
Trang 8Lời cảm ơn: Bài báo là kết quả của đề tài
cấp Đại học Quốc gia C2016-18-25
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Bellinger, G.E and Sigee, C.D., 2015
Freshwater algae: Identification,
enumeration and use as bioindicators (2e),
Wiley Blackwell
2 Dillard, G E., 1989 Freshwater Algae of the
Southeastern United States, Part 1
Chlorophyceae: Volvocales, Tetrasporales, and
Chlorococcales J Cramer, Berlin, Germany
3 George, E E., Samuel, I U and Andem,
A.B., 2012 Composition and Abundance of
Phytoplankton of Adiabo River in Calabar
River system, Southeast, Nigeria Euro J
Zool Res., 1(4): 93-98
4 Guiry in Guiry, M.D and Guiry, G.M.,
2019 AlgaeBase World-wide electronic
publication, National University of Ireland,
Galway http://www.algaebase.org;
searched on 18 January 2019
5 John, D M., Whitton, B A and Brook,
A.J., 2002 The Freshwater Algal Flora of
the British Isles, An identification guide to
freshwater and terrestrial algae Cambridge
University Press
6 McGregor, B.G., 2013 Freshwater
Cyanobacteria of North-Eastern Australia:
2 Chroococcales, Phytotaxa 133(1): 1–130
7 Lưu Thị Thanh Nhàn và Lê Bùi Trung
Trinh, 2013 Thành phần loài và mật độ
phiêu sinh thực vật ở sông La Ngà, Tuyển
tập nghiên cứu biển, XIX: 55 – 60
8 Prescott, G W., 1962 Algae of the western
Great Lakes area, with an Illustrated Key to
the Genera of Desmids and Freshwater
Diatoms, Wm.C.Brown Company Publishers
9 Huỳnh Vũ Ngọc Quý, Đỗ Thị Bích Lộc,
Phạm Thanh Lưu, 2011 Đa dạng sinh học
khu hệ thực vật phiêu sinh ở sông Hậu, khu
vực cầu Cần Thơ từ năm 2009 đến 2010, Hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật lần thứ 4, 832-840
10 Lê Công Quyền, 2015 Sự phân bố phiêu sinh vật ở Búng Bình Thiên, tỉnh An Giang,
tạp chí khoa học trường Đại học An Giang,
tập7(3), 66 – 74
11 Reynolds, C.S., 2006 The ecology of phytoplankton, Cambridge University Press
12 Rojo, C., Cobelas, A M and Arauzo, M.,
1994 An elementary, structural analysis of river phytoplankton In: Descy, J.P., Reynolds, C S, and Padisak, J (ed.)
Phytoplankton in turbid environments: rivers and shallow lakes Kluwer Academic
Publishers
13 Scott, A.M and Prescott, G.W., 1961
Indonesian Desmids, Hydrobiologia 17
(1-2), pp 1–132 (https://doi.org/10.1007/ BF00040416)
14 Sournia A., 1978 Phytoplankton manual
Pubblished by the United National Educational Scientific and Cultural Organization, 335p
15 Trung tâm quan trắc môi trường Đồng Nai:
hệ thống lưu vực sông Đồng Nai, http://lvsdongnai.cem.gov.vn/ttdktnmt.aspx, truy cập ngày 20/12/2018
16 Verma, S., Tiwari D and Verma A., 2013 Algal dynamics of river Pandu in relation to
ambient environment ECOPRINT 20: 9-17
17 Wehr, J.D and Sheath, R G., 2003
Freshwater Algae of North America: Ecology and Classification New York,
Academic Press
18 Zalocar de Domitrovic, Y., Poi de Neiff,
A.S.G and Casco, S.L., 2007 Abundance
and diversity of phytoplankton in the Paraná River (Argentina), 220 km downstream of
the Yacyretá reservoir, Braz J Biol., 67(1):
53-63.
Ngày nhận bài: 08/01/2019 Biên tập xong: 15/02/2019 Duyệt đăng: 20/02/2019