Chất lượng môi trường nước và đa dạng sinh vật nổi (Plankton) vùng cửa sông Văn Úc : Luận văn ThS. Sinh học: 60 42 60

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - O  - Nguyễn Thị Thu Hè CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC VÀ ĐA DẠNG SINH VẬT NỔI (PLANKTON) VÙNG CỬA SÔNG VĂN ÚC Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60.42.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS LÊ THU HÀ Hà Nội - 2012 Nguyễn Thị Thu Hè DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi Trường COD Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học DO Dissolved Oxygen – Hàm lượng oxy hòa tan ĐVN Động vật QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TVN Thực vật TSS Tổng lượng chất rắn lơ lửng Nguyễn Thị Thu Hè MỤC LỤC Trang Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU ….…………………………………………………………………… …1 CHƢƠNG - TỔNG QUAN TÀI LIỆU………………………………………….3 1.1 Khái niệm chung vùng cửa sông ………………………….…………… 1.1.1 Khái niệm vùng cửa sông (estuary) ………………….…… …………… 1.1.2 Lịch sử hình thành cấu trúc vùng cửa sông…………………….………….3 1.1.3 Các dạng cửa sông Việt Nam…………………………………… …… 1.1.4 Vai trò vùng cửa sông hoạt động người ……………… 1.2 Vùng cửa sơng Văn Úc……………………………………………………… 1.2.1 Vị trí địa lí …………………………………………………………………….8 1.2.2 Đặc điểm địa hình, địa chất, thổ nhưỡng………………………… ……… 1.2.3 Điều kiện khí hậu……………………………………………… ……… … 1.2.4 Đặc điểm thủy văn………………………………….…………….….…….…9 1.2.5 Một số tiêu thủy lí hóa ……………………………………….…………10 1.2.6 Đa dạng sinh học………………………………………………… …….… 12 1.2.6.1 Thực vật (Phytoplankton)…………………………………………… 12 1.2.6.2 Thực vật đáy (Phytobenthos)…………………………………………… 13 1.2.6.3 Động vật (Zooplankton)……………………………… …………… 13 1.2.6.4 Động vật đáy (Zoobenthos)……………………………………………… 14 1.2.6.5 Khu hệ cá (Ichthyofauna) …………………………………………………14 1.2.6.6 Các nhóm động vật có xương sống khác……………………………… …15 1.2.7 Đặc điểm kinh tế - xã hội…………………………………………….…… 15 1.3 Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc…………………………………….19 Nguyễn Thị Thu Hè 1.3.1 Các thông số thủy lý hóa …………………………………….…………… 19 1.3.1.1 Thơng số thủy lý ……… ……………………………………………… 19 1.3.1.2 Thơng số thủy hóa ….……………………………………… ……………20 1.3.2 Sinh vật thị …………………………………………….……………… 22 1.3.2.1 Khái niệm sinh vật thị …………………………………………… 22 1.3.2.2 Phương pháp dùng thị sinh học ………………………………… … 23 1.3.2.3 Tiêu chuẩn lựa chọn sinh vật thị …………………………………… 23 1.3.2.4 Những nhóm sinh vật thị ………………………………….……24 1.3.3 Chỉ số đa dạng ………………………………………………….……….… 26 CHƢƠNG - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………… 28 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu………………………………………………….…… 28 2.2 Địa điểm nghiên cứu thu mẫu……………………………………… …… 28 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu…………………………………………………….29 2.3.1 Phương pháp thu mẫu cố định mẫu ………………………………….… 29 2.3.2 Phương pháp phân tích mẫu xử lí số liệu……………….……………… 30 2.3.2.1 Phương pháp phân tích mẫu…………………………….….………….….30 2.3.2.2 Phương pháp xử lí số liệu…………………………….………….… ……32 CHƢƠNG - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN………………….36 3.1 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc vùng cửa sông Văn Úc………………… … 36 3.2 Đa dạng sinh vật vùng cửa sông Văn Úc………………………… … 46 3.2.1 Đa dạng sinh học thực vật nổi………… ………………………….……… 46 3.2.1.1 Thành phần loài thực vật nổi……………………………………… …….46 3.2.1.2 Mật độ sinh khối thực vật 54 3.2.1.3 Nhận xét chung 57 3.2.2 Đa dạng sinh học động vật 58 3.2.2.1 Thành phần loài động vật 58 Nguyễn Thị Thu Hè 3.2.2.2 Mật độ sinh khối động vật 62 3.2.2.3 Nhận xét chung 66 3.3 Mối quan hệ nhân tố môi trƣờng chủ yếu sinh vật vùng cửa sông Văn Úc ……………………………………………………… … .66 3.4 Đánh giá chất lƣợng nƣớc vùng cửa sông Văn Úc .68 3.4.1 Đánh giá chất lượng nước thông qua số đa dạng ……………… 68 3.4.2 Đánh giá chất lượng nước thông qua số sinh học tảo… ……… 70 KẾT LUẬN ……………………………………………………………………….72 KIẾN NGHỊ ………………………………………………………………………74 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………….75 PHỤ LỤC Nguyễn Thị Thu Hè DANH MỤC BẢNG Trang Bảng Hàm lượng muối dinh dưỡng vùng cửa sông Văn Úc 11 Bảng Tỷ lệ phần trăm ngành tảo vùng cửa sông Văn Úc 13 Bảng Dân số cấu trúc dân số xã Hùng Thắng Vinh Quang 16 Bảng Số hộ dân số người tham gia ngành nghề 16 Bảng Diện tích loại đất sử dụng xã vùng cửa sông ven biển Văn Úc 17 Bảng Tọa độ điểm lấy mẫu vùng cửa sông Văn Úc 29 Bảng Mối liên quan số đa dạng H’ với chất lượng môi trường nước 33 Bảng Mối tương quan số D mức độ ô nhiễm 34 Bảng Công thức đo độ phì dưỡng mức độ nhiễm thơng qua cấu trúc tảo 34 Bảng 10 Mối tương quan số sinh học tảo mức độ ô nhiễm 35 mơi trường nước Bảng 11 Các tiêu thủy, lí hóa điểm khảo sát 36 Bảng 12 Hàm lượng tổng Nitơ tổng Phốtpho điểm khảo sát 45 Bảng 13 Thành phần loài TVN điểm khảo sát vùng cửa sông Văn Úc 47 Bảng 14 Cấu trúc thành phần loài thực vật vùng cửa sông Văn Úc 52 Bảng 15 Mật độ sinh khối TVN điểm khảo sát 55 Bảng 16 Thành phần loài ĐVN điểm khảo sát vùng cửa sông Văn Úc 59 Bảng 17 Cấu trúc thành phần lồi động vật vùng cửa sơng Văn Úc 61 Bảng 18 Mật độ sinh khối nhóm ĐVN điểm khảo sát 63 Bảng 19 Chỉ số đa dạng Margalef (D) ĐVN điểm khảo sát 69 Bảng 20 Chỉ số đa dạng Shannon – Weiner (H’) ĐVN điểm khảo sát 70 Bảng 21 Chỉ số sinh học tảo (Diatomeae index) điểm khảo sát 70 Nguyễn Thị Thu Hè DANH MỤC HÌNH Trang Hình Sơ đồ vị trí điểm lấy mẫu vùng cửa sơng Văn Úc 28 Hình Biến thiên nhiệt độ điểm khảo sát 37 Hình Biến thiên độ pH điểm khảo sát 38 Hình Biến thiên độ đục điểm khảo sát 39 Hình Biến thiên độ muối độ dẫn điểm khảo sát 40 Hình Biến thiên giá trị DO điểm khảo sát 41 Hình Đồ thị biến thiên hàm lượng COD điểm khảo sát 42 Hình Đồ thị biến thiên hàm lượng muối amoni (NH4+) điểm khảo 43 sát Hình Đồ thị biến thiên hàm lượng muối Phốtphát (PO43-) 44 điểm khảo sát Hình 10 Đồ thị biến thiên hàm lượng Nitơ tổng Phốtpho tổng 45 điểm khảo sát Hình 11 Biểu đồ tỉ lệ % nhóm TVN vùng cửa sơng Văn Úc 53 Hình 12 Biểu đồ thành phần lồi nhóm TVN điểm khảo sát 54 Hình 13 Biểu đồ mật độ nhóm TVN điểm khảo sát 56 Hình 14 Biểu đồ sinh khối nhóm TVN điểm khảo sát 57 Hình 15 Biểu đồ tỉ lệ % nhóm ĐVN vùng cửa sơng Văn Úc 61 Hình 16 Biểu đồ số lượng nhóm ĐVN điểm khảo sát 62 Hình 17 Biểu đồ mật độ nhóm ĐVN điểm khảo sát 64 Hình 18 Biểu đồ sinh khối nhóm ĐVN điểm khảo sát 65 Hình 19 Mối quan hệ độ đục với thành phần loài TVN ĐVN 67 điểm khảo sát Hình 20 Mối quan hệ độ muối với thành phần loài TVN ĐVN điểm khảo sát Nguyễn Thị Thu Hè 68 MỞ ĐẦU Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa với đường bờ biển kéo dài khoảng 3260 km, trải dài 14 vĩ độ từ Bắc vào Nam hàng loạt hệ thống sông đổ nước biển tạo nên vùng cửa sông rộng lớn với nguồn lợi sinh vật đa dạng, phong phú Sinh vật (plankton) thành phần tham gia vào chuỗi lưới thức ăn hệ sinh thái cửa sông ven biển với vai trò nguồn thức ăn sơ cấp thức ăn động vật thủy vực Thực vâ ̣t nở i (phytoplankton) cũng nhóm thực vâ ̣t khác là nguồ n thức ăn sơ cấ p của các thủy vực nói chung và của vùng cửa sơng nói riêng , định đến hình thành phát triển nguồn lợi thủy sản Động vật (zooplankton) vật trung gian chuyển chất hữu từ thực vật đến động vật khác lớn thủy vực Chính vậy, thực vật động vật có vị trí quan trọng chuỗi thức ăn lưới thức ăn, góp phần vào q trình chuyển hóa vật chất thành nguồn lợi sinh vật, có vai trị quan trọng việc trì phát triển nguồn lợi thủy, hải sản cho trình khai thác người Sông Văn Úc chi lưu sông Thái Bình, phần lớn chảy qua địa bàn tỉnh Hải Phịng đổ biển Đông qua cửa Văn Úc Cửa Văn Úc (còn gọi cửa Đại Bàng) thuộc địa bàn huyện Tiên Lãng, Hải Phòng, cửa nước sơng Thái Bình, có vị trí quan trọng quốc phịng – an ninh đầu mối giao thông thủy quan trọng nước ta nói chung Hải Phịng nói riêng Phù sa từ Sơng Văn Úc đổ biển góp phần tạo bãi sơng màu mỡ, có tiềm ni trồng thủy sản, đa dạng sinh học cho khu vực hai bên dịng sơng cửa biển Nghiên cứu chất lượng môi trường nước đa dạng sinh vật mang ý nghĩa dự báo cho đa dạng sinh học thủy vực nói chung cho ngành ni trồng đánh bắt thủy sản nói riêng đồng thời sở cho việc trì, phát triển bảo Nguyễn Thị Thu Hè vệ sinh vật cho vùng cửa sơng ven biển Vì chúng tơi tiến hành thực đề tài “Chất lượng môi trường nước đa dạng sinh vật (plankton) vùng cửa sông Văn Úc” Mục tiêu đề tài: - Xác định trạng chất lượng môi trường nước vùng cửa sông Văn Úc - Xác định cấu trúc thành phần loài, mật độ sinh khối thực vật động vật vùng cửa sông Văn Úc - Đánh giá mức độ ô nhiễm vùng cửa sông Văn Úc thông qua số đa dạng Margalef (D) số Shannon – Weiner (H’) động vật qua số sinh học tảo (Diatomeae index) thực vật Nguyễn Thị Thu Hè CHƢƠNG - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Khái niệm chung vùng cửa sông 1.1.1 Khái niệm vùng cửa sông (estuary) [15], [25], [26] Vùng cửa sông nơi tiếp xúc sông – biển, nằm đới biển ven bờ, nơi xảy tương tác lục địa – biển – khí Trên sở địa mạo vùng cửa sông nằm cửa sông, có q trình sụt lún kiến tạo khơng đền bù thung lũng sơng bị ngập chìm mực nước biển dâng lên Cửa sơng theo quan niệm thường có hình phễu, loe rộng biển Trên quan điểm động lực, Pritchard (1967) cho “Cửa sông thủy vực ven bờ nửa khép kín, liên hệ trực tiếp với biển nước biển hịa trộn có mức độ với nước đổ từ dòng lục địa” J.H.Day (1981) đề xuất định nghĩa có nội dung rộng “Cửa sông thủy vực ven bờ nửa khép kín mặt khơng gian, liên hệ trực tiếp với biển cách thường xuyên hay theo chu kỳ, độ muối biến đổi hịa trộn có mức độ nước biển với nước đổ từ dịng lục địa” Do đó, vùng cửa sông nơi chuyển tiếp sông biển với độ muối biến động giới hạn từ 0,5 đến 30 - 32‰ 1.1.2 Lịch sử hình thành cấu trúc vùng cửa sông [15], [25] Các cửa sông nói chung, tạo thành sụt lún thung lũng sông hay phận ngập nước vùng bờ biển, nâng lên mực nước đại dương mà độ cao tương đối đất so với mực nước biển thay đổi liên tục với tốc độ đo centimet kỷ Một số khác tạo thành hình thành bờ cát chắn, ơm lấy vụng biển nơng với cửa riêng, qua dịng sơng đổ nước biển cách an tồn Sự đời phát triển vùng cửa sông gắn liền với lịch sử hình thành phát triển đường bờ với tuổi Holoxen muộn Do đó, vùng cửa sơng nước ta có tuổi trẻ 2000 – 3000 năm Nguyễn Thị Thu Hè 20 Ủy ban nhân dân huyện Tiên Lãng (1997), Báo cáo quy hoạch phát triển nuôi thủy sản xã ven biển huyện Tiên Lãng đến năm 2010, Hải Phòng 21 Ủy ban nhân dân huyện Tiên Lãng (2011), Báo cáo tính hình kinh tế xã hội huyện Tiên Lãng năm 2011 22 Ủy ban nhân dân thành phố Hải Phòng (1996), Điều tra nghiên cứu hệ sinh thái vùng triều Hải Phòng, tập 1, Tài liệu lưu trữ phân viện Hải dương học Hải Phòng Tiếng Anh 23 Harold C Bold, Michael J Wynne - Introduction to the algae (structure and reproduction), Prentice- Hall, INC., Englewood Cliffs, 1978 24 Mary Ann H Franson (1995), Standard methods for the Examination of Water and Waste water American Public heath association, 4138 pp 25 Mc Lucky D.S (1974), “Ecology of Estuaries”, Heinamann Education Books, London, 144 pp 26 Quasim S.Z (1970), “Some problems related to the food chain in a tropical Estuary”, Marine Food chains, Ed by J.H Steele, Olive and Boyd, Edinburgh 27 Akihiko Shirota (1966), The Plankton of South Viet Nam – Fresh Water and Marine Plankton Overseas Teachnocal Cooperation Agency, Japan, 462 pp 28 Fefoldy Lajos (1980), Biologycal Vizminosite, Viziigyi Hydrobiologia 9, Institute of Hungarian Academy of science 29 Staub, R., Appling, J.W.,Hofsterlier, A.M and Has, I.J., 1970, “The effect of Inductrial wastes of Memphis and Shelby country on primary plankton producers” Bio Science Vol.20, pp 905-912 30 Wilhm, J.L and Dorris, T.C (1968), “Biological parameters for water quality cristeria”, Bioscience 18, pp 477-481 Nguyễn Thị Thu Hè 77 PHỤ LỤC QCVN10:2008/BTNMT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƢỢNG NƢỚC BIỂN VEN BỜ National technical regulation on coastal water quality QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Phạm vi áp dụng 1.1.1 Quy chuẩn quy định giá trị giới hạn thông số chất lượng nước biển ven bờ 1.1.2 Quy chuẩn áp dụng để đánh giá kiểm soát chất lượng vùng nước biển ven bờ, phục vụ mục đích thể thao, giải trí nước, ni trồng thủy sản mục đích khác 1.2 Giải thích thuật ngữ Nước biển ven bờ nước vùng vịnh, cảng nơi cách bờ vòng 03 hải lý (khoảng 5,5 km) QUY ĐỊNH KỸ THUẬT Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước biển ven bờ quy định Bảng Nguyễn Thị Thu Hè Bảng Giá trị tới hạn thông số nƣớc biển ven bờ Giá trị giới hạn Đơn Thông số TT vị o Vùng nuôi trồng thủy sản, bảo tồn thủy sinh Vùng bãi tắm, thể thao dƣới nƣớc 30 30 - 6,5 - 8,5 6,5 - 8,5 6,5 - 8,5 Các nơi khác Nhiệt độ pH Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 50 - Ôxy hòa tan (DO) mg/l 5 4 - COD (KMnO4) mg/l - Amơni (NH4+) (tính theo N) mg/l 0,1 0,5 0,5 Florua (F-) mg/l 1,5 1,5 1,5 Sulfua (S2-) mg/l 0,005 0,01 0,01 Xianua (CN-) mg/l 0,005 0,005 0,01 10 Asen (As) mg/l 0,01 0,04 0,05 11 Cadimi (Cd) mg/l 0,005 0,005 0,005 12 Chì (Pb) mg/l 0,05 0,02 0,1 13 Crơm III (Cr3+) mg/l 1,1 0,1 0,2 14 Crôm VI (Cr6+) mg/l 0,02 0,05 0,05 15 Đồng (Cu) mg/l 0,03 0,5 16 Kẽm (Zn) mg/l 0,05 1,0 2,0 17 Mangan (Mn) mg/l 0,1 0,1 0,1 18 Sắt (Fe) mg/l 0,1 0,1 0,3 19 Thủy ngân (Hg) mg/l 0,001 0,002 0,005 Nguyễn Thị Thu Hè C 20 Váng, dầu mỡ mg/l khơng có khơng có - 21 Dầu mỡ khống mg/l không phát thấy 0,1 0,2 22 Phenol tổng số mg/l 0,001 0,001 0,002 23 Hóa chất bảo vệ thực vật Clo hữu Aldrin + Dieldrin g/l 0,008 0,008 - Endrin g/l 0,014 0,014 - B.H.C g/l 0,13 0,13 - ĐT g/l 0,004 0,004 - Endosunfan g/l 0,01 0,01 - Lindan g/l 0,38 0,38 - Clordan g/l 0,02 0,02 - Heptaclo g/l 0,06 0,06 - Paration g/l 0,40 0,40 - Malation g/l 0,32 0,32 - 2,4D mg/l 0,45 0,45 - 2,4,5T mg/l 0,16 0,16 - Paraquat mg/l 1,80 1,80 - 26 Tổng hoạt độ phóng xạ Bq/l 0,1 0,1 0,1 27 Tổng hoạt độ phóng xạ Bq/l 1,0 1,0 1,0 28 Coliform MPN/ 1000 1000 1000 24 25 Hóa chất bảo vệ thực vật phospho hữu Hóa chất trừ cỏ 100ml Ghi chú: Dấu (-) không quy định Nguyễn Thị Thu Hè PHỤ LỤC ẢNH Vùng cửa sông Văn Úc Vùng cửa sông Văn Úc Vùng cửa sông Văn Úc Vùng cửa sông Văn Úc Thu mẫu nước Thu mẫu sinh vật Nguyễn Thị Thu Hè