Quần xã tuyến trùng được sử dụng làm công cụ để đánh giá tính chất môi trường các thủy vực trong thành phố Bến Tre năm 2017. Tám vị trí tại các kênh rạch và thủy vực chính trong thành phố đã được tiến hành khảo sát vào mùa mưa (tháng 9). Bài viết tiến hành nghiên cứu đã ghi nhận 51 giống thuộc 33 họ, 10 bộ (Araeolaimida, Chromadorida, Desmodorida, Dorylaimida, Enoplida, Monhysterida, Mononchida, Plectida, Rhabditida, và Triplonchida), 2 lớp (Chromadorea và Enoplia).
Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx Bài nghiên cứu Open Access Full Text Article Sử dụng quần xã tuyến trùng sống tự quan trắc sinh học chất lượng môi trường thủy vực thành phố Bến Tre Trần Thành Thái1 , Nguyễn Lê Quế Lâm2 , Nguyễn Thị Mỹ Yến1 , Phạm Thanh Lưu1,2 , Trần Thị Hoàng Yến1 , Nguyễn Thị Huỳnh3 , Lâm Văn Tân4 , Ngơ Xn Quảng1,2,* TĨM TẮT Quần xã tuyến trùng sử dụng làm công cụ để đánh giá tính chất mơi trường thủy vực thành phố Bến Tre năm 2017 Tám vị trí kênh rạch thủy vực thành phố tiến hành khảo sát vào mùa mưa (tháng 9) Nghiên cứu ghi nhận 51 giống thuộc 33 họ, 10 (Araeolaimida, Chromadorida, Desmodorida, Dorylaimida, Enoplida, Monhysterida, Mononchida, Plectida, Rhabditida, Triplonchida), lớp (Chromadorea Enoplia) Mật độ quần xã tuyến trùng đa số vị trí khảo sát cao, dao động từ 29,88 ± 38,01 đến 1172,08 ± 659,74 cá thể/10cm2 Tuy nhiên, đa dạng sinh học thấp, số phong phú loài (S) dao động từ 5,33 ± 1,15 đến 18,33 ± 4,72, số đa dạng Shannon (H') từ 1,28 ± 0,12 đến 3,19 ± 0,50 số đồng Pielou's (J') từ 0,47 ± 0,04 đến 0,93 ± 0,04 Nghiên cứu áp dụng số sinh trưởng tuyến trùng MI (Maturity Index) để đánh giá tính chất mơi trường thủy vực thành phố Bến Tre Kết cho thấy tính chất mơi trường vị trí khảo sát ghi nhận có xáo trộn, phân loại mức xấu đến trung bình Chỉ số chống chịu/nhạy cảm c-p (colonizer-persister) kết hợp với số sinh trưởng MI quần xã tuyến trùng cơng cụ tiềm quan trắc sinh học tính chất môi trường Tuy nhiên, để tăng độ tin cậy kết luận đánh giá, việc kết hợp số MI số sinh học khác thơng số hóa lý mơi trường cần thiết Từ khoá: số c-p (colonizer-persister), số MI (Maturity Index), quan trắc sinh học, tỉnh Bến Tre, tuyến trùng Use your smartphone to scan this QR code and download this article Viện Sinh học Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 85 Trần Quốc Toản, Phường 7, Quận 3, TP Hồ Chí Minh Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 18 Hồng Quốc Việt, Phường Nghĩa Đơ, Quận Cầu Giấy, Hà Nội Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ 10 Chí Minh, 280 An Dương Vương, 11 Phường 4, Quận 5, TP Hồ Chí Minh 12 Sở Khoa học Công nghệ Bến Tre, 280 Ba Tháng Hai, Phường 3, TP Bến Tre, 13 tỉnh Bến Tre 14 Liên hệ Ngô Xuân Quảng, Viện Sinh học Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 85 Trần Quốc Toản, Phường 7, Quận 3, TP Hồ Chí Minh Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, 18 Hồng Quốc Việt, Phường Nghĩa Đô, Quận Cầu Giấy, Hà Nội Email: ngoxuanq@gmail.com 15 16 17 18 19 20 21 22 23 MỞ ĐẦU Bến Tre tỉnh ven biển thuộc vùng Đồng sơng Cửu Long với diện tích khoảng 235.983 ha, dân số toàn tỉnh cao, ước khoảng 1,46 triệu người (2017) Tỉnh Bến Tre hình thành ba cù lao: An Hóa (một phần huyện Châu Thành, Bình Đại), Bảo (phần cịn lại huyện Châu Thành, thành phố Bến Tre, huyện Giồng Trôm, Ba Tri), Minh (huyện Chợ Lách, Mỏ Cày Nam, Mỏ Cày Bắc, Thạnh Phú) Tỉnh Bến Tre có bốn tám nhánh sơng lớn của hệ thống sông Mê Kông (sông Mỹ Tho, Ba Lai, Hàm Lng, Cổ Chiên) Cùng với hệ thống kê rạch chằng chịch, ước tính khoảng 6.000 km Trong đó, có 60 kênh rộng 50 m với chiều dài trung bình khoảng 1-2 km Cùng với trình đổi cơng nghiệp hóa, kinh tế Bến Tre phát triển liên tục ổn định, trung bình khoảng 9,31% từ 2001 đến 2010 Việc kinh tế phát triển nhanh, xây dựng khu công nghiệp, q trình thị hóa làm cho chất lượng môi trường, môi trường thủy vực thành phố Bến Tre có biến đổi theo hướng nhiễm Một nghiên cứu năm 2018 cho thấy chất lượng môi trường thủy vực tỉnh Bến Tre từ năm 2015 đến 2016 bị ô nhiễm tổng chất rắn lơ lững, chất hữu cơ, vi khuẩn coliform Cho nên, việc thiết lập mạng lưới quan trắc tính chất mơi trường thủy vực (TCMTTV) tỉnh, khu vực thành phố Bến Tre (TPBT) điều cần thiết nhằm cung cấp thông tin khoa học cho công tác quản lý, đảm bảo nâng cao sống người dân Các thơng số lý-hóa dùng phổ biến đánh giá TCMTTV, nhiên thông số nói lên trạng mơi trường thời điểm khảo sát, cịn dựa vào sinh vật đánh giá mơi trường thời gian dài, từ khứ đến thời điểm khảo sát 6,7 Các nhà khoa học giới sử dụng nhiều nhóm sinh vật để thị cho TCMTTV từ loài động-thực vật phiêu sinh, động vật đáy khơng xương sống đến lồi động vật có xương sống Tuyến trùng thuộc nhóm động vật đáy khơng xương sống cỡ trung bình (kích thước từ 38 µ m – mm, chúng thể nhiều đặc điểm thị ưu việt so với sinh vật khác Quần xã tuyến trùng (QXTT) lần sử dụng để đánh giá TCMTTV vào năm 1970 10 Đến nay, tuyến trùng công cụ đáng tin cậy đánh giá giám sát tính chất mơi trường Các nhà khoa học sử dụng thành cơng Trích dẫn báo này: Thái T T, Lâm N L Q, Yến N T M, Lưu P T, Yến T T H, Huỳnh N T, Tân L V, Quảng N X Sử dụng quần xã tuyến trùng sống tự quan trắc sinh học chất lượng môi trường thủy vực thành phố Bến Tre Sci Tech Dev J - Nat Sci.; 4(4):xxx-xxx 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx Lịch sử 73 QXTT để đánh giá tác động người lên loại thủy vực khác nhau, bao gồm môi trường nước mặn, nước lợ, nước ngọt, khu vực đất ngập nước 8,9,11,12 Ngồi ra, QXTT cịn dùng làm thị cho biến đổi khí hậu như: tượng nóng lên tồn cầu, thay đổi mực nước biển, nước biển bị oxy acid hóa 13 Trong nghiên cứu Ngơ Xn Quảng cộng năm 2016, thơng qua phân tích QXTT mơi trường trầm tích tám cửa sơng Mê Kơng, khoanh vùng xác định tính chất môi trường cửa sông Ba Lai (tỉnh Bến Tre) hoàn toàn khác biệt, so với bảy cửa sơng cịn lại từ đưa đề xuất sử dụng sinh vật thị tuyến trùng để đánh giá giám sát chất lượng môi trường Sau đó, tác giả Trần Thành Thái cộng năm 2017 nhận định tính chất mơi trường đáy sông Ba Lai (đoạn đập) xuất xáo trộn mạnh dựa vào phân tích đặc điểm thị QXTT 14 Với đặc điểm phù hợp làm thị sinh học, mục tiêu nghiên cứu dùng QXTT làm công cụ để đánh giá TCMTTV thành phố Bến Tre vào mùa mưa năm 2017 Kết nghiên cứu dùng làm nên tảng việc sử dụng QXTT làm đối tượng quan trắc sinh học lâu dài thủy vực tỉnh Bến Tre nói riêng tỉnh-thành phố khác nước nói chung 74 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 75 Khu vực nghiên cứu • Ngày nhận: 25-12-2019 • Ngày chấp nhận: 28-10-2020 • Ngày đăng: xx-11-2020 48 DOI : 51 49 50 52 53 54 55 Bản quyền 56 © ĐHQG Tp.HCM Đây báo cơng bố mở phát hành theo điều khoản của57 58 the Creative Commons Attribution 4.0 International license 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 Thành phố Bến Tre trung tâm hành chính, kinh tế xã hội lớn tỉnh Bến Tre, cách thành phố Hồ Chí Minh khoảng 85 km hướng Đông Nam Thành phố vùng đất phù sa đất thấp nên có địa hình tương đối phẳng với cao độ trung bình so với mặt nước biển từ - 1,5 m Trong thành phố có hệ thống kênh rạch chằng chịt, phía Tây bao bọc sơng Hàm Lng, sơng Bến Tre phía Nam, kênh Chẹt Sậy phía Đơng Trong nội có rạch Cái Cá, rạch Cá Lóc, rạch Kiến Vàng, rạch Gị Đàng Nghiên cứu thực vào tháng năm 2017, ứng với mùa mưa miền Nam Việt Nam Trong TPBT, nghiên cứu bố trí tám vị trí quan trắc TCMTTV sử dụng QXTT (Hình 1, Bảng 1) Các vị trí nằm chương trình quan trắc năm tỉnh để thuận tiện việc theo dõi, giám sát, đối chiếu - dự báo TCMTTV tương lai Phương pháp thu phân tích thơng số mơi trường Một lít nước mặt thủy vực thành phố Bến Tre thu thập, bảo quản lạnh (4ºC), sau chuyển Viện Sinh học nhiệt đới để phân tích tiêu nitrat (NO3 − ) amoni (NH4 + ) Phương pháp phân tích NO3 − theo TCVN 6180:1996 (ISO 7890-3:1988), phân tích NH4 + theo phương pháp SMEWW-4500NH3 F:2012 Phương pháp thu, phân tích, định danh mẫu tuyến trùng Dùng ống core cắm sâu xuống đáy khoảng 15 cm thu tồn mẫu trầm tích lớp mặt độ sâu 10 cm Tại vị trí khảo sát, tiến hành thu mẫu lặp lại lần theo nguyên tắc thống kê Mẫu trầm tích cố định dung dịch formaldehyde 7% nóng nhiệt độ 60o C Gạn lọc lấy phần trầm tích từ 38 µ m – mm, sau tách lấy mẫu tuyến trùng dung dịch Ludox - TM50 (tỉ trọng 1,18) theo phương pháp Vincx (1996) 15 Nhuộm mẫu với dung dịch Rose Bengal 1% dùng kính lúp soi để xác định mật độ Gắp ngẫu nhiên 100 cá thể tuyến trùng để xử lý tiêu theo phương pháp De Grisse (1969) 16 , tiến hành định danh đến cấp độ giống (genus) theo khóa phân loại Platt Warwick (1983, 1988) 17,18 , Warwick cộng năm 1998 19 , định danh giống tuyến trùng nước 20 , Động vật chí Việt Nam 21 , sở liệu tuyến trùng trực tuyến NEMYS 22 Phương pháp phân tích số liệu Số liệu thơng số lý hóa mơi trường đặc điểm QXTT xử lý phần mềm Microsoft Excel 2016 Các số sinh học như: Độ phong phú giống (S), số đa dạng Shannon (H’ log2 ) 23 , số đồng Pielou’s (J’) 24 sử dụng để đánh giá mức độ đa dạng sinh học QXTT Xác định mức độ đóng góp giống cho tương đồng QXTT vị trí khảo sát phân tích SIMPER (Similarity Percentage) 25 Kiểm tra khác biệt thống kê đặc điểm QXTT (mật độ, đa dạng) phân tích ANOVA yếu tố, liệu chuyển dạng phù hợp trước phân tích phần mềm STATISTICA 7.0 Trong điều kiện khơng thõa mãn phân tích ANOVA, phân tích phi tham số Kruskal – Wallis dùng để thay Phân tích khác biệt nhóm phân tích phương sai xác định phân tích hậu kiểm Tukey HSD Phương pháp đánh giá tính chất mơi trường thủy vực Tính chất mơi trường đánh giá thông qua số Sinh trưởng MI (Maturity Index) QXTT Chỉ số MI dựa vào mức độ bền vững sinh thái c-p cá thể tuyến trùng Chỉ số c-p thể mức độ 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx Hình 1: Bản đồ các vị trí quan trắc sinh học toàn trỉnh Bến Tre Bảng 1: Vị trí tọa độ địa lý vị trí quan trắc môi trường thủy vực thành phố Bến Tre Ký hiệu 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 Vị trí Tọa độ Vĩ độ Kinh độ 106◦ 21’10.2”E BT-1 Cầu Sân Bay, xã Sơn Đông 10◦ 15’45.7”N BT-2 Cầu Bình Nguyên, phường 10◦ 14’57.4”N 106◦ 21’45.8”E BT-3 Xã Bình Phú 10◦ 14’04.6”N 106◦ 20’40.1”E BT-4 Cầu Kiến Vàng, phường 10◦ 13’56.1”N 106◦ 21’57.5”E BT-5 Cầu Cái Cá, phường 10◦ 14’02.1”N 106◦ 22’12.5”E BT-6 Cầu Cá Lóc, phường 10◦ 14’10.1”N 106◦ 22’56.0”E BT-7 Cầu Gị Đàng, xã Phú Hưng 10◦ 14’15.3”N 106◦ 23’48.5”E BT-8 Cầu Bà Mụ, phường Phú Khương 10◦ 14’40.0”N 106◦ 22’46.7”E “thích ứng” QXTT với đặc điểm khác mơi trường, có giá trị từ đến tương ứng với mức độ từ bền vững (colonizers) đến mức độ ổn định (persisters) xác định theo Bongers năm 1990 26 , Bongers cộng năm 1991 27 , Bongers Ferris năm 1999 10 Nhóm tuyến trùng với c-p có mức độ quần lập cao, dễ thay đổi thich nghi cao với tính xáo trộn mơi trường (ví dụ Rhabditidae, Neodiplogasteridae, Monhysteridae), thời gian hệ vài ngày Còn nhóm tuyến trùng có c-p nhóm có khả định cư cao, nhạy cảm với thay đổi mơi trường (ví dụ Enoplidae Leptosomatidae) Nhóm tuyến trùng có c-p 2, phong phú điều kiện xáo trộn khơng khắc nghiệt nhóm c-p Nhóm tuyến trùng c-p nhóm trung gian nhóm tuyến trùng c-p nhạy cảm với xáo trộn môi trường 27 Chỉ số MI dựa vào tỷ lệ tần suất xuất nhóm c-p quần xã, cơng thức tính MI 26,27 : 164 165 MI = ∑ni=0 v(i).f(i) Trong đó: MI: Hệ số sinh trưởng QXTT v( i): Chỉ số c-p taxon f(i): Tần số xuất taxon Ngoài ra, số đa dạng Shannon (H’) áp dụng đánh giá điều kiện môi trường Sau xác định giá trị MI H’ vị trí khảo sát, thang quy đổi Moreno cộng năm 2011 28 áp dụng để chuyển từ giá trị MI H’ sang TCMTTV (Bảng 2) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx Bảng 2: Giá trị MI H’ biểu thị chất lượng môi trường theo Moreno cộng (2011) 28 176 177 Giá trị MI H’ Tính chất mơi trường thủy vực > 2.8 > 4.5 Rất tốt (RT) 2.8 ≥ MI > 2.6 3.5 < H’ < 4.5 Tốt (T) 2.6 ≥ MI > 2.4 2.5 < H’ < 3.5 Trung bình (TB) 2.4 ≥ MI > 2.2 < H’ ≤ 2.5 Kém (K) ≤ 2.2 H’ ≤ Xấu (X) Đặc điểm môi trường thủy vực thành phố Bến Tre −) +) 206 Các tiêu nitrat (NO3 amoni (NH4 nước mặt thủy vực TPBT khảo sát phân tích Nhìn chung, tiêu NO3 − thấp vị trí khảo sát, vị trí BT-2 BT-7 có nồng độ NO3 − ngưỡng phát (