Bước đầu đánh giá chất lượng môi trường nước và đa dạng thực vật nổi khu vực

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thùy Nhung BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ ĐA DẠNG THỰC VẬT NỔI KHU VỰC ĐẤT NGẬP NƯỚC ĐỒNG RUI, HUYỆN TIÊN YÊN, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thùy Nhung BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ ĐA DẠNG THỰC VẬT NỔI KHU VỰC ĐẤT NGẬP NƯỚC ĐỒNG RUI, HUYỆN TIÊN YÊN, TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60420120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM THỊ DẬU TS NGUYỄN THÙY LIÊN Hà Nội – 2017 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, lời xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới hai giáo hướng dẫn giúp tơi hồn thành luận văn TS Phạm Thị Dậu - phịng Thí nghiệm sinh thái học Sinh học mơi trường TS Nguyễn Thùy Liên - Bộ môn Thực vật học, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN hướng dẫn bảo tận tình cho tơi suốt thời gian nghiên cứu đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn tất thầy cô giáo khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN , đặc biệt thầy giáo phịng Thí nghiệm Sinh thái học Sinh học môi trường truyền thụ kiến thức quý báu tạo điều kiện cho tơi suốt q trình tơi học tập nghiên cứu trường Qua đây, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô khoa Sinh học khoa Địa lý trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội giúp đỡ đợt khảo sát thu mẫu nghiên cứu với dự án “Thành lập khu bảo tồn đất ngập nước Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh” khoa Địa lý chủ trì tư vấn Tôi xin chân thành cảm ơn quỹ học bổng BIDV học bổng Nagao hỗ trợ kinh phí để tơi tiến hành nghiên cứu thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ủy ban nhân dân xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh cung cấp tư liệu quý báu giúp tơi hồn thiện luận văn Cuối tơi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp bên cạnh giúp đỡ để tơi vượt qua khó khăn suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Tôi xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Thùy Nhung Chữ viết tắt BOD BTNMT COD D DO Diat Ind ĐNN H’ + NH4 - NO3 3- PO4 QCVN RNM TCVN TSS TVN UBND MỞ ĐẦU Đồng Rui xã đảo thuộc huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh Nơi thiên nhiên ưu đãi, bao quanh khu đất ngập nước (ĐNN) với hệ sinh thái rừng ngập mặn (RNM) đa dạng phong phú, suất sinh học cao tạo điều kiện thuận lợi cho người dân phát triển ngành nghề kinh tế biển, kinh tế vườn tiềm du lịch sinh thái lớn Tuy nhiên, Đồng Rui phải đối mặt với thách thức ô nhiễm môi trường cân sinh thái Cụ thể, môi trường nước bị nhiễm, diện tích RNM suy giảm nhanh chóng số lượng chất lượng, mà nguyên nhân chủ yếu phát triển kinh tế - xã hội, sức ép gia tăng dân số lên môi trường, chặt phá rừng, đắp đầm nuôi tôm, khai thác nguồn lợi thủy - hải sản mức, đẽo vỏ để nhuộm lưới chài, Thực vật (TVN) sinh vật sản xuất sơ cấp mắt xích thức ăn quan trọng chuỗi thức ăn, góp phần vào q trình chuyển hóa vật chất thành nguồn lợi sinh vật Bên cạnh chúng cịn nhóm sinh vật thị, phản ánh chất lượng môi trường nước “sức khỏe” hệ sinh thái thủy vực Đây nhóm sinh vật nhạy cảm với môi trường nước Sự thay đổi chất lượng môi trường nước làm biến động thành phần mật độ loài thực vật thủy vực Chính vậy, việc đánh giá chất lượng mơi trường nước đa dạng TVN khu vực ĐNN Đồng Rui quan trọng cần thiết, nhằm cung cấp thêm thông tin cho công tác nuôi trồng đánh bắt thủy hải sản địa phương cung cấp sở liệu cho công tác bảo tồn phục hồi hệ sinh thái ĐNN Đồng Rui Từ đó, đề xuất số biện pháp quản lý cải thiện chất lượng môi trường nước khu vực Bởi lý trên, đề tài “Bước đầu đánh giá chất lượng môi trường nước đa dạng thực vật khu vực đất ngập nước Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh” tiến hành với mục tiêu sau: - Đánh giá chất lượng môi trường nước khu vực ĐNN Đồng Rui thông qua thơng số thủy lý hóa sinh học - Xác định thành phần mật độ TVN khu vực ĐNN Đồng Rui - Đánh giá mối tương quan thơng số thủy lý hóa số sinh học CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan hệ sinh thái đất ngập nước 1.1.1 Khái niệm hệ sinh thái đất ngập nước Tùy thuộc vào loại hình, phân bố mục đích sử dụng khác mà thuật ngữ ĐNN hiểu theo nhiều cách khác Hiện người ta có khoảng 50 định nghĩa ĐNN sử dụng Theo công ước Ramsar (1971) định nghĩa ĐNN sau: ĐNN coi vùng đầm lầy, than bùn vùng nước dù tự nhiên hay nhân tạo, ngập nước thường xuyên hay thời kỳ, nước tĩnh, nước chảy, nước ngọt, nước lợ hay nước mặn, bao gồm vùng biển mà độ sau mực nước thủy triều mức thấp không 6m Theo chương trình quốc gia điều tra ĐNN Mỹ: “Về vị trí phân bố, ĐNN vùng đất chuyển tiếp hệ sinh thái cạn hệ sinh thái thủy vực Những nơi mực nước ngầm thường nằm sát mặt đất thường xuyên bao phủ lớp nước nông” Theo nhà khoa học Canada: “ĐNN đất bão hòa nước thời gian dài, đủ để hỗ trợ trình thủy sinh Đó nơi khó tiêu nước, có thực vật thủy sinh hoạt động sinh học thích hợp với môi trường ẩm ướt” Theo nhà khoa học New Zealand: “ĐNN khái niệm chung để vùng đất ẩm ướt, thời kỳ thường xuyên Những vùng ĐNN mức cạn vùng chuyển tiếp đất nước Nước nước ngọt, nước lợ nước mặn ĐNN trạng thái tự nhiên đặc trưng loài thực vật động vật thích hợp với điều kiện sống ẩm ướt” Theo nhà khoa học Australia: “ĐNN vùng đầm lầy, bãi lầy than bùn tự nhiên nhân tạo, thường xuyên, theo mùa theo chu kỳ, nước tĩnh nước chảy, nước ngọt, nước lợ nước mặn, bao gồm bãi lầy khu rừng ngập mặn lộ thủy triều xuống thấp” Hiện nay, có nhiều định nghĩa ĐNN, nhiên định nghĩa ĐNN theo công ước Ramsar nhiều người sử dụng Ở Việt Nam, ĐNN đa dạng với diện tích khoảng 5.810.000 chiếm 8% diện tích Châu Á, nhiên diện tích ĐNN nước ta bị suy giảm diện tích số lượng Đặc trưng hệ sinh thái ĐNN so với hệ sinh thái khác - Nước tồn thời gian ngắn, độ sâu thời gian ngập nước thay đổi nhiều vùng ĐNN - ĐNN phân bố vùng trung gian nước sâu phần đất cao đất liền chịu ảnh hưởng hai hệ thống - ĐNN khác độ lớn, biến đổi từ vũng nhỏ đồng cỏ khoảng đến ĐNN rộng hàng trăm km ven Sự phân bố ĐNN biến động lớn, từ ĐNN nội địa đến ĐNN biển, từ vùng nông thôn đến thành thị - Điều kiện ĐNN mức độ tác động nhân sinh thay đổi lớn từ vùng đến vùng khác, từ ĐNN đến ĐNN khác Định nghĩa ĐNN Ramsar bao gồm tất loại hình ĐNN Việt Nam, chúng chiếm phần không nhỏ lãnh thổ: Các vùng biển nông, ven biển, cửa sông, đầm phá, đồng châu thổ sông suối, ao hồ, đầm lầy tự nhiên hay nhân tạo có diện tích ha, vùng nuôi trồng thủy sản, canh tác lúa nước thuộc loại ĐNN [16, 26] 1.1.2 Phân loại đất ngập nước Việt Nam Trên giới có nhiều cách phân loại ĐNN khác nhau: Có thể dựa vào khu cư trú loài chim nước, cảnh quan, theo hệ thống thứ bậc theo hướng địa mạo Trong phạm vi quy mô quốc gia ĐNN thường phân loại theo thứ bậc Tại Việt Nam, với mục tiêu quản lý, điều tra kiểm kê, đánh giá lập quy hoạch ĐNN, đồng thời bảo tồn phát triển bền vững hệ sinh thái có tính đa dạng sinh học cao Bộ TNMT dự thảo hệ thống phân loại ĐNN gồm cấp: hệ   phụ hệ lớp kiểu - Hệ: Là bậc cao hệ thống phân loại ĐNN Dựa vào mức độ nhiễm mặn (mặn, lợ, ngọt) vùng ĐNN chia thành hai hệ:  + Thứ hệ ĐNN mặn, lợ (ĐNN dải ven biển) vùng ĐNN chịu chi phối nước biển (độ mặn > 4%o) vùng biển ven bờ (Độ sâu không 6m so với mực nước triều kiệt) + Thứ hai hệ ĐNN vùng ĐNN bị chi phối nước (độ mặn < 4%o) - Phụ hệ: chia thành hai loại: Phụ hệ ĐNN tự nhiên hình thành trình tự nhiên Phụ hệ ĐNN nhân tạo hình thành tác động người - Lớp: dựa vào chế độ thủy văn phụ hệ chia thành hai lớp + ĐNN thường xuyên vùng luôn bị ngập nước + ĐNN không thường xuyên vùng ĐNN theo mùa, ngày, tháng lũ lụt, thủy triều, tạo nên - Kiểu: bậc nhỏ hệ thống phân loại ĐNN Việt Nam chia thành: + Kiểu ĐNN mặn, lợ: Vùng biển có độ sâu không 6m triều kiệt, vũng vịnh, thảm thực vật triều, rạn san hô, đầm phá, vùng nước cửa sông, cồn ngầm cửa sông, cồn đảo cửa sông, bờ biển vách đá, vùng biển gian triều, Karst hệ thống thủy văn ngầm biển ven biển, vùng nuôi trồng thủy hải sản nước mặn, lợ, vùng trồng cói, vùng ni trồng thủy sản nước mặn, lợ ngập không thường xuyên, vùng làm muối + Kiểu ĐNN nước ngọt: Sơng suối có nước thường xun, hồ ao, bầu tự nhiên, suối, điểm nước nóng, nước khống, suối có nước theo mùa, vùng ngập nước có lớn chiếm ưu thế, vùng ngập nước có bụi chiếm ưu thế, đầm, bãi lầy, đồng cỏ, Karst hệ thống thủy văn nội địa, vùng nuôi trồng thủy sản nước [26] Khu vực Đồng Rui thuộc kiểu ĐNN mặn, lợ - cửa sông ven biển Để phục vụ cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học sử dụng khôn khéo tài nguyên ĐNN, Tổng cục Môi trường - Bộ TNMT phân loại ĐNN Việt Nam thành nhóm với 26 kiểu sau [4]: Nhóm 1: ĐNN biển ven biển (9 kiểu): Vùng biển nông ven bờ, thảm cỏ biển, rạn san hô, vùng biển vách đá kể vùng biển khơi, bãi vùng gian triều, vùng nước cửa sông, RNM, đầm phá ven biển, Các-xtơ hệ thống thủy văn ngầm biển ven biển Nhóm 2: ĐNN nội địa (8 kiểu): Sơng suối có nước thường xun, sơng suối có nước theo mùa, hồ tự nhiên, vùng đất than bùn có rừng, vùng ngập nước có gỗ chiếm ưu ngập nước theo mùa, vùng ngập nước có bụi chiếm ưu ngập nước theo mùa, suối điểm nước nóng - nước khống, hệ thống thủy văn ngầm các-xtơ hang động nội địa Nhóm 3: ĐNN nhân tạo (9 kiểu): Ao, hồ, đầm ni thủy sản nước mặn, lợ, ngọt, đồng cói, đất canh tác nông nghiệp, hồ chứa nước nhân tạo, sông đào, kênh, mương, rạch… 1.1.3 Vai trò hệ sinh thái đất ngập nước ĐNN hệ sinh thái quan trọng trái đất với độ đa dạng sinh học suất sinh học cao, cung cấp cho người tài nguyên thiên nhiên quý giá Rừng ngập mặn với nhiều loại thực vật như: Trang, Đâng, Sú, Vẹt, Đước, Bần…có tác dụng ngăn sạt lở, hạn chế xói mịn, bão lũ, bảo vệ mơi trường, hạn chế tác động xấu biến đổi khí hậu, trì hệ sinh thái, lọc nước thải tự nhiên, điều hịa khí hậu, bảo vệ giá trị văn hóa lịch sử, đồng thời nơi tham quan, giải trí, du lịch nghiên cứu khoa học ĐNN nơi trú ngụ nhiều động vật hoang dã như: chim, thú, lưỡng cư, bị sát, cá… góp phần tạo nên đa dạng sinh học cho hệ sinh thái ĐNN Hệ sinh thái ĐNN đem lại giá trị kinh tế cao Theo kết nghiên cứu gần đây, giá trị kinh tế hệ sinh thái ĐNN ước tính lên tới 14,9 nghìn tỷ la Mỹ, chiếm 45% tổng giá trị tất hệ sinh thái tồn cầu Đây cịn nơi diễn chu trình thủy văn, hóa học thu nhận chất thải có nguồn gốc tự nhiên nhân tạo [16] Khu vực cửa sơng ven biển có pha trộn nước sơng nước biển hình thành nên vùng nước lợ (độ muối < 4% o) thích hợp cho nhiều lồi sinh vật thủy sinh phát triển Đây nơi hội tụ dòng vật chất bao gồm chất dinh dưỡng từ sông đổ biển hay từ biển thủy triều hải lưu ven bờ đem QCVN 10-MT:2015/BTNMT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN National technical regulation on marine 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 1.1.2 Quy chuẩn áp dụng để đánh giá kiểm soát chất lượng nước biển vùng biển, phục vụ mục đích thể thao, giải trí nước, ni trồng thủy sản, bảo vệ mơi trường biển mục đích khác 1.2 Giải thích từ ngữ Trong quy chuẩn này, thuật ngữ hiểu sau: 1.2.1 Vùng biển ven bờ vùng vịnh, cảng nơi cách bờ vòng 03 hải lý (khoảng 5,5 km) 1.2.2 Vùng biển gần bờ vùng biển tính từ đường cách bờ biển 03 hải lý (khoảng 5,5 km) đến 24 hải lý (khoảng 44 km) 1.2.3 Vùng biển xa bờ vùng biển tính từ đường cách bờ biển 24 hải lý (khoảng 44 km) đến giới hạn vùng biển Việt Nam QUY ĐỊNH KỸ THUẬT 2.1 Chất lượng nước biển vùng biển ven bờ: Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước biển vùng biển ven bờ quy định Bảng Bảng 1: Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước biển vùng biển ven bờ TT Thơng số pH QCVN 10-MT:2015/BTNMT Ơxy hoà tan (DO) Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) Amoni (NH4 Phosphat (PO4 Florua (F ) Xyanua (CN ) Asen (As) Cadimi (Cd) 10 Chì (Pb) 11 Crom VI (Cr ) 12 Tổng Crom 13 Đồng (Cu) 14 Kẽm (Zn) 15 Mangan (Mn) 16 Sắt (Fe) 17 Thủy ngân (Hg) 18 Aldrin 19 Benzene hexachloride (BHC) 20 Dieldrin 21 22 - - 6+ Tổng Dichloro diphenyl trichloroethane (DDTs) Heptachlor & Heptachlorepoxide 23 Tổng Phenol 24 Tổng dầu mỡ khoáng 25 Coliform Ghi chú: Dấu (-) không quy định QCVN 10-MT:2015/BTNMT 2.2 Chất lượng nước biển vùng biển gần bờ: Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước biển vùng biển gần bờ quy định Bảng Bảng 2: Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước biển vùng biển gần bờ TT Thông số pH Asen (As) Cadimi (Cd) Chì (Pb) Tổng Crơm (Cr) Đồng (Cu) Kẽm (Zn) Thủy ngân (Hg) Xyanua (CN ) 10 Aldrin 11 12 13 14 - Benzene hexachloride (BHC) Dieldrin Tổng Dichloro diphenyl trichloroethane (DDTs) Heptachlor & Heptachlorepoxide 15 Tổng Phenol 16 Tổng dầu mỡ khoáng QCVN 10-MT:2015/BTNMT 2.3 Chất lượng nước biển vùng biển xa bờ: Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước biển vùng biển xa bờ quy định Bảng Bảng 3: Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước biển vùng biển xa bờ TT Thông số pH Asen (As) Cadimi (Cd) Chì (Pb) Tổng Crơm (Cr) Đồng (Cu) Kẽm (Zn) Thủy ngân (Hg) Xyanua (CN ) 10 Tổng Phenol 11 Tổng dầu, mỡ khoáng - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 3.1 Phương pháp lấy mẫu xác định giá trị thông số nước biển thực theo tiêu chuẩn sau đây: Thơng số Phương pháp phân tích, số hiệu tiêu chuẩn Lấy mẫu pH Ơxy hịa tan (DO) Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) Amoni Phosphat (PO4 tính theo P) - Florua (F ) QCVN 10-MT:2015/BTNMT - Xyanua (CN ) Asen (As) 10 Cadimi (Cd) 11 Chì (Pb) 6+ 12 Crom VI (Cr ) 13 Tổng Crom 14 Đồng (Cu) 15 Kẽm (Zn) 16 Mangan (Mn) 17 Sắt (Fe) 18 Thủy ngân (Hg) 19 DDTs 20 Dieldrin 21 BHC 22 Aldrin 23 Heptachlor & Heptachlorepoxide 24 Tổng Phenol 25 Tổng dầu, mỡ khoáng 26 Coliform QCVN 10-MT:2015/BTNMT nhiều ống (số có xác suất cao nhất) - SMEWW 9221.B:2012 3.2 Chấp nhận phương pháp phân tích hướng dẫn tiêu chuẩn quốc gia quốc tế khác có độ xác tương đương cao tiêu chuẩn viện dẫn mục 3.1 TỔ CHỨC THỰC HIỆN 4.1 Quy chuẩn áp dụng thay QCVN 10:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước biển ven bờ ban hành Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 31 tháng 12 năm 2008 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường 4.2 QCVN 44:2012/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước biển xa bờ ban hành kèm theo Thông tư số 10/2012/TTBTNMT ngày 12 tháng 10 năm 2012 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường hết hiệu lực thi hành kể từ ngày Quy chuẩn có hiệu lực thi hành 4.3 Cơ quan quản lý nhà nước mơi trường có trách nhiệm hướng dẫn, kiểm tra, giám sát việc thực quy chuẩn 4.4 Trường hợp tiêu chuẩn viện dẫn mục 3.1 quy chuẩn sửa đổi, bổ sung thay áp dụng theo văn 10 PHỤ LỤC V Một số hình ảnh hoạt động nghiên cứu Hình 1: Thu mẫu nước TVN khu vực ĐNN Đồng Rui Hình 2: Phân tích mẫu định tính định lượng TVN mơn Thực vật, khoa Sinh học Trường ĐH KHTN Hà Nội Hình 3: Xử lý mẫu TVN phương pháp đốt Hình 5: Thu mẫu định tính TVN Hình 4: Xác định thông số thủy lý trường ... ? ?Bước đầu đánh giá chất lượng môi trường nước đa dạng thực vật khu vực đất ngập nước Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh” tiến hành với mục tiêu sau: - Đánh giá chất lượng môi trường nước. .. với mơi trường nước Sự thay đổi chất lượng môi trường nước làm biến động thành phần mật độ loài thực vật thủy vực Chính vậy, việc đánh giá chất lượng môi trường nước đa dạng TVN khu vực ĐNN Đồng... cụ thể mối quan hệ chất lượng môi trường nước đa dạng TVN khu vực ĐNN Đồng Rui chưa đề cập nhiều Chính vậy, cần có thêm đánh giá chất lượng môi trường nước đa dạng TVN khu vực nhằm cung cấp liệu