Đa dạng và biến động cấu trúc quần xã tảo Silic tại sông Nhuệ đoạn chảy qua Khê Tang

HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ ĐA DẠNG VÀ BIẾN ĐỘNG CẤU TRÚC QUẦN XÃ TẢO SILIC TẠI SÔNG NHUỆ ĐOẠN CHẢY QUA KHÊ TANG Dƣơng Thị Thuỷ Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Sơng Nhuệ có tổng chiều dài 74 km, bề rộng trung bình từ 30 - 40 m, diện tích tồn lưu vực khoảng 1.070 km2 Sông Nhuệ lấy nước từ Sông Hồng qua cống Liên Mạc (21 05‟27” vĩ độ Bắc, 105 46‟12” kinh độ Đông) chảy vào Sông Đáy Phủ Lý (20 32‟42” vĩ độ Bắc, 105 54‟32” kinh độ Đơng) Các sơng nhánh lớn chảy qua trục Sơng Nhuệ gồm có: Sơng Đăm, Sơng Đồng Bồng, Sơng Cầu Ngà, Sơng Tơ Lịch, máng Hịa Bình, Sơng Lương Sơng Tơ Lịch nhánh sơng Sơng Nhuệ, nhận nước từ Sông Lừ, Kim Ngưu Sông Sét Lưu lượng nước Sông Tô Lịch xả nước vào Sông Nhuệ cực đại đạt 30 m3/s (Trịnh Anh Đức, 2003) Chế độ dịng chảy Sơng Nhuệ phụ thuộc vào chế độ đóng mở cống điều tiết (cống Liên Mạc, cống Thanh Liệt số cống hạ lưu Sông Nhuệ) Lưu vực Sông Nhuệ chịu nhiều tác động mạnh mẽ hoạt động kinh tế- xã hội, đặc biệt từ khu công nghiệp, làng nghề, khu khai thác chế biến khoáng sản Một vài nghiên cứu trước hệ thống Sơng Nhuệ xác định ngun nhân gây ô nhiễm môi trường nước Sông Nhuệ nguồn nước thải chưa qua xử lý xử lý chưa đạt tiêu chuẩn cho phép xả thải trực tiếp vào môi trường nước sông (Trịnh Anh Đức, 2003; Vũ Thị Phương Thảo, 2014) dẫn đến chất lượng nước đa dạng sinh vật Sông Nhuệ bị suy giảm Vi tảo phân bố rộng khắp môi trường thủy sinh, chúng cầu nối nhóm sinh vật sản xuất với bậc dinh dưỡng cao Chúng đóng vai trị quan trọng mạng lưới thức ăn chu trình sinh địa hóa thủy vực chúng chịu chi phối nhiều yếu tố môi trường ánh sáng, pH, nhiệt độ dinh dưỡng…Trong số nhóm sinh vật thị, tảo silic nhóm có tính ưu việt trội thường sử dụng nhiều nghiên cứu đánh giá chất lượng nước chúng có chu trình phát triển ngắn, phân bố rộng, phản ứng nhanh với thay đổi điều kiện môi trường, tài liệu phân loại phong phú (Lange - Bertalot, 1979; van Dam cs, 1994) Chính vậy, điều tra thành phần lồi tảo silic có ý nghĩa lớn, khơng phản ánh tính đa dạng sinh học tảo silic Sơng Nhuệ mà xác định phân bố sinh thái chúng nhằm sử dụng tảo silic nghiên cứu đánh giá chất lượng môi trường nước I ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các mẫu tảo silic bám thực vật thủy sinh thu hàng tháng điểm Khê Tang (hạ lưu Sông Nhuệ) từ tháng đến tháng 11 năm 2015 Sau thu, mẫu cố định formol 4% (Formaldehyde 37% Prolabo, France) Loại bỏ chất bẩn bề mặt vỏ nội chất tảo silic cách đốt dung dịch H2O2 (30%) axit HCl (37%) (Dương cs., 2006) Mẫu tảo làm dán lam kính mơi trường có độ khúc xạ cao (Naphrax, Brunel Microscopes Ltd, UK; RI = 1,74) Phân loại tảo silic tiến hành phương pháp so sánh hình thái kính hiển vi quang học Olympus BX độ phóng đại 1000 lần Để định danh lồi tảo silic, chúng tơi sử dụng khóa phân loại Krammer Lange-Bertalot (1986 - 1991) II KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Thành phần lồi tảo silic Kết phân tích định tính thành phần loài tảo silic Khê Tang (hạ lưu Sơng Nhuệ) xác 119 lồi lồi thuộc họ khác bao gồm: Naviculaceae, Nitzchiaceae, 965 TIỂU BAN ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN Centrophycidineae, Surirellaceae, Monoraphidineae, Brachyraphidineae, Araphidineae Các chi có số lượng loài lớn như: Nitzchia (18 loài), Navicula (14 loài), Gomphonema (13 loài) Hầu hết loài nghiên cứu lồi có phân bố rộng, bắt gặp hầu hết thuỷ vực nước chảy giàu hữu (Dương cs., 2012) Bảng Danh lục loài tảo silic độ phong phú Khê Tang, hạ lƣu Sông Nhuệ giai đoạn 2015 STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 966 Tên khoa học Ngành: Bacillariophyta Achnanthidium minutissimum Amphora libyca Ehr Amphora montana Krasske Amphora pediculus (Kutzing) Amphora species Aulacoseira distans Aulacoseira granulata (Ehr.) Bacillaria paxillifera (O F Müller) Brachysira gravida Caloneis bacillum (Grunow) Caloneis species Cocconeis pediculus Ehrenberg Cocconeis placentula Ehrenberg Cocconeis species Craticula accomoda Mann Craticula ambigua Mann Craticula cuspidata Craticula species Cyclostephanos invisitatus Cyclotella atomus Hustedt Cyclotella fottii Cyclotella meneghiniana Kutzing Cyclotella ocellata Pantocsek Cyclotella polymorpha Cymbella affinis T2 T3 T4 T5 Thời gian T6 T7 T8 18 T9 T10 T11 3 84 75 11 19 29 32 42 29 20 60 75 10 6 102 2 10 63 12 15 2 2 15 2 14 34 13 4 3 45 42 34 51 2 14 2 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ 26 27 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 Cymbella species Cymbella tumida Diadesmis confervacea Kützing Diadesmis contenta Diploneis elliptica (Kutzing) Cleve Discostella pseudostelligera Discostella stelligera Encyonema mesianum Encyonema minutum Encyonema neogracile Krammer Eolimna subminuscula (Manguin) Moser LangeBertalot & Metzeltin Eunotia minor (Kutzing) 13 Eunotia mucophila Eunotia sp Fallacia cf teneroides Fallacia insociabilis (Krasske) Fallacia pygmaea 14 (Kützing) Fragilaria capucina Desmazieres var capucina Fragilaria crotonensis Kitton Fragilaria species 19 Frustulia saxonica Rabenhorst Gomphonema acutiusculum (O Muller) Cleve-Euler Gomphonema chubichuensis Jüttner & Cox Gomphonema clavatum 24 Ehr Gomphonema exilissimum 216 Gomphonema gracile Ehrenberg Gomphonema micropus Gomphonema minutum 4 33 4 3 3 18 4 6 2 22 10 3 2 16 22 15 967 TIỂU BAN ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 968 (Ag.) Gomphonema parvulius Gomphonema parvulum 325 21 (Kützing) Kützing Gomphonema 10 pseudoaugur LangeBertalot Gomphonema pumilum Gomphonema species Gyrosigma acuminatum Gyrosigma obtusatum 15 Hantzschia amphioxys Hippodonta hungarica Lemnicola hungarica 235 (Grunow) Luticola goeppertiana 96 Luticola mutica (Kützing) 142 Mayamaea atomus (Kutzing) Lange-Bertalot Melosira varians Agardh 50 Navicula arvensis Hustedt Navicula carissima LangeBertalot Navicula crassirostris Grunow Navicula cryptocephala 21 Kützing Navicula cryptotenella Lange-Bertalot Navicula lanceolata (Agardh) Ehrenberg Navicula recens (Lange12 Bertalot) Lange-Bertalot Navicula rostellata Kützing Navicula schroeteri Meister var schroeteri Navicula symmetrica 10 Patrick Navicula trivialis LangeBertalot var trivialis Navicula veneta Kützing 17 Navicula viridula (Kützing) Ehrenberg 10 12 16 245 110 147 161 2 69 2 14 4 370 205 34 2 2 3 14 18 3 13 2 4 8 16 3 12 3 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 Naviculadicta laterostrata Hustedt Neidium bisulcatum (Lagerstedt) Neidium species in Metzeltin & Lange Bertalot Nitzschia acicularis (Kützing) W M Smith Nitzschia amphibia f amphibia Nitzschia clausii Hantzsch Nitzschia dissipata Nitzschia draveillensis Nitzschia frustulum (Kutzing) Nitzschia intermedia Hantzsch ex Cleve & Grunow Nitzschia linearis (Agardh) Nitzschia lorenziana Nitzschia microcephala Nitzschia palea (Kützing) W Smith Nitzschia pumila Hustedt Nitzschia recta Nitzschia scalpelliformis (Grunow) Nitzschia sigmoidea (Nitzsch) Nitzschia umbonata Parlibellus protracta (Grunow) Pinnularia microstauron (Ehr.) Pinnularia species Pinnularia subcapitata Gregory Placoneis sp Planothidium frequentissimum Planothidium lanceolatum Planothidium rostratum Sellaphora bacillum 2 2 13 23 10 3 2 2 54 24 2 24 14 450 590 569 604 698 733 370 526 43 10 75 86 36 3 12 2 16 2 33 3 2 969 TIỂU BAN ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN 111 112 113 114 115 116 117 118 119 (Ehrenberg) Sellaphora minima Sellaphora pupula (Kützing) Seminavis strigosa (Hustedt) Surirella angusta Kützing Surirella brebissonii Surirella sp Tryblionella levidensis Ulnaria ulna (Nitzsch.) Compère Ulnaria ulna (Nitzsch.) Compère var acus 24 10 12 41 22 21 17 12 2 25 10 2 Sự thay đổi cấu trúc quần xã Hình trình bày biến động họ tảo silic hai họ Naviculaceae, Nitzchiaceae chiếm ưu quần xã tảo silic Khê Tang Họ Nitzchiaceae đạ giá trị trung bình thấp (24% tổng số quần xã tảo silic) thời điểm mùa khô (Tháng 11 đến tháng 4) đạt giá trị trung bình cao (68% tổng số quần xã) thời điểm mùa mưa (Tháng đến tháng đến tháng 10) Trong biến động họ Naviculaceae lại theo xu hướng ngược lại đạt giá trị cao thời điểm mùa khô đạt giá trị thấp vào mùa mưa Nitzschiaceae Centrophycidineae Naviculaceae Brachyraphidineae Monoraphideae Araphidineae Hình 1: Biến động họ tảo silic theo thời gian Khê Tang (hạ lƣu sông Nhuệ) giai đoạn 2015 Họ tảo silic Centrophycidineae Monoraphideae chiếm ưu quần xã vào mùa khô nhiên so với hai họ Naviculaceae, Nitzchiaceae chúng chiếm tỷ lệ nhỏ cấu trúc quần xã Trong số 136 loài loài ghi nhận thời điểm nghiên cứu, chiếm 970 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ ưu quần xã tảo silic Khê Tang loài Nitzschia palea với giá trị trung bình năm 32% tổng số quần xã tảo silic thời điểm thu mẫu, lồi Gomphonema parvulum đóng vai trị quan trọng cấu trúc quần xã tảo silic Khê Tang với độ phong phú tương đối 12% Nitzschia palea Gomphonema parvulum lồi có phân bố rộng có khả chống chịu với ô nhiễm hữu kim loại cao (Bere Tundissi., 2011; Morin cs., 2012) Theo Dương cs (2010), Morin cs (2012) Nitzschia palea Gomphonema parvulum có khả thích nghi tăng số lượng tế bào tiếp xúc với nồng độ kim loại cao thực nghiệm insitu điều kiện phịng thí nghiệm Ngồi loài tảo silic bắt gặp số thuỷ vực giàu dinh dưỡng có nồng độ oxy hoà tan thấp Ngoài loài kể trên, Cyclotella meneghiniana Aulacoseira granulata loài tảo silic trung tâm ghi nhận với độ phong phú tương đối thấp < 3% So với nghiên cứu trước Dương cs (2006) loài chiếm ưu quần xã tảo silic Sông Nhuệ đặc biệt điểm thu mẫu hạ lưu Sông Nhuệ III KẾT LUẬN Thành phần tảo silic Khê Tang (hạ lưu Sông Nhuệ) phong phú với 130 loài loài tảo silic Bảy họ bắt gặp q trình điều tra gồm: Naviculaceae, Nitzchiaceae, Centrophycidineae, Surirellaceae, Monoraphidineae, Brachyraphidineae, Araphidineae Họ Nitzchiaceae chiếm ưu quần xã tảo silic vào mùa mưa họ Naviculaceae Centrophycidineae lại chiếm ưu vào mùa khô Đây hai họ có số lượng lồi lớn Các lồi tảo silic bám bắt gặp nghiên cứu đa phần lồi có phân bố rộng tồn giới Lời cảm ơn: Cơng trình nghiên cứu hồn thành khuôn kh Đề tài nghiên cứu (NAFOSTED) mã số 106NN.99-2014.20 Tác giả xin chân thành cảm ơn Quỹ Khoa học quốc tế hỗ trợ kinh phí thực TÀI LIỆU THAM KHẢO Bere T., J G Tundissi, 2011 Diatom-based water quality assessment in streams influence by urban pollution: Efects of natural and two selected artificial substrates, Sao Calos-SP, Brazil Braz J Aquat Sci Technol 15 (1): 54-63 Duong T T., Coste M., Feurtet-Mazel A., Dang D K., Gold C., Park Y., A Boudou, 2006 Impact of urban pollution from the Hanoi area on benthic diatom communities collected from the Red, Nhue and Tolich rivers (Vietnam) Hydrobiologia 563, 201-216 Duong T T., Coste M., Feurtet-Mazel A., Dang D K., Ho T C., Q T P Le, 2012 Responses and structural recovery of periphytic diatom communities after short-term disturbance in some rivers (Hanoi, Vietnam) Journal of Applied Phycology 24: 1053-1065 Krammer K., H Lange-Betarlot, 1986 - 1991 Bacillariophyceae 1.Teil: Naviculaceae 876 p; Teil: Bacillariaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae, 596 p; Teil: Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae, 576 p; Teil: Achnanthaceae Kritische Ergänzungen zu Navicula (Lineolatae) und Gomphonema 437 p In: H, Ettl., Gerloff, J., Heynig, H., Mollenhauer, D (Eds.), Süßwasserflora von Mitteleuropa Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 2485 pp Lange-Bertalot H., 1979 Pollution tolerance of diatoms as a criterion for water quality estimation Nova Hedwigia 64, 285-304 971 TIỂU BAN ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN Morin S., Cordonier A., Lavoie, I, Arini A., Blanco S., Duong T T., Tornés E., Bonet B., Corcoll N., Faggiano L., Laviale M., Pérès F., Becares E., Coste M., Feurtet-Mazel A., Fortin C., Guasch H., S Sabater S, 2012 Consistency in diatom response to metalcontaminated environments emerging and priority pollutants in rivers In: Guasch H., Ginebreda A and Geiszinger A (eds.), Emerging and Priority Pollutants in Rivers, the Handbook of Environmental Chemistry, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 117-146 Trinh A D., 2003 Etude de la qualité des eaux d‟un hydrosyst me fluvial urbain autour de Hanoi (Vietnam) suivi expérimental et modélisation Thèse Université Grenoble 1, France and Vietnam Academy of Science and Technology (VAST), 265 pp Van Dam H., Mertens A., J Sinkeldam, 1994 A coded checklist and ecological indicator values of freshwater diatoms from the Netherlands Neth J Aquat Ecol 28, 117-133 Vũ Thị Phƣơng Thảo, 2014 Đánh giá chất lượng môi trường nước Sông Nhuệ đoạn từ đầu nguồn tới Cầu Chiếc Tạp chí Khoa học Cơng nghệ biển 14(3): 280-288 DIVERSITY AND VARIATION OF DIATOM COMMUNITY STRUCTURE AT KHE TANG DOWNSTREAM OF THE NHUE RIVER Duong Thi Thuy SUMMARY During the year 2015, diatom community structure and their temporal distribution were investigated at Khe Tang (downstream of the Nhue River) A total 131 taxa belonging to seven groups of diatom famillies including Naviculaceae, Nitzchiaceae, Centrophycidineae, Surirellaceae, Monoraphidineae, Brachyraphidineae, Araphidineae were indentified Nitzchiaceae was a dominant group within diatom community during the summer period Naviculaceae and Centrophycidineae were abundant during dry season 972 ... đổi cấu trúc quần xã Hình trình bày biến động họ tảo silic hai họ Naviculaceae, Nitzchiaceae chiếm ưu quần xã tảo silic Khê Tang Họ Nitzchiaceae đạ giá trị trung bình thấp (24% tổng số quần xã tảo. .. (2006) loài chiếm ưu quần xã tảo silic Sông Nhuệ đặc biệt điểm thu mẫu hạ lưu Sông Nhuệ III KẾT LUẬN Thành phần tảo silic Khê Tang (hạ lưu Sông Nhuệ) phong phú với 130 loài loài tảo silic Bảy họ bắt... KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ ưu quần xã tảo silic Khê Tang loài Nitzschia palea với giá trị trung bình năm 32% tổng số quần xã tảo silic thời điểm thu mẫu, lồi