Tác động của khí CH4 h2s lên quần xã tuyến trùng sông ba lai thuộc tỉnh bến tre

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Huỳnh TÁC ĐỘNG CỦA KHÍ CH4, H2S LÊN QUẦN XÃ TUYẾN TRÙNG SÔNG BA LAI THUỘC TỈNH BẾN TRE LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Huỳnh TÁC ĐỘNG CỦA KHÍ CH4, H2S LÊN QUẦN XÃ TUYẾN TRÙNG SÔNG BA LAI THUỘC TỈNH BẾN TRE Chuyên ngành : Sinh thái học Mã số : 8420120 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGƠ XN QUẢNG Thành phố Hồ Chí Minh - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi, học viên Nguyễn Thị Huỳnh lớp Sinh Thái học K29 trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh xin cam đoan tồn kết đề tài hoàn toàn trung thực tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 106.06-2019.51 Viện Sinh học nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam (do PGS.TS Ngô Xuân Quảng làm chủ nhiệm) Chủ nhiệm đề tài cho phép sử dụng số tư liệu đề tài để hoàn thành luận văn Học viên cao học Nguyễn Thị Huỳnh LỜI CẢM ƠN Lời với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em chân thành cảm ơn người Thầy PGS.TS Ngơ Xn Quảng Thầy tận tình hướng dẫn em thực luận văn, khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo Thầy luận văn khó thực Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Thầy Em xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, Phịng Sau Đại học, Khoa Sinh, quý Thầy Cô Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh tạo mơi trường học tập cho em, dạy dỗ, truyền đạt nhiều kiến thức bổ ích Sinh thái học Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS.Tống Xuân Tám - Người tận tâm với học viên khóa K29 Em xin chân thành cảm ơn Viện Sinh học nhiệt đới (Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam), Anh Chị, Em Phịng Cơng nghệ Quản lý Mơi trường tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Em chân thành cảm ơn anh ThS Trần Thành Thái, Chị ThS Nguyễn Thị Mỹ Yến giúp đỡ em nhiều thực luận văn, dẫn em nhiều điều bổ ích Em xin chân thành cảm ơn Thầy Anh Chị, Em phịng thí nghiệm Hóa phân tích trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh giúp đỡ em thu mẫu, phân tích tiêu hóa học Em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy cô hội đồng chấm luận văn phản biện luận văn dành thời gian đọc, góp ý, nhận xét Những góp ý, đánh giá Quý Thầy Cô quý báu giúp em hoàn thiện Sau cùng, xin tỏ lòng biết ơn đến Ba Mẹ, người thân bạn bè bên cạnh ủng hộ, động viên cố gắng trường hạn Tuy có nhiều cố gắng, Luận văn không tránh khỏi thiếu sót, hạn chế Kính mong Q Thầy Cơ, chuyên gia, người quan tâm đến đề tài, bạn bè tiếp tục có ý kiến đóng góp, giúp đỡ để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Tp.HCM, ngày 10 tháng 08 năm 2020 Nguyễn Thị Huỳnh MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Các ảnh hưởng đập chắn khả phát thải khí CH4, H2S từ đập chắn - hồ chứa 1.1.1 Sơ lược tác động đập chắn hồ chứa lên hệ sinh thái 1.1.2 Hiện tượng phát thải khí CH4, H2S từ trầm tích đập chắn hồ chứa 1.1.3 Lược sử nghiên cứu phát thải khí CH4, H2S từ đập chắn hồ chứa 10 1.1.4 Đập Ba Lai khả phát thải khí CH4, H2S đập chắn 11 1.2 Ảnh hưởng khí CH4, H2S lên thủy sinh vật 12 1.3 Ảnh hưởng khí CH4, H2S đến quần xã tuyến trùng 13 1.3.1 Giới thiệu tuyến trùng 13 1.3.2 Phân bố đa dạng 13 1.3.3 Vai trò tuyến trùng hệ sinh thái 13 1.3.4 Sử dụng tuyến trùng làm thị sinh học 14 Chƣơng PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Thời gian, địa điểm tư liệu nghiên cứu 17 2.1.1 Thời gian nghiên cứu 17 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 17 2.1.3 Tư liệu nghiên cứu 18 2.2 Phương pháp nghiên cứu 19 2.2.1 Khảo sát thực địa 19 2.2.2 Phân tích phịng thí nghiệm 19 2.2.3 Phương pháp phân tích số liệu 20 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 Hàm lượng khí CH4 H2S trầm tích sơng Ba Lai tỉnh Bến Tre 25 3.1.1 Một số tính chất môi trường liên quan 25 3.1.2 Hàm lượng khí CH4, H2S 27 3.2 Các đặc điểm trạng quần xã tuyến trùng sống tự sông Ba Lai 35 3.2.1 Mật độ đa dạng sinh học quần xã tuyến trùng sông Ba Lai 35 3.2.2 Thành phần quần xã tuyến trùng sông Ba Lai 40 3.2.3 Phân tích giống ưu đặc điểm thị thông qua số c-p quần xã tuyến trùng sông Ba Lai 43 3.2.4 Phân tích đa biến cấu trúc quần xã tuyến trùng 46 3.3 Đánh giá sức khỏe sinh thái đáy sơng Ba Lai có phát thải khí CH4 H2S sinh từ tích lũy hữu đập chắn 48 3.4 Phân tích tương quan quần xã tuyến trùng sống tự sơng Ba Lai khí CH4, H2S sinh từ đập chắn 51 3.5 Ứng dụng phân tích đa biến nghiên cứu tác động khí CH4, H2S lên quần xã tuyến trùng sống tự 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt ANOVA c-p Chú giải : Phân tích phương sai : Chỉ số bền vững sinh thái tuyến trùng CHC : Chất hữu ĐBSCL : Đồng sông Cửu Long ĐCHC : Đập chắn - hồ chứa HSTTV : Hệ sinh thái thủy vực ICOLD : Hội đập lớn Quốc tế PERMANOVA : Phân tích phương sai đa biến QCVN : Quy chuẩn Việt Nam QXTT : Quần xã tuyến trùng SKSTNĐ : Sức khỏe sinh thái đáy SRB : Vi khuẩn khử sunfate TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam VSV : Vi sinh vật WCD : Ủy ban giới đập ORP : Thế oxy hóa-khử DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tọa độ vị trí khảo sát sơng Ba Lai 18 Bảng 2.2 So sánh giá trị số Margalef với mức độ đa dạng sinh học 22 Bảng 2.3 Thang điểm đánh giá mức đa dạng theo số Hʹ 22 Bảng 2.4 Thang điểm đánh giá mức độ bền vững quần xã tương ứng với mức độ nhiễm bẩn 23 Bảng 2.5 Sức khỏe sinh thái theo số MI quần xã tuyến trùng 24 Bảng 3.1 So sánh phát thải khí CH4 trầm tích sơng Ba Lai với thủy vực khác giới 30 Bảng 3.2 Giá trị ORP thích hợp để sinh khí H2S CH4 trầm tích 33 Bảng 3.3 Phân tích phi tham số Kruskal – Wallis khí CH4 H2S trầm tích sơng Ba Lai 34 Bảng 3.4 Phân tích phi tham số Kruskal – Wallis đặc điểm quần xã tuyến trùng sông Ba Lai 39 Bảng 3.5 Giá trị c-p số giống ưu quần xã đợt khảo sát 44 Bảng 3.6 Hiện trạng sức khỏe sinh thái đáy vị trí khảo sát sơng Ba Lai 49 Bảng 3.7 Phân tích phi tham số Kruskal – Wallis số MI quần xã tuyến trùng sông Ba Lai 51 Bảng 3.8 Kết phân tích tương quan phân hạng Spearman QXTT hàm lượng CH4, H2S vào mùa mưa năm 2019 52 Bảng 3.9 Kết phân tích tương quan phân hạng Spearman QXTT hàm lượng CH4 H2S vào mùa khô năm 2020 55 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Đập chắn sông Ba Lai, tỉnh Bến Tre 11 Hình 1.2 Vị trí tuyến trùng mạng lưới thức ăn tự nhiên hệ sinh thái nước 14 Hình 2.1 Bản đồ khu vực nghiên cứu 17 Hình 3.1 Giá trị pH vào mùa mưa năm 2019 mùa khô năm 2020 25 Hình 3.2 Giá trị ORP vào mùa mưa năm 2019 mùa khô năm 2020 26 Hình 3.3 Giá trị trung bình độ lệch chuẩn hàm lượng khí CH4 vào mùa mưa năm 2019 mùa khô năm 2020 28 Hình 3.4 Mơ hình hồi quy CH4 pH với khoảng tin cậy 95% vào mùa mưa năm 2019 29 Hình 3.5 Giá trị trung bình độ lệch chuẩn hàm lượng khí H2S vào mùa mưa năm 2019 mùa khô năm 2020 31 Hình 3.6 Quan hệ pH tốc độ hình thành sunfua 32 Hình 3.7 Giá trị trung bình độ lệch chuẩn mật độ phân bố quần xã tuyến trùng sông Ba Lai mùa mưa 2019 mùa khơ năm 2020 36 Hình 3.8 Các số da dạng sinh học quần xã tuyến trùng: (A) Chỉ số S, (B) số d, (C) số H' log2, (D) số J' vào mùa mưa năm 2019 mùa khô năm 2020 38 Hình 3.9 Tỉ lệ % họ, lớp quần xã tuyến trùng sông Ba Lai 41 Hình 3.10 Cấu trúc họ (A, B), (C, D) quần xã tuyến trùng đập đập vào mùa mưa 2019 42 Hình 3.11 Cấu trúc họ (A, B), (C, D) quần xã tuyến trùng đập đập vào mùa khô 2020 43 Hình 3.12 Tỉ lệ phần trăm c-p vị trí khảo sát mùa mưa (A) mùa khô (B) 45 Hình 3.13 Phân tích CLUSTER (kiểm tra SIMPROF) cấu trúc phân bố quần xã tuyến trùng sống tự sông Ba Lai theo trạm ND (ngoài đập), TD (trong đập) vào mùa mưa năm 2019 (W) mùa khô năm 2020 (D) 46 Hình 3.14 Mơ hình MDS cấu trúc phân bố quần xã tuyến trùng sống tự vị trí đập (TD) ngồi đập (ND) theo mùa: mưa năm 2019 (W) mùa khô năm 2020 (D) 47 Hình 3.15 Mơ hình MDS cấu trúc phân bố quần xã tuyến trùng sống tự mùa mưa năm 2019(W) mùa khơ năm 2020 (D) theo vị trí chia cắt đập Ba Lai 47 Hình 3.16 Giá trị MI trung bình độ lệch chuẩn vị trí sơng Ba Lai vào mùa mưa năm 2019 mùa khô năm 2020 49 Bảng 3.6 Hiện trạng sức khỏe sinh thái đáy vị trí khảo sát sông Ba Lai 49 PL13 Bảng Phân tích Levene's Test hàm lƣợng H2S vào mùa mƣa 2019 Phân tích P Levene's Test 0,025 Kruskal – Wallis 0,002 Bảng Hậu kiểm Bonferroni hàm lƣợng H2S vào mùa mƣa 2019 Vị trí Số lần lặp Trung bình Sự khác biệt G5 0,0373261 a G1 0,0459509 ab G8 0,0635195 ab G9 0,0646224 ab G10 0,0727028 abc G12 0,0776847 abc G11 0,0791723 abc G15 0,07928 abc G14 0,0820941 abc G6 0,082261 abc G16 0,0890167 abc G7 0,132373 abcd G2 0,137558 bcd G13 0,163617 cd G4 0,19685 c G3 0,226714 c Bảng Phân tích ANOVA nhân tố, kiểm tra Levene's Test hàm lƣợng H2S vào mùa khô năm 2020 P Levene's Test 0,112956 ANOVA