Điều tra thành phần loài tảo lục ( chlorophyta) ở hồ culây xã thuần thiện huyện can lộc hà tĩnh luận văn thạc sĩ sinh học

Mở đầu Tảo có vai trò quan trọng tự nhiên đời sống nhân loại Trong h sinh thái nước vi tảo có vai trị quan trọng tổng hợp nên chất hữu chiếm 1/3 sinh khối thực vật trái đất, đóng vai trị chủ đạo tạo nên suất sinh học s¬ cấp, làm môi trường nước, bảo vệ môi trường, cung cấp mùn đạm cho đất Trong c¸c thủ vực nc tảo cung cấp oxi hầu hết thức ăn sơ cấp cho cá động vật thuỷ sinh khác Tảo góp phần bảo vệ môi trng nuôi thuỷ sản cách tiêu thụ bớt lợng muối khoáng d thừa Nhiều tảo đơn bào đợc nuôi trồng công nghiệp để tạo nguồn thức ăn cho ngành nuôi tôm hay thuốc bổ trợ giàu protein, vitamin, vi khoáng dùng cho ngời To Lc c phát nuôi trồng Mỹ vào năm 1948, có nhiều đặc điểm đặc biệt Thành tế bào chủ yếu chất xơ, tạo cho tế bào cứng có khả hấp thụ kim loại nặng, thuốc trừ sâu, độc tố, chất gây ung thư (như aflatoxin) Thành phần dinh dưỡng Tảo Lục phong phú đáng ý hàm lượng Canxi tự nhiên cao sữa bò tươi gấp 1,5 lần lượng Vitamin B12 cao ln dạng có hoạt tính sinh học cao Trong sè c¸c sinh vËt quang tự dỡng thuỷ vực tảo lục (Cholorophyta) phong phú thành phần loài đa dạng cấu trúc, ngành lớn ngành tảo, biết khoảng 500 chi với khoảng 8000 loài Hầu hết (khoảng 90% tổng số loài) sống nớc ngọt, nhng gặp nớc lợ, nớc mặn, đất, vỏ cây, tảng đá [9] Hồ Culõy - Xó Thuần Thiện - Huyện Can Lộc- Hà Tĩnh lµ hå chøa níc lín cung cÊp nguồn nước tưới ổn định phục vụ phát triển sản xuất cho 1290 lúa hai vụ, chuyển đổi cấu trồng, đa dạng hoá thành phần kinh tế, ổn đinh nâng cao đời sống cho nhân d©n xã hưởng lợi nói riêng nhân dân huyện Can Lộc nói chung Tuy nhiên việc nghiên cứu chất lượng nước phát có mặt lồi vi tảo đặc biệt tảo Lục, mối liên quan yếu tố sinh thái, chất lượng nước thành phần loài tảo Lục hồ Culây - Xã Thuần Thiện chưa quan tâm nghiên cứu nhiều Chính lí chọn đề tài “Điều tra thành phần loài tảo Lục (Chlorophyta) hồ Culây - xã Thuần Thiện - Huyện Can LộcHà Tĩnh” Mục tiêu đề ti: Xác định thành phần loài tảo lục đánh giá đa dạng chúng mối liên quan với chất lợng nớc hồ Culây xó Thun Thin Huyn Can Lộc - Hà Tĩnh CHƯƠNG I TỔNG QUAN TI LIU 1.1 Vài nét tình hình nghiên cứu tảo Lục (Chlorophyta) giới Việt Nam 1.1.1 Tỡnh hỡnh nghiờn cu vi tảo giới Năm 1665, Roobert Hooke phát minh kính hiển vi ®Ỉc biƯt víi sù ®êi cđa kÝnh hiĨn vi điện tử vào năm 1950 giúp nhà tảo học sâu nghiên cứu cấu trúc siêu hiển vi tế bào, nhờ có điều kiện nghiên cứu mức vi mô phân tử Từ mà việc phân loại tảo ngày xác hoàn thiện Trên hành tinh chúng ta, tảo sống khắp nơi, cạn (trên vỏ cây, núi đá, bờ tờng, băng tuyết, đặc biệt đất) dới nớc (nớc ngọt, nớc mặn), số sống cộng sinh với thể khác Tuy nhiên dựa vào đặc tính sinh học, tảo đợc phân thành nhóm sinh thái chính: Nhóm tảo sống màng nớc ( Neuston), nhóm tảo sống trôi (Phytoplankton), nhóm tảo sống đáy (Benthic algae), nhóm tảo đất (Soil algae) Một số tác giả (Gollerbakh cs.,1977) phân thêm nhóm tảo sống băng, tuyết nhóm sống nguồn nớc nóng [theo 9] V× vËy, nghiên cứu tảo theo hướng sinh thái: tảo nước ngọt, tảo biển, tảo đất, tảo bì sinh, tảo sống băng tuyết Hàng loạt cơng trình nghiên cứu theo hướng cơng trình nghiên cứu chun khảo phục vụ cho điều tra phân loại tảo đời: Zabelina M.M - Kisselev A (1951), Kisselev (1954), Popova T.G (1955,1976), Kosschikov A.A (1953), Gollerbakh M.M (1953) Ergashev A (1979), Asaulz I (1975), Palamar - Mordvinsevar G.M (1982) [16] Tuy nhiên cha có quan điểm quán hệ thống phân loại tảo Ví dụ, hệ thống phân loại Gollerbaleck MM (Nga) vào chất màu chia tảo thành 10 ngành [24] Năm 1978 Bold H.C Wynne M.J đà đa hệ thống gồm ngành tảo, ngành tảo lục (Chlorophyta) gồm líp chlorophyceae, víi 16 bé [theo 9] Lee R.E (1980) dựa vào quan tử: lục lạp, lới nội chất, roi, điểm mắt, nhân đà chia tảo thành ngành, hệ thống phân loại Vanden Hoek C cộng (1995) chia tảo thành 11 ngành [9] Riêng tảo lục theo truyền thống nguyên tắc đợc sử dụng để phân loại dựa vào kiểu cấu trúc hình thái tản tồn mét sè hƯ thèng: theo Fritsch F.E (1935) chia t¶o lục thành bộ, theo Round F.E (1971) chia tảo lơc thµnh ngµnh bao gåm líp vµ 37 bộ, theo Bold Wynne(1985) tảo lục có ngµnh víi 15 bé, theo Vanden Hoek vµ cs (1995) ngành tảo lục gồm 11 lớp [9] Ngành Tảo lục (Chlorophyta) phân thành lớp: lớp Volvocophyceae gồm dạng có thể dinh dỡng tế bào có roi chuyển động tập đoàn tế bào Lớp Protococcophyceae có thể dinh dỡng tế bào không chuyển động có màng tế bào chặt tập đoàn tế bào Lớp Ulotriphyceae gồm thể dạng sợi đa bào Lớp Siphonophyceae gồm dạng cấu trúc tế bào, tản chúng có kích thớc lớn cấu trúc phức tạp toàn thể tế bào khổng lồ,dạng ống chứa nhiều nhân Lớp Conjugatophyceae gồm dạng có cấu trúc đơn bào đối xứng dạng sợi sinh sản hữu tính [23] Tảo đất lần đợc Roach- Bristol (1920) nghiên cứu nớc Anh Hiện nay, khoảng 2000 loài tảo đất đà đợc mô tả, chúng chủ yếu thuộc tảo lam, tảo lục, tảo vàng lục tảo silic loại hình đất trồng tỉnh phía bắc nớc ta thống kê đợc 314 loài, tảo lục chiếm u với 131 loài [9] , Trên giới việc nghiên cứu thực vật hệ thống sông đà có nhiều thành tựu nớc Nga công trình nghiên cứu E.A Shtina (1941) nghiên cứu sông Kama đây, tác giả đà phát đợc 420 loài thực vật tảo Lục: bé Protococcales cã 84 loµi, bé Desmiales cã 26 loµi Mặt khác trình nghiên cứu, tác giả ®· nhËn r»ng sù biÕn ®éng theo mïa cña thực vật sông Kama năm 1939, 1940 x¶y gièng nhau, cã lƯch mét có liên quan đế chế độ thuỷ văn năm Số lợng thực vật dao ®éng tõ 20.000- 13.000.000 tb/l, nhãm chđ ®¹o thc vỊ tảo Silic suốt năm, có số tháng u lại thuộc tảo Lục tảo Lam đỉnh cao vào cuối hè (đầu tháng đến tháng 9), thấp vào mùa đông [theo 4] A.E.Komarenko (1968) đà nghiên cứu thực vật lu vực sông Iacutxco đà phát đợc 211 loài dới loài, tảo Lục: 36 loài Ngoài ra, tác giả nghiên cứu số lợng thực vật đặc điểm chúng nh phân bố theo nhóm sinh thái Kết cho thấy có 81,5% số lợng loài sống đáy, có 18,5% số loài thực điển hình sống trôi Nếu xét theo vận động nớc có 4,7% tổng số loài a nớc chảy, 95,3% a nớc đứng [theo 4] Humberto I Carvajal-Chitty nghiªn cøu thùc vËt nỉi ë vïng trung lu sông Meta Orinoco (Venezuela) Kết cho thấy, sông Orinoco đà phát đợc 177 loài, tảo Lục có 121 loài, sông Meta phát đợc 135 loài, tảo Lục có 80 loài [theo 4] Tảo lục, có Chlorococcales đà đợc quan tâm nghiên cứu nhiều quốc gia giới ấn độ việc nghiên cứu đà có từ lâu Năm 1860 Wallich đà ghi nhận số loại Chlorococcales Bengal Ông đà mô tả thêm loài thuộc chi Tetraedron Trong suốt thời gian từ 1937-1945 1949-1959, Philipose đà ghi nhËn ë Ên ®é cã 56 chi thuéc 15 hä vµ 208 loµi [30] 1.1.2 Tình hình nghiên cứu vi tảo Vit Nam Những công trình nghiên cứu tảo Việt Nam đợc nhà khoa học nớc tiến hành, đến năm 1960 có công trình ngời Việt Nam Công trình nhà thực vật ngời Pháp Loureiro.J (1793) mô tả tảo lục Ulva pisum [ theo 16] Năm 1963, Shirota đà nghiên cứu số vực nớc có địa hình, loại hình khác từ Huế vào Rạch Giá đà phát đợc 43 loài thuộc Protococcales, chúng tập trung vào họ, họ Hydrodictyaceae vµ hä Oocystaceae chiÕn u thÕ [31] Ở miền Bắc Việt Nam, Hortobagyi T (1966 -1969) điều tra tảo Hồ Gươm Hà Nội công bố 128 taxon bậc lồi lồi, gåm tảo lục có 103 taxon, 24 loài tảo lam, loài tảo mắt, có 33 taxon khoa học Riêng chi Scenedesmus chiếm 30 taxon [theo 16] Năm 1980, với cơng trình nghiên cứu khu hệ tảo nước miền Bắc Việt Nam, Nguyễn Văn Tuyên công bố 979 lồi lồi, t¶o lục có tới 388 loài (chiếm tới 40 % tổng số loài ) [26] Năm 2003, tác giả đà công bố 295 loài dới loài hồ chứa Trị An Dầu Tiếng có 114 loài tảo lục [ theo 27] Năm 1982, luận án Tiến sỹ tảo thuỷ vực nội địa Việt Nam, Dơng Đức Tiến đà công bố 1400 loài vi tảo có 124 loài tảo lục [25 ] khu vực miền Trung, có cơng trình Võ Hành (1983), nghiên cứu hồ chứa Kẻ Gỗ (Hà Tĩnh) cơng bố 34 lồi tảo lục thuộc Chlorococcales tổng số 191 loài thực vật phát [7] Năm 1994, tác giả lại phát công bố 45 loài tảo lục (thuộc Chlorococcales) sống khu vực Bình Trị Thiên bổ sung 19 taxon khu vực [theo 16] Năm 1995, ông lại công bố 65 taxon bc loi v loài thuộc nghiên cứu 121 thủy vực nước thuộc tỉnh Bắc Trường Sơn [16] Dơng Đức Tiến Võ Hành (1997) Tảo nớc Việt Nam, phân loại tảo lục (Chlorococcales) đà mô tả chi tiết đặc điểm phân loại 800 loài dới loài tảo lục Việt Nam nh địa điểm phân bố chúng [23] Võ Hành, Mai Văn Sơn (2009) nghiên cứu Sự đa dạng ngành tảo Lục (Chlorophyta) hạ lu sông Mà - Thanh Hoá đà xác định đợc 127 loài dới loài thuéc 30 chi, 12 hä, bé, líp Protococcophyceae chiếm u với 102 loài, lại lớp Conjugatophyceae chiếm 19,69% Tác giả công bố 38 loài dới loài lần ghi nhận cho khu hệ tảo thuỷ vực nội địa Việt Nam Tác giả Trần Mộng Lai (2003) nghiên cứu Protococcales hồ chứa sơng Rác huyện Kì Anh - Hà Tĩnh phát hiƯn 60 lồi lồi thuộc họ, 20 chi, bổ sung 26 loài vào danh lục Chlorococcales khu vực miền Trung [12] Năm 2006, Nguyễn Thị Mai xác định 107 loài loài tảo lục hồ chứa Bến En- Thanh Hóa, Chlorococcales có 85 lồi lồi thuộc 11 họ, 22 chi, chi chiếm ưu Tetradron, Scenedesmus, Pediastrum, Kirchenerialla, Ankistrodesmus [8] ë khu vùc B¾c miỊn Trung, Lờ Th Thỳy H, Võ Hành (1999) công trình Chất lợng nớc thành phần loài vi tảo (Microalgae) sông La Hà Tĩnh ó xỏc nh c thnh phần lồi vi tảo sống sơng La: 136 lồi vi tảo thuộc ngành: tảo lam, tảo silic, tảo giáp, tảo mắt, tảo lục, tảo lục lµ 37 loi, chim 27,21 % Năm 1997, Lê Hoàng Anh, Dơng Đức Tiến thuộc Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội, nghiên cứu vi tảo sông Nhuệ đà phát đợc 105 loài có 36 loài thuộc Protococcales, chi Pediastrum Scenedesmus đóng vai trò chủ đạo [1] Năm 2004, luận án tiến sỹ với đề tài Khu hệ thực vật vùng Tây Nam hệ thống sông Lam (Nghệ An - Hà Tĩnh) Lờ Th Thỳy H công bố 409 loài dới loài vi tảo, Chlorococcales có 85 loài vµ díi loµi, 23 chi, hä [4] Lê Thị Thỳy H cộng (2007- 2008) đà nghiên cứu thành phần loài vi tảo số hồ thành phố Vinh nh hồ Cửa Nam, hồ công viên [6], [7] Nguyễn Đình San luận án tiến sỹ sinh học Vi tảo số thuỷ vực bị ô nhiễm tỉnh Thanh Hoá- Nghệ An- Hà Tĩnh vai trò chúng làm nớc thải đà công bố 196 loài dới loài ( thuéc 60 chi, 31 hä, 11 bé tËp trung ngµnh, cã 16 loµi bỉ sung cho khu hƯ tảo Việt Nam) Trong đó, ngành Chlorophyta chiếm 41,33% tổng số loài phát đợc số lợng loài nhiều thuộc chi Scenedesmus [16] Đến năm 2006, tác giả đà xác định đợc 63 loài dới loài thc 27 chi, 14 hä vµ bé cđa ngành tảo lục (bộ Chlorococcales chiếm u thế) số thủy vực nuôi thuỷ sản nớc lợ tỉnh Nghệ An Hà Tĩnh [17] Tôn Thất Pháp (1993) đà nghiên cứu thực vật thuỷ sinh phá Tam Giang (Thừa Thiên - Huế) công bố 238 taxon bậc loài dới loài tảo Lục có 39 taxon [theo 16] Lê Văn Sơn (2010) công trình Thành phần loài tảo lục (b Chlorococcales) số cửa sông thuộc sông Tiền sông Hậu đà xác định đợc 90 loài dới loài thuộc 38 chi 16 họ, đà bổ sung cho danh lục tảo nội địa Việt Nam 19 loài díi loµi Năm 1960, Vũ Văn Cương nghiên cứu thực vật thủy sinh sài Gịn cơng bố taxon tảo lục nhiều loài khác Trong cơng trình tác giả ®· quan tâm đến yếu tố sinh thái víi quần xã sinh vật [16] Ngun Thanh Tïng (1967, 1970) nghiªn cøu hä Zygnemaceae (thuộc nghành tảo lục) đà phát đợc 39 loài dới loài, riêng chi Spirogyra có tíi 28 loµi, bỉ sung loµi míi cho khoa học: Mougeotia dalatens Spirogyra saigonensis Đồng thời tác giả nghiên cứu biến động tảo theo mùa, phân bố tảo theo vùng sinh trởng bào tử tiếp hợp [theo 16] 1.2 Vi nét chất lượng nước giới Việt Nam 1.2.1 Chất lượng nước thủy vực th gii Nớc vừa nguồn tài nguyên thiết yếu cho ngời vừa nguồn tài nguyên đặc biệt, coi dạng thức vật chất cần cho tất sinh vật sống Trái đất mơi trường sống nhiều lồi sù ph©n bè không tơng ứng với nhu cầu ngày tăng ngời Nhu cu nc ngy tăng lên, thời trung cổ trung bình người sử dụng 25l nước/ngày, ngày trung bình người tiờu th 200-300l nc/ngy Trong tổng lợng nớc toàn giới, có tới 97% nớc mặn, lại 3% nớc sử dụng có tới 70% tồn thuộc dạng băng vùng cực tuyết đỉnh núi cao Nớc cã thĨ sư dơng chØ chiÕm 1% tỉng lỵng níc toàn cầu Trong vòng kỉ qua dân số toàn cầu tăng lên ba lần mức tiêu thụ nớc đà tăng lên lần, nông nghiệp tiêu thụ tới 75% lợng nớc toàn cầu nhu cầu tới tiêu nông nghiệp lại không ngừng tăng lên với phát triển d©n sè Nước tồn trái đất dạng rắn băng tuyết, dạng lỏng dạng h¬i, trạng thái chuyển động (sông suối) trạng thái tĩnh (hồ, ao, biển) [9] Khối lượng thủy khoảng 1,4 10 tấn, tương đương với 7% trọng lượng thạch [11] Trong sản xuất nước cần cho lĩnh vực như: công nghiệp, nông nghiệp, ngư nghiệp, giao thông vận tải nhu cầu đời sống khỏc Sự gia tăng nhu cầu sử dụng nớc đà dẫn đến việc cạn kiệt nguồn nớc ô nhiễm m«i trêng Để đánh giá chất lượng nguồn nước người ta dựa vào thơng số vật lí, hóa học, sinh học độ pH, nhiệt độ, độ trong, hàm lượng oxi hòa tan (DO), COD, BOD5, muối vô (NH+4, NO -3, PO -4 ) độ cứng, kim loại nặng, sinh vật thị khác Đối với nguồn nước mặt, người ta dựa vào số tiêu thể hiÖn bảng sau: Bảng 1: Hệ thống đánh giá nguồn nước mặt Trạng thái TT NH4+ NO -3 PO43 - DO COD BOD (mg/l) (mg/l) (mg/l) (%) (mg/l) (mg/l)