Điều tra thành phần loài tảo lục ( chlorophyta) ở hồ culây xã thuần thiện huyện can lộc hà tĩnh

Mở đầu Tảo có vai trò quan trọng tự nhiên đời sống nhân loại Trong h sinh thái nƣớc 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 trƣờng nƣớc, bảo vệ môi trƣờng, 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 l-ợng muối khoáng d- thừa Nhiều tảo đơn bào đ-ợc nuôi trồng công nghiệp để tạo nguồn thức ăn cho ngành nuôi tôm hay thuốc bổ trợ giàu protein, vitamin, vi khoáng dùng cho ng-ời 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 thƣ (nhƣ aflatoxin) Thành phần dinh dƣỡng Tảo Lục phong phú nhƣng đáng ý hàm lƣợng Canxi tự nhiên cao sữa bò tƣơi gấp 1,5 lần lƣợng Vitamin B12 cao ln dạng có hoạt tính sinh học cao Trong sè c¸c sinh vËt quang tự d-ỡng 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, nh-ng gặp n-ớc lợ, n-ớc mặn, đất, vỏ cây, tảng đá [9] Hồ Culõy - Xó Thuần Thiện - Huyện Can Lộc- Hà Tĩnh lµ hå chøa n-íc lín cung cÊp nguồn nƣớc tƣới 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 hƣởng lợi nói riêng nhân dân huyện Can Lộc nói chung Tuy nhiên việc nghiên cứu chất lƣợng nƣớc phát có mặt lồi vi tảo đặc biệt tảo Lục, mối liên quan yếu tố sinh thái, chất lƣợng nƣớc thành phần loài tảo Lục hồ Culây - Xã Thuần Thiện chƣa đƣợc 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 l-ợng n-ớc hồ Culây xó Thun Thin - Huyện Can Lộc - Hà Tĩnh CHƢƠNG 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 đặc biệt với đời kính hiển 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 t-ờng, băng tuyết, đặc biệt đất) d-ới n-ớc (n-ớc ngọt, n-ớc mặn), số sống cộng sinh với thể khác Tuy nhiên dựa vào đặc tính sinh học, tảo đ-ợc phân thành nhóm sinh thái chính: Nhóm tảo sống màng n-ớc ( 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 n-ớc nóng [theo 9] V× vËy, nghiên cứu tảo theo hƣớng sinh thái: tảo nƣớc ngọt, tảo biển, tảo đất, tảo bì sinh, tảo sống băng tuyết Hàng loạt cơng trình nghiên cứu theo hƣớng nhƣ 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 nhiªn cho ®Õn vÉn ch-a cã quan ®iĨm nhÊt qu¸n vỊ 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 đ-a hệ thống gồm ngành tảo, ngành tảo lục (Chlorophyta) chØ gåm líp chlorophyceae, víi 16 bé [theo 9] Lee R.E (1980) dựa vào quan tử: lục lạp, l-ới 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 đ-ợc sử dụng để phân loại dựa vào kiểu cấu trúc hình thái tản tồn t¹i mét sè hƯ thèng: theo Fritsch F.E (1935) chia tảo lục thành bộ, theo Round F.E (1971) chia tảo lục thành ngành bao gồm lớp 37 bộ, theo Bold Wynne(1985) tảo lục cã 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 d-ỡng tế bào có roi chuyển động tập đoàn tế bào Lớp Protococcophyceae có thể dinh d-ỡng 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 th-ớc 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 đ-ợc Roach- Bristol (1920) nghiên cứu n-ớc Anh Hiện nay, khoảng 2000 loài tảo đất đà đ-ợc mô tả, chúng chủ yếu thuộc tảo lam, tảo lục, tảo vàng lục tảo silic loại hình đất trồng tỉnh phía bắc n-ớc ta thống kê đ-ợc 314 loài, tảo lơc chiÕm -u thÕ víi 131 loµi [9] , Trªn thÕ giíi viƯc nghiªn cøu thùc vËt nỉi ë hệ thống sông đà có nhiều thành tựu n-ớc Nga công trình nghiên cứu E.A Shtina (1941) nghiên cứu sông Kama đây, tác giả đà phát đ-ợc 420 loài thực vật tảo Lục: Protococcales có 84 loài, Desmiales có 26 loài Mặt khác trình nghiên cứu, tác giả đà nhận biến động theo mïa cđa thùc vËt nỉi ë s«ng Kama năm 1939, 1940 xảy giống nhau, có lệch có liên quan đế chế độ thuỷ văn năm Số l-ợng thực vật dao động từ 20.000- 13.000.000 tb/l, nhóm chủ đạo thuộc 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 l-u vực sông Iacutxco đà phát đ-ợc 211 loài d-ới loài, tảo Lục: 36 loài Ngoài ra, tác giả nghiên cứu số l-ợng thực vật đặc điểm chúng nh- phân bố theo nhóm sinh thái Kết cho thấy có 81,5% số l-ợng loài sống đáy, có 18,5% số loài thực điển hình sống trôi Nếu xét theo vận động n-ớc có 4,7% tổng số loài -a n-ớc chảy, 95,3% -a n-ớc đứng [theo 4] Humberto I Carvajal-Chitty nghiªn cøu thùc vËt nỉi ë vïng trung l-u sông Meta Orinoco (Venezuela) Kết cho thấy, sông Orinoco đà phát đ-ợc 177 loài, tảo Lục có 121 loài, sông Meta phát đ-ợc 135 loài, tảo Lục có 80 loài [theo 4] Tảo lục, có Chlorococcales đà đ-ợc 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 suèt thêi gian tõ 1937-1945 vµ 1949-1959, Philipose ®· ghi nhËn ë Ên ®é cã 56 chi thc 15 hä vµ 208 loµi [30] 1.1.2 Tình hình nghiờn cu vi tảo Vit Nam Những công trình nghiên cứu tảo Việt Nam đ-ợc nhà khoa học n-ớc tiến hành, đến năm 1960 có công trình ng-ời Việt Nam Công trình nhà thực vật ng-ời Pháp Loureiro.J (1793) mô tả tảo lục Ulva pisum [ theo 16] Năm 1963, Shirota đà nghiên cứu số vực n-ớc có địa hình, loại hình khác từ Huế vào Rạch Giá đà phát đ-ợc 43 loài thc bé Protococcales, chóng tËp trung vµo hä, ®ã hä Hydrodictyaceae vµ hä Oocystaceae chiÕn -u thÕ [31] Ở miền Bắc Việt Nam, Hortobagyi T (1966 -1969) điều tra tảo Hồ Gƣơm Hà Nội công bố 128 taxon bậc loài dƣới loài, gåm tảo lục cú 103 taxon, 24 loài tảo lam, loài tảo m¾t, có 33 taxon khoa học Riêng chi Scenedesmus chiếm 30 taxon [theo 16] Năm 1980, với cơng trình nghiên cứu khu hệ tảo nƣớc miền Bắc Việt Nam, Nguyễn Văn Tuyên công bố 979 lồi dƣới lồi, t¶o lục có tới 388 lồi (chiếm tới 40 % tổng số loi ) [26] Năm 2003, tác giả đà công bố 295 loài d-ới 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, D-ơng Đức Tiến đà công bố 1400 loài vi tảo có 124 loài tảo lục [25 ] Ở 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 đƣợc [7] Năm 1994, tác giả li phỏt 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 loài dƣới loài thuộc nghiên cứu 121 thủy vực nƣớc thuộc tỉnh Bắc Trƣờng Sn [16] D-ơng Đức Tiến Võ Hnh (1997) To nước Việt Nam, phân loại tảo lục (Chlorococcales) đà mô tả chi tiết đặc điểm phân loại 800 loài d-ới loài tảo lục Việt Nam nh- địa điểm phân bố chúng [23] Võ Hnh, Mai Văn Sơn (2009) nghiên cứu Sự đa dạng ngành tảo Lục (Chlorophyta) hạ l-u sông Mà - Thanh Hoá đ xc định 127 loài d-íi loµi thc 30 chi, 12 hä, bé, lớp Protococcophyceae chiếm -u với 102 loài, lại lớp Conjugatophyceae chiếm 19,69% Tác giả công bố 38 loài d-ới 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 đƣợc 60 lồi dƣới 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 đƣợc 107 loài dƣới loài tảo lục hồ chứa Bến En- Thanh Hóa, Chlorococcales có 85 lồi dƣới lồi thuộc 11 họ, 22 chi, chi chiếm ƣu Tetradron, Scenedesmus, Pediastrum, Kirchenerialla, Ankistrodesmus [8] ë khu vùc B¾c miỊn Trung, Lờ Th Thỳy H, Võ Hành (1999) công trình Chất lượng nước v thnh phần loi vi tảo (Microalgae) sông La - Hà Tĩnh ó xỏc nh đƣợc thành phần lồi vi tảo sống sơng La: 136 loài vi tảo thuộc ngành: tảo lam, tảo silic, tảo giáp, tảo mắt, tảo lục, to lc 37 loi, chim 27,21 % Năm 1997, Lê Hoàng Anh, D-ơng Đức Tiến thuộc Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội, nghiên cứu vi tảo sông Nhuệ đà phát đ-ợc 105 loài có 36 loài thuộc Protococcales, chi Pediastrum Scenedesmus đóng vai trò chủ đạo [1] Năm 2004, luận n tiến sỹ với đề ti Khu hệ thực vật vùng Tây Nam hệ thống sông Lam (Nghệ An - Hà Tĩnh) Lờ Th Thỳy H công bố 409 loài d-ới loài vi tảo, Chlorococcales cã 85 loµi vµ d-íi loµi, 23 chi, hä [4] Lê Thị Thúy Hà vµ céng sù (2007- 2008) đà nghiên cứu thành phần loài vi tảo sè hå ë thµnh Vinh nh- hå Cưa Nam, hồ công viên [6], [7] Nguyễn Đình San luận ²n tiÕn sü sinh häc “Vi t¶o mét sè thuỷ vực bị ô nhiễm tỉnh Thanh Hoá- Nghệ An- Hà Tĩnh vai trò chúng lm sch nước thi đà công bố 196 loài d-íi loµi ( thc 60 chi, 31 hä, 11 bé tËp trung ngµnh, cã 16 loµi bỉ sung cho khu hệ tảo Việt Nam) Trong đó, ngành Chlorophyta chiếm 41,33% tổng số loài phát đ-ợc số l-ợng loài nhiều thuộc chi Scenedesmus [16] Đến năm 2006, tác giả đà xác định đ-ợc 63 loài vµ d-íi loµi thc 27 chi, 14 hä vµ ngành tảo lục (bộ Chlorococcales chiếm -u thế) số thủy vực nuôi thuỷ sản n-ớc 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 d-ới loài tảo Lục có 39 taxon [theo 16] Lê Văn Sơn (2010) công trình Thnh phần loi to lục (b Chlorococcales) mét sè cưa s«ng thc s«ng TiỊn v¯ s«ng HËu” đ xc định đ-ợc 90 loài d-ới loài thuộc 38 chi 16 họ, đà bổ sung cho danh lục tảo nội địa Việt Nam 19 loµi vµ d-íi loµi Năm 1960, Vũ Văn Cƣơng nghiên cứu thực vật thủy sinh sài Gịn cơng bố taxon tảo lục nhiều lồi khác Trong cơng trình tác giả ®· quan tâm đến yếu tố sinh thái víi quần xã sinh vật [16] NguyÔn Thanh Tïng (1967, 1970) nghiên cứu họ Zygnemaceae (thuộc nghành tảo lục) đà phát đ-ợc 39 loài d-ới loài, riêng chi Spirogyra cã tíi 28 loµi, bỉ sung loµi cho khoa học: Mougeotia dalatens Spirogyra saigonensis Đồng thời tác giả nghiên cứu biến động tảo theo mùa, phân bố tảo theo vùng sinh tr-ởng bào tử tiếp hợp [theo 16] 1.2 Vài nét chất lƣợng nƣớc giới Việt Nam 1.2.1 Chất lượng nước thủy vực giới N-íc võa lµ ngn tµi nguyên thiết yếu cho ng-ời vừa nguồn tài nguyên đặc biệt, c coi l dng thc vt cht cần cho tất sinh vật sống Trái đất mơi trƣờng sống nhiều lồi phân bố không t-ơng ứng với nhu cầu ngày tăng ng-ời Nhu cầu nƣớc ngày tăng lên, thời trung cổ trung bình ngƣời sử dụng 25l nƣớc/ngày, ngày trung bình ngƣời tiêu thụ 200-300l nƣớc/ngày Trong tỉng l-ỵng n-íc cđa toµn thÕ giíi, cã tíi 97% lµ n-íc mặn, lại 3% n-ớc sử dụng có tới 70% tồn thuộc dạng băng vùng cực tuyết đỉnh núi cao N-íc ngät cã thĨ sư dơng chØ chiÕm 1% tổng l-ợng n-ớc toàn cầu Trong vòng kỉ qua dân số toàn cầu tăng lên ba lần mức tiêu thụ n-ớc đà tăng lên lần, nông nghiệp tiêu thụ tới 75% l-ợng n-ớc toàn cầu nhu cầu t-ới tiêu nông nghiệp lại không ngừng tăng lên với phát triĨn cđa d©n sè Nƣớc tồn trái đất dạng rắn nhƣ băng tuyết, dạng lỏng dạng h¬i, trạng thái chuyển động (sơng suối) trạng thái tĩnh (hồ, ao, biển) [9] Khối lƣợng thủy khoảng 1,4 10 tấn, tƣơng đƣơng với 7% trọng lƣợng thạch [11] Trong sản xuất nƣớc cần cho lĩnh vực nhƣ: công nghiệp, nông nghiệp, ngƣ nghiệp, giao thông vận tải nhu cu i sng khỏc Sự gia tăng nhu cầu sử dụng n-ớc đà dẫn đến việc cạn kiệt nguồn n-ớc ô nhiễm môi tr-ờng ỏnh giỏ cht lng nguồn nƣớc ngƣời ta dựa vào thông số vật lí, hóa học, sinh học nhƣ độ pH, nhiệt độ, độ trong, hàm lƣợng 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 nƣớc mặt, ngƣời ta dựa vào số tiêu thể hiÖn bảng sau: Bảng 1: Hệ thống đánh giá nguồn nƣớc mặt Trạng thái TT NH4+ NO -3 PO43 - DO COD BOD (mg/l) (mg/l) (mg/l) (%) (mg/l) (mg/l)