Đa dạng sinh học về cá và mối quan hệ của chúng với chất lượng môi trường nước sông hồng thuộc địa phận thành phố hưng yên huyện kim động tỉnh hưng yên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN DƢƠNG VĂN LONG ĐA DẠNG SINH HỌC VỀ CÁ VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA CHÚNG VỚI CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC SÔNG HỒNG THUỘC ĐỊA PHẬN THÀNH PHỐ HƢNG YÊN, HUYỆN KIM ĐỘNG – TỈNH HƢNG YÊN Chuyên ngành Mã số : Sinh thái học 60 42 60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN XUÂN HUẤN HÀ NỘI – 2011 Luận văn thạc sĩ khoa học ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN DƯƠNG VĂN LONG ĐA DẠNG SINH HỌC VỀ CÁ VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA CHÚNG VỚI CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG HỒNG THUỘC ĐỊA PHẬN THÀNH PHỐ HƯNG YÊN, HUYỆN KIM ĐỘNG – TỈNH HƯNG YÊN Chuyên ngành : Sinh thái học Mã số 60 42 60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN XUÂN HUẤN HÀ NỘI – 2011 Luận văn thạc sĩ khoa học MỤC LỤC MỞ ĐẦU ………………………………………………………………… Chƣơng 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU…………………………………… Trang 1.1 Khái quát hệ sinh thái sông……………………………………… 1.1.1 Các hệ thống sông lớn Việt Nam……………………………… 1.1.2 Đặc điểm đặc trƣng hệ sinh thái sông……………………… 1.1.2.1 Đặc điểm môi trƣờng sống sông………………………… 1.1.2.2 Những đặc điểm thích nghi quan trọng quần xã sinh vật sông ……………………………………………………………………… 1.1.2.3 Sự phân bố quần xã sinh vật sông ………………… 1.2 Đa dạng sinh học vai trò đa dạng sinh học hệ sinh thái nƣớc…………………………………………………………… 1.2.1 Đa dạng sinh học…………………………………………………… 1.2.2 Vai trò đa dạng sinh học hệ sinh thái nƣớc…… 1.2.3 Quan hệ Đa dạng sinh học cá với số yếu tố sinh thái HST sông………………………………………………………… 11 1.2.3.1 Quan hệ với yếu tố thủy lý………………………………… 11 1.2.3.2 Quan hệ với yếu tố thủy hóa ……………………………… 12 1.2.4 Khái quát số tổ hợp sinh học (Index of Biotic Integrity - IBI) ………………………………………………………………………… 1.2.4.1 Lịch sử số tổ hợp sinh học……………………………… 16 16 1.2.4.2 Cơ sở khoa học để đánh giá môi trƣờng nƣớc số tổng hợp sinh học cá ( IBI)…………………………………………………… 16 1.2.4.3 Khả sử dụng số tổng hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc…………………………………………… 17 1.2.4.4 Những nghiên cứu sử dụng số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc………………………………………… iii 19 Luận văn thạc sĩ khoa học 1.2.5 Điều kiện tự nhiên xã hội vùng nghiên cứu…………………… 21 1.2.5.1 Điều kiện tự nhiên ……………………………………………… 21 1.2.5.2 Tình hình kinh tế xã hội………………………………………… 21 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 23 2.1 Đối tƣợng, thời gian địa điểm nghiên cứu……………………… 23 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu……………………………………………… 23 2.1.2 Thời gian nghiên cứu……………………………………………… 23 2.1.3 Địa điểm nghiên cứu……………………………………………… 23 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu…………………………………………… 2.2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu cá……………………………………… 2.2.1.1 Phƣơng pháp thu mẫu cá thực địa……………………… 25 25 25 2.2.1.2 Phƣơng pháp phân tích cá phịng thí nghiệm…………… 26 2.2.2 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc …………… 27 2.2.2.1 Phƣơng pháp vật lý, hóa học…………………………………… 27 2.2.2.2 Phƣơng pháp sinh học - phƣơng pháp sử dụng số tổ hợp sinh học cá IBI ( Index of biotic intergrity)…………………………… 2.2.2.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu theo thuật toán thống kê………… Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN…………… 3.1 Đa dan 29 31 32 g than ̀ h phần loaì cá ở đoạn sông Hồng thuôc phân a thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên…………… 32 3.1.1 Cấ u trú c thành phần loài cá ……………………………………… 3.1.2 Tính đa dạng khu hệ cá theo bậc phân loại……………… 3.1.3 Các loài cá ghi Sách Đỏ Việt Nam………………………… 32 39 3.2 Biến động thành phần loài cá theo không gian phân bố…………… 45 44 3.2.1 Biến động thành phần lồi cá theo thƣợng lƣu hạ lƣu sơng Hồng ……………………………………………………………………… 45 3.2.2 Biến động thành phần loài cá theo sinh cảnh…………………… 47 iv Luận văn thạc sĩ khoa học 3.3 Mối quan hệ thành phần loài cá độ phong phú chúng với số yếu tố sinh thái sơng Hồng thuộc địa phận thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên…………………… 57 3.3.1 Quan hệ với yếu tố thủy lý…………………………………… 57 v 3.3.2 Quan hệ với yếu tố thủy hóa………………………………… 59 3.4 Sử dụng số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng nƣớc… 3.4.1 Tính số tổ hợp cá để đánh giá chất lƣợng nƣớc……………… 62 62 3.4.2 Đánh giá chất lƣợng nƣớc sông Hồng thuộc địa phận thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên số tổ hợp sinh học cá (IBI)………………………………………………………… 63 3.4.3 Nhận xét kết đánh giá chất lƣợng nƣớc số tổ hợp sinh học cá với kết đánh giá chất lƣợng nƣớc phƣơng pháp hóa học…………………………………………………………………… 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………… 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………… 67 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Quy chuẩn Việt Nam chất lƣợng nƣớc mặt ( 2008 ) Bảng Các mức độ chất lƣợng nƣớc thuỷ vực Bảng Danh sách thà nh phầ n loà i cá và sƣ ̣ phân bố chúng ở sông Hồng thuôc phâ thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh a n Hƣng Yên Bảng Tỷ lệ họ, giớng, lồi cá khu vực nghiên cứu Bảng Tỷ lê c̣ á c giớng, lồi họ cá khu vực nghiên cứu Bảng So sá nh về thành phần loài, giống, họ cá khu vực nghiên cƣ́ u vớ i than ̀ h phần loaì , giống, họ vùng khác Việt Nam Trang 27 30 32 39 40 43 Bảng Danh sách loài cá Sông Hồng thuộc địa phận thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên ghi Sách Đỏ Việt 44 Nam cần đƣợc bảo vệ Bảng So sánh thành phần loài cá KVNC với thành phần lồi cá khu vực thƣợng lƣu sơng Hồng(theo Mai Đình Yên) Bảng Một số tiêu thủy lý, hóa khu vực nghiên cứu 45 53 Bảng 10 Hàm lƣợng pH, DO, oxy hóa học (COD) oxy sinh hóa (BOD5) đoạn sơng nghiên cứu 55 Bảng 11 Hàm lƣợng số muối hòa tan nƣớc Bảng 12 Hàm lƣợng số kim loại phi kim khu vực nghiên cứu 56 Bảng 13 Chỉ số tổ hợp sinh học cá (IBI) KVNC Bảng 14 Bảng kết đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sinh cảnh số tổ hợp sinh học cá (IBI) Bảng 15 Bảng kết đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sinh cảnh số tổ hợp sinh học cá (IBI) Bảng 16 Bảng kết đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sinh cảnh số tổ hợp sinh học cá (IBI) 58 57 59 60 61 DANNH MỤC HÌNH Hình Sơ đồ điểm lấy mẫu đoạn sông Hồng thuộc địa thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên 24 Hình Tỷ lệ % họ, giớng loaì cá c bô c̣ khu vực nghiên cứu 42 CÁC CHỮ VIẾT TẮT GHCP: Giới hạn cho phép BOD5 : Hàm lượng oxy sinh học COD : Hàm lượng oxi hóa học DO : Hàm lượng oxi hịa tan nước ĐDSH: Đa dạng sinh học KVNC : Khu vực nghiên cứu IBI : Index of biotic integrity ( Chỉ số tổng hợp sinh học ) STT : Số thứ tự Luận văn thạc sĩ khoa học MỞ ĐẦU Các hệ sinh thái thủy vực đa dạng phong phú Những mối tương tác sinh vật với sinh vật với môi trường tạo nên chu trình vật chất biến đổi lượng, từ hình thành nên nguồn lợi sinh vật mà người khai thác sử dụng Sông Hồng hệ sinh thái thủy vực, nằm hệ thống sông Hồng - Thái Bình hai hệ thống sơng lớn nước ta Nó sơng có vị trí, vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế, văn hóa xã hội Chứa lượng nước lớn, vào mùa lũ, sông Hồng tạo thuận lợi cho phát triển giao thông, thủy lợi, lượng, du lịch sở quan trọng cho phát triển nghề cá Những năm trước đây, sơng Hồng có sản lượng khai thác cá cao, đa dạng, phong phú thành phần lồi, có nhiều lồi có giá trị kinh tế cao Trong năm gần đây, nguồn lợi thủy sản, sản lượng khai thác cá sông Hồng giảm đáng kể, có nhiều lồi có tên Sách Đỏ Việt Nam cần bảo vệ Nguyên nhân gây tình trạng phần người khai thác mức, sử dụng phương tiện đánh bắt mang tính hủy diệt, nguyên nhân chủ yếu môi trường bị ô nhiễm do: Chất thải từ nhà máy xí nghiệp, chất thải sinh hoạt loại thuốc bảo vệ thực vật.v.v Đặc biệt tượng khai thác cát sỏi diễn thường xun sơng Hồng Chính lí trên, tiến hành nghiên cứu, thực đề tài “ Đa dạng sinh học cá mối quan hệ chúng với chất lượng nước sông Hồng thuộc địa phận thành phố Hưng Yên, huyện Kim Động - tỉnh Hưng Yên ” với mục đích đánh giá trạng thành phần loài cá sở đánh giá chất lượng mơi trường nước Đây sở giúp quyền địa phương có giải pháp bảo vệ mơi trường, bảo tồn đa dạng sinh học, phát huy tối đa nguồn lợi mà lưu vực sông Hồng đem lại Nội dung đề tài bao gồm: Xác định thành phần lồi cá lưu vực sơng Hồng thuộc địa phận thành phố Hưng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hưng Yên 10 Sinh cảnh Thời gian đo 08/5/2009 Lần đo Nhiệt độ Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng Độ dẫn điện (%) 23,2 23,2 56 56 0,022 0,022 Trung bình 23,13 56.33 m 0,34 0.54 (Nguồn: Sở tài nguyên môi trường tỉnh Hưng Yên) 0,021 0,0005 Từ Bảng xuất loài cá, rút số nhận xét mối liên hệ cá với yếu tố sinh thái sơng Hồng đoạn chảy qua thành phố Hưng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hưng Yên sau: Về nhiệt độ: Vào tháng 5, ba sinh cảnh, nhiệt độ khoảng thuận lợi cho sinh trưởng phát triển loài cá nên độ phong phú nhiều loài cá mức cao Theo kết điều tra thường vào tháng 4, 5, người đánh cá thường gặp nhiều lồi cá: cá Chép, cá Trơi, cá Chày, cá Mương, cá Vền, cá Bống v.v.v Với chất rắn lơ lửng: Nhìn chung, hàm lượng chất rắn lơ lửng nước sinh cảnh 1, 2, cao, vượt qua GHCP cột A (20 - 30) nhiều nằm GHCP cột B (50 - 100) QCVN: 2008 (Bảng 1) Hàm lượng chất rắn lơ lửng nước sinh cảnh cao, khả xuyên sâu ánh sáng vào nước giảm vậy, q trình quang hợp thực vật thủy sinh gặp khó khăn, từ làm cho độ phong phú lồi cá có xu hướng giảm Với độ dẫn: Từ kết Bảng cho thấy độ dẫn sinh cảnh cao sinh cảnh nhiều Độ dẫn cao làm tăng tính độc hại iơn tan nước Đây coi số liệu minh chứng cho môi trường nước sinh cảnh ô nhiễm so với sinh cảnh sinh cảnh 3.3.2 Các yếu tố thủy hóa a Hàm lƣợng số chất hòa tan nƣớc Thành phần loài cá độ phong phú chúng có quan hệ mật thiết với tiêu thủy hóa Các tiêu thủy hóa thể qua Bảng 10 Bảng 10 Hàm lƣợng pH, DO, oxy hóa học (COD) oxy sinh hóa (BOD5) đoạn sơng nghiên cứu 4,12 4,12 4,11 Hàm lƣợng BOD5 (mg/l) 24 23 23 Hàm lƣợng COD 28 28 27 6,82 0,056 7,05 7,02 7,02 4,12 0,005 3,65 3,65 3,62 23,33 0,54 32 33 32 27,67 0,54 42 43 42 7,03 0,01 6,4 6,4 6,5 3,64 0,016 4,5 4,3 4,4 32,33 0,543 22 22 20 42,33 0,54 30 31 30 6,43 4,4 21,33 30,33 m 0,053 0,081 1,18 (Nguồn: Sở tài nguyên môi trường tỉnh Hưng n) Qua Bảng chúng tơi có nhận xét sau: 0,544 Sinh cảnh Thời gian đo 05 09/10/2009 pH (mg/l) DO (mg/l) 6,81 6,81 6,83 Lần đo Trung bình m 05 09/10/2009 Trung bình m 05 09/10/2009 Trung bình Tại sinh cảnh 1, 2, 3, độ pH nằm GHCP cột A QCVN: 2008 Tại sinh cảnh 1, 2, nhìn chung hàm lượng DO thấp GHCP cột A (≥5) nằm GHCP cột B (≥2) QCVN 2008 Tuy nhiên, hàm lượng DO sinh cảnh thấp Hàm lượng BOD5 sinh cảnh cao GHCP cột B (≤25) Hàm lượng sinh cảnh 1,3 nằm GHCP cho phép cột B , (theo QCVN: 2008) Tại sinh cảnh 1,2,3, hàm lượng COD cao nhiều so với GHCP cột A (40 10 – 20 30 – 40 5 2–4 3–5