Ởđoạn sông từ S1-S3, số lượng taxa giảm dần từ tháng 6 đến tháng 9 (trong mùa mưa) (hình 3.13). Còn trong mùa khô số lượng taxa tăng dần từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Như vậy số taxa trong đợt khảo sát tháng 4 là cao nhất và thấp nhất là vào tháng 12. Trong khi đó ở đoạn sông từ S4-S6 số lượng taxa cao nhất vào tháng 10 và giảm dần đến tháng 2 và đạt đỉnh vào tháng 4. Ở điểm S7 vào mùa mưa, số taxa đạt đỉnh vào tháng 9 (và tháng 10) và trong mùa khô thì đạt đỉnh vào tháng 4. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T1 T2 T3 T4 T5 S ố t axa S1-S3 S4-S6 S7 2004 II 2005 Tháng
Hình 3.13: Tổng số taxa ở các đoạn sông qua các đợt khảo sát
Thành phần VKL ở các điểm về phía thượng nguồn (từ S1-S3) với các loài bộ Chroococcales chỉ chiếm một phần nhỏ ở các tháng 11 năm 2004, và các tháng 2, 3 và 4 năm 2005 (hình 3.14). Trong khi đó các loài thuộc bộ Oscillatoriales chiếm hầu hết các tháng còn lại. Tỉ lệ này có sự thay đổi khi chuyển sang đoạn sông về phía hạ nguồn. Tại đây các loài thuộc bộ Oscillatoriales cũng hiện diện ở hầu hết các tháng với số loài cũng tương đối cao. Tỉ lệ của bộ Chroococcales cũng tăng lên khá rõ với số loài cao nhất vào tháng 11 năm 2004 (hơn 30%). Ngoài ra còn có sự
hiện diện của loài Anabaena sp.1 (bộ Nostocales) vào các tháng mùa khô (tháng 7- tháng 11) và tháng 4. Trong hồ Trị An, tỉ lệ của bộ Chroococcales tăng dần từ tháng 7 năm 2004 và đạt tỉ lệ cao nhất vào tháng 10 năm 2004 và tháng giêng năm 2005.
S1-S3 0 5 10 15 20 25 30 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T1 T2 T3 T4 T5 Oscillatoriales Chroococcales S ố taxa S4-S6 0 5 10 15 20 25 30 35 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T1 T2 T3 T4 T5 Oscillatoriales Chroococcales Nostocales S7 0 5 10 15 20 25 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T1 T2 T3 T4 T5 Oscillatoriales Chroococcales Nostocales 2005 II Tháng 2004 Hình 3.14: Thành phần VKL (từng bộ) ở các đoạn sông qua các đợt khảo sát
Nhìn chung, mật độ trung bình theo tháng của Vi khuẩn lam ở sông từ 7 đến 45 x 103 tế bào/l. Ởđoạn sông từ S1-S3, trong các tháng mùa mưa tháng 11 là tháng
có mật độ VKL cao nhất với tổng số tế bào lên đến 52 x 103 tế bào/l và tháng 7 có mật độ thấp nhất (8 x 103 tế bào/l). Trong khi đó vào mùa khô thì tháng 4 là tháng có mật độ VKL cao nhất (với tổng số tế bào trên lít là 78 x 103) và tháng 2 có mật
độ thấp nhất (10 x 103 tế bào/l). Còn ở đoạn sông từ S4-S6, mùa mưa mật độ VKL cao đạt được vào tháng 11 (221 x 103 tế bào/l) và mùa khô thì tháng 1 (146 x 103 tế
bào/l). Các tháng có mật độ thấp là tháng 7 (43 x 103 tế bào/l) và tháng 5 (31x 103 tế
bào/l). Nếu xét trên cả chiều dài của sông thì mật độ của VKL cao nhất vào tháng 11 (272 x 103 tế bào/l) và thấp nhất vào tháng 5 (44 x 103 tế bào/l). Trong khi đó, ở
hồ Trị An (điểm S7) mật độ của VKL cao rơi vào tháng 10 (352 x 103 tế bào/l) (mùa mưa) và tháng 4 (413 x 103 tế bào/l) (mùa khô). Ởđiểm khảo sát này tháng 11 và tháng 12 mật độ VKL chỉ khoảng 61 x 103 tế bào/l, thấp hơn hẳn các tháng còn lại (hình 3.15). 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T1 T2 T3 T4 T5 m ậ t độ (x 1 0 3 tế b à o /l) S1-S3 S4-S6 S7 2004 II 2005 Tháng Hình 3.15: Tổng mật độở các đợt khảo sát
Mật độ các loài trong bộ Oscillatoriales chiếm hầu hết các tháng khảo sát ở đoạn sông từ S1-S3. Còn ở đoạn sông từ S4-S6, bộ Oscillatoriales chiếm tỉ lệ cao vào các tháng 1, 2 và 3. Bộ Chroococcales chiếm tỉ lệ cao vào các tháng 11, 12 và tháng 4. Ở S7, bộ Chroococcales chiếm ưu thế ở hầu hết thời gian khảo sát. Chỉ có tháng 8, bộ Oscillatoriales chiếm ưu thế (> 60%) và tháng 9, bộ Nostocales chiếm
S1-S3 0% 20% 40% 60% 80% 100% T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T1 T2 T3 T4 T5 Chroococcales Oscillatoriales M ậ t độ (%) S4-S6 0% 20% 40% 60% 80% 100% T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T1 T2 T3 T4 T5 Nostocales Chroococcales Oscillatoriales S7 0% 20% 40% 60% 80% 100% T7 T8 T9 T10 T11 T12 T1 T2 T3 T4 T5 Nostocales Chroococcales Oscillatoriales 2005 II Tháng 2004 Hình 3.16: Mật độ của VKL (từng bộ) ở các đoạn sông qua các đợt khảo sát
3.4 Tương quan giữa VKL với yếu tố thủy lý hóa của môi trường
Phương pháp định vị trực tiếp canonical correspondence analysis (Ter Braak, 1988) [124] được sử dụng để phân tích tương quan giữa sự phân bố của VKL với yếu tố môi trường nước.
Bảng 3.6: Tóm tắt thống kê của 3 trục đầu tiên trong phân tích CCA với các dữ liệu về môi trường và VKL trong suốt thời gian khảo sát
Total variance ("inertia") in the species data: 0.6004
Axis 1 Axis 2 Axis 3 Eigenvalue 0.130 0.016 0.007 Variance in species data
% of variance explained 21.6 2.7 1.1 Cumulative % explained 21.6 24.3 25.4 Pearson Correlation, Spp-Envt* 0.789 0.585 0.523 Kendall (Rank) Corr., Spp-Envt 0.494 0.425 0.414 T -0.570 -0.287 0.074 pH -0.454 0.175 0.263 Tur 0.256 -0.527 -0.097 EC -0.261 -0.282 0.116 COD -0.387 -0.176 -0.386 PO43- 0.163 -0.024 0.073 NO3- -0.135 -0.167 -0.028 NH4+ 0.086 -0.350 0.038 Hình 3.17 là biểu đồ CCA của VKL và các yếu tố thủy lý hóa tại tất cả các
điểm khảo sát trong suốt thời gian nghiên cứu. Hình này cho thấy sự phân bố của các điểm khảo sát trên mặt phẳng định vị tạo bởi trục 1 và trục 2 của CCA tương
đối trùng khớp với cấu trúc không gian ngoài thực tế của khu vực nghiên cứu. Trục 1 đóng góp 21%, trục 2 góp phần giải thích 24,3% tổng các biến (bảng 3.5).
Các điểm khảo sát trên hồ (S7) tách biệt khỏi các điểm khảo sát trên sông (S1-S6) dọc theo trục 1. Các điểm khảo sát từ thượng nguồn (S1) đến hạ nguồn (S6) phân bố theo trật tự dọc theo trục 2. Như vậy thực sự có sự thay đổi trong thành phần loài VKL từ thượng nguồn đến hạ nguồn, và giữa hệ thống dòng chảy và khu vực hồ chứa.
Hình 3.17: Biểu đồ phân tích CCA của số lượng tế bào VKL và các yếu tố thủy lý hóa ở sông La Ngà (S1-S7) từ tháng 7/2004 đến tháng 5/2005
Biểu đồ định vị còn cho thấy sự thay đổi trong thành phần loài từ thượng nguồn đến hạ nguồn tương quan chủ yếu với các yếu tố COD, EC, NH4+ và nhiệt
độ. Càng về hạ nguồn các yếu tố trên đều có giá trị gia tăng. Sự khác biệt trong thành phần loài giữa hồ và sông tương quan chủ yếu với pH và độđục. Nước trong
hồ có pH cao hơn và độ đục thấp hơn nước ở sông. Ngoài ra NH4+ cũng có tương quan khá chặt chẽ, giá trị NH4+ ở các mẫu thu trong hồ có khuynh hướng thấp hơn.
Từ những nhận định này chúng ta có thể nêu giả thiết các loài thường gặp ở
hạ nguồn là các loài thích nghi tốt hơn với điều kiện nước ô nhiễm hữu cơ cao (thể
hiện qua giá trị COD và NH4+). Trong khi các loài ở thượng nguồn có khả năng thích ứng kém hơn với tình trạng ô nhiễm và có khuynh hướng thích hợp với nhiệt
độ nước thấp hơn. Các loài thường gặp ở hồ là các loài thích nghi với pH cao hơn (từ 6,8-8,3) và nước trong hơn. Các giả thiết này chỉ có thể được chứng minh một cách triệt để bằng các thí nghiệm trong điều kiện môi trường có kiểm soát.
Tương quan giữa thành phần loài với các yếu tố môi trường được phân tích một cách cụ thể hơn theo không gian và thời gian. Sự biến động về thành phần loài giữa các thời điểm trong năm và quan hệ của sự biến động đó với sự biến thiên của các yếu tố môi trường được thực hiện bằng các phân tích CCA cho từng địa điểm thu mẫu.
Sự thay đổi thành phần loài theo không gian từ thượng nguồn đến hạ nguồn và vùng hồđược phân tích theo 4 giai đoạn:
- Đầu mùa mưa: gồm các mẫu thu trong tháng 7 và tháng 8 - Mùa mưa: gồm các mẫu thu trong các tháng 9, 10 và tháng 11 - Đầu mùa khô: gồm các mẫu thu trong các tháng 12, 1 và tháng 2 - Mùa khô: gồm các mẫu thu trong các tháng 3, 4 và tháng 5
3.4.1 Biến động theo thời gian:
Điểm khảo sát S1:
Trên biểu đồ CCA tại điểm khảo sát S1 (hình 3.18a), ta có thể thấy các lần khảo sát trong mùa mưa tập trung về phía có độđục và COD cao, trong khi các lần khảo sát trong mùa khô thì tập trung về phía có pH cao, độđục thấp. Như vậy yếu tố pH, độđục và COD có ý nghĩa quan trọng đối với sự phân bố của VKL.
Kết quả cũng cho thấy có sự khác biệt trong thành phần loài giữa mùa mưa và mùa khô. Sự khác biệt này thể hiện dọc theo trục 1 tương ứng với pH giảm đi và
độđục tăng lên trong mùa mưa. Các loài Komvophoron crassum, Homoeothrix sp.1, Phormidium sp., Geitlerinema cf. pseudacutissimum, G. splendidum chỉ xuất hiện trong mùa mưa. Trong khi các loài Aphanocapsa incerta, Phormidium granulatum
và P. willei chỉ xuất hiện trong mùa khô.
Hình 3.18: Biểu đồ phân tích CCA của số lượng tế bào VKL và các yếu tố thủy lý hóa ởđiểm S1 và S2 từ tháng 7/2004 đến tháng 5/2005
Điểm khảo sát S2:
Nhìn chung ở S2 cũng có sự khác biệt rõ rệt trong thành phần loài giữa các thời điểm trong năm phân bố dọc theo trục 1 của mặt phẳng định vị (hình 3.18b). Các mẫu thu trong mùa mưa tương ứng với giá trị cao hơn của COD, độđục và EC. Trong khi vào mùa khô thì pH cao hơn. Các mẫu thu vào hai tháng 11 và 12 tương
ứng với nhiệt độ nước thấp và hàm lượng NH4+ thấp. Các điểm thu mẫu vào mùa mưa (từ tháng 7- tháng 10) nằm sát nhau chứng tỏ đặc điểm VKL ở các thời điểm này khá đồng nhất. Trong khi các đợt khảo sát vào mùa khô nằm khá xa nhau.
Hai mẫu thu vào tháng 2 và 3 rất khác biệt so với các mẫu còn lại. Tương
ứng với biến động trong giá trị NH4+, giá trị NH4+ ở tháng 2 là thấp nhất (0mg/l) và
ở tháng 3 là rất cao (0,018mg/l). Thành phần loài VKL ở tháng 2 cũng khác biệt so
với các tháng còn lại (3/6 loài chỉ hiện diện ở tháng 2). Như vậy chính giá trị của NH4+ và thành phần loài đã đẩy điểm thu mẫu tháng 2 phân bố tách biệt hoàn toàn với các điểm còn lại.
Điểm khảo sát S3:
Dọc theo trục 2 (hình 3.19a) có thể chia thành 2 nhóm: Nhóm a: gồm các tháng 7, 8, 11 và tháng 2
Nhóm b: gồm các tháng 1, 3, 4, 5 10 và tháng 12, trong đó hai mẫu tháng 10 và 12 gần với nhóm a hơn.
Như vậy trục này cũng khá gần với trật tự theo mùa. Ở đây các yếu tố môi trường có tương quan rõ rệt nhất với biến thiên trong thành phần loài theo mùa là pH, NO3-, EC và NH4+. Các mẫu mùa khô tương ứng với giá trị pH, NO3- và EC cao. Trong khi mẫu thu trong mùa mưa có NH4+ cao hơn. Riêng mẫu thu vào tháng 9 có nhiều khác biệt so với mẫu thu vào các thời điểm còn lại trong năm. Vào thời
điểm này ở vị trí S3 giá trị của độđục và NH4+ cao nhất trong khi số loài thấp nhất. Với hai loài hiện diện thì một loài Oscillatoria perornata chỉ xuất hiện duy nhất vào thời điểm này.
Hình 3.19: Biểu đồ phân tích CCA của số lượng tế bào VKL và các yếu tố thủy lý hóa ởđiểm S3 và S4 từ tháng 7/2004 đến tháng 5/2005
Điểm khảo sát S4:
Độ dài tương đối các vector yếu tố môi trường cho thấy chỉ có yếu tố NH4+
và EC có ý nghĩa quan trọng trong việc giải thích sự khác biệt thành phần loài giữa các đợt khảo sát (hình 3.19b). Sự phân bố của các điểm biểu diễn ở vị trí này tập trung rất gần nhau chứng tỏ thành phần loài thu được ở các thời điểm khác nhau trong năm là khá tương tự, ngoại trừ các tháng 12, 3 và tháng 5. Tháng 12 có giá trị
EC cao nhất (55,6µS/cm) và tháng 5 có giá trị NH4+ thấp nhất (0,029mg/l).
Điểm khảo sát S5:
Phân tích CAA cho thấy các yếu tố nhiệt độ, độ đục, NO3- và pH có ý nghĩa trong việc giải thích sự phân bố của VKL (hình 3.20a). Các đợt khảo sát ở mùa mưa phân bố về phía có nhiệt độ, độđục và NO3- cao, pH thấp. Cũng tương tự nhưđiểm S4, các đợt khảo sát vào mùa khô phân bố rải rác trong mặt phẳng, đặc biệt tháng 3 nằm khá xa các điểm còn lại. Điều này là do sự khác biệt trong thành phần loài giữa
điểm này và các điểm còn lại. Vì trong 5 loài hiện diện ởđiểm này thì có đến 3 loài chỉ có ở điểm này.
Hình 3.20: Biểu đồ phân tích CCA của số lượng tế bào VKL và các yếu tố thủy lý hóa ởđiểm S5 và S6 từ tháng 7/2004 đến tháng 5/2005
Điểm khảo sát S6:
Độ dài tương đối các vector yếu tố môi trường cho thấy các yếu tố PO43-, NH4+, COD, độđục, nhiệt độ và NO3- có ý nghĩa quan trọng trong việc giải thích sự
khác biệt thành phần loài giữa các đợt khảo sát (hình 3.20b). Các điểm thu mẫu phân bố phân tán trên mặt phẳng định vị. Như vậy, sự biến động thành phần loài VKL giữa các đợt thu mẫu ởđiểm S6 là lớn nhất trong các điểm khảo sát.
Điểm khảo sát S7:
Kết quả xử lý CCA cho thấy việc phân bố các đợt thu mẫu tập trung thành từng cụm mùa mưa, chuyển mùa và mùa khô. Riêng điểm biểu diễn cho đợt khảo sát vào tháng 7 năm 2004 nằm khá xa các điểm còn lại chứng tỏ có sự khác biệt thành phần loài VKL của đợt này. Sự khác biệt đó thể hiện ở sự có mặt của một số
loài như Aphanocapsa koordersii, Planktothrix compressa, P. clathrata, Oscillatoria vizagapatensis và O. proboscidea.
Hình 3.21: Biểu đồ phân tích CCA của số lượng tế bào VKL và các yếu tố thủy lý hóa ởđiểm S7 từ tháng 7/2004 đến tháng 5/2005
Hình 3.21 cũng cho thấy các yếu tố COD, độđục, pH và ECcó ý nghĩa quan trọng trong việc giải thích sự khác biệt thành phần loài giữa các đợt khảo sát. Hai
yếu tố COD và độđục gia tăng cùng chiều và ngược hướng với pH và EC. Các đợt khảo sát mùa mưa tập trung ở hướng gia tăng của COD và độđục, trong khi các đợt khảo sát vào mùa khô tập trung ở hướng ngược lại.
Như vậy ta có thể tóm tắt tương quan giữa biến thiên trong thành phần loài giữa các tháng trong năm với sự thay đổi tương ứng các yếu tố môi trường tại từng thời điểm khảo sát (bảng 3.7)
Bảng 3.7: Xu hướng thay đổi của các yếu tố môi trường theo thời gian
Yếu tố môi trường Mùa khô Mùa mưa
pH S1↑, S2↑, S3↑, S5↑, S7↑ S1↓, S2↓, S3↓, S5↓, S7↓ COD S1↓, S2↑, S5↓, S7↓ S1↑, S2↑, S5↑, S7↑ Độđục S1↓, S2↓, S5↓, S6↓, S7↓ S1↑, S2↑, S5↑, S6↑, S7↑ NH4+ S2↓, S3↓, S7↓ S2↑, S3↑, S7↑ NO3- S3↑, S5↓ S3↓, S5↑ EC S3↑, S7↑ S3↓, S7↓
Qua đó ta có thể thấy rằng ngoại trừ yếu tố NO3- có sự mâu thuẩn giữa hai điểm S3 và S5, tất cả các điểm còn lại đều cho thấy có những tương quan tương tự. Các yếu tố quan trọng thể hiện qua hầu hết các điểm khảo sát gồm có:
- pH: có giá trị cao hơn trong mùa khô, giảm đi trong mùa mưa. - COD: thấp trong mùa khô, cao trong mùa mưa
- Độđục: thấp trong mùa khô, cao trong mùa mưa - NH4+: thấp trong mùa khô, cao trong mùa mưa - EC: cao trong mùa khô, thấp trong mùa mưa.
Đây là các yếu tố có quan hệ chặt chẽ đến sự biến động trong thành phần VKL đã ghi nhận được trong khu vực khảo sát trong thời gian nghiên cứu (2004-