Phân tích sự biến động, vẽđồ thị bằng phần mềm R và Microsoft Excel. So sánh sự tương đồng giữa các điểm khảo sát trên ma trận tương đồng được lập từ chỉ số giống nhau Bray-Curtis (1957) và vẽ sơ đồ nhánh cluster bằng phần mềm Primer v5 [59], [74], [94], [114].
Kiểm tra sự khác nhau về mặt thống kê kết quảđo lường các yếu tố (hóa lý, dinh dưỡng, chlorophyll và số lượng cá thể VKL trung bình) theo không gian hay thời gian thu mẫu bằng phép phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA-single factor) [55], [74], [114].
Xem xét mối tương quan giữa sự phân bố của VKL với yếu tố lý hóa của môi trường nước bằng phương pháp định vị trực tiếp CCA (Canonical Correspondence Analysis) [114]. Phương pháp này được thực hiện trên phần mềm PC-ORD. Đây là một phương pháp thống kê đa biến số [74]. Kết quả phân tích
được thể hiện bằng các biểu đồ định vị, trên đó vị trí các điểm khảo sát được thể
hiện cùng với các yếu tố môi trường. Sự phân bố của các điểm khảo sát trên mặt phẳng định vị thể hiện mức độ tương tự về thành phần loài hiện diện. Các điểm nằm gần nhau sẽ có thành phần loài giống nhau nhiều hơn các điểm nằm cách xa nhau. Các yếu tố môi trường được thể hiện trong biểu đồ như là các mũi tên (vector). Hướng của mũi tên chỉ hướng biến đổi tăng hoặc giảm của yếu tố môi trường. Độ
dài của mũi tên chỉ mức độ quan trọng của yếu tố môi trường trong việc giải thích biến động trong sự phân bố của các VKL. Vị trí tương đối của các điểm khảo sát so với vector của một yếu tố môi trường nào đó cho phép kết luận về xu hướng phân bố của các VKL hiện diện tại các điểm khảo sát theo khuynh độ của yếu tố môi trường đang quan tâm. Vị trí của các loài cũng có thể được thể hiện trên biểu đồ định vị tương tự nhưđối với các điểm khảo sát. Khi đó các loài nằm gần nhau trong biểu đồđịnh vị sẽ có xu hướng cùng xuất hiện chung với nhau tại một địa điểm nào
đó trong khu vực nghiên cứu. Vị trí tương đối của các taxa đối với các vector yếu tố
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Môi trường nước khu vực nghiên cứu
3.1.1 Các thông số lý hóa
Các thông số lý hóa của môi trường nước sông La Ngà được đo đạc và phân tích từ tháng 6 năm 2004 đến tháng 5 năm 2005 tại các điểm S1 đến S7. Nước sông La Ngà mỗi năm có thể có hai lần lũ bắt đầu vào tháng 7, tháng 8, phù hợp với hai lần mưa lớn do gió từ tây nam và đông nam mang đến [18]. Nhưng trong thời gian khảo sát, một hiện tượng khá đặc biệt ở con sông này là không có lũ lớn như những năm trước đó và sau này, vì vậy các số liệu đo được hầu như không thay đổi đáng kể do dòng chảy ít biến đổi.
Nhiệt độ
Nhiệt độ của nước chảy thường thay đổi theo mùa và theo thời gian trong ngày. Nhiệt độ, ánh sáng và những chất dinh dưỡng vô cơ và hữu cơ là những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển và diễn thế của phiêu sinh thực vật [129]. Trong suốt thời gian nghiên cứu, nhiệt độ của nước dao động từ 22-33,5oC, trung bình cao nhất vào tháng 5 (30oC) là thời điểm nóng của khu vực này và thấp nhất vào tháng 12 (26,2oC). Nhiệt độ trung bình trong năm tại các điểm thu mẫu phù hợp với nhiệt độ của khu vực và có chiều hướng tăng dần từ thượng nguồn xuống hạ
nguồn. Theo đó điểm S1 có nhiệt độ trung bình trong năm thấp nhất (25,3oC) và cao nhất là điểm S7 (29,7oC) (hình 3.1a).
pH
pH đo được dao động từ 6,2-8,3, trung bình ở các điểm khảo sát từ 6,8-7,5 (hình 3.1b), trung bình các tháng từ 6,5-7,3. Tuy nhiên, vào các tháng mùa mưa giá trị pH thấp hơn các tháng mùa khô. Giá trị pH tại các điểm khảo sát trên sông không thay đổi nhiều. So với trong hồ thì pH ở sông (trung bình 6,9) thấp hơn trong hồ
triển của VKL. Nhiều nghiên cứu về VKL nước ngọt đã chỉ ra rằng sự đa dạng và
ưu thế của chúng cao nhất khi giá trị pH cao, mặc dù các lý giải cho hiện tượng này vẫn chưa được rõ ràng [131] và VKL hoàn toàn vắng mặt ở pH dưới 4 [117]. Trong nghiên cứu này số loài và số tế bào VKL luôn cao ở các điểm khảo sát về phía hạ
nguồn, nơi mà pH luôn có giá trị cao.
0.95% confidence limits Site T em pe rat ure (o C ) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 22 2 4 26 28 3 0 32 34 0.95% confidence limits Site pH S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 6. 5 7. 0 7. 5 8. 0
Hình 3.1: Giá trị trung bình của nhiệt độ và pH tại các điểm khảo sát
Độđục
Độđục của nước đo được dao động rất lớn, từ 0 đến 214NTU, trong đó khác biệt lớn giữa tháng 6 và các tháng còn lại xảy ra tại 2 điểm S5 và S6 (tương ứng là 160 và 214NTU). Độđục của nước vào các tháng mùa mưa cao hơn các tháng mùa khô (trung bình 39,52 vào mùa mưa so với 20,82 vào mùa khô). Trên dòng chảy của sông, độ đục có khuynh hướng tăng dần từ thượng nguồn xuống hạ nguồn. Giá trị
trung bình thấp nhất của độđục (3,97NTU) là ởđiểm S1. Hai điểm có độđục cao ở
phía hạ nguồn là S5 (50,84NTU) và S6 (48,7NTU). Trong hồ, độđục cũng rất thấp (trung bình 6,92NTU) (hình 3.2a).
Độ đục của nước gây ra do các vật liệu lơ lửng trong nước. Vì vậy độ đục
được sử dụng để đo lường gián tiếp tổng các chất rắn lơ lửng trong nước. Vào các tháng mùa mưa, sông La Ngà nhận một lượng lớn nước chảy tràn từ hai bên bờ
mang theo những chất hữu cơ làm cho độđục của nước vào mùa mưa cao hơn mùa khô. Ngược lại nước mưa cũng mang các chất bị rửa trôi làm cho pH giảm đáng kể.
0.95% confidence limits Site T u rbi di ty (N T U ) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 0 2 04 06 0 8 0 0.95% confidence limits Site EC (µ S/ cm ) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 0 204 06 08 0 1 00 12 0 Hình 3.2: Giá trị trung bình của độđục và EC tại các điểm khảo sát Độ dẫn điện (EC)
EC phụ thuộc vào tổng chất rắn hoà tan trong nước. Nước tinh khiết như
nước cất sẽ có EC thấp, trong khi nước biển sẽ có EC cao. Nước mưa thường hòa tan nhiều khí và bụi ở trên không, vì vậy thường có EC cao hơn nước cất.
EC trung bình giữa các tháng không thay đổi nhiều, dao động từ 36,5- 49,2µS/cm. Ở các điểm khảo sát trên sông, EC tăng dần theo dòng chảy từ thượng nguồn xuống hạ nguồn và cao nhất ở điểm S6 (67,5µS/cm). Trong hồ, EC trung bình là 43,2µS/cm (hình 3.2b).
Ôxy hòa tan (DO)
Kết quả đo đạc cho thấy DO trung bình giữa các tháng dao động trong khoảng 6,4-7,3mg/l, giữa các điểm khảo sát dao động trong khoảng 6,2-7,5mg/l (hình 3.3a).
DO là hàm lượng oxy hòa tan trong nước. DO có ý nghĩa lớn đối với quá trình tự làm sạch của dòng chảy. DO thường được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước do chất hữu cơ. Các yếu tố như nhiệt độ, ánh sáng và các xáo trộn bề mặt thường giúp nâng cao giá trị DO.
0.95% confidence limits Site DO (m g /l) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 56 7 8 0.95% confidence limits Site CO D ( m g/ l) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 0 5 10 15
Hình 3.3: Giá trị trung bình của DO và COD tại các điểm khảo sát TCVN
Nhu cầu ôxy hóa học (COD)
Giá trị COD cao trong thời gian từ tháng 6 đến tháng 10 (trung bình các tháng này là 6,3mg/l), còn từ tháng 11 đến tháng 4 COD rất thấp (2,3mg/l). So sánh giữa các điểm trên sông từ S1 đến S6 nhận thấy giá trị COD tăng dần (từ 2,7 đến 5,7mg/l) (hình 3.3b).
Nitrat
Tại các điểm khảo sát, hàm lượng nitrat trung bình trong khoảng 0,039-0,069 mg/l (hình 3.4a), có khuynh hướng tăng dần từ điểm S1 đến S6. Trung bình ở các tháng là 0,021-0,101mg/l, cao nhất vào tháng 6 (0,101mg/l) và thấp nhất vào tháng 2 (0,021mg/l) (phụ lục 1). Trong hồ giá trị nitrat cũng thấp nhất vào tháng 2 (0,21mg/l) và cao nhất vào tháng 5 (0,151mg/l). 0.95% confidence limits Site N- NO 3 ( m g/ l) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 0.00 0.05 0. 10 0.15 0.95% confidence limits Site N- NH4 ( m g/ l) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 0.00 0.02 0. 04 0. 06 0.08 0. 10 0.95% confidence limits Site P- PO 4 ( m g/ l) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 0 .00 0. 0 2 0.04 0. 06 0.08 0 .10 0.95% confidence limits Site ch lo ro phy ll a ( m g/ l) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7(A) S7(B) S7(C) 05 10
Hình 3.4: Giá trị trung bình của nitrat, ammonium, phosphat và chlorophyll a tại các điểm khảo sát
TCVN
a b
Ammonium
Ammonium hoà tan được phát hiện ở hầu hết các điểm khảo sát trong suốt thời gian nghiên cứu với giá trị trung bình trong khoảng 0,01-0,059 mg/l. Cũng như
nitrat, giá trị ammonium có khuynh hướng tăng dần từđiểm S1 đến S4 (hình 3.4b). Giá trị trung bình các tháng dao động trong khoảng 0,017-0,093mg/l. Trong các đợt thu mẫu, chỉ có tháng 6 giá trị ammonium cao vượt trội tại 2 điểm S5 và S6 trùng hợp với độđục tháng này cũng cao tại hai điểm này.
Phosphat
Giá trị phosphat đo được trong suốt thời gian nghiên cứu ở các điểm khảo sát dao động trong khoảng 0,001-0,151mg/l. Trung bình các tháng từ 0,05-0,59 mg/l. Duy chỉ có tháng 1 năm 2005, giá trị của phosphat cao nhất so với các tháng còn lại, và cao ở tất cả các điểm khảo sát, dao động từ 0,34-0,78mg/l. Trong các điểm khảo sát thì điểm S4 và S5 có giá trị phosphat cao nhất (0,024mg/l) so với trung bình chung là 0,016 mg/l (hình 3.4c).
Qua kiểm chứng bằng phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA-single factor) cho thấy có sự khác biệt giữa các điểm khảo sát đối với các yếu tố nhiệt độ
(F=12,2; p<0,05), pH (F=5,6; p<0,05), độ đục (F=11,1; p<0,05), DO (F=3,6; p<0,05), EC (F=9,8; p<0,05), phosphat (F=5,22; p<0,05) và nitrat(F=5,18; p<0,05), trong khi đó không có sự khác biệt với COD (F=2,05; p=0,06) và ammonium (F=1,42; p=0,18). Còn giữa các đợt khảo sát thì có sự khác biệt đối với các yếu tố
như pH (F=4,68; p<0,05), độ đục (F=2,28; p<0,05), COD (F=9,3; p<0,05) và N- NH4 (F=7,62; p<0,05) nhưng lại không có sự khác biệt đối với các yếu tố nhiệt độ
(F=1,93; p=0,055), DO (F=1,33; p=0,25), EC (F=0,35; p=0,95), phosphat (F=0,77; p=0,59) và nitrat(F=1,62, p=0,15).
Sông La Ngà đổ vào hồ Trị An là nguồn nước quan trọng và có tính nhạy cảm [34]. Do vậy các chỉ tiêu DO, COD và một số chỉ tiêu khác luôn luôn được quan trắc thường xuyên. Tiêu chuẩn Việt nam về chỉ tiêu DO cho nước loại A (nước sinh hoạt) là > 6mg/l, cho COD là <10mg/l, cho ammonium là 0,05mg/l. So với tiêu
chuẩn này thì hầu hết các điểm khảo sát đều có DO và COD đáp ứng yêu cầu cho nước sinh hoạt. Còn với ammonium thì chỉ có điểm S4 có giá trị trung bình của ammonium trên ngưỡng cho phép. Các điểm khác tuy giá trị trung bình của các đợt khảo sát đều ở dưới ngưỡng cho phép nhưng chỉ có điểm S1 và S2 là có giá trị
ammonium luôn nhỏ hơn 0,05mg/l. Các điểm còn lại giá trị ammonium trong một sốđợt khảo sát đều cao hơn 0,05mg/l, tập trung vào các tháng mùa mưa.
3.1.2 Chlorophyll a
Hàm lượng chlorophyll a được đo tại các điểm thu mẫu từ tháng 8 năm 2004
đến tháng 5 năm 2005. Kết quả cho thấy chlorophyll a trung bình giữa các tháng dao động trong khoảng từ 0,89-5,64mg/l. Còn xét theo không gian thì chlorophyll a tăng dần từ thượng nguồn đến hạ nguồn (hình 3.4d) tương ứng với độ phong phú của quần xã phiêu sinh thực vật trong thủy vực ở hạ nguồn cao hơn ở thượng nguồn. Trong hồ, hàm lượng chlorophyll a ở tầng mặt cao nhất (6,2mg/l) và giảm dần ở
tầng 5m và 10m.
Sự thay đổi của chlorophyll a biểu thị mức độ phong phú của phiêu sinh thực vật (theo không gian và theo mùa) cũng liên quan đến hàm lượng chất dinh dưỡng trong môi trường. Theo Bukaveckas và Crain (2002) [54], ở thượng nguồn, tốc độ
dòng chảy cao, nên thời gian nước lưu trú ngắn ngăn cản sự phát triển của phiêu sinh thực vật. Ngoài ra hàm lượng chlorophyll a được chấp nhận và sử dụng rộng rãi để tính sinh khối. Nó đặc biệt hữu ích nếu áp dụng tính sinh khối tảo khi nở hoa, vì khi đó phiêu sinh thực vật chỉ gồm có VKL, và thường chỉ có một loài. Tuy nhiên khi xác định chlorophyll a từ mẫu phiêu sinh thực vật (có cả VKL và các tảo khác) thì cần phải tính thêm mối liên quan giữa mật độ tế bào VKL và các tảo khác [57].
Qua kiểm chứng bằng phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA-single factor) thấy rằng hàm lượng chlorophyll a của phiêu sinh thực vật ở sông La Ngà có sự khác biệt giữa các điểm khảo sát (F=5,24; p<0,05) và giữa các đợt khảo sát cũng có sự khác biệt (F=2,72; p<0,05).
3.1.3 Độc tố microcystin
Trong suốt thời gian nghiên cứu, không có hiện tượng nở hoa của VKL ở các
địa điểm thu mẫu. Trong số 64 mẫu phân tích, chỉ có 23 mẫu có hàm lượng microcystin từ 0,1-0,19µg/l, 31 mẫu có hàm lượng microcystin nhỏ hơn 0,1µg/l, 10 mẫu không phát hiện (bảng 3.1). Hàm lượng microcystin cao trong các tháng từ
tháng 11 đến tháng 1. Ở hồ Trị An có hàm lượng microcystin cao nhất và cao nhất là tầng 0m.
Bảng 3.1: Hàm lượng microcystin trong nước (µg/lít)
T7 T8 T9 T10 T11 T12 T1 T2 T3 T4 T5 S4 <0.1 <0.1 <0.1 - <0.1 0.14 <0.1 <0.1 0.1 <0.1 <0.1 S5 <0.1 - <0.1 <0.1 0.1 0.11 <0.1. 0.1 0.14 <0.1 <0.1 S6 <0.1 - <0.1 - 0.2 0.18 - 0.12 <0.1 <0.1 <0.1 S7 (A) <0.1 - <0.1 <0.1 0.14 0.19 0.12 0.11 0.1 0.1 <0.1 S7 (B) - <0.1 <0.1 <0.1 0.1 0.12 <0.1 <0.1 0.13 <0.1 S7 (C) - - <0.1 0.1 0.1 0.12 - <0.1 0.1 0.12 Ghi chú: -: không phát hiện T: tháng Theo tiêu chuẩn của tổ chức y tế thế giới (WHO) hàm lượng microcystin trong nguồn nước không được vượt quá 1µg/l [133]. Độc tố microcystin do các giống Microcystis, Anabaena, Planktothrix (Oscillatoria), Nostoc, Hapalosiphon,
Anabaenopsis tao ra [57]. Về sự hiện diện của microcystin trong môi trường tự
nhiên liên quan đến chi Microcystis, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng 80-90% những mẫu mà có các loài Microcystis chiếm ưu thế thì chứa microcystin. Hàm lượng microcystin trong các hoa nước VKL có mối liên quan chặt chẽđến sinh khối của các loài Microcystis hơn là đến tổng sinh khối của VKL [105]. Điều đó cho thấy rằng, sinh khối VKL cao không đồng nghĩa với việc microcystin có trong nước [96], bởi vì có nhiều giống VKL tạo ra microcystin và một số lớn các loài có cả
Ở hồ Trị An, nghiên cứu của Hồ Thị Thu Hoài (2007) cho thấy rằng một số
chủng của bốn loài Microcystis lấy từ hồ Trị An có tạo ra microcystin trong nuôi cấy là Microcystis aeruginosa, M. botrys, M. panniformis và M. wesenbergii với hàm lượng khác nhau ở các ngưỡng pH khác nhau [17], điều đó một lần nữa khẳng
định rằng sinh khối của Microcystis cao không đồng nghĩa với microcystin được tạo ra nhiều.
Trong nghiên cứu này, hàm lượng microcystin ở tháng 12 (năm 2004) cao hơn so với các tháng còn lại, trong khi mật độ của các loài Microcystis spp. ở tháng này lại thấp. Điều này cần được nghiên cứu thêm để làm sáng tỏ.
3.2 Quần xã VKL phiêu sinh tại sông La Ngà 3.2.1 Cấu trúc thành phần loài
Qua phân tích các mẫu phiêu sinh thực vật đã xác định được 112 taxa VKL, trong đó bộ Oscillatoriales với 83 taxa, 27 taxa thuộc bộ Chroococcales và 2 taxa thuộc bộ Nostocales (bảng 3.2).
Bảng 3.2: Số lượng các taxa VKL phiêu sinh ở sông La Ngà
Bộ Số họ Số chi Số taxa Phần trăm taxa
Chroococcales 3 7 27 24,1