2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu, mẫu vật
Thiết kế hệ thống điểm điều tra thu mẫu:
Hệ thống điểm điều tra và thu mẫu hải miên đƣợc thiết kế đại diện cho cả vùng rạn san hô và vùng ven đảo. Để đảm bảo thu thập mẫu vật và đánh giá nguồn lợi hải miên đƣợc chính xác, hệ thống điểm điều tra thu mẫu đƣợc thiết kế theo:
- Điều tra theo mặt rộng: Đánh giá phạm vi phân bố theo mặt rộng và mức độ đa dạng thành phần loài của vùng điều tra ở các mức thủy triều (triều cao, triều giữa, triều thấp và dƣới triều). Việc xác định giới hạn vùng triều dựa vào lịch thuỷ triều năm 2013 và 2014 theo từng địa điểm nghiên cứu.
- Điều tra theo mặt cắt: Đánh giá thành phần loài, phân bố, sinh lƣợng, trữ lƣợng... theo các dây mặt cắt. Trên mỗi trạm khảo sát tiến hành đánh giá độ phủ hải miên bằng khung định lƣợng có diện tích 1 m2 (kích thƣớc 01x01m) tại 04 vị trí khác nhau (ở các điểm 0 m; 25 m; 50 m; 75 m) của dây mặt cắt đó. Tọa độ, vị trí các mặt cắt tại mỗi khu vực khảo sát đƣợc xác định bằng máy định vị vệ tinh GPS và cố định đảm bảo tính lặp lại theo không gian và thời gian trong suốt quá trình nghiên cứu của đề tài.
Phƣơng pháp khảo sát, thu mẫu
Thu mẫu hải miên vùng dƣới triều dựa theo tài liệu hƣớng dẫn của English, Wilkinson & Baker [14] bằng lặn có khí tài SCUBA kết hợp với sử dụng khung định lƣợng. Mặt cắt khảo sát đƣợc dải song song với đới bờ, đảm bảo duy trì trên đới độ sâu ổn định.
+ Thu mẫu định lƣợng: Dọc mỗi mặt cắt 100 m đặt cố định 4 khung đi ̣nh lƣơ ̣ng có diện tích 1m2
(tại các điểm 0 m; 25 m; 50 m; 75 m). Toàn bộ mẫu hải miên nằm trong ô đi ̣nh lƣơ ̣ng đƣơ ̣c thu đầy đủ các thông tin: thành phần loài , số lƣợng, khối
25
lƣơ ̣ng tập đoàn, độ phủ, kích thƣớc tập đoàn, tất cả các mẫu thu đều đƣợc gắn mã loài. Bên ca ̣nh đó , hình ảnh mỗi ô định lƣợng đƣợc chụp lại phục vụ nghiên cứu định loại và định lƣợng sau này (hình 2.3).
+ Thu mẫu độ phủ hải miên và hợp phần đáy: Tại mỗi ô định lƣợng trên trạm nghiên cứu, tiến hành thu 10 chỉ tiêu hợp phần đáy bao gồm: (San hô sống, san hô chết, san hô mềm, vụn san hô, cát, đá, rong, hải miên, bùn, các loại đáy khác).
+ Thu mẫu định tính: Thu mẫu đa dạng thành phần loài hải miên đƣợc thực hiện dọc theo dây mặt cắt và mở rộng sang hai bên dây mặt cắt để đánh giá tối đa mức độ đa dạng thành phần loài.
+ Các mẫu vật hải miên đƣợc thu trực tiếp dƣới nƣớc trong quá trình khảo sát, mẫu đƣợc thu vào trong lọ nhựa (gắn mã ký hiệu loài) có chứa nƣớc biển để làm thay đổi ít nhất về hình thái và màu sắc của mẫu vật. Mẫu hải miên sau đó đƣợc chụp ảnh, bỏ nƣớc biển và đƣợc cố định bằng dung dịch cồn 90% và đƣa về phân tích xác định loài tại phòng thí nghiệm.
26 Phƣơng pháp xác định diện tích phân bố
Diện tích rạn san hô đƣợc xác định bằng phƣơng pháp kéo Manta-tow theo quy trình hƣớng dẫn của Kenchington và kết hợp dùng máy định vị vệ tinh GPS để ghi tọa độ trong quá trình khảo sát. Đƣờng kéo Manta tow dọc theo vùng chân rạn để thu thập số liệu các điểm toạ độ chân rạn san hô bằng máy định vị vệ tinh GPS. Các điểm tọa độ đƣợc ghi nhận ngoài thực địa trên máy GPS sẽ đƣợc nhập vào bản đồ nền số hóa MapInfor tại các khu vực nghiên cứu, sử dụng các trình tiện ích của phần mềm MapInfor 10.0 để ƣớc tính diện tích rạn san hô cũng nhƣ các vùng sinh thái khác đến độ sâu 20m nƣớc. Ngoài ra, các điểm bấm GPS đƣợc kiểm chứng đo đạc ngoài thực địa nhằm giảm thiểu sai số trong quá trình tính toán.
2.4.2. Phương pháp phân tích mẫu và xử lý số liệu
2.4.2.1. Phân tích và xử lý số liệu
Phƣơng pháp phân loại loài
Ngoài hiện trường: Phân loại những loài hải miên bằng phƣơng pháp hình thái so sánh (hình thái ngoài), theo mô tả của Hooper và Rope [22]. Các kết quả nghiên cứu ngoài hiện trƣờng đƣợc kiểm tra và phân tích lại dựa trên ảnh chụp và quay phim trực tiếp dƣới nƣớc chi tiết và ghi chép các thông tin cần thiết nhƣ đặc tính phân bố, tập tính sinh thái, đặc điểm bề mặt mẫu, màu sắc mẫu… để phục vụ cho việc định loại chính xác hơn. Tuy nhiên, nhiều mẫu hải miên có thể bị biến đổi về màu sắc và hình thái sau khi lựa chọn, bảo quản và định loại, cho nên việc sử dụng hình ảnh màu và phân loại ngay khi mẫu còn tƣơi sẽ cho kết quả chính xác hơn.
Trong phòng thí nghiệm: Quá trình cắt lát mô hải miên thƣờng phức tạp hơn, có sử dụng các thiết bị vi phẫu, kĩ thuật cắt lát, và thực hiện theo đúng quy trình của Hooper và Rope [22]. Kĩ thuật cụ thể đƣợc mô tả nhƣ sau:
Làm sạch mẫu, cắt lát: Mẫu cố định trong dung dịch cồn đƣợc lấy ra, rửa sạch bằng hoạt chất làm sạch nhƣ phenol-xylene, sử dung dao cắt vi phẫu cắt lát bằng tay. Lát cắt có thể dày từ 50 - 100 μm. Lát cắt đƣợc đặt trong dung dịch hỗn hợp giữa Phenol và Xylen để làm sạch. Sau khi làm sạch, các lát cắt này đƣợc đặt giữa hai lam kính và đƣợc ép cố định khoảng 2h.
27
Cắt lát mẫu hải miên Mẫu đƣợc cố định trên lam kính
Hình 2. 4. Cắt lát mẫu và cố định mẫu trên lam kính
Cố định mẫu trên lam kính : Các lam kính gắn mẫu cắt lát hải miên đƣợc khử mất nƣớc ở buồng sấy ổn nhiệt 600C, thời gian khoảng 4h. Sau đó mẫu đƣợc cố định ở giữa hai lam kính bằng hỗn hợp polymer, tiếp tục đƣợc sấy trong tủ ổn nhiệt ở nhiệt độ 600C khoảng 12h. Kiểm tra các mẫu đã polymer hóa đóng cứng là có thể sử dụng cho việc phân loại qua kính hiển vi. Đối với các loài hải miên có gai, các lát cắt có độ dày từ 50μm trở lên để tránh bị vỡ cấu trúc xƣơng, còn đối với các loài không có gai, lát cắt có thể mỏng hơn.
Dụng cụ ép mẫu Tủ sấy mẫu
28
Soi và phân loại mẫu: Sử dụng kính hiển vi có các độ phóng đại 100 lần, 400 lần và 1000 lần để xác định thành phần loài hải miên dựa vào các đặc điểm hình thái vi xƣơng và cấu trúc vi xƣơng của từng loài hoặc nhóm loài theo tài liệu phân loại [22]
Hình 2. 6. Soi ảnh vi xƣơng và phân loại hải miên
2.4.2.2. Phương pháp xử lý số liệu
Đánh giá chỉ số tƣơng đồng: Sử dụng công thức Sorenxen (S) của Magurran A. E. (1988) để đánh giá mức độ tƣơng đồng loài giữa các khu vực nghiên cứu.
2C S =
A + B (1)
Trong đó: S: Hệ số tƣơng đồng.
C: Số loài giống nhau giữa hai khu vực khảo sát. A: Số loài ghi nhận đƣợc ở khu vực a.
B: Số loài ghi nhận đƣợc ở khu vực b.
S có giá trị từ 0 đến 1, S càng gần 1 thì chỉ số tƣơng đồng loài giữa hai khu vực nghiên cứu càng cao.
Đánh giá sinh lƣợng tức thời cho một số nhóm loài hải miên ƣu thế: Dựa theo tài liệu của Michael King (1995).
1 2 n
b + b +... + b b =
29
Trong đó: b: Sinh lƣợng trung bình (kg/m2)
b1, b2, ..., bn: Sinh lƣợng ở mỗi điểm thu mẫu 1, 2, ..., n (kg/m2 ) Đánh giá trữ lƣợng tức thời cho một số nhóm loài hải miên ƣu thế:
W= b x s (3)
Trong đó: W: Trữ lƣợng tƣơi tức thời hải miên (kg)
b: Sinh lƣợng (thể tích, khối lƣợng) trung bình (kg/m2 ) S: Diện tích phân bố hải miên (m2
)
Khối lƣợng cá thể (Wi ) của loài i: Đƣợc cân trực tiếp mẫu tƣơi. Các công cụ và phần mềm sử dụng:
- Sử dụng phần mềm ứng dụng “Excel-Office 2010” phân tích các kết quả nghiên cứu, vẽ các biểu đồ, đồ thị nhằm thể hiện rõ kết quả nghiên cứu.
- Xây dựng bản đồ các dữ liệu thu thập đƣợc với sự trợ giúp của phần mềm “Map-Infor Professional 7.5”.
- Tính chỉ số Bray-Curtis sử dụng phần mềm Primer V.6 của hãng Primer - ETM LTD, UK để xử lý số liệu.
30
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiện trạng đa dạng thành phần loài
3.1.1. Đa dạng thành phần loài
Kết quả phân tích số liệu từ 02 chuyến điều tra tháng 5/2013 và 10/2014 tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ đã xác định đƣợc tổng cộng 115 loài hải miên. Tất cả đều thuộc lớp hải miên thân lỗ mềm Demospongiae (chiếm 100% tổng số loài), lớp Calcarea và lớp Hexactinellida không có loài nào đƣợc ghi nhận (hình 3.1)
31
Hình 3. 2. Số lƣợng bộ, họ, giống, loài giữa các lớp hải miên ven biển đảo Cồn Cỏ
Trong tổng số 115 loài hải miên thuộc lớp hải miên mềm Demospongiae có thành phần loài phân bố trong 19 bộ, 38 họ, 66 giống (hình 3.2). Nhƣ vậy, thành phần loài hải miên vùng biển ven đảo Cồn Cỏ tƣơng đối đa dạng và 100% số lƣợng loài thuộc lớp hải miên mềm thuộc lớp Demospongiae. Đây là lớp hải miên chiếm số lƣợng lớn thành phần loài trên thế giới. Xét theo mức độ phạm vi nhỏ nhƣ ở đảo Cồn Cỏ có thể thấy, kết quả này cũng tƣơng đối phù hợp theo kết quả nghiên cứu của Fieseler [18], lớp hải miên mềm Demospongiae có đa dạng thành phần loài cao nhất với số loài chiếm 85% tổng số các loài trong ngành thân lỗ và tác giả Hooper [22] đã đƣa ra danh mục thành phần loài hải miên bắt gặp ở vùng biển Việt Nam là 161 loài, trong đó 153 loài (chiếm 95%) thuộc lớp Desmosponge.
Trong tổng số 19 bộ hải miên đã xác định, bộ Haplosclerida có số loài nhiều nhất với 36 loài (chiếm 31,30% tổng số loài), tiếp đến là bộ hải miên Poecilosclerida có 22 loài (chiếm 19,13%). Bộ hải miên Tetractinellida có số lƣợng loài đứng thứ 3 là 9 loài (chiếm 7,83%). Ba bộ có số lƣợng loài bằng nhau là bộ Axinellida, bộ Dictyoceratida và bộ Suberitida đều có 08 loài (chiến 6,96%). Bộ Hadromerida có 6 loài (chiếm 5,22%). Tổng 12 bộ còn lại có số lƣợng từ 1 đến 3 loài (chiến từ 0,87 đến 2,61 % tổng số loài xuất hiện tại đảo). Số loài hải miên giữa các bộ đƣợc thể hiện ở hình 3.3.
32
Hình 3. 3. Số loài hải miên giữa các bộ tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ
Trong tổng số 38 họ hải miên đƣợc xác định, họ hải miên Chalinidae có số loài đƣợc xác định nhiều nhất với 23 loài (chiếm 20% số loài), thứ hai là 5 họ có số lƣợng loài bằng nhau là các họ: Ancorinidae, Axinellidae, Halichondriidae, Mycalidae, Tetillidae (đều có 6 loài chiếm 5,22%). Hai họ có số lƣợng 5 loài là họ Petrosiidae và họ Suberitidae (chiếm 4,35%). Các họ còn lại có số lƣợng từ 1 đến 4 loài. Đặc biệt có 16 họ đều có 1 loài chiếm chƣa đƣợc 1% tổng số loài. (hình 3.4 ). Danh mục thành phần loài hải miên tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ đƣợc thể hiện trong phụ lục 1.
33
Hình 3. 4. Thành phần loài hải miên theo họ tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ
3.1.2. Đặc điểm phân loại
3.1.2.1. Hình thái ngoài của một số nhóm loài hải miên thường gặp
Hải miên có hình thái ngoài biến đổi khá đa dạng. Chúng có thể bé bằng hạt gạo nhƣng cũng có những loài có thể đạt tới vài mét chiều dài hoặc vài mét đƣờng kính cơ thể. Một số loài có hình dạng khá cân xứng nhƣng thƣờng thì hải miên không có hình dạng cơ thể nhất định mà chúng phát triển theo hƣớng thẳng đứng, kết thành khối, phát triển theo dạng cành hoặc có cơ thể rất lớn. Màu sắc cơ thể hải miên thƣờng là màu sáng nhƣ xanh, vàng, cam, đỏ và tím (hình 3.5).
34
Cinachyrella australiensis Rhabdastrella globostellata
Neopetrosia sp. Terpios sp.
Hình 3. 5. Hình thái và màu sắc của một số loài hải miên thƣờng gặp
Cấu trúc của hải miên cũng rất đa dạng, một số loài có cấu trúc rất vững chắc tạo nên hình khối lớn nhƣ loài Xestospongia testudinaria, Rhabdastrella globostellata
có thể lớn tới đƣờng kính hàng mét. Về hình thái sống, một số loài có cấu trúc dạng cành cây nhƣ những loài thuộc nhóm Callyspongia sp.. Một số loài có hình thức sống dạng bò bám nhƣ Haliclona cymaeformis.
3.1.2.2. Đăc điểm gai xương và vi xương của một số nhóm loài hải miên thường gặp
Một đặc điểm quan trọng để phân biệt loài hải miên với các loài khác là dựa vào cấu trúc gai xƣơng và vi xƣơng. Một số loài hải miên thuộc lớp Calcarea có cấu trúc xƣơng là bằng canxi. Hầu hết các loài hải miên thuộc lớp Demospongiae đều có
35
cấu trúc gai xƣơng dạng silic. Đây là cấu trúc vững chắc giúp hải miên có thể chị đƣợc áp lực khi sống ở độ sâu. Cấu trúc gai xƣơng vi xƣơng đa dạng thể hiện tính đặc trƣng của loài. Các loại vi xƣơng phổ biển nhƣ dạng Oxea, monaxon, triaxon, stye, strongyle, tylote, mycalostyle, sigma, toxa,.. Với cùng một loại vi xƣơng nhƣng kích thƣớc xƣơng dài ngắn khác nhau cũng cho các loài khác nhau. Đa số các loài thuộc giống Haliclona đều có cấu trúc vi xƣơng là dạng Oxea. Những loài thuộc nhóm này có đủ loại màu sắc nhƣ màu xanh, màu trắng, màu hồng, màu vàng,... dạng cơ thể cũng đa dạng nhƣ dạng bám, dạng phủ, dạng cành,... nhƣng đặc điểm chung của nhóm này là cấu trúc cơ thể không vững chắc, rất dễ dập nát khi va chạm. (hình 3.6, hình 3.7)
36
37
Hình 3. 7. Cấu trúc mạng lƣới gai xƣơng của hải miên thuộc giống Haliclona
Đối với nhóm hải miên giống Rhabdastrella thuộc họ Ancorinidae bao gồm những loài có hình thái và cấu trúc cơ thể to lớn, vững chắc mọc thành từng khối lớn. Cơ thể có nhiều màu sắc nhƣng thƣờng là có màu vàng và có rất nhiều lỗ lớn (hình 3.8)
38
Hình 3. 8. Hình thái ngoài của loài Rhabdastrella globostellata
Đặc điểm cấu trúc gai xƣơng của nhóm này là có các tổ hợp xƣơng to nhọn (Megascleres), các vi xƣơng nhọn hoặc trơn (smooth) nhƣng không có các gai xƣơng riêng biệt. Tổ hợp xƣơng có bao gồm dạng xƣơng nhƣ cái ô với 3 gai nhọn, ngắn và 1 gai dài xuống dƣới (triaenes) xen lẫn tổ hợp xƣơng có cấu trúc xƣơng hình sao nhỏ (asterose microscleres), lớn (Oxyspherasters), cấu trúc xƣơng rõ ràng hƣớng tâm trên bề mặt (radial at the surface) (hình 3.9, hình 3.10)
39
Hình 3. 9. Cấu trúc xƣơng (Skeleton) của nhóm hải miên Ancorinidae
.
40
Với nhóm hải miên Chondrosida thì có tổ hợp xƣơng hình sao (asterose microscleres). Nhóm này đã đƣợc công bố trên thế giới khoảng 50 loài hầu hết thuộc về giống Chondrosia. Họ Chondrillidae không có cấu trúc xƣơng và với bề mặt bên ngoài bóng, nhẵn, màu đen hoặc màu nâu có vỏ dày bằng collagen độ dày 100-300 μm. Kích thƣớc xƣơng hình sao lớn (Oxyspheraster euaster) dao động từ 5 - 50 μm (hình 3.12)
41
Hình 3. 12. Cấu trúc vi xƣơng (Oxyasters) đặc trƣng của nhóm Chrondrilla
Ngoài một số nhóm loài hải miên trên thì còn có rất nhiều nhóm loài hải miên khác nhau phân bố trên vùng biển đảo Cồn Cỏ. Cấu trúc xƣơng đa dạng về hình thái và kích thƣớc. Một số kiểu gai xƣơng khác của hải miên (tham khảo hình 3.13).
42
43
3.1.3. Một số loài hải miên điển hình
Loài Haliclona (Gellius) cymaeformis (Esper, 1794)
- Vị trí phân loại Giới: Động vật Ngành: Porifera Lớp: Desmospongiae Bộ: Haplosclerida Họ: Chalinidae Giống: Haliclona
Loài: Haliclona (Gellius) cymaeformis (Esper, 1794) [42, 43]
- Mô tả đặc điểm loài:
+ Hình thái: Cơ thể mọc dài ra chia thành nhiều nhánh, bám, phủ trên nền đáy + Màu sắc: Xanh (sắc tố diệp lục), đôi khi màu xanh lá cây và màu xanh vàng + Lỗ bề mặt: Có lỗ nhỏ trên các nhánh cành.
+ Bề mặt: Xốp, ráp. + Cảm nhận: xốp, dai
+ Cấu trúc xƣơng: kiểu isodictyal reticulate, có xƣơng nằm rải rác. + Vi xƣơng lớn: xƣơng oxeas 2-4 x 90-140µm