- Sử dụng chỉ số đa dạng của Shannon và Weiver H’
Bảng 2 : Chỉ tiêu H’ đánh giá sự đa dạng sinh học
(theo Dương Trí Dũng 2001)[4]
Chỉ số H’ Mức độ đa dạng sinh học H’ > 3 Tốt và ất tốt
3> H’>1 Khá 1> H’ Kém
Bảng 3: Chỉ tiêu H’ cho ô nhiễm môi trường nước học (theo Dương Trí Dũng 2001)[4] Chỉ số H’ Tình trạng ô nhiễm H<1 Rất nhiễm bẩn 1<H<2 Nhiễm bẩn vừa mức α 2<H<3 Nhiễm bẩn vừa mức β 3<H<4,5 Nhiễm bẩn nhẹ 4,5<H<6 Không bị ô nhiễm
- Sử dụng chỉ số phong phú loài Magalef (D)
Bảng4 : Chỉ tiêu D đánh giá sự đa dạng sinh học
(theo Dương Trí Dũng 2001)[4] Chỉ số H’ Mức độ đa dạng sinh học D > 3,5 Rất tốt 3,5> D>2,5 Tốt 2,5>D>1,5 Khá 1,5>D>0,5 Trung bình 0,5> H’ Kém
Bảng 5: Chỉ tiêu D đánh giá ô nhiễm môi trường nước học
(theo Dương Trí Dũng 2001)[4] Chỉ số D Tình trạng ô nhiễm 1>D Rất nhiễm bẩn 2>D>1 Nhiễm bẩn vừa mức α 3>D>2 Nhiễm bẩn vừa mức β D>3 Không bị ô nhiễm
- Sử dụng excel để tính toán 2 chỉ số H’ và d
2.3.5. Phương pháp phân tích mẫu nước
Mẫu nước được phân tích các chỉ tiêu thủy lý, hóa bao gồm: COD, NH+
4, NO3-, PO3-
4, BOD5.
COD, BOD5 được phân tích bằng phương pháp chuẩn độ tại phòng thí nghiệm Sinh thái học và Sinh học Môi trường, Khoa sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
Nồng độ NH+
4 trong nước được xác định bằng bộ kiểm tra hàm lượng Amoni (Sera NH4/ NH3 test kit) của Đức.
Nồng độ PO3-
4 trong nước được xác định bằng bộ kiểm tra hàm lượng Photphat (Sera PO3-
4 test kit) của Đức.
Nồng độ NO3- trong nước được xác định bằng bộ kiểm tra hàm lượng Nirate (NO3- test kit) của Đức.
2.3.6. Phương pháp nuôi trồng cây thủy sinh trong phòng thí nghiệm.
Chúng tôi lấy mẫu nước ở khu vực Hồ Tây tại điểm cống Trúc Bạch vào bình thủy tinh với dung tích là 3 lít nước để nuôi trồng: thủy trúc, bèo tây, bèo hoa dâu, rau ngổ, rau muống. Sau 7 ngày tiến hành đo các chỉ số thủy lý, hóa. Sau 1 tháng tiến hành phân tích chỉ số kim loại nặng trong nước. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần.
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
3.1. Kết quả điều tra hiện trạng thành phần loài sinh vật ở Hồ tây 3.1.1. Kết quả điều tra về thành phần loài thực vật nổi
Điều tra của chúng tôi về TVN (Phytoplankton): trong 2 đợt khảo sát tại hồ vừa qua đã phát hiện được 68 loài tảo thuộc 4 ngành, trong đó tảo lam (Cyanophyta) có 14 loài gồm: 4 loài họ Chroococcaceae, 8 loài họ Oscillatoriaceae, 2 loài họ Nostocaceae; và 54 loài tảo thuộc 3 ngành tảo Silic (Bacillariophyta), tảo lục (Chlorophyta) và tảo mắt (Euglenophyta). Trong đó, tảo Silic có 21 loài gồm: 4 loài họ Melosiraceae, 1 loài họ Achnanthaceae, 2 loài họ Fragillariaceae, 8 loài họ Naviculaceae, 3 loài họ Nitzschiaceae, 2 loài họ Surirellaceae, 1 loài họ Tabelariaceae; tảo lục có 23 loài gồm: 1 loài họ Chloro chytriaceae, 4 loài họ Hydrodictiaceae, 7 loài họ Scenedesmaceae, 3 loài họ Desmidisceae, 1 loài họ Oocystaceae, 4 loài họ Coelastraceae, 1 loài họ Ulotricaceae, 1 loài họ Ankistrodesmaceae; tảo mắt có 10 loài thuộc họ Euglenophyta (số liệu khảo sát thực tế tại hồ Tây tháng 3/2013). Thành phần và số lượng từng loài được trình bày ở phần phụ lục1.
Hình 4: Tỷ lệ phần trăm thành phần ngành tảo ở Hồ Tây
Theo nghiên cứu trước đây năm 2002 thực vật nổi có 112 loài với 5 ngành trong đó 18 loài tảo silic chiếm (16%), 71 loài tảo lục chiếm (63,4%), 12 tảo lam chiếm (10,7%), tảo mắt 7 loài (6,25%) và tảo giáp 4 loài (3,6%). [14]
Theo kết quả nghiên cứu của Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật năm 2011 thực vật nổi có 72 loài với 5 ngành trong đó ngành tảo lam 15 loài chiếm (20,83%), tảo lục 19 loài (26,38), tảo silic 21 loài chiếm (29,2%), tảo mắt 14 loài chiếm (19,44%) và ngành tảo giáp 3 loài chiếm (8,3%).[25]
Tại thời điểm khảo sát của chúng tôi tảo giáp không thấy xuất hiện, tảo mắt, tảo lam thường chỉ thị cho những thủy vực nước giàu chất dinh dưỡng . Hình 4 cho thấy thành phần các loài thực vật nổi ở Hồ Tây phong phú ở mức độ trung bình, ngành tảo lục có số lượng loài nhiều nhất (23 loài, chiếm 34%), tiếp đến ngành tảo silic (21 loài, chiếm 30%), tảo lam chiếm 20% và tảo mắt chiếm 15 %. So với nghiên cứu năm 2002 của Đặng Ngọc Thanh [14] và nguyên cứu năm 2011 của Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật [25] cho thấy Thành phần phần trăm thành phần loài của ngành tảo mắt và tảo lam tăng nhưng của tảo silic lại giảm, chứng tỏ chất lượng nước đã thay đổi theo chiều hướng giàu dinh dưỡng. Tuy nhiên, tỉ lệ phần trăm thành phần loài thì tảo lục vẫn chiếm ưu thế với 34% chứng tỏ Hồ Tây vẫn chưa bị ô nhiễm nặng. Qua đây cho thấy cấu trúc thành phần loài động vật nổi của Hồ Tây có sự thay đổi so với trước đây theo hướng xuất hiện nhiều loài thích nghi với điều kiện nước ô nhiễm hữu cơ.
Theo kết quả nghiên cứu năm 1960-1970, mật độ thực vật nổi Hồ Tây rất lớn có thể đạt từ 3 triệu đến 200 triệu tế bào/lít, trong đó tảo lam chiếm 60-90% mật độ tảo. Năm 1996, theo tác giả Dương Đức Tiến, hiện tượng nở hoa thực vật nổi xảy ra ở Hồ Tây với mật độ tảo lên tới 249 triệu tế bào/lít [15].
Theo kết quả nghiên cứu năm 2011 của Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật mật độ thực vật nổi Hồ Tây cũng đạt kết quả rất lớn dao động theo mùa từ 94 triệu đến 104 triệu tế bào/lít. Trong đó tảo lam chiếm 61% mật độ tảo.[25]
có mật độ nhiều nhất chiếm khoảng 60% mật độ tảo trong hồ, rồi đến tảo lục, tảo mắt có số lượng ít nhất (kết quả ở phụ lục 1). Điều đó thể hiện nước Hồ Tây đã có dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ, nhưng mức độ chưa cao. So với những kết quả điều tra từ những năm 1996 của Dương Đức Tiến [15] và kết quả nghiên cứu của Viện sinh Thái và Tài nguyên Sinh vật năm 2011 [25] thì mật độ thực vật nổi giảm đáng kể. Có lẽ dịp lấy mẫu của chúng tôi không vào thời điểm tảo nở hoa và cũng nhiều khả năng trong những năm gần đây, công ty môi trường đô thị đã tích cực dọn sạch lòng hồ, vớt rác bẩn rong rêu và cả thực vật nổi hàng ngày, nên mật độ thực vật nổi giảm hẳn.
3.1.2. Kết quả điều tra về thành phần loài động vật nổi
Điều tra của chúng tôi về ĐVN (Zooplankton) ở hồ Tây hiện nay có 50 loài: 14 loài thuộc lớp Giáp xác chân chèo (Copepoda) gồm: 3 loài họ Diaptomidae, 7 loài họ Cyclopidae, 2 loài họ Pseudodiaptomidae, 2 loài họ Centropagidae; 22 loài thuộc lớp Giáp xác râu ngành (Cladocera) gồm: 2 loài họ Bosminidae, 4 loài họ Sididae, 2 loài họ Macrothricidae, 5 loài họ Daphniidae, 9 loài họ Chydoridae; 13 loài thuộc nhóm trùng bánh xe (Rotatoria) gồm: 1 loài họ Philodinidae, 1 loài họ Asplanchnidae, 1 loài họ Conochilidae, 9 loài họ Brachionidae, 1 loài họ Lecanidae; và 1 loài thuộc phân lớp có vỏ (Ostracoda). Trong đó, nhóm trùng bánh xe Rotatoria phong phú về thành phần loài chứng tỏ Hồ Tây đang có xu hướng ô nhiễm hữu cơ. Thành phần và số lượng từng loài được trình bày ở phần phụ lục 2.
Hình 5 cho thấy giáp xác râu ngành có số loài lớn nhất chiếm (44%), sau đó đến lớp giáp xác chân chèo (28%), lớp trùng bánh xe (26%) và ít nhất là nhóm hai lớp vỏ chỉ chiếm 2%. Kết quả này cũng phù hợp với đặc điểm một hồ kín với chế độ thủy văn khá ổn định như Hồ Tây. Kết quả cho thấy động vật nổi ở Hồ Tây kém đa dạng về thành phần loài. Hầu hết là những loài thích nghi với môi trường giàu muối hữu cơ, thường xuất hiện ở các thủy vực bị nhiễm bẩn. Việc xuất hiện trùng bánh xe Rotatoria với số lượng lớn cùng một số loài trong nhóm Copepoda, Cladocera thường là các nhóm loài ưu thế trong môi trường giàu dinh dưỡng đã phần nào thể hiện mức độ phú dưỡng của Hồ Tây.
Từ số liệu thu được theo các đợt khảo sát, nhìn chung mật độ động vật nổi dao động không lớn và ở mức vừa phải. Mật độ động vật nổi cao nhất vào khoảng 3000 con/m3
, trung bình đạt 2500 con/m3
và thấp nhất là 2100 con/m3. Trong cấu trúc thành phần loài ưu thế về mật độ thuộc về nhóm Copepoda, tiếp đến là Cladocera và Rotatoria, nhóm Ostracoda có mật độ thấp với tỷ lệ không đáng kể. Trong thành phần các nhóm động vật nổi Hồ Tây có sự phát triển rất mạnh của các nhóm ăn lọc hữu cơ trong nhóm Trùng bánh xe đã làm cho mật độ chung của nhóm động vật nổi tăng lên rất cao. Trong khi đó tổng số loài trong thủy vực lại không lớn, vì vậy tính đa dạng về thành phần loài của động vật nổi ở Hồ Tây là thấp. Đặc điểm này thể hiện tình trạng phú dưỡng ở Hồ Tây, vì quần xã thủy sinh vật của hồ có sự phát triển mạnh về số lượng của một số nhóm loài ưu thế thích nghi với môi trường phú dưỡng.
3.1.3. Kết quả điều tra về thành phần loài động vật đáy
Theo số liệu khảo sát thực tế tại Hồ Tây cuối năm 2012 và đầu năm 2013, ĐVĐ Zoobenthos ở Hồ Tây hiện có 48 loài trong đó: giáp xác Crustacea có 4 loài thuộc họ Atyidae; thân mềm Mollusca có 10 loài gồm: 3 loài họ Corbiculidae, 5 loài thuộc họ Unionidae, 1 loài họ Mytilidae, 1 loài họ Ablemidae; lớp giun ít tơ Oligochaeta có 25 loài gồm: 6 loài họ
Tubificidae, 2 loài họ Aeolosomatidae, 13 loài họ Naididae, 2 loài họ Hirudinidae, 2 loài họ Glossiphoniidae; lớp chân bụng có 9 loài gồm: 2 loài họ Lymnaiedae, 1loài họ Bithyniidae, 3 loài họ Thiaridae và 3 loài họ Viviparidae. Thành phần và số lượng loài được trình bày ở phục lục 3.
Hình 6: Tỷ lệ phần trăm thành phần loài, họ, bộ động vật đáy ở Hồ Tây
Hình 6 cho thấy: số lượng loài của nhóm giun ít tơ là nhiều nhất chiếm (52%), sau đó đến chân bụng (chiếm 18,9%), thân mềm chiếm (20,8%) và ít nhất là giáp xác chỉ chiếm 8,3%. Đặc biệt, trong thành phần động vật đáy, theo nghiên cứu của Nguyễn Xuân Quýnh năm 1996 [13]nhóm ốc chiếm trên 80% sinh khối chung . Nhưng qua nghiên cứu của chúng tôi cho thấy nhóm ốc hiện chỉ còn với một số lượng rất ít giun ít tơ Oligochaeta chiếm ưu thế về số lượng của hồ. Nhóm giun ít tơ Oligochaeta thường chỉ thị cho môi trường bị ô nhiễm hữu cơ, đồng thời ốc Viviparidae lại chị cho môi trường nước sạch. Từ kết quả điều tra của chúng tôi cho thấy Hồ Tây đang bị ô nhiễm hữu cơ và cấu trúc thành phần loài động vật đáy đã bị thay đổi so theo chiều hướng xuất hiện nhiều loài thích nghi với điều kiện ô nhiễm của hồ.
Theo các kết quả nghiên cứu về Hồ Tây đã được thực hiện trước đây của Nguyễn Xuân Quýnh năm 1996 [13], Hồ Thanh Hải năm 2001[7], thành phần loài thủy sinh vật hồ tương đối đồng nhất chủ yếu là các loài nội tại, ít có các loài ngoại lai thích ứng với điều kiện nước đứng, nhiều ánh sáng và oxy hòa tan. Tuy nhiên kết quả nghiên cứu mới đây cho thấy có sự thay đổi, cụ thể là các loài động vật đáy thích ứng với điều kiện ánh sáng và ô xy hòa
tan chỉ chủ yếu phân bố ở vùng nước nông ven bờ. Vùng giữa hồ và đáy hồ chỉ thấy ấu trùng muỗi và giun ít tơ là những loài thích nghi với điều kiện ít oxy và ánh sáng. Qua đó cho thấy, những thay đổi về môi trường sống đã dẫn đến thay đổi trong phân bố của các loài cũng như cấu trúc của quần xã động vật đáy trong Hồ Tây.
Hiện nay một số loài động vật đáy sống trong Hồ Tây không phải là những loài nội tại của hồ mà là loài ngoại lai như ốc bươu vàng, một số loài trai, ốc được thả vào hồ làm thức ăn cho cá hay động vật phóng sinh hàng năm. Như vậy, thành phần và số loài động vật đáy hiện tại biến đổi nhiều so với năm 1996 của Nguyễn Xuân Quýnh [13]. Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự khách biệt về thành phần loài giữa vùng ven bờ và vùng giữa hồ, đáy hồ. Tại vùng ven bờ, mực nước thấp và có nhiều giá thể bám như cọc, đá và các cây thủy sinh (bèo, sen), thường xuất hiện nhiều loài động vật thân mềm như trai, trùng trục, hến, ốc và một số giáp xác như cua . Vùng giữa hồ và đáy hồ hầu như chỉ thấy các loài giun ít tơ và ấu trùng muỗi lắc.
Nhìn chung, số lượng loài thu được tại mỗi điểm thu mẫu là rất thấp, không có sự khác biệt về số lượng loài giữa các điểm thu mẫu, giữa các điểm gần cống thải và các điểm thu mẫu khác cũng như giữa các tháng thu mẫu. Tại các cống thải của hồ, nơi chất lượng nước bị ô nhiễm rất nặng và nền đáy chủ yếu là rác thải mới, động vật đáy thường không xuất hiện nên phải tiến hành thu mẫu cách cống thải ít nhất 20m. Điều này cũng giải thích tính đồng đều về số lượng loài cũng như thành phần loài giữa các điểm thu mẫu định lượng trong hồ.
Theo số liệu khảo sát năm 1960 – 1961 mật độ động vật đáy dao động khoảng 640 – 3149 con/m2 và sinh khối dao động trong khoảng 2174 – 9244 g/m2. Theo kết quả nghiên cứu năm 1982 (Nguyễn Xuân Quýnh (1996) [13] cho thấy sinh khối động vật đáy 12,8g/ m2 và mật độ 955 con/m2.
Theo nghiên cứu gần đây nhất năm 2011của Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật mật độ ĐVĐ Hồ Tây dao động trong khoảng 74 – 4358 cá thể/ m2, trung bình là 1646 cá thể/ m2. Sinh khối ĐVĐ Hồ Tây dao động
trong khoảng 1,2 -96,3 g/m2, trung bình là 18,7 g/m2 [25]. Qua khảo sát của đề tài chúng tôi mật độ động vật đáy dao động trong khoảng 120- 200 cá thể/m2 , trung bình là 160 cá thể/m2. Giun ít tơ (55,21%) và ấu trùng muỗi (44,76%) là những loài chiếm ưu thế gần như tuyệt đối về mật độ, các nhóm khác như ốc có mật độ thấp hơn nhiều (0,03%). Có sự biến động về động vật đáy tại các điểm thu mẫu và giữa các tháng thu mẫu nhưng không lớn. Nhìn chung động vật đáy có xu hướng tăng từ tháng 4 đến tháng 11, tăng theo thời gian từ mùa mưa đến mùa khô.
Sinh khối động vật đáy của Hồ Tây dao động trong khoảng từ 37– 70g/m2, trung bình là 52g/m2. Nhìn chung sự biến động về mật độ động vật đáy tại các điểm thu mẫu và các tháng thu mẫu là không lớn. Chiếm ưu thế lớn về sinh khối là 2 nhóm ấu trùng muỗi lắc (61%) và giun ít tơ (35%), nhóm thân mềm bao gồm một số loài trai, trùng trục, ốc có sinh khối thấp hơn rất nhiều (4%).. Như vậy nếu so với các năm 1960 – 1961 thì thành phần động vật đáy Hồ Tây đã giảm đi rất nhiều cả về mật độ và sinh khối.
3.1.4.Kết quả điều tra khu hệ cá
Khu hệ cá Hồ Tây trước đây chịu ảnh hưởng của khu hệ cá sông Hồng. Theo GS. Mai Đình Yên (1999) [21], số loài cá có mặt ở Hồ Tây đều có thể gặp ở Sông Hồng là 27 loài chiếm 75%. Một số loài cá có thể khẳng định chắc chắn là di nhập từ sông Hồng vào là cá lành canh, cá chạch sông, cá vền, cá nhàng, vì những loài cá này không có mặt trong hồ. Nhưng những loài cá tự nhiên có những nét đặc trưng theo từng điều kiện sinh thái thích ứng. Có 3 nhóm cá thích ứng sinh thái chính:
- nhóm cá tầng đáy hồ như cá trê thuộc họ cá trê, lươn thuộc họ mang liền sông ớ đáy bùn.
- Nhóm cá tầng đáy và giữa thường là các loài cá diếc, cá dầu.
- Nhóm cá tầng mặt thường là các loài cá ăn thực vật như cá mè, cá mương.
mặt như cá diếc... song hầu hết các loài cá Hồ Tây khó tập trung thành đàn vì hồ luôn bị khuấy động. Chỉ ở những khu vực tương đối yên tĩnh, đáy hồ tương đối bằng phẳng như chùa Trấn Quốc đôi khi còn gặp đàn cá mè, cá