Chƣơng 2 : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là các loài sinh vật trong hệ sinh thái Hồ Tây (Hà Nội). Theo nghiên cứu thì Hồ Tây là hồ có nguồn gốc từ sơng Hồng, cũng như nhiều hồ khác bắt nguồn từ sơng, Hồ Tây hình thành và phát triển qua ba giai đoạn: hình thành (cách đây khoảng 3000 - 2500 năm), phát triển (cách đây khoảng 2000 - 1000 năm) và thối hóa (từ nay trở đi). Trong giai đoạn đầu của sự hình thành, Hồ Tây là một khúc của sơng Hồng, sau đó sơng Hồng chuyển dịng lên phía Đơng Bắc, bỏ lại hồ Tây cổ - một khúc sơng của mình. Khoảng 1000 năm trước đây, người ta tiến hành đắp đê sông Hồng để bảo vệ Hà Nội và do đó đã đẩy Hồ Tây vào thế cơ lập hồn tồn với sông Hồng. Hồ Tây đã nhiều lần được đổi tên như: Dâm Đàm (Sương mù), Lãng Bạc (bến sóng), Xác Cáo, Trâu Vàng... Năm 1573, để tránh tên húy của Vua Lê Thế Tôn (Duy Đàm), hồ được đổi tên là Tây Hồ, sau đó đổi thành Đối Hồ và sau lại là Tây Hồ [12].
Hồ Tây là hồ tự nhiên có diện tích lớn nhất Hà Nội. Hồ Tây khơng chỉ là hồ có hệ động thực vật phong phú mà nó cịn là nơi tập trung nhiều di tích lịch sử, văn hóa truyền thống của Hà Nội. Xung quanh Hồ Tây có 64 di tích lịch sử, trong đó có 21 di tích đã được xếp hạng, ví dụ như đền Quán Thánh, chùa Trấn Quốc, đền Đồng Cổ, phủ Tây Hồ... Từ lâu Hồ Tây đã gắn với các vườn đào, vườn hoa và các làng hoa. Trải qua hàng nghìn năm, mơi trường khí hậu, cảnh quan và các di tích lịch sử, văn hóa của Hồ Tây đã trở thành một tài sản vô giá của Thủ đơ Hà Nội.
Hình 2: Hình ảnh Hồ Tây (Hà Nội) 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
Hình 3: Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại Hồ Tây (Hà Nội)
(theo Lƣu Thị Lan Hƣơng 2009)
1. Điểm lấy mẫu gần công viên nước Hồ Tây (Lạc Long Quân)
2. Điểm lấy mẫu gần cống Xuân La (Trích Sài)
3. Điểm lấy mẫu giữa hồ trên (gần khách sạn Cơng Đồn - Quảng Bá)
4. Điểm lấy mẫu gần Cống Đõ (Thụy Khuê)
5. Điểm lấy mẫu giữa hồ dưới (gần Trích Sài)
6. Điểm lấy mẫu gần cống Trúc Bạch (trên đường Thanh Niên)
7. Điểm lấy mẫu Nghi Tàm - Quảng An
8. Điểm lấy mẫu Ao Và gần khách sạn Thắng Lợi (Yên Phụ)
Thời gian thu mẫu: 2 đợt (tháng 10/2012 và tháng 3/2013).
7 8
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phƣơng pháp kế thừa, thống kê, phân tích, tổng hợp và đánh giá
Kế thừa, thống kê, thu thập các số liệu trong các cơng trình, báo cáo khoa học có liên quan đến ĐDSH, mơi trường-sinh thái hồ Tây của các nhà khoa học trong và ngoài nước. Trên cơ sở những số liệu đó tiến hành phân tích, tổng hợp và đánh giá.
2.3.2. Phƣơng pháp thực nghiệm
Khảo sát, quan trắc và thu thập mẫu vật về các nhóm sinh vật bao gồm: động vật phù du, thực vật phù du, ĐVĐ, khu hệ cá, thực vật ven hồ và các thực vật thủy sinh khác.
Phương pháp lấy mẫu, phân tích và đánh giá chất lượng nước theo tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành (TCVN 5992, 5993-1995; TCVN 5942-1995).
2.3.3. Phƣơng pháp khảo sát thực địa
Tiến hành thu mẫu: nước, sinh vật nổi, sinh vật đáy, cá tại 8 địa điểm nghiên cứu (hình 3).
Các phƣơng pháp thu mẫu sinh vật:
Thu mẫu TVN
Mẫu định tính: Dùng lưới vớt TVN (dạng hình chóp, có đường kính miệng lưới là 30 cm, chiều dài 0,7m và đường kính mắt (lỗ) lưới 25 µm) kéo ngang theo hình số 8 tại điểm thu hoặc dọc theo bờ ao. Mẫu thu được chuyển vào lọ thủy tinh nút mài 125ml, đánh dấu mẫu và bảo quản bằng lugol 1% hay Formaline 2%.
Mẫu định lượng: Lấy nước tại 8 điểm trong hồ, trộn chung 8 mẫu này (trong xô 40L), lọc mẫu qua lưới vớt thực vật nổi TVN rồi cho vào lọ 125 ml. Đánh dấu mẫu (ghi nhãn) và bảo quản bằng lugol 1% hay Formaline 2%. Sau đó chuyển về phịng thí nghiệm, để lắng 24 - 48 giờ, rút bỏ bớt nước trong (hoặc pha loãng).
Tại mỗi điểm thu mẫu động vật nổi, trước khi thu phải chọn vị trí thích hợp sao cho hướng quăng lưới cùng chiều gió, tránh vùng có nhiều rác và nơng. Quăng lưới xa 5m, sau đó kéo nhẹ với vận tốc 0,5m/s (chú ý để miệng lưới ngập trong nước). Sau đó kéo lưới lên, đổ mẫu thu được vào lọ nhựa, cố định mẫu bằng Formalin 4 % rồi mang về phịng thí nghiệm phân tích.
Thu mẫu ĐVĐ kết hợp thu mẫu trầm tích
Thu mẫu định tính: vật được thu bằng Vợt ao (Pond Net) bằng cách sục vợt vào các đám cỏ, cây bụi thủy sinh ven bờ hoặc các đám cây thủy sinh sống nổi trên mặt nước.
Thu mẫu định lượng: vật mẫu được thu bằng gàu Petersen với diện
tích ngoạm bùn là 0,02 m2. Tại mỗi điểm thu mẫu, thu 5 gầu. Dùng rây để
lọc toàn bộ khối lượng bùn, dùng panh thu lấy vật mẫu.
Thu mẫu cá
Sử dụng nhiều loại lưới để thu mẫu. Lựa chọn loại lưới thu mẫu phụ thuộc vào đối tượng cần thu và nơi sống phù hợp cho việc vận hành loại lưới đó. Dọc khu vực bao vùng chuyển tiếp giữa các nơi sống nên sử dụng thêm lưới bén chắn ngang để thu mẫu của các nhóm cá di chuyển giữa các nơi sống. Ghi chép đầy đủ các chi tiết về mẫu vật thu được (vị trí thu mẫu (tọa độ GPS), loại lưới thu mẫu, số lần kéo lưới, thời gian kéo...); Mẫu vật được gói trong túi nhựa PVC và bảo quản trong dung dịch formalin 8%.
Các phƣơng pháp phân tích mẫu:
Phân tích mẫu TVN (Phytoplankton)
Mẫu định tính TVN được quan sát dưới kính hiển vi với pha tương phản và huỳnh quang. Mẫu nước dành cho nghiên cứu định lượng được lắng trong các ống đong hình trụ, qua nhiều giai đoạn trong vòng 48 - 96 giờ sau đó loại bỏ phần nước trên và giữ lại phần mẫu cuối cùng với thể tích 3 - 5 ml, thao tác này cần nhẹ nhàng và phải rất cẩn thận để tránh mất tế bào TVN trong mẫu. Đếm tảo Hai roi bằng cách nhuộm tế bào với calcofluor nồng độ
0,5mg/ml và quan sát đếm số lượng duới kính hiển vi huỳnh quang. Xác định mật độ tế bào theo phương pháp của UNESCO (1978). Sử dụng buồng đếm Sedgewick-Rafter có thể tích 1ml để lắng (3-5 phút) và đếm tế bào. Tính hàm lượng carbon theo phương pháp của UNESSCO 1978.
Tảo silíc: Dựa vào hình dạng tế bào, hình dạng mặt vỏ và sự phân bố của vân trên bề mặt vỏ, kích thước của các trục, sự tạo thành các tập đoàn dạng chuỗi hay dạng khối.
Tảo hai roi: Dựa vào hình dạng tế bào, số lượng và cách sắp xếp của các mảnh vỏ theo công thức vỏ của Kofoid được cải biên bởi Taylor (1996), Steidinger (1997).
Tảo lam: Dựa vào hình dạng cơ thể (đơn bào, tập đồn dạng khối hay dạng sợi), hình dạng tế bào và cấu trúc sợi (đặc biệt là hình dạng tế bào đầu ngọn hay gốc của sợi), vỏ bao sợi, sự phân nhánh của sợi hay vị trí, số lượng các tế bào dị hình (dị nang) trên sợi tảo.
Tảo lục: Dựa vào hình dạng cơ thể (đơn độc, tập đồn), hình dạng tế bào, hình dạng thể màu.
Phân tích mẫu ĐVN (Zooplankton)
Phân tích mẫu định tính:
+ Xác định thành phần lồi bằng kính giải phẫu, kính hiển vi;
+ Rút nước đến thể tích khoảng 100 - 150ml. Đưa toàn bộ mẫu lên các đĩa đếm (10 - 15 đĩa);
+ Xác định đến nhóm trên kính giải phẫu;
+ Chọn các cá thể phát triển đầy đủ nhất đại diện cho từng nhóm để giải phẫu và xác định lồi bằng kính hiển vi;
+ Loại bỏ cặn, rác bẩn trước khi đếm mẫu;
+ Lắc đều mẫu trong thể tích nước nhất định (100 - 150 - 200 - 250ml) tùy theo độ phong phú của mẫu;
từng loài đến lúc số lượng thay đổi khơng đáng kể. Phân tích mẫu định lượng
+ Phương pháp đếm số lượng:
● Nếu số lượng mẫu vật ít phải đếm tồn bộ;
● Nếu mẫu vật quá nhiều đếm tồn bộ những lồi có kích thước lớn; ● Sau đó lấy một thể tích nhất định để đếm các lồi cịn lại;
+ Phương pháp khối lượng:
● Chọn riêng những loài động vật phù du là thức ăn cho cá để cân trọng lượng ẩm; Cân phải có độ nhậy ít nhất là 0,01mg;
● Loại bỏ cặn, rác bẩn trước khi cân mẫu bằng cân điện với độ chính xác 0,0001g;
● Lọc mẫu qua lưới lọc (mắt lưới 315μm); ● Thấm mẫu bằng giấy lọc đến độ ẩm tự nhiên; Cân mẫu
Sinh vật lượng ÐVN được tính theo hai cách:
- Xác định trọng lượng carbon bằng cách đo kích thước từng lồi để tính tốn thể tích và hàm lượng carbon bằng cách sử dụng chương trình cơ sở dữ liệu PlanktonSys (version 1.0, 2003, Bioconsult, DK)
- Xác định số lượng bằng cách đếm mẫu đến lồi dưới kính hiển vi soi nổi. Sinh vật lượng ĐVN được biểu thị bằng số lượng cá thể trên một đơn vị
thể tích (cá thể/m3) và trọng lượng carbon trên một đơn vị thể tích (mg/m3
). Định lượng ĐVN (Zooplankton): Dùng pipet lấy 1ml nước có chứa mẫu ở trong 20ml mẫu cho lên trên buồng đếm Sedgewick Raffter ở độ phóng đại 10X, 40X. Đếm trực tiếp bằng cách di chuyển lamen theo tọa độ từ trên xuống dưới từ trái qua phải.
Trong đó : N0 là số lượng Zooplankton (con/m3) C là Số cá thể đếm được trên buồng đếm V’: số ml nước mẫu còn lại sau khi lọc V’’: Thể tích mẫu nước đã thu
Phân tích mẫu ĐVĐ (Zoobenthos)
Tách mẫu trong phịng thí nghiệm:
+ Sau khi đối chiếu xong, tiến hành tách mẫu để chuẩn bị phân tích; + Mẫu định tính và định lượng được tách riêng.
Mẫu định lượng:
+ Cân mẫu ngâm cồn:
● Dùng cân tiểu ly có độ nhạy 0.01g để cân. Nếu mẫu cịn dùng để tính khối lượng khơ thì phải dùng thống nhất một cân có độ nhạy 0.01mg
● Trước khi cân, mẫu vật phải được đặt trên giấy thấm để hút đi phần nước bề mặt
● Khi cân khối lượng thân mềm không cần phải bỏ vỏ, nhưng cần thấm hết nước hay cồn ở trong vỏ
● Kết quả cân khối lượng mẫu vật phải được ghi vào bảng + Cân khối lượng khô:
● Sau khi đã cân xong khối lượng mẫu ngâm cồn, các lồi hoặc nhóm lồi của từng trạm phải được xử lý để lấy số liệu khối lượng khô;
● Dùng cân tiểu ly có độ nhạy 0,01mg để cân
● Trước khi cân, mẫu phải đem ra khỏi tủ sấy và để nguội trong các bình hút ẩm. Phải cân nhanh từng mẫu, kết quả thu được phải ghi ngay vào bảng ĐVĐ.
Mẫu ĐVĐ sẽ được định loại tại phịng phân tích mẫu. Độ phong phú
của ĐVĐ thể hiện qua mật độ cá thể trên 1 đơn vị diện tích (số cá thể/m2
). Mật độ ĐVĐ trung bình tại mỗi điểm là trung bình cộng mật độ ĐVĐ của ba
xác định bằng cách cân khối lượng ĐVĐ bằng điện Sartorius có độ chính xác 0,01g.
3.2.4. Phƣơng pháp tính chỉ số đa dạng sinh học
- Sử dụng chỉ số đa dạng của Shannon và Weiver H’
Bảng 2 : Chỉ tiêu H’ đánh giá sự đa dạng sinh học
(theo Dƣơng 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 trƣờng nƣớc học (theo Dƣơng Trí Dũng 2001)[4] Chỉ số H’ Tình trạng ơ 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 Dƣơng 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 ơ nhiễm mơi trƣờng nƣớc học (theo Dƣơng Trí Dũng 2001)[4] Chỉ số D Tình trạng ơ 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 tốn 2 chỉ số H’ và d
2.3.5. Phƣơng pháp phân tích mẫu nƣớc
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 phịng 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. Phƣơng pháp ni trồng cây thủy sinh trong phịng 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 ni 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.
CHƢƠNG 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 lồi gồm: 4 lồi họ Melosiraceae, 1 lồi 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 lồi 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 lồi thuộc họ Euglenophyta (số liệu khảo sát thực tế tại hồ Tây tháng 3/2013). Thành phần và số lượng từng lồi 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 lồi với 5 ngành trong đó 18 lồi 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 lồi với 5 ngành trong đó ngành tảo lam 15 lồi 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 lồi thực vật nổi ở Hồ Tây phong phú ở mức độ trung bình, ngành tảo lục có số lượng lồi nhiều nhất (23 lồi, 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 lồi 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 lồi 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