Mẫu sử dụng cho nghiên cứu được chúng tôi thu tại 16 điểm thuộc các suối của VQG Ba Vì, Hà Nội và đánh số thứ tự từ S1 đến S16 (Hình 1). Dưới đây là đặc điểm sinh cảnh của các điểm thu mẫu:
Điểm 1 (S1): Suối ven đường tại độ cao 560 m so với mực nước biển
Độ rộng suối 10 – 15 m, độ rộng mặt nước 5 – 7 m, nhiệt độ nước 14,60C, pH là 6,39 và DO là 4,36 mg/l. Nền đáy chủ yếu là đá tảng, tương đối nhiều mùn bã hữu cơ. Độ che phủ 95-100%, cạnh suối là đường đi. Tốc độ dòng chảy trung bình.
Điểm 2 (S2): Phần giữa suối tại độ cao 540 m
Độ rộng suối 10 – 15 m, độ rộng mặt nước 5 – 6 m, nhiệt độ nước 14,60C, pH là 6,39 và DO là 4,36 mg/l. Lòng suối hẹp, nền đáy chủ yếu là đá nhỏ, ít mùn bã hữu cơ. Suối dốc, tốc độ dòng chảy trung bình. Độ che phủ 90-100%. Suối ít rác thải.
Điểm 3 (S3): Phần gần chân suối tại độ cao 510 m
Độ rộng suối 20 - 30 m, độ rộng mặt nước 7 – 10 m, nhiệt độ nước 14,60C, pH là 6,39 và DO là 4,36 mg/l. Nền đáy chủ yếu là đá tảng, ít mùn bã hữu cơ và rác. Tốc độ dòng chảy thấp. Độ che phủ 90 - 95%, hai bên suối là rừng cây thứ sinh.
27
28
Điểm 4 (S4): Suối gần đền Trung – Độ cao 340 m.
Tọa độ: N: 21003’26,4”; E: 105020’54,4”. Độ rộng suối 10 – 12 m, độ rộng mặt nước 5 – 7 m, nhiệt độ nước 15,10C, pH là 6,78 và DO là 6,65 mg/l. Nền đáy chủ yếu là đá tảng, ít đá nhỏ và trung bình. Suối ít mùn bã hữu cơ. Độ che phủ 80 - 95%.
Điểm 5 (S5): Thác Cổng trời – Độ cao 258 m.
Tọa độ: N: 21004’10,8”; E: 105022’52,3”. Độ rộng suối 7 – 10 m, độ rộng mặt nước 4 – 6 m, nhiệt độ nước 14,80
C, pH là 6,42 và DO là 5,05 mg/l. Nền đáy chủ yếu là đá tảng do con người cải tạo, rất ít mùn thực vật. Độ che phủ 20 - 30%. Cạnh điểm thu mẫu là thác nước có độ cao khoảng 30 – 40 m. Nước suối trong, tốc độ
dòng chảy nhanh.
Điểm 6 (S6): Suối Tiên – khu du lịch Khoang xanh – Độ cao 125 m.
Tọa độ: N: 21002’40,0”; E: 105023’33.4”. Độ rộng suối 35 – 45 m, độ rộng mặt nước 20 – 30 m, nhiệt độ nước 160C, pH là 5,25 và DO là 7,10 mg/l. Suối bị tác động mạnh do hoạt động cải tạo của khu du lịch. Nền đáy chủ yếu là đá tảng, ít đá nhỏ và cát. Nước suối bẩn, có rong rêu ở nền đáy. Độ che phủ 35 - 40%.
Điểm 7 (S7): Suối Tiên – khu du lịch Khoang xanh – Độ cao 119 m. Tọa độ: N: 21002’40,0”; E: 1050
23’33.4”. Độ rộng suối 35 – 45 m, độ rộng mặt nước 20 – 30 m, nhiệt độ nước 160C, pH là 5,25 và DO là 7,10 mg/l. Suối bị tác động mạnh do hoạt động cải tạo của khu du lịch. Nền đáy chủ yếu là đá tảng, ít đá nhỏ và cát. Nước suối bẩn, có rong rêu ở nền đáy. Độ che phủ 35 – 40%.
Điểm 8 (S8): Suối Mơ – Độ cao 115 m.
Tọa độ: N: 20001’18,1”; E: 105024’10,1”. Độ rộng suối 7 – 10 m, độ rộng mặt nước 4 – 6 m, nhiệt độ nước 170
C, pH là 6,63 và DO là 4,90 mg/l. Nền đáy chủ yếu đá nhỏ và trung bình, nhiều mùn bã thực vật. Suối chảy chậm. Độ che phủ 20 – 40%.
Điểm 9 (S9): Suối Bằng – Độ cao 107 m.
Tọa độ: N: 21001’48,2”; E: 10502’33,4”. Độ rộng suối 9 – 12 m, độ rộng mặt nước 3 – 5 m, nhiệt độ nước 17,10C, pH là 7,05 và DO là 4,80 mg/l. Cách 1điểm
29
S11 khoảng 18 – 20 m. Nền đáy chủ yếu là đá nhỏ và trung bình, thỉnh thoảng có đá tảng. Suối chảy chậm, ít mùn bã thực vật. Độ che phủ 15 - 30%. Nước trong.
Điểm 10 (S10): Suối Tiên – Khoang Xanh – Độ cao 95 m.
Tọa độ: N: 21002’45,6”; E : 1050
23’42,3”. Độ rộng suối 15 – 20 m, độ rộng mặt nước 10 – 12 m, nhiệt độ nước 16,10C, pH là 5,45 và DO là 6,42 mg/l. Nền đáy chủ yếu là đá nhỏ và cát, nhiều rong rêu, nước bẩn nhiều rác thải. Độ che phủ 20 - 30%. Suối bị tác động mạnh của hoạt động du lịch.
Điểm 11 (S11): Suối Bằng – Độ cao 86 m.
Tọa độ: N: 21001’49,3”; E: 1050
21’34,8”. Độ rộng suối 10 – 12 m, độ rộng mặt nước 4 – 6 m, nhiệt độ nước 17,10C, pH là 7,10 và DO là 3,64 mg/l. Nền đáy chủ yếu là đá nhỏ, thỉnh thoảng có đá tảng, nước chảy chậm, suối ít mùn bã thực vật. Độ che phủ 60 - 80%, một bên suối là rừng, một bên là đường đi.
Điểm 12 (S12): Suối Bằng – Độ cao 81 m.
Tọa độ: N: 21001’52,2”; E: 105021’32,7”. Độ rộng suối 12 - 14 m, độ rộng mặt nước 5 – 8 m, nhiệt độ nước 17,70
C, pH là 7,00 và DO là 5,01 mg/l. Nền đáy chủ yếu đá nhỏ, thỉnh thoảng có đá tảng. Nước chảy chậm, chủ yếu là vùng nước tĩnh, nước không trong lắm, nền đáy có lớp bùn. Độ che phủ 80 - 100%.
Điểm 13 (S13): Suối Cái – Độ cao 63 m.
Tọa độ: N: 21003’40,4”; E: 105019’52,1”. Độ rộng suối 15 – 20 m, độ rộng mặt nước 5 – 7 m, nhiệt độ nước 17,20C, pH là 6,82 và DO là 6,03 mg/l. Nền đáy chủ yếu là đá tảng, ít mùn bã hữu cơ, có xuất hiện cây bụi giữa suối. Độ che phủ 0 - 10%, cạnh suối là đường đi, suối ít rác thải sinh hoạt.
Điểm 14 (S14): Suối Mít đoạn gần đập tràn – Độ cao 60 m. Tọa độ: N: 21001’53,9”; E: 1050
21’18,6”. Độ rộng suối 8 – 10 m, độ rộng mặt nước 5 – 7 m, nhiệt độ nước 16,70
C, pH là 6,93 và DO là 5,56 mg/l. Lòng suối có đoạn thu hẹp. Nền đáy chủ yếu là đá tảng, tốc độ dòng chảy trung bình, nước trong, ít mùn bã và rác. Độ che phủ 80 - 100%.
30
Tọa độ: N: 21001’47,0”; E: 105021’04,7”. Độ rộng suối 15 - 20 m, độ rộng mặt nước 5 – 7 m, nhiệt độ nước 19,40
C, pH là 6,65 và DO là 5,49 mg/l. Nền đáy chủ yếu là đá nhỏ và trung bình. Độ che phủ trung bình 5 – 10%. Suối nằm trên đường đi, chịu tác động mạnh của con người và gia súc.
Điểm 16(S16): Suối Bơn- Độ cao 23m.
Tọa độ: N: 21005'52,7"; E: 105026'04,9". Độ rộng suối 12-15m, độ rộng mặt nước là 8-10m, pH là 4,5 và DO là 6,03. Nhiệt độ nước là 210
C. Nền đáy chủ yếu là sỏi nhỏ, nhiều rong rêu, rác thải. Tốc độ dòng chảy trung bình. Suối chảy ngang đường, hai bên bờ suối đã được kè đá.
2.3. Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1. Vật liệu nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng mẫu côn trùng nước thu được tại hệ thống suối thuộc VQG Ba Vì.
2.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp thu mẫu ngoài tự nhiên
Quá trình thu mẫu định tính bằng vợt ao (Pond net) và vợt cầm tay (Hand net). Thu mẫu định lượng bằng cách sử dụng lưới Surber (50cm x 50cm, kích thước mắt lưới 0,2 mm). Các chỉ số thủy lý hóa được đo bằng máy đo 6 chỉ tiêu (hãng TOA – Nhật Bản).
Chúng tôi tiến hành thu mẫu bằng cách: đặt miệng vợt ngược dòng nước, dùng chân đạp phía trước vợt trong vòng vài phút (thu mẫu đạp nước). Ở nơi có nhiều bụi cây dùng vợt tay để thu mẫu. Ở những nơi đáy có đá lớn không thu mẫu đạp nước được thì nhấc đá và thu mẫu bám ở dưới bằng panh mềm để tránh làm nát mẫu. Thu mẫu định tính được thực hiện ở cả nơi nước chảy và nước đứng. Ở nhiều nơi có cây bụi thủy sinh dùng vợt sục vào các cây bụi đó và các rễ cây ven bờ suối, ở những vùng nước nhỏ hoặc dòng chảy hẹp việc thu mẫu được tiến hành bằng vợt cầm tay.
Đối với mẫu định lượng, sử dụng lưới Surber lấy 2 mẫu: 1 mẫu ở nơi nước đứng và 1 mẫu ở nơi nước chảy.
31
Mẫu sau khi thu được loại bỏ rác, làm sạch bùn đất. Do các cá thể côn trùng nước có cơ thể mềm, dễ nát nên thu mẫu phải nhẹ nhàng và nhặt qua mẫu ngay tại thực địa. Mẫu thu ngoài thực địa được bảo quản trong cồn 700, ghi etiket đầy đủ và đem về lưu trữ, bảo quản, phân tích và định loại tại phòng thí nghiệm Đa dạng sinh học, Bộ môn Động vật Không xương sống, Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.
Phương pháp phân tích mẫu
Phương pháp nhặt mẫu: mẫu được rửa sạch cho ra khay thêm ít nước. Dùng panh nhặt hết các ấu trùng và thiếu trùng côn trùng nước cần nghiên cứu cho vào lọ và bảo quản trong cồn 700.
Phương pháp phân tích:
- Dụng cụ phân tích gồm: kính hiển vi, kính lúp, đĩa Petri, lam kính, lamen, kim nhọn, panh…
Phân loại mẫu vật: mẫu vật được phân loại theo các khóa định loại được công bố trong và ngoài nước của Nguyễn Văn Vịnh (2003), Cao Thị Kim Thu (2002), Hoàng Đức Huy (2005), Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2001), Meritt R. W. và Cummins K. W. (1996), Morse J. C., Yang L. & Tian L. (1994)
2.3.3. Chỉ số đa dạng sinh học và chỉ số tƣơng đồng
Các chỉ số đa dạng sinh học (ĐDSH) được sử dụng trong đề tài là: chỉ số Shannon - Weiner (chỉ số H’) và chỉ số Margalef (chỉ số d).
Chỉ số Shannon - Weiner được tính bằng cách lấy số lượng cá thể của một đơn vị phân loại chia cho tổng số cá thể trong mẫu, sau đó nhân với logarit của tỷ số đó. Tổng các đơn vị phân loại cho chỉ số đa dạng.
Chỉ số Margalef được tính bằng cách lấy số loài của đợt thu mẫu trừ đi 1 rồi chia cho logarit cơ số 10 của tổng số cá thể thu được.
+ Chỉ số Shannon - Weiner (chỉ số H’) nhằm xác định lượng thông tin hay tổng lượng trật tự (hay bất trật tự) có trong một hệ thống. Công thức để tính chỉ số này là:
32 s ' i i 2 i =1
n n
H =- log
N N
Với H`: chỉ số đa dạng loài s: số lượng loài
N: số lượng cá thể trong toàn bộ mẫu ni: số lượng cá thể của loài i
Hai thành phần của sự đa dạng được kết hợp trong hàm Shannon - Weiner là số lượng loài và tính bình quân của sự phân bố các cá thể giữa các loài. Do vậy, số lượng loài càng cao thì chỉ số H` càng lớn và sự phân bố các cá thể giữa các loài càng ngang bằng nhau thì cũng gia tăng chỉ số đa dạng loài được xác định thông qua hàm số Shannon - Weiner.
Từ kết quả tính toán, có thể nhận xét về mức độ đa dạng theo các cấp sau đây:
- Nếu chỉ số đa dạng > 3: ĐDSH tốt và rất tốt - Nếu chỉ số đa dạng từ 1 - 3: ĐDSH khá
- Nếu chỉ số đa dạng < 1: ĐDSH kém và rất kém
+ Chỉ số Margalef (chỉ số d) là chỉ số được sử dụng rộng rãi để xác định tính đa dạng hay độ phong phú về loài, chỉ số Margalef được xác định khi biết số loài và số lượng cá thể trong mẫu đại diện của quần xã. Chỉ số đa dạng được tính theo công thức: 1 log S d N
Trong đó d: chỉ số đa dạng Margalef S: số loài trong mẫu N: tổng số cá thể
Ngoài ưu điểm là dễ sử dụng để xác định tính đa dạng cho các nhóm sinh vật khác nhau của quần xã, chỉ số Margalef (chỉ số số d) còn được áp dụng để phân loại mức độ ô nhiểm của các thủy vực.
+ Chỉ số loài ưu thế DI n1 n2 N
33
Trong đó:
n1: số lượng cá thể của loài ưu thế thứ nhất
n2: số lượng cá thể của loài ưu thế thứ hai N: tổng số cá thể trong điểm thu mẫu
Chỉ số tương đồng (chỉ số Jacca - Sorensen) được chúng tôi sử dụng để đánh giá mức độ giống nhau về thành phần loài của các điểm nghiên cứu. Chỉ số này được tính theo công thức:
2c K a b Trong đó:
a: số loài trong điểm thu mẫu thứ nhất b: số loài trong điểm thu mẫu thứ hai c: số loài chung cho cả hai điểm thu mẫu
K nhận giá trị từ 0 đến 1. Giá trị K càng gần 1 thì mức độ giống nhau về thành phần loài của các điểm nghiên cứu càng lớn. Các giá trị của K tương ứng với mức tương đồng như sau:
0,00 - 0,20: gần nhau rất ít 0,21 - 0,40: gần nhau ít 0,41 - 0,60: gần nhau 0,61 - 0,80: gần nhau nhiều 0,81 - 1,00: rất gần nhau 2.3.4. Xử lý số liệu
Số liệu thu thập được xử lý qua bảng biểu, sơ đồ, đồ thị biểu diễn số lượng và biến động số lượng. Các số liệu được xử lý bằng phần mềm Microsoft office exel 2007 và phần mềm Primer 6.
34
CHƢƠNG 3- KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Một số chỉ số thủy lý, hóa học tại các điểm nghiên cứu
Các chỉ số thủy lý, hóa học của thủy vực có ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của các sinh vật sống trong đó. Do vậy việc xác định các chỉ số này trước khi thu mẫu tại điểm nghiên cứu là rất quan trọng. Kết quả đo đạc và phân tích chỉ số thủy lý, hóa tại các điểm nghiên cứu được ghi trong bảng 1.
Bảng 1. Một số chỉ số thủy lý, hóa học tại các điểm thu mẫu
Điểm
thu mẫu
Độ cao Độ rộng suối mặt nƣớc Độ rộng
Nhiệt
độ
nƣớc pH
Do
(m) (m) (m) (oC) (mg/l)
S1 560 10 - 15 5 - 7 14,6 6,39 4,36
S2 540 10 - 15 5 - 6 14,6 6,39 4,36
S3 510 15 - 20 7 - 10 14,6 6,39 4,36
S4 340 10 - 12 5 - 7 15,10 6,78 6,65
S5 258 7 - 10 4 - 6 14,8 6,42 5,05
S6 125 35 - 45 20 - 30 16 5,25 7,10
S7 119 35 - 45 20 - 30 16 5,25 7,10
S8 115 7 - 10 4 - 6 17 6,63 4,9
S9 107 9 - 12 3 - 5 17,1 7,05 4,80
S10 95 15 - 20 10 - 12 16,1 5,45 6,42
S11 86 10 - 12 4 - 6 17,1 7,10 3,64
S12 81 12 - 14 5 - 8 17,7 7,00 5,01
S13 63 15 - 20 5 - 7 17,2 6,82 6,03
S14 60 8 - 10 5 - 7 16,7 6,93 5,56
S15 57 15 - 20 5 - 7 19,4 6,65 5,49
S16 23 12 - 15 8 - 10 21 4,5 6,03
Các điểm thu mẫu được ký hiệu từ S1 đến S16 với độ cao giảm dần. Điểm S1 cao nhất (560 m so với mực nước biển) và điểm S16 thấp nhất (23 m so với mực nước biển). Độ rộng của mặt nước chỉ bằng khoảng 25 – 67% độ rộng của suối. Độ
35
hòa tan của oxy trong nước (DO) và pH có sự khác nhau giữa các điểm thu mẫu, DO dao động trong khoảng 3,64 – 7,1 mg/l, pH từ 4,5 - 7,1. Nhiệt độ của nước thì có xu hướng giảm dần khi lên cao, cao nhất ở điểm S16 là 210
và thấp nhất ở điểm S1 là 14,60, sự chênh lệch nhiệt độ là 7,40C.
3.2. Thành phần loài côn trùng nƣớc tại khu vực nghiên cứu
Kết quả phân tích mẫu vật thu được tại VQG Ba Vì đã xác định được 169 loài thuộc 149 giống, 71 họ của 9 bộ côn trùng nước. Số lượng loài, giống và họ cụ thể của từng bộ được trình bày trong bảng 2.
Bảng 2. Cấu trúc thành phần loài côn trùng nƣớc tại khu vực nghiên cứu
STT Bộ Họ Giống Loài Số lƣợng Tỷ lệ % Số lƣợng Tỷ lệ % Số lƣợng Tỷ lệ % 1 Phù du 9 12,7 25 16,8 34 20,10 2 Cánh úp 4 5,6 10 6,7 13 7,7 3 Cánh lông 15 21,1 28 18,8 31 18,3 4 Chuồn chuồn 11 15,5 19 12,8 20 11,8 5 Cánh cứng 12 16,9 29 19,5 29 17,2 6 Cánh nửa 7 9,9 18 12,1 20 11,8 7 Hai cánh 10 14,1 16 10,7 18 10,7
