Chương 4: Năng Suất Sinh Học Của Thủy Vực Và Đời Sống Cá Thể Thủy Sinh Vật Năng suất sinh học Thủy vực với thủy sinh vật sống trong nước có thể coi như một hệ thống sinh thái luôn luôn vận động trong mối quan hệ trao đổi chất và năng lượng với môi trường bên ngoài. Chu trình vật chất trong thuỷ vực 1 Định nghĩa: Chu trình vật chất trong thủy vực là quá trình tạo thành, phân hủy rồi lại tạo thành vật chất, từ dạng vô cơ sang dạng hữu cơ tạo nên một chu trình vật chất diễn ra không ngừng trong thủy vực. Chu trình nầy thể hiện sự tác động qua lại giữa thuỷ sinh vật và thuỷ vực, giữa thuỷ vực và môi trường ngoài thuỷ vực. Trong chu trình luôn luôn có một bộ phận c ủa sinh cảnh (muối hoà tan, chất hữu cơ hoà tan, thức ăn v.v…) chuyển hoá thành thuỷ sinh vật (các sản phẩm sơ cấp và thứ cấp) đồng thời lại có một bộ phận của thuỷ sinh vật chuyển hoá thành sinh cảnh qua quá trình phân huỷ xác thuỷ sinh vật và quá trình trao đổi chất (khí Oxy, CO 2 , chất tiết v.v ) của thuỷ sinh vật. Nghiên cứu chu trình vật chất trong thuỷ vực là cơ sở để nghiên cứu các vấn đề về năng suất sinh học của thuỷ vực. Ở bước khởi đầu, chu trình vật chất trong thuỷ vực tiến hành được là nhờ có nguồn năng lượng từ bên ngoài, chủ yếu nhờ hoạt động quang hợp, một phần nhỏ hơn nh ờ hoạt động hoá tổng hợp. Nhờ nguồn năng lượng nầy từ cơ sở vật chất vô cơ có nguồn gốc từ bên trong và bên ngoài thuỷ vực (Oxy, CO2, muối dinh dưỡng, nước) hình thành nên những thuỷ sinh vật ở bậc dinh dưỡng thấp nhất làm cơ sở cho sự hình thành các thuỷ sinh vật ở các bậc ngày càng cao. Đồng thời, từ các sản phẩm được hình thành nầy (động vật, thực vậ t) lại có một quá trình chuyển hoá ngược lại. Quá trình phân huỷ xác các thuỷ sinh vật nầy nhờ hoạt động của các sinh vật phân huỷ (vi khuẩn trong thuỷ vực) và quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong cơ thể thuỷ sinh vật, trong hoạt động sống của chúng. Từ đó, tạo nên một dòng vật chất ngược lại từ các chất hữu cơ phân tử cao theo con đường vô cơ hoá trở lại các dạ ng vật chất vô cơ ban đầu. Trong quá trình phân huỷ có một phần vật chất bị tách khỏi chu trình chuyển hoá trong một thời gian hay vĩnh viễn không tham gia trở lại vào chu trình vật chất trong thuỷ vực nữa. Phần vật chất nầy sẽ được tích tụ ở các nơi dự trữ trong hay ngoài thuỷ vực. Thí dụ: khí Oxy, Carbonic có thể thoát ra ngoài nước của thuỷ vực vào khí quyển. Các chất hữu cơ đang b ị phân huỷ có thể lắng xuống và bị vùi lấp dưới nền đáy … 2. Đặc tính của chu trình vật chất (Hình) Chu trình chuyển hoá vật chất trong thuỷ vực thể hiện ở số lượng vật chất (ở mức độ nguyên tử và phân tử tham gia vào các dòng chuyển hoá vật chất, ở tốc độ chuyển hoá vật chất trong chu trình tạo thành và phân huỷ) và ở kiểu chu trình. Tuỳ theo đặc tính địa hình và thuỷ học, chu trình vật chất trong thuỷ vực có các kiểu sau: • Kiểu vòng là chu trình mà trong đó mỗi vòng của chu trình được tiến hành trên cơ sở lượng vật chất được tạo thành ở ngay nơi đó trong vòng trước của chu trình (chu trình vật chất trong ao, hồ…). • Kiểu xoắn ốc là chu trình mà trong đó lượng vật chất được tạo thành trong vòng đầu của chu trình do chuyển động của khối nước mà được chuyển tới nơi khác trong thuỷ vực, cộng với lượng vật chất từ bên ngoài vào mà tiến hành một vòng chuyển hoá vật chất mới (chu trình vật chất trong sông, trong hải dương nơi có dòng chảy ngang…). Đặc tính cơ bản của chu trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong thu ỷ vực là càng tạo thành nhiều bậc dinh dưỡng cao trong chu trình thì lượng vật chất và năng lượng càng giảm đi. Nói cách khác là lên tới bậc cao nhất trong chu trình thì lượng vật chất đã bị hụt đi nhiều so với lượng vật chất được tạo thành ban đầu. Sự hao hụt vật chất và năng lượng nầy do hoạt động sống của thuỷ sinh vật trong quá trình phân huỷ và tích tụ. Quầ n xã sinh vật trong thuỷ vực càng đa dạng (số loài càng nhiều) chuổi thức ăn càng dài, lượng thông tin càng lớn, thì vật chất và năng lượng càng bị hao hụt nhiều trong quá trình vận động của hệ sinh thái. Theo tính toán, cứ mỗi lần chuyển từ một bậc dinh dưỡng tới bậc dinh dưỡng tiếp sau, năng lượng lại giảm đi 10 -15 lần. Nhìn tổng quát có thể thấy trong chu trình vật chất của thuỷ v ực có ba quá trình vận động cơ bản : tạo thành, phân huỷ và tích tụ. Ba quá trình nầy có quan hệ qua lại chặt chẽ với nhau và chính đặc tính của mối quan hệ giữa ba quá trình nầy quyết định khả năng của thuỷ vực sản sinh ra chất sống bao hàm trong các thuỷ sinh vật . Nó quyết định chiều hướng phát triển của thuỷ vực giàu lên hay nghèo đi về mặt sản phẩm sinh vật, là các đối tượng có quan h ệ trực tiếp tới đời sống con người. 3. Năng suất sinh học (Bio-productivity) Năng suất sinh học của thủy vực là khả năng sản sinh ra chất sống dưới dạng các thủy sinh vật làm tăng khối lượng sinh vật trong thủy vực. Khả năng nầy được thể hiện trước hết ở quá trình tạo thành nhưng có liên quan phụ thuộc với với tất cả các khâu khác trong toàn b ộ chu trình chuyển hóa vật chất trong thủy vực. Năng suất sinh học của thủy vực cao hay thấp một mặt tùy thuộc ở khả năng sinh trưởng và sinh sản của quần thể thủy sinh vật tự dưỡng hay dị dưỡng. Mặt khác tùy thuộc ở khả năng bảo đảm các điều kiện thuận lợi cho sự tồn tại và phát triển chất sống, tạo nên khối lượng sinh vật mới của thủy vực. Các khái niệm xác định năng suất sinh học trong thuỷ vực Để nghiên cứu năng suất sinh học của thủy vực, cần phải nghiên cứu các đặc tinh định tính và định lượng của các quần thể thủy sinh vật, các điều kiện của môi trường sống, nhịp sinh trưởng và phát triển, biến động số lượng và đặc tính sinh học của sinh vật trong thủy vực. Để xác định cụ thể khả năng sản sinh ra chất sống, t ạo ra khối lượng sinh vật mới của thủy vực. Về mặt định lượng, thủy sinh học sử dụng một số khái niệm để đánh giá lượng sinh vật trong thủy vực. 1. Khối lượng sinh vật (sinh vật lượng - Biomasse) Khối lượng sinh vật hay sinh vật lượng của thủy vực là lượng sinh vật có trong thủy vực, xác định được bằng các phương pháp định lượng ở mỗ i thời điểm nhất định nào đó. Khối lượng sinh vật trong thủy vực biến đổi qua các thời điểm phụ thuộc vào sự biến đổi số lượng các quần thể thủy sinh vật sống trong thủy vực. Khối lượng sinh vật được tính theo chất tươi, chất khô, hay định hình. Đơn vị thường dùng để tính toán khối lượng sinh vật là g/l, g/m3, g/m2, kg/ha hay tấn/ha. 2. Sản lượng sinh vật (Production) Sản lượng sinh vật của thủy vực là lượng chất sống do sinh vật sản sinh ra, thể hiện ở độ tăng khối lượng sinh vật trong một khoảng thời gian nhất định nào đó (ngày đêm, năm…) trong thủy vực. Sản lượng sinh vật được tính theo chất tươi hay chất khô hoặc có thể tính gián tiếp theo lượng carbon hấp thu, lượng Oxy phóng thích ra trong quá trình quang hợp hay độ calo tương ứng của chấ t sống sản sinh ra trong một khoảng thời gian nào đó. Đơn vị tính sản lượng sinh vật của thủy vực là gC/m2, gO2/m2, Kcal/m2 trong ngày hay trong năm, g/m2 hay g/m3 vật tươi hay khô trong năm. P (t2 - t1) = B(t2) - B(t1) + P’ Với • P (t2-t1) : là sản lượng sinh vật trong khoảng thời gian (t2-t1). • B(t1) và B(t2) : khối lượng sinh vật ở thời điểm t1 và t2. • P’ : khối lượng sinh vật hao hụt trong khoảng thời gian (t2-t1) 3. Hệ số P/B Hệ số P/B là khái niệm dùng để thể hiện mối liên quan giữa sản lượngvà khối lượng sinh vật của một quần thể sinh vật hay một thủy vực, đó là sản lượng sinh vật của một đơn vị khối lượng sinh vật trong khỏang thời gian nhất định thường là một năm, có thể gọi đó là sản lượng sinh vật riêng. Hệ số P/B biến đổi phụ thuộc vào nhiều nhân tố như : đặc tính thành phần loài, đặc điểm sinh trưởng và phát triển của thủy sinh vật. Hệ số P/B (tính theo tháng) ở một nhóm sinh vật nước ngọt giảm dần khi kích thước trung bình của chúng tăng lên (Shuskina 1967) như kết quả ở bảng sau: Bảng 1: Hệ số P/B ở một số nhóm sinh vật nước ngọt Nhóm sinh vật Protozoa Rotatoria Cladocera Copepoda P/B 10 - 30 10 -30 2,5 - 5 1 - 5 Theo Greze (1971) thì kết quả nghiên cứu hệ số P/B ở sinh vật biển cũng tương tự như ở nước ngọt, nghĩa là sinh vật có kích thước trung bình càng cao thì hệ số P/B càng thấp, kết quả trình bày trong bảng 2. Bảng 2: Hệ số P/B ở một số nhóm sinh vật biển (theo Greze) Nhóm động vật Hệ số P/B Copepoda 0,06 -0,16 Cladocera 0,19 Amphipoda 0,008 - 0,037 Chaetognatha 0,21 - 0,31 Mollusca 0,004 - 0,01 Appendicularia 0,32 Pisces 0,0006 - 0,008 4. Một số khái niệm khác • Nguồn lợi sinh vật là bao gồm tất cả sinh vật có khả năng là đối tượng khai thác của thuỷ vực. • Sản phẩm sinh vật là từng loại sinh vật cụ thể (động vật, thực vật) thường là các loại có giá trị sử dụng có trong thuỷ vực, toàn bộ sản phẩm sinh vật tạo nên nguồn lợi sinh vật của thuỷ vực. • Sản phẩm khai thác là các đối tượng sinh vật có giá trị khai thác trực tiếp hay gián tiếp, phục vụ cho lợi ích con người, hiện đang được khai thác. • Sản phẩm thu hoạch là lượng sinh vật thu hoạch được bằng phương tiện đánh bắt, gây nuôi trong một khoảng thời gian nào đó từ thuỷ vực. • Sản lượng sinh vật sơ cấp là lượng chất sống dưới dạng thực vật, do thực vật tự dưỡng tạo nên, tổng hợp từ các vật chất vô cơ nhờ quang hợp. • Sản lượng sinh vật thứ cấp là chất sống dưới dạng động vật do động vật dị dưỡng tạo nên, trong quá trình tạo thành có sử dụng các sản phẩm sơ cấp làm thức ăn. 5. Cách xác định sản lượng sinh vật trong thuỷ vực • Sản lượng sinh vật sơ cấp (Primary productivity): Đây là khâu thứ nhất trong quá trình sinh sản ra vật chất hữu cơ trong thuỷ vực. Bước chuyển hoá của vật chất trong thuỷ vực từ vô cơ thành vật chất hữu cơ nhờ quá trình quang hợp của thực vật trong nước. Sản lượng sinh vật sơ cáp của thuỷ vực là khâu quan trọng, quyết định năng suất sinh học của thuỷ v ực là cơ sở của các quá trình tạo thành chất sống ở các bậc cao hơn. Sản phẩm sinh vật sơ cấp được tạo nên do hoạt động quang hợp của thực vật ở nước, do đó việc xác định sản lượng sơ cấp của thuỷ vực cũng dựa trên cơ sở tính toán cường độ quang hợp của thực vật trên từng đơn vị diệ n tích của mặt nước hay đơn vị của khối nước ở các tầng nước khác nhau. Cần phân biệt rõ hai khái niệm là • Cường độ quang hợp thể hiện khả năng sản sinh ra chất hữu cơ của thực vật trên một đơn vị khối lượg của chúng. • Sản lượng sinh vật sơ cấp thể hiện khả năng sản sinh ra chất sống của một thể tích nước Sản lượng sinh vật sơ cấp mang hai ý nghĩa ở hai mức độ khác nhau: • Sản lượng sơ cấp toàn phần là toàn bộ bộ chất hữu cơ được thực hiện và có trong một khối nước tạo thành. • Sản lượng sơ cấp thực tế là sản lượng sơ cấp toàn phần trừ đi phần chất hữu cơ tiêu hao trong quá trình trao đổi chất của thực vật. Có nhiều phương pháp xác định sản lượng sinh vật sơ cấp • Phương pháp bình sáng tối : xác định lượng Oxy của thực vật có trong một thể tích nước phóng thích ra trong quá trình quang hợp, trong khoảng thời gian nghiên cứu.(ngày, đêm). • Phương pháp xác định sản lượng sơ cấp căn cứ vào lượng chất diệp lục có trong thực vật. • Phương pháp tính số lượng C14 phóng xạ dưới dạng Bicarbonat hay Carbonat được thực vật hấp thụ trong thời gian nghiên cứu từ đó suy ra lượng C đã được thực vật hấp thụ. Sản lượng sinh vật sơ cấp phụ thuộc vào nhiều nhân tố, trong đó quan trọng nhất là hàm lượng muối dinh dưỡng cần cho sự sinh trưởng, phát triển của thực vật, số lượng, thành phần loài, độ tập trung của thực vật và chế độ chiếu sáng trong tầng nước. Ngoài ra chế độ nhiệt, nồng độ muối cũng ảnh hưởng đến năng suất nầy. • Sản lượng sinh vật thứ cấp (Secondary productivity) Các sản phẩm sơ cấp của thuỷ vực được tạo thành một phần sẽ bị phân huỷ, một phần sẽ được các động vật ăn, nghĩa là chuyển sang tham gia vào quá trình tạo thành các sản phẩm thứ cấp của thuỷ vực ở các bậc dinh dưỡng tiếp sau dưới dạng động vật dị dưỡng. Số lượng b ậc tuỳ thuộc vào đặc điểm cấu trúc quần loại thuỷ sinh vật, trước hết là thành phần loài và quan hệ thức ăn. Mỗi bậc của quá trình tạo thành sản phẩm thứ cấp trong thuỷ vực lại có giá trị khác nhau về mặt chuyển hoá vật chất và năng lượng. Bậc càng cao thì số lượng vật chất và năng lượng bị tiêu hao càng lớn, sản lượng sinh vật th ứ cấp ở các bậc tiếp sau càng giảm đi về số lượng nhưng được nâng cao chất lượng. Xác định sản lượng sinh vật thứ cấp là vấn đề rất phức tạp. Hiện nay do đặc tính sinh học và sinh thái học của động vật rất khác nhau, nhất là quá trình sinh trưởng và phát triển. Vì vậy không có phương pháp nghiên cứu chung cho các nhóm động vật. Các nhân tố ảnh hưởng đến năng suất sinh học trong thuỷ vực Năng suất sinh học của thuỷ vực có liên quan và được quyết định trước tiên bởi đặc điểm của chu trình vật chất trong thuỷ vực. Năng suất sinh học có thể cao hay thấp, nghĩa là thuỷ vực có thể sản sinh ra được nhiều hay ít sản phẩm sơ cấp hay thứ cấp là tuỳ thuộc ở điều kiện của thuỷ vực có đảm bảo hay không đảm b ảo sự cân bằng được sự cân bằng của ba quá trình tạo thành, phân huỷ và tích tụ hay không (trước hết là quá trình tạo thành). Ba quá trình nầy có liên quan chặt chẽ với nhau và ảnh hưởng lẫn nhau. Vì vậy một khâu nào yếu cũng sẽ ảnh hưởng tới cân bằng vật chất và năng lượng của thuỷ vực. Do đó ảnh hưởng đến năng suất sinh học của thuỷ vực. Mặt khác thuỷ vực vừa là một yếu tố cảnh quan (dùng như nền đất và tầng không khí) nhưng đồng thời cũng là môi trường sống của thuỷ sinh vật. Do đó xét các nhân tố quyết định năng suất sinh học của thuỷ vực, trước hết phải xét các nhân tố bảo đảm tới mức cao nhất sự phát triển thuận lợi của đời sống thuỷ sinh v ật, đặc biệt đối với các sinh vật có tầm quan trọng trong khai thác, phục vụ đời sống con người. Các nhân tố nầy rất nhiều và tác dụng tới đời sống sinh vật như một phức hệ nhân tố, chứ không riêng rẽ. Tuy trong đó có các nhân tố chủ yếu và thứ yếu. Để dễ nghiên cứu, có thể chia thành ba loại nhân tố có ảnh hưởng quyết định tới năng suất sinh học củ a thuỷ vực. • Đặc điểm điều kiện tự nhiên của thuỷ vực là điều kiện bảo đảm cho các quá trình chuyển hoá vật chất trong thuỷ vực tiến hành được thuận lợi. Địa hình của thuỷ vực có một ý nghĩa quan trọng. Thí dụ như ở các thuỷ vực quá sâu (hồ sâu, vùng khơi hải dương) khối lượng chất dinh dưỡng tích tụ ở đáy không vận chuyển lên m ặt được, vì vậy không tham gia vào quá trình tạo thành vật chất ở tầng quang hợp được, làm các thuỷ vực nầy mang tính chất nghèo dinh dưỡng. Ở vùng thượng lưu, đáy dốc nước chảy xiết, cuốn trôi vật chất lắng đọng, độ sâu sâu mực nước quá thấp làm nhiệt độ không ổn định cũng làm ảnh hưởng xấu đến năng suất sinh học của thuỷ vực. • Cơ sở chất dinh dưỡng của thuỷ vực: bao gồm cả khối lượng muối dinh dưỡng , thức ăn của thực vật tự dưỡng, điều kiện để tạo nên các sản phẩm sơ cấp và cả khối lượng thức ăn cho động vật, điều kiện để tạo nên các sản phẩm thứ cấp. Chúng có hai nguồn gốc là nội tạ i và ngoại lai. Khối lượng muối dinh dưỡng trong thủy vực (trước hết là các muối tạo sinh: N,P,Si) phụ thuộc vào quá trình tích tụ và phân hủy chất hữu cơ trong thủy vực và tùy thuộc vào nguồn muối dinh dưỡng từ ngoài thủy vực đổ vào. Đối với các vùng biển ven bờ nguồn muối dinh dưỡng quan trọng là là các dòng nước từ lục địa chảy ra. Đối với các thủy vực nội địa ở vùng đồng bằng một nguồn quan trọng là nước thải sinh hoạt ở các vùng đông dân cư. Đối với các thủy vực vùng núi, nguồn quan trọng là các chất mùn bã thực vật ở rừng, núi xung quanh đổ vào. Tuy nhiên khối lượng chất hữu cơ tích tụ trong thủy vực chỉ có tác dụng tích cực đối với năng suất sinh học thủy vực khi không làm ảnh hưởng tới chế độ khí hòa tan trong thủy vực, không gây độ c cho thủy sinh vật do các sản phẩm phân hủy . Khối lượng chất hữu cơ tích tụ quá lớn khi phân hủy sẽ có tác dụng tiêu cực đối với năng suất sinh học thủy vực, làm cho các thủy vực mất dinh dưỡng. quá trình phân hủy chất hữu cơ lại phụ thuộc nhiều vào thành phần và điều kiện hoạt động của vi sinh vật trong thủy vực, trước hết là vi khuẩn Ni tơ, Lưu huỳnh, Sắt vào chế độ khí và nhiệt độ trong thủy vực. Cơ sở thức ăn của động vật bao gồm rất nhiều thành phần: thức ăn động vật (nổi và đáy), vi khuẩn, thực vật, chất vẩn, chất hữu cơ hòa tan. Các thành phần thức ăn nầy có tác dụng nhiều hay ít đối với sản lượng thứ cấp của thủ y vực còn tùy thuộc vào giá trị sử dụng của chúng • Thành phần và quan hệ quần loại trong thủy vực: Thủy vực có năng suất sinh học cao, ngoài những yếu tố về đặc điểm lý hóa học, địa hình thuận lợi và có cơ sở chất dinh dưỡng phong phú còn cần phải có thành phần loài và quan hệ quần loại thích hợp. Điều nầy có ý nghĩa là thành phần loài gồm nhiều loại có giá trị khai thác cao hay không, có tận dụng được hết khả nă ng về thức ăn của thủy vực hay không, có sản lượng vi sinh vật cao hay không. Mặt khác trong thành phần loài phải hạn chế tối đa các sinh vật gây hại cho các thủy sinh vật khai thác (các loài ký sinh, cá dữ …). Trong quan hệ quần loại, quan hệ thức ăn trong thủy vực là quan trọng nhất. Thủy vực có năng suất sinh học cao phải có những chuổi thức ăn có lợi về mặt chuyển hóa vật chất, thườ ng là những chuổi thức ăn ngắn, phải khai thác được hết các khả năng thức ăn tự nhiên, không để một khâu thức ăn nào bị bỏ phí. • Các biện pháp khai thác và các nhân tố nhân tác ảnh hưởng đặc tính thủy vực. Việc khai thác quá mức, bừa bãi một loại đối tượng nào đó sẽ dẫn đến tình trạng làm giảm sút trữ lượng của chúng, nhiều khi bị tiêu diệt hẳn trên một vùng lãnh thổ. Ví dụ khai thác cá bột trên sông, nhất định làm ảnh hưởng đến trữ lượng cá nước ngọt. Trong các nguyên nhân nhân tác, hiện tượng nhiễm bẩn thủy vực do nước thải công nghiệ p có ảnh hưởng nghiêm trọng đối với năng suất sinh học của thủy vực. Các công trình thủy lợi, làm thay đổi chế độ thủy học của mạng lưới thủy văn trong cả một vùng lãnh thổ, có khi gây ảnh hưởng xấu đến năng suất sinh học của các thủy vực, đặc biệt đối với các loài cá di cư đi đẻ, các thủy sản nước mặn di nhậ p vào nước ngọt nội địa. Các biện pháp nâng cao năng suất sinh học trong thuỷ vực Nghiên cứu nâng cao năng suất sinh học của một thủy vực thường tiến hành ở hai mức độ, đó là biện pháp tận dụng khai thác khả năng tự nhiên và bảo vệ sản lượng tự nhiên đó. một số phương thức làm tăng năng suất sinh học thủy vực là 1. Cải tạo địa hình và chế độ thuỷ hoá học của thuỷ vực Biện pháp n ầy chỉ áp dụng đối với thủy vực nhỏ, các biện pháp cần thực hiện là • Nạo vét bùn đáy để tăng độ sâu và hàm lượng Oxy. • San phẳng nền đáy • Bón vôi • Gây bãi thực vật ven bờ, tạo bãi đẻ và tăng cường thức ăn. • Xáo trộn nước trong thủy vực để chu chuyển nước. 2. Tăng cường cơ sở thức ăn tự nhiên trong thuỷ vực Đây là biện pháp cơ bản nhất có hiệu quả nhất, các biện pháp cần thực hiện là • Bón phân cho thủy vực • Thuần hóa thủy sinh vật làm thức ăn vào thủy vực Thuần hóa là đưa sinh vật từ ngoài thủy vực vào nuôi trong thủy vực, biến chúng thành các sinh vật phát triển bình thường trong thủy vực. Mục đích thuần hóa là đưa một hoặc một số loại sinh vật vào thủy vực để tận dụng những thành phần thức ăn chưa tận dụng hết và để sử dụng loại sinh v ật được thuần hoá đó ( nếu chúng phát triển tốt) như một thành phần thức ăn mới trong thủy vực. • Gây nuôi nhân tạo thức ăn sinh vật. • Cải tạo thành phần loài: Mục đích của biện pháp nầy là tăng cường các đối tượng có giá trị kinh tế cao, có sản lượng cao trong thủy vực và loại trừ các loài gây hại. 3. Khai thác hợp lý và bảo vệ nguồn lợi thuỷ sinh vật trong thuỷ vực. Những qui định về kích thước khai thác, mùa vụ khai thác và kỹ thuật khai thác cần được thực hiện nghiêm chỉnh. Cần có những biện pháp bảo vệ các thủy vực khỏi nhiễm bẩn bởi nước thải công nghiệp, khi xây dựng các công trình thủy lợi cần kết hợp chặt chẽ với việc khai thác nguồn lợi sinh vật thủy vực. Đời sống cá thể thuỷ sinh vật Đặc điểm cơ bản nhất của đời sống thủy sinh vật là chúng sống trong môi trường nước. Các quá trình sống của thủy sinh vật, nhìn một cách tổng quát, đều diễn ra trong mối quan hệ qua lại giữa cơ thể thủy sinh vật và môi trường nước. Chúng rất khác với những sinh vật ở môi trường cạn về về các đặc điểm lý, hóa, cơ học và sinh học. Các nhân tố sinh thái: nhiệt độ ánh sáng, gió … đều tác động đến đời sống thủy sinh vật thông qua môi trường nước, sau khi đã biến đổi một cách có qui luật trong môi trường nước. Mặt khác, môi trường nước trong thiên nhiên không phải đồng nhất mà biến đổi theo từng địa phương, theo từng thủy vực cụ thể. Vì vậy, đời sống thủy sinh vật một mặt tuân theo những qui luật chung, một mặt có những đặc điểm riêng trong đ iều kiện cụ thể của từng thủy vực, từng vùng của thủy vực. Thủy sinhn vật trong thủy vực bao gồm nhiều loại động vật, thực vật, vi khuẩn, nấm. trong từng nhóm cũng lại gồm nhiều bậc tiến hóa từ thấp tới cao. Các nhân tố sinh thái tác động tới các hoạt động sống của thủy sinh vật gồm các nhân tố vô sinh: nhiệt độ, ánh sáng, n ồng độ muối, pH … và các nhân tố hữu sinh (các thủy sinh vật khác và các sinh vật khác ngoài thủy vực). Mỗi nhân tố nầy ít hay nhiều, gián tiếp hay trực tiếp đều đồng thời có ảnh hưởng một cách nhất định đến từng quá trình sống của thủy sinh vật trong thủy vực. Nói cách khác đời sống thủy sinh vật ở mức độ cá thể, quần thể cũng như quần loại trong th ủy vực đều nằm trong mối quan hệ phức tạp với cả một phức hệ nhân tố, ảnh hưởng nhiều mặt hổ trợ hoặc hạn chế lẫn nhau, chứ không phải chịu tác động của từng nhân tố riêng lẻ. Nghiên cứu đời sống thủy sinh vật một cách đúng đứn là phải nghiên cứu trong tác động tương quan, đồng thời của cả phứ c hệ nhân tố sinh thái trong thủy vực đối với hoạt động sống đó và ảnh hưởng của hoạt động sống đó đối với môi trường bên ngoài. Các nhân tố sinh thái của môi trường tác động lên hoạt động sống của thủy sinh vật không đều nhau, mà có các nhân tố tác động chủ yếu hay thứ yếu. Vì thế việc phân tích rõ nhân tố chủ yếu hay thứ yếu để xác định rõ nhân tố chủ đạo trong từng hoạt động s ống giúp ta hiểu một cách đúng đắn nguyên nhân và hậu quả của hiện tượng sống. Đời sống cá thể của thủy sinh vật trong môi trường nước rất đa dạng, nhưng có thể tập trung lại trong các vấn đề. : di động, dinh dưỡng, trao đổi nước, muối, trao đổi khí, sinh sản, sinh trưởng và phát triển. Trong tự nhiên mọi hoạt động của thủy sinh vật không xảy ra một cách đơn độc ở riêng m ột cá thể mà mỗi cá thể đều sống trong quần thể nhất định của loài, trong mối quan hệ qua lại với các cá thể khác trong quần thể. Vì vậy việc nghiên cứu đời sống cá thể một cách đúng đắn không thể tách rời đời sống quần thể, phải luôn luôn gắn liền với mối quan hệ hổ trợ hoặc hạn chế của quần thể. Thủy sinh v ật sống trong thủy vực có cấu tạo và đời sống thích ứng với từng loại sinh cảnh khác nhau. Có thể phân chia thủy sinh vật thành ba nhóm sinh thái lớn, sống ở ba sinh cảnh lớn. • Sinh vật trong tầng nước: (Pelagos). Trong đó có thể phân biệt: sinh vật nổi (plankton), sinh vật màng nước (neiston), sinh vật trôi (pleiston) sinh vật tự bơi (nekton). Ngoài ra còn có các sinh vật sống trên các vật thể ở nước (cây, cỏ, rác, đá …) gọi là sinh vật bám (periphyton). Tập hợp các sinh vật sống trong tầng nước và các chất vẩn trong nước (detritius hay tripton) gọi chung là chất cái (seston) • Sinh vật đáy (Benthos) • Sinh vật vùng triều Di động của thuỷ sinh vật Di động là một yêu cầu của đời sống thủy sinh vật. Để bảo đảm có được những điều kiện môi trường thích hợp với từng loại hoạt động sống (dinh dưỡng hô hấp) và từng giai đoạn phát triển. Khả năng di động của thủy sinh vật là kết quả của quá trình tiến hóa lâu dài, phù hợp với đặc điểm và sinh sản của thủy sinh vậ t 1. Khả năng nhận biết môi trường và định hướng di động ở thủy sinh vật • Khả năng nhận ánh sáng: do môi trường ít ánh sáng nên khả năng nầy tương đối kém, chúng chỉ nhìn được vật rất gần nhưng lại nhìn được vật rất nhỏ. Chúng còn có khả năng nhận biết được màu sắc, có một số còn nhận biết được ánh sáng phân cực và di động theo mặt phẳng của ánh sáng phân cực. • Khả năng nhận âm: tốt hơn nhận ánh sáng, phù hợp với đặc điểm lan nhanh và xa của âm trong nước. Âm của thủy sinh vật phát ra nhờ các [...]... sinh vật Nguồn gốc các muối dinh dưỡng có thể từ ngoài thủy vực (từ đất, chất hữu cơ ngoài thủy vực) hay từ các sinh vật trong thủy vực bị mục nát 2 Dinh dưỡng dị dưỡng Thủy sinh vật dinh dưỡng dị dưỡng bao gồm các động vật - sinh vật tiêu thụ ăn chất hữu cơ có sẳn dưới dạng sinh vật, hay các sản phẩm phân hủy của chúng ở các giai đoạn khác nhau Ngoài ra còn có các vi khuẩn dị dưỡng, các nấm hoại sinh. .. hoại sinh giữ vai trò quan trọng trong chu trình chuyển hóa vật chất của thủy vực, cung cấp muối dinh dưỡng và CO2 cho thực vật • Dinh dưỡng chất hữu cơ hòa tan bằng thẩm thấu: Putter (1909) cho rằng thủy sinh vật dị dưỡng chủ yếu sống bằng chất hữu cơ hòa tan qua đường thẩm thấu Các chất nầy là sản phẩm của quá trình quang hợp và hoạt động sống của vi khuẩn, lối ăn nầy chiếm 90% nhu cầu thức ăn của thủy. .. các nấm hoại sinh trong thủy vực vô cơ hóa các chất hữu cơ rửa nát để cho ra các mối dinh dưỡng cung cấp cho thực vật Khác với thủy sinh vật tự dưỡng, cách ăn và thức ăn của sinh vật dị dưỡng rất đa dạng Hình thức dinh dưỡng dị dưỡng là kết quả của một quá trình tiến hóa lâu dài về mặt quan hệ dinh dưỡng giữa thủy sinh vật và môi trường • Dinh dưỡng tự cung cấp: (Endogen): Thủy sinh vật thuộc nhóm nầy... tan đều khó được hấp thu, số lượng chất hữu cơ hòa tan có hạn, chỉ có khi tế bào bị phân hủy • Lối ăn sinh vật và các sản phẩm sinh vật dạng phân hủy: đây là lối dinh dưỡng cơ bản của phần lớn thủy sinh vật dị dưỡng Người ta còn gọi lối dinh dưỡng nầy và dinh dưỡng chất hữu cơ hòa tan nói trên là dinh dưỡng ngoại sinh (exogen), còn lối dinh dưỡng nhờ chất dự trữ và vật cộng sinh là dinh dưỡng nội sinh. .. khác: thuỷ sinh vật bám vào các vật thể trôi như tảng băng, gỗ mục, tàu bè sẽ được đưa đi khắp nơi, tạo thành sự phân bố mới • Di động nhờ sinh vật: đây là lối di động đặc sắc, có vai trò quan trọng trong khả năng phát tán của sinh vật Thuỷ sinh vật có thể được di chuyển từ nơi nầy sang nơi khác nhờ chim, côn trùng các loài lưỡng thê, bò sát và động vật có vú Các sinh vật nầy mang thuỷ sinh vật ở dạng... sinh vật ở dạng trứng nghỉ hoặc tiềm sinh hay còn đang sống và hoạt động Dinh dưỡng của thuỷ sinh vật Lối dinh dưỡng của thuỷ sinh vật bao gồm các quá trình lấy thức ăn từ ngoài vào cơ thể, tạo nên vật chất hữu cơ của cơ thể và năng lượng để sinh trưởng và phát triển, đồng thời thải ra sản phẩm thải Dinh dưỡng của thuỷ sinh vật giữ vai trò rất quan trọng trong quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng... 90% nhu cầu thức ăn của thủy sinh vật, còn thức ăn dạng sinh vật chỉ chiểm phần nhỏ và là ngồn cung cấp vitamin mà thôi Theo tính t an ông cho rằng thực tế thức ăn sinh vật không đủ cung cấp nhu cầu thức ăn của sinh vật dị dưỡng Qua các nghiên cứu hiện nay chứng tỏ: chất hữu cơ hòa tan có vai trò nhất định trong dinh dưỡng của thủy sinh vật dị dưỡng nhưng không theo như quan điểm của Putter Vì việc hấp... các trứng nghỉ, các dạng tiềm sinh ở những thuỷ vực khô cạn bị cuốn đi cùng với bụi, cũng có trường hợp sinh vật trưởng thành cũng bị gió cuốn đi • Di động nhờ dòng nước là lối di độngthụ động phổ biến và quan trọng ở thuỷ sinh vật Di động nhờ dòng nước không những chỉ thấy ở sinh vật nổi mà còn thấy cả ở sinh vật đáy Chuyển động của nước mang sinh vật đi từ nơi nầy sang nơi khác và cả tầng đáy lên... phần loài, tình trạng sinh lý và các nhân tố môi trường ngoài như thay đổi theo độ sinh trưởng, sinh sản, loại thức ăn, số lượng thức ăn, nhiệt độ, Oxy hoà tan trong nước, mùa, ngày đêm, thuỷ triều… Trao đổi nước và muối ở thuỷ sinh vật Trao đổi nước và muối giữa cơ thể và môi trường nước là hoạt động sống đặc biệt quan trọng ở thuỷ sinh vật, đặc trưng cho sinh vật sống ở nước Thuỷ sinh vật không thể... dưỡng hòa tan: thực vật trong nước, trong quá trình tạo chất hữu cơ từ chất vô cơ, ngoài việc hấp thụ C,H,O chúng còn cần các nguyên tố khác Các nguyên tố nầy ở dạng muối hòa tan trong nước và gọi chung là muối dinh dưỡng Trong số các nguyên tố chủ yếu cần thiết cho đời sống thủy sinh vật tự dưỡng có thể kể đến: Na, K, Ca, N, P, Si, Fe, Mg, Mn và đặc biệt quan trọng là N, P cần cho quá trình sinh trưởng . con người. 3. Năng suất sinh học (Bio-productivity) Năng suất sinh học của thủy vực là khả năng sản sinh ra chất sống dưới dạng các thủy sinh vật làm tăng khối lượng sinh vật trong thủy vực Chương 4: Năng Suất Sinh Học Của Thủy Vực Và Đời Sống Cá Thể Thủy Sinh Vật Năng suất sinh học Thủy vực với thủy sinh vật sống trong nước có thể coi như một hệ thống sinh thái luôn luôn. khối lượng sinh vật mới của thủy vực. Về mặt định lượng, thủy sinh học sử dụng một số khái niệm để đánh giá lượng sinh vật trong thủy vực. 1. Khối lượng sinh vật (sinh vật lượng - Biomasse)