ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN NHƯ THÀNH ĐA DẠNG SINH HỌC CÁ VÀ SỬ DỤNG CHỈ SỐ TỔ HỢP SINH HỌC CÁ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC Ở VÙNG CỬA SÔNG SOÀI RẠP, ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – NĂM 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN NHƯ THÀNH ĐA DẠNG SINH HỌC CÁ VÀ SỬ DỤNG CHỈ SỐ TỔ HỢP SINH HỌC CÁ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC Ở VÙNG CỬA SÔNG SOÀI RẠP, ĐỒNG NAI Chuyên ngành: Mã số: Sinh thái học 60420120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN XUÂN HUẤN HÀ NỘI – NĂM 2014 ̉ ̀ LƠI CAM ƠN Để hoàn thành luận văn này, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS TS Nguyễn Xuân Huấn tận tình giúp đỡ hướng dẫn suốt trình thực Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy giáo TS Nguyễn Thành Nam, thầy cô Bộ môn Động vật có xương sống, Phòng thí nghiệm Sinh thái học Sinh học môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo Tổ Hóa – Sinh – Công nghệ, Ban giám hiệu Trường THPT Quang Trung - Đống Đa quan tâm giúp đỡ mặt trình thực luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè động viên, khích lệ hoàn thành luận văn Một lần xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu đó! Hà Nội, ngày 05 tháng 12 năm 2014 Người thực Nguyễn Như Thành MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Khái niệm đa dạng sinh học (ĐDSH) ý nghĩa đa dạng sinh học cá hệ sinh thái nƣớc 1.1.1 Khái niệm đa dạng sinh học (ĐDSH) 1.1.2 Ý nghĩa ĐDSH cá hệ sinh thái nƣớc 1.1.3 ĐDSH hệ sinh thái cửa sông 1.2 Khái quát hệ sinh thái cửa sông 1.2.1 Các khái niệm hệ sinh thái cửa sông 1.2.2 Phân loại phân vùng hệ cửa sông 1.2.3 Một số đặc điểm hệ sinh thái cửa sông 1.2.4 Vai trò hệ sinh thái cửa sông 12 1.3 Một số yếu tố sinh thái cửa sông 13 1.3.1 Các yếu tố thủy lý 13 1.3.1.1 Nhiệt độ nƣớc 13 1.3.1.2 Độ muối 14 1.3.1.3 Độ 14 1.3.1.4 Ánh sáng chiếu sáng nƣớc 14 1.3.1.5 Độ dẫn 15 1.3.2 Các yếu tố thủy hóa 15 1.3.2.1 pH 15 1.3.2.2 Nhu cầu oxy hóa học (COD – Chemical Oxygen Denmand) 16 1.3.2.3 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD – Biochemical Oxygen Denmand) 16 1.3.2.4 Các chất hòa tan nƣớc 17 1.3.2.5 Các chất lơ lửng nƣớc 20 1.4 Những nghiên cứu sử dụng số tổ hợp quần xã cá để đánh giá chất lƣợng nƣớc giới Việt Nam 21 1.4.1 Khái quát sinh vật thị 21 1.4.2 Khái quát số tổ hợp sinh học (Index of Biotic Integrity – IBI) 22 1.4.2.1 Lịch sử số tổ hợp sinh học 22 1.4.2.2 Ý nghĩa việc sử dụng số sinh học để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc 23 1.4.2.3 Những nghiên cứu sử dụng số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc 25 1.4.2.3.1 Trên giới 25 1.4.2.3.2 Ở Việt Nam 25 1.5 Những nét khái quát khu vực nghiên cứu 26 1.5.1 Điều kiện tự nhiên 26 1.5.1.1 Đặc điểm địa hình 26 1.5.1.2 Khí hậu 27 1.5.1.3 Điều kiện thủy văn 27 1.5.2 Điều kiện kinh tế xã hội 27 CHƢƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Địa điểm nghiên cứu 29 2.2 Thời gian nghiên cứu 29 2.3 Đối tƣợng nghiên cứu 30 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 30 2.4.1 Phƣơng pháp hồi cứu số liệu 30 2.4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu cá 31 2.4.3 Phƣơng pháp phân tích phòng thí nghiệm 32 2.4.3.1 Phƣơng pháp phân tích mẫu phƣơng pháp định loại hình thái 32 2.4.3.2 Phƣơng pháp định loại 33 2.4.4 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc 34 2.4.4.1 Phƣơng pháp vật lí, hóa học 34 2.4.4.2 Phƣơng pháp dùng số tổ hợp sinh học dựa quần xã cá để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc 35 2.4.5 Phƣơng pháp xử lí số liệu 38 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Đa dạng thành phần loài cá cửa sông Soài Rạp 39 3.1.1 Cấu trúc thành phần loài cá 39 3.1.2 Cấu trúc nhóm sinh thái 55 3.1.3 Tính đa dạng khu hệ cá theo bậc phân loại 57 3.1.4 Tính đa dạng khu hệ cá khu vực nghiên cứu so với khu vực khác 63 3.1.5 Tính độc đáo khu vực nghiên cứu 64 3.2 Biến động thành phần loài cá theo thời gian 65 3.3 Đánh giá chất lƣợng nƣớc tiêu thủy lý hóa cửa sông Soài Rạp 66 3.3.1 Các yếu tố thủy lý 66 3.3.2 Các yếu tố thủy hóa 69 3.4 Sử dụng số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng nƣớc 70 3.4.1.Tính số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc 70 3.4.2 Đánh giá chất lƣợng nƣớc cửa sông Soài Rạp số tổ hợp sinh học cá 72 3.4.3 So sánh kết đánh giá chất lƣợng nƣớc cửa sông Soài Rạp số tổ hợp sinh học cá với kết đánh giá chất lƣợng nƣớc phƣơng pháp hóa học 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết Đọc BOD5 Nhu cầu oxy sinh hóa COD Nhu cầu oxy hóa học DO Hàm lƣợng oxy hòa tan nƣớc ĐDSH Đa dạng sinh học HST Hệ sinh thái IBI Chỉ số tổ hợp sinh học KVNC Khu vực nghiên cứu NXB Nhà xuất QCVN Quy chuẩn Việt Nam STT Số thứ tự BẢNG DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1: Các mức độ chất lƣợng môi trƣờng nƣớc thủy vực 37 Bảng 2: Danh sách loài cá cửa sông Soài Rạp 40 Bảng Tỷ lệ nhóm sinh thái khu hệ cá vùng cửa sông Soài Rạp 55 Bảng Tỷ lệ nơi sống khu hệ cá vùng cửa sông Soài Rạp 55 Bảng Tỷ lệ họ, giống, loài khu vực nghiên cứu 58 Bảng Tỷ lệ giống, loài họ cá khu vực nghiên cứu 59 Bảng Tỷ lệ nơi sống khu hệ cá vùng cửa sông Soài Rạp 63 Bảng Danh sách loài cá khu vực nghiên cứu ghi Sách Đỏ Việt Nam 2007 cần đƣợc bảo vệ 64 Bảng Các tiêu thủy lý hóa cửa sông Soài Rạp 8/2012 67 Bảng 10 Hàm lƣợng kim loại nặng nƣớc cửa sông Soài Rạp 8/2012 69 Bảng 11 Phân hạng cách tính điểm cho số sinh học cá áp dụng cho việc đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc vùng cửa sông Soài Rạp 71 Bảng 12 Ma trận số tổ hợp cá đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc vùng cửa sông Soài Rạp năm 2011 72 Bảng 13 Ma trận số tổ hợp cá đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc vùng cửa sông Soài Rạp năm 2012 73 BẢNG DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1: Vị trí thu mẫu vùng cửa sông Soài Rạp, Đồng Nai 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Ban Quản lý Rừng phòng hộ môi trƣờng Thành Phố Hồ Chí Minh (2002), Khu dự trữ sinh rừng ngập mặn Cần Giờ, NXB Nông nghiệp Bộ Khoa học Công nghệ (2007), Sách Đỏ Việt Nam phần I Động vật, NXB Khoa học Công nghệ, Hà Nội Bộ Khoa học Công nghệ Môi trƣờng (2003), Công ước đa dạng sinh học Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2008), Quy chuẩn Việt Nam chất lượng nước mặt Nguyễn Thị Mai Dung (2011), Đa dạng sinh học cá mối quan hệ chúng với chất lượng môi trường nước cửa sông Ba Lạt, Luận văn Thạc sĩ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội Lê Thu Hà (2011), Báo cáo tổng kết giai đoạn môi trường hệ sinh thái cửa sông ven biển Việt Nam, Báo cáo chuyên đề, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội Hoàng Thị Hài (2010), Đa dạng sinh học cá mối quan hệ chúng với chất lượng môi trường nước sông Cầu thuộc địa phận huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang Luận văn Thạc sĩ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội Nguyễn Thị Nam Hiền (2008), Đa dạng sinh học cá mối quan hệ chúng với chất lượng môi trường nước sông Chu thuộc địa phận huyện Thiệu Hóa, tỉnh Thanh Hóa Luận văn Thạc sĩ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội Nguyễn Xuân Huấn, Nguyễn Thành Nam, Lê Hƣ̃u Tuấ n Anh (2012), “Thành phầ n loài cá vùng cƣ̉a sông Văn Ú c , thành phố Hải Phòng ”, Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn, 8/2012, Tr 78 - 84 10 Nguyễn Xuân Huấn, Nguyễn Thành Nam, Nguyễn Thị Huyền (2012), “Thành phần loài cá khu vực cửa sông Cửa Đại, hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn, tỉnh Quảng Nam”, Tạp chí Khoa học, Vol 28, No 2S, Tr 25 - 33 11 Nguyễn Xuân Huấn, Nguyễn Liên Hƣơng (2011), Thành phần loài cá vùng cửa sông Hà Cối, tỉnh Quảng Ninh, Hội nghị khoa học toàn quốc Sinh thái TNSV lần thứ 4, Tr 129 - 135 12 Nguyễn Xuân Huấn, Đoàn Hƣơng Mai, Hoàng Thị Hồng Liên (2004), Thành phần loài cá vùng cửa sông Bạch Đằng, Quảnh Ninh, Những vấn đề nghiên cứu khoa học sống, Tr 121 – 122, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 13 Nguyễn Khắc Hƣờng (1993), Cá biển Việt Nam, tập 2, 1, 2, NXB Khoa học Kĩ thuật 14 Vƣơng Dĩ Khang (1962), Ngư loại phân loại học, Học viện Thủy sản ́ Thƣợng Hải, Thƣợng Hải (Nguyễn Bá Mão dịch) 15 Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh, Nguyễn Quốc Việt (2007), Chỉ thị sinh học môi trường, NXB Giáo dục 16 Nguyễn Thành Nam (2014), Nghiên cứu khu hệ cá biển ven bờ tỉnh Bình Thuận đề xuất giải pháp khai thác hợp lí, bảo vệ nguồn lợi, Luận án Tiến sĩ Sinh học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội 17 Nguyễn Thành Nam, Nguyễn Kiều Oanh, Nguyễn Xuân Huấn (2010), “Nghiên cứu đa dạng sinh học cá sử dụng số tổ hợp đa dạng sinh học cá để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc số suối thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Vĩnh Cửu, Đồng Nai”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Tập 2A, Tr 689 – 695 18 Đào Thị Nga (2010), Đa dạng sinh học cá mối quan hệ chúng với chất lượng môi trường nước vùng hồ Quan Sơn huyện Mỹ Đức, Hà Nội, Luận văn Thạc sĩ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội 19 Pravdin I.F (1973), Hướng dẫn nghiên cứu cá (Bản dịch Phạm Thị Minh Giang), NXB Khoa học Kỹ thuật 20 Phạm Bình Quyền, Nguyễn Nghĩa Thìn (2002), Đa dạng sinh học, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội 21 Nguyễn Kiêm Sơn (2000), Khu hệ cá suối thuộc vườn quốc gia Tam Đảo đánh giá môi trường nước sử dụng số đa dạng, số tổ hợp sinh học cá, Báo cáo đề tài 22 Nguyễn Kiêm Sơn (2007), Đánh giá trạng môi trường nước thành phần loài cá sông Bồ (Thừa Thiên - Huế), Báo cáo khoa học Sinh thái TNSV Hội nghị khoa học Toàn quốc lần thứ hai, NXB Nông nghiệp, Tr 576 23 Vũ Trung Tạng (1994), Các hệ sinh thái cửa sông Việt Nam, NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội 24 Vũ Trung Tạng (2004), Sinh học sinh thái học biển, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 25 Vũ Trung Tạng (2008), Sinh thái học hệ sinh thái nước, NXB Giáo dục 26 Nguyễn Nhật Thi (1991), Cá xương Vịnh Bắc Bộ, NXB Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội 27 Ủy ban Sông Mê Kông Việt Nam (2006), Tóm tắt hội thảo quốc gia phân loại đất ngập nước xây dựng nguyên tắc hướng dẫn bảo tồn sử dụng khôn ngoan đất ngập nước 28 Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II (2002), Tuyển tập nghề cá Sông Cửu Long, NXB Nông nghiệp 29 Viện nghiên cứu Biển (1971), Nghiên cứu Biển, Nội san nghiên cứu Biển, số 30 Mai Đình Yên (chủ biên) cộng (1992), Định loại cá nước Nam Bộ, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh 31 Eschmeyer W N (1998), Catalog of Fishes, Academy of Sciences, California, USA 32 FAO (1999), Fao species identification guide for fishery purposes - The living marine resources of Western Central Pacific - Vol 3, 4, 5, Roma - Italia 33 Fausch K D, J R Karr, and P R Yant (1984), Regional application of an index of biotic integrity based on stream fish communities, Transaction of the American fisheries society: P 115 – 39 – 55 34 Hughes R M & R F Noss (1992), Biological diversyri and biological integrity: current concerns for lakes and streams Fisheries 17: P 11 – 19 35 Karr J.R (1981), Assessment of biotic integrity using fish communities, Fisheries, Vol 6, No 6, P 21 - 27 36 Karr J.R, K.D Fausch, P.L Angermeier , P.R Yant and I.J Schioser, (1986), Assessment of biological integrity in running waters: a method and its rationale, Illinois Natural History Survey Special Publication 5, Champaign 37 John Lyons (1992), Using the index of biotic integrity (IBI) to measure environmental quality in warmwater streams of Wisconsin, North central forest experiment station Forest service – US department of agriculture 1992 38 John Lyons, Sonia navarro – Perez, Philip A Cochran, Eduardo Santana C and Manuel Guzman – arroyo (1997), Index of biotic integrity based on fish assemblages for the conservation of streams and rivers in West – Central Mexico, Conservation biology, volume 6: P 569 – 584 39 Nakabo T (2002), Fishes of Japan - with pictorial keys to the species, English edition - Vol I, II Tokai University Press, Tokyo - Japan 40 Rainboth W R (1996), Fish of the Cambodian Mekong, FAO, Rome Trang web 41 http://fishbase.org 42 www.longan.gov.vn/chinhquyen/hcgiuoc 43 http://vi.wikipedia.org 44 http://www.cpv.org.vn