ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN DƢƠNG VĂN LONG ĐA DẠNG SINH HỌC VỀ CÁ VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA CHÚNG VỚI CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC SÔNG HỒNG THUỘC ĐỊA PHẬN THÀNH PHỐ HƢNG YÊN, HUYỆN KIM ĐỘNG – TỈNH HƢNG YÊN Chuyên ngành : Sinh thái học Mã số : 60 42 60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN XUÂN HUẤN HÀ NỘI – 2011 Luận văn thạc sĩ khoa học ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN DƯƠNG VĂN LONG ĐA DẠNG SINH HỌC VỀ CÁ VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA CHÚNG VỚI CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG HỒNG THUỘC ĐỊA PHẬN THÀNH PHỐ HƯNG YÊN, HUYỆN KIM ĐỘNG – TỈNH HƯNG YÊN Chuyên ngành : Sinh thái học Mã số : 60 42 60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN XUÂN HUẤN HÀ NỘI – 2011 Luận văn thạc sĩ khoa học MỤC LỤC MỞ ĐẦU ………………………………………………………………… Chƣơng 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU…………………………………… Trang 1.1 Khái quát hệ sinh thái sông……………………………………… 1.1.1 Các hệ thống sông lớn Việt Nam……………………………… 1.1.2 Đặc điểm đặc trƣng hệ sinh thái sông……………………… 1.1.2.1 Đặc điểm môi trƣờng sống sông………………………… 1.1.2.2 Những đặc điểm thích nghi quan trọng quần xã sinh vật sông ……………………………………………………………………… 1.1.2.3 Sự phân bố quần xã sinh vật sông ………………… 1.2 Đa dạng sinh học vai trò đa dạng sinh học hệ sinh thái nƣớc…………………………………………………………… 1.2.1 Đa dạng sinh học…………………………………………………… 1.2.2 Vai trò đa dạng sinh học hệ sinh thái nƣớc…… 1.2.3 Quan hệ Đa dạng sinh học cá với số yếu tố sinh thái HST sơng………………………………………………………… 11 1.2.3.1 Quan hệ với yếu tố thủy lý………………………………… 11 1.2.3.2 Quan hệ với yếu tố thủy hóa ……………………………… 12 1.2.4 Khái quát số tổ hợp sinh học (Index of Biotic Integrity IBI)………………………………………………………………………… 16 1.2.4.1 Lịch sử số tổ hợp sinh học……………………………… 16 1.2.4.2 Cơ sở khoa học để đánh giá môi trƣờng nƣớc số tổng hợp sinh học cá ( IBI)…………………………………………………… 16 1.2.4.3 Khả sử dụng số tổng hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc…………………………………………… 17 1.2.4.4 Những nghiên cứu sử dụng số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc………………………………………… 19 1.2.5 Điều kiện tự nhiên xã hội vùng nghiên cứu…………………… 21 ii Luận văn thạc sĩ khoa học 1.2.5.1 Điều kiện tự nhiên ……………………………………………… 21 1.2.5.2 Tình hình kinh tế xã hội………………………………………… 21 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 23 2.1 Đối tƣợng, thời gian địa điểm nghiên cứu……………………… 23 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu……………………………………………… 23 2.1.2 Thời gian nghiên cứu……………………………………………… 23 2.1.3 Địa điểm nghiên cứu……………………………………………… 23 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu…………………………………………… 2.2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu cá……………………………………… 2.2.1.1 Phƣơng pháp thu mẫu cá thực địa……………………… 25 25 25 2.2.1.2 Phƣơng pháp phân tích cá phịng thí nghiệm…………… 26 2.2.2 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc …………… 27 2.2.2.1 Phƣơng pháp vật lý, hóa học…………………………………… 27 2.2.2.2 Phƣơng pháp sinh học - phƣơng pháp sử dụng số tổ hợp sinh học cá IBI ( Index of biotic intergrity)…………………………… 29 2.2.2.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu theo thuật toán thống kê………… Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN…………… 31 32 3.1 Đa da ̣ng thành phầ n loài cá ở đoạn sông Hồng thuô ̣c điạ phâ ̣n thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên…………… 32 3.1.1 Cấ u trúc thành phầ n loài cá ……………………………………… 3.1.2 Tính đa dạng khu hệ cá theo bậc phân loại……………… 3.1.3 Các loài cá ghi Sách Đỏ Việt Nam………………………… 32 39 3.2 Biến động thành phần loài cá theo không gian phân bố…………… 44 45 3.2.1 Biến động thành phần lồi cá theo thƣợng lƣu hạ lƣu sơng Hồng ……………………………………………………………………… 45 3.2.2 Biến động thành phần loài cá theo sinh cảnh…………………… 47 3.3 Mối quan hệ thành phần loài cá độ phong phú chúng với số yếu tố sinh thái sơng Hồng thuộc địa phận thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên…………………… 57 3.3.1 Quan hệ với yếu tố thủy lý…………………………………… 57 iii Luận văn thạc sĩ khoa học 3.3.2 Quan hệ với yếu tố thủy hóa………………………………… 59 3.4 Sử dụng số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng nƣớc… 62 62 3.4.1 Tính số tổ hợp cá để đánh giá chất lƣợng nƣớc……………… 3.4.2 Đánh giá chất lƣợng nƣớc sông Hồng thuộc địa phận thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên số tổ hợp sinh học cá (IBI)………………………………………………………… 63 3.4.3 Nhận xét kết đánh giá chất lƣợng nƣớc số tổ hợp sinh học cá với kết đánh giá chất lƣợng nƣớc phƣơng pháp hóa học…………………………………………………………………… 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………… 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………… 67 iv Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Quy chuẩn Việt Nam chất lƣợng nƣớc mặt ( 2008 ) Bảng Các mức độ chất lƣợng nƣớc thuỷ vực Bảng Danh sách thành phầ n loài cá và sƣ ̣ phân bố chúng ở sông Hồng thuô ̣c điạ phâ ̣n thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Trang 27 30 32 Hƣng Yên Bảng Tỷ lệ họ, giớ ng, lồi cá khu vực nghiên cứu 39 Bảng Tỷ lê ̣ các giớ ng, lồi họ cá khu vực nghiên cứu 40 Bảng So sánh về thành phầ n loài, giố ng, họ cá khu vực nghiên cƣ́u với thành phầ n loài, giố ng, họ vùng khác Việt Nam 43 Bảng Danh sách lồi cá Sơng Hồng thuộc địa phận thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên ghi Sách Đỏ Việt 44 Nam cần đƣợc bảo vệ Bảng So sánh thành phần loài cá KVNC với thành phần loài cá khu vực thƣợng lƣu sơng Hồng(theo Mai Đình n) 45 Bảng Một số tiêu thủy lý, hóa khu vực nghiên cứu 53 Bảng 10 Hàm lƣợng pH, DO, oxy hóa học (COD) oxy sinh hóa (BOD5) đoạn sông nghiên cứu 55 Bảng 11 Hàm lƣợng số muối hòa tan nƣớc Bảng 12 Hàm lƣợng số kim loại phi kim khu vực nghiên cứu Bảng 13 Chỉ số tổ hợp sinh học cá (IBI) KVNC 56 Bảng 14 Bảng kết đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sinh cảnh số tổ hợp sinh học cá (IBI) Bảng 15 Bảng kết đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sinh cảnh số tổ hợp sinh học cá (IBI) Bảng 16 Bảng kết đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sinh cảnh số tổ hợp sinh học cá (IBI) v 57 58 59 60 61 Luận văn thạc sĩ khoa học DANNH MỤC HÌNH Hình Sơ đồ điểm lấy mẫu đoạn sông Hồng thuộc địa thành phố Hƣng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên Hình Tỷ lệ % họ, giố ng loài các bô ̣ cá khu vực nghiên cứu vi 24 42 Luận văn thạc sĩ khoa học CÁC CHỮ VIẾT TẮT GHCP : Giới hạn cho phép BOD5 : Hàm lượng oxy sinh học COD : Hàm lượng oxi hóa học DO : Hàm lượng oxi hịa tan nước ĐDSH : Đa dạng sinh học KVNC : Khu vực nghiên cứu IBI : Index of biotic integrity ( Chỉ số tổng hợp sinh học ) STT : Số thứ tự vii Luận văn thạc sĩ khoa học MỞ ĐẦU Các hệ sinh thái thủy vực đa dạng phong phú Những mối tương tác sinh vật với sinh vật với môi trường tạo nên chu trình vật chất biến đổi lượng, từ hình thành nên nguồn lợi sinh vật mà người khai thác sử dụng Sông Hồng hệ sinh thái thủy vực, nằm hệ thống sông Hồng - Thái Bình hai hệ thống sơng lớn nước ta Nó sơng có vị trí, vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế, văn hóa xã hội Chứa lượng nước lớn, vào mùa lũ, sông Hồng tạo thuận lợi cho phát triển giao thông, thủy lợi, lượng, du lịch sở quan trọng cho phát triển nghề cá Những năm trước đây, sơng Hồng có sản lượng khai thác cá cao, đa dạng, phong phú thành phần lồi, có nhiều lồi có giá trị kinh tế cao Trong năm gần đây, nguồn lợi thủy sản, sản lượng khai thác cá sông Hồng giảm đáng kể, có nhiều lồi có tên Sách Đỏ Việt Nam cần bảo vệ Nguyên nhân gây tình trạng phần người khai thác mức, sử dụng phương tiện đánh bắt mang tính hủy diệt, nguyên nhân chủ yếu môi trường bị ô nhiễm do: Chất thải từ nhà máy xí nghiệp, chất thải sinh hoạt loại thuốc bảo vệ thực vật.v.v Đặc biệt tượng khai thác cát sỏi diễn thường xun sơng Hồng Chính lí trên, tiến hành nghiên cứu, thực đề tài “ Đa dạng sinh học cá mối quan hệ chúng với chất lượng nước sông Hồng thuộc địa phận thành phố Hưng Yên, huyện Kim Động - tỉnh Hưng Yên ” với mục đích đánh giá trạng thành phần loài cá sở đánh giá chất lượng mơi trường nước Đây sở giúp quyền địa phương có giải pháp bảo vệ mơi trường, bảo tồn đa dạng sinh học, phát huy tối đa nguồn lợi mà lưu vực sông Hồng đem lại Nội dung đề tài bao gồm: Xác định thành phần lồi cá lưu vực sơng Hồng thuộc địa phận thành phố Hưng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hưng Yên Luận văn thạc sĩ khoa học Nghiên cứu biến động thành phần loài cá lưu vực sông Hồng theo không gian thời gian Nghiên cứu mối quan hệ thành phần loài cá độ phong phú chúng với số yếu tố sinh thái thủy, lý hóa Sử dụng số tổ hợp sinh học (index of biotic intergrity-IBI) cá để đánh giá chất lượng môi trường nước Sông Hồng thuộc địa phận thành phố Hưng Yên huyện Kim Động - tỉnh Hưng Yên Luận văn thạc sĩ khoa học Nhiệt độ Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng Độ dẫn điện (%) 23,2 56 0,022 23,2 56 0,022 Trung bình 23,13 56.33 0,021 m 0,34 0.54 0,0005 Thời gian đo Sinh cảnh 08/5/2009 Lần đo (Nguồn: Sở tài nguyên môi trường tỉnh Hưng Yên) Từ Bảng xuất loài cá, rút số nhận xét mối liên hệ cá với yếu tố sinh thái sơng Hồng đoạn chảy qua thành phố Hưng Yên huyện Kim Động, tỉnh Hưng Yên sau: Về nhiệt độ: Vào tháng 5, ba sinh cảnh, nhiệt độ khoảng thuận lợi cho sinh trưởng phát triển loài cá nên độ phong phú nhiều loài cá mức cao Theo kết điều tra thường vào tháng 4, 5, người đánh cá thường gặp nhiều lồi cá: cá Chép, cá Trơi, cá Chày, cá Mương, cá Vền, cá Bống v.v.v Với chất rắn lơ lửng: Nhìn chung, hàm lượng chất rắn lơ lửng nước sinh cảnh 1, 2, cao, vượt qua GHCP cột A (20 - 30) nhiều nằm GHCP cột B (50 - 100) QCVN: 2008 (Bảng 1) Hàm lượng chất rắn lơ lửng nước sinh cảnh cao, khả xuyên sâu ánh sáng vào nước giảm vậy, q trình quang hợp thực vật thủy sinh gặp khó khăn, từ làm cho độ phong phú lồi cá có xu hướng giảm Với độ dẫn: Từ kết Bảng cho thấy độ dẫn sinh cảnh cao sinh cảnh nhiều Độ dẫn cao làm tăng tính độc hại iơn tan nước Đây coi số liệu minh chứng cho môi trường nước sinh cảnh ô nhiễm so với sinh cảnh sinh cảnh 58 Luận văn thạc sĩ khoa học 3.3.2 Các yếu tố thủy hóa a Hàm lƣợng số chất hịa tan nƣớc Thành phần lồi cá độ phong phú chúng có quan hệ mật thiết với tiêu thủy hóa Các tiêu thủy hóa thể qua Bảng 10 Bảng 10 Hàm lƣợng pH, DO, oxy hóa học (COD) oxy sinh hóa (BOD5) đoạn sơng nghiên cứu Sinh cảnh Thời gian đo 4,12 Hàm lƣợng BOD5 (mg/l) 24 Hàm lƣợng COD 28 6,81 4,12 23 28 6,83 4,11 23 27 Trung bình 6,82 4,12 23,33 27,67 m 0,056 0,005 0,54 0,54 7,05 3,65 32 42 7,02 3,65 33 43 7,02 3,62 32 42 Trung bình 7,03 3,64 32,33 42,33 m 0,01 0,016 0,543 0,54 6,4 4,5 22 30 6,4 4,3 22 31 6,5 4,4 20 30 6,43 4,4 21,33 30,33 0,081 1,18 0,544 05 09/10/2009 05 09/10/2009 05 09/10/2009 Lần đo pH (mg/l) DO (mg/l) 6,81 Trung bình m 0,053 (Nguồn: Sở tài ngun mơi trường tỉnh Hưng n) Qua Bảng chúng tơi có nhận xét sau: Tại sinh cảnh 1, 2, 3, độ pH nằm GHCP cột A QCVN: 2008 Tại sinh cảnh 1, 2, nhìn chung hàm lượng DO thấp GHCP cột A (≥5) nằm GHCP cột B (≥2) QCVN 2008 Tuy nhiên, hàm lượng DO sinh cảnh thấp Hàm lượng BOD5 sinh cảnh cao GHCP cột B (≤25) Hàm lượng sinh cảnh 1,3 nằm GHCP cho phép cột B , (theo QCVN: 2008) 59 Luận văn thạc sĩ khoa học Tại sinh cảnh 1,2,3, hàm lượng COD cao nhiều so với GHCP cột A (