bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học vinh Hồ văn thanh tảo silíc (bacillariophyceae) và tảo hai rãnh (dinophyta) ở ven biển thuộc xã Kỳ Nam huyện Kỳ Anh - tỉnh Hà Tĩnh luận văn thạc sĩ sinh học Vinh - năm 2007 1 bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học vinh Hồ văn thanh tảo silíc (bacillariophyceae) và tảo hai rãnh (dinophyta) ở ven biển thuộc xã Kỳ Nam huyện Kỳ Anh - tỉnh Hà Tĩnh Chuyên ngành: Thực vật học Mã số: 60. 42. 20 luận văn thạc sĩ sinh học Cán bộ hớng dẫn khoa học PGS. TS Võ Hành vinh - năm 2007 2 Mở đầu Thực vật nổi (Phytoplankton) là những cơ thể quang tự dỡng có kích thớc hiển vi và sống trôi nổi trong tầng nớc. Chúng là một trong những sinh vật sản xuất quan trọng nhất trong các hệ sinh thái nớc. Trong thủy vực chúng góp phần không nhỏ trong quá trình tuần hoàn vật chất, ngoài ra, còn có tác dụng làm sạch môi tr- ờng nớc do chúng vừa cung cấp ôxi cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động để phân giải các chất xâm nhập vào thủy vực, đồng thời là sinh vật chỉ thị cho môi trờng sống bởi sự hiện diện và phát triển của nhiều loài trong chúng, là sự trả lời nhanh chóng với hiện tợng d thừa chất dinh dỡng. Cùng với việc điều tra, phân loại, bổ sung những dẫn liệu mới về khu hệ tảo, những nghiên cứu về sinh thái, sinh lý và ứng dụng vi tảo trong nhiều lĩnh vực khác nhau (thủy sản, nông nghiệp, thực phẩm, y học, chống ô nhiễm môi trờng) cũng ngày càng nhiều. ứng dụng vi tảo trong thực tiễn có ý nghĩa to lớn đối với đời sống con ngời, nhất là trong giai đoạn hiện nay - khi mà an toàn lơng thực, thực phẩm, thuốc men để phòng chống bệnh tật, giảm thiểu ô nhiễm môi trờng, là những vấn đề cấp bách của nhân loại. Trong nuôi trồng thủy sản nhiều loài động vật phù du, ấu trùng, động vật thân mềm ăn lọc, các loài cá bột, cá trởng thành .đã sử dụng các loài thực vật nổi một cách trực tiếp hoặc gián tiếp, nó là một nguồn thức ăn quan trọng, cần thiết. Trong môi trờng nớc biển tảo Silíc và tảo Hai Rãnh chiếm u thế. Đặc biệt là tảo Silíc thờng chiếm khoảng 60 - 70% về số lợng cũng nh sinh vật lợng, nhất là ở những vùng biển ven bờ chúng luôn luôn chiếm u thế tuyệt đối, có nơi tới trên 84% về số loài và tới 99% về sinh vật lợng. Muốn đánh giá tiềm năng của một vùng biển cần phải hiểu biết đầy đủ về thực vật nổi nói chung và tảo Silíc nói riêng, là cơ sở cho sức sản xuất sơ cấp [1]. 3 Nh vậy, sự hiểu biết về tảo Silíc và tảo Hai Rãnh là cần thiết cho việc đánh giá tiềm năng của một hệ sinh thái nớc, để từ đó đề ra đợc những giải pháp hợp lý để khai thác các nguồn lợi thuỷ vực và phát triển nghề nuôi trồng thuỷ sản. Hiện nay, cha có công trình nào nghiên cứu về tảo Silíc và tảo Hai Rãnh vùng ven biển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh - tỉnh Hà Tĩnh, Đặc biệt ở đây có Xí nghiệp nuôi tôm thơng phẩm Việt - Anh. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: tảo silíc (bacillariophyceae) và tảo hai rãnh (dinophyta) ở ven biển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh (tỉnh Hà Tĩnh) Mục tiêu của đề tài: - Xác định thành phần loài và số lợng tảo Silic (Bacillariophyceae) và tảo Hai rãnh (Dinophyta) ở ven biển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh (tỉnh Hà Tĩnh). - Cung cấp các dẫn liệu cơ bản về hai đối tợng trên ở ven biển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh (tỉnh Hà Tĩnh) làm cơ sở cho việc đánh giá nguồn thức ăn tự nhiên phục vụ nuôi trồng thuỷ sản ở vùng này. Các vấn đề thuộc nội dung nghiên cứu: - Xác định một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa của nớc ven biển: nhiệt độ nớc, độ pH, độ trong, độ mặn, hàm lợng ôxi hòa tan, hàm lợng NH 4 + và hàm lợng PO 4 3- . - Xác định thành phần loài và số lợng của tảo Silic (Bacillariophyceae) và tảo Hai rãnh (Dinophyta). - Tảo Silíc và tảo Hai rãnh trong mối quan hệ với một số yếu tố môi trờng ở thời điểm nghiên cứu (nhiệt độ nớc, độ pH, độ trong, độ mặn, hàm lợng ôxi hòa tan, hàm lợng NH 4 + và hàm lợng PO 4 3- ). 4 Đề tài đợc tiến hành từ tháng 11 năm 2006 đến tháng 10 năm 2007 tại vùng biển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh (tỉnh Hà Tĩnh) và phòng thí nghiệm Bộ môn Thực vật - khoa Sinh học - Trờng Đại học Vinh. Chơng I. Tổng quan tài liệu 1.1. Sơ lợc về tình hình nghiên cứu tảo Silíc và tảo Hai Rãnh ở vùng ven biển trên thế giới và ở Việt Nam 5 1.1.1. Tình hình nghiên cứu tảo Silíc và tảo Hai Rãnh trên thế giới Trên thế giới, tảo đợc biết đến cách đây trên 350 năm trong hệ thống phân loại của Carl Von Linne (1754) [theo 7]. Xác định đợc chúng là nhờ sự phát minh ra kính hiển vi của Robert Hooke (1665). Đến nay nhiều loài đã đợc mô tả về hình dạng, thể tích và kích thớc tế bào. Trên thế giới, việc phân loại tảo có nhiều quan điểm với nhiều hệ thống khác nhau. Sớm nhất là hệ thống của Round F.E (1973) chia tảo thành 12 ngành (Cyanophyta, Euglenophyta, Chlorophyta, Charophyta, Prasinophyta, Xanthophyta, Dinophyta, Bacillariophyta, Chrysophyta, Phaeophyta, Rhodophyta, Cryptophyta) và một lớp riêng Eustigmatophyceae. Các tác giả Liên Xô cũ mà tiêu biểu là Gollerbakh M.M (1977) xếp tảo thành 10 ngành dựa vào cấu trúc hình thái và các nhóm chất màu khác nhau. Bao gồm : Cyanophyta, Pyrrophyta, Chrysophyta, Bacillariophyta, Phaeophyta, Rhodophyta, Xanthophyta, Euglenophyta, Chlorophyta và Charophyta. Năm 1978, Bold H. C và Wynne M. J đa ra hệ thống gồm 9 ngành tảo: Cyanochlorophyta, Chlorophycophyta, Charophyta, Euglenophycophyta, Phaeophycophyta, Chrysophycophyta, Pyrrhophycophyta, Cryptophycophyta và Rhodophycophyta. Lee R. E (1980) chia tảo thành 6 ngành dựa vào các cơ quan tử: lục lạp, lới nội chất, roi, điểm mắt, nhân. Bao gồm: Cyanophyta, Glaucophyta, Chromophyta, Rhodophyta, Chlorophyta và Charophyta. Còn Roswski J. R và Parker B. C (1982) lại không phân tảo thành các ngành tảo mà chia chúng thành 16 lớp: Cyanophyceae, Prochlorophyceae, Rhodophyceae, Cryptophyceae, Euglenophyceae, Dinophyceae, Chrysophyceaee, Prymnesiophyceae, Bacillariophyceae, Rhaphydophyceae, Tribophyceae, 6 Eustigmatophyceaee, Phaeophyceae, Prasinophyceae, Chlorophyceae và Charophyceae. Năm 1995 hệ thống của Van Den Hoek và cộng sự chia tảo thành 11 ngành đã và đang đợc sử dụng nhiều hơn cả do ngoài việc dựa vào các đặc điểm cấu trúc hình thái thì ông còn dựa trên một số đặc điểm nh quá trình nguyên phân và phân bào, cấu trúc của tế bào mang roi để phân loại tảo. Bao gồm: Cyanophyta, Prochlorophyta, Glaucophyta, Rhodophyta, Heterokontophyta, Haptophyta, Cryptophyta, Dinophyta, Euglenophyta, Chlorarachniophyta và Chlorophyta. Hiện nay, phân loại học nói chung và phân loại vi tảo nói riêng không chỉ dừng lại ở mức độ dựa vào dấu hiệu hình thái mà còn áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại (hoá sinh học, sinh học phân tử, công nghệ gen) để phân biệt các loài (Species) trong cùng một chi (genus) [theo 19]. Còn với việc mô tả đặc điểm của các loài vi tảo, các nhà khoa học còn quan tâm đến đặc tính sinh thái học, mối quan hệ giữa sự phát triển của chúng với các yếu tố môi trờng cũng nh tính chất gây hại, sự nở hoa hay hiện tợng Thủy triều đỏ ở các vùng biển ven bờ. Đã có nhiều hội thảo khoa học về hiện tợng này. Năm 1979, có hai cuộc hội thảo về sự nở hoa của các loài tảo roi có độc tố ở Miama và Florida vào năm 1978 (Taylor và Seliger, 1979). Tiếp sau đó là các cuộc hội thảo đợc tổ chức tại Canađa (1985); ở Nhật (1977); ở Thụy Điển (1989); ở Mỹ (1991); ở Pháp (1993); Sendai, Nhật (1995); ở Tây Ban Nha (1997). Nhiều tài liệu đã dẫn chứng Thủy triều đỏ ở các vùng ôn đới (Bắc Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản và nam Châu úc) đã đe dọa đến ngành khai thác và nuôi trồng ở biển. Tổng kết các công trình nghiên cứu về Thủy triều đỏ, các tác giả đã đa ra danh lục với trên 45 loài thuộc các ngành tảo Hai Roi, tảo Lam, tảo Silíc và tảo Lục ở các vùng biển cận nhiệt đới, trong đó phần lớn thuộc về tảo Hai Roi (Dinoflagellata). Còn theo Carpenter và Carmichal (1995) có ít nhất 19 loài thuộc 9 chi tảo Lam có thể sinh độc tố ở vùng nớc lợ và nớc mặn. Nhiều nhà khoa học cho rằng Thủy triều đỏ th- 7 ờng xảy ra sau cơn ma lớn (Kutner và Sassi, 1979; Hermes, 1983; Piyakaruchana và cộng tác viên, 1984; Gonzales, 1989), đặc biệt liên quan đến nguồn dinh dỡng do phù sa rừng (làm tăng lợng chất mùn theo dòng nớc chảy ra biển) hay do điều kiện khí hậu không bình thờng đã kích thích sự nở hoa của tảo. Tuy nhiên mật độ bùng nổ của các loài tảo thờng khác nhau. Ví dụ nh tảo Protogonyaux đạt 10 5 tb/l trong thời gian bùng nổ, tảo Aureococcus đạt 10 9 tb/l [theo 13]. Cùng với những nghiên cứu điều tra TVN trong các thủy vực, vi tảo còn đợc nuôi trồng để phục vụ trực tiếp cho đời sống con ngời. Các nhà khoa học đã lựa chọn và nghiên cứu đặc điểm sinh học của hơn 50 loài tảo, trong đó có những loài đợc sử dụng nhiều trong nuôi trồng thủy sản: Skeletonema costatum, Chaetoceros sp, C. gracilis, C. simplex, C. ceratosporum, Thalassiosira pseudonema, Chlorella sp, Tetraselmis chui, Nanochloropsis oculata . 1.1.2. Tình hình nghiên cứu tảo Silíc và tảo Hai Rãnh ở Việt Nam ở nớc ta, Maurice Rose là ngời đầu tiên nghiên cứu về TVN ở các vùng biển Việt Nam. Năm 1926, ông đã xác định đợc ở vịnh Nha Trang có 42 loài TVN trong đó có 20 loài tảo Silíc và 15 loài tảo Dinoflagelles. Sau đó, Dawidoff C. (1936), Serene R. (1948), yamashita M. (1958) [theo 1]. Những nghiên cứu sâu về TVN biển đợc bắt đầu từ 1960, các công trình này đợc thực hiện một cách liên tục và do các nhà khoa học Việt Nam thực hiện. Công trình nghiên cứu về tảo Silíc và tảo Hai Roi của Hoàng Quốc Trơng (1962, 1963) đợc xem là tài liệu định loại đầu tiên do ngời Việt Nam thực hiện [28],[29]. Năm 1966. A. Shirota đã xuất bản cuốn Sinh vật phù du ở miền Nam Việt Nam, trên cơ sở phân tích mẫu đã thu thập từ năm 1963 đến 1965 ở 15 điểm ven biển từ Thuận An đến Phú Quốc đã xác định đợc 213 loài tảo Silíc. Trong danh lục loài thực vật phù du ở vùng biển Thuận Hải - Minh Hải công bố năm 1982 do viện 8 nghiên cứu biển Nha Trang tổ chức điều tra năm 1977 - 1980 có ghi tên 170 loài tảo Silíc [theo 1]. ở miền Bắc Việt Nam, những công trình nghiên cứu về TVN ở biển đợc tiến hành muộn hơn so với vùng biển phía Nam. Cụ thể là các chơng trình điều tra tổng hợp vịnh Bắc bộ, Việt-Trung và Việt-Nga (từ 1959-1985). Năm 1978, báo cáo Thực vật phù du vùng biển ven bờ Quảng Ninh - Hải Phòng Trơng Ngọc An đã cung cấp một bảng tên loài, trong đó có 156 loài tảo Silíc. Trơng Ngọc An (1993) đã phân loại và mô tả chi tiết 225 loài tảo Silic trong 2 bộ, 7 bộ phụ, 18 họ và 60 chi [1]. Tại vùng biển Khánh Hòa - Minh Hải có 400 loài TVN đợc ghi nhận bởi Nguyễn Ngọc Lâm và Đoàn Nh Hải, khi khảo sát vùng biển này từ tháng 4/1993 - 5/1995, trong đó tảo Silíc chiếm u thế [theo 30] Bên cạnh đó, khi nghiên cứu khu hệ TVN vùng ven biển Khánh Hòa, tác giả cũng đã ghi nhận 203 loài thuộc 4 ngành: tảo Silíc, tảo Hai Roi, tảo Kim và tảo Mắt. trong đó có 23 loài có khả năng gây hại cho cá cũng nh sức khỏe con ngời. Cũng các tác giả trên, khi nghiên cứu về sinh thái phát triển tảo gây hại và hiện tợng Thủy triều đỏ liên quan đến các yếu tố môi trờng ở các thủy vực ven bờ biển Khánh Hòa (1997), đã xác định đợc 244 loài TVN, trong đó tảo Silíc chiếm u thế (155 loài) và tiếp theo là tảo Hai Roi (82 loài) [theo 11] Dơng Đức Tiến (1982) nghiên cứu về khu hệ tảo các thủy vực nội địa ở Việt Nam đã công bố 1.402 loài và dới loài vi tảo, trong đó có 388 loài tảo Silíc, 30 loài tảo Hai roi. Ông là ngời có nhiều đóng góp trong lĩnh vực tảo học ở Việt nam, với nhiều cuốn sách có ý nghĩa quan trọng đối với việc nghiên cứu tảo ở nớc ta [25], [26],[27]. Năm 1993, trong luận án Phó Tiến sĩ khoa học Sinh học, Tôn Thất Pháp đã công bố 238 taxon bậc loài và dới loài TVN ở Phá Tam Giang, tỉnh Thừa Thiên - Huế, trong đó có 19 taxon mới đối với Việt Nam. Trong khu hệ có loài chỉ xuất 9 hiện vào mùa ngọt hóa hay mặn hóa của Phá, song cũng có loài xuất hiện quanh năm (tảo Silíc Lông chim Pennales) [17]. ở vịnh Quy Nhơn, có 185 loài TVN đợc xác định và tảo Silíc chiếm 83,7% về số loài, Thực vật nổi có mật độ cao trùng vào thời kỳ độ muối của nớc trong vùng tơng đối cao và giảm thấp vào các tháng mùa ma, liên quan đến sự thiếu hụt của những loài nớc mặn. Mật độ TVN dao động từ 2,7 - 321,82 x 10 6 tb/m 3 [theo 14]. Vào những năm 2000 - 2004, Viện Hải dơng học Nha Trang đã công bố một số kết quả mới nhất về khu hệ thực vật phù du vùng ven bờ Nam Trung Bộ (nơi cung cấp nớc cho các ao nuôi tôm công nghiệp). Trớc hết là kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Mai Anh và Hồ Văn Thệ (2001), các tác giả cho biết TVN ở đầm Cù Mông và vịnh Xuân Đài khá đa dạng gồm 135 loài. Sự phân bố và thành phần của chúng có những biến đổi theo mùa. Đầm Cù Mông TVN có tính đa dạng thấp hơn vịnh Xuân Đài, nhng mật độ tế bào lại cao hơn do có những loài u thế, rõ rệt nhất là vào mùa ma. Năm 2002 các tác giả Đoàn Nh Hải, Nguyễn Ngọc Lâm, Nguyễn Thị Mai Anh và Hồ Văn Thệ đã công bố kết quả nghiên cứu về TVN trong thủy vực nớc nông vùng cửa sông Cửa Bé (vịnh Nha Trang) gồm 37 loài tảo Hai Roi và 60 loài tảo Silíc. Tiếp đó năm 2004, cũng các tác giả trên đã công bố có 144 loài TVN ở đầm Lăng Cô (Huế), tảo Silíc có số lợng loài cao nhất, sau đó là tảo Hai Roi [theo 9]. Từ những năm 1980 trở lại đây do yêu cầu của thực tiễn đã có một số nghiên cứu cơ sở thức ăn, chất lợng nguồn nớc cung cấp cho các đầm hay ao nuôi tôm đợc tiến hành. Sự phân bố thành phần loài TVN trong các ao nuôi tôm còn đợc đề cập trong công trình nghiên cứu của Đỗ Thị Bích Lộc (2002) khi đánh giá sự ô nhiễm ao nuôi tôm Sú qua chỉ số TVN (phytoplankton) trong các ao nuôi tôm tại Cần Giờ (TP. HCM), TVN có số loài thấp (14 - 18 loài, tảo Silíc chiếm u thế), trong khi mật độ tế bào lại khá cao dao động từ 8 x 10 3 - 7.720 x 10 9 tế bào/l. Các ao nuôi tôm 10 . tài: tảo silíc (bacillariophyceae) và tảo hai rãnh (dinophyta) ở ven biển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh (tỉnh Hà Tĩnh) Mục tiêu của đề tài: - Xác định thành. thành phần loài và số lợng tảo Silic (Bacillariophyceae) và tảo Hai rãnh (Dinophyta) ở ven biển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh (tỉnh Hà Tĩnh) . - Cung cấp