Nghiên cứu phân bố các loài tảo độc hại tại hòn tre, vịnh nha trang, khánh hòa 1

Do đó việc nghiên cứu điều tra về các loài tảo có khả năng tảo độc hại, cũng như mùa vụ xuất hiện của chúng có tầm quan trọng cả về mặt khoa học lẫn trong thực tiễn như nuôi trồng thủy s

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG



TRẦN THỊ KIM NGỌC

NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ CÁC LOÀI TẢO ĐỘC HẠI TẠI

HÒN TRE, VỊNH NHA TRANG, KHÁNH HÒA

Chuyên ngành: Sinh thái học

Mã số: 84 201 20 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH THÁI HỌC

Đà Nẵng ̶ Năm 2022

ĐẠIHỌCĐÀNẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS Phan Tấn Lượm

Phản biện 1: TS Trịnh Đăng Mậu

Phản biện 2: TS Hà Thăng Long

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Sinh thái học họp tại Trường Đại học Sư phạm vào ngày 23 tháng 01 năm 2022

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện trường Đại học Sư phạm, ĐHĐN

Phòng đọc Khoa Sinh Môi trường, ĐHSP

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Thực vật phù du (TVPD) hay vi tảo (microalgae) là mắt xích đầu tiên trong chu trình vật chất của thủy vực, là thức ăn quan trọng của các loài: động vật phù du, động vật thân mềm, động vật đáy, ấu trùng giáp xác, cá con… Phần lớn các loài vi tảo là có lợi cho các sinh vật khác Tuy nhiên, nhiều loài TVPD còn có khả năng sản sinh độc

tố làm chết cá hàng loạt, gây thiệt hại lớn về kinh tế, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng hoặc có thể gây tử vong cho người khi tiêu thụ các nguồn hải sản bị nhiễm độc tố Một số TVPD khác khi nở hoa (algal blooms) hay “thủy triều đỏ” (red tides) sẽ tác động tiêu cực, thậm chí có thể hủy hoại cả quần xã sinh vật của thuỷ vực

Hòn Tre là đảo lớn nhất trong vịnh Nha Trang, khu vực phía Nam của đảo này tiếp giáp với nhiều đảo nhỏ như Hòn Miễu, Hòn Tằm, Hòn Một, và Hòn Mun Các đảo từ ở phía ngoài có hoạt động du lịch rất mạnh mẽ, và còn là nơi có sự trao đổi nước mạnh với khối nước biển khơi Do đó, khu vực phía nam đảo Hòn Tre chịu tác động mạnh từ các hoạt động dân sinh, nuôi trồng và du lịch… từ đó sẽ có những tác động đáng kể lên các quá trình tự nhiên, môi trường sống

và các hệ sinh thái nơi đây Những tác động này cũng có thể góp phần làm tăng tần suất nở hoa và tần suất xuất hiện các loài tảo độc hại ở khu vực và vùng lân cận

Do đó việc nghiên cứu điều tra về các loài tảo có khả năng tảo độc hại, cũng như mùa vụ xuất hiện của chúng có tầm quan trọng cả

về mặt khoa học lẫn trong thực tiễn như nuôi trồng thủy sản, nguồn lợi tự nhiên, an toàn thực phẩm, và cả công tác quản lý

Xuất phát từ những thực tế trên, việc tiến hành đề tài: “Nghiên cứu phân bố các loài tảo độc hại tại Hòn Tre, vịnh Nha Trang, Khánh Hòa” là rất cần thiết

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát

Góp phần nghiên cứu đa dạng và sinh thái phân bố tảo độc hại cho khu hệ thực vật phù du biển Việt Nam nói chung và vùng biển Nha Trang, Khánh Hòa nói riêng

Mục tiêu cụ thể

- Xác định được một số yếu tố môi trường (nhiệt độ, độ mặn), hàm lượng muối dinh dưỡng (nitrat, phosphat, và silicat) và sự phân bố của chúng ở vịnh Nha Trang

- Xác định được thành phần loài và sự biến động mật độ tế bào của vi tảo có khả năng độc hại ở vịnh Nha Trang

3 Ý nghĩa của đề tài

và an toàn thực phẩm có cơ sở để cảnh báo cộng đồng trong việc tiêu thụ các sản phẩm thủy sản có khả năng bị nhiễm độc tố tảo và trong quy hoạch vùng nuôi trồng

4 Bố cục đề tài

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM

1.1.1 Thực vật phù du

1.1.2 Tảo độc hại và thuỷ triều đỏ

Tảo nở hoa, tảo độc, thủy triều đỏ hoặc tảo gây hại, đều là những thuật ngữ cho các hiện tượng xảy ra tự nhiên Có khoảng 300 loài vi tảo nở hoa với sự xuất hiện hàng loạt Gần một phần tư trong

số đó có khả năng sản sinh độc tố gây hại cho người và sinh vật Các dạng gây hại đã được đề xuất Hallegraeff (1993) [68], Andersen (1996) [37], Lassus (1988) [133] từ hiện tượng nở hoa của tảo độc hại bao gồm năm dạng, trong đó các loài sản sinh ra các độc

tố mạnh mà ta có thể phát hiện được thông qua chuỗi thức ăn tới con người, gây nên một loạt các chứng bệnh về thần kinh và tiêu hóa do tiêu thụ hải sản bị nhiễm độc tố bao gồm:

- Độc tố mất trí nhớ tạm thời- Amnesic Shellfish Poisoning (ASP)

- Độc tố Ciguatera - Ciguatera Fish Poisoning (CFP)

- Độc tố gây tiêu chảy - Diarrhetic Shellfish Poisoning (DSP)

- Độc tố thần kinh - Neurotoxic Shellfish Poisoning (NSP)

- Độc tố gây liệt cơ - Paralytic Shellfish Poisoning (PSP)

- Độc tố Azaspiracid Shellfish Poisoning (AZP)

Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng thuật ngữ vi tảo độc hại (VTĐH) để chỉ các loài vi tảo có khả năng sản sinh độc tố cũng như một số loài tuy không sản sinh độc tố nhưng là vectơ mang độc tố hay khi nở hoa thường gây hại cho các sinh vật khác

1.2 NHỮNG ẢNH HƯỞNG CỦA VI TẢO ĐỘC HẠI

Những ảnh hưởng to lớn do VTĐH gây ra thật khó đo lường, đặc biệt thấy rõ khi các nguồn thực phẩm biển như nuôi trồng thuỷ sản

bị nhiễm độc Động vật thân mềm có vỏ và trong một số trường hợp,

cá có vây thường không bị ảnh hưởng bởi tảo, nhưng tích tụ độc tố trong các cơ quan của chúng Các chất độc sau đó có thể được truyền sang người và thông qua việc tiêu thụ hải sản bị nhiễm

1.3 KHÁI QUÁT VỀ CÁC DẠNG ĐỘC TỐ TẢO VÀ HỘI CHỨNG NGỘ ĐỘC

Độc tố tảo còn được gọi là phycotoxin, là chất chuyển hóa thứ cấp thể hiện nhiều loại hợp chất với cấu trúc hóa học đa dạng và hoạt động của chúng phụ thuộc vào các cơ chế độc tính khác nhau Do đó,

nở hoa tảo độc hại (HAB) có tác động xấu đến sinh vật biển hoặc sức khỏe con người, thông qua việc tiếp xúc trực tiếp với môi trường có chứa độc tố tảo hoặc do sự tích tụ độc tố tảo trong hải sản Ở người,

nó có thể dẫn đến một số bệnh về đường tiêu hóa hoặc các vấn đề về thần kinh Cá biển, chim và động vật có vú cũng có thể là nạn nhân của các chất độc sinh học tảo tích tụ trong con mồi của chúng

1.4 SƠ LƯỢC TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VI TẢO ĐỘC HẠI TRÊN THẾ GIỚI

Vi tảo độc hại và tảo nở hoa đã được ghi nhận từ rất sớm (khoảng 1000 năm trước Công nguyên) Một trong những báo cáo sớm nhất liên quan đến thủy triều đỏ làm chết cá có thể do loài tảo Hai roi

Karenia brevis (= Gymnodinium breve) gây thủy triều đỏ ở Florida

Nhận thức được tầm quan trọng và mức độ gây hại của các loài VTĐH, một Hội nghị quốc tế về sự nở hoa của VTĐH đã được tổ chức lần đầu tiên từ ngày 4-6/11/1974 tại Boston, Massachusesetts (Hoa Kỳ) Từ hội nghị lần thứ 4 trở đi được tổ chức 2 năm một lần, lần thứ

19 đã được tổ chức vào tháng 10/2021 tại Mexico

Về phân loại học VTĐH, ban đầu các nhà khoa học nghiên cứu

bằng những phương pháp phân loại học cổ điển dựa trên hình thái thông qua kính hiển vi quang học, mà tiêu biểu là các công trình của Larsen (1994, 1996), Balech (1995), Tomas (1996), Hafflegraeff và cs., (2004) Các nhà hóa học Đức, Brandt (1899) và Raben (1905) là những người đầu tiên tiến hành nồng độ các chất dinh dưỡng trong nước biển để hiểu hơn về vai trò sinh thái của TVPD 132]

Về sau có nhiều cuộc đều tra về các sự kiện nở hoa của VTĐH,

có thể kể đến các công trình nghiên cứu của Suvapun (1992), Hard và

cs (2000), Falconer (1993) và nhiều công trình tương tự khác của các Larsen và Moestrup (1992), Taylor và cs., (1995)

1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VI TẢO ĐỘC HẠI Ở VIỆT NAM

Ở Việt Nam nghiên cứu về TVPD được tiến hành khá muộn so với thế giới, công trình đầu tiên của Rose (1926) về TVPD trong vùng biển Việt Nam Sau này, một số tác giả như Shirota (1966), Trương Ngọc An (1978, 1993) cũng đã lần lượt công bố các kết quả nghiên cứu về TVPD ở một số nơi trong vùng biển Việt Nam

Việc nghiên cứu tảo độc hại ở Việt Nam được bắt đầu từ khoảng những năm 1990s Nguyen-Ngoc L & Doan-Nhu H (1996) [98] đã

báo cáo về sự nở hoa của tảo Hai roi Noctiluca scitillans và Vi khuẩn lam Trichodesmium erythraeum và một loài tảo độc hại khác trong

vịnh Vân Phong, Khánh Hoà Những nghiên cứu về tảo độc hại tương đối đầy đủ hơn thông qua một số chương trình hợp tác từ năm 1996 như CANADA-ASIAN, Việt Nam–Nhật Bản, đặc biệt là dự án lớn hợp tác giữa Việt Nam-Đan Mạch (HABViet) HABViet được triển khai từ năm 1998 -2008

Nhiều công trình nghiên cứu về tảo độc hại đã được công bố ở vịnh Bắc bộ như: Nguyễn Thị Minh Huyền (1996), Chu Văn Thuộc (1997), Chu Văn Thuộc và cs (1998), Chu Văn Thuộc (2002) Nghiên cứu về độc tố PSP bởi Đỗ Tuyết Nga và cs (2000) Larsen và Nguyen (2004) đã mô tả chi tiết 70 loài tảo độc hại ven bờ Việt Nam [86] Những năm gần đây song song với sự phát triển khoa học kỹ thuật, nghiên cứu về VTĐH có thể giúp đưa ra các gợi ý về quy hoạch nuôi trồng một số đối tượng thủy hải sản, hay các dự báo về các hiện tượng bất lợi như hiện tượng tảo nở hoa của một số loài tảo gây hại

1.6 MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VI TẢO

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu:

Thực vật phù du, các loài vi tảo độc hại và sự phân bố của chúng

ở vịnh Nha Trang, Khánh Hòa

Phạm vi nghiên cứu:

- Đề tài nghiên cứu được thực hiện dựa trên sự kế thừa bộ mẫu TVPD và các thông số môi trường được thu thập và đo đạt suốt 12 tháng liên tục (từ tháng 11 năm 2016 đến tháng 10 năm 2017) tại 3 trạm thuộc phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang, Khánh Hòa (Hình 2.1)

Hình 2.1 Bản đồ vị trí các trạm khảo sát (●) ở mặt cắt phía nam đảo

Hòn Tre, vịnh Nha Trang, Khánh Hòa

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Phân tích sự biến động của một số yếu tố môi trường (nhiệt

độ, độ mặn, và cường độ ánh sáng), fluorescence và các muối dinh dưỡng (nitrat, phosphat, và silicat) ở phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang

- Xác định thành phần loài, sinh vật lượng và cấu trúc quần xã của TVPD ở phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang

- Xác định thành phần loài vi tảo độc hại và phân tích sự phân

bố của chúng ở phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang

- Phân tích sự biến động theo mùa về sinh vật lượng (mật độ tế bào và sinh khối) các loài vi tảo độc hại, và xem xét trong mối tương quan với một số yếu tố môi trường ở phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang

- Mô tả sơ lược về đặc điểm hình thái, sinh thái phân bố và mức

độ gây độc hại của các loài vi tảo độc hại xuất hiện ở phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Các phương pháp đo đạc ngoài thực địa

Các thông số môi trường ngoài thực địa như: nhiệt độ, độ mặn, huỳnh quang thực vật (fluorescence hay chlorophyll-a), bức xạ quang hợp (PAR) đã được đo bằng CTD Sea-Bird SBE19 plus (USA)

2.3.2 Phương pháp thu và phân tích mẫu

2.3.2.1 Mẫu định tính

Mẫu định tính được thu bằng lưới chóp có đường kính miệng lưới 30cm và kích thước mắt lưới 25µm, các mẫu được cố định ngay bằng dung dịch formaldehyde với nồng độ trong mẫu khoảng 5%, giữ trong điều kiện tối/mát cho đến khi được phân tích

Các loài được xác định bằng phương pháp so sánh hình thái dưới kính hiển vi quang học Olympus BX53F (Japan) Riêng nhóm tảo hai roi có vỏ giáp sẽ được nhuộm calcofluor-white và các loài được chụp ảnh bằng máy ảnh kỹ thuật số Olympus-DP74

Các loài TVPD và tảo độc hại được định danh theo các tài liệu của Balech (1995), Fukuyo và cs (1990), Graham & Bronikovsky (1944), Larsen & Nguyen (2004), Lassus và cs (2016), Omura và cs (2012), Skulberg và cs., (1993), Taylor (1976), Taylor và cs., (1995), Throndsen (1993), và Tomas (1996)

Danh mục các loài vi tảo độc hại được xây dựng dựa trên danh mục các loài vi tảo sản sinh độc tố hoặc gây độc, và một số loài nghi ngờ sinh độc tố từ dữ liệu trực tuyến về phân loại tảo độc hại của tổ chức IOC-UNESCO được cập nhật bổ sung liên tục đến nay Trong khi các loài ghi nhận nở hoa gây hại khác ở các thuỷ vực trên thế giới

và Việt Nam được tham khảo từ các tài liệu của Hallegraeff và cs., 2004; Larsen & Nguyen, 2004; Lassus và cs., (2016), và các số báo cáo trong Hội nghị quốc tế về tảo có hại (ICHA)

2.3.2.2 Mẫu định lượng

Các mẫu định lượng dùng xác định mật độ tế bào TVPD và VTĐH được thu bằng chai Niskin có thể tích 5L, hơn 1 lít mẫu nước được cho vào chai nhựa PET (1,5L) và cố định ngay bằng dung dịch lugol trung tính, giữ mẫu trong tối/mát cho tới khi phân tích

Trong phòng thí nghiệm, 1.000 mL mẫu nước ban đầu được lắng và loại dần nước qua nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn lắng kéo dài

từ 24-48 giờ tương ứng các ống lắng hình trụ có thể tích giảm dần Sau cùng loại bỏ phần nước phía trên ở ống 100mL và giữ lại phần nước

chứa mẫu bên dưới với thể tích khoảng 10 mL, và được lưu trữ trong ống nhựa ly tâm 15 mL có nắp đậy cho đến khi phân tích

Số lượng tế bào TVPD và VTĐH được phân tích theo phương pháp của UNESCO băng buồng đếm Sedgewick-Rafter có thể tích 1.000µL Các tảo Hai roi có vỏ giáp cần được nhuộm với thuốc nhuộm Calco-fluor White trước khi quan sát dưới kính hiển vi huỳnh quang

2.3.2.3 Mẫu dinh dưỡng

Các mẫu nước dùng trong phân tích các muối dinh dưỡng (nitrat, phosphat, và silicat) cũng được thu bằng chai Niskin cùng thời điểm với thu mẫu định lượng Các mẫu sau đó được loại bỏ vi sinh vật bằng màng lọc Whatman GF/F kích thước lỗ 0,7 µm tại Phòng Sinh vật phù du, Viện hải dương học, mẫu nước sau lọc được giữ trong ống

ly tâm 15mL và bảo quản lạnh trong tủ đông sâu (khoảng – 800C) cho đến khi được gửi đi phân tích tại phòng thí nghiệm của Viện nghiên cứu biển Baltic, tại thành phố Rostock, Đức

Sử dụng phần mềm R v3.4.2 trong các phân tích thống kê và vẽ

đồ thị với các gói phân tích được thực hiện như sau: package “coin” [64], package “dplyr”, “pgirmess” [125], và package “ggplot2” [126]

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG

VÀ MUỐI DINH DƯỠNG Ở PHÍA NAM ĐẢO HÒN TRE, VỊNH NHA TRANG

Biến động các yếu tố nhiệt độ, độ muối, bức xạ quang hợp, và fluorescence (= chlorophyll-a) theo không gian và thời gian được trình bày trong Hình 3.1, Bảng 3.1 và Phụ lục 2

Hàm lượng các muối dinh dưỡng vô cơ (PO4-P, NO3 + NO2-N,

và SiO2-Si) có xu hướng giảm dần từ khu vực cửa sông ra phía ngoài vịnh, các giá trị muối dinh dưỡng đều cao nhất ở tháng 12/2016 (cuối mùa mưa) tại trạm NT-18 và thấp nhất ở trạm NT-19 (Hình 3.2) Sự

Hình 3.1 Biến động theo không gian và thời gian của một số yếu tố môi

trường ở mặt cắt phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang

biến động của các muối dinh theo không gian và thời gian được trình bày trong Hình 3.2 và Bảng 3.1

3.2 CẤU TRÚC QUẦN XÃ TVPD Ở PHÍA NAM ĐẢO HÒN TRE, VỊNH NHA TRANG

3.2.1 Thành phần loài TVPD

Kết quả phân tích TVPD được thu liên tục 12 tháng (từ tháng 11/2016 đến 10/2017) tại 3 trạm ở phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang, đã ghi nhận 286 loài/dưới loài (taxa) thuộc 09 lớp (Bảng 3.2) Trong 286 taxa, 246 taxa được xác định đến loài, 37 taxa xác

định đến chi và 3 taxa chỉ xác định đến lớp. Nhóm tảo silíc đa dạng

nhất với 173 taxa (chiếm 60,49%), kế đến là tảo hai roi (106 taxa, 37,06%), và các nhóm còn lại (7 taxa, 2,45%) (Bảng 3.2) Chi đa dạng

nhất là Chaetoceros (42 taxa) và Rhizosolenia (10), kế đến là tảo hai roi Tripos (33 taxa) và Protoperidinium (11)

Hình 3.2 Biến động theo không

gian và thời gian của hàm lượng các muối dinh dưỡng tại mặt cắt phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha

Bảng 3.1 Giá trị trung bình và độ lệch chuẩn (Mean ± SD), giá trị nhỏ nhất và lớn nhất (Min - Max) của các

thông số môi trường ở tầng mặt của 3 trạm thuộc mặt cắt phía nam đảo Hòn Tre, vịnh Nha Trang trong thời gian nghiên cứu

-590.80

± 377.58

117.92 1,236.71

-411.40

± 313.59

68.53 1,096.99