Đa dạng sinh học phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda) và tương quan với các thông số môi trường trong một số dạng thủy vực nước ngọt thuộc tỉnh Quảng Bình

Bài viết Đa dạng sinh học phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda) và tương quan với các thông số môi trường trong một số dạng thủy vực nước ngọt thuộc tỉnh Quảng Bình được nghiên cứu nhằm khảo sát đa dạng sinh học của Copepoda ở nước giếng và sông. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đánh giá ảnh hưởng của các thông số môi trường đến mật độ và sự xuất hiện các loài thuộc phân lớp Giáp xác chân chèo.

ĐA DẠNG SINH HỌC PHÂN LỚP GIÁP XÁC CHÂN CHÈO (COPEPODA)

VÀ TƯƠNG QUAN VỚI CÁC THÔNG SỐ MÔI TRƯỜNG TRONG MỘT SỐ

DẠNG THỦY VỰC NƯỚC NGỌT THUỘC TỈNH QUẢNG BÌNH

Trần Ngọc Sơn 1 *, Võ Văn Minh 1 , Trịnh Đăng Mậu 1 , Đoạn Chí Cường 1 ,

Vũ Thị Phương Anh 2 , Phạm Thị Phương 1 , Trần Thị Dung 1 , Trần Thị Hoàng Yến 1

Tóm tắt Nghiên cứu đa dạng sinh học phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda)

trong một số thủy vực nước ngọt thuộc tại tỉnh Quảng Bình với 16 điểm thu mẫu thuộc sinh cảnh nước sông, nước hồ và nước giếng Kết quả nghiên cứu ghi nhận được 13 loài thuộc 5 họ, 3 bộ Trong đó, ghi nhận được 6 loài mới cho khu hệ

giáp xác nước ngọt của Việt Nam là Thermocyclops tenuis, Mesocyclops longisets, Halicyclops venezuelaensis, Neodiaptomus botulifer, Allodiaptomus calcarus, Mesochra meridionalis Kết quả phân tích tương quan dựa trên mô hình tương

quan đa biến (CCA) về các yếu tố môi trường có ảnh hưởng đến mật độ loài của Copepoda ở trong sinh cảnh nước giếng và nước mặt có sự khác nhau Trong đó,

loài Thermocyclops crassus có mối tương quan thuận với chỉ tiêu tổng photpho Loài Nitokra lacustris, Mesochra meridionalis có mối tương quan nghịch với TDS,

độ dẫn điện, Cl - trong môi trường Ngoài ra, kết quả từ mô hình CCA giữa mật độ

loài với môi trường nước giếng cũng cho thấy một số loài như: Thermocyclops tenuis, Mesocyclops longisetus, Oithona nana có xu hướng khi tương quan nghịch

với sự giảm dần của các nhóm chỉ tiêu TDS, độ dẫn điện, Cl -

Từ khóa: Đa dạng sinh học, Copepoda, Quảng Bình, giáp xác, động vật phù du.

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Phân lớp Giáp xác chân chèo (Copepoda) là một nhóm động vật giáp xác kích thước nhỏ phân bố rộng ở hầu hết các môi trường khác nhau từ nước ngọt đến nước mặn, kể cả những môi trường khắc nghiệt như nước ngầm, suối nước nóng hay vùng nước băng tan (Pierre Marmonier và cộng sự, 1993) Bên cạnh đó, Copepoda đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển tiếp năng lượng từ các bậc thức ăn thấp hơn (thực vật, mùn bã hữu cơ) đến các mắt xích thức ăn cao hơn trong hệ sinh thái Ngoài ra Copepoda còn được sử dụng làm sinh vật chỉ thị môi trường khá hiệu quả (Wojciech Piasecki1 và cộng sự, 2004) Các nghiên cứu về đa dạng sinh học phân lớp Giáp xác chân chèo (Copepoda) cũng như mối tương quan giữa đa dạng sinh học này với các yếu tố môi trường ở trên thế giới được chú

ý nhiều do khả năng nhạy cảm của chúng trước sự thay đổi của môi trường Năm 2017 ở Philippines đã phát hiện 21 loài gồm Cladocera và Copepoda và kết quả cho thấy sự phân

bố của động vật giáp xác bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, oxy hòa tan và độ cao (Mark Louie D Lopez và cộng sự, 2017)

Tại Việt Nam, nghiên cứu đa dạng sinh học phân lớp Giáp xác chân chèo (Copepoda) đã được quan tâm nhiều hơn trong thời gian gần đây và mới nhất là nghiên

1 Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng

2 Trường Cao đẳng Quảng Nam

*Email: tnson@ued.udn.vn

cứu tại sông Thu Bồn, Quảng Nam đã ghi nhận được 10 loài thuộc phân lớp Copepoda thuộc 09 giống, 06 họ và 03 bộ Trong đó, 01 giống và 02 loài ghi nhận mới cho khu hệ phân lớp giáp xác ở Việt Nam Trong đó, mô hình tương quan đa biến (CCA) cho thấy các thông số môi trường của nước mặt như EC, TDS, NO2- và PO43- ảnh hưởng đến các loài

Schmackeria bulbosa, Thermocyclops crassus và Mesocyclops leuckarti (Trần Ngọc Sơn

và cộng sự, 2021) cho thấy tiềm năng trong việc ghi nhận các loài mới cho khu hệ giáp xác nước ngọt Các nghiên cứu đáng chú ý của Trần Đức Lương và các cộng sự về nghiên cứu đa dạng sinh học của Copepoda tại các hang động núi đá vôi của tỉnh Quảng Bình đã phát hiện nhiều loài mới cho khoa học Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có các nghiên cứu đa dạng sinh học tại các dạng thủy vực khác Vì vậy, nghiên cứu này nhằm khảo sát

đa dạng sinh học của Copepoda ở nước giếng và sông Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đánh giá ảnh hưởng của các thông số môi trường đến mật độ và sự xuất hiện các loài thuộc phân lớp Giáp xác chân chèo

2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Phương pháp thu mẫu và phân loại Copepods

Hình 1 Sơ đồ khu vực nghiên cứu

Mẫu Copepoda được thu tại 16 điểm tại các giếng và một số điểm nước mặt trên địa bàn tỉnh Quảng Bình được thể hiện theo Hình 1 và thời gian thu mẫu được tiến hành vào tháng 12/2021 Tại mỗi điểm, mẫu Copepods được thu theo hai hình thức là mẫu định tính

và mẫu định lượng Mẫu định tính Copepoda được thu bằng lưới động vật phù du với mặt lưới 50 µm và mẫu định lượng được thu bằng cách lọc 30 lít nước qua lưới thu mẫu Mẫu

Copepoda sau khi thu được chuyển vào bình đựng mẫu chuyên dụng và được bảo quản trong Formaldehyde 5 %

Mẫu Copepoda được giải phẫu trên kính hiển vi và được định danh đến loài bằng phương pháp so sánh hình thái theo các tài liệu tham khảo của Wells (2007), Thorp (2020), Defaye (2001) thực hiện dưới kính hiển vi quang học Axio Lab A1 tại Phòng thí nghiệm Công nghệ Tế bào của Khoa Sinh Môi trường - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng

2.2 Phương pháp thu và phân tích mẫu nước

Mẫu được thu và bảo quản tuân theo TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003) và đưa

về phòng thí nghiệm để phân tích Đối với các thông số về độ dẫn điện, pH, DO, nhiệt độ,

Cl- được đo bằng máy đa thông số V2 6920 (YSI, Mỹ) đo trực tiếp tại hiện trường Các thông số Photphat (PO43+), Nitrat (NO3-), nitrit (NO2-), amoni (NH4+), Tổng photpho và Chlorophyll-a được phân tích theo các TCVN tại phòng thí nghiệm Phân tích Môi trường của Khoa Sinh - Môi trường, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng

2.3 Phương pháp phân tích số liệu

Số liệu của nghiên cứu được thống kê và phân tích ảnh hưởng của các thông số môi trường đến mật độ và sự xuất hiện các loài thuộc Copepoda bằng phương pháp phân tích tương quan đa biến Canonical Correspondence Analysis (CCA) bằng phần mềm Past 4.03

3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Thành phần loài Copepoda

Nghiên cứu đã ghi nhận được 13 loài thuộc các họ là Cyclopidae và Oithonidae của

bộ Cyclopoida, họ Diaptomidae của bộ Calanoida, họ Ameiridae, Canthocamptidae và Tachidiidae của bộ Harpacticoida (Bảng 1) Trong đó, ghi nhận được 6 loài mới cho khu

hệ giáp xác của Việt Nam là Thermocyclops tenuis, Mesocyclops longisets, Halicyclops

venezuelaensis, Neodiaptomus botulifer, Allodiaptomus calcarus, Mesochra meridionalis

(Hình 2)

Bảng 1 Thành phần loài Giáp xác chân chèo (Copepoda) ở tỉnh Quảng Bình

Bộ Cyclopoida (Burmeister, 1834)

Họ Cyclopidae (Rafinesque, 1834)

Họ Oithonidae, 1853

Bộ Calanoida (Sars G O., 1903)

Họ Diaptomidae (Baird, 1850)

8 Neodiaptomus botulifer* (Kiefer, 1974)

Bộ Harpacticoida (Sars, 1903)

Họ Ameiridae (Monard, 1927)

Họ Canthocamptidae (Sars, 1906)

Họ Tachidiidae (Sars G O., 1909)

Hình 2 Một số loài mới ghi nhận cho hệ Giáp xác Việt Nam

Bộ Cyclopoida có 2 họ Cyclopidae và họ Oithonidae được tìm thấy Trong đó, họ Cyclopidae có số lượng loài nhiều nhất với 6 loài chiếm 46 % tổng số loài và họ Oithoidae thấp nhất với 1 loài chiếm 7 % Bộ Calanoida chỉ với 1 họ ghi nhận được 2 loài chiếm 23

% Ngoài ra, các họ Ameiridae, Canthocamptidae và Tachidiidae chiếm tỷ lệ thấp nhất (8

%) với 1 loài được phát hiện được tìm thấy trong bộ Harpacticoida (Hình 3)

Mức độ đa dạng sinh học phân lớp Giáp xác chân chèo (Copepoda) tại các điểm trong khu vực nghiên cứu được đánh giá thông qua kết quả chỉ số đa dạng Shannon và chỉ

số ưu thế Simpson (Hình 4) Kết quả cho thấy thủy vực hồ có mức đa dạng cao hơn các thủy vực khác (H’=1,95) và có giá trị Simpson (D = 0,17) bởi sự chiếm ưu thế với mật độ

của các loài T tenuis, M longisetus, O nana, M aspericornis, N botulifer Chỉ số

Shannon và Simpson tại thủy vực sông có mức đa dạng khá với sự chiếm ưu thế một số

loài M meridionalis, T crassus Tuy nhiên, mức đa dạng tại thủy vực giếng thấp nhất so

với hai thủy vực trên

Hình 3 Cấu trúc thành phần của quần xã Copepoda ở cấp độ phân loại đến họ

tại khu vực nghiên cứu

Hình 4 Chỉ số đa dạng Shannon và chỉ số Simpson tại các thủy vực khác nhau

thuộc tỉnh Quảng Bình

3.2 Tương quan giữa chất lượng môi trường nước với mật độ của các loài Copepoda

Phân tích tương quan Canonical Correspondence Analysis (CCA) nhằm đánh giá ảnh hưởng của các thông số môi trường nước mặt đến mật độ của các loài thuộc

Copepoda, với giá trị riêng của mô hình là 70,41% ( P-value = 0,003 <0,01) (Hình 5) Dựa trên mô hình có thể thấy loài T crassus có mối tương quan thuận với chỉ tiêu tổng photpho (với hệ số tương quan 0,154 theo trục CCA2) Cụ thể, loài N lacustris, M

hệ số tương quan -1,578 và -1,514 theo trục CCA1) Trong nghiên cứu của Gilmar Perbiche-Neves, André Ricardo Ghidini và Lineu de Brito về sự tương quan của bộ Calanoida, Cyclopoida đối với yếu tố môi trường và sinh khối thực vật phù du tại một hồ chứa phú dưỡng ở lưu vực thượng nguồn sông Iguacu, Parana, Brazil cũng chỉ ra loài

Thermocyclops decipiens có mối tương quan nghịch độ dẫn điện (Perbiche-Neves và cộng

sự, 2007)

Hình 5 Mối tương quan chất lượng môi trường nước mặt với mật độ loài

Ngoài ra, kết quả từ mô hình CCA giữa mật độ loài với môi trường nước ngầm từ

giếng với giá trị riêng của mô hình là 78,39% (P-value = 0,02 < 0,05) cũng cho thấy một

số loài như: T.tenuis, M.longisetus, O.nana có xu hướng khi tương quan nghịch với sự

giảm dần của các nhóm chỉ tiêu TDS, độ dẫn điện, Cl- với hệ số tương quan trong mô hình lần lượt là -0,430, -0,323, -0,323 theo trục CCA1 (Hình 6) Trong nghiên cứu của Tanja Pipan và cộng sự về phân tích đa biến về các tổ hợp chân quỳ trong vùng epikarst của một

số hang động ở Slovenia cho thấy một số loài Copepoda có tương quan với một số chỉ tiêu

độ dẫn điện, nhiệt độ (Pipan và cộng sự, 2006)

Hình 6 Mối tương quan chất lượng môi trường nước ngầm từ giếng với mật độ loài

3.3 Tương quan giữa chất lượng môi trường nước với phân bố của các loài Copepoda

Ảnh hưởng của các thông số môi trườngđến sự phân bố các loài tại các khu vực lấy mẫu được thể hiện qua mô hình tương quan CCA với giá trị riêng của mô hình là 66,28%

(P-value = 0,006 < 0,01) (Hình 7) Qua mô hình CCA cho thấy các thông số độ dẫn điện,

TDS, Cl- đều có sự ảnh hưởng đến sự xuất hiện của một số loài Dựa vào mô hình có thể thấy EC, TDS, Cl- có mối tương quan nghịch với các loài M meridionalis, N lacustris, O

nana và M longisetus (với hệ số tương quan lần lượt là -0,63, -0,68, -0,54 và -0,58 trên

trục CCA1) Xét theo trục CCA2, có loài M aspericornis tương quan thuận với Chl-a (có

hệ số tương quan lần lượt là 0,63)

Hình 7 Mối tương quan chất lượng môi trường nước đến sự xuất hiện loài

So sánh với nghiên cứu của Gilmar Perbiche-Neves và cộng sự về Cyclopoid copepods như chỉ thị về mức độ dinh dưỡng trong các hồ chứa ở Nam Mỹ đã chỉ ra rằng

các loài M anceps, T prasinus, A robustus, T decipiens và T inversus tương quan về

phần âm với các chỉ tiêu Chl-a, các chất dinh dưỡng và độ dẫn điện (Perbiche-Neves và

cộng sự, 2021) Ngoài ra, các loài Acanthocyclops robustus, Mesocyclops ogunnus,

Thermocyclops decipiens, T minutus, Thermocyclops inversus, Microcyclops anceps và Tropocyclops prasinus, với các biến tổng nitơ và tổng phospho, Chl-a, độ trong suốt, độ

dẫn điện, nhiệt độ và độ sâu

4 KẾT LUẬN

Nghiên cứu ghi nhận được 13 loài thuộc 3 bộ Calanoida, Cyclopoida và

Harpacticoida Trong đó, nghiên cứu đã bổ sung được 6 loài mới cho khu hệ giáp xác của

Việt Nam Kết quả phân tích tương quan Canonical Correspondence Analysis (CCA) giữa

các yếu tố môi trường nước mặt và mật độ của các loài thuộc Copepoda cho thấy loài T

crassus có mối tương quan thuận với chỉ tiêu tổng photpho (với hệ số tương quan 0,154

theo trục CCA2) Cụ thể, loài N lacustris, M meridionalis có mối tương quan nghịch với

TDS, độ dẫn điện, Cl- trong môi trường (với hệ số tương quan -1,578 và -1,514 theo trục CCA1) Ngoài ra, kết quả từ mô hình CCA giữa mật độ loài với môi trường nước ngầm từ

giếng cũng cho thấy một số loài như: T tenuis, M longisetus, O nana có xu hướng khi

tương quan nghịch với sự giảm dần của các nhóm chỉ tiêu TDS, độ dẫn điện, Cl- với hệ số tương quan trong mô hình lần lượt là -0,430, -0,323, -0,323 theo trục CCA1 Qua mô hình tương quan CCA giữa sự xuất hiện loài và các chỉ tiêu môi trường tại các khu vực lấy mẫu cho thấy các thông số EC, TDS, Cl- có mối tương quan nghịch với các loài M

meridionalis, N lacustris, O.nana và M longisetus (với hệ số tương quan lần lượt là

-0,63, -0,68, -0,54 và -0,58 trên trục CCA1) Xét theo trục CCA2, có loài M.aspericornis

tương quan thuận với Chl-a (có hệ số tương quan lần lượt là 0,63)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Coull, B C., 1977 Marine Flora and Fauna of the Northeastern United States Copepoda : Harpacticoida United America States

Gilmar Perbiche-Nevesa, Victor S Saitob, Daniel Previattellic, 2016 Cyclopoid copepods

as bioindicators of eutrophication in reservoirs: Do patterns hold for large spatial

extents? Ecological Indicators, 70, 340-347

Malard, F., Dole-Olivier, M.-J., Mathieu, J., Stoch, F., Boutin, C., Brancelj, A., Camacho,

A I., Fiers, F., Galassi, D., Gibert, J., Lefebure, T., Martin, P., Sket, B., & Valdecasas, A G., 2004 Sampling Manual for the Assessment of Regional Groundwater Biodiversity January, 74

Marie-jose´, Dole-olivier, Florian Malard, Dominique Martin, t., & gibert, l b a j., 2009 Relationships between environmental variables and groundwater biodiversity at the

regional scale Freshwater Biology, 54, 797-813

Mark Louie D Lopez, Francis S Magbanua, 2017 Variations in microcrustacean (Crustacea: Cladocera, Copepoda) assemblages from selected groundwater-dependent

ecosystems in the greater Luzon and Mindoro Island faunal regions (Philippines):

insights to tropical groundwater ecology Mark Inland Waters, 11-13

Marmonier, P., Vervier, P., Giber, J., & Dole-Olivier, M J ,1993 Biodiversity in ground

waters Trends in Ecology and Evolution, 8(11), 392-395

Perbiche-Neves, G., Pomari, J., Serafim-Júnior, M., & Nogueira, M G., 2021 Cyclopoid copepods as indicators of trophic level in South American reservoirs: A new

perspective at species level based on a wide spatial-temporal scale Ecological

Indicators, 127(April), 107744

Pierre Marmonier, Philippe Vervier, J G and, & Dole-Olivier, M.-J., 1993 Biodiversity

in Ground Waters Tree, 8(11), 392-395

Perbiche-Neves, G., Serafim, J R., Ghidini, A R., & Brito, L D., 2007 Spatial and temporal distribution of Copepoda (Cyclopoida and Calanoida) of an eutrophic

reservoir in the basin of upper Iguaçu River, Paraná, Brazil Acta Limnologica

Brasiliensia, 19(4), 393-406

Pipan, T., Blejec, A., & Brancelj, A., 2006 Multivariate analysis of copepod assemblages

in epikarstic waters of some Slovenian caves Hydrobiologia, 559(1), 213-223

Trần Ngọc Sơn, Phạm Thị Phương, Trịnh Đăng Mậu, Trần Nguyễn Quỳnh Anh, Võ Văn Minh, Đàm Minh Anh, 2021 Nghiên cứu thành phần phân lớp giáp xác chân chèo

(Copepoda) tại sông Vu Gia - Thu Bồn, Quảng Nam Tạp chí Môi trường số chuyên

đề tiếng Việt IV năm 2020

Wojciech Piasecki1, Andrew E Goodwin2, Jorge C Eiras3, B F N., 2004 Importance of

Copepoda in Freshwater Aquaculture Zoological Studies, 43(2), 193-205

BIODIVERSITY OF COPEPODA AND CORRELATION WITH

ENVIRONMENTAL PARAMETERS IN QUANG BINH PROVINCE’S

FRESH WATER BODIES Tran Ngoc Son 1 ,*, Vo Van Minh 1 , Trinh Dang Mau 1 , Doan Chi Cuong 1 ,

Vu Thi Phuong Anh 2 , Pham Thi Phuong 1 , Tran Thi Dung 1 , Tran Thi Hoang Yen 1

Abstract Research on biodiversity of Crustacea (Copepoda) in freshwater

bodies of Quang Binh province with 16 sampling sites in different habitats,

including rivers, lakes, and groundwater wells The result has identified thirteen

species belonging to five families and three orders Of these, six new species of

Copepoda of Vietnam have recorded Thermocyclops tenuis, Mesocyclops longisets,

Halicyclops venezuelaensis, Neodiaptomus botulifer, Allodiaptomus calcarus,

Mesochra meridionalis Correlation analysis results based on canonical

correlation analysis model (CCA) on environmental factors affecting species

density of Copepoda in different habitats In which Thermocyclops crassus

species has a positive correlation with total phosphorus Species Nitokra

lacustris, Mesochra meridionalis negatively correlate with TDS, conductivity, and

Cl- in the environment In addition, the results from the CCA model between

species density and well water environment also show that some species such as

Thermocyclops tenuis, Mesocyclops longisetus, Oithona nana tend to be negatively

correlated with the decreasing of the species Group of indicators TDS,

conductivity, Cl-

Keyword: Biodiversity, Copepoda, Quảng Bình, Crustacea, Zooplankton

1 University of Science and Education, The University of Da Nang

2 Quang Nam College

*Email: tnson@ued.udn.vn