Chất lượng môi trường nước và đa dạng sinh vật nổi (Plankton) vùng cửa sông Văn Úc

- Đánh giá mức độ ô nhiễm vùng cửa sông Văn Úc thông qua các chỉ số đa dạng Margalef D và chỉ số Shannon – Weiner H’ đối với động vật nổi và qua chỉ số sinh học tảo Diatomeae index đối v

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- O  -

Nguyễn Thị Thu Hè

CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ ĐA DẠNG SINH VẬT NỔI (PLANKTON) VÙNG CỬA SÔNG VĂN ÚC

Chuyên ngành: Sinh thái học

Mã số: 60.42.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS LÊ THU HÀ

Hà Nội - 2012

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi Trường

COD Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học

DO Dissolved Oxygen – Hàm lượng oxy hòa tan ĐVN Động vật nổi

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TVN Thực vật nổi

TSS Tổng lượng chất rắn lơ lửng

MỤC LỤC

Trang Danh mục bảng

Danh mục hình

MỞ ĐẦU ….……… …1

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU……….3

1.1 Khái niệm chung về vùng cửa sông ……….……… 3

1.1.1 Khái niệm về vùng cửa sông (estuary) ……….…… ……… 3

1.1.2 Lịch sử hình thành và cấu trúc vùng cửa sông……….………….3

1.1.3 Các dạng cửa sông của Việt Nam……… …… 5

1.1.4 Vai trò của vùng cửa sông đối với hoạt động của con người ……… 6

1.2 Vùng cửa sông Văn Úc……… 8

1.2.1 Vị trí địa lí ……….8

1.2.2 Đặc điểm địa hình, địa chất, thổ nhưỡng……… ……… 8

1.2.3 Điều kiện khí hậu……… ……… … 8

1.2.4 Đặc điểm thủy văn……….……….….…….…9

1.2.5 Một số chỉ tiêu thủy lí hóa ……….…………10

1.2.6 Đa dạng sinh học……… …….… 12

1.2.6.1 Thực vật nổi (Phytoplankton)……… 12

1.2.6.2 Thực vật đáy (Phytobenthos)……… 13

1.2.6.3 Động vật nổi (Zooplankton)……… ……… 13

1.2.6.4 Động vật đáy (Zoobenthos)……… 14

1.2.6.5 Khu hệ cá (Ichthyofauna) ………14

1.2.6.6 Các nhóm động vật có xương sống khác……… …15

1.2.7 Đặc điểm kinh tế - xã hội……….…… 15

1.3.1 Các thông số thủy lý hóa ……….……… 19

1.3.1.1 Thông số thủy lý ……… ……… 19

1.3.1.2 Thông số thủy hóa ….……… ………20

1.3.2 Sinh vật chỉ thị ……….……… 22

1.3.2.1 Khái niệm về sinh vật chỉ thị ……… 22

1.3.2.2 Phương pháp dùng chỉ thị sinh học ……… … 23

1.3.2.3 Tiêu chuẩn lựa chọn sinh vật chỉ thị ……… 23

1.3.2.4 Những nhóm sinh vật chỉ thị chính ……….……24

1.3.3 Chỉ số đa dạng ……….……….… 26

CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………… 28

2.1 Đối tượng nghiên cứu……….…… 28

2.2 Địa điểm nghiên cứu thu mẫu……… …… 28

2.3 Phương pháp nghiên cứu……….29

2.3.1 Phương pháp thu mẫu và cố định mẫu ……….… 29

2.3.2 Phương pháp phân tích mẫu và xử lí số liệu……….……… 30

2.3.2.1 Phương pháp phân tích mẫu……….….………….….30

2.3.2.2 Phương pháp xử lí số liệu……….………….… ……32

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN……….36

3.1 Hiện trạng chất lượng nước vùng cửa sông Văn Úc……… … 36

3.2 Đa dạng sinh vật nổi vùng cửa sông Văn Úc……… … 46

3.2.1 Đa dạng sinh học thực vật nổi………… ……….……… 46

3.2.1.1 Thành phần loài thực vật nổi……… …….46

3.2.1.2 Mật độ và sinh khối thực vật nổi 54

3.2.1.3 Nhận xét chung 57

3.2.2 Đa dạng sinh học động vật nổi 58

3.2.2.1 Thành phần loài động vật nổi 58

3.2.2.2 Mật độ và sinh khối động vật nổi 62

3.2.2.3 Nhận xét chung 66

3.3 Mối quan hệ giữa các nhân tố môi trường chủ yếu và sinh vật nổi vùng cửa sông Văn Úc ……… … 66

3.4 Đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông Văn Úc 68

3.4.1 Đánh giá chất lượng nước thông qua chỉ số đa dạng ……… 68

3.4.2 Đánh giá chất lượng nước thông qua chỉ số sinh học tảo… ……… 70

KẾT LUẬN ……….72

KIẾN NGHỊ ………74

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……….75 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Trang Bảng 1 Hàm lượng các muối dinh dưỡng vùng cửa sông Văn Úc 11 Bảng 2 Tỷ lệ phần trăm các ngành tảo ở vùng cửa sông Văn Úc 13 Bảng 3 Dân số và cấu trúc dân số xã Hùng Thắng và Vinh Quang 16 Bảng 4 Số hộ dân và số người tham gia trong các ngành nghề 16 Bảng 5 Diện tích các loại đất sử dụng tại 2 xã vùng cửa sông ven biển Văn Úc 17 Bảng 6 Tọa độ các điểm lấy mẫu trên vùng cửa sông Văn Úc 29 Bảng 7 Mối liên quan giữa chỉ số đa dạng H’ với chất lượng môi trường nước 33 Bảng 8 Mối tương quan giữa chỉ số D và mức độ ô nhiễm 34 Bảng 9 Công thức đo độ phì dưỡng và mức độ ô nhiễm thông qua cấu trúc tảo 34 Bảng 10 Mối tương quan giữa chỉ số sinh học tảo và mức độ ô nhiễm

môi trường nước

35

Bảng 11 Các chỉ tiêu thủy, lí hóa tại các điểm khảo sát 36 Bảng 12 Hàm lượng tổng Nitơ và tổng Phốtpho tại các điểm khảo sát 45 Bảng 13 Thành phần loài TVN tại các điểm khảo sát vùng cửa sông Văn Úc 47 Bảng 14 Cấu trúc thành phần loài thực vật nổi vùng cửa sông Văn Úc 52 Bảng 15 Mật độ và sinh khối TVN tại các điểm khảo sát 55 Bảng 16 Thành phần loài ĐVN tại các điểm khảo sát vùng cửa sông Văn Úc 59 Bảng 17 Cấu trúc thành phần loài động vật nổi vùng cửa sông Văn Úc 61 Bảng 18 Mật độ và sinh khối các nhóm ĐVN ở các điểm khảo sát 63 Bảng 19 Chỉ số đa dạng Margalef (D) của ĐVN tại các điểm khảo sát 69 Bảng 20 Chỉ số đa dạng Shannon – Weiner (H’) của ĐVN tại các điểm khảo sát 70 Bảng 21 Chỉ số sinh học tảo (Diatomeae index) ở các điểm khảo sát 70

DANH MỤC HÌNH

Trang Hình 1 Sơ đồ vị trí các điểm lấy mẫu trên vùng cửa sông Văn Úc 28 Hình 2 Biến thiên nhiệt độ tại các điểm khảo sát 37 Hình 3 Biến thiên độ pH tại các điểm khảo sát 38 Hình 4 Biến thiên độ đục tại các điểm khảo sát 39 Hình 5 Biến thiên độ muối và độ dẫn tại các điểm khảo sát 40 Hình 6 Biến thiên giá trị DO tại các điểm khảo sát 41 Hình 7 Đồ thị biến thiên hàm lượng COD tại các điểm khảo sát 42 Hình 8 Đồ thị sự biến thiên hàm lượng muối amoni (NH4+) tại các điểm khảo

sát

43

Hình 9 Đồ thị sự biến thiên hàm lượng muối Phốtphát (PO43-)

tại các điểm khảo sát

tại các điểm khảo sát

67

Hình 20 Mối quan hệ giữa độ muối với thành phần loài TVN và ĐVN

tại các điểm khảo sát

68

MỞ ĐẦU

Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa với đường bờ biển kéo dài khoảng

3260 km, trải dài trên 14 vĩ độ từ Bắc vào Nam và hàng loạt hệ thống sông đổ nước

ra biển đã tạo nên các vùng cửa sông rộng lớn với nguồn lợi sinh vật rất đa dạng, phong phú

Sinh vật nổi (plankton) là thành phần tham gia vào chuỗi và lưới thức ăn trong hệ sinh thái cửa sông ven biển với vai trò là nguồn thức ăn sơ cấp và thức ăn động vật đầu tiên trong thủy vực Thực vâ ̣t nổi (phytoplankton) cũng như các nhóm thực vâ ̣t khác là nguồn thức ăn sơ cấp của các thủy vực nói chung và của vùng cửa sông nói riêng , nó quyết định đến sự hình thành và phát triển của nguồn lợi thủy sản Động vật nổi (zooplankton) là vật trung gian chuyển chất hữu cơ từ thực vật đến mọi động vật khác lớn hơn trong thủy vực Chính vì vậy, thực vật nổi và động vật nổi có vị trí rất quan trọng trong chuỗi thức ăn và lưới thức ăn, góp phần vào quá trình chuyển hóa vật chất thành nguồn lợi sinh vật, có vai trò quan trọng trong việc duy trì và phát triển nguồn lợi thủy, hải sản cho quá trình khai thác của con người

Sông Văn Úc là một chi lưu của sông Thái Bình, phần lớn chảy qua địa bàn tỉnh Hải Phòng và đổ ra biển Đông qua cửa Văn Úc Cửa Văn Úc (còn được gọi là cửa Đại Bàng) thuộc địa bàn huyện Tiên Lãng, Hải Phòng, hiện nay là cửa thoát nước chính của sông Thái Bình, có vị trí quan trọng về quốc phòng – an ninh và là đầu mối giao thông thủy quan trọng của nước ta nói chung và Hải Phòng nói riêng Phù sa từ Sông Văn Úc đổ ra biển góp phần tạo ra những bãi sông màu mỡ, có tiềm năng nuôi trồng thủy sản, đa dạng sinh học cho khu vực hai bên dòng sông và cửa biển

Nghiên cứu chất lượng môi trường nước và đa dạng sinh vật nổi mang ý nghĩa dự báo cho đa dạng sinh học của thủy vực nói chung và cho ngành nuôi trồng

và đánh bắt thủy sản nói riêng đồng thời là cơ sở cho việc duy trì, phát triển và bảo

vệ sinh vật cho vùng cửa sông ven biển Vì vậy chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài

“Chất lượng môi trường nước và đa dạng sinh vật nổi (plankton) vùng cửa sông Văn Úc”

Mục tiêu chính của đề tài:

- Xác định hiện trạng chất lượng môi trường nước vùng cửa sông Văn Úc

- Xác định cấu trúc thành phần loài, mật độ và sinh khối thực vật nổi và động

vật nổi vùng cửa sông Văn Úc

- Đánh giá mức độ ô nhiễm vùng cửa sông Văn Úc thông qua các chỉ số đa dạng Margalef (D) và chỉ số Shannon – Weiner (H’) đối với động vật nổi và

qua chỉ số sinh học tảo (Diatomeae index) đối với thực vật nổi

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU1.1 Khái niệm chung về vùng cửa sông

1.1.1 Khái niệm về vùng cửa sông (estuary) [15], [25], [26]

Vùng cửa sông là nơi tiếp xúc sông – biển, nằm trong đới biển ven bờ, nơi xảy ra sự tương tác lục địa – biển – khí quyển

Trên cơ sở địa mạo thì vùng cửa sông nằm tại cửa các con sông, ở đấy có quá trình sụt lún kiến tạo không được đền bù hoặc đó là một thung lũng sông bị ngập chìm do mực nước biển dâng lên Cửa sông theo quan niệm này thường có hình phễu, loe rộng ra biển

Trên quan điểm động lực, Pritchard (1967) cho rằng “Cửa sông là một thủy vực ven bờ nửa khép kín, liên hệ trực tiếp với biển và ở trong đó nước biển hòa trộn

có mức độ với nước ngọt đổ ra từ các dòng lục địa”

J.H.Day (1981) đã đề xuất một định nghĩa có nội dung rộng hơn “Cửa sông

là thủy vực ven bờ nửa khép kín về mặt không gian, liên hệ trực tiếp với biển một cách thường xuyên hay theo chu kỳ, trong đó độ muối biến đổi do sự hòa trộn có mức độ của nước biển với nước ngọt đổ ra từ các dòng lục địa” Do đó, vùng cửa sông là nơi chuyển tiếp giữa sông và biển với độ muối rất biến động trong giới hạn

từ 0,5 đến 30 - 32‰

1.1.2 Lịch sử hình thành và cấu trúc vùng cửa sông [15], [25]

Các cửa sông nói chung, được tạo thành do sự sụt lún của các thung lũng sông hay một bộ phận ngập nước của vùng bờ biển, hoặc do sự nâng lên của mực nước đại dương mà độ cao tương đối của đất so với mực nước biển thay đổi liên tục với tốc độ có thể đo được bằng centimet trong một thế kỷ Một số khác được tạo thành do sự hình thành các bờ cát chắn, ôm lấy một vụng biển nông với cửa riêng, qua đó các dòng sông đổ nước ra biển một cách an toàn Sự ra đời và phát triển của vùng cửa sông gắn liền với lịch sử hình thành và phát triển của đường bờ với tuổi Holoxen muộn Do đó, các vùng cửa sông nước ta có tuổi trẻ hơn 2000 – 3000 năm

Với sự dao động lớn về độ muối, tính chất và tốc độ dòng chảy, đặc điểm cấu tạo nền đáy mà vùng cửa sông cũng được chia ra các thành phần khác nhau, ở đó tồn tại các nhóm sinh vật với những đặc tính sinh thái khác nhau (Mc Lucky, 1974):

- Phần đầu của vùng cửa sông, nơi nước ngọt đổ vào với sự xâm nhập của nước mặn, độ muối cao nhất lên đến 5‰ Dòng nước ngọt là dòng ưu thế Một số loài sinh vật nước ngọt có thể xâm nhập xuống kiếm ăn, nhất là khi nước ròng

- Phần trên của vùng cửa sông: Tốc độ dòng giảm đi đáng kể do sự gặp gỡ của nước dòng sông và dòng triều, đáy được phủ bùn, độ muối dao động 5 - 18‰ Đây cũng là nơi xâm nhập của nhiều loài sinh vật biển rộng muối vào kiếm ăn và sinh sản

- Phần giữa: Độ muối biến thiên trong khoảng 18 - 25‰ Đáy phủ bùn với sự xuất hiện của cát

- Phần thấp: Đáy cát với sự xuất hiện của bùn, một vài nơi là cát sạch Tốc

độ dòng nhanh Độ muối biến đổi từ 25 – 30 (32)‰ Đây cũng là giới hạn thấp đối với những loài sinh vật biển hẹp muối có thể xâm nhập vào kiếm ăn hay sinh sản

- Phần tận cùng: Nơi chuyển tiếp từ chế độ cửa sông sang vùng biển ven bờ Đáy được phủ bởi cát sạch hay đá, dòng triều mạnh Độ muối cao gần với độ muối của vùng biển ven bờ, trên (30)32‰

Vùng cửa sông là nơi sinh sống và phát triển chủ yếu của sinh vật nước lợ có nguồn gốc biển, thích ứng với sự biến động nhanh của độ muối và các nhân tố môi trường khác Sinh vật trong vùng cửa sông gồm các nhóm sau đây:

- Nhóm sinh vật nước ngọt thích nghi với độ muối thấp, có thể di chuyển xuống phần đầu cửa sông để kiếm ăn

- Nhóm cửa sông chính thức: chủ yếu có nguồn gốc biển, thích nghi với sự biến đổi nhanh của các yếu tố môi trường, nhất là độ muối của nước

- Nhóm biển rộng muối xâm nhập vào cửa sông, có khi lên đến giới hạn độ muối 5‰

- Nhóm biển hẹp muối xâm nhập từ vùng biển vào phần thấp của vùng cửa sông để kiếm ăn và sinh sản, thường đông nhất vào thời kì mùa khô và lúc nước cường

- Nhóm di cư sông – biển như các loài thuộc giống cá Chình và nhóm di cư biển – sông như một số loài của họ cá Trích (cá Cháo lớn, cá Mòi cờ, cá Cháy)

1.1.3 Các dạng cửa sông của Việt Nam [8], [14], [15]

Do lịch sử hình thành, đặc điểm địa mạo, nhất là sự tương tác sông – biển, các cửa sông trên lãnh thổ nước ta được chia thành 4 dạng chính (Vũ Trung Tạng, 1994):

- Các cửa sông chính thức:

+ Các hệ cửa sông kiểu delta: gồm các cửa sông thuộc châu thổ Bắc Bộ như

hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình và hệ thống sông Cửu Long

Các cửa sông này được tạo thành do sự sụt lún kiến tạo của thung lũng cửa sông, nhưng nhờ lượng phù sa của các dòng sông lớn, đất luôn được bồi tụ và ngày một lấn ra biển

+ Các hệ cửa sông hình phễu và các vụng cửa sông: xuất hiện ở vùng bờ

biển vùng Đông Bắc, điển hình là các cửa sông Hải Phòng – Quảng Yên hay ở Đông Nam Bộ như cửa Roi Ráp

Các cửa sông hình phễu được hình thành tại thung lũng cửa sông, nhưng do sông nghèo phù sa, quá trình biển chiếm ưu thế, bãi bờ bị bào mòn, cửa sông loe ra phía biển, dạng hình phễu

- Các đầm phá ven biển miền Trung:

Phá miền Trung được hình thành nhờ hoạt động phối hợp của dòng sông và dòng biển Dòng biển mang khối lượng lớn trầm tích, chảy ép sát vào bờ tạo nên dải cát phía ngoài ôm lấy xoang nước nông phía trong để dòng sông chảy ra biển một

cách an toàn (Kremf,1930) Phá nhận được từ một vài con sông và đổ ra biển theo cửa riêng của mình

- Các sình lầy ngập triều được phủ bởi rừng ngập mặn thuộc các tỉnh Tây

Nam Bộ Đây là dạng khá đặc biệt, chịu sự tương tác của chế độ bán nhật triều không đều của Biển Đông, chế độ nhật triều của vịnh Thái Lan và khối nước ngọt to lớn của sông Cửu Long chảy ra theo các hệ kênh rạch chằng chịt

- Các vụng, vịnh nông ven bờ:

Các vụng, vịnh được hình thành bởi sự bào mòn của biển vào đất liền hoặc

do nối đảo với đất liền Vụng, vịnh nhận được một lượng nước ngọt từ một vài con sông, do đó bị ngọt hóa, nhất là vào thời kì mùa mưa Vụng, vịnh có cửa rộng ăn thông ra biển, quá trình biển chiếm ưu thế, chế độ cửa sông xuất hiện tạm thời

1.1.4 Vai trò của vùng cửa sông đối với hoạt động của con người [13], [14], [15], [25, [26]

Vùng cửa sông là vùng đầy biến động, ranh giới thường xuyên thay đổi do khối nước toàn vùng dịch chuyển tùy thuộc vào lượng nước của dòng chảy và hoạt động của thủy triều Cũng do tính biến động nhanh về độ mặn nên thành phần loài của vùng cửa sông thấp hơn so với các hệ sinh thái khác nhưng lại đa dạng về di truyền và giàu có về số lượng Vùng cửa sông cho sản lượng khai thác cao, có nơi gấp 20 lần so với năng suất sinh học vùng biển khơi (Robas, 1970) Vùng cửa sông cũng là khu vực có nguồn chất dinh dưỡng giàu có do nguồn muối khoáng và mùn

bã hữu cơ từ sông mang ra hay được chuyển lên từ đáy do sóng và triều Trong vùng cửa sông, xích thức ăn chính được khởi đầu từ vật liệu phế thải, do vậy các sinh vật ăn mùn bã là động lực chính trong sự chuyển hóa năng lượng và vật chất của vùng Ngoài xích thức ăn phế liệu, trong vùng còn tồn tại xích thức ăn bắt đầu

từ thực vật nhưng có vai trò thứ yếu so với xích thức ăn phế liệu Nhờ sự hoạt động đồng bộ của hai xích thức ăn và trên cơ sở năng suất sơ cấp vốn giàu có mà tổng năng suất chung của vùng cửa sông rất cao (Rodney,1984) Như vậy với nguồn chất dinh dưỡng đa dạng và giàu có, vùng cửa sông trở thành nơi tập trung của nhiều loài

sinh vật – nguồn lợi then chốt của vùng Người ta nhận định vùng cửa sông là

“vùng tái sản xuất nguồn lợi” duy trì sự giàu có và tính ổn định cho sự phát triển ngành nuôi trồng và khai thác thủy hải sản của con người

Do tài nguyên thiên nhiên đa dạng: vùng đất mới, rừng ngập mặn và nguồn lợi hải sản phong phú và da dạng, vùng cửa sông trở thành địa bàn kinh tế quan trọng của các cộng đồng dân cư ven biển Từ xa xưa, vùng này đã được con người chinh phục và khai phá thông qua công cuộc quai đê, lấn biển lấy đất định cư, phát triển nông, lâm, ngư nghiệp, phát triển giao thông, mở mang du lịch Chính vì vậy, vùng cửa sông đã và đang chịu những áp lực mãnh liệt từ phía con người

Ngoài giá trị kinh tế, vùng cửa sông còn có những giá trị sinh thái lớn lao:

là nơi thanh lọc các chất thải bã từ lục địa đổ ra, là bãi đẻ, là nơi kiếm ăn và nuôi dưỡng các đàn động vật biển, là kho dự trữ nguồn gen quan trọng duy trì sự giàu có

và tính ổn định của thế giới sinh vật biển, bao gồm cả vùng nước gần bờ và xa bờ

Hiện tại, hoạt động của con người tại vùng cửa sông cũng như ở các hệ sinh thái liên đới càng thúc đẩy sự thay đổi cán cân tương tác sông – biển, đưa đến những biến động ngày càng phức tạp và mạnh mẽ hơn đối với các điều kiện môi trường cửa sông và đới biển nông ven bờ, như việc quai đê lấn biển khi bãi biển chưa được bồi đắp một cách hoàn chỉnh, triệt hạ rừng ngập mặn và rừng phi lao chắn gió ven biển để mở mang diện tích ao đầm nuôi trồng thủy sản, lấy đất cho nông nghiệp và định cư, việc xây dựng các công trình ven biển, nạo vét luồng lạch cửa sông…không trong quy hoạch hoặc tùy tiện, thiếu hiểu biết, việc đắp đập để hình thành các hồ chứa, chạy máy phát điện trên các vùng trung và thượng lưu các dòng sông… Đương nhiên, những hậu quả sinh thái gây ra do hoạt động của con người như thế chưa được đánh giá một cách nghiêm túc và đầy đủ, chắc chắn dẫn đến những thiệt hại đáng kể về tài nguyên và môi trường, đồng thời đưa nền kinh tế của các vùng duyên hải vào tình trạng phát triển kém bền vững (Vũ Trung Tạng

1982, Vũ Trung Tạng và nkk, 1985, Vũ Trung Tạng 1994, 2004, 2005) [14], [15]

1.2 Vùng cửa sông Văn Úc

1.2.1 Vị trí địa lí

Sông Văn Úc là một nhánh ở hạ lưu trong hệ thống sông Thái Bình, phần lớn chảy qua địa bàn tỉnh Hải Phòng, dài khoảng 57 km, làm ranh giới giữa các huyện Thanh Hà, Hải Dương và An Lão, Hải Phòng, huyện An Lão và huyện Tiên Lãng, huyện Kiến Thụy và huyện Tiên Lãng Cửa sông Văn Úc đổ ra biển ở phía Nam xã Đại Hợp, huyện Thủy Nguyên (giữa cửa Nam Triệu và cửa sông Thái Bình) Cửa Văn Úc là cửa của sông Văn Úc bắt đầu từ đoạn giao nhau sông Hương

và sông Rạng (còn có tên gọi là ngã ba Cửa Dưa) tại địa phận xã Thanh Xuân (huyện Thanh Hà, Hải Dương) theo hướng Đông Nam đổ ra biển Đông tại cửa Văn

Úc

Cửa Văn Úc còn được gọi là cửa Đại Bàng, có vị trí quan trọng về quốc phòng – an ninh và là đầu mối giao thông thủy quan trọng của nước ta nói chung và Hải Phòng nói riêng Phù sa từ Sông Văn Úc đổ ra biển góp phần tạo ra những bãi sông màu mỡ, có tiềm năng nuôi trồng thủy sản, đa dạng sinh học cho khu vực hai bên dòng sông và cửa biển [10]

1.2.2 Đặc điểm địa hình, địa chất, thổ nhưỡng

- Địa hình vùng cửa sông ven biển Văn Úc là vùng đồng bằng thấp tương đối bằng phẳng, dốc dần từ phía Đông Bắc xuống Tây Nam với độ dốc nhỏ hơn 1o [20] Tính theo chiều rộng thì đất bãi bồi ven biển có xu thế dốc dần từ nội đồng ra đến ven biển

1.2.3 Điều kiện khí hậu

Nằm trong vành đai nhiệt đới gió mùa châu Á, sát biển Đông thuộc Đồng bằng Bắc Bộ nói chung, vùng cửa sông ven biển Văn Úc mang những nét chung của khí hậu Bắc Bộ, tuy nhiên nó cũng mang những nét đặc trưng của khí hậu ven biển Tiên Lãng

Khí hậu mang tính chất nhiệt đới nóng ẩm, nhiệt độ trung bình năm từ

23-240C, tháng nóng nhất là tháng 6, 7, và đầu tháng 8; nhiệt độ bình quân là 28,40C, nhiệt độ cao nhất có thể lên tới 410C, kèm theo gió Tây Nam oi bức Tháng có nhiệt

độ thấp nhất là tháng 12 và tháng 1 năm sau, nhiệt độ trung bình 15,50

C, nhiệt độ thấp nhất có thể xuống tới 40C Biên độ nhiệt trung bình giữa ngày, đêm khoảng 6,2

- 6,30C Độ ẩm trung bình hàng năm khoảng 88 - 92%, lượng mưa trung bình khoảng 1200 - 1400mm/năm, nhưng chủ yếu tập trung vào tháng 7,8,9 (chiếm 70% lượng mưa cả năm) [11], [21]

Hàng năm khí hậu Tiên Lãng thể hiện 2 mùa rõ rệt: mùa đông khô hanh từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau và mùa hè nóng ẩm từ tháng 5 đến tháng 9 Tháng 4

và tháng 10 là hai tháng có khí hậu chuyển tiếp

Vùng cửa sông ven biển Văn Úc chịu ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố như lốc, bão, áp thấp nhiệt đới… Bão thường tập trung từ tháng 7 đến tháng 9 kèm theo gió lớn và mưa to, sóng mạnh gây biến dạng bờ và úng lụt [11], [21]

1.2.4 Đặc điểm thủy văn

Sông Văn Úc là một nhánh của sông Thái Bình Sông có độ dốc nhỏ, đoạn từ

xã Minh Đức đến cửa Văn Úc lòng sông được mở rộng hơn Khu vực bến Khuể, lòng sông có nhiều gò và bãi ngầm Độ rộng trung bình của sông là 400m, độ sâu trung bình 8m và tốc độ dòng chảy trung bình là 1,2m/s Sông nhận nước từ sông Gùa, sông Rạng Từ năm 1936 sau khi đào sông Mới, nguồn nước chủ yếu đổ vào sông Văn Úc là từ sông Hồng Hàng năm, trên địa bàn Hải Phòng tổng lượng phù sa bồi của các con sông đổ ra vùng cửa biển ước khoảng 13 triệu tấn thì riêng sông Văn Úc đổ ra biển khoảng 9 triệu tấn bùn cát Hầu hết lượng bùn cát mà dòng sông đưa ra gây bồi lắng vùng cửa sông [21]

Độ mặn của nước sông phụ thuộc vào mùa Mùa hè nước sông có độ mặn thấp, mùa đông nước sông có độ mặn cao Vào tháng 1,2,3 độ mặn của nước sông Văn Úc cao nhất có thể lên đến 18‰ Trong một ngày độ mặn của nước sông biến

đổi theo sự biến đổi của thủy triều Tại 1 vị trí, độ mặn tăng dần từ tầng mặt xuống tầng đáy do sự xâm nhập mặn vào sâu trong sông theo dạng hình nêm

Vùng cửa sông Văn Úc có chế độ thủy văn mang tính hỗn hợp sông biển, chế

độ nhật triều chiếm ưu thế Triều cường diễn ra vào tháng 7,8,11,12; mực nước cao nhất đạt 3,5 – 4m; mức thấp nhất 0,2 – 0,3m [11], [12], [21]

1.2.5 Một số chỉ tiêu thủy lí hóa [5], [11], [12], [21], [22]

Vùng cửa sông Văn Úc là khu vực có chế độ thủy lí, thủy hóa chịu tác động của chế độ dòng chảy sông và chế độ thủy triều, chúng biến đổi theo mùa trong năm (mùa mưa và mùa khô) và mức độ biến đổi theo thời gian trong ngày: khi triều dâng

và khi triều rút

- Độ muối (độ mặn) của nước: Độ muối của nước vùng cửa sông, ven biển

Văn Úc có sự phân bố và biến động theo 2 mùa trong năm Về mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 9) độ muối của nước giảm thấp Trị số độ muối trong kỳ nước cường biến động trong khoảng từ 0,02 – 0,74‰ trong lớp nước tầng mặt và từ 0,02 – 3,53‰ trong lớp nước tầng đáy Vào mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau), độ muối của nước gia tăng (0,99 - 18‰) xuất hiện sự phân tầng độ muối theo chiều sâu Khi triều thấp, độ mặn giảm do ảnh hưởng của nước từ thượng nguồn đổ về, nước thuộc loại nước lợ nhạt Khi triều cường, do sự xâm nhập của nước biển nên độ mặn của vùng cửa sông tăng cao, đặc biệt là nước ở tầng đáy Trong những năm gần đây, quá trình ngọt hóa xảy ra khá mạnh tại vùng cửa sông Văn Úc, đặc biệt là vào mùa mưa

- Độ pH: Tương tự như độ muối, độ pH của nước sông cũng biến động theo

mùa và theo mực nước trong ngày Trong mùa mưa, pH giảm thấp hơn mùa khô, nước lúc triều dâng có pH cao hơn lúc triều thấp và pH tầng đáy cao hơn tầng mặt, trung bình là 7,77 Mùa khô, pH tăng cao và ít biến động giữa các tầng cùng như theo mực nước thủy triều, trung bình là 7,89-7,9 Như vậy, nước thuộc loại kiềm yếu, chưa có biểu hiện của sự ô nhiễm nước bởi vì nước thải chứa axit mạnh hoặc bazơ sẽ làm biến động lớn trị số pH của nước

- Hàm lượng chất rắn lơ lửng: Về mùa khô, hàm lượng chất rắn lơ lửng

trung bình ở tầng mặt là 70,9 mg/l, ở tầng đáy là 131,0 mg/l Về mùa mưa, hàm lượng chất rắn lơ lửng tăng cao, ở tầng mặt trung bình là 99,0 mg/l, tại tầng đáy trung bình là 257,2 mg/l

- Hàm lượng dầu trong nước: Do sự hoạt động của các tàu thuyền trong khu

vực nên hàm lượng dầu trong nước ở vùng này khá cao Vào mùa khô, hàm lượng dầu trung bình là 1,2 mg/l, vào mùa mưa trung bình là 0,7 mg/l, vượt quá giới hạn cho phép đối với nuôi trồng thủy sản (0,3 mg/l)

- Muối dinh dưỡng: Các chất dinh dưỡng được cung cấp cho vùng cửa sông

bởi nhiều nguồn, từ lục địa được các dòng sông mang ra hay từ biển được dòng triều mang vào và cả các chất được hình thành tại chỗ do hoạt động của các loài sinh vật cửa sông thông qua mối quan hệ dinh dưỡng của các loài trong quần xã Do vậy, trong vùng cửa sông nhiệt đới, muối nitơ, muối phôtphat và các muối khác không bao giờ giới hạn đối với sự phát triển của thực vật nổi (Ryther và Dunstan,

1972)

Hàm lượng muối dinh dưỡng nitơ, photpho trong nước của vùng cửa sông Văn Úc khá cao nhưng chưa vượt quá giới hạn cho phép, trừ NO2- nên thuận lợi cho sinh vật thủy sinh phát triển (bảng 1)

Bảng 1 Hàm lƣợng các muối dinh dƣỡng vùng cửa sông Văn Úc [12]

Thông số

(đơn vị: μg/l) Mùa khô Mùa mƣa

Giới hạn cho phép (đơn vị: μg/l)

NO3- 313,3 440,5 500

NH4+ 92,2 226,5 500

PO42- 58,8 61,6 100

- Hàm lượng oxy hòa tan (DO): Vùng cửa sông Văn Úc có lượng oxy hoà tan

cao, dao động từ 5,5 –7,7 mg/l trong mùa mưa và từ 6,3 – 8,9 mg/l trong mùa khô

1.2.6 Đa dạng sinh học [8], [9], [10], [11], [13], [14], [15]

Theo các nghiên cứu về đa dạng sinh học vùng cửa sông Văn Úc, các nhóm sinh vật chủ yếu gồm sinh vật nổi (động, thực vật nổi), sinh vật đáy (động, thực vật đáy), cá và các nhóm động vật có xương sống khác:

1.2.6.1 Thực vật nổi (Phytoplankton)

Thực vật nổi trong vùng cửa sông ven biển Thái Bình đã gặp 129 loài thuộc

29 chi (Khúc Ngọc Cầm, 1975) Những khảo sát của các cán bộ khoa học thuộc trường Đại học Tổng hợp Hà Nội (Vũ Trung Tạng và nnk, 1985) từ năm 1982-

1984, tại những nơi có độ muối 0,1-31‰ đã thống kê được 183 loài trong phạm vi vùng cửa sông từ Văn Úc đến cửa Ba Lạt, trong đó ở vùng ven biển là 180 loài, còn tại các đầm nuôi là 124 loài Khảo sát của Nguyễn Xuân Huấn và nkk, 2004 tại vùng cửa sông Văn Úc và Thái Bình đã phát hiện 127 loài TVN

Khu hệ tảo vùng của sông khá đa dạng với sự hiện diện của phần lớn các loài tảo Giáp và tảo Silic, trong đó tảo Silic chiếm ưu thế hầu như tuyệt đối (chiếm

khoảng 86% tổng số loài), đặc biệt là tảo Silic lông chim (Pennateae) Ngành tảo

Giáp chỉ có 2 chi với 10 loài Sau đó mới đến tảo Lam và tảo Lục, là đặc trưng cho các thủy vực nước ngọt (Vũ Trung Tạng và nkk) Các chi giàu loài phải kể đến là

Chaetoceros, Coscinodisus, Rhizosolenia, Ceratium, Navicula, Melosira…

Nghiên cứu của Vũ Trung Tạng và nkk (1994) cho thấy vùng cửa sông Văn

Úc đã phát hiện được 65 loài thực vật nổi, các loài TVN thường gặp là các loài nước lợ nhiệt đới hay á nhiệt đới, ít gặp các loài nước mặn điển hình, với mật độ trung bình là 4228TB/l Mật độ TVN tại khu vực bị chi phối rất nhiều bởi các loài

ưu thế Các loài TVN được phát hiện thuộc 6 ngành tảo, trong đó ngành tảo Silic Bacillariophyta có 32 loài (49,23%), tảo Lục Chlorophyta có 15 loài (23,08%), tảo Giáp Dinophyta – 7 loài (10,77%), tảo Lam, Cyanophyta – 6 loài (9,29%), tảo Mắt

(1,54%) [11], [12], [16] Trong đó cấu trúc thành phần các nhóm TVN vùng cửa sông Văn Úc bị chi phối theo mùa rõ rệt bởi các khối nước mặn vào mùa khô và khối nước ngọt vào mùa mưa Tỉ lệ của các ngành tảo vào 2 mùa (mùa khô và mùa mưa) được thể hiện trong bảng 2 [11], [16]:

Bảng 2 Tỷ lệ phần trăm các ngành tảo ở vùng cửa sông Văn Úc

Mùa Tảo Silic

(%)

Tảo Giáp (%)

Tảo Lục (%)

Tảo Lam (%)

Tảo Mắt (%)

Tảo Vàng ánh (%)

Mùa khô 70,37 18,82 11,11 0 0 0 Mùa mưa 41,31 4,35 30,43 13,04 8,7 2,17

1.2.6.2 Thực vật đáy (Phytobenthos)

Thực vật đáy vùng cửa sông gồm các loài tảo, các thực vật bậc cao chịu mặn Thực vật bậc thấp đa bào khá đa dạng, đại diện các ngành tảo Lục (Chlorophyta), tảo Lam (Cyanophyta), tảo Nâu (Phaeophyta) và tảo Đỏ (Rhodophyta), trong đó tảo Lục, tảo Đỏ thường chiếm ưu thế về số lượng loài Sự phân bố của chúng phụ thuộc vào đặc tính của giá thể, vào độ muối và mức độ xáo trộn của khối nước

Ngoài ra, hệ thực vật đáy vùng cửa sông còn các loài thực vật bậc cao ưa mặn, chúng phân bố ở khắp từ nơi cao, ít nước đến những nơi thấp hơn, nơi chịu tác động chủ yếu của thủy triều, vùng dưới triều …tạo nên những “thảm cỏ biển” Tổng diện tích rừng ngập mặn của vùng ước tính khoảng 263 ha Tuy có diện tích lớn nhưng do độ mặn thấp nên thành phần thực vật ngập mặn ở đây rất nghèo nàn với 7 loài Các dải rừng ngập mặn vùng cửa sông Văn Úc gần như thuần chủng và loài chỉ

thị cho vùng là bần chua (Sonneratia caeolaris) Ngoài ra, tại đây còn một số loài

khác như Muống biển, Cói, Cỏ gà, Vạng hôi, Dứa dại, Đậu cô… [11]

1.2.6.3 Động vật nổi (Zooplankton)

Thành phần loài động vật nổi vùng cửa sông không đa dạng như thực vật nổi

Số lượng loài thường dao động từ 40-180 loài, chủ yếu là những loài có nguồn gốc

thành phần cấu trúc cơ bản của ĐVN vùng cửa sông, thường chiếm 50 – 60% tổng

số loài, trở thành kẻ chủ yếu sử dụng nguồn thức ăn sơ cấp của thủy vực Nghiên cứu của Nguyễn Xuân Huấn và nkk, 2004 đã phát hiện 39 loài ĐVN ở vùng cửa sông Văn Úc và Thái Bình Khảo sát tại vùng cửa sông Văn Úc đã phát hiện 16 loài cùng ấu trùng của các nhóm động vật đáy như Thân mềm, Da gai, Giun nhiều tơ, Giáp xác…với mật độ trung bình 76792 con/m3 (Vũ Trung Tạng và nkk, 1994)

Sự phân bố của ĐVN liên quan chặt chẽ với sự dao động độ muối trong vùng Độ muối là yếu tố giới hạn chủ yếu đối với sự xâm nhập của các loài vào vùng cửa sông, đồng thời kiểm soát sự phát triển về số lượng và sinh vật lượng của chúng

1.2.6.4 Động vật đáy (Zoobenthos)

Thành phần loài của khu hệ động vật đáy vùng cửa sông hầu hết là những loài có nguồn gốc biển nhiệt đới, nước lợ thích nghi được với sự biến động của độ muối và trở thành cư dân của vùng Nghiên cứu của Vũ Trung Tạng (1994) cho thấy

số lượng động vật đáy được phát hiện trong vùng cửa sông Văn Úc là 10 loài, trong

đó loài chỉ thị đặc trưng cho vùng là loài tôm nước ngọt (Caridina sp) Cấu trúc của

quần xã động vật đáy trong vùng gồm 40-50% động vật thân mềm, giun nhiều tơ 40%, giáp xác 10-20%

Động vật đáy không chỉ là nguồn thức ăn đáy cho nhiều loài động vật khác

mà nhiều loài trong chúng còn là những đối tượng khai thác quan trọng của con người như tôm, cua, ngao…

1.2.6.5 Khu hệ cá (Ichthyofauna)

Các nghiên cứu trước đây cho thấy vùng cửa sông, ven biển Văn Úc có trên

60 loài cá sinh sống, trong đó có 21 loài cá có giá trị kinh tế cao như cá Bớp

(Bostrichthys sinensis Lacépede), cá Đối (Mugil), cá Vược (Lates calcarifer Bloch),

cá Nhệch (Pisoodonophis boro Ham et Buch.), cá Nác (Boleophthalmus pectinirostris Linn.)…Một số loài có độ phong phú cao như Cá Mai (Kowala coval

(Harpodon nehereus Buch et Ham.), Cá Đục (Sillago sihama Forskal), cá Tráp trắng (Sparus latus Houttuyn), cá Bống cát (Glossogobius giuis Ham et Buch.)…

[9], [11] Sản lượng khai thác cá Nác trung bình ở 2 xã Hùng Thắng, Vinh Quang

là 199 kg/ năm, cá Nhệch là 221 kg/năm [12] Tuy nhiên, trong vài năm gần đây sản

lượng khai thác của nhiều loài giảm mạnh như cá Bớp (Bostrichthys sinensis Lacépede), cá Bẹ (Ilisha elongata Bennett), cá Mòi cờ (Clupannodon thrissa Linné), Mòi chấm (Clupannodon punctatus Schlegel),… Thậm chí có loài hầu như biến mất như cá Cháy (Macrura reevessii Richardson) [9], [11]

Ngoài chim, trong vùng còn xuất hiện nhiều loài động vật có xương sống ở cạn khác như rắn (rắn nước, rắn hổ mang, rắn cạp nong, rắn ráo…); ếch (ếch đồng, chẫu chuộc…) chuột (chuột đồng, chuột chù…), rái cá, dơi….Có thể nói động vật không xương sống ở cạn vùng cửa sông Văn Úc khá đa dạng song một số loài đang

bị suy giảm số lượng do sự săn bắt bừa bãi của người dân hoặc do bị xâm phạm nơi

cư trú, kiếm ăn

1.2.7 Đặc điểm kinh tế - xã hội

- Dân số và cơ cấu ngành nghề:

Hùng Thắng và Vinh Quang là hai xã ở vùng cửa sông Văn Úc có dân số tập trung cao và có số người trong độ tuổi lao động cao hơn các xã ven biển khác của huyện Tiên Lãng (bảng 3)

Bảng 3 Dân số và cấu trúc dân số xã Hùng Thắng và Vinh Quang [11]

Xã (người) Dân số Nam/nữ

(%)

Dưới 15 tuổi (%) Tuổi 15- 60 (%)

Trên 60 tuổi (%)

Hùng Thắng 10650 49,3/50,7 27,2 58,9 13,9 Vinh Quang 8500 50,5/49,5 26,7 50,4 22,9

Tổng cộng 19150

Do sự đa dạng về tài nguyên thiên nhiên và có vị trí địa lý đặc biệt mà cộng đồng dân cư của vùng cửa sông Văn Úc có thể kiếm sống bằng nhiều cách như nuôi trồng, khai thác thủy sản, nông nghiệp và các loại hình thương mại, dịch vụ khác

Xã Hùng Thắng và Vinh Quang có số người tham gia vào sản xuất nông nghiệp đông nhất so với các xã ven biển khác thuộc huyện Tiên Lãng Xã Vinh Quang có

số hộ và số người nuôi trồng thủy sản và đánh bắt hải sản đông còn xã Hùng Thắng

có số dân tham gia vào các hoạt động thương mại, dịch vụ và các hoạt động kinh tế khác cao hơn (bảng 4)

Bảng 4 Số hộ dân và số người tham gia trong các ngành nghề [16]

Xã Nuôi trồng thủy sản Khai thác thủy sản Nông nghiệp Thương mại + khác

Thắng tham gia vào ngành nông nghiệp và các loại hình thương mại, dịch vụ Hầu hết các hộ khai thác nhỏ ở xã Vinh Quang vẫn có ruộng đất để cấy lúa Chỉ có dân tại xóm Đông Ngư có thể được coi là chuyên sống bằng nghề khai thác thủy hải sản

- Hiện trạng sử dụng đất và các hoạt động sản xuất

Vùng ven biển vốn đa dạng các loại đất, là cơ sở cho hoạt động kinh tế với nhiều ngành nghề khác nhau, đồng thời là tiền đề thuận lợi cho sự biến đổi cơ cấu sản xuất, đẩy mạnh phân công lao động xã hội mới Diện tích sử dụng đất của 2 xã Hùng Thắng và Vinh Quang phân bổ thành các loại như bảng 5

Bảng 5 Diện tích các loại đất sử dụng tại 2 xã vùng cửa sông ven biển Văn Úc [11], [12]

Xã Đất ở

(ha)

Đất trồng trọt (ha) Đất cấy lúa (ha) Đất nuôi trồng thủy sản (ha) ven biển (ha) Riêng đầm

Ngoài lúa là sản phẩm chính của nông nghiệp, xã Hùng Thắng và Vinh Quang còn có điều kiện thổ nhưỡng thuận lợi để trồng các cây hoa màu truyền thống như hành, tỏi, thuốc lào Các loại sản phẩm phụ này hàng năm cũng tạo ra nguồn thu nhập đáng kể cho bà con ở 2 xã Hơn nữa, 2 xã lại có diện tích đầm nước

lợ Riêng xã Vinh Quang còn có bờ biển nên hàng năm đã tạo ra nguồn thu đáng kể

từ sản lượng hải sản đánh bắt và sản lượng nuôi trồng thủy sản nước lợ, nước ngọt

Tóm lại, dân cư 2 xã Hùng Thắng và Vinh Quang có truyền thống cần cù, chịu khó, đã và đang sinh sống, phát triển dựa vào sản xuất nông nghiệp là chủ yếu nay sẽ là lực lượng lao động dồi dào khi phát triển nuôi trồng thủy sản Việc phát triển nuôi trồng thủy sản đã tạo ra khá nhiều việc làm và thu nhập cho người dân, song kinh nghiệm truyền thống nuôi trồng thủy sản nước lợ cũng như khả năng kinh

tế của các hộ còn hạn chế nên sản lượng thủy sản và hiệu quả từ nuôi trồng chưa cao, chưa tương ứng với tiềm năng tự nhiên Ngoài ra khác hình thức khai thác bất hợp lý và có tính chất hủy diệt như đăng chắn, lưới, đáy, te điện… đã làm giảm đáng kể nguồn lợi tại đây

- Một số vấn đề kinh tế, xã hội khác:

+ Văn hóa, xã hội: Số liệu thống kê cho thấy số lượng học sinh mẫu giáo,

tiểu học và trung học cơ sở khá đông tuy nhiên số học sinh đỗ đại học thường không cao Mỗi xã đều có 1 trạm y tế xã với 17 cán bộ y tế (xã Hùng Thắng) và 6 cán bộ y

tế (xã Vinh Quang) để đảm bảo việc chăm sóc sức khỏe cho người dân Trình độ

của các hầu hết các cán bộ xã chưa cao và đồng đều

+ Thể chế chính sách: Hiện nay, các hộ nuôi trồng thủy sản được giao đất từ

5-10 năm Một số hộ khác được giao đất làm nông nghiệp nhưng tự ý chuyển sang nuôi trồng thủy sản Nhiều hộ tự ý chia tách và chuyển nhượng cho nhau Theo ý kiến của người dân thì thời gian giao khoán đất 15 năm là phù hợp, lượng vốn cho vay phải xem xét sao cho đầu tư có hiệu quả, nhất là khâu xây dựng cơ bản Diện tích giao đất nên là 3-5 ha cho 1 hộ… Cần có sự hợp tác giữa các xãc trong việc kiểm tra việc dùng te điện, thuốc nổ để khai thác thủy sản

+ Mức sống cộng đồng: Xã Hùng Thắng và Vinh Quang có tỉ lệ số hộ giàu

khá cao so với các xã ven biển khác của Tiên Lãng và số hộ nghèo đói chiếm tỉ lệ thấp trong huyện Người dân 2 xã có mức sống trung bình cao ở huyện, thu nhập bình quân là 3-5 triệu/người/năm Điều đó một phần là do hai xã có kinh nghiệm canh tác nông nghiệp tốt, có truyền thống trồng cây thuốc và rau màu…

Thông số sinh học không chỉ thể hiện ở cấu trúc loài của quần xã mà còn ở mật độ của mỗi loài Bên cạnh đó, các sinh vật chỉ thị cũng được sử dụng rộng rãi trong đánh giá chất lượng môi trường nước, tuy nhiên, do bản đồ sinh học trong mỗi khu vực rất khác nhau, chịu ảnh hưởng trực tiếp của điều kiện môi trường trong vùng, nên hệ thống sinh vật chỉ thị cũng có sự khác biệt

1.3.1 Các thông số thủy lý hóa [6], [30]

1.3.1.1 Thông số thủy lý

Nhiệt độ của nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu Sự thay đổi nhiệt độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước Nhiệt độ

có ảnh hưởng lớn đến quá trình xử lý sinh học do tác động đến đời sống thủy sinh

và nồng độ oxy hòa tan Ngoài ra, nhiệt độ ảnh hưởng đến độ nhớt và lực cản trong quá trình lắng

Độ đục của nước là mức độ ngăn cản ánh sáng xuyên qua nước Độ đục của nước có thể do nhiều loại chất lơ lửng bao gồm những loại có kích thước hạt keo đến những hệ phân tán thô gây nên như các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các

vi sinh vật Về thành phần hóa học, chất gây đục có thể là chất vô cơ hoặc hữu cơ, hoặc cả hai, do nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo Độ đục cao ảnh hưởng tới quá

trình quang hợp của một số sinh vật (thực vật và 1 số vi khuẩn) và ảnh hưởng tới khả năng kiếm mồi của các loài động vật trong nước

- Tổng chất rắn hoà tan - Total Dissolved Solids (TDS) là tổng số các ion mang điện tích, bao gồm khoáng chất, muối hoặc kim loại tồn tại trong một khối lượng nước nhất định, thường được biểu thị bằng hàm số mi/L hoặc ppm (phân nghìn) TDS thường được lấy làm cơ sở ban đầu để xác định mức độ sạch/ tinh khiết của nguồn nước Chất rắn hoà tan đang nói đến ở đây tồn tại dưới dạng các ion âm và ion dương Do nước luôn có tính hoà tan rất cao nên nó thường có xu hướng lấy các ion từ các vật mà nó tiếp xúc TDS càng nhỏ chứng tỏ nước càng tinh khiết TDS được xác định bằng cách đo khối lượng khô của 1l nước mẫu đã được lọc qua phễu và sấy khô ở 1050C cho tới khi khối lượng không đổi

- Tổng lượng chất rắn lơ lửng (TSS) được tính bằng cách cân trọng lượng những chất còn lại trên giấy lọc được sử dụng khi lọc nước phân tích chất rắn hoà tan TSS biểu thị lượng vật chất không hòa tan lơ lửng trong nước và được đo bằng đơn vị mg/l

Độ dẫn của nước liên quan đến sự có mặt của các ion trong nước Các ion này thường là muối của kim loại như NaCl, KCl, SO42-, NO3-, PO43- v.v Tác động ô nhiễm của nước có độ dẫn điện cao thường liên quan đến tính độc hại của các ion tan trong nước Độ dẫn của nước phụ thuộc và tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ nước Nhiệt độ nước tăng lên 100C thì độ dẫn điện của nước sẽ tăng 2 - 3% Thông thường

độ dẫn được đo ở nhiệt độ tiêu chuẩn là 250

C

1.3.1.2 Thông số thủy hóa

Độ pH là một trong những nhân tố môi trường có ảnh hưởng rất lớn trực tiếp

và gián tiếp đối với đời sống thủy sinh vật như: sinh trưởng, tỉ lệ sống, sinh sản và dinh dưỡng pH thích hợp cho tất cả các động vật đều gần bằng 7 Do đó, khi pH môi trường quá cao hoặc quá thấp đều không thuận lợi cho quá trình phát triển của thủy sinh vật Tác động chủ yếu của pH khi quá cao hay quá thấp là làm thay đổi độ thẩm thấu của màng tế bào làm rối loạn quá trình trao đổi muối - nước giữa cơ thể

và môi trường ngoài Do đó, pH là nhân tố quyết định giới hạn phân bố của các loài

thủy sinh vật Ngoài ra giá trị pH của nguồn nước còn góp phần quyết định phương pháp xử lý nước

Nồng độ muối chỉ tổng nồng độ của các ion hòa tan trong nước trong đó đặc biệt lưu ý đến nồng độ của 7 ion quan trọng nhất chiếm tới 95% tổng số các ion hòa tan trong nước bao gồm: Na+, K+, Ca2+, Mn2+, Cl-, SO42-, và HCO3-

Hàm lượng oxy hòa tan trong nước (DO: Dissolved Oxygen) là lượng oxy không tác dụng với nước về mặt hóa học Độ hòa tan của oxi trong nước phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ, áp suất, đặc tính của nguồn nước (bao gồm cả thành phần hóa học, vi sinh, thủy sinh sống trong nước) Hàm lượng DO là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng nước và khả năng tự làm sạch của nguồn nước Khi hàm lượng DO giảm mạnh sẽ kéo theo số lượng sinh vật sống trong nước giảm hoặc không thể tồn tại nữa

Nhu cầu oxy hóa học (COD: Chemical oxygen demand) là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất vô cơ và hữu cơ trong nước bao gồm ở dạng lơ lửng hay hoà tan COD cao, thể hiện nồng độ chất hữu cơ trong nước cao, tạo điều kiện

dễ dàng cho các loại vi sinh vật phát triển

Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD: Biochemical Oxygen Demand) là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn để phân hủy chất hữu cơ có khả năng oxi hóa sinh hóa dưới điều kiện hiếu khí Trong quá trình phân hủy này, chất hữu cơ được dùng làm thức

ăn cho vi khuẩn và giải phóng năng lượng Như vậy, BOD là đại lượng đánh giá chất hữu cơ ô nhiễm trong nước được xác định thông qua khối lượng oxi cần thiết

mà để phân hủy hoàn toàn trong điều kiện hiếu khí Oxy sử dụng trong quá trình này là oxy hòa tan

Sắt (Fe) trong nước ngầm thường tồn tại ở trạng thái Fe2+và hàm lượng cao dao động từ vài mg đến vài chục mg (có nơi trên 100 ng/l) Đối với nước mặt nơi có thể tiếp xúc với không khí, hàm lượng oxi hòa tan trong nước tương đối lớn, trị số

pH cao, ion Fe2+sẽ bị oxi hóa thành ion Fe3+và kết tủa thành các bông cặn Fe(OH)3

có màu nâu đỏ Trong nước mặt, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe3+ở dạng keo

hữu cơ hoặc huyền phù Nước có hàm lượng sắt > 0,5 mg/l có mùi tanh khó chịu và nổi váng trên bề mặt, làm vàng quần áo khi giặt, làm hư hỏng hàng dệt

Clorua có mặt trong tất cả các loại nước tự nhiên với nồng độ thay đổi trong một khoảng rộng Hàm lượng clorua thường tăng khi hàm lượng khoáng tăng Clorua ở nồng độ hợp lý không độc với con người, nhưng nếu nồng độ >250 mg/l

sẽ gây vị mặn cho nước gây khó chịu

Sulfat thường hiện diện trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu cơ, cũng là một chỉ tiêu tiêu biểu của vùng nước nhiễm phèn

Nitơ (N) là thông số quan trọng xác định hàm lượng các dạng nitơ tồn tại trong nước Gồm các thông số cụ thể là: N-tổng, N-amoni (NH4+), N-nitrat (NO3-), N-nitrit (NO2) Các dạng hợp chất nitơ là chất chỉ thị để nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nước Đối với nguồn nước mặt, sự phát triển của tảo liên quan đến chất dinh dưỡng được đưa vào nguồn nước Vì vậy, các dạng của nitơ phải được xem xét Ngoài ra việc oxy hóa các dạng khử của nitơ được oxy hóa trong nước tự nhiên

có ảnh hưởng đến lượng oxy hòa tan Từ những lý do đó, các số liệu về nitơ là phần thông tin cần thiết cho các chương trình giám sát mức độ ô nhiễm của nguồn nước

Photpho (P) là một nguyên tố không thể thiếu trong quá trình sống Thông số photpho cực kỳ quan trọng trong việc đánh giá năng suất sinh học tiềm năng của nước mặt, xác định mức độ ô nhiễm, khả năng xử lý trong hệ thống

1.3.2 Sinh vật chỉ thị [7], [16], [30]

1.3.2.1 Khái niệm về sinh vật chỉ thị

Là những cá thể, quần thể hay quần xã có khả năng thích ứng hoặc rất nhạy cảm với môi trường nhất định Các sinh vật chỉ thị có thể là 1 loài, 1 nhóm loài, có thể tương quan giữa các nhóm loài hoặc tổng số loài trong quần xã và chỉ số đadạng Chúng có thể chỉ thị về độ sạch, độ nhiễm bẩn của thủy vực (gắn liền với

độ giàu, nghèo dinh dưỡng), chỉ thị về chất lượng nước: nước cứng, nước mềm, nồng độ muối, độ nhiễm phèn, độ độc

1.3.2.2 Phương pháp dùng chỉ thị sinh học

Là phương pháp được dùng để đánh giá chất lượng nước dựa trên cơ sở những chỉ số sinh học về thành phần loài sinh vật chỉ thị, số lượng cá thể của các loài sinh vật chỉ thị Phương pháp giám sát sinh học chủ yếu dựa vào sự thay đổi cấu trúc quần xã như sự phong phú các đơn vị phân loại, mật độ, tỉ số đa dạng giữa các nhóm và sự có mặt hay vắng mặt của các sinh vật chỉ thị biểu hiện mức độ ô nhiễm khác nhau

Phương pháp dùng chỉ thị sinh học có những ưu điểm nổi bật như:

- Cho phép đánh giá tác động lâu dài và tổng hợp của nguồn ô nhiễm đối với nguồn nước dựa trên hệ thống phân vùng nước mặt

- Sinh vật không phản ứng với một yếu tố riêng lẻ mà phản ứng với toàn bộ các tác động của môi trường

- Sự phản ứng của sinh vật giúp phản ánh được những thay đổi của điều kiện

tự nhiên tại thời điểm nghiên cứu và trước đó Đây là ưu điểm là những chỉ tiêu thủy lý hóa không có được

- Phương pháp đơn giản, nhanh chóng và dễ sử dụng hơn so với đo các chỉ tiêu thủy lý hóa

- Sử dụng sinh vật chỉ thị có thể đánh giá được khả năng phân hủy vật chất đồng thời phản ánh mức độ đa dạng sinh học tại khu vực nghiên cứu

1.3.2.3 Tiêu chuẩn lựa chọn sinh vật chỉ thị

Để có thể chọn sinh vật chỉ thị chúng ta trước hết cần xác định vấn đề chỉ thị cho điều gì? Hầu hết bất cứ loài nào cũng có thể là vật chỉ thị nhưng do kiến thức hiểu biết của chúng ta nghiên cứu về Autoecology (sinh thái cá thể, nghiên cứu một loại sinh vật trong một môi trường) còn hạn chế

Trong các sinh vật chỉ thị chọn lọc cho việc bảo vệ môi trường, các thuộc tính sau đây có thể phù hợp riêng biệt Những sinh vật chỉ thị cho môi trường thường được đề cập bởi những tính chất sau:

- Vật chỉ thị dễ dàng định loại

- Dễ thu mẫu: không cần nhiều thao tác hoặc thiết bị tốn kém và có thể định lượng

- Có phân bố rộng, tối ưu là phân bố toàn cầu

- Có nhiều dẫn liệu sinh thái học phong phú, đây là sự trợ giúp đáng kể trong kết quả điều tra phân tích và phát hiện ô nhiễm

- Có giá trị kinh thế hoặc tầm quan trọng như là tài nguyên hoặc vật gây hại

- Có khả năng tích trữ chất ô nhiễm, đặc biệt là phản ánh mức độ môi trường

vì sự phân bố của chúng liên quan đến mức độ ô nhiễm môi trường

- Dễ dàng nuôi cấy trong phòng thí nghiệm cũng như được nghiên cứu thí nghiệm về tính thích ứng của chúng đối với chất ô nhiễm và môi trường quan sát

- Có tính biến dị thấp, về mặt di truyền cũng như vai trò của chúng trong quần xã sinh vật

chỉ thị ở môi trường ô nhiễm do thuốc trừ sâu hoặc môi trường bị ô nhiễm kim loại nặng

Động vật không xương sống cỡ lớn (Macroinvertebrates) là nhóm sinh vật thủy sinh phổ biến nhất, sự phân bố của chúng thường ổn định và đặc biệt chúng rất

dễ nhạy cảm với những yếu tố sinh thái Sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm chỉ thị có những ưu điểm như quá trình lấy mẫu và phân tích mẫu dễ thực hiện, ít tốn kém tuy nhiên để xác định nguyên nhân gây ra ô nhiễm gặp nhiều khó khăn

Thực vật lớn (Macrophyte) như các loài bèo, lau sậy; chúng phát triển mạnh

ở vùng nước tù hãm chứa nhiều chất dinh dưỡng Do vậy cùng với tảo, rong, bèo là các thực vật chỉ thị cho hiện tượng phú dưỡng của nước Cá là động vật biến nhiệt

Có nhiều loại cá khác nhau cùng tồn tại trong một thủy vực với các đặc điểm khác nhau về hình thể, nguồn thức ăn, nơi sinh sản phát triển và khả năng thích nghi với môi trường Chính vì vậy nhiều loài cá có thể được sử dụng như chỉ thị sinh học để xác định lượng nước và ô nhiễm nguồn nước

Theo Hellewell (1989) tỷ lệ sử dụng các nhóm sinh vật trong chỉ thị chất lượng nước như sau:

chúng tôi lựa chọn sinh vật chỉ thị là vi tảo (thực vật nổi) để đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông Văn Úc.

Hầu hết các chỉ số đa dạng đều được tính toán trên số liệu về số lượng loài trong mẫu và độ phong phú của từng loài, nhưng độ nhạy cảm của từng loài với ô nhiễm thì không được tính đến

Các chỉ số đa dạng hiện đang được sử dụng để đánh giá chất lượng nước bao gồm:

Trong các chỉ số trên thì chỉ số Margalef (D) và chỉ số Shannon – Weiner (H’) được sử dụng rộng rãi hơn cả Ở đây chúng tôi sử dụng 2 chỉ số này đối với động vật nổi để đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông Văn Úc

CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu về chất lượng môi trường nước và đa dạng các loài trong nhóm sinh vật nổi tại vùng cửa sông Văn Úc, Hải Phòng

2.2 Địa điểm nghiên cứu thu mẫu

Các mẫu nghiên cứu được thu mẫu tại 7 điểm khảo sát được xác định trước trên vùng cửa sông Văn Úc, Hải Phòng

- Vị trí các điểm lấy mẫu nước và mẫu sinh vật nổi trên vùng cửa sông Văn Úc:

Hình 1 Sơ đồ vị trí các điểm lấy mẫu trên vùng cửa sông Văn Úc

(nguồn: Google Map)

- Tọa độ các điểm lấy mẫu trên vùng cửa sông Văn Úc được thể hiện trong bảng 6:

Bảng 6 Tọa độ các điểm lấy mẫu trên vùng cửa sông Văn Úc

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu mẫu và cố định mẫu

- Phương pháp thu mẫu nước:

Các mẫu nước được lấy theo đúng TCVN 5996 -1995, mẫu nước được lấy cách bề mặt 50 cm cho vào bình polietylen, chai PVC Chai phải được rửa sạch bằng nước cất trước khi lấy mẫu Để đảm bảo độ chính xác của kết quả nên phân tích mẫu càng sớm càng tốt Trong trường hợp không phân tích được ngay cần bảo quản mẫu ở nhiệt độ 40C Tùy theo từng chỉ tiêu có thời gian bảo quản khác nhau

- Phương pháp thu mẫu và cố định mẫu sinh vật nổi:

Tại mỗi điểm khảo sát, thu mẫu thực vật nổi bằng kiểu lưới Juday No 64 (64 lỗ/cm2), đường kính miệng lưới 25 cm, chiều dài lưới 1m Thu mẫu động vật nổi bằng kiểu lưới Plankton No.57

Thu mẫu định lượng sinh vật nổi bằng cách lọc qua lưới với thể tích nước lọc

là 20 lít Các mẫu sinh vật nổi được đựng trong lọ nhựa và được cố định trong dung dịch formol 4%

2.3.2 Phương pháp phân tích mẫu và xử lí số liệu

2.3.2.1 Phương pháp phân tích mẫu

- Phương pháp phân tích thủy lí hóa (phân tích mẫu nước) :

+ Các thông số về: nhiệt độ (0C) , độ pH, độ dẫn (S/cm), độ đục (mg/l), độ muối (‰), DO (mgO2/l) được đo ngay tại thực địa bằng máy TOA WQC 22A (Water Quality Cheker) do Nhật Bản sản xuất

+ Các thông sốNO3-, NH4+, PO43- được phân tích ngay tại địa điểm nghiên cứu sau khi thu mẫu bằng bộ Test SERA của Đức:

Thông số NO3- : phân tích bằng bộ Test SERA NO3-

Thông số NH4+, : phân tích bằng bộ Test SERA NH4+,

Thông số PO43- : phân tích bằng bộ Test SERA PO43-

+ Xác định nhu cầu oxi hóa học – COD (Chemical Oxygen Demand): Xác định bằng phương pháp permangat kali KMnO4 0,1N (0,02 mol/l):

Thông số COD được xác định dựa vào việc ôxi hóa các chất hữu cơ có mặt trong mẫu nước bằng dung dịch KMnO4 0,1N trong môi trường axit (dung dịch

H2SO4 1:2) ở nhiệt độ cao (đun sôi 10 phút) Lượng dư KMnO4 được chuẩn độ bằng dung dịch axit oxalic C2H2O4 0,1N Công thức tính:

COD = ( ) 8 0,1 1000

( / )100

Thông số COD được phân tích và xác định tại phòng thí nghiệm Sinh thái và Sinh học Môi trường, Khoa Sinh học, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

+ Phương pháp xác định hàm lượng tổng Nitơ (Total Nitrogen) (TCVN

max= 820 nm Từ đó xác định được photpho trong mẫu cần phân tích

- Phương pháp phân tích mẫu sinh vật nổi:

+ Xác định thành phần loài: Phân tích mẫu thực vật nổi bằng kính hiển vi

quang học Phân tích mẫu động vật nổi bằng kính lúp soi nổi và kính hiển vi có độ phóng đại khác nhau dựa trên các sách định loại sinh vật nổi của các tác giả trong nước

+ Xác định mật độ và sinh khối: Phân tích định lượng thực vật nổi bằng

buồng đếm Goriaev với dung tích 0,0009 ml/1 buồng Phân tích định lượng động vật nổi bằng buồng đếm Bogorov với dung tích 10 ml Kết quả nhân với lượng nước lọc qua lưới

Đơn vị định lượng cho thực vật nổi là tế bào/m3, cho động vật nổi là con/m3

Phương pháp tính sinh khối thực vật nổi dựa theo tài liệu của Nguyễn Trọng Nho và cộng sự, 1984 Trên cơ sở kích thước tế bào của từng loài đã được đo đạc, cân trọng lượng khô, tình trung bình cho từng loài Theo đó, tính toán cho toàn bộ các nhóm loài có trong mẫu phân tích

Tương tự như vậy, với động vật nổi cũng dựa theo bảng tính khối lượng trung bình của từng loài để tính toán khối lượng các loài có trong mẫu thu được

Đơn vị tính là mg/ m3 đối với cả động vật nổi và thực vật nổi

Các phân tích được tiến hành tại phòng Sinh thái môi trường nước, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Các kết quả phân tích được các chuyên gia của Viện thẩm định, đảm bảo độ chính xác về mặt khoa học

2.3.2.2 Phương pháp xử lí số liệu

Sử dụng phần mềm Microsoft Word và Microsoft Excel để tính toán và xử lí

số liệu

* Thông số thủy, lí hóa:

Thống kê các kết quả đo đạc tại hiện trường, các kết quả phân tích thí nghiệm, lập đồ thị, so sánh, đối chiếu với giá trị giới hạn cho phép theo QCVN 10:2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ đối với vùng nuôi trồng thủy sản và bảo tồn sinh vật thủy sinh) (phần phụ lục)

* Mẫu sinh vật nổi:

- Thống kê kết quả phân tích định tính và định lượng các mẫu sinh vật nổi, xác định thành phần loài, mật độ và sinh khối sinh vật nổi Lập đồ thị, so sánh thành phần loài, mật độ và sinh khối sinh vật nổi giữa các mẫu phân tích Từ đó so sánh

để tìm mối quan hệ giữa sinh vật nổi với các thông số thủy lý hóa của môi trường

- Các số liệu về số lượng taxon và số lượng cá thể của từng taxon thu được được sử dụng trong tính chỉ số đa dạng Shannon – Weiner (H’) và chỉ số Margaleft

(D) đối với mẫu động vật nổi để từ đó đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông theo

hệ thống phân loại mức độ ô nhiễm (bảng 7 và bảng 8) dựa trên các công thức sau:

+ Chỉ số Shannon – Weiner:

'

2 1

H’: Chỉ số đa dạng Shannon – Weiner

Ni: Số lượng cá thể của taxon thứ i N: Tổng số cá thể của mẫu phân tích

Dựa vào chỉ số H’ để đánh giá chất lương môi trường nước của các điểm khảo sát theo hệ thống phân loại (theo Wilhm & Dorris, 1968) [30]:

Bảng 7 Mối liên quan giữa chỉ số đa dạng H’ với chất lượng môi trường nước

Chỉ số đa dạng H’ Chất lượng môi trường nước

> 3 Nước sạch – không ô nhiễm

1 – 3 Ô nhiễm trung bình đến ô nhiễm nhẹ

< 1 Ô nhiễm nặng

+ Chỉ số Margalef:

1ln

Theo Staub và cộng sự: giá trị D biến đổi trong khoảng 0 – 4,5 theo mức độ

ô nhiễm như sau: