Thành phần động vật không xương sống ở một số thủy vực tại Vườn Quốc gia Ba Vì và khả năng sử dụng chúng làm sinh vật chỉ thị đánh giá chất lượng nước của thủy

Trên cơ sở các kết quả thu được, chúng tôi rút ra những nhận xét về hiện trạng chất lượng nước tại các thủy vực nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu mức độ ô nhiễm của

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-oOo -

TRẦN THỊ THU TRANG

THÀNH PHẦN ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG Ở MỘT SỐ THỦY VỰC TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA VÌ VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHÚNG LÀM SINH VẬT CHỈ THỊ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA THỦY VỰC

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

HÀ NỘI – 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-oOo -

TRẦN THỊ THU TRANG

THÀNH PHẦN ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG Ở MỘT SỐ THỦY VỰC TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA VÌ VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHÚNG LÀM SINH VẬT CHỈ THỊ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA THỦY VỰC

Chuyên ngành: Thủy sinh vật học

Mã số: 60 42 50

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS NGUYỄN XUÂN QUÝNH

HÀ NỘI – 2012

MỤC LỤC

Lời cám ơn……… i

Mục lục……….……… ii

Danh mục bảng và hình… ……… ………iii

Danh mục chữ viết tắt……… ……… v

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tình hình nghiên cứu ĐVKXS nước ngọt trên thế giới và ở Việt Nam 3

1.1.1 Trên thế giới 3

1.1.2 Ở Việt Nam 7

1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị quan trắc và đánh giá chất lượng nước 12

1.2.1 Trên thế giới 12

1.2.2 Ở Việt Nam 19

Chương 2: THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 25

2.2 Phương pháp nghiên cứu 25

2.2.1 Phương pháp thu thập vật mẫu ngoài thực địa 25

2.2.2 Phương pháp phân tích vật mẫu trong phòng thí nghiệm 28

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 29

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 30

3.1 Sơ lược về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 30

3.1.1 Đặc điểm về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội 30

3.1.1.1 Vị trí địa lý 30

3.1.1.2 Địa hình 31

3.1.1.3 Khí hậu, thời tiết 31

3.1.1.4 Kinh tế xã hội vùng đệm 32

3.1.2 Sơ lược các điểm thu mẫu 33

3.2 Đặc điểm thành phần ĐVKXS ở nước (không kể nhóm côn trùng) tại các thủy vực nghiên cứu 38

3.2.1 Thành phần loài 38

3.2.2 Biến động thành phần loài ĐVKXS đã gặp (không kể nhóm côn trùng) theo các điểm thu mẫu 5144 3.3 Kết quả sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị quan trắc và đánh giá chất lượng nước các thủy vực ở vườn Quốc gia Ba Vì 46

3.3.1 Kết quả tính điểm của 15 điểm thu mẫu theo hệ thống tính điểm BMWPVIET 46

3.3.2 Nhận xét về thực trạng chất lượng nước các thủy vực ở VQG Ba Vì 63

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

PHỤ LỤC 76

DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG

Bảng 1: Mối liên quan giữa chỉ số sinh học (ASPT) và mức độ ô nhiễm 29

Bảng 2: Mật độ cá thể và mức độ phong phú tương ứng 29

Bảng 3: Một số yếu tố thủy lý, thủy hóa tại các điểm thu mẫu 36

Bảng 4: Danh sách các loài ĐVKXS đã gặp tại các điểm thu mẫu 39

Bảng 5: Tổng hợp thành phần ĐVKXS đã gặp ở các thủy vực nghiên cứu 41

Bảng 6: Danh sách các họ ĐVKXS cỡ lớn đã gặp tại khu vực nghiên cứu nằm trong hệ thống tính điểm BMWPVIET 47

Bảng 7: Chỉ số sinh học tại điểm S1 48

Bảng 8: Chỉ số sinh học tại điểm S2 49

Bảng 9: Chỉ số sinh học tại điểm S3 50

Bảng 10: Chỉ số sinh học tại điểm S5 51

Bảng 11: Chỉ số sinh học tại điểm S6 52

Bảng 12: Chỉ số sinh học tại điểm S7 53

Bảng 13: Chỉ số sinh học tại điểm S8 54

Bảng 14: Chỉ số sinh học tại điểm S9 55

Bảng 15: Chỉ số sinh học tại điểm S10 56

Bảng 16: Chỉ số sinh học tại điểm S11 57

Bảng 17: Chỉ số sinh học tại điểm S12 58

Bảng 18: Chỉ số sinh học tại điểm S13 59

Bảng 19: Chỉ số sinh học tại điểm S14 60

Bảng 20: Chỉ số sinh học tại điểm S15 60

Bảng 21: Chỉ số sinh học tại điểm S16 61

Bảng 22: Mức độ ô nhiễm tương ứng với chỉ số ASPT tại các điểm thu mẫu 62

Hình 1: Sơ đồ các điểm thu mẫu thuộc Vườn Quốc Gia Ba Vì 27

Hình 2: Tỉ lệ thành phần loài ĐVKXS ở nước thu được tại các thủy vực nghiên cứu 43 Hình 3: Biến động thành phần loài tại các điểm thu mẫu 44

Hình 4: Biểu đồ thể hiện chỉ số ASPT của các điểm thu mẫu 63

BMWPTHAI : Hệ thống tính điểm của Thái Lan

BMWPVIET : Hệ thống tính điểm của Việt Nam

BOD5 : Nhu cầu sinh oxy sinh học (Biological Oxygen Demand)

COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

ĐDSH : Đa dạng sinh học

ĐHKHTN : Đại học Khoa học Tự nhiên

DO : Nồng độ oxy hòa tan (Dissolved Oxygen)

ĐVĐ : Động vật đáy

ĐVKXS : Động vật không xương sống

ĐVN : Động vật nổi

EBI : Chỉ số sinh học mở rộng (Extended Biotic Index)

EC : Các nước thuộc cộng đồng Châu Âu (European Community)

EQI : Chỉ số chất lượng sinh thái (Ecological Quality Index)

IBG : Chỉ số sinh học toàn cầu (Global Biotic Index)

RIVPACD : Hệ thống phân loại và dự báo ĐVKXS ở sông (River Inverterbrate

Prediction And Classification System TBI : Chỉ số sinh học Trent (Trent Biotic Index)

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

VQG : Vườn Quốc Gia

MỞ ĐẦU

Vườn quốc gia Ba Vì được thành lập năm 1991 theo quyết định số 407-CT ngày 18 tháng 12 năm 1991 của Chủ tịch Hội đồng Bộ trưởng Việt Nam Nằm trên địa bàn huyện Ba Vì (thành phố Hà Nội), huyện Lương Sơn và Kỳ Sơn (tỉnh Hòa Bình), Vườn là vùng núi chuyển tiếp với hệ sinh thái rừng nhiệt đới nên còn tồn tại khá nhiều loài động thực vật quý hiếm

Từ thế kỉ XX, Ba Vì đã là địa danh nổi tiếng nhờ sự đa dạng của các hệ sinh thái và có một quần thể cảnh quan kì vĩ như Đỉnh Vua, Đỉnh Tản Viên, Đỉnh Ngọc Hoa… Ba Vì còn có một hệ thống sông, suối với những thác nước đẹp tạo nên các điểm du lịch sinh thái lý tưởng như Ao Vua, Khoang Xanh, Thiên Sơn – Suối Ngà, Thành Thắng, Việt Mỹ - Thác Đa… Mỗi năm, có hàng trăm ngàn lượt du khách trong

và ngoài nước tới đây tham quan du lịch, tìm hiểu thiên nhiên Chính vì vậy, tình trạng

ô nhiễm môi trường ở các khu du lịch trong Vườn Quốc gia đang có dấu hiệu ngày một tăng lên

Để khắc phục tình trạng ô nhiễm, gìn giữ các Hệ sinh thái nơi đây, cần phải có các nghiên cứu để đánh giá hiện trạng môi trường của Vườn nói chung và môi trường nước nói riêng Từ đó có thể kết hợp khai thác cảnh quan thiên nhiên phục vụ cho nhu cầu du lịch sinh thái, vui chơi giải trí của người dân vừa bảo tồn và phát triển ĐDSH theo hướng bền vững

Trong công tác quản lý môi trường, ngoài phương pháp lý hóa thì việc quan

trắc chất lượng môi trường nước bằng phương pháp sinh học là sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị đang được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới như Anh, Bỉ, Úc, Braxin, Ấn Độ, Thái Lan… Đây là phương pháp quan trắc nhanh, hiệu quả, ít tốn kém, dễ áp dụng trên diện rộng, cho cái nhìn toàn diện về tác động của chất gây ô nhiễm đến hệ sinh thái

Việc sử dụng phương pháp sinh học trong đánh giá chất lượng nước ngày nay

đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm và áp dụng Tuy nhiên, ở Việt Nam việc nghiên cứu và ứng dụng các chỉ thị sinh học còn chưa nhiều Do vậy, để góp phần tìm hiểu về ĐDSH và đánh giá chất lượng nước thông qua sinh vật chỉ thị là ĐVKXS cỡ lớn tại một số thủy vực điển hình thuộc Vườn Quốc gia Ba Vì, chúng tôi đã thực hiện

đề tài: “Thành phần Động vật không xương sống ở một số thủy vực tại Vườn Quốc gia Ba Vì và khả năng sử dụng chúng làm sinh vật chỉ thị đánh giá chất lượng nước của thủy vực” nhằm mục đích:

1 Điều tra, nghiên cứu, đánh giá hiện trạng thành phần ĐVKXS ở một số thủy vực thuộc Vườn Quốc gia Ba Vì, Hà Nội

2 Sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị để đánh giá chất lượng môi trường nước

Trên cơ sở các kết quả thu được, chúng tôi rút ra những nhận xét về hiện trạng chất lượng nước tại các thủy vực nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu mức độ ô nhiễm của thủy vực

Luận văn là một phần kết quả của đề tài cấp Đại học Quốc gia Hà Nội mang mã

số QG-11-19 do PGS.TS Nguyễn Văn Vịnh làm chủ nhiệm Xin cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Vịnh đã cho phép chúng tôi sử dụng kết quả của đề tài để xây dựng lên luận văn này Do thời gian còn hạn hẹp, kinh nghiệm trong công tác nghiên cứu khoa

học còn chưa nhiều, nên luận văn chắc chắn khó tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi kính mong nhận được sự ủng hộ và đóng góp ý kiến chân thành của các Thầy Cô giáo, các anh chị và các bạn

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu ĐVKXS nước ngọt trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1 Trên thế giới

Những nghiên cứu về thủy sinh học nước ngọt đã có mầm mống từ thời cổ đại với những dấu hiệu ngắn về một số hồ nội địa Trong giai đoạn phát triển đầu thế kỷ XVII - XIX, sự phát triển của thủy sinh học nước ngọt gắn liền với sự phát triển của

hồ ao học, địa lý và thủy học

Các tác giả đầu tiên nghiên cứu về đặc tính các hồ là E Simonius nghiên cứu về

độ trong nước các hồ ở Thụy Điển; De Saussure (1779) nghiên cứu về nhiệt độ nước và

độ sâu các hồ ở Giơnevơ (Thụy Sĩ); Dybovski và Godlevski (1870, 1897) nghiên cứu

về địa lý và sinh học Hồ Baican (Nga) Khoảng cuối thế kỷ XIX còn có rất nhiều nghiên cứu quan trọng như: Forel (1886) về các hồ ở Geneve; Birge về các hồ ở Bắc

Mỹ Cũng trong thời gian này đã thành lập các trạm nghiên cứu thủy sinh học nước ngọt đầu tiên trên thế giới với những nghiên cứu theo xu hướng cảnh quan học, tập trung vào đặc tính riêng các hồ của từng vùng để xây dựng hệ thống phân loại hồ Các nghiên cứu điều tra về khu hệ thủy sinh vật tại từng địa phương chỉ mang tính chất cơ bản, chưa chuyên sâu Đây có thể coi là những cơ sở đầu tiên của thủy sinh học nước ngọt mà khởi đầu từ thủy sinh học các hồ [5]

Lịch sử phát triển thủy sinh học nước ngọt còn được thúc đẩy bởi sự ra đời của các thiết bị hỗ trợ cho quá trình nghiên cứu như: đĩa Secchi, lưới vớt sinh vật phù du,

gầu thu mẫu sinh vật đáy… đã tạo điều kiện cho quá trình nghiên cứu định lượng Một

số trạm nghiên cứu thủy sinh học nước ngọt lần lượt được thành lập như trạm Plon ở Đức (1891), Glubokoe ở Nga (1894), Illinois ở Mỹ (1894) và các trạm ở Thụy Điển, Đan Mạch đã đánh dấu bước ngoặt đầu tiên cho giai đoạn tiềm sinh này [5]

Đánh dấu cho giai đoạn thứ hai của sự phát triển thủy sinh vật nước ngọt bắt đầu

từ thế kỷ XX là các nghiên cứu đi sâu vào bàn luận đến chu trình vật chất trong thủy vực với sự tham gia của thủy sinh vật, đề cập tới năng suất sinh học của thủy vực, cơ chế, mối quan hệ và hệ quả của các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong thủy vực Các nhà khoa đặt nền móng cho hướng đi mới này có thể kể đến là Forbes (1887), Welch (1935), Rutter (1940), Hutchison (1957), Thienemann (1925, 1934), Vinberg (1966) Các nghiên cứu của các tác giả này đã góp phần xây dựng cơ sở lý luận về chu trình vật chất trong thủy vực, quan hệ giữa các quá trình lý, hóa, sinh học diễn ra trong thủy vực, đưa thủy sinh học cũng như hồ ao học lên một bước phát triển mới [5]

Vào những năm cuối thế kỷ XX, đối tượng được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu chủ yếu là các nhóm ĐVKXS nước ngọt như lớp chân bụng (Gastropoda), lớp hai mảnh vỏ (Bivalvia), lớp Giáp xác (Crustacea)… trong khi đó các nghiên cứu về côn trùng nước (Insecta) vẫn còn để ngỏ, ít được chú ý đến Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhóm này đã được nghiên cứu chuyên sâu hơn và đến nay đã ghi nhận: Côn trùng thủy sinh có 11 bộ sống ở nước trong một giai đoạn của vòng đời hay

cả vòng đời, bao gồm: Phù du (Ephemeroptera), Cánh rộng (Megaloptera), Cánh úp (Plecoptera), Chuồn chuồn (Odonata), Cánh nửa (Hemiptera), Cánh cứng (Coleoptera), Cánh vảy (Lepidoptera), Cánh lông (Trichoptera), Hai cánh (Diptera), Cánh gân (Neuroptera) và Cánh màng (Hymenoptera) [71]

Năm 1983, khóa định loại côn trùng thủy sinh đến họ được xây dựng bởi nhà khoa học McCafferty, xác định được 10 bộ côn trùng thủy sinh với tổng cộng 139 họ Trong đó, Ephemeroptera: 17 họ, Odonata: 11 họ, Plecoptera: 9 họ, Hemiptera: 17 họ,

Megaloptera: 2 họ, Lepidoptera: 4 họ, Coleoptera: 24 họ, Trichoptera: 18 họ, Diptera:

36 họ và Neuroptera chỉ có 1 họ [71]

Cũng một nghiên cứu tại khu vực Bắc Mỹ, Merritt R W và Cummins K W (1996) đã đưa ra hệ thống phân loại đến giống côn trùng thủy sinh và bán thủy sinh, đặc biệt ở bộ Trichoptera, Diptera (các họ Chironomidae, Simuliidae, Culicidae và Tipulidae) Đồng thời, các tác giả đã đưa ra hệ thống phân loại của bộ Collembola và Orthoptera sống ở nước [43]

Không chỉ dừng lại ở các nước Châu Âu, Châu Mỹ, những công trình nghiên cứu về Rotatoria, Crustacea, Insecta… đã mở rộng tại khu vực Đông Nam Á, có thể điểm qua như sau:

Kết quả nghiên cứu của Segers H (năm 2001 và năm 2008) về Rotatoria cho thấy thành phần các bậc taxon ở một số nước Brunei, Campuchia và Lào khá nghèo nàn, riêng ở Thái Lan được cho là phong phú hơn với 310 loài Rotatoria ghi nhận

được Tác giả còn nhấn mạnh các loài thuộc hai giống Lecane và Brachionus là đặc

trưng cho vùng nhiệt đới [62], [63]

Bên cạnh đó, các công trình nghiên cứu về tôm, cua cũng đã công bố rất nhiều giống, loài mới như: Darren C.J.Y và Naiyanetr P (1999) đã mô tả 3 giống cua mới ở

Bắc Lào cùng với những lưu ý về loài Potamiscus (Ranguna) pealianoides Bott, 1966

(Crustacea, Decapoda, Brachyura, Potamidae) [29], Darren C.J.Y và cộng sự đã mô tả

1 giống cua mới thuộc họ Potamidae ở Thái Lan vào năm 2000 [28], 1 loài cua mới

thuộc giống Esanthelphusa tại Lào vào năm 2004 và 3 loài cua mới thuộc giống Hainanpotamon tại Trung Quốc, Việt Nam và Lào vào năm 2007 [24], [30] Naiyanetr

P (2001) cũng đã mô tả 1 loài cua mới thuộc họ Potamidae tại Thái Lan [46]

Riêng về lớp Côn trùng, John C M và cộng sự (1994) đã xây dựng các khóa định loại các bộ côn trùng thủy sinh ở Trung Quốc đến giống với nhiều đặc điểm phân loại được minh họa cụ thể Nhóm tác giả còn nghiên cứu khả năng sử dụng chúng để

đánh giá chất lượng các thủy vực nước ngọt dựa vào mức độ thường xuyên của từng nhóm Trong đó, bộ Ephemeroptera: có 10 họ, Odonata: 17 họ, Plecoptera: 9 họ, Hemiptera: 16 họ, Megaloptera: 2 họ, Lepidoptera: 1 họ, Coleoptera: 40 họ, Trichoptera: 19 họ, Diptera: 30 họ và Neuroptera: 3 họ [39]

Năm 2003, chương trình quan trắc ĐDSH ở nhiều khu vực khác nhau (bao gồm Thái Lan, Lào, Campuchia, Việt Nam) với mục đích bảo tồn và phát triển bền vững lưu vực sông Mê Kông trên lưu vực sông Mê Kông đã được tiến hành, trong đó nhóm ĐVN và ĐVĐ là hai nhóm ĐVKXS được quan tâm nghiên cứu Riêng kết quả nghiên cứu ở vùng hạ lưu, với 20 điểm thu mẫu (theo báo cáo kỹ thuật hàng năm tính đến năm 2007), về ĐVN đã thu được 118 loài, thuộc 61 giống, 31 họ thuộc các nhóm Crustacea (Copepoda, Brachiopoda, và Ostracoda), Eurotatorea, Protozoa Về ĐVKXS cỡ lớn sống đáy, đã thu được 79 taxa Trong đó, côn trùng là nhóm loài giàu loài hơn cả và xuất hiện ở hầu hết các điểm thu mẫu, các đại diện của ngành thân mềm cũng xuất hiện

ở 18 điểm thu mẫu Tiếp đến là lớp Giun ít tơ (Oligochaeta), chủ yếu là hai họ Tubificidae và Naididea đã tìm thấy ở 14 điểm thu mẫu Tổng hợp các kết quả nghiên cứu của chương trình này đã đưa ra các khóa định loại ĐVKXS ở nước thuộc lưu vực sông Mê Kông Những tài liệu rất hữu ích này có vai trò quan trọng trong công tác định loại ĐVKXS nước ngọt ở nước ta cũng như các nước lân cận [65]

Năm 2002 – 2008, một dự án quy mô lớn có tên “Freshwater Animal Diversity Assessment (FADA)” được thực hiện dưới sự tài trợ của nhiều tổ chức như: Tổ chức bảo tồn ĐDSH (CDB), Viện nghiên cứu Quốc gia Pháp (CNRS)… và sự quy tụ của

163 nhà khoa học trên toàn thế giới Mục tiêu của dự án này là đánh giá tổng quan về mức độ ĐDSH ở bậc giống và loài động vật, thực vật trong các hệ sinh thái nước ngọt trên thế giới [23] Một số các nhà khoa học tham gia nghiên cứu như: Darren C J Y.,

Peter K L Ng., et al (Crustacea: Decapoda: Brachyura) [26], De Grave S., Cai Y.,

Anker A (Crustacea: Decapoda: Caridea) [31], De Moor F C., Ivanov V D (Insecta: Trichoptera) [32], Vincent J K et al (Insecta: Odonata) [71], Helen M Baber-James et

al (Insecta: Ephemeroptera) [37], Kết quả nghiên cứu đã mô tả 125.531 loài động vật nước ngọt, chiếm 9,5% tổng số loài động vật được công nhận trên toàn cầu (1.324.000 loài): trong đó Insecta chiếm ưu thế với: 75.874 loài (chiếm 60,4%); động vật có xương sống: 18.235 loài (chiếm 14,5%); Crustace: 11.990 loài (chiếm 10%); Arachnida: 6.149 loài, (chiếm 5%); Mollusca: 4.998 loài (chiếm 4%); Rotifera: 1.948 loài (chiếm 1,6%), Annelida: 1.761 loài (chiếm 1,4%), Nematoda: 1.808 loài (chiếm 1,4%), Platyhelminthes (Turbellaria: 1.297 loài, chiếm 1%); số ít là Collembola và các nhóm khác như Bryozoa, Tardigrada [24]

về nơi tìm thấy, đặc điểm sinh học và sinh thái học của một số ít loài

Tuy nhiên, nghiên cứu thủy sinh học ở Việt Nam thực sự chỉ bắt đầu từ những năm cuối thế kỷ XIX với công trình nghiên cứu về trai ốc nước ngọt của Crosse, H et Fisher, P (1863) Hoạt động nghiên cứu thủy sinh vật nước ngọt được đẩy mạnh từ đầu thế kỷ XX với công cuộc khai thác tài nguyên thuộc địa ở Đông Dương của người Pháp, kéo dài tới Cách mạng tháng 8 (1945) Có thể nói đây là một thời kỳ của lịch sử nghiên cứu thủy sinh vật nước ngọt ở nước ta, với các nhà khoa học nước ngoài là chủ yếu Đối với một số nhóm thủy sinh vật như trai ốc nước ngọt, cua nước ngọt thì đây là thời kỳ quan trọng bởi thành phần loài cơ bản của các nhóm này cùng với các loài mới hầu như đều đã được tìm ra tại thời điểm này [6]

Dựa vào tính chất và nội dung nghiên cứu, có thể chia quá trình phát triển thủy sinh học ở Việt Nam sau giai đoạn cổ đại thành hai giai đoạn cùng với hai giai đoạn lịch sử:

- Giai đoạn trước cách mạng: Bắt đầu từ đầu thế kỷ XIX với nội dung chủ yếu

mang tính chất nghiên cứu điều tra cơ bản khu hệ động vật biển và nước ngọt nội địa

Trong thời kỳ này, nhóm trai ốc nước ngọt được nghiên cứu nhiều hơn cả Những dẫn liệu đầu tiên về trai ốc nước ngọt Nam Việt Nam và Campuchia đã được Crosse và Fisher công bố từ năm 1863, dựa trên các vật mẫu của Michau thu thập từ

1861, cho biết 45 loài trai ốc nước ngọt ở Nam Bộ Các dẫn liệu này được bổ sung về sau bởi Mabille và Le Mesle (1866) và Morlet (1875), Rochebrune (1881, 1882) cho biết tất cả 168 loài trai ốc nước ngọt của vùng Nam Bộ Việt Nam và Campuchia Vào năm 1866, lần đầu tiên Wattebled mới khảo sát trai ốc nước ngọt vùng Trung Bộ (Huế)

và 20 năm sau mới lại có các nghiên cứu về nhóm này ở Bắc Việt Nam của Morlet (1886), Mabille (1887), Dautzenberg và Hamonville (1887) [6]

Tuy nhiên, các nghiên cứu về thành phần loài trai ốc nước ngọt Việt Nam thời

kỳ trước Cách mạng còn nhiều vấn đề về phân loại học chưa rõ ràng, vị trí phân loại, danh pháp phân loại của nhiều loài còn có nhẫm lẫn, nhiều loài mới mô tả còn thiếu căn cứ Chính vì vậy, danh mục thành phần loài trai ốc nước ngọt nước ta trước đây còn chưa ổn định, số loài công bố thay đổi qua từng thời gian, sau các nghiên cứu tu chỉnh phân loại học

Trong nhóm giáp xác, riêng nhóm tôm cua được nghiên cứu nhiều hơn về thành phần loài Có thể kể đến các nghiên cứu của A.M Edwards đã mô tả loài cua nước

ngọt Thelphusa longipes A.M Edwards cho Côn Đảo; De Man (1898) tìm thấy 3 loài ở

Việt Nam; Rathbun (từ 1902 – 1906) mô tả 15 loài trong đó có 11 loài ở Nam Việt Nam và 4 loài ở Bắc Việt Nam, thành phần loài này sau đó còn được Balss (1914) bổ sung thêm 2 loài Cho tới cuối thời kỳ trước Cách mạng, thành phần loài cua nước ngọt

ở cả Việt Nam đã biết gồm 24 loài trong đó ở Bắc Việt Nam có 4 loài [6]

Dẫn liệu về tôm nước ngọt ở Việt Nam được De Man công bố lần đầu tiên vào năm 1904 rất nghèo nàn với chỉ 3 loài Thành phần loài tôm nước ngọt sau đó được

Sollaud (1914) bổ sung thêm 2 loài và Bovier (1904, 1920, 1925) bổ sung thêm 3 loài trong đó có 2 loài tìm thấy ở Bắc Việt Nam [6]

Đối với nhóm động vật nổi nước ngọt, các nghiên cứu trong thời kỳ trước Cách mạng còn ít ngay cả về thành phần loài Thành phần loài giáp xác nhỏ trong ĐVN ở Bắc Việt Nam hầu như chưa biết, ngoài hai thông báo nhỏ của Richard (1894) về 11 loài giáp xác nhỏ tìm thấy trong các thủy vực nước ngọt ở Lào Cai và của Brehm (1952) về một dạng giáp xác chân chèo mới tìm thấy ở sông vùng Hải Dương Ở vùng phía Nam Việt Nam, các công trình nghiên cứu của Daday (1907) và Stingelin (1905) cũng mới chỉ công bố được 4 loài Copepoda và 11 loài Cladocera [6]

- Giai đoạn sau cách mạng hay giai đoạn hiện tại: Bắt đầu từ khi cách mạng

tháng Tám thành công (1945) tới nay

Trong giai đoạn này, đối tượng nghiên cứu đã mở rộng không chỉ giới hạn ở trai, ốc, tôm, cua cỡ lớn như trước đây mà đã bao gồm cả các nhóm sinh vật nổi có kích thước hiển vi như động vật nguyên sinh, giáp xác nhỏ, trùng bánh xe, ấu trùng côn trùng… Ngoài phân loại học, nội dung nghiên cứu cũng đã mở rộng sang các vấn đề về phân bố địa lý, nguồn lợi, sinh thái thủy vực… Các công trình tiêu biểu của một số tác giả có thể kể tới như Đặng Ngọc Thanh (1965, 1977); Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái và Phạm Văn Miên (1980); Đặng Ngọc Thanh, Hồ Thanh Hải (1991, 1992, 2001);

Hồ Thanh Hải (1996)… ở Bắc Việt Nam Shirota, Hoàng Quốc Trương (1963 - 1964); Phạm Văn Miên (1978); Đặng Ngọc Thanh, Hồ Thanh Hải (1985, 1994, 1998)… ở Nam Việt Nam.[5], [6]

Công trình được coi là đầy đủ nhất về ĐVKXS nước ngọt Bắc Việt Nam là

“Khu hệ động vật không xương sống nước ngọt Bắc Việt Nam” của Đặng Ngọc Thanh (1980) và “Định loại động vật không xương sống nước ngọt Bắc Việt Nam” của Đặng

Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên (1980), các tác giả đã đưa ra các dẫn liệu

và khóa định loại đến loài của các nhóm từ trùng bánh xe, giun nhiều tơ, giáp xác, đến thân mềm… [2], [7]

Kết quả nghiên cứu về ĐVKXS thuộc các thủy vực có nước thải vùng Hà Nội của Nguyễn Xuân Quýnh (1995) đã tìm thấy 75 loài ĐVKXS thuộc 54 giống 28 họ Trong đó, hồ Tây có 52 loài, sông Tô Lịch - 49 loài, hồ Bảy Mẫu - 42 loài, hồ Hoàn Kiếm – 41 loài, hồ Trúc Bạch – 37 loài và sông Kim Ngưu – 9 loài Tác giả kết luận rằng: các loài đã gặp tại đây đều là những loài phân bố rộng, phổ biến ở các thủy vực nước ngọt vùng đồng bằng Trong đó nhiều loài ưa sống trong điều kiện nước giàu hữu

cơ, có nước thải sinh hoạt Chiếm ưu thế trong thành phần loài ĐVKXS là ĐVN (chiếm 73-88%), đa số là nhóm Rotatoria; ĐVĐ (Zoobenthos) chỉ chiếm từ khoảng 12-27% [17]

Năm 1999, Darren C J Yeo và Nguyễn Xuân Quýnh đã mô tả 1 loài cua mới

thuộc giống Somanniathelphusa ở Việt Nam [29] Cũng trong năm này, cùng với Cai

Y và Peter K L Ng., Nguyễn Xuân Quýnh đã mô tả 1 loài tôm mới cho miền Bắc

Việt Nam với tên khoa học là Caridina clinata [74]

Đến năm 2001, Đặng Ngọc Thanh, Hồ Thanh Hải đã bổ sung và hoàn thiện việc

định loại, mô tả vùng phân bố các nhóm giác xác nước ngọt trong “Động vật chí Việt Nam, tập 5” Đây được xem là tài liệu đầy đủ nhất về tôm (Palaemonidae), cua

(Parathelphusidae, Potamidae), giáp xác râu ngành (Cladocera), giáp xác chân chèo (Copepoda – Calanoida) nước ngọt ở Việt Nam hiện nay [3]

Kết quả phân tích các mẫu giáp xác nước ngọt thu được ở suối vùng A Lưới và suối VQG Cúc Phương, Đặng Ngọc Thanh và Hồ Thanh Hải (2002) đã công bố 2 loài cua mới thuộc họ Potamidae ở Việt Nam, góp phần làm phong phú thêm khu hệ cua suối ở Việt Nam [4]

Công trình nghiên cứu về nhóm côn trùng thủy sinh của Nguyễn Văn Vịnh (2003) ở 55 điểm của Việt Nam đã mô tả 102 loài thuộc 50 giống, 14 họ

Ephemeroptera, đồng thời, tác giả cũng xây dựng khóa định loại đến loài của bộ Ephemeroptera [48] Đến năm 2005, tác giả cùng các cộng sự đã mô tả thêm 2 loài mới thuộc họ Heptageniidae, bộ Ephemeroptera ở Việt Nam [49] Năm 2006, tác giả đã bổ sung thêm 3 loài thuộc họ Ephemerellidae, bộ Ephemeroptera Các nghiên cứu trước cũng đã xác định được 5 loài mới thuộc họ Ephemerellidae tại Việt Nam [50]

Từ năm 2006 đến năm 2007, kết quả nghiên cứu của Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự về thành phần ĐVKXS ở nước sông Đáy, sông Nhuệ (thuộc địa phận tỉnh Hà Nam) đã xác định được 150 loài thuộc 70 họ, 11 lớp, 6 ngành ĐVKXS (Rotatoria, Arthropoda, Mollusca, Annelida, Coelenterata, Tardigrada) [47],[56], [57]

Nguyễn Huy Chiến (2007) với đề tài “Nghiên cứu đa dạng sinh học ĐVKXS cửa sông Cả và một số đầm nuôi tôm phụ cận ven biển Nghệ An, Hà Tĩnh” đã phát

hiện 328 loài thuộc 211 giống, 126 họ, 46 bộ Trong đó gồm có 131 loài nước ngọt, ĐVN: 70 loài, ĐVĐ: 61 loài Copepoda và Cladocera có số loài nước ngọt bằng nhau với 21 loài, Rotatoria: 22 loài, các nhóm khác: 6 loài Gastropoda có số loài lớn nhất với 26 loài, Bivalvia: 12 loài, Polychaeta: 2 loài, Crustacea: 17 loài, các nhóm khác: 4 loài [13]

Năm 2008, Trần Anh Đức đã nghiên cứu về họ Gerridae (Heteroptera: Gerromorpha) bước đầu xác định được 64 loài thuộc 26 giống có ở Việt Nam Từ các kết quả nghiên cứu, tác giả đã xây dựng được một khóa định loại đến loài cho họ Gerridae ở Việt Nam [68]

Kết quả nghiên cứu của Ngô Xuân Nam (2009) về đa dạng sinh học ĐVKXS ở một số thủy vực thuộc khu Bảo tồn Thiên nhiên và Di tích Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai,

đã xác định 244 loài ĐVKXS ở nước thuộc 177 giống, 97 họ, 24 bộ, 8 lớp, 5 ngành Arthropoda là ngành có số loài nhiều nhất với 185 loài (chiếm 75,8%), tiếp đến là Rotatoria : 38 loài, Mollusca: 15 loài, hai ngành có số loài ít nhất là Annelida: 5 loài và Nemathelminthes: 1 loài ĐVN có 66 loài thuộc 42 giống, 20 họ, 5 bộ, 2 lớp, 2 ngành,

chiếm 27% tổng số loài; ĐVĐ có 178 loài thuộc 135 giống, 77 họ, 19 bộ, 7 lớp, 4

ngành, chiếm 73% tổng số loài Tác giả cũng kết luận thành phần loài ĐVKXS ở thủy

vực nước chảy và thủy vực nước đứng có khác biệt rõ rệt, đối với ĐVN thì số lượng

loài ở thủy vực nước chảy ít hơn nước đứng, đối với nhóm ĐVĐ thì số lượng loài ở

thủy vực nước chảy lại phong phú hơn thủy vực nước đứng [12]

Nguyễn Quang Huy (2010) khi nghiên cứu đa dạng sinh học ĐVKXS sông Đáy,

sông Nhuệ thuộc địa phận tỉnh Hà Nam đã xác định 206 loài thuộc 7 ngành, 12 lớp, 29

bộ và 82 họ thuộc các nhóm: Rotatoria, Arthropoda, Tardigrada, Coelenterata, Mollusca, Nematoda và Annelida Trong tổng số các loài ĐVKXS đã gặp, chiếm ưu

thế là Crustacea (27,7%), Rotatoria (21,4%), Insecta (19,9%) và Gastropoda (11,2%)

Trong đó, ĐVN có 92 loài; ĐVĐ là 114 loài [14]

Gần đây nhất, năm 2011, Nguyễn Xuân Quýnh cùng với các nhà khoa học nước

ngoài đã mô tả 3 loài cua mới thuộc giống Indochinamon Yeo & Ng, 2007 (Crustacea:

Brachyura: Potamoidea: Potamidae) ở Việt Nam cùng với việc mô tả lại loài Ranguna

(Ranguna) kimboiensis Dang, 1975 Loài Indochinamon kimboiensis Dang, 1975 được

cho là loài hiếm gặp ở nước ta đã được mô tả lại do mẫu gốc của I kimboiensis đã bị

thất lạc I bavi n sp thu được tại VQG Ba Vì (Hà Nội) và I phongnha n sp ở Phong

Nha (Quảng Bình) được liên hệ với I kimboiensis, nhưng có một vài đặc điểm khác

Đánh giá và giám sát chất lượng nước ngọt bằng ĐVKXS cỡ lớn đã được quan

tâm ở các nước Châu Âu từ những năm đầu thế kỷ 20 chính bởi những ưu điểm như:

thuận tiện trong việc sử dụng , đỡ tốn kém hơn so với giám sát lý, hóa học; hơn nữa lại

không gây ô nhiễm đối với môi trường Do vậy nên tại đây, phương pháp này ngày càng phát triển mạnh mẽ và dần được hoàn thiện

Hầu hết các phương pháp sinh học đánh giá chất lượng nước ở cộng đồng Châu

Âu (EC) đều sử dụng khi các nhà khoa học nghiên cứu tại thực địa nên không có quy trình cụ thể Để chuẩn hóa phương pháp này theo một quy trình, EC đã đưa ra một seri gồm 3 thí nghiệm chuẩn thực hiện ở Italia [36], [73] Mặc khác, công tác này cũng góp phần so sánh, đánh giá các phương pháp thu mẫu Các loại sông khác nhau được dùng

để kiểm tra gồm: sông sâu, sông nông, sông rộng và sông hẹp

Những thí nghiệm so sánh đã rút ra được những kết luận và đề nghị chính sau: + Hệ thống phân loại sinh học phù hợp cho sự phát triển một bức tranh hoàn chỉnh về tình trạng của những con sông ở Châu Âu và những phương pháp đánh giá hoàn toàn sinh học phải là một phần không thể thiếu được trong quy trình quan trắc chất lượng nước

+ Các số liệu sinh học và hóa học đóng vai trò riêng rẽ trong phép đo chất lượng nước Nhưng để có một đánh giá hoàn chỉnh về chất lượng nước cần thiết phải kết hợp

cả hai số liệu trên

+ Ba buổi Seminar kỹ thuật về những phương pháp đánh giá sinh học do EC tổ chức cho thấy việc sử dụng những phương pháp đánh giá dựa vào việc nghiên cứu những quần thể ĐVKXS cỡ lớn ngày càng được khẳng định

+ Vấn đề môi trường và ô nhiễm trong mỗi nước Châu Âu là khác nhau, do đó

sẽ rất thuận lợi nếu có thể chuyển đổi những phương pháp đánh giá thành một phương pháp chuẩn trong đó có đề cập đến vấn đề phân loại học và độ mẫn cảm

Việc sử dụng hoặc thử nghiệm chỉ số dựa vào ĐVKXS cỡ lớn được tiến hành tại hầu hết các nước thành viên của EC (trừ Hy Lạp) Hơn 10 chỉ số được xem xét đều là chỉ số ô nhiễm, chỉ số sinh học hoặc cách tính điểm Ở các nước như Đan Mạch, Bỉ, Pháp, Đức, Airơlen, Luychxămpua, Anh, chỉ số sinh học hay các phương pháp tính

điểm được chấp nhận nhanh chóng hoặc sẽ chấp nhận Riêng với Italia và Hà Lan thì phương pháp đánh giá được chấp nhận theo khu vực Một số nước như Bồ Đào Nha hay Tây Ban Nha thì không một phương pháp nào được chấp nhận dù ở mức độ cấp quốc gia hay khu vực [33]

Từ các kết quả khả quan thu được qua thí nghiệm chuẩn của EC, vào năm 1978,

Bộ Y tế Bỉ đã quyết định phát triển và chọn phương pháp đánh giá sinh học cho áp dụng rộng rãi, đó là phương pháp dựa trên phân tích quần thể ĐVKXS cỡ lớn ở đáy Dưới sự đóng góp ý kiến của các nhà khoa học thuộc các Viện Khoa học và Trường Đại học ở Bỉ, người ta quyết định kết hợp ưu điểm các chỉ số sinh học Trent (TBI) [73]

và chỉ số sinh học Pháp (FIB) thành chỉ số sinh học của Bỉ (BBI) Những cải tiến này liên quan đến việc chuẩn hóa quy trình lấy mẫu (thường sử dụng vợt tay với thời gian

là 5 phút đạp nước) và mẫu được phân loại đến họ hoặc giống Chỉ số sinh học biến thiên từ 0-10, giá trị càng cao thì số lượng các đơn vị phân loại mẫn cảm trong quần xã càng lớn Chỉ số sinh học Bỉ đã chia thành 5 loại chất lượng nước, mỗi loại đều có mã màu tương ứng:

I 10-9 Xanh da trời Không ô nhiễm hoặc ô nhiễm nhẹ

II 8-7 Xanh lá cây Ô nhiễm nhẹ

Chỉ số sinh học trong một vài trường hợp được biểu thị bằng màu đen nếu bằng

0, với mục đích nhấn mạnh sự vắng mặt tuyệt đối của ĐVKXS cỡ lớn [9], [33]

Có thể nói việc ứng dụng chỉ số BBI của Bỉ đã góp phần thúc đẩy công tác khảo sát môi trường các thủy vực gồm sông, suối, kênh, rạch diễn ra thường xuyên hơn và lôi kéo được sự quan tâm bởi các Bộ có liên quan đến môi trường, các chuyên gia về nước, các tổ chức đánh bắt thủy sản, Viện bảo tồn thiên nhiên… [33]

Chỉ số sinh học BBI được giới thiệu và thử nghiệm thành công ở trong và ngoài Châu Âu như Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Algiêri và Indonesia Ngoài chỉ số BBI, chỉ

số sinh học toàn cầu IBG (Global Biotic Index) cũng được thử nghiệm ở cấp quốc gia Theo Vanhooren, phương pháp IBG có vẻ có hiệu quả đối với vùng nước có chất lượng cao và đối với việc xác định thời gian phục hồi của quần xã ĐVKXS cỡ lớn trong môi trường gần như không có ô nhiễm, nhưng đôi khi bị ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hóa học [69]

Bên cạnh chỉ số sinh học BBI của Bỉ, hay chỉ số IBG thì tại Ý sử dụng chỉ số sinh học mở rộng (EBI) Ở đây, quan trắc chất lượng nước sông cũng chủ yếu dựa vào khu hệ ĐVKXS cỡ lớn Được khích lệ bởi những kết quả các thí nghiệm chuẩn Châu

Âu, nước Ý đã tổ chức một khóa đào tạo cho các nhà sinh học phục vụ cho các tổ chức giám sát môi trường cộng đồng và cung cấp các thông tin Bản đồ chất lượng sinh học của nước sông thuộc hai tỉnh Piaceza và Regio Emilia đã ra đời ngay sau đó, góp phần gắn kết các nhà khoa học thuộc các Trường Đại học và các nhân viên chính quyền địa phương mật thiết hơn [36]

Từ đó đến nay, ở nước Ý có rất nhiều khóa đào tạo về quan trắc sinh học và lập bản đồ chất lượng nước sông với các chương trình giảng dạy uy tín, chuyên nghiệp do rất nhiều tổ chức cùng chung tay thực hiện

Trong thực tế, trên 30 tỉnh ở Ý đã lập bản đồ chất lượng sinh học những con sông trong tỉnh Ngoài ra, vùng Tuscany, Piemont và Emilia-Romagna có thêm phương pháp EBI trong quy trình giám sát chất lượng nước sông [33], [73]

Trước năm 1970, nước Anh đã sử dụng phương pháp sinh học để quan trắc chất lượng nước sông và dựa vào chỉ số sinh học Trent (TBI) Đến năm 1970, lần đầu tiên ở Anh đã đưa ra một hệ thống đánh giá chất lượng nước khá đơn giản để bổ sung cho phương pháp phân tích hóa học Hệ thống này chia làm 4 loại A, B, C, D, mỗi loại tương ứng với những nhóm động vật chỉ thị cho chất lượng nước khác nhau [33], [41]

Loại A

Những con sông có khu hệ ĐVKXS rất đa dạng Có một tỷ lệ khá cao về Plecoptera (Thiếu trùng cánh úp) hoặc Ephemeroptera (Thiếu trùng phù du), Trichoptera (ấu trùng Cánh lông) và Amphipoda (Giáp xác bơi nghiêng) Có thể nuôi

cá Hồi và họ cá Thymal khi những yếu tố sinh thái thuận lợi cho cá này và cũng rất tốt

để phối hợp nuôi nhiều loại cá

Loại B

Những con sông có những quần thể Plecoptera (Thiếu trùng Cánh úp) và Ephemeroptera (Thiếu trùng Phù du) nhưng với số lượng giới hạn Trichoptera (ấu trùng Cánh lông) và Amphipoda (Giáp xác bơi nghiêng) thường có mặt với số lượng vừa phải và quần thể ĐVKXS hoàn toàn thay đổi Cá Hồi có thể có mặt nhưng không chiếm ưu thế

Loại C

Những con sông trong đó ĐVKXS có thể kém phong phú Ở đây gặp chủ yếu là giác xác chân đều Asellus aquaticus và có thể gặp Amphipoda (Giáp xác bơi nghiêng) còn Ephemeroptera (Thiếu trùng phù du) và Trichoptera (ấu trùng Cánh lông) tương đối hiếm

Loại D

Những con sông trong đó ĐVKXS cỡ lớn vắng mặt hoàn toàn hoặc những sinh vật có khả năng chống chịu với ô nhiễm như Oligochaeta (Giun ít tơ) và Chironomus thummi (Ấu trùng muỗi lắc) cũng rất hạn chế Cá cũng không có khả năng sống trong những con sông này

Đến năm 1976, Anh đã đưa ra một hệ thống mới đó là hệ thống điểm số BMWP

và biến thiên của nó là ASPT Tuy vậy, hệ thống vẫn còn tồn tại những hạn chế nên đến năm 1977 các nhà sinh học Anh đã phát triển, cải tiến và xây dựng một chương

trình RIVPACS (Hệ thống phân loại và dự báo ĐVKXS ở sông) ở mức độ họ và đưa ra một chỉ số chất lượng sinh thái EQI (Ecological Quality Index) [33], [52]

Nhóm quan trắc sinh học thuộc Ủy ban thường trực về phân tích “Standing Committee of Analysis” (SCA) của Cục môi trường đã đưa ra một loạt các phương pháp lấy mẫu dựa trên mối liên hệ của việc sử dụng ĐVKXS cỡ lớn sống đáy trong giám sát sinh học chất lượng nước sông [35] Cụ thể như lấy mẫu bằng vợt tay (Hand net), dụng cụ lấy mẫu Colonization cho những con sông vùng đồng bằng và ở những con sông sâu Những phương pháp lấy mẫu các nhóm khác không phải ĐVKXS cũng được đưa ra như phương pháp lấy mẫu tảo sống đáy, thực vật thủy sinh bậc cao, quần thể cá trong nước, thực vật tích tụ kim loại và tảo bám trên đá Ngoài ra, SCA cũng mô

tả phương pháp thu xác ấu trùng Chironomidae [72]

- Ở các nước Châu Mỹ

Lịch sử phát triển quan trắc sinh học ở Bắc Mỹ có phần khác so với các nước ở Châu Âu, nó bị ảnh hưởng nhiều bởi kết quả nghiên cứu của Patrick và ý tưởng của Mac Arthur và Wilson (1967) [42]

Mac Arthur và Wilson (1967); Cairns và Pratt (1993) cho rằng quần xã là kết quả của một sự đổi mới liên tục thông qua sự di nhập và sự mất đi của một số loài, như vậy, khái niệm về những loài chỉ thị chưa chắc đã có giá trị [25], [42]

Chính vì vậy, nhiều nhà sinh học ở Mỹ thích sử dụng chỉ số đa dạng định lượng

và giai đoạn gần đây đã quay lại với việc lấy mẫu định lượng kết hợp với quy trình lấy mẫu nhanh Resh và Jackson (1993) mô tả sự phát triển các phương pháp ở Mỹ từ những năm 1960 đến nay trải qua 3 giai đoạn: giai đoạn một tập trung vào các phương pháp định tính (liên quan đến sự vắng mặt, có mặt hoặc sự phong phú của ĐVKXS cỡ lớn với chất lượng môi trường); giai đoạn hai là chuyển sang dùng những phương pháp định lượng nghiêm ngặt hơn gồm cả lấy mẫu lặp lại, phân tích thống kê và sử dụng các

chỉ số đa dạng [60] Sau đó phương pháp được thay đổi, những phương pháp đánh giá nhanh được áp dụng giống như phương pháp truyền thống đã sử dụng ở Châu Âu [42]

- Ở Châu Á

Tại Ấn Độ và Thái Lan, phương pháp đánh giá nhanh bằng ĐVKXS cỡ lớn đã được Thorne và Williams (1997) thử nghiệm [66] Resh và Jackson (1993) đã kiểm tra

20 phương pháp phân tích gồm 5 loại chính đó là các chỉ số độ phong phú, đánh giá về

sự đa dạng, đồng dạng, các chỉ số sinh học và các đánh giá chức năng Tuy cuối cùng không có được phép thử chuẩn nhưng cả hai loại điểm số BMWP được áp dụng [60]

De Zwart và Trivedi (1994) đã chuyển đổi điểm số BMWP để sử dụng phù hợp với điều kiện ở Ấn Độ và thêm một số họ khác vào, điểm số tương ứng như sau: Syrphidae (2 điểm), Blepharoceridae, Psephenidae, Noteridae, Belostomatidae, Hebridae và Veliidae (5 điểm), Nereidae, Nephthyidae, Palaemonidae, Atyidae, Thiaridae (6 điểm) Đối với một số họ có khả năng chống chịu tốt hơn hoặc chống chịu

ít hơn cũng được điều chỉnh điểm từ điểm gốc Các họ có khả năng ít chống chịu hơn được tăng điểm gồm Hydrobiidae, Bithyniidae từ 3 điểm lên 6 điểm và Patycnemididae

từ 6 điểm lên 8 điểm, còn hai họ có khả năng chống chịu tốt hơn thì bị giảm điểm: Dugesidae từ 5 điểm xuống 4 điểm và Agriidae từ 8 điểm xuống 6 điểm [34]

Mustow (1997) đã đưa ra những thay đổi trong thang điểm qua quá trình nghiên cứu quần xã ĐVKXS cỡ lớn tại 23 điểm ở Bắc Thái Lan Sự thay đổi này đã được Zwart và Trivedi (1994) ủng hộ Theo Mustow (1997) thì trong 85 họ, có 71 họ có trong chỉ số gốc được biết ở Thái Lan và 65 họ trong đó cùng với 33 họ bổ sung đã tìm thấy trong hệ thống sông Mae Ping không có ở Anh Tác giả đã hợp nhất 10 họ bổ sung vào hệ thống điểm BMWPANH đã được sửa đổi và gọi nó là điểm số BMWPTHAI.[45]

Nhìn chung, mọi sinh vật đều có thể sử dụng để làm sinh vật chỉ thị sinh học trong quan trắc đánh giá chất lượng nước, tuy nhiên mỗi nhóm đều có ưu và nhược điểm nhất định Tùy theo thủy vực và điều kiện môi trường của các thủy vực lấy mẫu,

kết hợp với những ưu và nhược điểm của chúng mà lựa chọn những nhóm sinh vật làm chỉ thị trong quan trắc đánh giá chất lượng nước của từng khu vực Phần lớn những nhà khoa học khi nghiên cứu những loài sinh vật làm chỉ thị trong quan trắc đánh giá chất lượng nước đều dựa vào mức độ thường xuyên của chúng làm tiêu chí đầu tiên So với các nhóm Virus, Vi khuẩn, Nấm, Nấm men, Vi tảo, Thực vật bậc cao, Cá hay Động vật nguyên sinh thì nhóm ĐVKXS cỡ lớn chiếm mức độ thường xuyên cao hơn cả, chiếm 26,0% [15] Hơn nữa, ĐVKXS cỡ lớn ở đáy gồm nhiều nhóm sống định cư, hệ thống phân loại phát triển, dễ quan sát và thu mẫu, tác động ô nhiễm là tổng hợp; nhạy cảm với ô nhiễm; khả năng thực nghiệm tốt Tuy vậy đối với mẫu ĐVKXS cỡ lớn sống đáy thì nhược điểm là khó thu mẫu định lượng ở nơi có nền đáy rắn, gồ ghề

Qua những tài liệu đã được liệt kê ở trên, có thể thấy các nghiên cứu do các quốc gia thuộc cộng đồng Châu Âu (Đức, Anh, Italia…) thực hiện đã chứng minh rằng phương pháp đánh giá chất lượng nước thành công nhất là dựa vào quần xã ĐVKXS cỡ lớn Ứng dụng thành công của phương pháp này đã và đang được nghiên cứu ở một số nước Châu Á Từ thực tiễn nghiên cứu, các nhà khoa học không chỉ đánh giá được hiện trạng chất lượng nước tại các thủy vực mà còn có sự điều chỉnh hệ thống điểm BMWP phù hợp với điều kiện từng quốc gia

1.2.2 Ở Việt Nam

Công tác nghiên cứu, đánh giá mức độ ô nhiễm của các thủy vực ở Việt Nam đã được quan tâm từ khá lâu, nhưng cho đến năm 1995 hầu như vẫn chưa có những hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn các thủy vực Đáng lưu ý là hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn và các chỉ tiêu trong thang bậc phân loại đã nêu trên đều là những dẫn liệu được nghiên cứu ở các thủy vực ôn đới, hoàn toàn khác với điều kiện tự nhiên và đặc tính sinh học ở các thủy vực của nước ta

Năm 1995, sau 10 năm nghiên cứu (1985-1995), Nguyễn Xuân Quýnh đã đưa ra một hệ thống phân lại độ nhiễm bẩn các thủy vực có nước thải ở Hà Nội Tác giả đã

dựa trên một số chỉ tiêu cơ bản về sinh học và kết hợp với các chỉ tiêu lý hóa học, quy định sự có mặt hay vắng mặt của một số loài hay nhóm loài ĐVKXS đã được coi như sinh vật chỉ thị, quy định sự phát triển về số lượng và khối lượng của chúng ở những mức độ khác nhau Từ các kết quả thu được, tác giả đã cho rằng ĐVKXS (thông qua các giá trị về sinh vật lượng, sự khác nhau về tính đa dạng, mức độ phong phú về thành phần loài…) chỉ thị tốt cho mức độ ô nhiễm các thủy vực trong mối tương quan nghịch:

- Mức độ nhiễm bẩn của thủy vực tăng lên, các giá trị về COB, BOD5 tăng, hàm lượng oxy hòa tan giảm xuống, đồng thời thành phần loài và số lượng giảm theo

- Ở các thủy vực bẩn ít, hàm lượng oxy hòa tan cao, COB, BOD5 ở mức độ còn thấp, thủy vực ở trong tình trạng giàu dinh dưỡng vừa phải tạo điều kiện cho ĐVKXS phát triển tốt nhất, đặc biệt là sinh vật lượng

- Ở các thủy vực bị nhiễm bẩn nặng, trong thành phần ĐVN, Rotatoria bao giờ cũng chiếm ưu thế so với giáp xác nổi (Copepoda và Cladocera) Giáp xác nổi giảm sút nhiều ở các thủy vực bẩn vừa loại α và hầu như mất hẳn ở các thủy vực rất bẩn Trong thành phần ĐVĐ, ấu trùng Chironomidae chiếm ưu thế so với Oligochaeta ở thủy vực

ít bẩn Ở thủy vực bẩn vừa Oligochaeta và Chironomidae thay phiên nhau giữ vai trò

ưu thế Nhưng ở thủy vực bẩn vừa loại α, Oligochaeta luôn chiếm ưu thế, còn ở thủy vực rất bẩn đã không còn gặp ấu trùng Chironomidae và Mollusca [17]

Kể từ năm 1997 đến 1999, với sự tài trợ của Quỹ Darwin của Chính phủ Anh, Hội nghiên cứu thực địa (Field Studies Council) và Viện Sinh thái nước ngọt (Institute

of Freshwater Ecology) Anh Quốc đã phối hợp với Khoa Sinh học, Trường ĐHKHTN,

Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện chương trình nghiên cứu “Bảo tồn đa dạng sinh học thông qua việc sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị quan trắc và đánh giá chất lượng nước ở Việt Nam” Năm 1998, hai lớp tập huấn về nghiên cứu sử dụng

ĐVKXS làm sinh vật chỉ thị đánh giá chất lượng nước ngọt đã được tổ chức tại Hà Nội

và Đà Lạt, với sự tham gia giảng dạy của các nhà khoa học đến từ nước Anh và các cán

bộ của Khoa Sinh học, Trường ĐHKHTN Hai khóa học này thu hút trên 50 cán bộ khoa học thuộc các trường Đại học, Cao đẳng, Viện nghiên cứu, Cục môi trường, các

Sở khoa học Công nghệ và Môi trường tỉnh tới tham dự

Năm 1999, chương trình nghiên cứu này được tiếp tục với sự tham gia của TS Steve Tilling (Field Studies Council, UK) và TS Clive Pinder (Institute of Freshwater Ecology, UK) Đây là thời gian các nhà khoa học tập trung nghiên cứu các dữ liệu ban đầu và điều chỉnh hệ thống tính điểm BMWP cho phù hợp với điều kiện của nước ta [22]

Hiện nay, một quy trình lấy mẫu và phân tích số liệu đã được thiết lập, đồng thời đã xây dựng một khóa định loại ĐVKXS cỡ lớn đến họ và một hệ thống tính điểm

sử dụng trong quan trắc sinh học đối với các thủy vực nước chảy tại Việt Nam

Năm 2000, nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng nước khu vực thành phố Đà Lạt, suối Đac Ta Dun và sông Đa Nhim của Hoàng Thị Hòa đã cho thấy mức độ ô nhiễm các thủy vực nghiên cứu ở Đà Lạt đã đến mức báo động, đa số các điểm nghiên cứu ở mức rất bẩn (Polysaprobe) đến bẩn vừa α (α – Mesosaprobe), rất ít điểm nghiên cứu ở mức bẩn vừa loại β (β – Mesosaprobe) Đặc biệt không có một điểm nào trong số 15 điểm nghiên cứu xếp ở mức bẩn ít (Oligosaprobe) Các thủy vực

ở thành phố Đà Lạt có mức độ ô nhiễm nặng hơn (4 điểm nghiên cứu ở mức Polysaprobe) so với suối Đac Ta Dun và sông Đa Nhim (không có điểm nào ở mức Polysaprobe) Tác giả cũng đưa ra kết luận: hệ thống điểm BMWPANH không sát với thực tế điều kiện tại các điểm nghiên cứu bằng hệ thống BMWPVIET [9]

Công trình khoa học về quan trắc và đánh giá chất lượng nước ngọt bằng ĐVKXS cỡ lớn ở Việt Nam của Nguyễn Xuân Quýnh (2001) với quy mô được tiến hành ở cả hai miền đã đưa ra một hệ thống tính điểm phù hợp với điều kiện Việt Nam (dựa trên hệ thống tính điểm của nước Anh) Ở địa bàn phía Bắc, quy trình quan trắc bằng phương pháp sinh học này được tiến hành với suối bắt nguồn từ dãy núi Tam Đảo

chảy xuống sông Cà Lồ và đổ ra sông Cầu, còn phía Nam thực hiện ở các thủy vực thuộc Thành phố Đà Lạt, suối Đac Ta Dun đổ ra sông Đa Nhim [18]

Vào năm 2001, Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự đã xuất bản cuốn sách: “Định loại ĐVKXS thường gặp ở Việt Nam” được dùng làm tài liệu trong việc nghiên cứu,

giảng dạy ở trường Đại học và Cao đẳng Bên cạnh đó, tài liệu này còn là một công cụ quan trọng trong phương pháp quan trắc và đánh giá chất lượng nước bằng ĐVKXS cỡ lớn ở các thủy vực nước ngọt của Việt Nam [21]

Lê Thu Hà (2001) qua quá trình nghiên cứu tại Tam Đảo đã cho rằng tại các điểm có tốc độ dòng chảy mạnh, không có nước lắng đọng, khả năng tự làm sạch cao, nước chưa bị ô nhiễm, nước sạch có số lượng ĐVKXS cỡ lớn nhiều nhất Đối với các điểm bị ảnh hưởng bởi nước thải sinh hoạt và nông nghiệp của dân cư ở hai bên bờ suối, tốc độ dòng chảy chậm, khả năng tự làm sạch thấp thì đại diện của các họ thấp hơn [11]

Nguyễn Thị Mai (2002) khi nghiên cứu về chất lượng nước sông Nhuệ đã kết luận rằng ở các điểm có lượng nước thải đổ vào nhiều thì lớp chân bụng (Gastropoda) đại diện chỉ có các họ như Viviparidae và Thiaridae mật độ rất lớn, lớp Hai mảnh vỏ (Bivalvia) chỉ gặp họ Unionidae, là các họ có sự chống chịu tốt với điều kiện chất lượng nước thấp Các họ thuộc bộ giáp xác 10 chân (Decapoda) và lớp côn trùng (Insecta) thường kém phong phú Chứng tỏ rằng, thành phần ĐVKXS cỡ lớn luôn có mối quan hệ mật thiết với mức độ dinh dưỡng và mức độ ô nhiễm trong thủy vực [15]

Kết quả nghiên cứu từ năm 2002 - 2005 của đề tài độc lập cấp Nhà nước “Đánh giá ảnh hưởng của chất độc hóa học đối với ĐDSH và quá trình biến đổi các hệ sinh thái khu vực Mã Đà (Đồng Nai, Bình Phước, Bình Dương) và hồ Biên Hùng (thành phố Biên Hòa” thuộc Chương trình Quốc gia khắc phục hậu quả chất độc hóa học do

Mỹ sử dụng trong chiến tranh ở Việt Nam, đã xác định được chỉ số ASPT của hồ Biên Hùng vào mùa khô (tháng 5) là 4,11; vào mùa mưa (tháng 11) là 3,88; tính chung cho

cả năm 2004 là 4,13 Các chỉ số ASPT này cho thấy chất lượng nước hồ Biên Hùng thuộc loại khá bẩn (α - Mesosaprobe) [19], [53], [54], [55]

Năm 2007, Nguyễn Quang Huy nghiên cứu về đa dạng sinh học ĐVKXS sông Đáy, sông Nhuệ thuộc tỉnh Hà Nam, tác giả đã đưa ra kết quả tính chỉ số sinh học ASPT cho thấy cả sông Nhuệ và sông Đáy đều đang bị ô nhiễm Trong đó, sông Nhuệ

bị ô nhiễm nặng nề nhất, chỉ số ASPT trung bình trong 3 năm 2005, 2006, 2007 chỉ đạt 2,5 ứng với mức độ rất bẩn (Polysaprobe) Sông Đáy có chỉ số ASPT trung bình là 4,1 ứng với mức bẩn vừa α (α – Mesosaprobe) [14], [56], [57]

Đặng Thị Thanh Huyền (2007) khi nghiên cứu về khả năng sử dụng ĐVKXS để đánh giá chất lượng nước tại một số thủy vực thuộc huyện Thanh Trì, Hà Nội đã kết luận: dựa vào hệ thống tính điểm BMWPVIET, kết quả tính chỉ số sinh học ASPT của các điểm nghiên cứu cho thấy mức độ ô nhiễm của các thủy vực thuộc huyện Thanh Trì đã đến mức báo động Hầu hết các điểm nghiên cứu ở mức độ rất bẩn (Polysaprobe) đến bẩn vừa α (α – Mesosaprobe), cá biệt có hai điểm nghiên cứu ở mức cực kỳ bẩn Đặc biệt không có một điểm nào đạt đến mức bẩn vừa β (β – Mesosaprobe) [8]

Lê Đức Thọ (2010) với đề tài “Nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị đánh giá chất lượng nước sông Nhuệ” đã xác định được 40 họ ĐVKXS cỡ lớn

nằm trong hệ thống tính điểm BMWPVIET Kết quả tính chỉ số sinh học ASPT cho thấy mức độ ô nhiễm ở sông Nhuệ đã đến mức báo động Hầu hết các điểm nghiên cứu chất lượng nước ở mức độ bẩn vừa loại α (α – Mesosaprobe) Trong đó, có 2 điểm nghiên cứu có chỉ số ASPT là 2,7 và 2,8 ở mức rất bẩn (Polysaprobe) [10]

Những nghiên cứu về ĐVKXS ở nước tại Vườn Quốc gia Ba Vì

Vườn Quốc gia (VQG) Ba Vì, Hà Nội là một trong những khu vực có tính đa dạng sinh học cao, tuy nhiên những công trình nghiên cứu về ĐVKXS ở nước vẫn còn

ít và tản mạn Theo nghiên cứu của Nguyễn Văn Vịnh (2005) mới xác định được 27 loài Phù du thuộc 22 giống và 9 họ [16], [48]

Năm 2011, Nguyễn Xuân Quýnh cùng với các nhà khoa học nước ngoài đã công

bố 3 loài cua mới thuộc giống Indochinamon trong đó có loài Indochinamon bavi n sp

Thu được tại VQG Ba Vì [67]

Năm 2012, kết quả điều tra đa dạng côn trùng nước của Nguyễn Văn Vịnh cùng cộng sự tại VQG Ba Vì đã xác định được 166 loài thuộc 142 giống, 87 họ và 9 bộ Trong đó, bộ Ephemeroptera có số lượng loài lớn nhất với 31 loài, tiếp theo là Hemiptera với 30 loài, bộ Coleoptera có 28 loài, bộ Trichoptera 27 loài, bộ Odonata 20 loài, bộ Diptera 15 loài, bộ Plecoptera 13 loài, 2 bộ Megaloptera và Lepidoptera có số loài ít nhất với mỗi bộ 1 loài [51]

Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2012) đã nghiên cứu, đánh giá mức độ ô nhiễm nước ở một số thủy vực thuộc VQG Ba Vì thông qua sinh vật chỉ thị là ĐVKXS

cỡ lớn Kết quả phân tích cho thấy tại các thủy vực ở VQG Ba Vì có 57 họ ĐVKXS cỡ lớn nằm trong hệ thống tính điểm BMWPVIET Có 10/15 điểm nghiên cứu có chỉ số ASPT đạt từ 6 trở lên nằm ở mức nước bẩn ít Hai điểm có chỉ số ASPT ở mức 5 và 5,8 nằm ở mức bẩn vừa loại Mesosaprobe Có 3 điểm có chỉ số ASPT dưới 5 ở mức bẩn vừa loại α-Mesosaprobe Ở các khu vực đầu nguồn suối, trên sườn núi, nước chảy mạn,

ít chịu tác động của con người, chất lượng nước còn đảm bảo (Oligosaprobe) Ở những khu vực trong vùng đệm, nơi có các khu vui chơi, du lịch, khu vực nông nghiệp, chất lượng nước thấp ở mức bẩn vừa α- hoặc β-Mesosaprobe [69]

Chương 2: THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Luận văn được thực hiện từ tháng 4/2012 đến tháng 12/2012 Công tác khảo sát thực địa, thu thập mẫu vật được tiến hành trong 4/2012

Vật mẫu được thu thập tại 11 thủy vực với 16 điểm thu mẫu đặc trưng cho các dạng sinh cảnh khác nhau thuộc Vườn Quốc gia Ba Vì (hình 1), ký hiệu từ S1 đến S16,

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập vật mẫu ngoài thực địa

Động vật nổi được thu bằng lưới Plankton số 57 Lưới được kéo đi kéo lại nhiều lần ở tầng nước mặt từ 0 – 0,5m Vật mẫu được đựng trong lọ 200ml và được cố định bằng cồn 700

Tất cả vật mẫu động vật không xương sống cỡ lớn được thu thập theo phương pháp của Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2004) bằng vợt ao (Pond net) hay vợt tay (Hand net) và gầu Petersen; sau đó vật mẫu được định hình bằng cồn 700 trong lọ nhựa

có dung tích từ 400 – 1000ml [22]

Vợt tay có khung kim loại hình chữ nhật không rỉ có chiều dài khoảng 20-30cm, chiều rộng khoảng 20-22cm, đỡ một túi lưới làm bằng vật liệu bền, mắt lưới có diện tích 1mm2, túi lưới sâu khoảng 60cm Khung lưới được gắn vào cán gỗ dài 2m Gầu Petersen có diện tích ngoạm bùn là 0,2cm2, mỗi lần thu 1-2 gầu

Toàn bộ khối lượng bùn sau khi thu tại mỗi điểm sẽ được rây sạch bùn và thu lấy mẫu vật Vật mẫu sẽ được nhặt tại hiện trường và được cố định bằng cồn 700 trong các lọ nhựa có dung tích như đã nêu trên

Đối với các loại côn trùng và ấu trùng côn trùng… được thu thập bằng vợt ao (Pond net) Khi thu thập vật mẫu, dùng vợt đưa qua các đám cỏ, bụi cây nhỏ ven bờ hoặc các đám lá trôi nổi trên mặt thủy vực Các loại côn trùng sống trên mặt nước thì dùng vợt đưa nhanh để thu mẫu Vật mẫu sau khi nhặt sẽ được định hình ngay tại hiện trường bằng cồn 700

Khi thu mẫu tại những địa hình sông suối nông, ta đặt vợt ở phía dưới và đạp nền đáy ngay trên miệng vợt để ĐVKXS chảy trôi vào vợt, thời gian đạp từ 2-3phút Còn những chỗ nước sâu có thực vật thủy sinh dùng lưới vét hoặc sục lưới xuống đáy

để vớt động vật, những chỗ có kè đá dùng tay để bắt các loài cua, ốc Sau khi vợt được

mẫu vật đổ vào khay nhôm trắng, tiến hành nhặt ĐVKXS và cố định trong các lọ dung tích từ 400-1000ml

Bên cạnh việc thu mẫu, chúng tôi tiến hành đo đạc các chỉ tiêu môi trường như nhiệt độ nước, pH, DO… bằng máy đo 6 chỉ tiêu (TOA) của Nhật, chụp ảnh, ghi chép lại sinh cảnh và các hoạt động lao động sản xuất ven sông suối thu mẫu

Hình 1: Sơ đồ các điểm thu mẫu thuộc Vườn Quốc Gia Ba Vì

2.2.2 Phương pháp phân tích vật mẫu trong phòng thí nghiệm

- Phương pháp phân tích đa dạng sinh học:

Vật mẫu sau khi thu thập ngoài thực địa được bảo quản và tiến hành định loại tại Phòng thí nghiệm Thủy sinh học thuộc Bộ môn Động vật không xương sống – Khoa Sinh học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Mẫu vật ĐVKXS được định loại đến loài dựa vào các tài liệu định loại đã được công bố [7], [21], [38], [40], [48], [49], [50], [51], [58], [59] dưới sự hướng dẫn của cán bộ hướng dẫn và một số chuyên gia phân loại

Dụng cụ sử dụng trong quá trình phân tích mẫu gồm có: kính lúp, kính hiển vi, đĩa petri, panh kẹp, kim nhọn, làm kính, lamen…

Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi chỉ phân tích đến loài đối với các nhóm Crustacea, Mollusca, Hirudinea, Oligochaeta Riêng với nhóm côn trùng nước (Insecta) thu được tại các điểm nghiên cứu sẽ do các chuyên gia thuộc lĩnh vực này phân loại đến họ và chúng tôi sẽ sử dụng kết quả phân tích này trong phần tính điểm theo hệ thống BMWPVIET, từ đó tính chỉ số sinh học ASPT để đánh giá chất lượng môi trường nước

- Phương pháp đánh giá chất lượng nước bằng ĐVKXS cỡ lớn:

Chất lượng nước được đánh giá bằng phương pháp tính điểmcác nhóm ĐVKXS

cỡ lớn theo hệ thống tính điểm BMWP Điểm BMWP (Biological Monitoring Working Party) được tính cho mỗi họ dựa theo hệ thống tính điểm BMWPVIET

(Phụ lục 1) Tổng

số điểm của mỗi điểm thu mẫu là tổng số điểm của các họ có điểm cộng lại Điểm BMWP tổng số chia cho các họ đã được tính điểm, chúng ta sẽ nhận được điểm ASPT (Average Score Per Taxon) Điểm số ASPT nằm trong khoảng từ 1 – 10, là chỉ số sinh học tương ứng với một mức chất lượng nước Chỉ số càng thấp, nước có độ ô nhiễm càng cao (Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự, 2004) Kết quả tính điểm theo BMWPVIET

và ASPT sẽ được đối chiếu với các giá trị trong bảng 1 – đây là cơ sở để đánh giá mức

độ ô nhiễm môi trường nước tại từng điểm nghiên cứu

Bảng 1: Mối liên quan giữa chỉ số sinh học (ASPT) và mức độ ô nhiễm

Điểm 1 – 2,9 Nước rất bẩn (Polysaprobe)

Điểm 3 – 4,9 Nước bẩn vừa (α-Mesosaprobe) hay khá bẩn

Điểm 5 – 5,9 Nước bẩn vừa (β-Mesosaprobe)

Điểm 6 – 7,9 Nước bẩn ít (Oligosaprobe) hay tương đối sạch

Nguồn: - Enviroment Agency, UK, 1997 [35]

- Richard Orton, Anne Bebbington và John Bebbington, 1995 [61]

- Nguyễn Xuân Quýnh, 2001 [18]

Song song với công tác định loại, chúng tôi đã đếm số lượng cá thể của từng họ theo các mức độ được trình bày tại bảng 2 để nhận xét về mức độ phong phú của chúng

5 Từ 1001-10000 Từ 100-499 Very Abundant (VA) Rất nhiều

6 Từ 10001-100000 >500 Over Abundant (OA) Quá nhiều

Nguồn: - Environment Agency, UK, 1997 [35]

- Murray – Bligh J.A.D.,… 1997;Sweeting R., J.Wright…, 1992 [44], [64]

- Nguyễn Xuân Quýnh, Mai Đình Yên…, 2000 [52]

- Nguyễn Xuân Quýnh, 2001 [18]

Trong 16 điểm thu mẫu, có 15 điểm là các thủy vực nước chảy được áp dụng phương pháp quan trắc chất lượng nước bằng ĐVKXS cỡ lớn, riêng điểm S14 (hồ Tiên Sa) là thủy vực nước đứng nên không áp dụng phương pháp này

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu

Tất cả các số liệu được tính toán và xử lý qua bảng biểu sơ đồ, đồ thị biểu diễn

số lượng và tỷ lệ bằng phần mềm Microsoft Excel

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Sơ lược về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu

3.1.1 Đặc điểm về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội

Ranh giới Vườn Quốc gia:

- Phía Bắc giáp các xã Ba Trại, Ba Vì, Tản Lĩnh thuộc huyện Ba Vì TP Hà Nội

- Phía Nam giáp giác xã Phúc Tiến, Dân Hòa thuộc huyện Kỳ Sơn, xã Lâm Sơn thuộc huyện Lương Sơn tỉnh Hòa Bình

- Phía Đông giáp các xã Vân Hòa, Yên Bài thuộc huyện Ba Vì, xã Yên Quang thuộc huyện Lương Sơn, các xã Yên Bình, Yên Trung, Tiến Xuân thuộc huyện Thạch Thất, xã Đông Xuân thuộc huyện Quốc Oai, Thành phố Hà Nội

- Phía Tây giáp các xã Khánh Thượng, Minh Quang huyện Ba Vì, Hà Nội, và xã Phú Minh huyện Kỳ Sơn, tỉnh Hòa Bình

Vườn Quốc gia Ba Vì được chia làm 3 phân khu chức năng:

- Phân khu Bảo tồn nghiêm ngặt

- Phân khu phục hồi sinh thái

- Phân khu dịch vụ hành chính

Tổng diện tích tự nhiên: 10.782,7 ha

3.1.1.2 Địa hình

Ba Vì là vùng núi trung bình và núi thấp, đồi núi tiếp giáp với vùng bán sơn địa, vùng này trông như một dải núi nổi lên giữa đồng bằng chỉ cách hợp lưu sông Đà và Sông Hồng 20km về phía Nam Vùng núi Ba Vì có một số đỉnh núi có độ cao > 1000m như Đỉnh Vua (1296m), đỉnh Tản Viên (1227m), đỉnh Ngọc Hoa (1131m), đỉnh Viên Nam (1012m) Địa hình bị chia cắt bởi những khe và thung lũng, suối hẹp

Hướng của cả hai khối núi theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, độ cao của hai khối núi giảm dần ra xung quanh tạo nên một số bậc địa hình đặc trưng với các đỉnh, dải đồi lượn sóng nối liền hai khối núi với nhau

Sườn của hai khối núi Ba Vì và Viên Nam có dạng bất đối xứng, sườn Tây dốc hơn sườn Đông Hướng dốc chính thoải dần theo hướng Đông Bắc – Tây Nam, độ dốc bình quân trên 250 Nhiều nơi có độ dốc > 350

3.1.1.3 Khí hậu, thời tiết

- Khí hậu:

Đặc điểm chung của Ba Vì bị chi phối bởi các yếu tố vĩ độ Bắc, cơ chế gió

mùa, sự phối hợp giữa gió mùa và vĩ độ tạo nên khí hậu nhiệt đới ẩm với mùa đông lạnh và khô Nhiệt độ bình quân năm trong khu vực là 23,40C Ở vùng thấp, nhiệt độ tối thấp xuống tới 2,70C; nhiệt độ tối cao lên tới 420C Ở độ cao 400m nhiệt độ trung bình năm 20,60

C; Từ độ cao 1000m trở lên nhiệt độ chỉ còn 160C Nhiệt độ thấp tuyệt đối có thể xuống 0,20

C Nhiệt độ cao tuyệt đối 33,10C

Lượng mưa trung bình năm 2.500mm, phân bố không đều trong năm, tập trung nhiều vào tháng 7, tháng 8 Độ ẩm không khí 86,1% Vùng thấp thường khô hanh vào tháng 12, tháng 1 Từ độ cao 400m trở lên không có mùa khô

Mùa đông có gió Bắc với tần suất >40% Mùa Hạ có gió Đông Nam với tấn suất 25% và hướng Tây Nam Với đặc điểm này, đây là nơi nghỉ mát lý tưởng và khu du lịch giàu tiềm năng nhưng chưa được khai thác

- Thủy văn:

Hệ thống sông suối trong khu vực chủ yếu bắt nguồn từ thượng nguồn núi Ba Vì

và núi Viên Nam Các suối lớn và dòng nhánh chảy theo hướng Bắc, Đông Bắc và đều

là phụ lưu của sông Hồng

Ở phía Tây của khu vực, các suối ngắn và dốc hơn so với các suối ở phía Bắc

và phía Đông, đều là phụ lưu của sông Đà Các suối này thường gây lũ và mùa mưa

Về mùa khô các suối nhỏ thường cạn kiệt Các suối chính trong khu vực gồm có: Suối Cái, suối Mít, suối Ninh, suối Yên Cư, suối Bơn…

Sông Đà chảy ở phía Nam núi Ba Vì, sông rộng cùng với hệ suối khá dày như suối ổi, suối Ca, suối Mít, suối Xoan thường xuyên cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của người dân vùng đệm

Bên cạnh còn có các hồ chứa nước nhân tạo như hồ suối Hai, hồ Đồng Mô, hồ Hóoc Cua và các hồ chứa nước khác vừa có nhiệm vụ dự trữ nước cung cấp cho hàng chục ngàn ha đất sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt cho dân Đồng thời, tạo nên không gian thắng cảnh tuyệt đẹp, phục vụ nhu cầu nghỉ ngơi vãn cảnh cho du khách Nguồn nước ngầm trong khu vực tương đối dồi dào, ở sườn Đông cũng dồi dào hơn bên sườn Tây do lượng mưa lớn hơn và địa hình đỡ dốc hơn

3.1.1.4 Kinh tế xã hội vùng đệm

Theo quy hoạch mở rộng Vườn, hiện nay Vườn Quốc gia Ba Vì nằm trong phạm vi hành chính của 16 xã thuộc 5 huyện là Ba Vì có 7 xã: Ba Vì, Ba Trại, Tản Lĩnh, Khánh Thượng, Minh Quang, Vân Hòa, Yên Bài; huyện Thạch Thất có 3 xã là Tiến Xuân, Yên Trung, Yên Bình; huyện Quốc Oai có 1 xã Đông Xuân; Huyện Lương Sơn có 1 xã Lam Sơn,; huyện Kỳ Sơn có 4 xã là Yên Quang, Phú Minh, Phúc Tiến và Dân Hòa

Trên địa bàn 16 xã có 5 dân tộc sinh sống: Mường, Kinh, Dao, Thái và Cao Lan Dân số có 89.928 người (năm 2008) Dân tộc Mường chiếm 65/%, Kinh chiếm 33%, Dao 1%, Thái, Cao Lan 1%

Tổng số lao động trong vùng chiếm 55% dân số chủ yếu làm nông nghiệp Theo báo cáo của các địa phương hiện còn 2.121 hộ nghèo, chiếm 10,3% số hộ trong vùng

Xã Khánh Thượng là xã có tỷ lệ nghèo nhiều nhất

Cơ sở hạ tầng ở vùng đệm khá thuận lợi, các xã đều có đường liên xã đã được trải nhựa, xe ô tô về đến trung tâm xã, đường từ trung tâm xã đến các thôn còn là đường cấp phối và đường đất

3.1.2 Sơ lược các điểm thu mẫu

- Điểm 1 (S1): Suối Bằng gần Trạm kiểm lâm Khánh Thượng, độ cao 107m, độ

rộng suối 7 - 10m, độ rộng mặt nước 4 - 6m Nền đáy chủ yếu là đá sỏi nhỏ, thi thoảng

có đá tảng, nước trong, ít mùn bã thực vật Suối chảy chậm, ít rác thải, cách xa khu dân

cư, hai bên suối là tán cây rừng, độ che phủ 50 –70%

- Điểm 2 (S2): Hồ chứa được hình thành do đắp đập ngăn dòng suối, trữ nước để

cung cấp cho hệ thống canh tác Hồ nằm ở độ cao 81m, có nền đáy bùn, nhiều mùn bã hữu cơ, ven hồ có đá tảng và đá sỏi cỡ nhỏ và trung bình, một bên hồ là rừng, một bên

là đường mòn, độ che phủ 0 - 5%

- Điểm 3 (S3): Suối Mít đoạn gần đập tràn, độ cao 60m, độ rộng mặt nước 2 -

3m, lòng suối hẹp Nền đáy suối chủ yếu là đá tảng, tốc độ dòng chảy trung bình, nước trong, ít mùn bã hữu cơ Độ che phủ 80 - 100%

- Điểm 4 (S4): Suối Mít đoạn ven đường, độ cao 57m, độ rộng suối 15 - 20m, độ

rộng mặt nước 5 - 7m Nền đáy chủ yếu là cát – bùn, có rong rêu, rải rác đá sỏi nhỏ và

đá tảng cỡ trung bình, nước khá trong, lòng suối hẹp, độ che phủ từ 5 - 10% Một bên suối là ruộng lúa, một bên là đường đi, suối gần khu dân cư