KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ MỐI QUAN HỆ GIỮA THỰC VẬT LỚN VÀ QUÁ TRÌNH NHIỄM MẶN KÊNH MƯƠNG THỦY LỢI HUYỆN THẠCH HÀ, TỈNH HÀ TĨNH

Tảo cũng lànhóm được nghiên cứu khá nhiều chỉ số tỉ lệ các nhóm tảo, tảo lục, tảo độc,tảo lam hay vi khuẩn lam và tảo cát đều là những chỉ số được ưu thích trongquan trắc sinh học môi tr

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn : ThS NGUYỄN THỊ THU HÀ

HÀ NỘI - 2016

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Giáo viên hướng dẫn : ThS NGUYỄN THỊ THU HÀ Địa điểm thực tập : Bộ môn Công nghệ Môi trường

HÀ NỘI - 2016

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện khóa luận tốt nghiệpngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân tôi còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡcủa các thầy cô giáo, gia đình và bạn bè Nhân dịp này tôi xin được bày tỏnhững lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất của mình

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới qúy thầy/cô giáo và các cán

bộ công chức khoa Môi trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam Xin chânthành cảm ơn các thầy cô giáo giảng dạy và công tác tại Bộ môn Công nghệMôi trường đã chỉ dẫn, tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập,nghiên cứu và trang bị cho tôi những kiến thức bổ ích về chuyên ngành cũngnhư kiến thức về xã hội Tôi xin được đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành vàsâu sắc nhất tới ThS Nguyễn Thị Thu Hà công tác tại bộ môn Công nghệ Môitrường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam là người đã luôn tận tình chỉ bảo,truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức, kỹ năng làm việc, giúp đỡ tôi trong họctập, nghiên cứu và theo sát tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận này

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới anh Trần Minh Hoàng, bạn Đinh PhươngThảo, bạn Mai Đức Trung, em Trần Thị Diệu Huyền và các bạn làm việc trênphòng thí nghiệm đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong lấy mẫu, định loại thựcvật và phân tích môi trường nước Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới

bố mẹ, cùng toàn thể bạn bè những người luôn bên tôi trong suốt thời gianhọc tập và rèn luyện tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Hà Nội, ngày 05 tháng 05năm 2016

Người thực hiện

N-NH4+ Hàm lượng amoni tính theo Nitơ

N-NO3- Hàm lượng nitrat tính theo Nitơ

P-PO53- Hàm lượng photphat tính theo Photpho

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

TBNN Trung bình nhiều năm

TN&MT Tài nguyên và Môi trường

TDS Tổng chất rắn lơ lửng

TVL Thực vật lớn

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, quá trình nhiễm mặn ở nước ta đang diễn ra sâuhơn và rộnghơn tại các khu vực ven biển Các đối tượng bị ảnh hưởng trực tiếp bởi quátrình nhiễm mặn là sông ngòi, kênh mương, ao, đầm tại các khu vực cửa sông,ven biển Nguyên nhân của nhiễm mặn vùng ven biển có thể do nước dâng(thủy triều, bão, vỡ đê) hoặc ảnh hưởng của hạn hán trong đất liền (mặn dâng)hoặc nhiễm mặn do suy giảm mực nước ngầm.Xâm nhập mặn từ nước biểndâng sẽ làm suy giảm chất lượng nước ở các sông (đặc biệt là đoạn cửa sông),

hồ, ao Xâm nhập mặn mạnh mẽ có thể gây hại cho hệ sinh thái thủy vựctrong vùng nước ngọt và nước lợ, tác động tiêu cực đến các loài nhạy cảm

Để quản lý bảo vệ nguồn nước một cách bền vững tại những vùng cónguy cơ xâm nhập mặn, việc theo dõi, đánh giá chất lượng nước phải đượctiến hành thường xuyên để cảnh báo sớm và đưa ra các giải pháp kịp thời Tuynhiên, diễn biến thời tiết dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu vô cùng phứctạp, điều này ảnh hưởng không nhỏ đến tính chính xác của kết quả quan trắcmôi trường tại các khu vực ven biển

Trong môi trường sống mỗi đối tượng sinh vật đều có yêu cầu nhất định

về điều kiện sinh thái liên quan đến nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng ôxi vềkhả năng chống chịu ở một lượng nhất định các yếu tố độc hại trong môitrường sống và do đó sự hiện diện của chúng biểu thị một tình trạng về điềukiện sinh thái của môi trường sống Đối với mục đích đánh giá chất lượngnước, hiện nay có khá nhiều loài sinh vật đã được phát hiện và sử dụng thànhcông ở nhiều vùng trên thế giới Động vật đáy là một trong những loài chỉ thịđược sử dụng khá phổ biến từ những năm 1989(Southerland vàStribling,1995) để đánh giá nhanh chất lượng nước do chúng có nhiều ưu điểm như ít

di chuyển, là kết quả tổng hợp của sự biến động môi trường tức thời, dễ nhận

thấy và phân bố rộng trong điều kiện dinh dưỡng khác nhau Tảo cũng lànhóm được nghiên cứu khá nhiều (chỉ số tỉ lệ các nhóm tảo, tảo lục, tảo độc,tảo lam hay vi khuẩn lam và tảo cát đều là những chỉ số được ưu thích trongquan trắc sinh học môi trường nước) tuy nhiên kích thước của chúng nhỏ bénên gây nhiều khó khăn trong việc lấy mẫu cũng như phân tích mẫu.

Bên cạnh đó, sử dụng thực vật lớn làm chỉ thị có thể quan sát bằng mắtthường ngay tại hiện trường hoặc việc tiến hành phân loại thành phần loài,đánh giá mật độ hay mật độ sinh khối đều có thể tiến hành một cách đơn giản,chúng sử dụng dinh dưỡng hòa tan để sinh trưởng và phát triển, do đó mật độcủa chúng phụ thuộc vào dinh dưỡng.Trên thế giới đã tiến hành nhiều nghiêncứu chứng minh vai trò của thực vật lớn trong môi trường nước cũng nhưtiềm năng của chúng trong vấn đề chỉ thị

Chính vì những lí do trên, tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá mối quan hệ

giữa thực vật lớn và quá trình nhiễm mặn kênh mương thủy lợi huyện Thạch Hà, Hà Tĩnh”

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Xác định mối quan hệ giữa thực vật lớn và mức độ nhiễm mặn kênh mương

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Đặc điểm sinh thái học của thực vật lớn trong hệ sinh thái

1.1.1 Khái niệm thực vật lớn trong hệ sinh thái

Tất cả sự sống trên trái đất phụ thuộc trực tiếp hoặc gián tiếp vào sinhvật sản xuất, chúng đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc và chức năng của

hệ sinh thái thủy sinh Sinh vật sản xuất ảnh hưởng đến trạng thái hóa học củanước, tạo ra oxy cần thiết cho các sinh vật thủy sinh, cung cấp thức ăn chođộng vật tiêu thụ bậc 1, cung cấp thể nền và nơi sống cho rất nhiều loài độngvật và thực vật khác (sinh vật sống bám) Thực vật lớn là những sinh vật đủlớn để có thể nhìn thấy bằng mắt thường bao gồm Bryophytes (rêu),Pterophytes (dương xỉ), Equisetophytes (mộc tặc), và Magnoliophytes (thựcvật có hoa), ngoài ra còn có tảo lớn (macroalgae) như Charophyceae (ví dụ

Chara và Nitella) và Ulvophyceae (ví dụ Enteromorpha) Thực vật có hoa là

nhóm rõ ràng nhất của thực vật lớn thủy sinh, chúng bao gồm cả lớp một lámầm (monocotyledons – Liliopsida) và hai lá mầm (dicotyledons –Magnoliopsida) sống trong nước ngọt

Thực vật lớn thủy sinh thường được phân loại theo kiểu sống của chúnggồm 4 dạng chính (theo Arber, 1920 được dẫn lại bởi K Martens, 2006;Lorraine Maltby và những người khác, 2010):

- Trôi nổi (free floating – nhóm A)không bắt rễ, toàn bộ sinh khối trên mặt

nước (ví dụ, Lemna minor, Hydrocharis morsus-ranae) hoặc trong cột nước (ví dụ, Ceratophyllum demersum, Utricularia vulgaris).

- Ngập nước (submerged – nhóm B)bắt nguồn từ thể nền với hầu hết các mô

thực vật ở dưới mặt nước (ví dụ, Myriophyllum spictatum, Elodea canadensis).

- Bắt rễ và lá nổi (floating leaved – nhóm C)bắt nguồn từ các thể nền, hầu hết lá

và hoa ở bề mặt nước (ví dụ Nymphaea alba, Potamogeton natans).

- Bán ngập nước (emergent – nhóm D)sinh trưởng từ các thể nền, hầu hết lá và

hoa ở trên mặt nước (ví dụ Glyceria maxima, Typha latifolia, Phragmites australis).

Lemna minor

Myriophyllum spictatum

Nymphaea alba

Glyceria maxima

Hình 1.1 Một số loài thủy thực vật lớn phân chia theo kiểu sinh trưởng

Bảng 1.1 Danh mục các loài thực vật lớn thủy sinh trên

lưu vực sông Portuguese

Stt Tên khoa học Tần suất xuất hiện

Tỷ lệ các vị trí Che phủ

trên 50%

Che phủ trên 25%

Nguồn: I Bernez, F Aguiar, C Violle và T Ferreira, 2006

Có nhiều loài thực vật trên thế giới ưa sống trong điều kiện thủy sinhhoặc có thể sống được trong điều kiện ngập nước Công trình nghiên cứu của

I Bernez và cộng sự (2006) về thực vật lớn tại sông Portuguese đã đưa ra

được danh mục 26 loài thực vật xuất hiện thuộc về các nhóm A, B và C.Ngoài các nhóm ngập nước hoàn toàn, trôi nổi hoặc một phần cơ thể nổi trênmặt nước, còn rất nhiều nhóm thực vật sống ở vùng bán ngập nước, đặc biệtcác loài thuộc họ Hòa thảo

Chúng xuất hiện ở nhiều vị trí trên lưu vực sông, hầu hết các loài thựcvật tìm thấy đều xuất hiện với tỷ lệ che phủ trên 25% mặt nước tại rất nhiềuđiểm trên lưu vực sông, khoảng 73% số loài xuất hiện với tỷ lệ che phủ trên

50%, trong đó có một số loài ưu thế cao như Paspalumpaspalodes có tần suất xuất hiện là 69,9 với tỷ lệ che phủ trên 50% là 15,5; Arundodonax có tần suất xuất hiện là 26,7 với tỷ lệ che phủ trên 50% là 6,7; Oenanthecrocata có tần

suất xuất hiện là 58,9 với tỷ lệ che phủ trên 50% là 3,5% các vị trí nghiên cứu

1.1.2 Phân bố và nhu cầu sinh thái của thực vật lớn

Một cách tự nhiên, đặc tính dinh dưỡng và yếu tố thủy văn là nhữngđặc điểm cơ bản quyết định đặc tính số lượng thủy sinh vật Từ đó, đặc trưngphân bố số lượng sinh vật các thủy vực phụ thuộc từng loại hình thủy vực,từng cảnh quan, vùng địa lý tự nhiên và mùa khí hậu Mặt khác các yếu tốnhân tác cũng là nguyên nhân ảnh hưởng đến đặc tính phân bố số lượng thôngqua các hoạt động trên vùng lưu vực và mục tiêu sử dụng thủy vực Ngoài ra,trong đặc trưng phân bố số lượng cũng cần lưu ý đến tỷ lệ cấu trúc thành phầnsinh lượng giữa các nhóm sinh vật Đặc tính này là một trong những chỉ thịchất lượng môi trường thủy vực

Để tiếp cận đánh giá nhu cầu sinh thái của thực vật, người ta đã tiếnhành đánh giá đặc tính hóa học của thực vật Chúng có đặc điểm như sau: hầuhết các loài đều xuất hiện ở ngưỡng pH từ 5- 6,5; về độ ẩm và nồng độ OMchia thành 2 nhóm khác nhau: nhóm JB, LD, LU và MA ưa khô (độ ẩm từ 15-35%) và không sống được ở môi trường nước chứa OM, nhóm LN và IL ưa

ẩm (độ ẩm từ 60-90%) và chịu được môi trường nước chứa OM với nồng độ

5-15g/kg đối với IL và 20-40g/kg đối với LN; hầu hết các loài thực vật chịuđược nồng độ khoáng rất thấp, riêng IL có khả năng thích nghi cao hơn so vớicác loài khác trong môi trường có tỷ lệ khoáng cao hơn (Fe và Ca khoảng 0 –9g/kg) (hình 2.2).

Hình 1.2.Đặc điểm hóa sinh của một số loài thực vật lớn thủy sinh

Nguồn: Marcin Szankowski và Stanisław Kłosowski, 2006 Ghi chú: JB – Ranunculo-Juncetum bulbosi; LD – Lobelietum dortmannae;

LU – Littorella uniflora; MA – Myriophyllum alterniflorum, LN – Luronietum natantis; IL – Isoetetum lacustris

Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến phân bố của thực vật gồm có: loạithủy vực, ánh sáng, thời tiết… Dưới đây là một số đặc điểm cơ bản:

a Ảnh hưởng của loại thủy vực đến thực vật lớn

Trong các thủy vực nước ngọt nội địa, có thể phân biệt hai loại thủyvực: Thủy vực nước đứng (ao, hồ, ruộng, đầm); thủy vực nước chảy (suối,

sông, kênh mương) Mật độ số lượng thực vật nổi thường thấp ởcác thủy vựcnước chảy, cao ở các thủy vực nước đứng Trong các thủy vực nước đứng,thủy vực nông, kích thước nhỏ thường có mật độ thực vật lớn cao hơn cácthủy vực sâu kích thước lớn Thủy vực vùng đồng bằng có mật độ thực vậtnổi cao hơn vùng núi, các thủy vực tiếp nhận nước thải (ở mức độ vừa phảichưa đến mức ô nhiễm hữu cơ), có mật độ thực vật lớn cao hơn các thủy vựckhông có nước thải Các thủy vực bị ô nhiễm hữu cơ như các kênh mươnghoặc ao tiếp nhận trực tiếp nước thải, số lượng hầu hết các nhóm thủy sinh vậtđều rất thấp hoặc không phát triển.

b Ảnh hưởng của ánh sáng

Ánh sáng mặt trời là một trong những yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến sựphân bố số lượng sinh vật nổi theo chiều thẳng đứng Với thực vật lớn, ánhsáng mặt trời cần thiết cho sự quang hợp Vì vậy, vùng chiếu sáng ở tầng mặtthường là vùng có mật độ sinh khối thực vật lớn nhất Tuy nhiên sự phân bố

số lượng thực vật lớn theo chiều thẳng đứng có thể khác chút ít theo mùa.Mùa mưa, độ đục lớn, sự phân tầng thực vật nổi theo chiều thẳng đứng giảmnhanh đột ngột ngay ở tầng dưới 5m, trong khi vào mùa khô, độ trong lớn, sựgiảm số lượng sinh vật nổi diễn ra từ từ ở các tầng nước sâu hơn Ngoài ra, ởcác thủy vực có độ sâu lớn, sự phân tầng hoặc sự tuần hoàn giữa các khốinước liên quan đến lượng dinh dưỡng, nhiệt độ vàkhí cũng là nguyên nhângây biến động phân bố số lượng thực vật nổi theo chiều thẳng đứng

c Ảnh hưởng của các yếu tố khác

Các yếu tố cơ bản tác động đến phân bố số lượng theo mùa khí hậu củathủy thực vật trong các thủy vực chủ yếu là nhiệt độ và chế độ thủy văn Chế

độ thủy văn, mà chủ yếu là do sự phân bố lượng mưa không đồng đều trongnăm có thể là yếu tố cơ bản nhất dẫn đến đặc tính biến động số lượng thủythực vật theo mùa rõ rệt nhất Tình trạng phát triển số lượng thủy thực vật

theo mùa diễn ra rất rõ rệt ở các thủy vực dạng sông, hồ chứa và kênh mương.Tại các hồ chứa, kênh mương ở phía Bắc, sự phát triển thủy sinh vật thườngđạt cực đại vào vụ đông (tháng 11,12) sau thời kì nước lũ Sau mùa lũ, dườngnhư các thủy vực được bổ sung thêm lượng muối dinh dưỡng trong mùa lũ, làđiều kiện thuận lợi để phát triển cực đại thực vật nổi.

Trong thủy vực, sự phân bố số lượng theo mặt rộng chủ yếu phụ thuộcvào những yếu tố như hình thái thủy vực, chế độ thủy học và đặc tính dinhdưỡng Ngoài ra, các đặc điểm hình thái khác như eo ngách hồ chứa thường

có mật độ sinh khối thực vật cao Gió cũng là yếu tố tác động đến phân bố sốlượng thực vật nổi

1.2 Hiện trạng nhiễm mặn nguồn nước kênh mương thủy lợi

1.2.1.Khái niệm độ mặn và các chỉ tiêu đánh giá quá trình nhiễm mặn

Độ mặn hay độ muối được ký hiệu S‰ là tổng lượng (tính theo gram)

độ muối để đặc trưng cho độ khoáng của nước biển, nó được hiểu như tổnglượng tính bằng gam của tất cả các chất khoáng rắn hoà tan có trong 1 kgnước biển Vì tổng nồng độ các ion chính (11 ion,bao gồm:

Na+,Ca2+,Mg2+,Fe3+,NH4+,Cl-,SO42-,HCO3-,CO32-,NO2-,NO3-) chiếm tới 99,99%tổng lượng các chất khoáng hoà tan nên có thể coi độ muối nước biển chínhbằng giá trị này Điều đó cũng có nghĩa là đối với nước biển khơi, độ muối cóthể được tính toán thông qua nồng độ của một ion chính bất kỳ

Trên cơ sở các nghị quyết của Hội nghị quốc tế về Hải dương học họptại Stốckhôm (Thuỵ Điển) năm 1889 và 1901, M Knudsen và cộng sự đãthực hiện một khối lượng lớn các công việc nhằm xác định chính xác mốiquan hệ định lượng giữa độ muối với độ Clo nước biển Các tác giả cũng đãxây dựng định nghĩa về các đại lượng này như sau:

- Độ muối nước biển là trọng lượng cặn khô tính bằng gam (cân trong chân

không) của một kilogam nước biển, với điều kiện tất cả các halogen trong đóđược thay thế bằng lượng Clo tương đương, những muối cácbonat được thaybằng ôxit và các chất hữu cơ bị phân huỷ hết ở480oC.

- Độ Clo nước biển là tổng trọng lượng (tính bằng gam sau khi đã quy đổitương đương sang lượng Clo) của các halogen có trong 1kg nước biển (Năm

1940, Jacobxen và Knudsen khi dựa vào độ Clo của nước biển tiêu chuẩnCopenhagen đã đưa ra một định nghĩa khác: Độ Clo, về trị số tương đươngvớisố gam Bạc tinh khiết cần thiết để làm kết tủa hết các halogen có trong0,3285234 kg nướcbiển)

- Đối với nước đại dương và các biển trao đổi tốt với đại dương, mối quan hệgiữa độ muối (tính bằng g/kg, ký hiệu S‰) như sau:

Ngoài công thức nêu trên, những năm sau này một số tác giả còn xâydựng những công thức về mối quan hệ giữa tổng nồng độ các ion (tính bằngg/kg, ký hiệu I‰), độ muối và độ Clo của nước biển, ví dụ:

Lymen và Fleming (1940): I‰= 0,069 + 1,8112 (2)Thực tế nghiên cứu hoá học biển chứng tỏ rằng giá trị ∑I‰gần với

độ muối thực của nước biển hơn là giá trị S‰, song sự sai khác của chúngkhông đáng kể, chỉ vào khoảng ±0,004‰khi độ muối nước biển nằm trongkhoảng 30-40‰.Như vậy, việc xác định độ muối nước biển được quy vềxác định độ Clo

Xâm nhập mặn là hiện tượng nước mặn với nồng độ mặn bằng 4‰xâm nhập vào nội đồng khi xảy ra triều cường, nước biển dâng hoặc cạn kiệtnguồn nước ngọt.Căn cứ vào độ muối, năm 1934, Zernop đã phân chia giớihạn các loại nước tự nhiên thành các nhóm khác nhau Sau này, thang phânchia độ mặn được bổ sung và chi tiết hóa theo A.F.Karpevits như sau:

Bảng 1.2 Phân chia giới hạn các loại nước tự nhiên

Theo Zernop Theo Karpevits

Bảng 1.3 Phân loại nước theo TDS

Bảng 1.4 Phân loại nước theo tỷ lệ Cl - : SO 4

0.5 ÷ 1 Mặn Sunphat – Clo

1.2.2 Hiện trạng nhiễm mặn nguồn nước mặt tại Việt Nam

Việt Nam có nguồn nước mặt phong phú với hệ thống sông, suối dàyđặc cùng với các hồ, ao, kênh rạch phân bố rộng khắp các khu vực trên cảnước Đây là nguồn cung cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất đồng thờicũng là nơi tiếp nhận chất thải từ các hoạt động này Chất lượng nước mặtcủa Việt Nam đang có chiều hướng ngày càng bị suy thoái, ô nhiễm, cạnkiệt bởi nhiều nguyên nhân Trong đó, biến đổi khí hậu cũng khiến nguồnnước mặt các con sông bị giảm đi, gây nên hiện tượng nhiễm mặn đang làmối đe doa an ninh nguồn nước và có nguy cơ sẽ kéo theo nhiều hệ luỵ khólường Chất lượng các nguồn nước mặt đang suy giảm rõ rệt Suy thoái đấy

là do tác động của con người, nhưng ngoài ra còn do biến đổi khí hậu Biếnđổi khí hậu làm nước biển dâng cao, nó đưa nước mặn xâm nhập sâu vàotrong lòng sông làm cho lượng nước ngọt giảm đi và nước lợ, nước mặntăng lên Đó là suy thoái, có 2 mặt, thứ nhất là do nhiệt độ tăng lên, làmbốc hơi tăng lên, dòng chảy giảm xuống, giả dụ mưa không thay đổi, thìhiệu số giữa mưa và bốc hơi là dòng chảy giảm xuống, tài nguyên nướcmặt giảm đi Thứ hai là khi nhiệt độ tăng lên thì nhu cầu nước cho câytrồng vật nuôi đều tăng lên, kể cả sinh hoạt của con người yêu cầu cũngtăng lên Và nhu cầu càng tăng thì làm cho tài nguyên nước mặt giảmxuống Thứ nhất là nhiệt độ tăng lên, thứ hai là biến đổi khí hậu làm nướcbiển dâng cao, nó đưa nước mặn xâm nhập sâu vào trong lòng sông làmcho lượng nước ngọt giảm đi và nước lợ, nước mặn tăng lên

Theo đánh giá, vấn đề xâm nhập mặn hiện nay đang nổi cộm ở Đồngbằng sông Cửu Long Sự thay đổi ranh giới mặn tại nhiều khu vực cho thấy

xu thế xâm nhập mặn gia tăng, mặc dù không đồng đều theo các đoạn bờ khác

nhau Đồng bằng sông Cửu Long chịu ảnh hưởng mạnh bởi chế độ thủy triềutại biển Đông và vịnh Thái Lan Ảnh hưởng của thuỷ triều mạnh nhất vàonhững tháng dòng chảy nhỏ Vào giai đoạn mùa khô, hiện tượng xâm nhậpmặn (thông qua giá trị của độ mặn và hàm lượng Cl-) lấn sâu vào nội địa trongnhững năm gần đây, làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước, thay đổi

hệ động thực vật thủy sinh mẫn cảm với độ mặn

Từ cuối năm 2014, El Nino đã ảnh hưởng đến nước ta, làm cho nềnnhiệt độ tăng cao, thiếu mưa… Đây là nguyên nhân gây ra tình trạng hạn hán,xâm nhập mặn, gây thiệt hại nặng nế và tiếp tục đe dọa nghiêm trọng đến sảnxuất, dân sinh Các khu vực bị ảnh hưởng nặng là Nam Trung Bộ, TâyNguyên, Đông Nam Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long Theo dự báo, El Ninotiếp tục ảnh hưởng và kéo dài đến giữa năm 2016, trở thành El Nino kéo dàinhất được ghi nhận ở nước ta Trong thời gian còn lại của mùa khô, ở Đồngbằng sông Cửu Long, nền nhiệt độ cao hơn trung bình nhiều năm (TBNN) từ0,5-1,5 độ C, cao nhất đạt 33-37 độ C, mùa mưa sẽ đến muộn, lượng mưathiếu hụt so với TBNN từ 30-60%; dòng chảy hệ thống sông thiếu hụt so vớiTBNN từ 30-35% Do mùa mưa năm 2015 đến muộn và kết thúc sớm, dòngchảy thượng nguồn sông Mekong bị thiếu hụt, mực nước thấp nhất trong vòng

90 năm qua nên xâm nhập mặn xuất hiện sớm hơn so với cùng kỳ trung bìnhnhiều năm gần 2 tháng, chưa từng xuất hiện trong lịch sử quan trắc xâm nhậpmặn, trong đó các khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất là khu vực sông Vàm

Cỏ, các cửa sông thuộc sông Tiền, các cửa sông thuộc sông Hậu, ven biển Tây(trên sông Cái Lớn)…

Mùa khô năm 2015 – 2016 là năm có xâm nhập mặn sớm, sâu trên hệthống sông, kênh vùng ven biển ĐBSCL; cụ thể so sánh mặn xâm nhập từ

đầu mùa khô đến ngày 25/4/2016 với cùng kỳ (CK) năm 2014-2015 nhưdưới đây:

- Khu vực sông Vàm Cỏ: Độ mặn lớn nhất so với CK năm 2015 cao hơn từ2,6- 3,5g/l Chiều sâu xâm nhập mặn lớn nhất với nồng độ 4g/l từ đầu mùakhô đến ngày 25/4/2016 khoảng 100-120km, so với CK năm 2015 sâu hơntừ10-30km

- Khu vực các cửa sông thuộc sông Tiền: Độ mặn lớn nhất so với cùng kỳnăm 2015 hầu hết cao hơn từ 0,2-10,4g/l Chiều sâu xâm nhập mặn lớnnhất với nồng độ 4g/l từ đầu mùa khô đến nay khoảng 50-73km, so với CKnăm 2015 sâu hơn 3 – 21km (tùy cửasông)

- Khu vực các cửa sông thuộc sông Hậu: Độ mặn lớn nhất so với cùng kỳnăm 2015 cao hơn từ 3,8-6,4g/l Chiều sâu xâm nhập mặn lớn nhất vớinồng độ 4g/l từ đầu mùa khô đến nay khoảng 55 – 60km, so với CK năm

2015 sâu hơn 15 –20km

- Khu vực ven biển Tây, trên sông Cái Lớn: Độ mặn lớn nhất so với cùng kỳnăm 2015 cao hơn từ 2,2-7,4g/l Chiều sâu xâm nhập mặn lớn nhất vớinồng độ 4g/l từ đầu mùa khô đến nay khoảng 68km, so với CK năm 2015sâu hơn 8 –10km

Hiện nay và dự báo trong thời gian tới, thời tiết nắng nóng nên nhucầu sử dụng nước ngọt tưới cho sản xuất nông nghiệp lớn; đồng thời lượngbốc hơi cao, nước ngọt hao phí tự nhiên lớn Do các yếu tố trên, kết hợpvới những ngày triều cường, gió chướng mạnh nên xâm nhập mặn ĐBSCL

đã, đang và sẽ diễn ra nhiều bất lợi cho sản xuất và nguồn nước phục vụcho sinhhoạt

GHI CHÚ

: Phạm vi sông thường xuyên có độ mặn >4g/l : Phạm vi sông có độ mặn >4g/l, nhưng có thể xuất hiện nước ngọt (độ mặn < 4g/l ) có thể lấy nước từ sông khi triều thấp : Vùng ảnh hưởng mặn 4g/l lớn nhất từ đầu mùa khô đến ngày 25 tháng 4 năm 2016

Hình 1.3 Bản đồ hiện trạng mặn xâm nhập lớn nhất vùng ĐBSCL tính từ

đầu mùa khô năm 2015-2016 đến ngày 25/4/2016

Nguồn: Viện khoa học thủy lợi Miền Nam, 2016

1.2.3 Hiện trạng nhiễm mặn nguồn nước mặt tại huyện Thạch Hà

Thạch Hà là một huyện duyên hải, nằm về 2 phía của thành phố Hà

Tĩnh; có tọa độ địa lý từ 18010’03’’ đến 18029’ vĩ độ bắc và 105038’ đến

106002’ kinh độ Đông Phía Bắc giáp huyện Can Lộc và huyện Lộc Hà, phía

Tây giáp huyện Hương Khê phía Nam giáp huyện Cẩm Xuyên, phía Đông

Nam giáp Biển Đông Huyện có 31 đơn vị hành chính trực thuộc gồm 01 thịtrấn và 30 xã.

Huyện Thạch Hà nằm về phía Đông của dãy Trường Sơn có địa hình hẹp vàdốc, thấp dần từ Tây sang Đông Địa hình bị chia cắt bởi các dãy núi, sông nhưsông Rào Cái, sông Nghèn (Đò Điệm), sông Cày nên được chia thành 3 vùng:vùng đồi núi, vùng đồng bằng và vùng ven biển

Thạch Hà nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, tuy nhiên do vị trínằm ở vùng Bắc Trung Bộ nên khí hậu có 2 mùa: Mùa hè từ tháng 4 đến tháng 10;nhất là khi gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh nên mùa này khí hậu nóng, khô hạnkéo dài, nhiệt độ có thể lên tới 40oC, Mùa đông từ tháng 11 năm trước đến tháng 3năm sau, chủ yếu có gió mùa Đông Bắc kèm theo không khí lạnh và mưa phùn,nhiệt độ có thể xuống dưới 7oC

Chế độ thuỷ văn của huyện chủ yếu chịu ảnh hưởng chính của các sông,biển trên địa bàn Các sông chính như sông Nghèn (Đò Điệm), sông Rào Cái,sông Già, sông Cày với tổng diện tích lưu vực gần 800 km2 Các sông nàyhàng năm đổ ra biển (qua Cửa Sót) từ 36 - 40 triệu m3 nước; do chảy trên địahình tương đối bằng phẳng và gần cửa biển nên khi có lũ lụt thì thời gian ngậpngắn, nước có thể rút hết trong vòng 3 - 4 ngày Vùng biển Thạch Hà có chế

độ nhật triều không đều, hàng tháng có khoảng 10 - 15 ngày có hai lần nướccường và 2 lần nước ròng trong ngày Cường độ triều dâng nhanh và thời gianngắn (mực nước triều tại cửa Sót dao động từ 1,8 -2,5 m) Chiều cao sóngbiển từ 0,25 đến 0,75 m, chiếm 33,52%; chiều cao sóng từ 0,75 đến 1,25 m,chiếm 12,78%; còn lại là sóng lặng

Là một huyện sản xuất mang nặng tính thuần nông thì việc ưu tiên pháttriển hệ thống thủy lợi là điều cần thiết, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đềnăng suất ruộng đất và năng suất cây trồng Những năm qua huyện đã chú ýphát triển đồng bộ hệ thống kênh mương, hồ đập, đê điều, trạm bơm, để

đảm bảo chế độ tưới tiêu tốt hơn Nhìn chung hệ thống thủy lợi huyện Thạch

Hà đã đáp ứng được nhu cầu sản xuất và phục vụ tưới cho hầu hết diện tíchgieo trồng của huyện Nguồn nước phục vụ sản xuất nông nghiệp chủ yếu là

từ hồ Kẻ Gỗ, Bộc Nguyên và trên 10 đập lớn, nhỏ (đập Cầu Trắng, đập Xá,đập Vịnh, đập Khe Chiện, hệ thống sông Già ) tưới ổn định trên 7.000 ha đấtsản xuất nông nghiệp Chỉ tính riêng năm 1999, toàn huyện đã nạo vét 212 kmkênh mương, nâng cấp 10 hồ đập, tu sửa hệ thống đê ngăn lũ, ngăn mặn, xâydựng 12 km kênh mương kiên cố, làm mới 3 tràn lũ kè đá lát mái đê 1,25 km,xây 279 cống các loại và 7 trạm bơm điện, bơm dầu Đến nay trên địa bànhuyện hiện đã có 18 hồ đập chứa nước, 76 trạm bơm lớn nhỏ, hơn 1750 kmkênh mương và 1350 cống điều tiết nước các loại

Hiện nay, các tác động chính của BĐKH tại Việt Nam và Hà Tĩnh là:nhiệt độ tăng cao; lượng mưa thay đổi; lốc xoáy, hạn hán và lũ lụt ngày cànggia tăng; dòng chảy các con sông bị thay đổi và tình trạng nhiễm mặn nguồnnước ngầm ven biển Tùy theo kịch bản từng năm, năng suất của cây trồng sẽ

bị tụt giảm từ 5%- 25%; gia tăng dịch bệnh gây hại; gây mất ổn định và bềnvững của rừng; nguy cơ mất an toàn hồ chứa tăng cao… Tại Hà Tĩnh, hiệnnay tình trạng xâm mặn ngày càng lan rộng, gây xói lở bờ biển với cường độcao, trong khi cơ cấu nông nghiệp chưa có biện pháp thích ứng với biến đổikhí hậu Thạch Hà cũng là một huyện chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậugây nên hiện tượng nước mặn xâm nhập sâu vào các con sông Thạch Hà cócác sông ngòi lớn là Sông Nghèn, sông Rào Cái đổ ra Cửa Sót nhưng có đặcđiểm chung là chiều dài ngắn, lưu vực nhỏ, tốc độ dòng chảy lớn, nhất là vềmùa mưa lũ Sự phân bố dòng chảy đối với sông suối ở Thạch Hà theo mùa rõrệt, hầu hết các con sông đều chịu ảnh hưởng của mưa lũ ở thượng nguồn,những vùng thấp trũng ở hạ lưu thường bị nhiễm mặn do chế độ thủy văn.Sông Cửa Sót là hợp lưu của Sông Nghèn và sông Rào Cái với diện tích lưuvực 1.349km2

2.3 Một số công trình nghiên cứu liên quan

Hệ sinh thái của thực vật vĩ mô thủy sản và các quần xã của chúng là

đối tượng quan tâm của nhiều tác giả trên thế giới (Wiegleb 1978, Srivastava

et al 1995, Toivonen & Huttunen 1995, Khedr & El-Demerdash 1997) Thực

vật vĩ mô và các quần xã của chúng là thành phần quan trọng của khu vực ven

các ao hồ Chúng tạo thành các mô hình không gian đặc trưng (Hutchinson

1975, Kłosowski 2006), thường tạo thành một ranh giới chuyển tiếp giữa nguồn nước và quần xã reedswamp (sậy đầm lầy).Ngoài ra, chúng còn đóng

một vai trò quan trọng trong quá trình mọc lấn át các ao và làm thay đổi tínhchất nước và các thuộc tính bề mặt, ảnh hưởng đến hệ sinh thái toàn bộ ao

Thực vật vĩ mô có tác dụng hóa học mạnh mẽ trên mặt nước Loại bỏcác chất dinh dưỡng từ nước cũng như bơm chất dinh dưỡng từ trầm tích vàotrong nước, sản xuất oxy và loại bỏ là quá trình quan trọng nhất liên quan

(Lee & McNaughton 2004) Chúng có phần lớn các chức năng của sông, hồ

và có vai trò quan trọng về phục hồi chức năng của dòng chảy (Dahl &Wiegleb 1984)

Cả thực vật vĩ mô và quần xã của chúng có thể là chỉ thị tốt cho nhữngbiến đổi trong ao và các vùng nước khác do con người gây ra quá trình axit

hóa (Arts 2002) và hiện tượng phú dưỡng (Arts 2002, Nurminen 2003) Phát

hiện của họ chỉ ra rằng cả thực vật vĩ mô và quần xã của chúng (tại các khuvực khác nhau) không chỉ là ảnh hưởng do con người gây ra mà còn là sự

khác nhau về điều kiện môi trường sống trong hệ sinh thái nước (Vastergaard

và Sand-Jensen 2000, Heegaard et al 2001, Murphy 2002) Mối quan hệ giữa

thảm thực vật và môi trường chủ yếu là ở quy mô địa lý lớn hoặc trung bình

(Pott 1983, Ellenberg 1988, Grasmuck et al 1995, Khedr & El-Demerdash

1997, Mäkelä et al 2004, Meilinger et al 2005, Lacoul & Freedman 2006,

Kłosowski năm 2006, Penning et al 2008) Có một số nghiên cứu ở Trung Âu

mà trong đó đã nghiên cứu mối quan hệ của các yếu tố môi trường và quần xã

Macrophyte(Tóth & Braun 1995, Somodi & Botta-Dukát 2004, Navrátilová

lượng thấp Ca2+, Mg2+ và Cl-,Potamogeton lucensthích hợp với nước có

Ca2+cao Potametum lucentis thích hợp với nước có nồng độ Ca2+nghèo vàtrung tính, không xuất hiện ở nước giàu Ca2+ Nasturtiumofficinalelà chỉ thị tốt về nồng độ khoáng thấp L.minorlà chỉ thị tốt về hàm lượng khoáng cao

(đặc biệt là độ dẫn và Cl-)

Sự chống chịu, định nghĩa là khả năng duy trì tăng trưởng và năng suấttrong điều kiện mặn, là một đặc điểm polygenic phức tạp mà có thể bị ảnhhưởng bởi cơ chế sinh lý khác nhau (Munns et al, 1982; Munns và Termaat,1986; Cheeseman, 1988; Munns và Tester năm 2008; Horie et al, 2012; chomột đánh giá toàn diện các gen liên quan đến khả năng chịu mặn ở lúa, thấyNegrão et al, 2011) ở cấp độ tế bào, thực vật phản ứng với điều kiện nướcmuối trong hai giai đoạn, cụ thể là một thẩm thấu (chụp ion độc lập) và mộtgiai đoạn căng thẳng ion, có thể xảy ra một cách chồng chéo với các cường độkhác nhau trong quá trình căng thẳng mặn (Munns và Termaat, 1986; Munns,2002; Munns và James, 2003; Munns và Tester, 2008; Horie et al., 2012).Trong giai đoạn căng thẳng thẩm thấu, xảy ra ngay sau khi sự khởi đầu của độmặn, việc giảm khả năng thẩm thấu bên ngoài làm mất sự hấp thu nước vàcản trở việc mở rộng di động, trong đó, ở cấp toàn bộ nhà máy, dẫn đến tốc độtăng trưởng giảm (Matsuda và Riazi, 1981; Munns và Passioura, 1984;

Rawson và Munns, 1984; Azaizeh và Steudle, 1991; Fricke và Peters, 2002;Fricke, 2004; Boursiac et al, 2005) Khi căng thẳng mặn vẫn tồn tại qua nhiềungày, nhiều tuần, các ion natri (Na +) tích lũy đến mức độc hại, dẫn đến chết

tế bào và sự lão hóa lá sớm (Lutts và Bouharmont, 1996; Munns, 2002;Munns và James, 2003; Ghanem et al, 2008) Điều này thường được quan sátthấy trong giai đoạn ion của phản ứng mặn (Munns, 2002; Munns và James,2003; Munns và Tester, 2008) Cây có cơ chế riêng biệt để thích ứng với cácứng suất thẩm thấu và ion được điều khiển bởi một bộ gen (apse et al, 1999;.Carvajal et al, 1999; Halfter et al, 2000; Ishitani et al, 2000; Shi et al, 2000;.Zeng và Shannon, 2000; Rus et al, 2001; Berthomieu et al, 2003; Martínez-Ballesta et al, 2003; Boursiac et al, 2005, 2008; Ren et al, 2005 ; Huang et

al, 2006; Davenport et al, 2007; Obata et al, 2007; Székely et al, 2008; Horie et al, 2011; Rivandi et al, 2011; Asano et al, 2012 Munns et al, 2012;.Latz et al, 2013; Schmidt et al, 2013; Campo et al, 2014; Choi et al, 2014;.Liu et al, 2014) Cơ sở di truyền của thời gian phản ứng thích nghi với stressmặn vẫn còn để được khám phá trong gạo và các cây trồng khác Điều nàychủ yếu là do những thách thức trong việc nắm bắt các phản ứng sinh lý động

độ mặn cho một số lượng lớn các kiểu gen trong một cách không phá hủy.kiểu hình bằng tay để phát hiện thay đổi gia tăng trong tỷ lệ tăng trưởng trongthời gian căng thẳng và nhẹ thay đổi thẩm thấu trong màu lá do căng thẳngion là rất khó để định lượng cho một số lượng lớn các kiểu gen

Phản ứng tăng trưởng mặn gây ra trong một bảng điều khiển đa dạnggạo A đến C, Mối quan hệ giữa PSA và số liệu sinh khối thông thường Phântích tương quan Pearson đã được thực hiện giữa PSA và bắn diện tích (A), bắnkhối tươi (B), và bắn khối lượng khô (C) D, so sánh của PSA giữa phươngpháp điều trị tại mỗi 18 d của hình ảnh Sự khác biệt giữa phương pháp điềutrị tại mỗi thời điểm được xác định bằng cách sử dụng một chiều bị chặnANOVA, nơi nhập được coi như là một khối (P <0,0027) E, so sánh các môhình phản ứng tăng trưởng mặn gây ra giữa một trong năm nhóm quần thểđược xác định bởi Zhao et al (2011) Các phản ứng tăng trưởng mặn gây rađược mô hình hóa với một đường cong logistic giảm, và so sánh cặp đượcthực hiện giữa mỗi quần thể đan có thơm đã được loại trừ do n thấp phảnứng tốc độ tăng trưởng trung bình của mỗi quần thể được biểu thị bằng đườngliền, trong khi SE cho mỗi tiểu quần thể được chỉ định bởi bóng tối Trj,japonica nhiệt đới; Tej, japonica ôn đới; IND, indica; ADM, trộn lẫn

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀPHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Mối quan hệ giữa cấu trúc thành phần loài với các phân cấp độ mặnkênh mương thủy lợi trên địa bàn xã Thạch Bàn, Thạch Đỉnh, Thạch Khê,Thạch Lạc và Thạch Tượng của huyện Thạch Hà, Hà Tĩnh

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng nhiễm mặn nguồn nước hệ thống kênh mương thủy lợitrên địa bàn huyện Thạch Hà

- Xác định hiện trạng cấu trúc quần xã thực vật hệ thống kênh mương thủy lợihuyện Thạch Hà

- Đánh giá mối quan hệ giữa mức độ nhiễm mặn kênh mương thủy lợi và thựcvật lớn thủy sinh

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp và khảo sát thực địa:

- Từ bản đồ hành chính và bản đồ tự nhiên – xã hội huyện Thạch Hà,nghiên cứu được tiến hành trong các kênh mương thủy lợi trên địa bàn, tiếnhành thống kê các kênh mương thủy lợi trên địa bàn huyện Thạch Hà Lựa

chọn các kênh mương thủy lợi ở xã Thạch Bàn, Thạch Đỉnh, Thạch Khê,Thạch Lạc và Thạch Tượng ở các mức độ nhiễm mặn khác nhau với cáckhoảng cách khác nhau tới biển biển và thuộc về 2 nhóm: có hệ thống cốngngăn mặn và không có hệ thống cống ngăn mặn Cụ thể trong nghiên cứu nàylựa chọn 20 kênh mương, như sau:

Ký hiệu Khoảng cách đến biển (km)

12 - 16

M9 M11 M12 M18

> 16 M19

> 9

M15 M16 M17 M20

- Tiến hành khảo sát, dựa vào các tiêu chí sau: Chiều dài, chiều rộng, độsâu mực nước, vận tốc dòng chảy, đặc điểm của tầng bùn, đặc điểm bờ,khoảng cách tính đến cửa sông

2.4.2 Phương pháp lấy mẫu, phân tích và đánh giá chất lượng nước

Vị trí lấy mẫu nước:

Bảng 2.1 Danh mục các vị trí lấy mẫu nước và thực vật

M7 Thạch Khê 18 o 22’5.33’’B 105 o 56’14.37”Đ 13540 M8 Thạch Bàn 18 o 25’34.01’’B 105 o 55’51.06”Đ 4600

M9 Thạch Tượng 18 o 20’59.55’’B 105 o 56’3.95”Đ 16960 M10 Thạch Khê 18 o 23’6.94’’B 105 o 56’2.37”Đ 11640 M11 Thạch Khê 18 o 21’51.62’’B 105 o 56’16.10’’Đ 14490 M12 Thạch Tượng 18 o 21’3,57’’B 105 o 55’45.88’’Đ 15950 M13 Thạch Bàn 18 o 25’19.38’’B 105 o 55’49.77’’Đ 4780

Mẫu được lấy theo phương pháp phân lớp theo mức độ mặn (cụ thể cácđối tượng được lựa chọn được trình bày trong bảng 2.1, sơ đồ lấy mẫu đượctrình bày trong phụ lục 1) Trong mỗi mương tiến hành lấy vài mẫu khác nhautheo khoảng cách từ sông/cống cấp

Thời điểm lấy mẫu: lựa chọn 2 thời điểm

- 17/2/2016: Tiến hành lấy mẫu lần 1 (thời điểm cấp nước tưới cho vụ xuân)

- 15/3/2016: Tiến hành lấy mẫu lần 2 (thời điểm lưu nước mặt trong vụ xuân)Mẫu nước được thu thập bằng phương pháp lấy mẫu nước mặt theo cáctiêu chuẩn chất lượng hiện hành Tiến hành phân tích mẫu nước dựa trên cácthông số pH, EC, TDS, độ mặn Một số mẫu quan trọng sẽ tiến hành phân tíchthêm Cl-, SO42-

Chất lượng nước được đánh giá bằng các phương pháp

+ Theo QCVN 39: 2011/BTNMT – QCKTQG về chất lượng nướcdùng cho tưới tiêu

+ Theo phân mức độ mặn nguồn nước tưới tiêu

2.4.3 Phương pháp lấy mẫu và phân tích thành phần thực vật lớn

Lập ô tiêu chuẩn: căn cứ phương pháp điều tra thảm thực vật, tiến hành

lập ô tiêu chuẩn có kích thước 3x3m hoặc kích thước xấp xỉ khác phụ thuộckích thước thực tế của kênh mương Ở mỗi kênh mương nghiên cứu tiến hànhlấy tối thiểu 03 ô tiêu chuẩn ở các vị trí khác nhau

Tiêu chí đánh giá cấu trúc quần xã: trong từng ô tiêu chuẩn đánh giá:

+ Thành phần loài: định danh tại chỗ các loài thực vật lớn trên mặt vàtrong nước hoặc thu mẫu làm tiêu bản tươi hoặc tiêu bản ảnh phục vụ địnhdanh bổ sung (theo khóa định loại của Phạm Hoàng Hộ, 2000)

+ Sinh khối (tươi và sinh khối khô) được tiến hành bằng phương phápkhối lượng thông qua thu mẫu trực tiếp

+ Tỷ lệ các loài trong quần xã: được tính bằng sinh khối loài trên tổngsinh khối thu được tại mỗi ô tiêu chuẩn

Tiêu chí đánh giá mức độ đa dạng của quần xã: tại mỗi kênh mương:

+ Mức độ đa dạng bình quân của thực vật được xác định bằng chỉ số đadạng bình quân Shannon – Weiner (1949) – H’

Pi Pi

i

ln '

+ Mức độ ưu thế của loài trong khu hệ thông qua chỉ số bình quân (E –Pielou, 1996) hay chỉ số ưu thế (C – Simpson, 1949)

E = và C = ∑(

Trong đó: s - số loài trong mẫu vật

Pi - tỷ lệ số lượng cá thể của loài thứ i so với tổng số ni: Số cá thể của loài i trong mẫu thu

N: Tổng số cá thể trong mẫu

2.4.4 Phương pháp đánh giá mối quan hệ giữa chất lượng nước và thành phần loài

Thống kê mô tả: đánh giá mức độ xuất hiện của các loài tại các mức độ

mặn khác nhau theo các thông số môi trường

Phân tích tương quan được tiến hành để đánh giá mối quan hệ của một

loài với chất lượng nước (được xác định bằng chỉ số WQI và phân mức dinhdưỡng môi trường nước)

R =

Z =

Phân tích tương quan được tiến hành nhằm đề xuất xây dựng bộ chỉ thị

đánh giá mức độ nhiễm mặn kênh mương thủy lợi

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Hiện trạng nhiễm mặn kênhmương thủy lợi huyện Thạch Hà

Trong thời gian nghiên cứu từ tháng 1 đến tháng 4 năm 2016, nghiêncứu này đã tiến hành thu thập 80 mẫu nước tại 20 kênh mương trong 02 thờiđiểm (cấp nước tưới cho vụ xuân, lưu nước mặt trong vụ xuân) Trong đó 20kênh mương nghiên cứu thuộc hệ thống thủy lợi huyện Thạch Hà Các kênhmương được lựa chọn tại các hệ thống thủy lợi khác nhau về mức độ mặn,khoảng cách đến biển, chế độ sử dụng, kích thước Kết quả phân tích chấtlượng nước cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa các mương và giữa các thờiđiểm lấy mẫu

3.1.1.Biến động độ mặn các kênh mương nghiên cứu theo vụ mùa tại các kênh mương nghiên cứu

Kết quả lấy mẫu tại 02 thời điểm (cấp nước tưới cho vụ xuân, lưu nướcmặt trong vụ xuân) Thời điểm cấp nước có sự chuyển nước ngọt từ thượngnguồn đến khu vực nghiên cứu khiến độ mặn giảm, tuy nhiên thay đổi nàykhông đáng kể Sự khác biệt giữa các thời điểm lấy mẫu được thể hiện trongbảng 3.1

Do chịu ảnh hưởng của một số tính chất thủy vực nước đứng nên giá trị

pH của các hệ thống mương đều ở mức khoảng 7,28 – 7,44 nằm ở mức trungtính đến hơi kiềm, đều nằm trong giới hạn cho phép củaQCVN 39:2011/BTNMT, cho thấy nồng độ H+ trong nước phù hợp cho mục đích tướitiêu và đảm bảo đời sống thủy sinh Giá trị pH hơi kiềm có thể do ảnh hưởngcủa nhiễm mặn và quá trình hô hấp của vi sinh vật khi phân hủy các hợp chấthữu cơ

Thời điểm cấp nước tưới cho vụ xuân và lưu nước mặt trong vụ xuân

độ dẫn điện (EC), độ mặn trung bình giao động không nhiều EC trung bìnhthời điểm cấp nước tưới cho vụ xuân là 5,64 mS/cmthấp hơn EC trung bình

thời điểm lưu nước mặt trong vụ xuân (7,04 mS/cm) Độ mặn trung bình củanước thời điểm cấp nước tưới cho vụ xuânlà 3,5‰ cũng thấp hơn độ mặntrung bình của nước thời điểm lưu nước mặt trong vụ xuân (4,3‰) Nhìnchungnước ở các khu vực nghiên cứu có độ dẫn điện và độ muối tương đốicao gây ảnh hưởng đến tăng trưởng thực vật và sản xuất cây trồng.

Bảng 3.1: Giá trị trung bình các thông số quan trắc của

các kênh mương nghiên cứu

Thông số Đơn vị

Giá trị trung bình

QCVN 39: 2011/BTNMT

Thời điểm cấp nước tưới cho

vụ xuân

Thời điểm lưu nước mặt trong vụ xuân

là 5504,02 mg/l.Giá trị TDS của hầu hết các mương tương đối cao, giá trịTDS trung bình thời điểm cấp nước tưới cho vụ xuân và thời điểm lưu nướcmặt trong vụ xuân của các kênh mương đều cao hơn giới hạn cho phép củaQCVN 39: 2011/BTNMT

Hàm lượng clorua (Cl-) tại hầu hết các kênh mương trên địa bàn nghiêncứu tương đối cao Giá trị của Cl- trung bình đều vượt từ 5,54 đến 6,86 lần sovới QCVN39: 2011/BTNMT Hàm lượng trung bình Cl-thời điểm cấp nướctưới cho vụ xuân là 1938,3 mg/l, thời điểm lưu nước mặt trong vụ xuân là

2399,8 mg/l Hàm lượng Cl-thời điểm lưu nước mặt trong vụ xuân cao hơnthời điểm cấp nước tưới cho vụ xuân.

Hàm lượng sunphat (SO42-) tại hầu hết các địa điểm nghiên cứu có giátrị trung bình đều nằm trong giá trị cho phép của QCVN39: 2011/BTNMT

Tỷ lệ Cl-:SO42- trung bình trong thời gian nghiên cứu là 9,7 Khu vựcnghiên cứu mặn clo do quá trình xâm thực từ biển, mỏ muối tự nhiên,…

Phần lớn các kênh mương trên địa bàn nghiên cứu bị nhiễm mặn, làmảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước, thay đổi hệ thống thực vật thủysinh mẫn cảm với độ mặn.Thời điểm cấp nước có sự chuyển nước ngọt từthượng nguồn đến khu vực nghiên cứu khiến độ mặn giảmnên mức độ mặnthấp hơn so với thời điểm lưu nước mặt trong vụ xuân

3.1.2 Phân bố độ mặn trên hệ thống kênh mương nghiên cứu

Theo như kết quả ở trên, mức độ nhiễm mặn nước không có sự khácbiệt lớn giữa các thời điểm nghiên cứu, tuy nhiên lại có sự khác biệt rõ rệtgiữa các kênh mương nghiên cứu

Gıá trị pH tại tất cả các kênh mương thủy lợi dao động từ 6,7 đến 7,9đều nằm trong giới hạn cho phép từ 5,5 – 9 của QCVN 39: 2011/BTNMT

Độ dẫn điện (EC) trong thời gian nghiên cứu tại các kênh mương thủylợi dao động từ 0,2 mS/cm đến 25,3 mS/cm Giá trị EC có sự chênh lệch khálớn giữa các kênh mương Phần lớn các kênh mương có EC cao, có 16 kênhmương có giá trị EC> 0,75 cho thấy nước tưới không tốt cho cây trồng và 4kênh mương có giá trị EC < 0,75 cho thấy nước tưới tốt.Tương tự như vậy,giá trị TDS đo được tại các mương nghiên cứu có 65% nằm trong giá trị chophép của QCVN 39: 2011/BTNMT, 35% vượt quá giới hạn cho phép củaQCVN 39: 2011/BTNMT do ảnh hưởng của xâm nhập mặn

Bảng 3.2: Giá trị trung bình các thông số quan trắc tại

các kênh mương nghiên cứu

Ký hiệu pH EC

(mS/cm)

TDS (mg/l)

2-Độ mặn trung bình tại một số kênh mương trên địa bàn nghiên cứutương đối cao Có 35% kênh mương có độ mặn trung bình >2 vượt quá 8,45

đến 1 lần mức giới hạn cho phép của nước tưới Điều này cho thấy dấu hiệunhiễm mặn ở các kênh mương thủy lợi.

Căn cứ vào các thông số chất lượng nước ở trên, tình trạng nhiễm mặntại các kênh mương được chia làm 03 mức theo các thang đánh giá hiện hành

và theo các quan điểm của các tác giả

Theo quan điểm của Zernop (1934), căn cứ vào độ muối (độ mặn), trênđịa bàn nghiên cứu có 7 mương thuộc nhóm nước ngọt (chiếm 35%), đa số làcác mương nằm trong khu vực cách biển trên 16 km Tuy nhiên có một sốmương nước ngọt nằm gần biển (ví dụ: M19 và M20) song lại có cống ngănmặn đóng trong thời gian nghiên cứu (hình ảnh minh họa tại Phụ lục 2) Có

12 mương thuộc nhóm nước lợ (chiếm 60%), đa số là các mương nằm trongkhu vực cách biển 4,6 km đến 16 km Có 1 mương nước mặn (chiếm 5%)nằm cách biển 4,57 km

Theo quan điểm của Karpervit, trên địa bàn nghiên cứu có 7 mươngthuộc nhóm nước ngọt lợ (chiếm 35%), đa số các mương nằm trong khu vựccách biển trên 16 km Có 8 mương thuộc nhóm nước lợ nhạt (chiếm 40%), đa

số các mương nằm trong khu vực cách biển 9 km đến 16 km Có 5 mươngthuộc nhóm nước lợ vừa (chiếm 25%), đa số các mương nằm trong khu vực

bé hơn 8 km Do một số mương có cống ngăn mặn đóng trong thời giannghiên cứu nên các mương nằm gần biển hơn nhưng lại nằm trong nhómnước có độ mặn thấp hơn (ví dụ: M19, M20, M8, M13 )

Theo quan điểm của Fetter (2000), trên địa bàn nghiên cứu có 8 mươngthuộc nhóm nước ngọt (chiếm 40%), đa số các mương nằm trong khu vựccách biển trên 16 km Có 6 mương thuộc nhóm nước lợ (chiếm 30%), đa sốcác mương nằm trong khu vực cách biển 11 km đến 16 km Có 1 mươngthuộc nhóm nước hơi mặn (chiếm 5%), nằm cách biển 9 km Có 5 mương

thuộc nhóm nước mặn (chiếm 25%), đa số các mương nằm trong khu vựccách biển bé hơn 8 km.

Như vậy, tổng hợp các quan điểm có thể chia các mương nghiên cứu rathành 3 nhóm: nước ngọt, nước lợ và nước mặn Theo đó, tôi xem xét sự xuấthiện của thực vật lớn tại các kênh mương nghiên cứu trong 3 nhóm này

3.2 Hiện trạng cấu trúc quần xã thực vật lớn ở các kênh mương thủy lợi trên địa bàn huyện Thạch Hà

3.2.1 Thành phần loài thực vật lớn trên các kênh mương nghiên cứu

Trên 20 hệ thống mương trong suốt thời gian nghiên cứu, có tổng số 67loài thuộc 19 bộ khác nhau

Hình 3.1 Tỷ lệ loài của các họ thực vật xuất hiện trên địa bàn nghiên cứu

Trong đó đa dạng nhất là bộ cói (Cyperales) với 13 loài (chiếm 19%), tiếp theo là bộ hòa thảo (Poales) với 10 loài (chiếm 15%) Bộ cúc (Asterales),

bộ bạc hà (Lamiales) mỗi bộ đóng góp 06 loài (chiếm tương ứng 9%) Bộ sơn thù du (Cornales) đóng góp 5 loài (chiếm 7%), sau đó là bộ trạch tả (Alismatales) với 04 loài (chiếm 6%) Các bộ: cẩm chướng (Caryophyllales), rau răm (Polygonales), đậu (Fabales), sim (Myrtales) đóng góp 03 loài

(chiếm 4%) Bộ thài lài (Comelinales) và bộ sơ ri (Malpighiales) đóng góp 02loài (chiếm 3%) Còn lại là các bộ khác chiếm 16% Đặc điểm phân loại cácloài thực vật xuất hiện trên địa bàn nghiên cứu được trình bày cụ thể trongPHỤ LỤC 5

Trong đó, tại từng kênh mương nghiên cứu, mức độ xuất hiện của cácloài thực vật lớn được thể hiện trong bảng 3.3

Trung bình trên mỗi kênh mương nghiên cứu xuất hiện khoảng 15 loàithực vật Đa dạng nhất là ở M2 với 26 loài, M3 có 22 loài và M16 có 21 loài.Những mương này đều có diện tích rộng, là nơi nhận thải của nước thải chăn

nuôi, sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp, do đó hàm lượng dinh dưỡng trongnước cao hơn các mương khác, do đó có thể là nguyên nhân khiến cho cácloài thực vật phát triển đa dạng hơn Ở M6 có số loài ít nhất là 8 loài, tiếp đến

là M5có 9 loài Những mương này đều có diện tích nhỏ, sâu, cách xa khu dân

cư, không tiếp nhận nguồn thải nào, nước nghèo dinh dưỡng hơn so với cácmương khác, đây có thể là nguyên nhân hạn chế sự phát triển của các loàithực vật

Trung bình tại mỗi vị trí lấy mẫu có 5 loài, cao nhất là 7 loài, thấp nhất

là 3 loài Trong đó nhóm mương có nhiều loài hơn thì phần lớn tại mỗi vị trílấy mẫu có từ4 – 7 loài Nhóm mương có ít loài hơn trung bình tại mỗi vị trílấy mẫu có từ 3 – 4 loài

Bảng 3.3: Sự xuất hiện các loài thực vật lớn tại các mương nghiên cứu

St

Kênh mương nghiên cứu

1 Muống biển Ipomoea pes-caprae (L.) R Br. + +

2 Sài hồ nam Pluchea pteropoda Hemsl ex Hemsl. + + + + + + + + + + + + + + + + + +

3 Hải châu Sesuvium portulacastrum (L.) L +

5 Cải hoa tím Centaurium pulchellum (Sw.) Druce + + + +

6 Ngọc nữ biển Clerodendrum inerme (L.) Gaertn + + +

7 Năn xoắn Eleocharis spiralis (Rottb.) Roem & Schult. + + + + + + + + + + + + + + +

12 Tràng quả dị diệp Desmodium heterophyllum (Willd.) DC. + + + + + + + + + + + +