Sử dụng Động vật không xương sống cỡ lớn đánh giá chất lượng nước suối Thác Bạc độ cao trên 600m, thuộc vườn quốc gia Tam Đảo,Tỉnh Vĩnh Phúc

Tuy nhiên, hầu như phương pháp này chỉ được nghiên cứu và ứng dụng ở các nước ôn đới nên khi đưa vào sử dụng ở các nước nhiệt đới thì gặp một số khó khăn như xuất hiện nhiều họ mới không

ĐẢO, TỈNH VĨNH PHÚC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Môi trường

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Ngô Xuân Nam đã tận tình hướng dẫn và đưa ra những ý kiến quý báu trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả các thầy cô giáo, cán bộ nghiên cứu đang công tác tại Tổ Động vật,Trường Đại học

Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình nghiên cứu khoa học

Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến gia đình, bạn

bè, thầy cô đã luôn động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu ở Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Sinh viên thực hiện

ĐOÀN THANH HƯƠNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: khóa luận này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Ngô Xuân Nam

Các số liệu, những nghiên cứu được trình bày trong khóa luận này trung thực và chưa từng công bố dưới bất cứ hình thức nào

Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Sinh viên thực hiện

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ASPT : Average Srores Per Taxon

Điểm số trung bình cho các đơn vị phân loại

BMWP : Biological Monitoring Working Party

Một tổ chức nghiên cứu về quan trắc sinh học

ĐVKXS : động vật không xương sống

DO : Dissolved Oxygen: Oxy hòa tan

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2 1: Mối liên quan giữa chỉ số sinh học ASPT và mức độ ô nhiễm15

Bảng 3 1:Thành phần các họ ĐVKXS cỡ lớn tại khu vực nghiên cứu 19

Bảng 3 2: Tỷ lệ % họ ĐVKXS cỡ lớn tại khu vực nghiên cứu 23Bảng 3 3: Giá trị DO, pH và nhiệt độ nước tại các điểm nghiên cứu 25Bảng 3 4: Chỉ số BMWP và ASPT tại các điểm thu mẫu 28

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3 1: Tỷ lệ % số họ theo bộ ở các điểm nghiên cứu 24

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1.Lý do chọn đề tài 1

2.Mục đích nghiên cứu 2

3.Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2

3.1 Ý nghĩa khoa học 2

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Khái quát về tình hình sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng nước trên thế giới 4

1.2 Khái quát về tình hình sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng nước ở Việt Nam 7

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

2.1 Đối tượng nghiên cứu 11

2.2.Địa điểm và thời gian nghiên cứu 11

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu 11

2.2.2.Thời gian nghiên cứu 11

2.3 Nội dung nghiên cứu 12

2.4.Phương pháp nghiên cứu 12

2.4.1 Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa 12

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nhiệm 13

2.4.3.Phương pháp xử lý số liệu 13

2.4.4 Phương pháp xác định hệ thống tính điểm BMWPVIET và chỉ số sinh học ASPT 14

2.5 Khái quát điều kiện tự nhiên tại Vườn Quốc Gia Tam Đảo, Tỉnh Vĩnh Phúc 15

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 19

3.1 Thành phần các họ ĐVKXS cỡ lớn tại suối Thác Bạc thuộc Vườn

Quốc gia Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc 19

3.2 Tỷ lệ các họ ĐVKXS ở khu vực nghiên cứu 23

3.3 Đánh giá chất lượng môi trường nước tại khu vực nghiên cứu 24

3.3.1 Một số chỉ số thủy lý, hóa học của nước 24

3.3.2 Đánh giá chất lượng nước khu vực nghiên cứu bằng hệ thống điểm BMWPVIET và chỉ số ASPT 28

3.4 Tìm hiểu một số nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng nước và đề xuất giải pháp để sử dụng tài nguyên nước một cách hợp lí khu vực nghiên cứu 29

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU 1.Lý do chọn đề tài

Ngày nay,khi môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi các chất thải của hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt,…thì công tác quan trắc,giám sát môi trường nước trở thành vấn đề cấp thiết Các công tác này có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp lý hóa (pH, DO, COD, BOD, NO3-

, PO4 3-, TSS,…) hoặc phương pháp sinh học (cá, động vật không xương sống cỡ lớn, động vật nguyên sinh,vi sinh vật,…)

Hiện nay trong công tác quan trắc, giám sát môi trường nước, phương pháp thường sử dụng nhiều nhất là phương pháp lý hóa Phương pháp này có một số hạn chế là nó chỉ phản ánh tình trạng thủy vực ngay tại thời điểm lấy mẫu, khó có thể dự báo được chính xác về tác động lâu dài của môi trường nước đến hệ sinh vật dưới nước,đồng thời việc quan trắc này phải được thực hiện liên tục với tần suất lớn gây nhiều tốn kém về mặt kinh tế Trái lại, phương pháp quan trắc sinh học này lại khắc phục được một số hạn chế của các phương pháp khác như cung cấp được các dẫn liệu về thời gian, tiện lợi cho sử dụng và cho kết quả nhanh, trực tiếp về ảnh hưởng của nguồn nước bị

ô nhiễm đến sự phát triển của hệ thống thủy sinh vật Do đó phương pháp quan trắc sinh học ngày càng được sử dụng phổ biến

Tuy nhiên, hầu như phương pháp này chỉ được nghiên cứu và ứng dụng

ở các nước ôn đới nên khi đưa vào sử dụng ở các nước nhiệt đới thì gặp một

số khó khăn như xuất hiện nhiều họ mới không có trong hệ thống tính điểm của các nước ôn đới Vì vậy để áp dụng phương pháp này ở những vùng nhiệt đới thì cần phải có những nghiên cứu và điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện của vùng nhiệt đới

Ở Việt Nam, việc sử dụng ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá mức độ ô nhiễm

của các thủy vực đã được biết đến từ năm 1995 nhưng ít được sử dụng Đến năm 2000 khi Nguyễn Xuân Quýnh cùng các cộng sự xây dựng hệ thống tính điểm BMWPVIET

và khóa định loại đến họ ĐVKXS cỡ lớn nước ngọt thường gặp thì phương pháp này mới được ứng dụng vào quá trình đánh giá chất lượng nước

Suối Thác Bạc thuộc Vườn quốc gia Tam Đảo, huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc là môi trường sống thuận lợi cho các loài thủy sinh vật nói chung và các loài ĐVKXS cỡ lớn nói riêng Tuy nhiên chất lượng nước suối Thác Bạc đang

bị tác động ở nhiều mức độ khác nhau chủ yếu là do hoạt động của con người, đặc biệt là khu vực xung quanh thị trấn Tam Đảo Vì vậy, chúng tôi tiến hành

nghiên cứu “Sử dụng Động vật không xương sống cỡ lớn đánh giá chất lượng nước suối Thác Bạc độ cao trên 600m, thuộc vườn quốc gia Tam Đảo,Tỉnh Vĩnh Phúc” đế tìm hiểu thực trạng chất lượng nước tại một số thuỷ

vực có độ cao trên 600m tại suối Thác Bạc thuộc vườn quốc gia Tam Đảo

2.Mục đích nghiên cứu

Đánh giá chất lượng môi trường nước suối Thác Bạc thuộc địa phận Vườn quốc gia Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc bằng sinh vật chỉ thị là nhóm ĐVKXS cỡ lớn, sử dụng hệ thống điểm BMWPVIET

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Thông qua việc sử dụng ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá thực trạng môi trường nước, tìm ra nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng nước từ đó đưa ra giải pháp khắc phục ô nhiễm môi trường nước một cách hợp lý nhất

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Khái quát về tình hình sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng nước trên thế giới

Việc sử dụng quan trắc sinh học để đánh giá chất lượng nước sông đầu tiên hình thành ở châu Âu do hai nhà khoa học Kolkwitz (1908) và Marsson (1909) thực hiện Mức độ nhiễm bẩn của nước sông được chia thành 4 loại là bẩn ít, bẩn vừa α, bẩn vừa β và rất bẩn, mức độ được xác định dựa vào chỉ số

độ nhiễm bẫn (Saprobic index) Dựa vào danh các loài chỉ thị người ta chia thành các giá trị nhiễm bẩn phù hợp với sự chống chịu ô nhiễm của từng loài

Ở Anh

Ở Anh, việc quan trắc sinh học tiếp tục mở rộng với các chỉ số đánh giá mức độ ô nhiễm dựa trên nguyên tắc các nhóm sinh vật chống chịu ô nhiễm khác nhau Hai chỉ số được đánh giá cao là chỉ số định lượng “Chỉ số Trent” (TBI) của Woodiwis (1964) và chỉ số bán định lượng “Điểm số Chandler (CBS) của Chandler (1970)

Việc sử dụng chỉ số TBI và điểm số CBS chỉ phù hợp đánh giá chất lượng nước sông trong phạm vi nhỏ mà không phù hợp áp dụng cho diện rộng Vì thế năm 1976, một tổ chức nghiên cứu quan trắc sinh học

“Biological Monitoring Woring Party” ra đời đã đưa ra hệ thống điểm số BMWP, sự phân loại mức độ ô nhiễm nước dựa vào số loài và phân bố của ĐVKXS cỡ lớn (dẫn theo tài liệu [28])

Ở Tây Ban Nha

Năm 1988, Alba - Tercedor và Sanchoz - Ortega đã áp dụng phương pháp sử dụng chỉ số BMWP tại khu vực bán đảo Iberia (ở Tây Ban Nha) Kết quả nghiên cứu cho thấy xuất hiện một số họ mới và điểm số của một số họ cũng có sự biến đổi Sau đó Carmen Zamora cùng một số người tiến hành một

nghiên cứu để giải thích sự biến thiên của chỉ số BMWP và chỉ số ASPT theo nhiệt độ và xác định sự phụ thuộc của các chỉ số này theo mùa Cuộc nghiên cứu trong vòng 2 năm đã cho kết quả: đối với thủy vực không ô nhiễm sự tương quan giữa chỉ số BMWP và nhiệt độ là không đáng kể, các thủy vực bị

ô nhiễm thì chỉ số BMWP phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, còn đối với chỉ số ASPT thì không phụ thuộc vào nhiệt độ ngay cả khu vực ô nhiễm hay không

ô nhiễm Qua đây các nhà nghiên cứu khẳng định chỉ số BMWP phụ thuộc vào mùa vụ còn chỉ số ASPT thì không, do vậy mà chỉ số ASPT được đánh giá là ưu việt hơn [20]

Ở New Zeland

Các nhà nghiên cứu đã nhận thấy những hiệu quả trong việc sử dụng hệ thống điểm số BMWP trong việc đánh giá chất lượng nước sông nhất là loại ô nhiễm hữu cơ Do đó họ đã tiếp nhận hệ thống điểm số này và phát triển chúng cho phù hợp với đất nước mình, chỉ số được biến đổi gọi là MCI (Macroinvertebrate Community Index) tương tự như điểm trung bình

bậc phân loại ASPT của Anh [32]

Ngoài ra, hệ thống điểm số BMWP còn được ứng dụng và đạt hiệu quả cao trong việc đánh giá chất lượng nước sông ở một số các nước như Thụy Điển, Bồ Đào Nha, Braxin, Italia, Pháp …

Ở Thái Lan

Năm 1977 Mustow đã nghiên cứu quần xã ĐVKXS cỡ lớn ở 23 điểm thuộc sông MaePing và đưa ra một số thay đổi phù hợp với điều kiện ở Bắc Thái Lan Hệ thống BMWP được sửa đổi ở Thái Lan được gọi là hệ thống BMWPTHAI [14]

Sau khi có hệ thống BMWPTHAI thì phương pháp này đã được nghiên cứu, ứng dụng và phát triển thêm để đánh giá chất lượng nước nhằm quản lí

và bảo tồn các lưu vực sông ở Thái Lan Một trong những nghiên cứu đó là

“Nghiên cứu sự tương quan giữa ĐVKXS cỡ lớn ở nước ngọt và các yếu tố chất lượng môi trường trong lưu vực sông Nam Pong Thái Lan” được thực hiện bởi Khoa Sinh học của Đại học Khon Kaen năm 1998, với 27 địa điểm thu mẫu trong lưu vực sông Nam Pong gần sông Pong, sông Cheon, sông Chi Mục đích nhằm nghiên cứu những ảnh hưởng của chất lượng môi trường nước đến cộng đồng ĐVKXS cỡ lớn sống trong đó [24], [34]

Ở Malaysia

Một cuộc nghiên cứu ở Malaysia vào năm 1999 do Bộ Môi trường Malaysia thực hiện trên sông Linggi nhằm đánh giá tiềm năng của việc sử dụng ĐVKXS cỡ lớn trong việc đánh giá, giám sát chất lượng nước

Cùng thời điểm này, Khoa Sinh học, Trường Đại học Putra cũng tiến hành nghiên cứu sử dụng hệ thống BMWP để đánh giá chất lượng sông Langat với 4 khu vực lấy mẫu ở thượng nguồn và 4 khu vực lấy mẫu ở hạ nguồn Kết quả nghiên cứu cho thấy ở thượng nguồn thu được 54 loài còn ở

hạ nguồn thu được 49 loài, chất lượng nước sông cũng giảm dần khi chảy đến

hạ nguồn do chịu ảnh hưởng của nguồn ô nhiễm từ khu dân cư [18]

Ở Ấn Độ

Ở Ấn Độ, năm 1994, De Zwart và Trivedi đã chuyển đổi điểm số BMWP cho phù hợp với Ấn Độ là loại ra một số họ không có và thêm vào một số họ có ở Ấn Độ Một vài điểm số đã được phân phối trong điểm gốc cũng được thay thế để phản ánh các mức độ khác nhau về sự chống chịu của các họ nhất định đã tìm thấy tại các cửa sông của Ấn Độ

Một nghiên cứu sử dụng điểm số BMWP khác do Bihar nghiên cứu ở sông Ramjan nhận thấy các thông số lý hóa biến động theo mùa, nó sẽ ảnh hưởng đến độ phong phú của ĐVKXS cỡ lớn và cũng nhận thấy kích thước quần thể ĐVKXS cỡ lớn cũng tương quan nghịch với thông số pH và DO

Tác giả Sabib nghiên cứu ở sông Shendumi nhận định rằng dựa vào kích thước cộng đồng ĐVKXS cỡ lớn có thể xác định được tình trạng chất lượng nước sông, hồ Tác giả, Maruthaynayagan và các cộng sự nghiên cứu ở

hồ Thirukulam qua nghiên cứu của mình thì khảng định kích thước ĐVKXS phụ thuộc vào mùa, cao nhất vào mùa mưa và thấp nhất vào mùa hè (dẫn theo

Lê Văn Khoa và cộng sự (2007) [7], và Mustow (1998) [33]

1.2 Khái quát về tình hình sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng nước ở Việt Nam

Việc nghiên cứu, đánh giá mức độ ô nhiễm các thủy vực ở Việt Nam đã được quan tâm từ lâu nhưng đến năm 1995 vẫn chưa có hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn các thủy vực Các hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn cùng với những chỉ tiêu trong các thang bậc phân loại đều là những dẫn liệu nghiên cứu

ở vùng ôn đới, hoàn toàn khác với điều kiện tự nhiên cũng như đặc tính sinh học của các thủy vực ở nước ta

Trên cơ sở nghiên cứu trong 10 năm (1985 - 1995) cùng với dẫn liệu đã biết trước đây về các thủy vực có nước thải vùng Hà Nội, Nguyễn Xuân Quýnh (1995) đã đề xuất một hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn các thủy vực

có nước thải ở Hà Nội dựa trên một số chỉ tiêu cơ bản về sinh học

Từ năm 1997 đến năm 1999, với sự tài trợ của quỹ Darwin của chính phủ Anh, hội nghiên cứu thực địa và sinh thái nước ngọt Anh Quốc đã phối hợp với Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 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 vi sinh vật chỉ thị quan trắc và đánh giá chất lượng nước ở Việt Nam” [11]

Năm 2000, Nguyễn Xuân Quýnh và các cộng sự đã đưa ra khoá định loại đến họ các nhóm ĐVKXS ở nước ngọt phục vụ cho việc nghiên cứu đánh giá chất lượng nước bằng SVCT Cũng trong năm này quy trình quan trắc và

đánh giá chất lượng nước ngọt bằng việc sử dụng SVCT là ĐVKXS cỡ lớn của Nguyễn Xuân Quýnh và các cộng sự cũng đã được công bố Năm 2004, Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự trên cơ sở các công trình nghiên cứu về giám sát sinh học nước ngọt bằng SVCT, mà đặc biệt là kết quả từ năm 1998 -

2000, đã thiết lập một quy trình lấy mẫu và một hệ thống tính điểm sử dụng trong quan trắc sinh học đối với các thuỷ vực nước ngọt tại Việt Nam Đã

xuất bản cuốn sách “Giám sát sinh học môi trường nước ngọt bằng động vật không xương sống cỡ lớn” Đây là tài liệu đầu tiên của Việt Nam được xuất

bản làm cơ sở nghiên cứu đánh giá chất lượng nước thông qua SVCT là ĐVKXS cỡ lớn [11]

Những nghiên cứu đầu tiên được các nhà khoa học Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện ở các khu vực phía Bắc và khu vực phía Nam Việt Nam Phía Bắc, các địa điểm lấy mẫu từ con suối chảy ra từ núi Tam Đảo ra khu vực đồng bằng và cuối cùng đổ

ra sông Cầu tiếp nơi tiếp nhận các nguồn thải từ các thành phố, thị trấn Ở phía Nam, các địa điểm lấy mẫu nằm trong và xung quanh thành phố Đà Lạt, các điểm thuộc suối Đac Ta Jun và các điểm thuộc sông Đa Nhim [11]

Năm 2001 - 2002, Nguyễn Vũ Thanh và Tạ Huy Thịnh thuộc Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật đã thực hiện nghiên cứu tại 28 điểm quan trắc thuộc lưu vực sông Cầu tại các tỉnh Bắc Giang, Bắc Cạn, Bắc Ninh, Thái Nguyên Qua nghiên cứu nước tại 28 điểm quan trắc đều thuộc loại ô nhiễm vừa đến ô nhiễm nặng, những loài đại diện cho môi trường nước sạch như bộ cánh úp đã không được tìm thấy ở đây khẳng định môi trường nước ở đây đang bị tác động nghiêm trọng Ngoài kết quả nghiên cứu tác giả còn bổ sung thêm 7 họ mới vào bảng điểm BMWPVIET bao gồm 5 họ côn trùng thủy sinh Ecdyonuridae, Polymitarcyidae, Sicomyzidae, Muscidaevà 2 họ thân mềm Stenothyridae và Hyalidae [14]

Năm 2003, tác giả Nguyễn Thị Mai thuộc bộ môn Sinh học, Khoa Khoa học, Trường Đại học Nông Lâm, Thành phố Hồ Chí Minh đã thực hiện nghiên cứu nhằm đánh giá sự đa dạng về thành phần loài ĐVKXS cỡ lớn và

sử dụng chúng để đánh giá chất lượng nước sông Sài Gòn thuộc quận 2, Thành phố Hồ Chí Minh Nghiên cứu được thực hiện trên 3 điểm và kết quả thu được trong 2 đợt lấy mẫu lấy đợt 1 gồm 23 họ và đợt 2 là 25 họ, qua xác định chỉ số ASPT cho thấy nước khúc sông này thuộc loại bẩn vừa α, cùng với đó kết quả này còn cho thấy chất lượng nước và thành phần loài liên quan đến nhau Điều này càng khảng định việc sử dụng ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá chất lượng nước là có cơ sở [9]

Năm 2006, tác giả Trương Thanh Cảnh và Ngô Thị Trâm Anh thuộc Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đai học Hồ Chí Minh tiến hành khảo sát thành phần ĐVKXS cỡ lớn của 4 hệ thống kênh chính của Thành phố Hồ Chí Minh(Tham Lương - Vàm Thuật, Nhiêu Lộc - Thị Nghè, kênh Đôi - Tẻ - Tàu

Hủ - Bến Nghé, hệ thống sông khu vực Nam Sài Gòn[2]

Năm 2008, tác giả Ngô Xuân Quảng công bố kết quả nghiên cứu về đa dạng sinh học quần xã ĐVKXS và đánh giá chất lượng môi trường nước hệ thống các con suối ở Vườn Quốc Gia Núi Chúa, tỉnh Ninh Thuận Tại khu vực miền Trung vào năm 2010, Nguyễn Văn Khánh và Trần Ngọc Sơn đã ứng dụng hệ thống quan trắc sinh học BMWPVIET

giám sát chất lượng môi trường nước sông ở Thành phố Đà Nẵng Các chỉ số sinh học đã phản ánh được hiện trạng chất lượng môi trường nước sông và cho chúng ta cái nhìn toàn diện hơn về những tác động tổng hợp của chất ô nhiễm đến hệ sinh thái và đời sống sinh vật [6]

Năm 2016, tác giả Nguyễn Văn Hiếu thuộc Khoa Sinh- Kỹ thuật nông nghiệp, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội 2 công bố kết quả nghiên cứu về đa dạng sinh học côn trùng nước ở Vườn Quốc Gia Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc

nhằm mục đích xác định thành phần loài của côn trùng nước tại suối Thác Bạc - Vườn Quốc Gia Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc đồng thời nghiên cứu sự phân bố, mật độ của của côn trùng nước theo mùa,theo độ cao và theo tính chất thuỷ vực [16]

Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu chỉ tập trung ở miền Bắc và miền Nam mà chưa quan tâm đến khu vực miền Trung Gần đây phương pháp này được nghiên cứu ở khu vực miền Trung tiêu biểu như tác giả Nguyễn Văn Khánh và cộng sự thuộc Khoa Sinh - Môi trường, Trường Đại học Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng đã thực hiện những nghiên cứu dùng ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá chất lượng nước ở các khu vực trên địa bàn Thành phố Đà Nẵng Các nghiên cứu được thực hiện tại sông Phú Lộc, sông Cu Đê, hệ thống sông Cầu Đỏ - Tuý Loan, cánh đồng Xuân Thiều Qua xác định chỉ số BMWP và ASPT cho thấy trên hầu hết các khu vực chất lượng nước đều thuộc loại “bẩn vừa” α đến “rất bẩn”, các kết quả này hoàn toàn phù hợp với những kết quả phân tích lí hoá đi kèm càng khẳng định việc sử dụng ĐVKXS trong đánh giá chất lượng nước là có hiệu quả [4], [5], [6] Ngoài ra còn có nghiên cứu của Hoàng Đình Trung và Mai Phú Quý (2014) tại suối Truồi, huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên - Huế [15] Điều đó góp phần làm đa dạng các phương pháp đánh giá chất lượng môi trường nước tại khu vực miền Trung

Các công trình nghiên cứu nêu trên cho thấy phương pháp quan trắc sinh học thông qua ĐVKXS cỡ lớn là tối ưu, đã phần nào phát triển và đang ngày càng được áp dụng rộng rãi ở Việt Nam Việc sử dụng hệ thống điểm BMWPVIET và chỉ số ASPT đã nâng cao độ chính xác trong việc đánh giá chất lượng nước, phục vụ cho việc công tác quản lý môi trường nước hiệu quả hơn

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Các họ ĐVKXS cỡ lớn tại một số thủy vực dạng suối thuộc địa phận Vườn Quốc Gia Tam Đảo, Tỉnh Vĩnh Phúc

2.2.Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành ở 4 điểm nghiên cứu có độ cao trên 600m thuộc suối Thác Bạc của Vườn Quốc gia Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc và được đánh số thứ tự từ S1 đến S4 Các điểm nghiên cứu được sắp xếp theo thứ tự giảm dần so với mực nước biển

Điếm Sl: Đền Chúa có độ cao 1034m, nằm tại tọa độ vĩ độ Bắc N: 21 27,582‟, kinh độ Đông E: 105 38,843‟,nhiệt độ không khí là 180C, độ ẩm 86%, nhiệt độ nước là 15,10C,độ pH 7.2

Điểm S2: Cầu Quỷ có độ cao 927m, nằm tại tọa độ vĩ độ Bắc N: 21 27,353‟, kinh độ Đông E: 105 38,710‟, nhiệt độ không khí là 20,50C, độ ẩm 70%, nhiệt độ nước là 19,30C,độ pH 7.1

Điểm S3: Thác Bạc có độ cao 863m, nằm tại tọa độ vĩ độ Bắc N: 21 27,203‟, kinh độ Đông E: 105 38,627‟, nhiệt độ không khí là 20,50C, độ ẩm 76%, nhiệt độ nước là 18,40C,độ pH 7.6

Điếm S4: Vườn Lan có độ cao 788m, nằm tại tọa độ vĩ độ Bắc N: 21 27,097‟, kinh độ Đông E: 105 38,517‟, nhiệt độ không khí là 210C, độ ẩm 71%, nhiệt độ nước là 16,90C,độ pH 7.4

2.2.2.Thời gian nghiên cứu

Thời gian tiến hành nghiên cứu được thực hiện từ tháng 11/2016 đến tháng 5/2018.Thời gian thu mẫu ngoài thực địa được tiến hành từ ngày 12/11

/2016 đến ngày 17/11/2016

Toàn bộ mẫu vật thu ngoài tự nhiên được bảo quản và lưu trữ tại phòng thí nghiệm Động vật, khoa Sinh-Kỹ thuật nông nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

2.3 Nội dung nghiên cứu

Thành phần các họ ĐVKXS cỡ lớn tại suối Thác Bạc độ cao trên 600m

thuộc địa phận Vườn Quốc Gia Tam Đảo, Tỉnh Vĩnh Phúc

Đánh giá chất lượng nước bằng sinh vật chỉ thị là các ĐVKXS cỡ lớn thông qua điểm số BMWPVIET

và chỉ số ASPT

Xác định một số chỉ số thuỷ lý, hoá học của nước

Tìm hiểu một số nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng nước và giải pháp để sử dụng tài nguyên nước một cách hợp lý thuộc địa phận địa phận Vườn Quốc Gia Tam Đảo, Tỉnh Vĩnh Phúc

2.4.Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa

- Phương pháp thu mẫu

Mẫu vật được thu theo phương pháp của Nguyễn Xuân Quýnh và cộng

sự, 2004 [11] Vật mẫu được thu bằng vợt ao (Pond net) và vợt tay (Hand net) bằng cách sục vợt vào các đám cỏ, cây bụi thủy sinh ven bờ hoặc các đám cây thủy sinh sống nổi trên mặt nước Các loại sinh vật sống trên mặt thủy vực

được thu bằng cách đưa nhanh vợt trên mặt nước Đối với các loài sống bám vào các tảng đá, dung phương pháp đạp nước ở nền suối hoặc nhấc các tảng

đá lên tìm kiếm và dung panh mềm để nhặt mẫu Ở những vùng nước nhỏ

hoặc dòng chảy hẹp thì việc thu mẫu được thực hiện bằng vợt cầm tay

- Phương pháp xử lý mẫu

Mẫu sau khi thu được loại bỏ rác, làm sạch bùn đất Nhặt qua mẫu ngay tại thực địa Sử dụng panh, thìa và khay nhôm để nhặt vật mẫu Mẫu thu ngoài thực địa được bảo quản trong cồn 800, ghi etiket đầy đủ và đem về lưu trữ, bảo quản, phân tích và định loại tại phòng thí nghiệm Động vật học,khoa

Sinh - KTNN, trường Đại học sư phạm Hà Nội 2

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nhiệm

- Phương pháp nhặt mẫu

Mẫu được rửa sạch cho ra khay (đãi mẫu) Dùng panh nhặt các đại diện của ĐVKXS cỡ lớn, mẫu sau khi nhặt cho vào lọ và bảo quản trong cồn 80°

- Phương pháp phân tích mẫu vật

Dụng cụ phân tích bao gồm: kính lúp 2 mắt, kính hiển vi, đĩa petri, panh mềm, kim phân tích,…Phân loại mẫu vật: mẫu vật được phân loại dựa trên đặc điểm hình dạng ngoài của đối tượng nghiên cứu theo các khoá định loại được công bố trong và ngoài nước của: Đặng Ngọc Thanh và cộng sự (1980) [12], Đặng Ngọc Thanh, Hồ Thanh Hải (2001) [13], Nguyễn Văn Vịnh (2003) [25], Cao Thi Kim Thu (2002) [17], Hoang Duc Huy (2005) [20], Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2001) [10], Meritt và Cummins (1996) [21],…

2.4.3.Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu được xử lý bằng phần mềm Microsoft Office Excel 2010

2.4.4 Phương pháp xác định hệ thống tính điểm BMWPVIET và chỉ số sinh học ASPT

Để đi đến những phương pháp chuẩn, một tổ chức nghiên cứu về quan trắc sinh học “Biological Monitoring Working Party” (BMWP), được thành lập ở Anh vào năm 1976, đã đưa ra một hệ thống mới đó là hệ thống tính điểm số BMWP Trừ lớp giun ít tơ, hệ thống này sử dụng số liệu ở mức độ

họ, mỗi họ được quy cho một điểm số phù hợp với tính nhạy cảm của nó với

sự ô nhiễm hữu cơ Những điểm số riêng được cộng lại để cho điểm số tổng của mẫu Có thể nhận được sự biến thiên của điểm số BMWP bằng cách chia điểm tổng số cho số họ có mặt, ta được một điểm số trung bình cho các đơn vị phân loại (ASPT: Average Score Per Taxon)

Chỉ số ASPT được tính theo công thức: ASPT = (∑BMWP)/N

Trong đó: N: tổng số họ tham gia tính điểm

BMWP: tổng điểm số BMWP

ASPT: điểm số trung bình trên một đơn vị phân loại

Nhược điểm của điểm số BMWP là ở chỗ căn cứ vào phạm vi của các

họ thì có loài chống chịu, có loài ưa thích với điều kiện sinh thái hẹp Ví dụ: đại diện của họ Chironomidae tìm thấy trong hầu hết những nơi sống là nước ngọt đã được biết đến, trong họ bao gồm những loài và giống có khả năng chống chịu cao, đôi khi trong một biên độ rộng của sự ô nhiễm, nhưng nó gồm cả những loài và giống khác rất nhạy cảm và đặc hiệu trong sự ưa thích

và chịu đựng sinh thái Tuy vậy, toàn bộ họ được phân loại như là mức độ chống chịu với ô nhiễm bằng điểm số BMWP Nhận xét tương tự cũng được

áp dụng trong trường hợp này, chúng hoàn toàn được xếp vào loại có khả năng chống chịu cao

Hệ thống tính điểm số BMWP rất có hiệu lực trong thực tiễn và tương đối dễ dàng áp dụng khi đòi hỏi của nó về mức độ kỹ năng phân loại tương

đối bình thường Kết quả là nó được chấp nhận một cách rộng rãi ở nhiều nước khác nhau

Từ kết quả tính điểm theo hệ thống tính điểm BMWPVIET và điểm số ASPT, chúng ta có thể đánh giá được mức độ ô nhiễm môi trường nước tại mỗi điểm nghiên cứu hay so sánh mức độ ô nhiễm giữa các điểm nghiên cứu với nhau dựa vào bảng sau:

Bảng 2 1: Mối liên quan giữa chỉ số sinh học ASPT và mức độ ô nhiễm

Chỉ số sinh học

Điểm 0 Nước cực kỳ bẩn (không có ĐVKXS)

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

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

Điểm 5 – 5,9 Nước bẩn vừa ( Mesosaprobe)

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

Điểm 8 – 10 Nước sạch

Nguồn: Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự, 2004 [11]

2.5 Khái quát điều kiện tự nhiên tại Vườn Quốc Gia Tam Đảo, Tỉnh Vĩnh Phúc (Nguồn:Wikipedia)

2.5.1 Vị trí địa lý

Vườn quốc gia Tam Đảo là một vườn quốc gia của Việt Nam, nằm trọn trên dãy núi Tam Đảo, một dãy núi lớn dài trên 80 km, rộng 10–15 km chạy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam Vườn trải rộng trên ba tỉnh Vĩnh Phúc (huyện Tam Đảo), Thái Nguyên (huyện Đại Từ) và Tuyên

Quang (huyện Sơn Dương), cách Hà Nội khoảng 75 km về phía Bắc

Tọa độ địa lý của Vườn quốc gia Tam Đảo: 21°21'-21°42' vĩ Bắc và

105°23'-105°44' kinh Đông

2.5.2 Địa hình

Vườn quốc gia Tam Đảo là vùng núi cao nằm trọn trong dãy núi Tam Đảo Đây là dãy núi có trên 20 đỉnh cao từ 1.000m trở lên so với mặt nước biển, cao nhất là đỉnh Tam Đảo Nord 1.592m Địa hình ở đây có đặc điểm là đỉnh nhọn, sườn rất dốc, độ chia cắt sâu, dày bởi nhiều dông phụ gần như vuông góc với dông chính

2.5.3 Địa chất, thổ nhưỡng

Điều tra, nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy Vườn quốc gia Tam Đảo có 4 loại đất chính gồm đất Feralit mùn vàng phát triển trên đá macma axít, xuất hiện ở độ cao từ 700 m trở lên, có diện tích 8.968 ha; đất feralit mùn vàng đỏ phân bố trên núi thấp từ độ cao 400–700 m, phát triển trên đá macma kết tinh có diện tích 9.292 ha; đất feralit đỏ vàng phát triển trên nhiều loại đá khác nhau ở độ cao 100–400 m, có diện tích 1.7606 ha; và cuối cùng là loại đất dốc tụ và phù sa ở độ cao từ 100 m trở xuống có diện tích 1.017 ha

2.5.4 Khí hậu

Dãy núi Tam Đảo tạo ra 2 sườn Đông và Tây rõ rệt, lượng mưa hàng năm khác nhau đã góp phần tạo nên các tiểu vùng khí hậu khác biệt Đây cũng là yếu tố tạo ra 2 đai khí hậu nóng ẩm, nhiệt đới mưa mùa từ độ cao 700–800 m trở xuống và đai khí hậu á nhiệt đới mưa mùa, cũng như một số khu vực có nhiệt độ, lượng mưa rất khác nhau của Tam Đảo Tất cả tạo nên một Vườn quốc gia Tam Đảo được che phủ bởi một lớp thảm thực vật dày đặc, nhiều tầng và đa dạng về loài, đa dạng về quần xã sinh học và hệ sinh thái

2.5.5 Diện tích, kiểu rừng

Vườn quốc gia Tam Đảo rộng 34.995 ha, trong đó có 26.163 ha rừng, chủ yếu là dạng rừng tự nhiên mưa ẩm thường xanh với độ che phủ chiếm 70% diện tích toàn vườn Ngoài ra, trong Vườn quốc gia Tam Đảo cũng tồn tại một số kiểu rừng khác như rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp, rừng lùn trên đỉnh núi, rừng tre nứa, rừng phục hồi sau khai thác, rừng trồng, trảng cây bụi, trảng cỏ

2.5.6 Giá trị nghiên cứu, du lịch

Trong Vườn quốc gia Tam Đảo có nhiều địa danh thích hợp cho nghỉ mát, du lịch như Thác Bạc, Đền Mẫu Bà Chúa Thượng Ngàn, cầu Đái Tuyết,

Am Gió Thang Mây, cột phát sóng truyền hình ở độ cao 1.200 m

2.5.7 Mạng lưới thủy văn

Vườn quốc gia Tam Đảo có hai hệ thống sông chính là sông Phó Đáy ở phía Tây (Tuyên Quang, Vĩnh Phúc) và sông Công ở phía Đông (Thái Nguyên) Đường phân thủy rõ rệt nhất của hai hệ thống sông này là các đường dông nối các đỉnh núi suốt từ Mỹ Khê ở cực Nam đến Đèo Khế ở điểm cực Bắc Mạng lưới sông suối hai sườn của VQG Tam Đảo dồn xuống hai hệ thống sông này có dạng chân rết khá dày đặc và ngắn, có cấu trúc dốc và hẹp lòng từ đỉnh xuống chân núi Từ chân núi trở đi sông lại có dạng uốn khúc phức tạp trên mặt cánh đồng khá bằng phang, tương ứng với dạng địa hình đã tạo ra nó

Mật độ sông suối khá dày (trên 2 km/km2), các suối có thung lũng hẹp, đáy nhiều ghềnh thác, độ dốc lớn, khả năng điều tiết nước kém Do đặc điếm khí hậu mưa lớn, mùa mưa kéo dài, lượng bốc hơi ít (ở đỉnh của VQG Tam Đảo) nên cán cân nước dư thừa Đó là nguyên nhân làm các dòng chảy từ đỉnh Tam Đảo xuống có nước quanh năm

Chế độ thủy văn được chia thành 2 mùa khá rõ rệt: mùa lũ và mùa khô Mùa lũ trùng với mùa mưa (từ tháng 4 đến tháng 10), mùa khô từ tháng 11

đến tháng 3 năm sau Lũ lớn thường xảy ra vào tháng 8, lũ tập trung nhanh và rút cũng nhanh

Dòng chảy trong mùa khô do không có mưa to nên nguồn nước cung cấp cho sông chủ yếu là do nước ngầm (phụ thuộc vào lớp vở phong hóa địa chất và lượng mưa phùn mùa đông) Do đó, cả hai sông: Phó Đáy và sông Công đều có dòng chảy rất nhỏ Như vậy, khả năng cung cấp nước cho mùa đông là rất hạn chế Các dòng sông, suối trong vùng không có khả năng vận chuyển thủy, chỉ có thể dùng làm nguồn thủy điện nhỏ cho từng gia đình dưới chân núi Trong vùng cũng có những hồ chứa cỡ lớn như: hồ Núi Cốc, hồ Đại Lải; các hồ cỡ trung bình hoặc nhỏ như: hồ Xạ Hương, Khôi Kỳ, Phú Xuyên, Linh Lai Đó là nguồn dự trữ nước khá phong phú phục vụ nhu cầu dân sinh

và sản xuất của nhân dân trong vùng Hệ thống suối chính ở Vườn quốc gia Tam Đảo là suối Thác Bạc Thác Bạc do suối Mơ, suối Bạc và suối Tiên đổ vào Suối ở VQG Tam Đảo bắt nguồn từ các mạch nước nhỏ trên đỉnh núi cao nhập lại, đổ xuống suối Thác Bạc cao trên 40m nên có nước quanh năm Suối

có nhiệt độ nước tương đối thấp, ít khi tăng cao và có xu hướng ôn định Do đặc điêm địa hình chảy từ độ dôc trên 35m nên có tôc độ nước chảy mạnh, cuốn theo các chất mùn bã Vì vậy suối ở đây khá trong, hầu như không có hiện tượng lắng đọng Nền đáy suối chủ yếu là đá tảng, ít chất mùn Vào mùa mưa lưu lượng dòng nước khá lớn thường cuốn theo mùn bã thực vật, xác động vật, lá khô Do đó mùa này, nước suối thường vấn đục Trong khi đó vào mùa khô dòng nước chảy từ các mạch nước ngầm với tốc độ chậm hơn nhiều Dòng nước chảy xuống khu vực suối có độ cao thấp với tốc độ chảy rất chậm, lòng suối rộng và nông

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Thành phần các họ ĐVKXS cỡ lớn tại suối Thác Bạc thuộc Vườn Quốc gia Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc

Kết quả phân tích mẫu thu được trong khu vực nghiên cứu đã xác định được 30 họ, 12 bộ thuộc 6 lớp, 3 ngành của nhóm ĐVKXS cỡ lớn Bao gồm:

- 24 họ thuộc 10 bộ, 2 lớp của ngành Chân khớp

- 3 họ thuộc 02 bộ, 2 lớp của ngành Thân mềm

- 3 họ thuộc 02 bộ, 2 lớp của ngành Giun đốt

Kết quả nghiên cứu cụ thể được trình bày tại bảng 3.1

Bảng 3 1:Thành phần các họ ĐVKXS cỡ lớn tại khu vực nghiên cứu