Nghiên cứu đa dạng sinh học nhóm cladocera và mô hình tương quan với chất lượng môi trường nước ở các thủy vực nước ngọt, thành phố đà nẵng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG PHAN THỊ ÁI TRINH NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC NHÓM CLADOCERA VÀ MÔ HÌNH TƯƠNG QUAN VỚI CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ở CÁC THỦY VỰC NƯỚC NGỌT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG

PHAN THỊ ÁI TRINH

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC NHÓM CLADOCERA VÀ MÔ HÌNH TƯƠNG QUAN VỚI CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ở CÁC THỦY

VỰC NƯỚC NGỌT, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đà Nẵng – 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG

PHAN THỊ ÁI TRINH

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC NHÓM CLADOCERA VÀ MÔ HÌNH TƯƠNG QUAN VỚI CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ở CÁC THỦY

VỰC NƯỚC NGỌT, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

NGÀNH: QUẢN LÍ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRỊNH ĐĂNG MẬU

Đà Nẵng – 2017

hình tương quan với chất lượng môi trường nước ở các thủy vực nước ngọt, thành phố Đà Nẵng” là kết quả công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác Các số liệu liên quan được trích dẫn có ghi chú nguồn gốc

Tác giả khóa luận

Phan Thị Ái Trinh

Khóa luận tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu khoa học tự lực đầu tiên mà tôi

đã hoàn thành trong sự nghiệp học và làm khoa học của tôi Tuy nhiên, sự quan tâm, tin tưởng, giúp đỡ từ gia đình, thầy cô và bạn bè chính là những yếu tố quan trọng tạo nên

sự hoàn thiện của khóa luận

Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này, tôi xin phép được chân thành cảm ơn đến những người luôn đồng hành cùng tôi vừa qua:

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Khánh – người đã định hướng, động viên và đưa tôi đến gần hơn với khoa học

Tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy Trịnh Đăng Mậu - người đã tận tình chỉ dạy cho tôi những kiến thức bổ ích trong cả học tập và cuộc sống trong suốt thời gian chuẩn bị và thực hiện đề tài

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến những người bạn trong tập thể lớp 13CTM đã nhiệt tình

hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô Khoa Sinh – Môi trường đã trang

bị cho em kiến thức và tạo điều kiện về trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm cho em thực hiện tốt đề tài nghiên cứu của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2017

Sinh viên: Phan Thị Ái Trinh

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu đề tài 2

a Mục tiêu tổng quát: 2

b Mục tiêu c ụ thể 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

a Ý nghĩa khoa học 2

b Ý nghĩa thực tiễn 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Giới thiệu chung về Nhóm Cladocera 3

1.1.1 Phân loại của nhóm Cladocera 3

1.1.2 Đặc điểm hình thái của Nhóm Cladocera 3

a Kích thước và hình dáng cơ thể 4

b Vỏ giáp 4

c Đầu 5

d Thân 5

e Phần phụ 6

1.1.3 Đặc điểm sinh thái của Nhóm Cladocera 6

1.2 Ảnh hưởng của các yêu tố môi trường nước đến đa dạng của Cladocerans 7

1.2.1 Độ cứng của nước 7

1.2.2 Độ mặn 7

1.2.3 Acid 7

1.2.4 Độ đục 8

1.2.5 Nhiệt độ 8

1.3 Tình hình nghiên cứu về bộ Cladocera trên thế giới và Việt Nam 8

1.3.1 Trên thế giới 8

1.3.2 Ở Việt Nam 11

1.4 Điều kiện tự nhiên của vùng nghiên cứu 11

Điều kiện thủy hải văn 12

1.4.4 Điều kiện kinh tế xã hội 14

a Mật độ dân số 14

b Tỷ lệ lao động 14

c Thu nhập bình quân 15

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Đối tượng nghiên cứu 16

2.2 Nội dung nghiên cứu 16

2.3 Địa điểm, phạm vi và thời gian nghiên cứu 16

2.3.1 Địa điểm thu mẫu ngoài thực địa 16

2.3.2 Địa điểm nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 16

2.3.3 Phạm vi nghiên cứu: 17

2.3.4 Thời gian nghiên cứu 17

2.4 Phương pháp nghiên cứu 17

2.4.1 Phương pháp ngoài thực địa 17

2.4.2 Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm 17

a Phương pháp định loại 18

b Phương pháp xác định mật độ 18

c Phương pháp phân tích chất lượng nước 18

d Phương pháp xử lí số liệu 19

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

3.1 Đa dạng sinh học của Bộ Cladocera 22

3.1.1 Thành phần loài và mô tả loài c ủa Bộ Cladocera 22

3.1.2 Đa dạng sinh học tại các thủy vực 26

a Cấu trúc thành phần loài tại địa điểm nghiên cứu 26

3.1.3 Sự giàu loài 28

3.2 Mối tương quan giữa thông số chất lượng môi trường nước và thông số đa dạng sinh học Bộ Cladocera 29

3.2.1 Chất lượng môi trường nước các thủy vực nước ngọt 29

3.2.2 Mô hình tương quan 30

2 KIẾN NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36

Bảng 1.1 Các nhóm phân loại loài của nhóm Cladocera 3

Bảng 3.1 Chỉ số Đa dạng sinh học Shannon – Weiner ở các

Bảng 3.3 Bảng kết quả phân tích hồi quy tuyến tính đa biến 34

Hình 1.1 Hình thái chung của Cladoceran 4

Hình 1.4 Bản đồ mật độ dân số thành phố Đà Nẵng 14 Hình 2.1 Bản đồ các thủy vực khảo sát trên địa bàn thành phố Đà Nẵng 16 Hình 3.1 Biểu thành phần loài giữa thủy vực nước ngọt tại Đà Nẵng 23

Hình 3.2 Postabdoment, second antenna và hình thái chung của Moina

Hình 3.3 Hai nhánh của antenna thứ 2 và hình thái chung 25

Hình 3.4 Hình thái chung, postabdoment và phần đầu của

Hình 3.5 Hình thái chung, phần mỏ và postabdoment của Bosminopsis

Hình 3.7 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm mật độ các họ thuộc Nhóm Cladocera 27

Hình 3.9 Biểu đồ thể hiện hàm lượng các thông số chất lượng nước

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cladocera hay Giáp xác râu ngành là một trong ba nhóm chính của động vật phù

du nước ngọt; chúng đóng vai trò quan trọng đặc biệt trong chuỗi thức ăn của hệ sinh thái thủy sinh nước ngọt [29] Trên thế giới hiện nay đã ghi nhận được 620 loài thuộc bộ Cladocera [13] Một số lượng lớn các loài Cladoceran được ghi nhận từ Châu Âu, Bắc

Mĩ, Châu Úc và Nam Mĩ; trong khi các khu vực Châu Phi và Nam Á có số lượng ghi nhận thấp nhất [13] Trong hệ sinh thái, động vật phù du nói chung và Cladocera nói riêng đóng vai trò quan trọng trong lưới thức ăn tự nhiên với vị trí tiêu thụ sinh vật sản xuất thứ cấp như thực vật phù du và nó cũng là nguồn thức ăn chính của sinh vật bậc 3 [24] Cladoceran có thể làm thức ăn cho động vật giáp xác như: tôm, cua; cá nhỏ [1] Chính vì vậy, chúng có giá trị kinh tế rất lớn trong việc làm thức ăn cho cá hoặc ấu trùng

từ việc nuôi trồng nhân sinh khối hoặc thu trực tiếp từ tự nhiên [11]

Mặt khác, môi trường sống của các loài cladoceran – chủ yếu là các thủy vực nước ngọt – nơi đang ngày càng ô nhiễm từ các hoạt động kinh tế và sinh hoạt của con người [25] Theo báo cáo của Viện Thái Bình Dương năm 2010, môi trường nước phải chịu 2 triệu tấn chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp và nông nghiệp chưa được xử lí mỗi ngày [24] Việc các thủy vực nước ngọt ngày càng thu hẹp, cộng thêm sự xâm nhập mặn ngày càng sâu vào các con sông do hiện tượng biến đổi khí hậu đã làm cho tình trạng thiếu nước ngọt cho sản xuất và sinh hoạt ngày càng trầm trọng hơn [24],[ 29],[ 30] Chính vì vậy, chất lượng nước tại các thủy vực cần phải quản lí chặt chẽ và quan trắc thường xuyên để đảm bảo được an ninh nguồn nước [25]

Đà Nẵng – nơi giao thoa giữa các tiểu vùng khí hậu, có đặc thù đa dạng về địa hình điều đó dẫn đến đa dạng về hệ sinh thái [1] Tuy nhiên, Đà Nẵng vẫn chưa có nghiên cứu tổng thể nào về đa dạng sinh học của nhóm Cladocera tại các thủy vực nước ngọt Thêm vào đó, các sông ngòi cung cấp nước sạch chính cho thành phố bắt nguồn từ phía Tây, Tây Bắc thành phố và tỉnh Quảng Nam, nên vấn đề thiếu nước vào mùa khô ở đây là

điều không tránh khỏi [31] Mặt khác các thủy vực nhỏ hơn như hồ chứa nước, hồ tự nhiên có thể cung cấp nước chưa thật sự được quan tâm và có những đánh giá chung về chất lượng Xuất phát từ những cơ sở trên, chúng tôi tiến hành lựa chọn và nghiên cứu

đề tài: “Nghiên cứu đa dạng sinh học Nhóm Cladocera và mô hình tương quan với

chất lượng môi trường nước ở các thủy vực nước ngọt, thành phố Đà Nẵng”

2 Mục tiêu đề tài

a Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu đa dạng sinh học của Nhóm Cladocera và

xây dựng được mô hình tương quan giữa Đa dạng sinh học của nhóm

Cladocera và chất lượng môi trường một số thủy vực tại thành phố Đà Nẵng

b Mục tiêu cụ thể

- Xác định đa dạng thành phần loài của nhóm Cladocera phân bố tại các thủy vực nước ngọt trên địa bàn thành phố Đà Nẵng

- Xác định mật độ của các loài cladoceran tại mỗi thủy vực khảo sát

- Xây dựng được mô hình tương quan giữa thông tin đa dạng sinh học và các thông

số chất lượng môi trường nước

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

a Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp dẫn liệu khoa học về thành phần loài thuộc Nhóm Cladocera trên các thủy vực nước ngọt thành phố Đà Nẵng Bên cạnh đó cung cấp mô hình tương quan phù hợp nhất giữa thông số đa dạng và thông số chất lượng môi trường nước ngọt

b Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả của đề tài là cơ sở để áp dụng mô hình vào thực tiễn

Hơn thế nữa, đề tài cung cấp thông tin đa dạng loài Giáp xác râu ngành ở Đà Nẵng làm cơ sở tiền đề cho các nghiên cứu ứng dụng Giáp xác râu ngành vào trong sản xuất

thức ăn thủy sản

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu chung về Nhóm Cladocera

1.1.1 Phân loại của nhóm Cladocera

Thuật ngữ “cladocera” được dùng để chỉ các sinh vật nổi, nhưng không có sự đáng

kể về phân loại [31]

Nhóm Cladocera gồm có 4 bộ, 15 họ và 90 chi trên thế giới được cụ thể ở bảng sau [31]:

Bảng 1.1 Các nhóm phân loại loài của nhóm Cladocera

Martin (1992) đã cung cấp các hình ảnh và bảng vẽ mô

tả chi tiết hình thái của Nhóm Cladocera Nhìn chung,

cladocerans là một nhóm động vật phù du nhỏ thuộc về

một trong bốn nhóm giáp xác [31] Chi Daphnia và

Pleuroxus là ví dụ điển hình cho hình thái học của

cladoceran Đa số các loài cladoceran là động vật trong

suốt cỡ nhỏ, cơ thể của chúng nhìn chung là hình khối và

bơi giật ngược và được gọi chung là “Rận nước” Chúng

thường sống trong nước ngọt với kích thước có thể nhìn

thấy bằng mắt thường [31]

Cladocera không có đốt cơ thể hoặc phần phụ rõ ràng, mặc dù chúng có đốt ở râu thứ hai [31] Đặc trưng rõ ràng nhất của cladoceran bao gồm một mắt kép trung tâm như con trưởng thành và vỏ giáp màu hơi vàng trong suốt đã được sử dụng như khoang chứa con của mình[31] Tấm vỏ giáp được gắn vào phía sau cổ như lớp áo khoác ngoài, bọc xung quanh một phần hoặc toàn bộ cơ thể, ngoại trừ phần đầu[31] Trong nhóm Cladocera, cặp râu đầu tiên (gọi là antenules) là thường xuyên ngắt một đoạn và nhỏ, và chỉ có chức năng nhạy cảm với phản ứng hóa học Cặp thứ hai (gọi là antennae) thì rộng

và sử dụng để bơi [31]

a Kích thước và hình dáng cơ thể

Các loài thuộc nhóm Cladocera có kích thước trung bình: 5 – 18mm ở Haplopoda, 0,5 – 4 mm ở Ctenopoda, 0,18 – 4,5 mm ở Anomopoda, 0,5 – 2,1 mm ở Onychopoda [12] Con trưởng thành có chiều dài trung bình khoảng 0, 2 – 18mm [31]

Halopoda có cơ thể hình trụ, và cơ thể bị ép dẹt ở phía sau Có 3 vùng để có thể phân biệt: đầu, ngực và abdomen [12]

b Vỏ giáp

Hình 1.1 Hình thái chung của Cladoceran

“Nguồn: J Thorp và cs 2015”

Với bộ Ctenopoda và Anomopoda, chỉ có thân và postabdomen là được bao phủ bởi 2 mảnh giáp, gắn với mặt trước của vỏ đầu và với mặt lưng [12] Ở mặt sau, giáp có nhiều hình dạng: ovan, nhiều hoặc lộn xộn như hình thon hay hình cầu với góc nhọn sắc, lõm có răng cưa, vv Với mặt lưng, nó có hình cầu hoặc bị đè dẹt Mảnh vỏ của giáp thường được trang trí với những hoa văn hình học mờ [12]

Ở các Bộ ăn thịt Haplopoda và Onychopoda, giáp thường tiêu giảm mạnh như là

sự thích ứng thứ cấp để bảo vệ khoang chứa con ở lưng Nó có thể khác nhau và thỉnh thoảng có màu dễ nhìn thấy [12]

Phần đầu của các loài thuộc nhóm Cladocera thường không gắn với vỏ giáp và được bao phủ bởi vỏ đầu hoặc giáp đầu Ranh giới giữa bao vỏ đầu và giáp là có thể nhìn

thấy bằng một đường xiên [12] Các chi: Diaphanosoma, Moina, Polyphemus, và Podon

có sự tiêu giảm vỏ đầu theo sau là đường viền của các cơ quan bên trong chẳng hạn mắt kép [12] Giáp đầu của Anomopoda thường có nhiều chấm nhỏ được gọi là lỗ đầu Số lượng, hình dáng và hoa văn của lỗ đầu được mô tả đầu tiên bởi Frey (1959) và công bố

là sự phát sinh loài của Chydoroidae [12]

Ngực và abdomen: Ở nhóm Cladocera, sự giới hạn giữa ngực và abdomen cũng

không được xác định rõ ràng “Ngực” mang các chi, trong khi “abdomen” (tiêu giảm mạnh), không mang chi [12]

Postabdomen (Telson): postabdomen của Cladoceran không phân đốt, và có các

lông nhỏ ở phía sau: nó có thể lớn (Ctenopoda và Anomopoda) hoặc tiêu giảm (Onychopoda) Nó cực kì linh động ở mặt lưng bụng và đóng góp vào sự vận động Hình dáng và sống lưng của vỏ giáp và claw là đặc điểm phân loại quan trọng, làm cho thuận tiện cho việc định danh chi và loài [12] Vỏ giáp được cấu tạo từ lông nhỏ, gai hoặc cả hai, được sắp xếp trên một hàng kéo dài trên mép giáp [12] Postabdomen của con đực

có thể rất khác với hình dạng và sự trang trí của con cái, chúng thường đơn giản hơn [12]

e Phần phụ

Antennule: Ở con cái, chúng thường không chuyển động (Bosminidae) và chuyển

động (Moinidae, Macrothicidae …), cung cấp cho một hoặc nhiều râu cảm ứng Chúng được chèn vào mặt sau của đầu, phía sau mắt Hầu hết chúng thường có 9 râu cảm ứng

ở đỉnh tạo thành một búi [12] Antennule của Ctenopoda và Anomopoda cho thấy hình thái lưỡng tính Ở con đực, chúng có sự phát triển mạnh mẽ hơn và mang thêm phần phụ, rất dài thẳng hoặc chùm sao[12]

Antennae: Anomopoda có antennae ngắn và gắn vào mặt của đầu, thỉnh thoảng

phía dưới nắp đầu mở rộng của đỉnh đầu [17] Chính vì vậy, vòm chính có thể mở rộng đến vòm thứ cấp mà nó là một phần của vỏ giáp Antennae của Onychopoda chẻ đôi với

4 đoạn exopodite và 3 đoạn endopodite Mỗi nhánh mang 6 – 7 râu bơi dài [12]

Labrum (môi trên) thường di động và có hình cạnh khối tam giác [12]

1.1.3 Đặc điểm sinh thái của Nhóm Cladocera

Cladoceran hữu ích cho các nghiên cứu sinh thái học quần xã và quần thể, hành vi động vật, hình thái học chức năng, lịch sử vòng đời tiến hóa [12] Hầu hết tất cả thành viên của bộ Radopoda và một vài nhóm khác họ Sididae sống ở nhiều vị trí khác nhau như: đáy, trên mặt, thường ở gần các thực vật nước (macrophytes), những mảnh vụn thực vật thô (vât liệu thực vật suy tàn), trầm tích hữu cơ [31] Chúng chiếm vị trí chính trong cộng đồng thủy sinh, là thức ăn quan trọng của kể cả động vật ăn tảo và vi khuẩn, mồi chính của cá, chim, rệp nước và các loài ăn thịt dưới nước khác [31]

Sinh sản của nhóm này chủ yếu là sinh sản vô tính Vì vậy con đực thường cực kì hiếm trong mẫu [32] Con đực trong hầu hết nhóm cladocera có thể xác định dựa vào antennule mở rộng và kích thước dài hơn với con cái cùng nhóm [32] Cladocera có một cặp buồng trứng thon dài mà nằm dọc theo ống tiêu hóa Từ đoạn đầu tiên của phần hậu môn (ngoại trừ Onychopoda thì ngắn và bị giới hạn đến abdomen) Tại điểm cuối cùng

của hậu môn, hệ tiêu hóa dẫn đến vòi trứng hẹp và khoang rỗng Với cấu tạo khoang rỗng để chứa con và nhiều loại trứng khác nhau [12]

Đây là loài động vật nhỏ, cladoceran có tỉ lệ trao đổi chất tương đối nhanh Richman

(1958) đã tìm thấy tỉ lệ hô hấp của Daphnia là tương ứng với chiều dài cơ thể khoảng

2.14 lần, giá trị tương tự cho kích thước đặc biết cho tỷ lệ hô hấp được báo cáo cho nhiều loài động vật không xương sống [12]

Thức ăn: cladocera có sự phân biệt trong sự lựa chọn thức ăn Cladoceran ăn rất

nhiều mảnh nhỏ từ vi khuẩn nhỏ hơn có kích thước micromet qua tới tảo [12].Kích thước của tảo được chọn khoảng từ 1 đến 25𝜇𝑚 Kích thước của mảnh nhỏ thức ăn được xác định bởi nhiều nhân tố hơn là kích thước của cơ thể [12] Ví dụ, Bosmina có chỗ lọc thức

ăn lớn hơn là Daphnia Cladoceran được ăn bởi bất kì loài ăn thịt nước ngọt mà nó có thể nuốt chúng hoặc nhai chúng Một vài ví dụ của sự ăn thịt bao gồm: côn trùng hồ phổ biến, nhóm chuồn chuồn và giun dẹt, thủy tức, con kỳ giông, cá và các loài hình thức đáy [12]

1.2 Ảnh hưởng của các yêu tố môi trường nước đến đa dạng của

Cladocerans

1.2.1 Độ cứng của nước

Carter và cs (1980) đã tìm thấy 23 loài cladoceran ven bờ phân bố ở bờ đông Canada, 8 loài thuộc các chi có thể phân bố theo độ cứng của nước: Ceriodaphnia và 1 loài thuộc chi Eubosminidae hướng đến phân bố vùng nước cứng; Polyphemus, Sida, 2 loài Daphnia và 2 loài khác của chi Eubosminidae phân bố đa số ở nước mềm [12]

1.2.2 Độ mặn

Độ mặn là nhân tố chính giới hạn sự phân bố Cladoceran Cladocera là một nhóm với nhiều loài có thể chịu được độ mặn cao, nhưng một số cá thể phải thích nghi với khoảng hẹp của độ mặn Các loài đặc trưng có thể tìm thấy ở gần vùng nước đến 3.2%

độ mặn của đại dương Ví dụ, Moina sống ở hồ với độ mặn cao khoảng 39g/L [12]

1.2.3 Acid

Acid cũng ảnh hưởng đến phân bố Cladocera Cladoceran được tìm thấy hầu hết ở vùng nước trung tính hoặc nước kiềm, mặc dù có một vài loài sống ở hồ acid cao Chỉ

có một vài cladoceran nhỏ như: Bosmina, Chydorus, Diaphanosoma, Daphnia, Holopedium và Polyphemus có thể chịu được acid với pH từ 5 đến 3,8 [12]

1.2.4 Độ đục

Độ đục ảnh hưởng đến sự phân bố Cladoceran, bởi vì các vật chất như sét sẽ ảnh hưởng đến bộ phận lọc của Cladoceran Sự kết hợp của các thí nghiệm sự sống trong phòng thí nghiệm và quan sát ngoài thực địa cho thấy Moina và Diaphanosoma thích nghi với nước bùn nặng, trong khi Ceriodaphnia và Daphnia thì không [12]

1.2.5 Nhiệt độ

Tỷ lệ trao đổi chất của Cladocera có mối quan hệ với nhiệt độ Tại một vài nhiệt độ ven bờ thấp, tỉ lệ trao đổi chất nhanh đủ để duy trì sự phát triển và sinh sản Một sự tăng của nhiệt độ sẽ làm gia tăng tỉ lệ chuyển hóa đến cực đại [12].Trên ngưỡng nhiệt độ của

tỉ lệ chuyển hóa tối đa, xa hơn nữa gia tăng sự gây chết, bởi vì enzim chuyển hóa quan trọng là tổn thương hoặc bơi vì tỷ lệ hô hấp vượt quá tỷ lệ của năng lượng hấp thu Đa

số cladoceran có khả năng sống ở nhiệt độ trên 300C, và động vật chủ động với nước lạnh có thể thấp dưới [12].Sự nhạy cảm này đối với nhiệt độ cao có thể tăng nếu cladoceran được cho ăn bằng các loài tảo xanh độc [12]

Nhiệt độ môi trường có thể là nhân tố biểu hiện cho kích thước cơ thể Ví dụ, Stirling và Mc Queen (1986) đã tìm thấy chỉ dẫn của sự thay đổi nhiệt độ môi trường có

mối liên hệ với kích thước cơ thể và sự sinh sản ở loài Daphniopsis ephereralis, loài cư

trú ở những ao trong rừng lạnh [12]

1.3 Tình hình nghiên cứu về bộ Cladocera trên thế giới và Việt Nam 1.3.1 Trên thế giới

Nghiên cứu đầu tiên về cladocera được bắt đầu từ năm 1662 nhưng chưa có sự mô

tả phân loại loài cụ thể Dữ liệu đầu tiên về Cladocera được tìm thấy trong các tác phẩm của các họa sĩ Hà Lan loanne Goedardo, với tiêu đề “Metamorphosis Naturalis” và phát

hành ở Medioburg năm 1662 [12] Thông tin này đưa ra bởi Johannes Swammerdam trong “Historia Insectorum Generalis” được phát hành vào năm 1669 ở Utrecht và năm

1773 ở Latin [12] Swammerdam là người đầu tiên cho mô tả và hình ảnh của mẫu vật sống [12]

Đây là thời kì dài và sản sinh của các nghiên cứu cladocera, bắt đầu với nghiên cứu của O.F Muller (1776), và bao phủ 2 thế kỉ của nghiên cứu về hệ thống hình thái, giải phẫu, sản sinh và phát triển, sinh thái học và địa sinh học của các loài động vật này, Năm

1894, Klocke đã phát hành sự tổng hợp thư mực nghiên cứu cổ điển của Muller năm

1776 và 1785 Otto Friedrich Muller làm việc vào cuối thế kỉ 18, ông là nhà quan sát sắc sảo của loài giáp xác nhỏ [12] Các bức ảnh màu và mô tả của ông về hành vi của đa số các loài ở Lalinh (ví dụ daphnids) đã được viết trong cuốn “Động vật nước của Linnaeus” [12] Muller ghi nhận đầu tiền rằng cladocerans, copepods và ostracods là các nhóm

động vật khác nhau về cơ bản Ông ấy thành lập cái tên Daphne (thay đổi về Daphnia năm 1785), Lynceus (hiện tại Chydorus) và Polyphemus Trong cuốn sách của ông ấy năm 1785, ông ấy mở rộng cho các mô tả latin của số lượng loài mà nó thuộc chi Sida, Latona, Daphnia, Simocephalus, Ceriodaphnia, Scapholeberis Acantholeberis, Lathonura, Bosmina, Eurycerus, Chydorus, Pleuroxus, Alona và Camptocerus [11]

Có rất nhiều loại nghiên cứu khác nhau như cấu trúc, cấu trúc vượt bậc và chức năng của head pores, cơ quan của các lớp vỏ, chân ngực, bộ máy lọc, postabdoment, v.v [12] Sự đóng góp đáng kể cho lĩnh vực này bao gồm Green (1956), Frey (1959 – 1964), Smirnov (1966 – 1977), Dumont & Van de Velde (1976), Fryer (1968 – 1996), Korinek (1971), Geller & Muller (1981), Halcrow (1982), Meuirice & Goffinet (1982) , Porter và cộng sự (1983) Gopjem & Geller (1984), Brendelberger và cộng sự (1986), Berner (1987), Kotov (1995 – 2001), Olesen (1996), Aladin (1991), Dumont & Silva – Briano (1997, 1998), Silva – Briano và cộng sự (1999) và Kotov & Dumont (2000) [12] Các nghiên cứu về đa dạng đã phát triển rất nhanh Sharma đã nghiên cứu về đa dạng của Cladocera ở vùng đất ngập nước Majuli trong suốt 3 năm với sự ghi nhận 55

loài, 3 chi và 7 họ Sự giàu loài tương ứng với 46% của đa dạng động vật của Cladocera nước ngọt Ấn Độ được phát hành vào năm 2014 [8]

Và các nghiên cứu về đa dạng sinh học Cladocera nói riêng và Động vật phù du nói chung ở các khu vực hồ và ao đô thị được chú trọng Như là nghiên cứu về đa dạng sinh học và sự bùng nổ của Cladocera ở Hồ Tineretului, Bucharest năm 2013 [19] Trong nghiên cứu, với một số hồ đô thị đã thu được các kết quả: 15 loài được xác định thuộc 2

bộ, 6 họ, 11 chi Bên cạnh kết quả về đa dạng, nghiên cứu này còn giám sát một quá trình dài sự bùng nổ và thay đổi số lượng của các loài qua từng mùa [19] Trong đó số lượng

loài ghi nhận nhiều nhất và có sự bùng nổ số lượng là Bosmina longirotris, Alona affinis

và Chydorus sphaericus [19]

Không chỉ tập trung ở các hồ, nghiên cứu về Cladocera đã mở rộng ra các ao, khu vực hồ điều tiết nước trong đô thị Nghiên cứu của Bernadette và Mimouni năm 2013 ở

18 waterbody trong vùng đô thị của Montreal đã phát hiện 26 loài bao gồm: 11 loài thuộc

họ Chydoridae, 8 loài thuộc Daphniidae, 1 loài thuộc Ilyocryptidae, 2 loài thuộc Macrothicidae, 1 loài thuộc Polyphemidae và 2 loài thuộc Sididae [23] Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra được độ giàu loài ở những khu vực này không cao, chỉ có 10 loài được tìm thấy trên 10 tầng nước, tần suất trên 50% [23]

Ngoài ra, các nhà khoa học còn nghiên cứu thêm các hồ có nhiệm vụ là điều tiết nước, nơi thoát của các dòng chảy nước thải sinh hoạt ở các khu dân cư nên chất lượng nước ở mức trung bình với các thông số môi trường: pH từ 6,29 đến 8,18; độ cứng từ

130 đến 28 mg/l;…[16] Và với chất lượng nước đã phân tích, thì các loài bộ Cladocera

chỉ tìm được 5 loài ở khu vực này là: Daphnia rosea, Ceriodaphnia quadrangula, Moina brachiate, Alona affinis, Ceriodaphnia reticulata [16]

Tuy nhiên, các nghiên cứu không chỉ dừng ở việc xem xét sự đa dạng của các loài thuộc Bộ Cladocera, mà còn nghiên cứu các yếu tố môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến

sự sinh sản và phát triển của các cá thể trong Bộ Mối tương quan giữa thông số đa dạng của 3 nhóm động vật phù du là: Copepod, Cladocera và Rotifera với các thông số chất

Bên cạnh đó, nghiên cứu tương quan giữa thông số có sẵn của Động vật phù du và thông số hóa học vật lí của khu bảo tồn Kangsabati, Ấn Độ bằng chỉ số tương quan pearson cho thấy được là mật độ của các loài thuộc bộ Cladocera có sự tương quan thuận mạnh nhất đến pH, tiếp sau là thông số độ cứng, D.O, CO2, độ đục Còn các thông số như nhiệt độ nước, phosphate, Nito vô cơ, dòng chảy có sự tương quan nghịch và giảm dần [9]

1.3.2 Ở Việt Nam

Những nghiên cứu về động vật phù du ở Việt Nam được nghiên cứu từ những năm đầu thế kỉ 20 Đầu tiên là những nghiên cứu về động vật phù du trong vùng biển Việt Nam khi Viện Hải Dương học Nha Trang thành lập năm 1922 Nhưng các nghiên cứu liên quan đến động vật phù du chỉ được thực hiện bởi các chuyên gia nước ngoài Bước ngoặt lớn trong nghiên cứu về Động vật phù du là Sách về Định loại động vật không xương sống nước ngọt Bắc Việt Nam của Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái và Phạm Văn Miêu năm 1980 đã công bố 329 loài thuộc các Bộ Trùng bánh xe, Giun nhiều tơ, Giun ít tơ, Giáp xác chân chèo, Giáp xác Ostracoda, Giáp xác chân khác Amphipoda … Hai chuyên gia đầu ngành về Cladocera là Sinev và Korovchinsky năm 2013 đã công bố bài báo nghiên cứu về Cladocera tại Vườn quốc gia Cát Tiên, Hồ Chí Minh Nghiên cứu này đã thực hiện thu mẫu ở nhiều thủy vực khác nhàu như: hồ nhỏ, ao, sống

và suối cũng như các ruộng lúa và khu vực nông nghiệp, kết quả ghi nhận được 53 loài Cladocera trong đó có 20 loài mới được ghi nhận ở Việt Nam, 1 loài được phát hiện là

Cyclesteria hislopi [27]

Và đây chính là cơ sở để tiếp tục phát triển các nghiên cứu sâu hơn về Bộ Cladocera

và tập trung vào các địa điểm riêng biệt Chẳng hạn nghiên cứu của Nguyễn Thị Kim

Liên và cs (2014) đã xác định được 16 loài: Bosmina coregoni, Bosminopsis deitersi

thuộc bộ Cladocera ở trên sông Hậu đoạn thuộc tỉnh Hậu Giang và Sóc Trăng vào mùa khô [17]

1.4 Điều kiện tự nhiên của vùng nghiên cứu

1.4.1 Điều kiện thủy hải văn

Hệ thống thuỷ văn của thành phố Đà Nẵng bao gồm các kênh mương, cũng như các tuyến sông cố định và theo mùa Bản đồ cho thấy hệ thống sông, ngòi trong thành phố bắt nguồn từ các dãy núi phía Tây và Tây Bắc ở ranh giới giữa Đà Nẵng và Quảng Nam Hầu hết các con sông này đều ngắn và dốc [2]

Các sông và hồ chính trong trong thành

phố Đà Nẵng có màu xanh dương nhạt Có bốn

con sông lớn nằm trong địa phận của thành phố,

trong đó có ba sông ở thượng nguồn phía bắc

của lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn là các sông

Vĩnh Điện, Yên và Tuý Loan Tất cả các sông

này đều đổ về sông Hàn, dẫn lưu đổ vào Vịnh

Đà Nẵng Diện tích lưu vực phía Bắc sông Cu

Đê (với các nhánh phía bắc và nam) của thành

phố rộng 472 km2 Ngoài ra, thành phố còn có

42 hồ và hồ chứa, công suất 1,8 triệu m3 nước

[2]

Sự chia cắt về địa hình của thành phố tạo ra hai lưu vực sông là lưu vực sông Cu

Đê ở phía Bắc và lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn ở phía Nam Sáu trong tám quận nằm

ở lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn, chiếm 59,5% tổng diện tích thành phố Do đó, lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn có vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển của thành phố [2]

Hình 1.2 Bản đồ thủy văn thành phố Đà Nẵng

“Nguồn: Ủy ban nhân dân TP Đà Nẵng 2010”

1.4.2 Địa hình

Bản đồ cao độ của thành phố Đà Nẵng được xây dựng dựa vào các đường bình đồ

và số liệu cao điểm của bản đồ địa hình 2006 tỷ

lệ 1:10.000 Cao độ địa hình được phân chia

dưới 2 m so với mực nước biển, phân bố ở vùng

ngập của các lưu vực sông Cu Đê và Vu

Gia-Thu Bồn và bao gồm các sông Cẩm Lệ, Vĩnh

Điện và Cổ Cò Địa hình cao nhất có độ cao

1.000 m trên mực nước biển, phân bố ở khu vực phía Tây và Tây Bắc của thành phố, tại ranh giới giữa Đà Nẵng, Quảng Nam và Thừa Thiên Huế [2]

Bản đồ cao độ thể hiện địa mạo của thành phố Từ bản đồ này, ta có thể thấy địa hình của Đà Nẵng dốc dần từ phía Tây sang Đông Địa hình thành phố khá đa dạng và phức tạp, gồm những dãy núi cao, đồi thấp và đồng bằng trũng ven biển và vùng châu thổ của các con sông Khu vực núi cao chiếm khoảng 3/4 diện tích thành phố và hầu hết

có độ cao từ 700 đến 1.500 m Khu vực Bà Nà-Núi Chúa là điểm cao nhất với độ cao 1.487 m, tiếp đến là bán đảo Sơn Trà với độ cao 693 m, Phước Tượng và Bạch Mã là các dãy núi khác trong khu vực Các vùng đồng bằng với cao độ trung bình 5 m trên mực nước biển chiếm 1/4 diện tích thành phố và phân bố chủ yếu ở khu vực ven sông chính

và vùng ven biển [2]

Hình 1.3 Bản đồ địa hình thành phố Đà Nẵng

“Nguồn: Ủy ban nhân dân TP Đà Nẵng 2010”

1.4.3 Địa chất

Dữ liệu GIS cho thấy 22% đất đai của thành phố Đà Nẵng là đất phù sa, tập trung

quanh khu vực hạ lưu sông và là khu vực thích hợp cho phát triển về mặt địa chất Ngược

lại, các khu vực đồi núi hình thành trong suốt thời kỳ Paleozoi (chiếm khoảng 49% diện

tích thành phố) và các đại Mezozoi (khoảng 19%) [2]

1.4.4 Điều kiện kinh tế xã hội

a Mật độ dân số

Bản đồ tổng hợp mật độ dân số của thành phố Đà Nẵng năm 2007 theo phường

xã dựa vào số liệu khảo sát của Tổng cục Thống kê Việt Nam Năm 2007, thành phố Đà

Nẵng có 806.757 dân và mật độ dân số khoảng 6,29 người/ha, tương đương với 1/5 mật

độ dân số trung bình của Hà Nội (37,4 người/ha) và thành phố Hồ Chí Minh (31,75

người/ha) [2]

Năm 2007, các quận nội thành như Hải Châu

và Thanh Khê có mật độ cao nhất, trong đó có năm

phường có mật độ dân số khoảng 301–500

người/ha Năm phường này gồm Nam Dương, Tân

Chính, Hải Châu 2, Tam Thuận và Vĩnh Trung

Ngược lại, mật độ dân số ở các vùng ngoại ô, như

quận Hoà Vang (đặc biệt ở các xã Hoà Ninh, Hoà

Phú và Hoà Khương), các khu vực ngoại vi như

quận Liên Chiểu và Cẩm Lệ cũng như phường Thọ

Quang (quận Sơn Trà) có mật độ dân số khá thấp-

ở mức dưới 25 người/ha [2]

b Tỷ lệ lao động

Tỷ lệ lao động phi cư trú/ lao động cư trú rất cao ở các khu công nghiệp hoặc khu

trung tâm thương mại Hoà Minh và Hải Châu có tỷ lệ lao động phi cư trú/ lao động cư

Hình 1.4 Bản đồ mật độ dân số thành phố Đà Nẵng

“Nguồn: Ủy ban nhân dân TP Đà Nẵng 2010”

trú cao hơn các phường/xã khác của thành phố Đà Nẵng, trong khi Thanh Khê Tây, Thạc Gián và Hoà Liên có tỷ lệ thấp nhất [2]

Mức thu nhập 2-3 triệu VNĐ/tháng là mức phổ biến ở hầu hết các quận/ huyện Trên 20% dân số của quận Hải Châu có mức thu nhập trên 6 triệu VNĐ/ tháng năm 2008, cho thấy quận là khu vực có nhiều hộ giàu nhất của thành phố Trong khi mức thu nhập bình quân của thành phố là 3,9 triệu VNĐ/tháng, mức thu nhập bình quân của các quận Hải Châu, Thanh Khê, Sơn Trà, Ngũ Hành Sơn, Cẩm Lệ, Liên Chiểu và huyện Hòa Vang lần lượt là 4,9; 4,5; 4,0; 4,1; 3,1; 3,8 và 2,5 triệu VNĐ/tháng [2]

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Các loài động vật phù du nhỏ thuộc bộ Cladocera, phân lớp Phyllopoda, lớp

Branchiopoda, Phân ngành Crustacea, Ngành Arthropoda, Giới Animalia

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Xác định đa dạng thành phần loài Cladocera tại các thủy vực ở thành phố Đà

Nẵng

- Xác định mật độ của các loài thuộc bộ Cladocera tại mỗi thủy vực

- Xây dựng mô hình phân bố tương quan giữa sự đa dạng Cladocera và các thông

số chất lượng môi trường nước

2.3 Địa điểm, phạm vi và thời gian nghiên cứu

2.3.1 Địa điểm thu mẫu ngoài thực địa

Hình 2.1 Bản đồ các thủy vực khảo sát trên địa bàn thành phố Đà Nẵng

Phòng Công nghệ Môi trường, khoa Sinh – Môi trường, trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng

2.3.3 Phạm vi nghiên cứu:

- Đa dạng sinh học của Nhóm Cladocera tại 10 thủy vực khảo sát

- Mô hình tương quan giữa thông số PO43-, NO3-, NO2-, SS, pH với thông số đa

dạng sinh học nhóm Cladocera

2.3.4 Thời gian nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 10/2016 đến tháng 4/2017

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp ngoài thực địa

- Mẫu nước: Mẫu nước được lấy, xử lí, bảo quản theo TCVN 5994-1995 và

TCVN 6663-3 [6],[ 10]

- Mẫu động vật:

+ Để thu mẫu Cladocera, kích thước lưới đề nghị là 100 𝜇𝑚, nhưng để đảm bảo cho họ Chydoridae có thể thu được thì kích thước mắt lưới 50 𝜇𝑚 là thích hợp [2] Lưới được dùng thu mẫu có 2 loại là lưới kéo và lưới cầm tay [2] Lưới cầm tay được thu với tốc độ kéo chung thường là 10 – 20 m/phút, đối với những chỗ thủy vực nông

hoặc mẫu địa tầng thì tốc độ chậm nhất là 1m/phút [2]

+ Mẫu định lượng: Sử dụng xô nhựa với thể tích 14L để lấy 28L nước lọc qua lưới có kích thước mắt lưới 50 𝜇𝑚, mẫu được lấy từ bình đựng mẫu ở dưới cùng của lưới Nhưng trước khi mở bình phải rửa lượng động vật nổi còn vướng ở lưới để tập trung xuống bình đựng mẫu ở phần dưới cùng của lưới [2] Tia nước rửa nên di chuyển sinh vật từ vật liệu lưới xuống dưới nhưng không làm tổn thương chúng [2] Sau đó mẫu

sẽ được lấy ra cho vào bình nhựa để bảo quản mẫu [2]

- Phương pháp bảo quản mẫu: mẫu được bảo quản trong bình nhựa 100ml bằng

formaldehyde đảm bảo cho dung dịch mẫu có nồng độ là 4% [2]

2.4.2 Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm