BAI 4 SINH THAI MO I TRNG CAC
BAØI 4: SINH THAÙI MO I TRÖÔØNG CAÙC THUÛY VÖÏC NÖÔÙC NGOÏT 1. ĐẶC TRƯNG THỦY LÝ HÓA, SINH CÁC THỦY VỰC NƯỚC NGỌT 2. ĐA DẠNG SINH HỌC CÁC HỆ SINH THÁI THỦY VỰC 3. CHỈ THỊ SINH HỌC VÀ GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG NƯỚC Thai Vu Binh
ĐẶC TRƯNG THỦY LÝ HÓA, SINH CÁC THỦY VỰC NƯỚC NGỌT • 1. Phân loại thủy vực • 2. Thủy vực dạng hồ • 3. Thủy vực dạng suối • 4. Thủy vực dạng sông • 5. Hệ sinh vật của thủy vực nước ngọt Thai Vu Binh 2
Phân loại thủy vực • Phân loại theo dòng chảy: • Thủy vực nước đứng là môi trường tỉnh: hồ, ao, đầm lầy • Thủy vực nước chảy: sông, suối Thai Vu Binh 3
Phân loại thủy vực • Phân loại theo hình thái: ØThủy vực có ranh giới khép kín: hồ, ao, đầm nước ngọt, đầm nuôi nước lợ ØThủy vực có ranh giới hở: sông, suối, kênh rạch, đầm phá ven biển ØThủy vực không có ranh giới xác định: vùng nước lợ cửa sông Thai Vu Binh 4
Phân loại thủy vực • Phân loại theo tính chất nước: Ø Thủy vực nước ngọt với độ mặn <1%o. Thường ở sâu trong đất liền, địa hình cảnh quan đồi núi, vùng thượng – trung lưu Ø Thủy vực nước ngọt lợ với độ mặn 1 -4 %o. Thường ở vùng đồng bằng châu thổ. Ø Thủy vực nước lợ: với độ mặn >5%o Có thể chia làm 04 mức độ: (theo Venice 1959) ü Nước giáp ranh (euhaline): độ mặn >30%o, nhưng < 30%o ở nước biển kế cận ü Nước lợ mặn (polyhaline): độ mặn 18 -30%o ü Nước lợ (mesohaline): độ mặn 5 -18%o ü Nước lợ nhạt (oligohaline): độ mặn 0. 5 -5%o Thai Vu Binh 5
THỦY VỰC DẠNG HỒ • Tùy thuộc vào các yếu tố tự nhiên và nhân tác mà phân hạng các loại hồ khác nhau: ØYếu tố tự nhiên: khí hậu, địa hình, địa chất mà tạo nên hình thái hồ, chế độ thủy học, đặc điểm lưu vực, độ sâu… ØYếu tố nhân tác: phương thức sử dụng đất, các hoạt động KTXH trong lưu vực và trong hồ Thai Vu Binh 6
THỦY VỰC DẠNG HỒ Các yếu tố Hồ nhân tạo Hồ tự nhiên Vùng lưu vực Hẹp, kéo dài Tròn Dao động mực nước Lớn, điều chỉnh chủ động nhỏ, bền độ sâu trung bình Lớn, tới 50 m nhỏ hơn độ sâu lớn nhất Hàng trăm mét Dưới 20 m Phân tầng nhiệt Phân tầng Dinh dưỡng Bồi lắng Cao trừ các hồ vùng núi, còn lại ít hoặc không Thấp hơn Thời gian tồn lưu nước Chất diệp lục Ngắn, biến động vài ngày, tháng Thấp hơn Thai Vu Binh Thấp Dài, ít biến đổi Cao hơn 7
Nhiệt độ và Sự phân tầng nhiệt độ THỦY VỰC DẠNG HỒ • Các hồ có độ sâu trên 10 m thường xảy ra sự • • • phân tầng nhiệt độ theo chiều thẳng đứng. Giữa khối nước tầng mặt (epilimnion) và khối nước tầng đáy (hypolimnion) có sự chênh lệch nhiệt độ khá rỏ rệt. (có thể lên đến 6 -7 độ C) sự phân tầng thường diễn ra vào mùa hạ, vào mùa đông ít xảy ra hơn. Tùy thuộc vào cấp độ địa hình và vùng địa lý mà sự phân tầng ít/nhiều; có/không. Thai Vu Binh 8
Sự phân tầng nhiệt độ THỦY VỰC DẠNG HỒ Summer Epilimnion Hypolimnion Sediment Thermocline Thai Vu Binh 9
Sự phân tầng nhiệt độ THỦY VỰC DẠNG HỒ (wind) Summer Fall Epilimnion Hypolimnion Sediment Thermocline Thai Vu Binh Well-mixed profile Sediment 10
Sự phân tầng nhiệt độ THỦY VỰC DẠNG HỒ (wind) Cooling Fall Summer Epilimnion Hypolimnion Sediment Thermocline Well-mixed profile Sediment Cooling Winter Frozen Warmer Well-mixed Hypolimnion profile Well-mixed Thai Vu Binh Sediment 11
Sự phân tầng nhiệt độ THỦY VỰC DẠNG HỒ (wind) Cooling Fall Summer Epilimnion Hypolimnion Warming Sediment Thermocline Well-mixed profile Sediment Cooling Winter Spring Well-mixed profile Sediment Frozen Warming Thai Vu Binh Well-mixed Hypolimnion profile (4°C) Sediment 12
Phân tầng nhiệt độ và oxy Summer Epilimnion Hypolimnion Sediment Winter Frozen (4°C) Sediment Thai Vu Binh 13
Phân loại hồ theo sự phân tầng và xáo trộn • hồ hai chu kỳ (dimictic): có hai chu kỳ chuyển nước • • • hoặc xáo trộn tự do Hồ đơn chu kỳ lạnh (monomictic): phân bố ở vùng cực, nhiệt độ nước không cao hơn 40 C, chỉ có một lần chuyển về mùa hè Hồ đơn chu kỳ nóng (monomictic): vùng khí hậu ôn đới ẩm hoặc nhiệt đới, nhiệt độ nước không xuống dưới 40 C, chỉ có một lần chuyển về mùa đông Hồ đa chu kỳ (polumictic): nước chuyển tương đối thường xuyên, các hồ ở vùng xích đạo Hồ ít chu kỳ (oligomictic): chu kỳ chuyển chậm, ít xảy ra, thường ở khu vực nhiệt đới Hồ Meromictic: có sự phân tầng ổn định mà nguyên nhân xảy ra do sự khaá nhau về thành phần hóa học của tầng mặt và tầng đáy. Thai Vu Binh 14
Bức xạ của THỦY VỰC DẠNG HỒ • Bức xạ: đóng vai trò truyền nhiệt đến môi • • trường nước, tạo nên sự khác biệt giữa các yếu tố hóa học của các khối nước Bức xạ tác động đến khả năng cung cấp ánh sáng cho sự quang hợp. Áng sánh chỉ có thể xâm nhập vào môi trường đến một độ sâu nhất định, tại một độ sâu nào đó, nhu cầu ánh sáng cho sự quang hợp cân bằng với nhu cầu hô hấp của thực vật thì gọi là điểm dừng (compensation point) Thai Vu Binh 15
Phân hạng dinh dưỡng các hồ Mức dinh dưỡng ∑P TB năm (mg/m 3) Chlorophyll lớn nhất (mg/m 3) Độ trong TB năm (m) độ trong nhỏ nhất năm (m) Cực nghèo <4. 0 DD <1. 0 <2. 5 >12 >6 Nghèo DD <10 <2. 5 <8 >6 >3 DD TB 10 -35 2. 5 -8 8 -25 3 -6 1. 5 -3 Giàu DD 35 -100 8 -25 25 -75 1. 5 -3 0. 7 -1. 5 Rất giàu DD >100 >25 >75 <1. 5 <0. 7 Thai Vu Binh 16
Thai Vu Binh 17
Thai Vu Binh 18
Thai Vu Binh 19
Phytoplankton and abiotic factors in a lake Is this lake eutrophic or oligotrophic? Thai Vu Binh 20
Các thủy vực nước chảy 1 st order (headwaters) 2 nd order 3 rd order 4 th order 5 th order Thai Vu Binh 21
Thủy vực suối • Suối có thể gọi là sông cấp 1, suối lớn hơn gọi là • • • sông cấp 2. Phân bố ở các địa hình đồi núi, đầu nguồn sông. Có thể chia làm 03 vùng; Vùng đầu nguồn: trên sườn núi, độ dốc lớn, nền đáy thường là các tảng đá lớn Vùng giữa nguồn: chảy qua các làng bản, dân cư, đồng ruộng. Địa hình bằng phẳng hơn, lòng rộng hơn, độ sâu 0. 5 – 1 m Vùng cuối nguồn: nơi suối gia nhập sông, tạo thành vịnh nhỏ hay bãi đá rộng Thai Vu Binh 22
Các yếu tố lý, hóa của suối • p. H: ở mức trung bình, hơi acide • DO: thay đổi tùy vị trí và thường ở mức cao • Chất dinh dưỡng: thường ở mức thấp Thai Vu Binh 23
Thủy vực sông • Sông vùng núi: lòng sông hẹp, lòng sông ít khúc khuỷu, độ dốc lớn, nước chảy mạnh, thường có gềnh thác. Nền đáy cát, ít bùn • Sông vùng đồng bằng: lòng sông thường uốn khúc. Nước chảy chậm, nền đáy mềm và bùn cát, thường chịu ảnh hưởng thủy triều. Thai Vu Binh 24
Các yếu tố lý, hóa của sông • p. H: phụ thuộc nhiều các yếu tố như điều kiện tự • • • nhiên, địa hình, nhân tác… Nhiệt độ: phụ thuộc nhiệt độ khí quyển, khí hậu…sự phân tầng ít xảy ra Độ trong: phụ thuộc vào hàm lượng phù sa, độ lớn, nhỏ của sông và các hoạt động của lưu vực DO: phụ thuộc vào nhiệt độ, cường độ quang hợp, hô hấp của thực vật thủy sinh, ngoài ra phụ thuộc vào hàm lượng chất hữu cơ. Sông vùng núi có DO cao hơn sông đồng bằng. Thai Vu Binh 25
HỆ SINH VẬT CỦA THỦY VỰC NƯỚC NGỌT • Sinh vật tự dưỡng (SV sản xuất): cây xanh, VSV hóa quang hợp • Sinh vật dị dưỡng (SV tiêu thụ cỡ lớn): SV ăn thực vật, SV ăn thịt, SV ký sinh… • Sinh vật hoại dưỡng (SV tiêu thụ cỡ nhỏ hoặc hoại sinh): được phân theo tính chất cơ chất hữu cơ mà chúng phân giải Thai Vu Binh 26
HỆ SINH VẬT CỦA THỦY VỰC NƯỚC NGỌT • Có thể chia theo dạng sống của SV như sau: • SV đáy (Bentos): SV sống bám, nằm trên, vùi dưới đáy • • bùn trầm tích. Loại này chia làm 02 loại là loài ăn lọc (thân mềm hai mảnh vỏ; loài ăn bùn (thân mềm chân bụng) SV phụ sinh: động thực vật sống bám vào cành, lá thực vật bậc cao hoặc các bền mặt nhô của nền đáy SV nổi (Plankton): bơi lội, trôi nổi hoặc di chuyển nhờ dòng chảy (có loài là chủ động) SV tự bơi (Nekton) bơi lội và di chuyển tự do. Cá, lưỡng cư, côn trùng cở lớn SV mặt nước (Neuston): bất động hoặc bơi lội trên mặt nước Thai Vu Binh 27
HỆ SINH VẬT CỦA THỦY VỰC NƯỚC NGỌT • Có thể phân theo nơi chiếm cứ như sau: • Vùng ven bờ: ánh sáng mặt trời xuyên được đến tận đáy. Chủ yếu thực vật bậc cao mọc ở đáy • Vùng thềm: Tầng nước đạt đến độ sâu mà ánh sáng xuyên đến được. Vùng này qúa trình hô hấp cân bằng với quá trình quang hợp. Gồm các SV nổi, SV mặt nước, SV tự bơi • Vùng trước nền đáy: nơi không có ánh sáng xuyên đến. Chia làm 2 loại: ü Vùng chảy: dòng chảy mạnh, đáy không có bùn và các vật nhỏ, bền mặt đáy cứng. Đại diện các SV đáy, cây phụ sinh bám chặt vào nền cứng và các SV bơi lội giỏi như cá. ü Vùng sâu: dòng chảy chậm, có nền bùn đáy. Thích hợp cho các dạng SV sống vùi hoặc đào bới đáy Thai Vu Binh 28
ĐA DẠNG SINH HỌC HỆ SINH THÁI THỦY VỰC • Hệ sinh thái suối • Hệ sinh thái sông • Hệ sinh thái cửa sông • Hệ sinh thái kênh rạch • Hệ sinh thái Hồ, ao • Hệ sinh thái đầm lầy, đầm phá Thai Vu Binh 29
ĐA DẠNG SINH HỌC HỆ SINH THÁI THỦY VỰC • Hệ sinh thái thủy vực nước ngọt rất phong phú và đa dạng • Tùy thuộc vào loại hình thủy vực mà có các kiểu hệ sinh thái đặc trưng với các nơi cư trú của các loài. • Các nơi cư trú trong quần xã động thực vật nước ngọt được phân biệt dựa trên các đặc điểm tự nhiên như địa hình, địa mạo, nền đáy và chế độ thủy văn… Thai Vu Binh 30
Hệ sinh thái suối • Đặc trưng bởi sự thay đổi theo đới độ cao với • • • hàm lượng DO cao, nhiệt độ thấp, nước chảy, nền đáy (đá tảng, sỏi, cát…) Thành phần HST suối gồm: thực vật thủy sinh, ấu trùng, các loại ốc kích thước nhỏ, cá kích thước nhỏ Do độ trong lớn nên các loại tảo bám đá nhiều và cơ sở thức ăn cho cá và động vật không xương sống Theo nhiều tác giả, khu hệ thủy sinh vật HST suối có tỷ lệ các loài đặc hữu cao và còn khá nhiều loài chưa được phát hiện. Thai Vu Binh 31
Hệ sinh thái sông • Đây là nơi cư trú quan trọng của các quần thể cá. Đặc trưng bởi DO thấp (so với suối), nhiệt độ cao hơn, độ đục cao, dinh dưỡng cao, nền đáy bùn. • HST động vật đáy gồm nhóm tôm, cua, trai, ốc…vào mùa lụt thường suất hiện nhiều loài cá sông (có tập tính đẻ trứng vào mùa lụt) Thai Vu Binh 32
Hệ sinh thái cửa sông • Đây là vùng phức hợp do sự tương tác giữa sông và • • biển. Do vậy quần xã sinh vật mang tính hỗn hợp giữa nhóm sinh thái nước ngọt, nước lợ và mặn. HST cửa sông vừa là nơi cư trú, nơi nuôi dưỡng vừa là bãi đẻ trứng của nhiều loài cá biển và nhiều loài động vật không xương sống. Vùng cửa sông thường có rừng ngập mặn phát triển nên cũng là nơi cư trú và nuôi dưỡng nhiều loài đặc trưng của rừng ngập mặn. Thai Vu Binh 33
Hệ sinh thái kênh rạch • Môi trường nước, đặc biệt p. H, độ mặn thường thay đổi theo mùa khí hậu. • Vào mùa mưa, p. H thấp do rửa trôi phèn; vào mùa khô, do ảnh hưởng triều nên độ mặn cao. • Khu hệ thủy sinh vật khá phong phú, gồm các loài phân bố rộng và không/ít loài đặc trưng. Thai Vu Binh 34
Hệ sinh thái Hồ, ao • Mối đe dọa HST hồ là sự di nhập các loài cá lạ, • • • sự ô nhiễm, phì dưỡng và sự thay đổi mực nước. Quần thể sinh vật trong hồ khá phong phú và nhạy cảm với những biến đổi môi trường. Đặc trưng của HST hồ là các loài cá ăn nổi. HST ao hẹp, cạn, nền đáy bùn, lượng dinh dưỡng cao nên nhóm sinh vật nổi phát triển mạnh, sinh vật đáy chủ yếu là nhóm giun ít tơ. Nếu ao có hệ thực vật thủy sinh bậc cao phát triển (bèo) thì hệ động vật phong phú hơn. Thai Vu Binh 35
Hệ sinh thái Hồ chứa nhân tạo • Thành phần loài kém phong phú hơn và phụ thuộc rất lớn đến độ phong phú của sông, suối cung cấp nước vào hồ. • Trong giai đoạn đầu mới ngập nước thường phải trải qua giai đoạn yếm khí và dễ bị nhiễm độc do qúa trình phân hủy thảm thực vật bị ngập nước. Thai Vu Binh 36
Dẫn liệu về HST hồ Việt Nam Chỉ tiêu Hồ Lắc Hồ Tây Mật độ Thực vật nổi (TB/l) 7. 000 – 300. 000 3. 0006. 000 - 10. 000 – 249. 000 403. 000 400. 000 Động vật nổi (con/m 3) 3. 000 – 15. 000 169. 000310. 000 4. 000 – 3. 000 – 100. 000 300. 000 Động vật đáy (con/m 2) 40 - 300 640 - 3. 149 - Thai Vu Binh Hồ Hòa Hồ Thác Bình Mơ - 37
Hệ sinh thái đầm lầy, đầm phá • Về mặt chức năng và hình thái, đầm phá có nét đặc trưng của hồ chứa ven biển và vùng cửa sông. Do sự pha trộn giữa nước ngọt, lợ, mặn nên khu hệ thủy sinh vật rất phong phú gồm các loài nước ngọt, lợ, mặn. • Cấu trúc quần xã đầm phá thay đổi theo mùa. Cũng là loại hình hồ chứa nhưng đầm phá thường nông nên hệ sinh vật đáy rất phát triển. • Đầm lầy thường có nhiệt độ cao, DO thấp, năng suất sinh học cao. Quần xã thực vật nước phát triển là cơ sở để động vật không xương sống phát triển. • Hầu hết các loài cá trong HST đầm lầy là nhóm phát triển hệ thở không khí quyển (cá đen da trơn, cá trê…) Thai Vu Binh 38
Phân bố số lượng sinh vật theo thủy vực • Mật độ số lượng sinh vật nổi thường thấp ở các thủy vực nước chảy, cao ở thủy vực nước đứng. • Trong thủy vực nước đứng, nông, kích thước nhỏ thường có mật độ sinh vật nổi cao hơn. • Thủy vực vùng đồng bằng thường có mật độ sinh vật nổi cao hơn vùng núi • Các thủy vật tiếp nhận nhiều chất thải (chưa tới mức ô nhiễm trầm trọng) thường có mật độ sinh vật nổi cao hơn, nhóm sinh vật đáy cỡ nhỏ phát triển mạnh. Thai Vu Binh 39
Phân bố số lượng sinh vật theo thủy vực • Các thuỷ vực nước đứng, nền đáy mềm (bùn; bùn-cát) là cơ sở để các loài thực vật ngập nước và sinh vật đáy phát triển. • Các thủy vực nước đứng, dạng hồ rộng vùng núi sâu có độ trong lớn thì vùng ven bờ hồ với nền đáy mềm các nhóm rong và động vật đáy thân mềm, tôm, cua rất phát triển. • Trong thủy vực nước chảy, vùng thượng lưu có mật độ sinh vật nổi thấp hơn vùng đồng bằng. • Sinh vật đáy sông vùng núi cũng kém phát triển hơn so với sông vùng đồng bằng (nền đáy mềm) • Các thủy vực bị ô nhiễm hữu cơ nặng thì thường có số sinh vật nước thấp. Thai Vu Binh 40
Phân bố số lượng sinh vật theo không gian • Phân loại tiểu vùng theo chiều thẳng đứng: ØSinh cảnh tầng nước trên üVùng được chiều sáng bởi bức xạ mặt trời. Đây là vùng sản sinh dưỡng với năng suất quang tự dưỡng lớn üVùng ít hoặc không được chiếu sáng. Đây là vùng phân giải chất dinh dưỡng ØSinh cảnh tầng đáy üVùng đáy ven bờ üVùng đáy sâu Thai Vu Binh 41
Phân bố số lượng sinh vật theo không gian • Bức xạ mặt trời là yếu tố ảnh hưởng đến phân • bố số lượng sinh vật nổi theo chiều thẳng đứng. Với thực vật nổi, ánh sáng mặt trời cần thiết cho sự quang hợp, đối với động vật nổi, bên cạnh tính hướng quang còn có đặc tính ăn thực vật nổi. Vì vậy vùng chiếu sáng tầng mặt thường có mật độ sinh vật nổi cao. Các thủy vực nước có độ sâu lớn, sự phân tầng hoặc sự tuần hòan giữa các khối nước liên quan đến lượng dinh dưỡng, nhiệt độ, khí đều là những nguyên nhân gây biến động phân bố số lượng sinh vật nổi theo chiều thẳng đứng. Thai Vu Binh 42
Phân bố số lượng sinh vật theo không gian • Phân bố theo bề mặt rộng: • Trong thủy vực, sự phân bố số lượng theo mặt • • rộng chủ yếu phụ thuộc vào hình thái thủy vực, chế độ thủy học và đặc tính dinh dưỡng. Tại các eo, ngách của hồ chứa thường có mật độ sinh vật nổi cao. Phân bố theo bề mặt rộng cũng được quyết định do độ mặn (sông, cửa sông). Quần xã sinh vật mặn thường phong phú hơn quần xã ngọt. Mật độ sinh khối sinh vật nổi cao dần từ sâu trong cửa sông ra đến cửa sông. Thai Vu Binh 43
Phân bố sinh vật theo mùa, ngày đêm § Theo mùa: Tính phân bố phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ và chế độ thủy văn. Ø Đối với khu hệ thủy vực ở vĩ độ thấp, thì biến động thủy sinh vật có tính đa chu kỳ, do vậy nhiệt độ chỉ ảnh hưởng đến sự thay đổi về nhóm loài trong thủy vực. Ø Chế độ thủy văn, chủ yếu là phân bố lượng mưa là yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến phân bố thủy sinh vật § Theo ngày đêm: Tính phân bố chủ yếu phụ thuộc vào bức xạ mặt trời. Ø Thực vật nổi ban ngày có mật độ cao hơn ban đêm do nhu cầu quang hợp. Động vật nổi lại có xu hướng ngược lại. Thai Vu Binh 44
CHỈ THỊ SINH HỌC VÀ GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG NƯỚC • Hệ thống ô nhiễm • Dấu hiệu sinh học • Sinh vật chỉ thị • Một số chỉ số sinh học chỉ thị môi trường nước: üMật độ và số lượng Quần thể, üChỉ số ưu thế üChỉ số đa dạng üChỉ số sinh học tổ hợp üChỉ số động vật đáy cỡ lớn Thai Vu Binh 45
Hệ thống ô nhiễm • Trên cơ sở sự hình thành các mức ô nhiễm khác • • • nhau được đặc trưng bởi hàm lượng các chất ô nhiễm và thành phần sinh vật thích ứng trong đó. Ô nhiễm nặng (polysaprobic): đặc trưng bởi sự ưu thế của qúa trình khử Ô nhiễm vừa (mesosaprobic): đặc trưng bởi sự giảm dần qúa trình khử và khởi đầu quá trình oxyhóa Ô nhiễm ít (oligosaprobic): đặc trưng bởi sự ưu thế của qúa trình oxyhóa. Thai Vu Binh 46
Dấu hiệu sinh học • Dấu hiệu sinh học là thể hiện của sự phản ứng sinh học của SV đối với tác động lý hóa học của chất ô nhiễm. ØDấu hiệu sinh lý – sinh hóa: khả năng sống sót, sự sinh trưởng của cá thể (chỉ số ăn mồi, tiêu hóa, hô hấp), sự sinh sản của quần thể ØDấu hiệu sinh thái: biến đổi cấu trúc quần thể hoặc quần xã do tác động chất ô nhiễm. Đặc trưng bởi: üChỉ số đa dạng sinh học üChỉ số ưu thế Thai Vu Binh 47
Sinh vật chỉ thị (bioindicator) • “Những đối tượng sinh vật có yêu cầu nhất định về điều kiện sinh thái liên quan đến nhu cầu dinh dưỡng, DO cũng như khả năng chống chịu một hàm lượng nhất định nào đó của yếu tố tác động, do đó sự hiện diện của chúng biểu thị một tình trạng nhất định của điều kiện sinh thái nằm trong giới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của sinh vật đó”. • Đối tượng sinh vật: là sinh vật chỉ thị, có thể là các loài • • • hoặc tập hợp loài. Các điều kiện sinh thái: chủ yếu là các yếu tố vô sinh như chất dinh dưỡng, DO, chất độc (KLN, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, dầu…) và các châấ gây ô nhiễm khác. Sinh vật cảm ứng: Giảm tốc độ sinh trưởng, khả năng sinh sản, biến đổi tập tính khi bị tác động Sinh vật tích tụ: khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong cơ thể Thai Vu Binh 48
Sinh vật chỉ thị (bioindicator) • Cấu trúc quần xã chỉ thị: Sự biến đổi môi trường • • nước đã tác động đến cấu trúc quần xã sinh vật (sinh vật nổi, sinh vật đáy, cá, rong tảo…) Quần thể sinh vật chỉ thị: thể hiện ở sự có mặt (không có mặt) của một loài, nhóm loài và/hoặc thể hiện sự biến đổi về số lượng, cấu trúc quần thể các loài. Cá thể sinh vật chỉ thị: mang tính chỉ thị về sinh lý, sinh hóa, tập tính, tổ chức tế bào của cá thể. Thai Vu Binh 49
Sinh vật chỉ thị (bioindicator) - Tính chất chỉ thị của sinh vật Ø Dựa trên khả năng chống chịu của sinh vật với yếu tố vô sinh của môi trường sống. Do vậy, muốn sử dụng một loài sinh vật làm chỉ thị cần hiểu biết đầy đủ về đặc tính sinh thái của loài, các chuẩn môi trường sống của loài đó. Ø Tính chỉ thị của sinh vật được thể hiện ở các bậc khác nhau: cá thể, quần xã, nhóm loài Ø Phương pháp sinh học giám sát môi trường sử dụng sinh vật chỉ thị sẽ thuận lợi, hiệu quả hơn so với phương pháp lý hóa nhờ khai thác khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong cơ thểsinh vật và giá trị biểu thị tác động tổng hợp các yêế tố môi trường của sinh vật Thai Vu Binh 50
Tiêu chuẩn cơ bản lựa chọn sinh vật chỉ thị 1. Đã được định loại rỏ ràng, dễ nhận dạng 2. Dễ thu mẫu ngoài thiên nhiên, có số lượng nhiều, kích thước vừa phải 3. Có phân bố rộng (tối ưu là phân bố toàn cầu) 4. Có nhiều dẫn liệu về sinh thái cá thể của đối tượng qua thử nghiệm sinh học 5. 6. 7. 8. Có giá trị kinh tế (hoặc là nguồn dịch bệnh) Dễ tích tụ các chất ô nhiễm Dễ nuôi trong phòng thí nghiệm Ít biến dị Thai Vu Binh 51
Một số chỉ số sinh học chỉ thị môi trường nước • Chỉ số mật độ, số lượng: đặc tính thay đổi cấu trúc thành phần loài, số lượng loài • Chỉ số ưu thế: đặc trưng phát triển ưu thế về số lượng và tầng suất • Chỉ số đa dạng (H) üH<1: rất ô nhiễm ü 1<= H =<2: Ô nhiễm ü 2< H =< 3: chớm ô nhiễm ü 3< H <= 4. 5: sạch üH> 4. 5: rất sạch Thai Vu Binh 52
Chỉ số sinh học tổ hợp (intergrated biological index – IBI) 1. 2. 3. 4. 5. 6. Thang điểm: Tổng số loài cá bản địa Xấu: 1 điểm Số loài cá vượt (đáy-gần đáy) Số loài cá Centrarchidae (nổi - tầng nước) Trung bình: 3 điểm Tốt: 5 điểm Số loài cá Catostomidae (cá bống) Số loài cá nhạy cảm với thay đổi môi trường Phần trăm số cá thể các loài cá chịu đựng tốt với môi trường 7. Phần trăm số cá thể ăn tạp 8. Phần trăm số cá thể ăn động vật phù du, đặc biệt ăn côn trùng nước 9. Phần trăm số cá thể là cá dữ 10. Tần số bị đánh bắt 11. Phần trăm số cá thể là cá lai Thai Vu, Binh 53 12. Phần trăm số cá thể bị bệnh các bất thường khác
Cách đánh giá điểm – Tiêu chí thành phần cấu tạo quần xã Các chỉ số 5 điểm 3 điểm 1. Tổng số loài cá Phong phuù Vöøa phaûi Ít, hieám 2. Số loài cá đáy-gần đáy Phong phuù Vöøa phaûi Ít, hieám 3. Số loài cá nổi-tầng nước Phong phuù Vöøa phaûi Ít, hieám 4. Số loài cá bống >3 2– 3 0 5. Số loài cá nhạy cảm với thay đổi môi trường >4 2 -4 <2 6. Số loài cá trơn, không vảy (lăng, lươn, chạch, trê) >4 2 -4 <2 Thai Vu Binh 54
Cách đánh giá điểm – Tieâu chí caáu truùc dinh döôõng Các chỉ số 5 điểm 3 điểm 1 điểm 7. % soá caù theå aên taïp <35 35 – 60 >60 8. % soá caù theå aên ñoâng vaät khoâng xöông soáng, coân truøng >50 25 – 50 < 25 2– 5 <2 9. % soá caù theå aên döõ aên ñoäng >5 vaät coù xöông soáng, toâm… Thai Vu Binh 55
Cách đánh giá điểm – Tieâu chí caáu truùc chöùc naêng, phong phuù vaø ñieàu kieän moâi tröôøng Các chỉ số 5 điểm 3 điểm 10. Toång soá caù theå caù Nhieàu Vöøa phaûi Hieám, ít 11. % soá caù theå lai taïp, ngoaïi nhaäp <2 2– 8 >8 2 - 5 >5 12. % soá caù theå bò beänh, dò taät, <2 hoûng vaây… Thai Vu Binh 56
Chỉ số sinh học tổ hợp (intergrated biological index – IBI) Điểm Kết luận Đặc trưng 58 – 60 Môi trường rất tốt Không có tác động con người, khu hệ cá đầy đủ các thế hệ, cấu trúc chuỗi dinh dưỡng ổn định 48 -52 Môi trường tốt Giàu thành phần loài dưới mong đợi, mất đi các loài nhạy cảm môi trường, cấu trúc dinh dưỡng bị ức chế 39 -48 Môi trường trung bình Dấu hiệu suy thoái, cấu trúc chuỗi dinh dưỡng bị thu hẹp 28 -39 Môi trường xấu Đặc trưng bởi loài cá ăn tạp, cá chịu đựng tốt với môi trường ô nhiễm 12 -28 Môi trường rất xấu Ít cá, độc nhất chỉ có loài chịu đựng tốt môi trường ô nhiễm <12 Ô nhiễm trầm trọng Không có cá Thai Vu Binh 57
Söû duïng sinh vaät ñaùy côû lôùn ñeå ñaùnh giaù nhanh chaát löôïng nöôùc ü Ñoäng vaät ñaùy côõ lôùn laø nhoùm ña daïng vaø coù chu kyø soáng khaù laâu; soáng tónh taïi vaø thöôøng coù phaûn öùng maïnh vôùi thay ñoåi moâi tröôøng. ü Nhoùm ñoäng vaät ñaùy côõ lôùn soáng trong soâng, ao hoà ñaõ ñöôïc sôùm söû duïng ñaùnh giaù oâ nhieãm höõu cô. ü Naêm 1983, heä thoáng BMWP (Biological monitoring Working Party) ñöôïc caùc nhaø sinh thaùi hoïc Anh tieâu chuaån hoùa vaø söû duïng ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc ü Naêm 1997, treân cô sôû heä thoáng cuûa Anh, heä thoáng BMWP Thaùi Than ñöôïc caûi tieán vaø söû duïng. ü Gaàn ñaây, Ñöôïc söï giuùp ñôõ cuûa Hoäi nghieân cöùu thöïc ñòa vaø Vieän Sinh thaùi nöôùc Ngoït (Anh), Khoa sinh hoïc (ÑH KHTN – ÑHQG Haø Noäi) ñaõ xaây döïng laïi heä thoáng BMWP phuø hôïp vôùi Vieät Nam vaø ñaõ ñöôïc söû duïng trong moät soá ñeà taøi. Thai Vu Binh 58
CAÙCH ÑAÙNH GIAÙ ÑIEÅM Ø Caùc hoï ñoäng vaät ñaùy löïa choïn thöôøng coù tính nhaïy caûm cao (10 ñieåm) vaø tính nhaïy caûm giaûm daàn cho ñeán tính thích nghi vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng thay ñoåi (1 ñieåm). Ø Maãu vaät sau khi thu thaäp ñöôïc taïi thuûy vöïc, tieán haønh phaân loaïi vaø nhaän bieát chuùng vaø laäp baûng danh saùch caùc ñoäng vaät ñaùy côõ lôùn thu ñöôïc. Ø Caên cöù treân baûng heä thoáng phaân loaïi BMWP ñeå choïn nhöõng hoï coù trong danh saùch vaø tính ñieåm. Ø Coäng taát caû caùc ñieåm soá thu ñöôïc töø moãi hoï taïi töøng ñieåm nghieân cöùu, chia cho toång soá hoï ñaõ ñöa vaøo tính ñieåm ñöôïc chæ soá ASPT (Average Score Per Taxon), chæ soá naøy dao ñoäng töø 1 – 10 laø cô sôû ñeå phaân haïng chaát löôïng nöôùc. Thai Vu Binh 59
Phaân haïng chaát löôïng nöôùc Thöù haïng ASPT Ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc I 10 – 8 Khoâng oâ nhieãm, saïch II 7. 9 – 6 Oâ nhieãm nheï (oligosaprobe) III 5. 9 – 5 O nhieãm vöøa (ß Mesosaprobe) IV 4. 9 – 3 Khaù oâ nhieãm (α Mesosaprobe) V 2. 9 – 1 O nhieãm naëng (polysaprobe) VI 0 O nhieãm raát naëng Thai Vu Binh 60
- Slides: 60