ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
NGUYỄN LỮ NGUYỆT HẰNG
NGHIÊN CỨU CÁC NHÓM TUYẾN TRÙNG THEO HỆ SỐ C-P
LÀM CHỈ THỊ PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MƠI
TRƯỜNG SƠNG BA LAI
Chun ngành: Cơng Nghệ Sinh Học
Mã số:
8420201
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2023
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP.HCM
VIỆN SINH HỌC NHIỆT ĐỚI TP.HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Ngơ Xn Quảng
TS. Hồng Mỹ Dung
Chữ ký GVHD1
Chữ ký GVHD2
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS. TS Hoàng Đức Huy
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Đào Phú Quốc
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.
HCM ngày 21 tháng 7 năm 2023
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. Chủ tịch: PGS. TS Nguyễn Tiến Thắng
2. Thư ký: PGS. TS Lê Thị Thuỷ Tiên
3. Phản biện 1: PGS. TS Hoàng Đức Huy
4. Phản biện 2: TS. Đào Phú Quốc
5. Uỷ viên: PGS. TS Ngô Xuân Quảng
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: NGUYỄN LỮ NGUYỆT HẰNG
MSHV: 2070636
Ngày, tháng, năm sinh: 09/03/1998
Nơi sinh: TP.HCM
Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
Mã số: 8420201
I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu các nhóm tuyến trùng theo hệ số c-p làm chỉ thị phục
vụ đánh giá chất lượng môi trường sông Ba Lai (Research on nematode community
by c-p values as indicators for assessment of environment quality of Ba Lai river).
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
Nghiên cứu một số tính chất mơi trường nước trên sơng Ba Lai.
Nghiên cứu đặc điểm của quần xã tuyến trùng sống tự do trên sông Ba Lai.
Mối liên hệ giữa các chỉ số sinh học như chỉ số đa dạng, mật độ phân bố, cấu
trúc dinh dưỡng, cấu trúc giới tính, hình dạng và sinh khối theo nhóm sinh vật
chỉ thị.
Xác định được các nhóm chỉ thị đặc trưng phân bố trên sông Ba Lai. Xem xét
tiềm năng của việc sử dụng nhóm chỉ thị c-p trong đánh giá chất lượng môi
trường nước.
Đề xuất giải pháp quản lý môi trường phù hợp, áp dụng cho điều kiện tù đọng
vì đập chắn của sơng Ba Lai.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 05/09/2022
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 12/06/2023
V.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGS. TS. Ngơ Xn Quảng – TS. Hồng Mỹ Dung
Tp. HCM, ngày 7 tháng 7 năm 2023
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)
TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC
(Họ tên và chữ ký)
LỜI CẢM ƠN
Để có thể hồn thành đề tài luận văn này, ngồi những nỗ lực của bản thân, em
cịn muốn gửi lời cảm ơn đến sự hỗ trợ và giúp đỡ nhiệt tình từ thầy cơ và sự ủng hộ
từ gia đình và bạn bè.
Đầu tiên, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy PGS.TS. Ngô Xn
Quảng, người đã ln tận tình hướng dẫn và chỉ bảo em trong suốt quá trình thực hiện
luận văn này. Em đã học hỏi được rất nhiều điều từ thầy và các anh chị thuộc phịng
Cơng nghệ và Quản lý Môi trường của Viện Sinh học Nhiệt đới. Em chân thành cảm
ơn anh ThS. Trần Thành Thái, chị ThS. Nguyễn Thị Mỹ Yến đã nhiệt tình dẫn dắt và
tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình em thực hiện đề tài tại Viện.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cơ trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí
Minh, Phịng đào tạo sau Đại học, Bộ môn Công Nghệ Sinh Học đã tạo môi trường
học tập và truyền đạt cho em những kiến thức chuyên môn cùng ngọn lửa đam mê
trong học tập và nghiên cứu. Đặc biệt, em xin cảm ơn cơ TS. Hồng Mỹ Dung đã là
cầu nối với trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh và động viên em suốt thời
gian học tập tại trường.
Sau cùng, con xin tỏ lòng biết ơn đến Ba Mẹ, người thân và bạn bè đã luôn bên
cạnh ủng hộ, động viên cố gắng hoàn thành bài luận văn này.
Quá trình thực hiện Luận văn đã giúp em có thêm rất nhiều kiến thức và trải
nghiệm. Tuy nhiên, nội dung của báo cáo sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót,
em rất mong nhận sự góp ý, chỉ bảo thêm của q thầy cơ nhằm giúp Luận văn này
được hồn thiện hơn.
Lời cuối cùng, một lần nữa em xin cảm ơn sự hỗ trợ của q thầy cơ. Kính chúc
q thầy cô luôn dồi dào sức khỏe, thành công và thành đạt trong cơng việc của mình.
i
TĨM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài “Nghiên cứu các nhóm tuyến trùng theo hệ số c-p làm chỉ thị phục vụ đánh
giá chất lượng môi trường sông Ba Lai” đã được thực hiện nhằm khảo sát đặc điểm
sinh thái của các nhóm chỉ thị đặc trưng trên sơng Ba Lai và mối tương quan của các
nhóm c-p với các chỉ số sinh học.
Nghiên cứu được thực hiện trong hai mùa: mùa mưa năm 2020 và mùa khơ năm
2021, trong đó tập trung nghiên cứu đặc điểm sinh thái của quần xã tuyến trùng sống
tự do trên sông Ba Lai, mối liên hệ của các chỉ số sinh học với từng nhóm chỉ thị cũng
như xác định nhóm chỉ thị đặc trưng phân bố trên sơng Ba Lai. Từ đó xem xét tiềm
năng của việc sử dụng nhóm chỉ thị c-p trong đánh giá chất lượng môi trường nước
và đề xuất giải pháp quản lý môi trường phù hợp với điều kiện đập chắn của sông Ba
Lai.
Kết quả cho thấy, các chỉ số sinh học của quần xã tuyến trùng trên sông Ba Lai
như mật độ phân bố, số loài, chỉ số đa dạng, cấu trúc giới tính và cấu trúc dinh dưỡng
có sự khác biệt có ý nghĩa giữa những nhóm c-p, giữa các trạm khảo nhưng khơng có
sự khác biệt giữa hai mùa.
Quần xã tuyến trùng trên sông Ba Lai chủ yếu thuộc nhóm c-p 1-2, với mật độ, chỉ
số đa dạng và tỷ lệ các nhóm độ tuổi-giới tính cao nhất trong ba nhóm, sau đó là nhóm
c-p 3 và nhóm c-p 4-5. Đối với cấu trúc dinh dưỡng, nhóm c-p 1-2 chiếm ưu thế ở
kiểu dinh dưỡng 1A và 1B, trong khi nhóm c-p 3 chiếm tỷ lệ cao trong kiểu 2A và
nhóm c-p 4-5 chủ yếu là kiểu 2B.
Hầu hết tuyến trùng trên sơng Ba Lai có dạng mảnh khảnh. Chiều dài giữa các
nhóm c-p có sự khác biệt vào mùa mưa nhưng không chênh lệch nhiều vào mùa khô,
trong khi chiều rộng chịu sự ảnh hưởng theo từng nhóm c-p tại mỗi trạm khảo sát.
Sinh khối nhóm c-p 4-5 là lớn nhất, tiếp đến là c-p 1-2 và nhóm c-p 3 có sinh khối
thấp nhất.
Phân tích tương quan cho thấy mật độ phân bố, tính đa dạng, cấu trúc giới tính,
kiểu dinh dưỡng 1A, 1B có tương quan thuận với nhau ở cả hai mùa, trong khi kiểu
dinh dưỡng 2B cho tương quan nghịch với các nhóm giới tính. Bên cạnh đó, có sự
ii
tương quan giữa kích thước và sinh khối tuyến trùng với các kiểu dinh dưỡng nhất
định (2A, 2B) vào mùa mưa nhưng không khác biệt vào mùa khô.
Kết quả đánh giá chất lượng mơi trường theo các nhóm c-p của tuyến trùng sống
tự do cho chấy chất lượng môi trường sông Ba Lai dao động từ tốt đến rất kém. Chất
lượng mơi trường mùa khơ có dấu hiệu tốt hơn trong mùa mưa với nhiều vị trí được
đánh giá theo thang chất lượng nước cao hơn.
Áp dụng nhóm chỉ thị cho thấy chất lượng môi trường nước sông Ba Lai được
đánh giá khá hiệu quả và chính xác. Đây có thể là một công cụ tiềm năng trong đánh
giá chất lượng mơi trường nước, có thể vận dụng vào quan trắc và đánh giá chất lượng
môi trường sông Ba Lai. Từ đó có những giải pháp và chế độ đóng - mở cống nhắm
trao đổi nguồn nước, tránh được tình trạng tích luỹ và lắng đọng gây ơ nhiễm.
iii
ABSTRACT
The study “Research on c-p values groups of nematode communities as indicators
for assessment of environment quality of Ba Lai river” was carried out to investigate
on ecological characteristics of each nematode communities groups on the Ba Lai
river and their correlation with environmental variables.
The study was carried out in two seasons: the rainy season in 2020 and the dry
season in 2021, in which the focus was on ecological characteristics of the free-living
nematode community in the Ba Lai River, the relationship of the biological indicators
with each group of indicators as well as identify specific indicator groups distributed
on Ba Lai river. From there, consider the potential of using the c-p indicator group in
assessing water quality and propose environmental management solutions suitable to
the conditions of the dams of the Ba Lai River.
The results showed that the biological indicators such as density, species diversity,
Shannon-Wiener diversity index, sex structure and feeding types had significant
differences between the c-p groups, between stations but no significant difference
found between the two seasons.
The nematode communities in Ba Lai river are mainly c-p 1-2, with the highest
values on density, diversity index among the remaining groups. Sex ratio and feeding
types structure are significant different between c-p groups. Following up was by cp 3 and c-p 4-5. For feeding types, c-p 1-2 dominated in type 1A and type 1B, while
c-p 3 accounted for a high proportion in type 2A and c-p 4-5 was mainly 2B type.
Most of the nematodes on the Ba Lai River are slender. The length between c-p
groups was different in the rainy season but not much in the dry season, while the
width was influenced by c-p groups at each station. The biomass of c-p group 4-5
was the largest, followed by c-p 1-2 and group c-p 3 had the lowest biomass.
Correlation analysis showed that density, species diversity, sex structure, and
feeding types 1A, 1B were positively correlated in both seasons, while feeding type
2B was negatively correlated with sex groups. Besides, there is a correlation between
size and biomass of nematodes with certain feeding types (2A, 2B) in the rainy season
but not clear in the dry season.
iv
The results of environmental quality assessment according to c-p groups of freeliving nematodes in Ba Lai River ranged from good to very poor. Environmental
quality in the dry season shows better ranks in comparison to the wet season with
many locations being rated on a higher water quality scale.
Applying free living nematode communities as environmental indicator group
indicates that the water quality of Ba Lai River is evaluated quite effectively and
accurately. They can be a potential tool in water quality assessment, which can be
applied to the monitoring and assessment of the environmental quality of the Ba Lai
River. It leads to suggest to have a solutions and modes of opening and closing sluice
gate for water exchange to avoid accumulation and deposition causing pollution.
v
LỜI CAM ĐOAN
Tôi, học viên Nguyễn Lữ Nguyệt Hằng, mã số học viên 2070636, thuộc bộ môn
Công Nghệ Sinh Học, trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, cam đoan toàn
bộ kết quả của đề tài này là hoàn toàn trung thực. Đề tài được tài trợ bởi Quỹ Phát
triển khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 106.062019.51 của Viện Sinh học nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam (do PGS.TS. Ngô Xuân Quảng làm chủ nhiệm). Chủ nhiệm đề tài cho phép tôi
sử dụng một số tư liệu của đề tài để hoàn thành luận văn.
Học viên cao học
Nguyễn Lữ Nguyệt Hằng
vi
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ i
TÓM TẮT LUẬN VĂN ........................................................................................... ii
ABSTRACT ............................................................................................................. iv
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................... vi
MỤC LỤC ............................................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................... ix
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................x
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ xii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................4
1.1.
Cống đập Ba Lai ............................................................................................4
1.2. Quan trắc sinh học ............................................................................................4
1.2.1. Định nghĩa ..................................................................................................4
1.2.2. Chỉ thị sinh học...........................................................................................5
1.2.3. Các nhóm sinh vật chỉ thị ...........................................................................5
1.3. Quần xã tuyến trùng..........................................................................................6
1.3.1. Tổng quan chung ........................................................................................6
1.3.2. Vai trò của tuyến trùng trong hệ sinh thái thuỷ vực ...................................6
1.3.3. Quần xã tuyến trùng làm sinh vật chỉ thị ...................................................7
1.4. Các chỉ số sinh học của QXTT để đánh giá chất lượng môi trường ................8
1.4.1. Chỉ số chống chịu/nhạy cảm c-p (colonizer-persister) ...............................8
1.4.2. Chỉ số sinh trưởng tuyến trùng MI (Maturity Index), MI (25), PPI
(Plant-Parasite Index) .........................................................................................11
1.4.3. Chỉ số đa dạng của tuyến trùng ................................................................11
1.4.4. Chỉ số dinh dưỡng của tuyến trùng (ITD, Index of Trophic Diversity) ...12
1.4.5. Cấu trúc độ tuổi, giới tính tuyến trùng .....................................................12
1.4.6. Hình dạng và sinh khối tuyến trùng .........................................................13
1.5. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam và trên thế giới .......................................16
1.5.1. Các công trình nghiên cứu trên thế giới ...................................................16
1.5.2. Các cơng trình nghiên cứu tại Việt Nam ..................................................18
vii
1.5.3. Các cơng trình nghiên cứu tại sơng Ba Lai ..............................................20
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP ......................................................22
2.1. Thời gian, địa điểm nghiên cứu ......................................................................22
2.1.1. Thời gian nghiên cứu................................................................................22
2.1.2. Địa điểm nghiên cứu ................................................................................22
2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................23
2.2.1. Ghi nhận các chỉ tiêu môi trường .............................................................23
2.2.2. Thu và xử lý mẫu......................................................................................23
2.2.3. Phương pháp đánh giá các chỉ số sinh học ...............................................24
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................27
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN .............................................................28
3.1. Tính chất mơi trường tại sông Ba Lai .............................................................28
3.2. Thành phần quần xã tuyến trùng trên sông Ba Lai .........................................30
3.3. Mật độ QXTT tại sơng Ba Lai theo các nhóm c-p tại mỗi vị trí khảo sát ......32
3.4. Sự đa dạng lồi của các nhóm c-p tại mỗi vị trí khảo sát ...............................34
3.5. Chỉ số đa dạng Shannon - Wiener (H’) theo từng nhóm c-p tại mỗi vị trí khảo
sát 36
3.6. Cấu trúc dinh dưỡng với từng nhóm c-p tại mỗi vị trí khảo sát .....................38
3.7. Cấu trúc giới tính theo từng nhóm c-p tại mỗi vị trí khảo sát ........................43
3.8. Hình thái của từng nhóm c-p tại mỗi vị trí khảo sát .......................................47
3.9. Sinh khối của từng nhóm c-p tại mỗi vị trí khảo sát.......................................52
3.10. Tương quan giữa các chỉ số sinh học và các nhóm c-p ................................65
3.11. Đề xuất giải pháp quản lý môi trường phù hợp, áp dụng cho điều kiện tù
động vì đập chắn của sơng Ba Lai .........................................................................67
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................73
4.1. Kết luận ...........................................................................................................73
4.2. Kiến nghị.........................................................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................74
PHỤ LỤC .................................................................................................................81
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ....................................................................................83
viii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Chú giải
QXTT
Quần xã tuyến trùng
c-p
Chỉ số chống chịu/nhạy cảm
MI
Chỉ số sinh trưởng tuyến trùng
H’
Chỉ số đa dạng Shannon - Wiener
ITD
Chỉ số dinh dưỡng tuyến trùng
ORP
Thế oxy hóa-khử
DO
Nồng độ oxy hồ tan
ANOVA
Phân tích phương sai
ix
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Chỉ số c-p của một số họ tuyến trùng .........................................................9
Bảng 2.1. Tọa độ các vị trí khảo sát trên sông Ba Lai ..............................................22
Bảng 2.2. Ngưỡng phân loại chất lượng môi trường ................................................26
Bảng 3.1. Thông số môi trường như pH, chỉ số oxy hoá khử (ORP) và nồng độ oxy
hoà tan (DO) được đo tại các trạm sông Ba Lai trong mùa mưa (M) và mùa khô (K)
...................................................................................................................................28
Bảng 3.2. Kiểm định ANOVA các thông số môi trường của hai mùa: mùa mưa và
mùa khô .....................................................................................................................28
Bảng 3.3. Thành phần trầm tích (cát, bùn, đất sét) được đo tại các trạm sông Ba Lai
trong mùa mưa (M) và mùa khô (K) .........................................................................29
Bảng 3.4. Kiểm định ANOVA hai chiều về thành phần trầm tích (cát, bùn, đất sét) tại
từng trạm theo các yếu tố: vị trí khảo sát, mùa, tương tác giữa vị trí và mùa ..........30
Bảng 3.5. Kiểm định ANOVA hai chiều về mật độ của các nhóm c-p tại mỗi trạm
khảo sát vào mùa mưa ...............................................................................................33
Bảng 3.6. Kiểm định ANOVA hai chiều về mật độ của các nhóm c-p tại mỗi trạm
khảo sát vào mùa khô ................................................................................................33
Bảng 3.7. Kiểm định ANOVA hai chiều về mật độ các nhóm c-p tại mỗi trạm giữa
hai mùa ......................................................................................................................34
Bảng 3.8. Kiểm định ANOVA hai chiều về đa dạng lồi của các nhóm c-p tại mỗi
trạm khảo sát vào mùa mưa ......................................................................................35
Bảng 3.9. Kiểm định ANOVA hai chiều về đa dạng loài của các nhóm c-p tại mỗi
trạm khảo sát vào mùa khơ........................................................................................36
Bảng 3.10. Kiểm định ANOVA hai chiều về đa dạng loài các nhóm c-p tại mỗi trạm
giữa hai mùa ..............................................................................................................36
Bảng 3.11. Kiểm định ANOVA hai chiều về chỉ số H’ của các nhóm c-p tại mỗi trạm
khảo sát vào mùa mưa ...............................................................................................37
Bảng 3.12. Kiểm định ANOVA hai chiều về chỉ số H’ của các nhóm c-p tại mỗi trạm
khảo sát vào mùa khô ................................................................................................38
Bảng 3.13. Kiểm định ANOVA hai chiều về chỉ số H’ các nhóm c-p tại mỗi trạm
giữa hai mùa ..............................................................................................................38
Bảng 3.14. Kiểm định ANOVA hai chiều về tỷ lệ các nhóm c-p trong kiểu dinh dưỡng
1A tại mỗi trạm khảo sát vào mùa mưa, mùa khô và tại mỗi vị trí khảo sát trong cả
hai mùa ......................................................................................................................39
Bảng 3.15. Kiểm định ANOVA hai chiều về tỷ lệ các nhóm c-p trong kiểu dinh dưỡng
1B tại mỗi trạm khảo sát vào mùa mưa, mùa khơ và tại mỗi vị trí khảo sát trong cả
hai mùa ......................................................................................................................40
Bảng 3.16. Kiểm định ANOVA hai chiều về tỷ lệ các nhóm c-p trong kiểu dinh dưỡng
2A tại mỗi trạm khảo sát vào mùa mưa, mùa khơ và tại mỗi vị trí khảo sát trong cả
hai mùa ......................................................................................................................42
x
Bảng 3.17. Kiểm định ANOVA hai chiều về tỷ lệ các nhóm c-p trong kiểu dinh dưỡng
2B tại mỗi trạm khảo sát vào mùa mưa, mùa khô và tại mỗi vị trí khảo sát trong cả
hai mùa ......................................................................................................................43
Bảng 3.18. Kiểm định ANOVA hai chiều về tỷ lệ các nhóm c-p nhóm tuyến trùng
con non (J) tại mỗi trạm khảo sát vào mùa mưa, mùa khơ và tại mỗi vị trí khảo sát
trong cả hai mùa ........................................................................................................44
Bảng 3.19. Kiểm định ANOVA hai chiều về tỷ lệ các nhóm c-p nhóm tuyến trùng
con cái (F) tại mỗi trạm khảo sát vào mùa mưa, mùa khơ và tại mỗi vị trí khảo sát
trong cả hai mùa ........................................................................................................46
Bảng 3.20. Kiểm định ANOVA hai chiều về tỷ lệ các nhóm c-p nhóm tuyến trùng
con đực (M) tại mỗi trạm khảo sát vào mùa mưa, mùa khơ và tại mỗi vị trí khảo sát
trong cả hai mùa ........................................................................................................47
Bảng 3.21. Kiểm định ANOVA hai chiều về chiều dài (L) của các nhóm c-p tại mỗi
trạm khảo sát vào mùa mưa, mùa khơ và tại mỗi vị trí khảo sát trong cả hai mùa ...50
Bảng 3.22. Kiểm định ANOVA hai chiều về chiều rộng (W) của các nhóm c-p tại
mỗi trạm khảo sát vào mùa mưa, mùa khô và tại mỗi vị trí khảo sát trong cả hai mùa
...................................................................................................................................50
Bảng 3.23. Kiểm định ANOVA hai chiều về sinh khối khơ/ướt của các nhóm c-p tại
mỗi trạm khảo sát vào mùa mưa, mùa khơ và tại mỗi vị trí khảo sát trong cả hai mùa
...................................................................................................................................54
Bảng 3.24. Chỉ số W tính theo sinh khối ướt (W(W)) và chỉ số W tính theo sinh khối
khơ (W(D)) của từng nhóm c-p tại các điểm khảo sát vào mùa mưa năm 2020 ......55
Bảng 3.25. Chỉ số W tính theo sinh khối ướt (W(W)) và chỉ số W tính theo sinh khối
khơ (W(D)) của từng nhóm c-p tại các điểm khảo sát vào mùa khơ năm 2021. ......60
Bảng 3.26. Tương quan giữa các chỉ số sinh học của các nhóm c-p vào mùa mưa năm
2020. ..........................................................................................................................65
...................................................................................................................................66
Bảng 3.27. Tương quan giữa các chỉ số sinh học của các nhóm c-p vào mùa khơ năm
2021. ..........................................................................................................................66
Bảng 3.28. Tỷ lệ nhóm c-p, chỉ số sinh trưởng (MI), chỉ số đa dạng Shannon – Wiener
(H’) và chỉ số dinh dưỡng (ITD) trung bình (± độ lệch chuẩn) và phân loại môi trường
trên sông Ba Lai trong mùa mưa ...............................................................................67
...................................................................................................................................68
Bảng 3.29. Tỷ lệ nhóm c-p, chỉ số sinh trưởng (MI), chỉ số đa dạng Shannon – Wiener
(H’) và chỉ số dinh dưỡng (ITD) trung bình (± độ lệch chuẩn) và phân loại môi trường
trên sông Ba Lai trong mùa khô ................................................................................69
Bảng 3.30. Chất lượng nước sông Ba Lai theo đánh giá quần xã tuyến trùng sống tự
do vào mùa mưa ........................................................................................................71
Bảng 3.31. Chất lượng nước sông Ba Lai theo đánh giá quần xã tuyến trùng sống tự
do vào mùa khô .........................................................................................................71
xi
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Đồ thị mơ phỏng ba trạng thái mơi trường theo phương pháp đường cong
ABC ...........................................................................................................................15
Hình 2.1. Bản đồ khu vực nghiên cứu ......................................................................22
Hình 3.1. Tỉ lệ phần trăm các họ, bộ và lớp của quần xã tuyến trùng trên sơng Ba Lai
vào mùa mưa .............................................................................................................31
Hình 3.2. Tỉ lệ phần trăm các họ, bộ và lớp của quần xã tuyến trùng trên sông Ba Lai
vào mùa khô ..............................................................................................................31
Hình 3.3. Mật độ trung bình ± độ lệch chuẩn của QXTT theo từng nhóm c-p tại các
vị trí khảo sát vào mùa mưa (M) và mùa khơ (K) .....................................................32
Hình 3.4. Số lượng loài ± độ lệch chuẩn theo từng nhóm c-p tại các vị trí khảo sát vào
mùa mưa (M) và mùa khơ (K) ..................................................................................35
Hình 3.5. Chỉ số đa dạng Shannon – Wiener (H’) ± độ lệch chuẩn theo từng nhóm cp tại các vị trí khảo sát vào mùa mưa (M) và mùa khơ (K) ......................................37
Hình 3.6. Tỷ lệ từng nhóm c-p trong kiểu dinh dưỡng 1A tại các vị trí khảo sát vào
mùa mưa (M) và mùa khơ (K) ..................................................................................39
Hình 3.7. Tỷ lệ từng nhóm c-p trong kiểu dinh dưỡng 1B tại các vị trí khảo sát vào
mùa mưa (M) và mùa khơ (K) ..................................................................................40
Hình 3.8. Tỷ lệ từng nhóm c-p trong kiểu dinh dưỡng 2A tại các vị trí khảo sát vào
mùa mưa (M) và mùa khơ (K) ..................................................................................41
Hình 3.9. Tỷ lệ từng nhóm c-p trong kiểu dinh dưỡng 2B tại các vị trí khảo sát vào
mùa mưa (M) và mùa khơ (K) ..................................................................................43
Hình 3.10. Tỷ lệ từng nhóm c-p trong nhóm tuyến trùng con non (J) tại các vị trí khảo
sát vào mùa mưa (M) và mùa khơ (K) ......................................................................44
Hình 3.11. Tỷ lệ từng nhóm c-p trong nhóm tuyến trùng con cái (F) tại các vị trí khảo
sát vào mùa mưa (M) và mùa khơ (K) ......................................................................45
Hình 3.12. Tỷ lệ từng nhóm c-p trong nhóm tuyến trùng con đực (M) tại các vị trí
khảo sát vào mùa mưa (M) và mùa khơ (K) .............................................................47
Hình 3.13. Chiều dài (L) và chiều rộng (W) của tuyến trùng nhóm c-p 1-2 tại các vị
trí khảo sát vào mùa mưa (trên) và mùa khơ (dưới)..................................................48
Hình 3.14. Chiều dài (L) và chiều rộng (W) của tuyến trùng nhóm c-p 3 tại các vị trí
khảo sát vào mùa mưa (trên) và mùa khơ (dưới) ......................................................49
Hình 3.15. Chiều dài (L) và chiều rộng (W) của tuyến trùng nhóm c-p 4-5 tại các vị
trí khảo sát vào mùa mưa (trên) và mùa khơ (dưới)..................................................50
Hình 3.16. Phân phối tần suất tỷ lệ dài/rộng của QXTT trên sơng Ba Lai và tại các
nhóm c-p. ...................................................................................................................51
Hình 3.17. Sinh khối ướt trung bình ± độ lệch chuẩn của từng nhóm c-p tại các vị trí
khảo sát vào mùa mưa (trên) và mùa khơ (dưới) ......................................................53
Hình 3.18. Sinh khối khơ trung bình ± độ lệch chuẩn của từng nhóm c-p tại các vị trí
khảo sát vào mùa mưa (trên) và mùa khô (dưới) ......................................................54
xii
Hình 3.19. Đường cong ABC sinh khối và số lượng của các nhóm c-p tại các vị trí
khảo sát vào mùa mưa năm 2020 ..............................................................................59
Hình 3.20. Đường cong ABC sinh khối và số lượng của các nhóm c-p tại các vị trí
khảo sát vào mùa khơ năm 2021 ...............................................................................64
xiii
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cống đập Ba Lai là cơng trình chắn ngang sơng Ba Lai tại khu vực xã Thạnh Trị,
huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre. Mục đích ban đầu của dự án là ngăn mặn, trữ ngọt, rửa
phèn và cải tạo đất cho 115.000 ha đất tự nhiên, trong đó có 88.500 ha đất canh tác
[1]. Tuy nhiên, hệ luỵ từ việc xây dựng đập chắn khiến dịng chảy của sơng bị gián
đoạn, hình thành hồ chứa nước ngọt lớn, từ đó lắng đọng tích luỹ các chất ô nhiễm,
gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái và trở thành vấn đề nan giải trong đánh giá và quản
lý môi trường nước.
Chất lượng nước được đánh giá dựa trên những tiêu chuẩn về các chỉ số hoá học,
vật lý và sinh học của nước. Từ trước đến nay, quan trắc hố lý là các cơng cụ chính
dùng để đánh giá chất lượng nước và xác định mức độ ô nhiễm, tuy nhiên, các chỉ số
vật lý và hố học là những thơng số thường biến và chỉ phản ánh được kết quả tại thời
điểm lấy mẫu chứ khơng thể thể hiện được tính chất thực tế của mơi trường. Trong
khi đó, quan trắc sinh học có thể chứng minh được đầy đủ và chính xác các chất ô
nhiễm đang hiện diện trong nguồn nước nhờ vào việc phân tích hệ sinh vật trong mơi
trường cần đánh giá.
Quan trắc sinh học là một công cụ hiệu quả trong việc đánh giá chất lượng môi
trường bằng việc sử dụng các nhóm sinh vật chỉ thị, từ các lồi sinh vật phù du, động
vật đáy không xương sống đến các loài động vật cỡ lớn như khu hệ cá. Trong đó,
tuyến trùng là ngành động vật khơng xương sống phong phú và có đa dạng sinh học
rất cao. Chúng rất nhạy cảm với các điều kiện mơi trường nên có nhiều ưu điểm hơn
các loại sinh vật khác trong việc trở thành một nhóm sinh vật chỉ thị tiềm năng cho
sự thay đổi xáo trộn tính chất lý hóa trong mơi trường.
Đã có các nghiên cứu sử dụng quần xã tuyến trùng để đánh giá chất lượng môi
trường tại các khu vực địa lý khác nhau với các hệ sinh thái khác nhau như cửa sông,
ao hồ, rừng ngập mặn,... Đối với sơng Ba Lai, cho đến nay đã có những cơng bố về
đa dạng sinh học, hình thái, sinh khối,... của quần xã tuyến trùng sống tự do trên sơng
Ba Lai. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào tiếp cận theo hướng phân tích mối quan
hệ của các chỉ số nội tại của chúng dựa trên các nhóm chỉ thị theo hệ số c-p.
1
Xuất phát từ những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu các nhóm tuyến trùng theo hệ
số c-p làm chỉ thị phục vụ đánh giá chất lượng môi trường sông Ba Lai” đã được
thực hiện nhằm khảo sát đặc điểm sinh thái của quần xã tuyến trùng trên sông Ba Lai
và mối tương quan của cấu trúc quần xã với chất lượng môi trường nơi đây. Kết quả
nghiên cứu kỳ vọng cung cấp thông tin khoa học mới về hệ số c-p và các tương tác
liên quan theo nhóm hệ số c-p của tuyến trùng sống tự do, từ đó đề xuất các giải pháp
quản lý môi trường nước sông Ba Lai.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính: Nghiên cứu các nhóm tuyến trùng sống tự do theo hệ số c-p làm chỉ
thị phục vụ đánh giá chất lượng môi trường nước sông Ba Lai, tỉnh Bến Tre.
Mục tiêu cụ thể:
-
Nghiên cứu quần xã tuyến trùng sống tự do theo hệ số c-p trên sông Ba Lai,
tỉnh Bến Tre.
-
Ứng dụng các nhóm tuyến trùng sống tự do theo hệ số c-p làm chỉ thị phục vụ
đánh giá chất lượng môi trường nước sông Ba Lai, tỉnh Bến Tre.
3. Nội dung nghiên cứu:
-
Nghiên cứu một số chỉ tiêu môi trường nước trên sông Ba Lai.
-
Nghiên cứu đặc điểm của quần xã tuyến trùng sống tự do trên sông Ba Lai.
-
Mối liên hệ giữa các chỉ số sinh học như chỉ số đa dạng, mật độ phân bố, cấu
trúc dinh dưỡng, cấu trúc giới tính, hình dạng và sinh khối theo nhóm sinh vật
chỉ thị.
-
Xác định được các nhóm chỉ thị đặc trưng phân bố trên sông Ba Lai. Xem xét
tiềm năng của việc sử dụng nhóm chỉ thị c-p trong đánh giá chất lượng môi
trường nước.
-
Đề xuất giải pháp quản lý môi trường phù hợp, áp dụng cho điều kiện tù đọng
vì đập chắn của sơng Ba Lai.
4. Đối tượng nghiên cứu
Quần xã tuyến trùng sống tự do trong trầm tích sông Ba Lai, tỉnh Bến Tre.
2
5. Phạm vi nghiên cứu
Sông Ba Lai chạy qua các địa bàn thuộc huyện Châu Thành, Giồng Trôm, Ba Tri
và Bình Địa, tỉnh Bến Tre.
Thời gian nghiên cứu: mùa mưa 2020 (tháng 10 năm 2020) và mùa khô 2021
(tháng 3 năm 2021).
5. Ý nghĩa nghiên cứu
Ý nghĩa khoa học
Thứ nhất, cung cấp tư liệu khoa học nhóm chỉ thị của quần xã tuyến trùng sống tự
do trên sông Ba Lai.
Thứ hai, xem xét tác động của đập chắn lên hệ sinh thái thuỷ vực, thể hiện thơng
qua nhóm chỉ thị của tuyến trùng bằng hệ số c-p.
Thứ ba, củng cố phương pháp luận trong việc áp dụng quần xã tuyến trùng làm
công cụ chỉ thị ưu việt trong đánh giá chất lượng môi trường.
Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể ứng dụng tuyến trùng làm công cụ quan trắc
sinh học, giám sát chất lượng môi trường cho sông Ba Lai và các thủy vực tương tự.
Đồng thời, đề tài cũng chỉ ra tác động của đập chắn lên mơi trường và hệ sinh vật
đáy. Nhóm sinh vật đáy là cơ sở của lưới thức ăn thuỷ vực, nếu nhóm sinh vật này bị
tác động thì sẽ ảnh hướng đến các mắt xích thức ăn cao hơn và cuối cùng tác động
đến con người. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu từ đề tài cũng sẽ là cơ sở khoa học cho
các dự án liên quan đến việc xây dựng, vận hành và quản lý hiệu quả đập chắn – hồ
chứa.
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Cống đập Ba Lai
Sông Ba Lai là một con sông lớn tại tỉnh Bến Tre, là ranh giới tự nhiên giữa cù lao
An Hóa và cù lao Bảo. Sông Ba Lai chảy trọn trong địa phận tỉnh Bến Tre, có chiều
dài 55 km, là ranh giới tự nhiên giữa huyện Bình Đại với Giồng Trơm và Ba Tri, chảy
từ ranh giới các xã Tân Phú và Phú Đức, huyện Châu Thành ra đến biển, cửa Ba Lai.
Cống đập Ba Lai là cơng trình thuỷ lợi chắn ngang sơng Ba Lai, thuộc xã Thạnh
Trị, huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre. Nhiệm vụ của cơng trình là ngăn mặn, trữ ngọt,
rửa phèn và cải tạo đất cho 115.000ha đất tự nhiên, trong đó 88.500ha đất canh
tác. Ngồi ra còn cấp nước sinh hoạt cho cho dân các huyện Châu Thành, Giồng
Trôm, thành phố Bến Tre. Đồng thời kết hợp phát triển giao thông đường thủy, đường
bộ và cải tạo môi trường sinh thái vùng dự án.
Cống đập Ba Lai được khởi công ngày 27 tháng 01 năm 2000 và đưa vào sử dụng
ngày 30 tháng 4 năm 2002. Đập có chiều dài 544 m, gồm 10 cửa xả nước vận hành
tự động bằng van 2 chiều [1]. Vận hành xả nước ngọt từ thượng nguồn xuống hạ lưu
(theo lịch xả 2 lần/tháng, mỗi lần 1-2 ngày hoặc hơn tùy thời điểm) khiến khu vực hạ
lưu bồi lấp ngày càng nghiêm trọng. Từ đó tích luỹ các chất ơ nhiễm, gây ảnh hưởng
hệ sinh thái và khó khăn trong công tác đánh giá và quản lý môi trường.
1.2. Quan trắc sinh học
1.2.1. Định nghĩa
Quan trắc sinh học được định nghĩa là hoạt động quan sát, đánh giá trạng thái và
những thay đổi liên tục của hệ sinh thái, các thành phần của đa dạng sinh học và cảnh
quan, bao gồm các dạng sinh cảnh tự nhiên, quần xã, quần thể và lồi. Trong đó, việc
sử dụng sinh vật hay các nhóm sinh vật để nói lên đặc tính hay sự thay đổi của môi
trường được gọi là chỉ thị sinh học.
Phương pháp chỉ thị sinh học giải quyết được một số khuyết điểm so với việc chỉ
có thể lấy các thơng số vật lý và phân tích hóa học. Đối với các thơng số vật lý và hố
học, rất khó để xác định tồn bộ phổ của các chất ô nhiễm, bao gồm cả những hợp
chất chuyển hoá và sản phẩm sau đó. Trong khi đó, các tế bào luôn chịu tác động
tương tác phức tạp của các yếu tố hoá học và vật lý như các chất độc hại, hợp chất ô
nhiễm, kim loại nặng hoặc biến động về pH, nhiệt độ, oxy hoà tan,... Các hợp chất ô
4
nhiễm có thể xâm nhập và tích tụ một lượng lớn bên trong cơ thể sinh vật, ngay cả
khi nồng độ của chúng trong mơi trường thấp và nó cho thấy sự phản ứng của sinh
vật với chất độc hại trong thời gian tương đối ngắn [2].
1.2.2. Chỉ thị sinh học
Trong các hệ thống thuỷ sinh, chỉ thị sinh học là một trong những phương tiện hiệu
quả để đánh giá chất lượng môi trường. Phương pháp chỉ thị sinh học được sử dụng
trong đánh giá tác động hoặc dự báo ảnh hưởng của tác động tiềm tàng đến môi
trường. Chỉ thị sinh học là các sinh vật hoặc quần xã có các đặc điểm chức năng liên
quan chặt chẽ đến các yếu tố môi trường cụ thể mà bất kỳ thay đổi nào trong mơi
trường đều có thể tạo ra sự thay đổi có thể dự đốn được trong quần xã sinh vật [3].
Theo các ứng dụng sinh thái của chúng, chỉ thị sinh học có thể được chia thành ba
loại chính: (1) Chỉ báo mơi trường – phản hồi với các xáo trộn môi trường; (2) Chỉ
thị sinh thái – phản hồi với ô nhiễm, phân mảnh môi trường sống, hoặc các yếu tố
căng thẳng khác; và (3) Chỉ số đa dạng sinh học – bao gồm sự phong phú của lồi,
đặc hữu, các thơng số di truyền, các thông số đặc trưng của quần thể và các thông số
cảnh quan [4].
1.2.3. Các nhóm sinh vật chỉ thị
Một đối tượng chỉ thị sinh học hồn hảo phải có các đặc điểm sau: (1) có thể tích
tụ lượng chất ơ nhiễm cao mà không gây chết; (2) sống cố định, do đó chắc chắn là
đại diện cho tình trạng ơ nhiễm cục bộ; (3) số lượng cá thể tương đối lớn và phân bố
rộng rãi để lấy mẫu và so sánh lặp lại; (4) tuổi thọ đủ dài để so sánh giữa các độ tuổi
khác nhau; (5) có thể cung cấp mơ hoặc tế bào đích phù hợp cho các nghiên cứu sâu
hơn ở cấp độ vi mô; (6) dễ lấy mẫu và dễ ni trong phịng thí nghiệm; (7) có thể tái
sinh trong nước; (8) chiếm vị trí quan trọng trong chuỗi thức ăn; (9) mối quan hệ giữa
liều lượng và phản ứng có thể quan sát được [5]. Tuỳ vào mục đích quan trắc mà có
thể chọn đối tượng chỉ thị sở hữu toàn bộ hoặc một vài đặc điểm nêu trên.
Các nhà khoa học trên thế giới sử dụng rất nhiều nhóm sinh vật để chỉ thị cho chất
lượng mơi trường, từ các lồi phiêu sinh, động vật đáy khơng xương sống đến các
lồi động vật có xương sống. Những nhóm sinh vật này sẽ có xu hướng biến đổi thành
phần lồi theo chất lượng mơi trường nước tại đó, từ mơi trường tự nhiên cho đến ô
5
nhiễm nhẹ, ô nhiễm, rất ô nhiễm và quá mức ô nhiễm mà sinh vật không thể sống
được. Trong số các lồi thủy sinh có tính chất đó, tuyến trùng thuộc nhóm động vật
đáy khơng xương sống đã được chứng minh là công cụ hiệu quả để chỉ thị cho chất
lượng môi trường thủy vực [6].
1.3. Quần xã tuyến trùng
1.3.1. Tổng quan chung
Tuyến trùng, hay còn gọi là giun tròn, thuộc ngành động vật khơng xương sống.
Nhóm giun trịn ban đầu được Karl Rudolphi xác định năm 1808 với tên là
Nematoidea, sau đó được phân loại lại thành họ Nematodes bởi Burmeister năm 1837
và bộ Nematoda bởi Diesing năm 1861 [7].
Tuyến trùng rất phong phú và đa dạng trong giới động vật, với ước tính có khoảng
40.000 đến 10.000.000 lồi [8], phân bố rộng khắp từ môi trường sống nguyên sinh
đến những môi trường sống cực kỳ ô nhiễm mà các lồi sinh vật khác khơng thể tồn
tại. Chúng là sinh vật quan trọng và chiếm ưu thế về số lượng trong các hệ sinh thái,
với 80% cá thể động vật đa bào trên cạn là tuyến trùng và con số đó ở mơi trường
nước là 90% [9].
1.3.2. Vai trị của tuyến trùng trong hệ sinh thái thuỷ vực
Trong hệ sinh thái thuỷ vực, tuyến trùng là thành phần đa dạng nhất của cộng đồng
sinh vật đáy. Chúng thường sống tự do với mật độ rất cao (>1 triệu cá thể trên m²) và
thành phần loài đa dạng dựa vào kiểu kiếm ăn và nguồn thức ăn sẵn có (tảo, vi khuẩn,
nấm, động vật nguyên sinh, sinh vật đáy khác và chất hữu cơ) [10]. Ví dụ, nhiều họ
thuộc Tylenchina chỉ ăn rễ của thực vật bậc cao nhưng không bao giờ ăn vi khuẩn;
hoặc Cephalobidae và Plectidae ăn vi khuẩn nhưng không ăn thực vật bậc cao hoặc
nấm; hoặc Mononchidae và Anatonchidae là những họ chuyên săn mồi các lồi giun
trịn khác và khơng ăn thực vật bậc cao hoặc nấm [11]. Đổi lại, tuyến trùng cũng cung
cấp nguồn thức ăn cho các lồi động vật có xương sống và động vật khơng có xương
sống có kích thước lớn hơn chúng [12]. Nhìn chung, tuyến trùng đóng vai trị quan
trọng trong hệ sinh thái thuỷ vực vì nó là mắt xích trung gian trong lưới thức ăn liên
kết giữa nhóm sinh vật đáy nhỏ và nhóm sinh vật cỡ trung bình và lớn hơn.
6
Bên cạnh đó, thơng qua các hoạt động trao đổi chất, chúng cũng có khả năng phân
huỷ các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản. Chính vì thế, nhóm
tuyến trùng đóng vai trị trong việc phân hủy và chuyển hóa vật chất nền đáy [12-13].
1.3.3. Quần xã tuyến trùng làm sinh vật chỉ thị
Quần xã tuyến trùng (QXTT) bao gồm nhiều loài, chi, họ khác nhau thể hiện đặc
điểm của sinh cảnh sống tại đó và những thay đổi cụ thể trong lưới thức ăn hoặc thành
phần môi trường sẽ được phản ánh thông qua các chỉ số đánh giá. Do tính đa dạng
sinh học cao và có mật độ lớn nên khi nghiên cứu về tuyến trùng, có thể dễ dàng thu
một lượng nhỏ mẫu đã đủ cho các nghiên cứu và phân tích thống kê.
Quan trọng hơn, tuyến trùng có phản ứng khác nhau với các yếu tố căng thẳng
trong môi trường. Một số lồi có khả năng chịu đựng nhưng một số loài khác cực kỳ
nhạy cảm với các dạng xáo trộn [14-15], chúng sẽ phản ứng với điều kiện môi trường
thông qua thay đổi các đặc điểm quần xã: (i) thành phần quần xã (một số loài bị biến
mất), (ii) kiểu dinh dưỡng, (iii) cấu trúc, mật độ và sự đa dạng, (iv) hình thái, sinh
khối, (v) khả năng sinh sản, (vi) sinh hoá, sinh lý và (vii) cấu trúc di truyền [17]. Ví
dụ, số lượng lồi, chi nhìn chung tăng khi độ sâu mực nước tăng và giảm khi hạt trầm
tích khơng đồng nhất hoặc đường kính hạt trung bình tăng [18].
Những yếu tố ảnh hưởng đến QXTT có thể là vô sinh (nhiệt độ, độ mặn, cấu trúc
hạt, nồng độ oxy,...) và hữu sinh (sự phát triển của loài ăn thịt, cạnh tranh,...) có thể
tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự hình thành và phát triển QXTT [19]. Tính chất
và hàm lượng chất ơ nhiễm cũng quyết định đến sự xuất hiện của những thay đổi nhất
định trong cấu trúc QXTT [19-20].
Quần xã tuyến trùng sống tự do được sử dụng để đánh giá chất lượng thuỷ vực lần
đầu tiên vào những năm 1970 với nghiên cứu của Zullini [22]. Các nhà khoa học tiếp
tục sử dụng chúng để đánh giá tác động của con người lên các hệ sinh thái thuỷ vực
khác nhau, bao gồm môi trường nước mặn, nước lợ, nước ngọt và các khu vực đất
ngập nước khác [7, 22, 23].
Tuyến trùng cũng có thể sử dụng như một mơ hình cho các nghiên cứu sinh thái
cơ bản về mối tương tác giữa đa dạng sinh học và hoạt động của hệ sinh thái [25].
Những hướng nghiên cứu tồn diện và có hệ thống, ví dụ: tuyến trùng sống ở vùng
7
nước chuyển động nhanh, tuyến trùng sống ở các vùng đất ngập nước trong thời gian
dài, so sánh các quần thể tuyến trùng phản ứng với tác động của con người và các
quần thể trong điều kiện tương đối không bị xáo trộn, định lượng khả năng chịu đựng
của chúng với các yếu tố mơi trường chính khác nhau... Mặc dù được biết đến và sử
dụng muộn hơn nhiều nhóm sinh vật khác trong đánh giá và quản lý môi trường
nhưng QXTT đã và đang trở thành công cụ tốt và tin cậy so với nhiều nhóm động vật
truyền thống.
1.4. Các chỉ số sinh học của QXTT để đánh giá chất lượng môi trường
Trong số các chỉ số sinh học áp dụng hiệu quả nhất cho việc đánh giá và quản lý
môi trường của tuyến trùng, phải xét tới hệ thống chỉ số c-p và chỉ số sinh trưởng
(MI). Tiếp đó là các chỉ số về đa dạng sinh học, kích thước quần xã,…
1.4.1. Chỉ số chống chịu/nhạy cảm c-p (colonizer-persister)
Chỉ số c-p là một chỉ số quan trọng thể hiện mức độ “thích ứng” của QXTT với
các đặc điểm khác nhau của mơi trường, có giá trị từ 1 đến 5 tương ứng với mức độ
từ kém bền vững (colonizers) đến mức độ ổn định (persisters) được xác định theo
Bongers và cộng sự [25-27]. Chỉ số c-p được phân loại dựa trên các đặc điểm sau:
c-p 1: Nhóm tuyến trùng có thời gian thế hệ ngắn (vài ngày), chỉ phát triển trong
điều kiện giàu thức ăn và sinh sản ra nhiều trứng nhỏ gây bùng nổ mật độ cá thể
của quần xã. Chúng có hoạt động trao đổi chất cao, chịu được các chất ô nhiễm
và các sản phẩm phân hủy hữu cơ. Thức ăn chủ yếu của nhóm tuyến trùng này
là vi khuẩn và chúng sẽ chuyển thành giai đoạn ấu trùng (dauerlarvae) khi nguồn
thức ăn suy giảm.
c-p 2: Tuyến trùng có thời gian thế hệ ngắn và tốc độ sinh sản tương đối cao,
nhưng thấp hơn ở c-p 1 và cũng khơng hình thành ấu trùng, do đó, chúng phản
ứng với sự thay đổi của môi trường chậm hơn so với tuyến trùng c-p 1. Chúng
xuất hiện ở mọi môi trường, kể cả những môi trường có nguồn tài ngun dồi
dào hay những mơi trường khan hiếm thức ăn, chúng cũng chịu được các chất
ô nhiễm và các xáo trộn khác. Nhóm tuyến trùng này bao gồm những loài ăn vi
khuẩn, những loài ăn nấm và một vài loài ăn thịt.
8
c-p 3: Nhóm tuyến trùng trung gian, mang những đặc điểm của nhóm 2 và nhóm
4. Chúng có thời gian thế hệ lâu hơn c-p 2 và nhạy cảm với các xáo trộn. Nhóm
tuyến trùng này bao gồm những loài ăn vi khuẩn, nấm và một số loài ăn thịt.
c-p 4: Những lồi thuộc bộ Dorylaimida có kích thước nhỏ hoặc những lồi
khơng thuộc bộ Dorylaimida có kích thước lớn, với tuyến sinh dục chiếm tỷ lệ
thấp trong cơ thể. Các lồi tuyến trùng này có đặc điểm là thời gian thế hệ dài,
lớp biểu bì dễ thấm và nhạy cảm với các chất ơ nhiễm. Nhóm tuyến trùng này
bao gồm những loài ăn thịt, những loài ăn tạp nhỏ và một số loài ăn vi khuẩn.
Những loài khơng ăn thịt trong nhóm này tương đối bất động trong khi những
nhóm ăn thịt chủ động tìm kiếm con mồi.
c-p 5: Những lồi thuộc bộ Dorylaimida kích thước lớn có tuổi thọ cao, tỷ lệ
sinh sản thấp, hoạt động trao đổi chất thấp và di chuyển chậm. Các tuyến sinh
dục nhỏ so với thể tích cơ thể và tạo ra một số lượng nhỏ trứng lớn. Chúng có
lớp biểu bì dễ thấm nước và rất nhạy cảm với các chất ơ nhiễm và các xáo trộn
khác. Nhóm này bao gồm những lồi ăn tạp và ăn thịt.
Nhìn chung, nhóm c-p 1 chỉ chiếm ưu thế cao trong mơi trường giàu thức ăn và có
thể biến mất hoặc hình thành ấu trùng khi số lượng vi khuẩn giảm xuống dưới ngưỡng
của chúng và sẽ bị thay thế bằng các nhóm cao hơn khi mơi trường sống phục hồi sau
đó. Trong khi đó, nhóm c-p 2 có thể gia tăng về số lượng trong điều kiện căng thẳng
hoặc môi trường phú dưỡng [28]. Tuy nhiên, trong một số trường hợp sự hiện diện
của nhóm c-p 1 có thể gây nhầm lẫn với tác động của căng thẳng do yếu tố khác gây
ra, vì thế người ta thường bỏ qua nhóm c-p 1 khi muốn đo lường tác nhân căng thẳng
độc lập. Mặc khác, sự hiện diện của các loài trong nhóm c-p 3, 4, 5 cho biết yếu tố
xáo trộn giảm xuống đến mức tối thiểu và bước vào giai đoạn ổn định sinh thái [29].
Bảng 1.1. Chỉ số c-p của một số họ tuyến trùng [27, 30, 31]
c-p
1
Họ tuyến trùng
Bunonematidae, Diplogasteridae, Neodiplogasteridae, Panagrolaimidae,
Rhabditidae, Tylopharyngidae
9