Giáo trình thủy sinh đại cương - Đại học An Giang - part 5

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Huỳnh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

128
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

thể. Đặc tính biến động số lượng của mỗi quần thể là do đặc tính của các quá trình sinh sản, sinh trưởng, tử vong trong từng thời gian, phụ thuộc vào những biến đổi của các điều kiện sống ở môi trường quyết định. Có rất nhiều nhân tố sinh thái học của môi trường, ảnh hưởng tới biến động quần thể thuỷ sinh vật.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình thủy sinh đại cương - Đại học An Giang - part 5

thể. Đặc tính biến động số lượng của mỗi quần thể là do đặc tính của các quá trình sinh sản, sinh trưởng, tử vong trong từng thời gian, phụ thuộc vào những biến đổi của các điều kiện sống ở môi trường quyết định. Có rất nhiều nhân tố sinh thái học của môi trường, ảnh hưởng tới biến động quần thể thuỷ sinh vật. Nhưng có hai nhân tố được xem là quyết định nhất. Đó là nguồn thức ăn của môi trường (nhân tố quyết định tăng thêm số lượng) và độ tử vong (nhân tố quyết định giảm số lượng). Ngoài ra những nhân tố quan trọng khác cũng không kém quan trọng như nhiệt độ, ánh sáng, vật ký sinh, mật độ quần thể, chế độ Oxy … Nhưng các nhân tố nầy tác động tới số lượng quần thể thường là thông qua hai nhân tố cơ bản trên. Hai kiểu biến động số lượng quần thể ở thuỷ sinh vật: biến động có chu kỳ và biến động không có chu kỳ. Biến động có chu kỳ: Đây là kiểu biến động số lượng, xảy ra một cách • tuần hoàn, có liên quan tới tính chất chu kỳ của các quá trình sống (sinh sản, tử vong) của thuỷ sinh vật và tính chất chu kỳ của địa vật lý trong tự nhiên (nhiệt độ, ánh sáng). Biến động có chu kỳ được thể hiện ở ba hiện tượng thấy trong thuỷ vực: Theo ngày đêm: Chỉ thấy ở các quần thể thuỷ sinh vật có đời sống ngắn • (trong vòng 1 ngày) như vi khuẩn, tảo đơn bào, động vật nguyên sinh. Các nhân tố quyết định là : thời gian sinh sản mạnh trong ngày và thời gian bị ăn nhiều trong ngày. Theo mùa : Đây là kiểu biến động số lượng quan trọng và phổ biến của • thuỷ sinh vật trong các thuỷ vực. Nó có ý nghĩa lớn đối với việc khai thác nguồn lợi sinh vật thuỷ vực. Biến động theo mùa có nguyên nhân xa ở sự biến đổi chu kỳ nguồn năng lượng bức xạ mặt trong năm, làm biến đổi tuần hoàn chế độ ánh sáng và chế độ nhiệt trong thuỷ vực. Từ đó ảnh hưởng tới các quá trình sống của thuỷ sinh vật (sinh sản, quang hợp) một cách có chu kỳ. Có thể coi đây là nhân tố cơ bản quyết định biến động số lượng theo mùa. Ngoài ra còn có thể có những nhân tố khác như chế độ oxy, nồng độ muối, chu chuyển nước, nhưng các nhân tố nầy lại phụ thuộc vào sự biến đổi nhiệt độ nước. Biến động số lượng theo mùa đã hình thành nên khái niệm “mùa sinh học”, Bogorov đã phân chia bốn mùa trong hải dương như sau: * Mùa xuân sinh học là lúc ánh sáng mạnh, muối dinh dưỡng cao. Thực vật nổi phát triển mạnh, động vật nổi phát triển yếu. Tỷ số khối lượng thực vật phù du (Phytoplankton) và động vật phù du (Zooplankton): P/Z = 10 -100. * Mùa hạ sinh học là lúc nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh, nước nghèo muối dinh dưỡng. Thực vật nổi và động vật nổi phát triển mạnh. Tỷ số khối lượng thực vật phù du (Phytoplankton) và động vật phù du (Zooplankton): P/Z = 1 hay thấp hơn 1. * Mùa thu sinh học là lúc nhiệt độ trung bình, ánh sáng yếu, nước nghèo muối dinh dưỡng. Thực vật nổi phát triển yếu, động vật nổi còn phát triển mạnh. Tỷ
số khối lượng thực vật phù du (Phytoplankton) và động vật phù du (Zooplankton): P/Z = thấp hơn 1. * Mùa đông sinh học là lúc nhiệt độ trung thấp, ánh sáng yếu, nước giàu muối dinh dưỡng. Thực vật nổi và động vật nổi phát triển kém, ngừng sinh sản. Tỷ số P/= thấp hơn 1. Guria nova (1972) khi nghiên cứu về biến động số lượng quần thể có nhận định sau: Biến động số lượng theo mùa của sinh vật nổi biển nhiệt đới có tính chu • kỳ, nhưng lịch xuất hiện không ổn định mà thay đổi năm này qua năm khác. Nhất là vùng ven bờ, phụ thuộc vào sự biến đổi theo chu kỳ năm của các nhân tố khí tượng. Nếu ở vùng cực biến động số lượng theo mùa của sinh vật nổi có tính • chất một chu kỳ (có một cực đại). Ở vùng ôn đới có tính chất hai chu kỳ (có hai cực đại) thì ở vùng biển nhiệt đới có thể coi là có tính chất đa chu kỳ. Biến động số lượng sinh vật nổi biển nhiệt đới không lớn. • Số lượng sinh vật nổi, đặc biệt là thực vật nổi vùng khơi không lớn lắm. • Trong khi đó vùng ven bờ lớn hơn gấp hàng ngàn lần. + Biến động theo năm: Phụ thuộc vào các biến động theo chu kỳ năm của các nhân tố địa vật lý như biến đổi hoạt động của mặt trời theo chu kỳ 9 -11 năm. Biến đổi của mực nước, độ mặn theo chu kỳ năm. + Biến động không chu kỳ: Do những nguyên nhân đột xuất gây nên, phổ biến nhất là hiện tượng nhiễm bẩn thuỷ vực. Sinh trưởng ở thủy sinh vật Các khái niệm * Sinh trưởng cá thể là quá trình chuyển hoá khối lượng cá thể lớn lên. Sinh trưởng cá thể đặc trưng cho cá thể và giới hạn bởi tuổi thọ của cá thể. * Sinh trưởng quần thể là sự tạo mới trong quần thể các cá thể và sự tăng sinh vật lượng tổng cộng của các cá thể. Nghĩa là các quá trình tạo ra số lượng sinh vật và tích luỹ chất hữu cơ trong sinh vật nhờ đồng hoá các điều kiện ngoại cảnh. Sinh trưởng quần thể đặc trưng bởi hai chỉ số: chỉ số sinh sản và chỉ số tử vong. * Sự phát triển là sự tạo mới các cơ quan và sự chuyển hoá bên trong của cơ thể sinh vật. Thường trong vòng đời thuỷ sinh vật được chia thành các giai đoạn khác nhau. Mỗi giai đoạn có đặc trưng riêng về tính chất sinh lý bên trong cơ thể (chọn lọc thức ăn, tính chất thức ăn …). Về tính chất sinh thái, nó đòi hỏi những yếu tố về môi trường nhất định. Ví dụ: Giai đoạn còn non sinh vật đòi hỏi nhiều ánh sáng hơn.
* Sinh sản là quá trình thực hiện để duy trì nòi giống (sinh sản hữu tính, sinh sản vô tính). Ở môi trường nước, cần chú ý đặc biệt đến hiện tượng đơn tính cái. Tuổi và sinh trưởng cá thể Tuổi và sự hình thành vòng tuổi: Đặc điểm sinh trưởng của cá có tính chất • chu kỳ như mọi động vật biến nhiệt khác. Nghĩa là trong một năm có thời gian cá lớn nhanh, có thời gian cá lớn chậm. Loewenhook (1684) đã chứng minh trên vảy và xương cá có có những vòng liên hệ đến các thời kỳ sinh trưởng nhanh hay chậm của cá. Căn cứ vào những vòng nầy ta xác định được tuổi cá. Tuổi tối đa - Già - Chết: Ở cá có sự liên hệ chặt chẽ giữa tuổi và kích • thước, thường cá có tuổi cao, kích thước lớn. Các cá sống lâu thường là cá cổ (nguyên thuỷ) bơi chậm, sống ở đáy có thể thích nghi với những biến đổi của môi trương như Oxy, nhiệt độ, nồng độ muối … Ví dụ : cá mập, cá chép. Cá có đời sống ngắn thường có đặc điểm ngược lại. Tuổi tối đa của cá trong tự nhiên ít khi biết được và ít gặp cá chết tự nhiên. Đối với cá nuôi trong bồn, có cá tầm Acipenser đạt 69 tuổi (Amsterdam), cá chép 38 tuổi (Frankfurt). Thời gian sống của cá liên hệ chặt chẽ với quá trình trao đổi chất. Nhiều loài cá chết hàng loạt sau lần sinh sản đầu tiên. Ví dụ Cá chình (Anguilla) sau lần sinh sản đầu tiên cá chết 100%. Sự chết hàng loạt có ý nghĩa thích nghi và xác cá bố mẹ phân huỷ trong nước sẽ làm tăng lượng chất hữu cơ, giúp cho sự phát triển phiêu sinh vật, làm cơ sở thức ăn cho cá con. Sinh trưởng cá thể • o Hình thức sinh trưởng: Ở cá sự tăng trưởng xảy ra liên tục trong mọi giai đời sống của cá. Ta chỉ có thể phân biệt rõ giai đoạn phôi và toàn bộ giai đoạn còn lại. Thật khó phân biệt giữa cá trưởng thành (Adult) và chưa trưởng thành (Subadult). Ở giáp xác: (tôm, cua) sự tăng trưởng mang tính chất gián đoạn, do bị vỏ giáp khống chế, muốn tăng trưởng và lớn lên phải lột xác. Tăng trưởng - Tốc độ tăng trưởng - Chỉ số tăng trưởng • Tăng trưởng là hiệu số của khối lượng (P), chiều dài (L) của cá tại một • thời điểm nào đó so với kích thước ban đầu hoặc khối lượng ban đầu. Ví dụ: t1 -> Pt1 t2 -> Pt2 Pt2 - Pt1 : Sự tăng trưởng
Tốc độ tăng trưởng là sự tăng trưởng trên một đơn vị thời gian. • Ví dụ: mg/ngày, mm/ngày. Chỉ số tăng trưởng: Tốc độ tăng trưởng được so sánh với kích thước ban • đầu, hoặc trọng lượng ban đầu thì được gọi là chỉ số tăng trưởng. Lo: kích thước ban đầu • Po: trọng lượng ban đầu • Độ béo và độ mỡ • Độ béo là hằng số K trong đẳng thức: P = K L3 hoặc : Độ mỡ :là khối lượng mỡ trong cơ thể cá. • Khi xác định độ mỡ cần lưu ý : độ mỡ thay đổi theo giống, loài, giới tính, tuổi, mùa vụ…. Prozopski đã phân chia ball mỡ cá bằng thang 5 bậc: Ball 0 : Ruột không có mỡ. • Ball 1: Chỉ có một dãy mỡ mỏng nằm giữa phần 2 - 3 của ruột. • Ball 2 : Có một dãy mỡ hẹp khá dày ở giữa phần 2 - 3 của ruột. • Ball 3: Có một dãy mỡ rộng ở giữa phần 2 - 3, cả hai mép trên và dưới. Ở • phần ruột gần hậu môn có một lớp mỡ mỏng. Ball 4: Ruột hầu như bị mỡ hoàn toàn che phủ, nhưng còn ít chỗ trống, • qua đó ta vẫn còn thấy ruột. Ball 5: Lượng mỡ che phủ hoàn toàn kín cả ruột, không có chỗ trống. • Trong quá trình phát triển tuyến sinh dục, thời gian đầu tăng độ lớn của tuyến sinh dục và độ mỡ. Khi thức ăn giảm, độ mỡ giảm rất nhanh. Riêng tuyến sinh dục vẫn tiếp tục tăng trưởng. Khi cá bị đói thì lượng mỡ ở tuyến sinh dục của cá bị tiêu thụ. Ngoài ra độ mỡ còn bảo đảm cho lượng noãn hoàng trong sản phẩm sinh dục của cá. Ở các loài cá khác nhau, độ mỡ tích luỹ ở những nơi khác nhau. * Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của cá thể
Các yếu tố bên trong: • o Đặc tính di truyền o Kích thước trứng o Kích thích tố tăng trưởng o Tính đực, cái. Các yếu tố bên ngoài • o Thức ăn o Các nhân tố lý, hoá học của môi trường: nhiệt độ nước, ánh sáng, không gian sống … o Ảnh hưởng chu kỳ của sự biến động các nhân tố lý, hoá học: nhiệt độ, ánh sáng thức ăn là những nhân tố biến động theo chu kỳ, làm ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng của cá. Vì vậy sự tăng trưởng của cá mang tính chu kỳ. Sinh trưởng quần thể * Sự sinh trưởng quần thể Trong trường hợp số lượng cá thể ở thời gian đầu nhỏ hơn số lượng cá thể thấy ở thời gian sau và trong điều kiện môi trường sống không có ảnh hưởng hạn chế sinh trưởng của quần thể trong một thời gian dài (điều kiện lý tưởng), đường cong biểu diễn độ tăng số lượng cá thể trong quần thể (đường cong sinh trưởng) sẽ có hình chữ J và công thức tính sẽ là: Nt = Noert Nt : số lượng cá thể của quần thể ở thời điểm t • No : số lượng cá thể ban đầu • r : tốc độ tăng trưởng đặc trưng của quần thể • e : cơ số logarit tự nhiên • Trong điều kiện môi trường sống có ảnh hưởng hạn chế tới quá trình sinh trưởng của quần thể (điều kiện thực tế), đường cong biểu diễn sẽ có hình chữ S. Đường cong sinh trưởng, trong trường hợp nầy gồm có bốn pha, thể hiện bốn giai đoạn sinh trưởng của quần thể. Trong giai đoạn đầu, số lượng quần thể tăng chậm (pha gia tăng dương), sau đó tăng rất nhanh (pha logarit) rồi lại đến giai đoạn tăng chậm lại (pha gia tăng âm) và sau cùng đến giai đoạn cân bằng. Ở pha cân bằng số lượng cá thể sinh ra và mất đi gần bằng nhau. Cơ cấu nhóm tuổi ( Age group) • Trong một chủng quần, qua một thời gian nào đó, các cá thể trong chủng quần có chết đi và có sinh ra, tạo nên các nhóm tuổi khác nhau.
Mỗi nhóm tuổi gồm các cá thể được đẻ ra cùng một mùa trong một năm. Sự so sánh các nhóm tuổi nói lên quần thể đó đang phát triển hay thoái hoá. Quần thể đang phát triển mạnh gồm nhiều cá thể nhỏ tuổi. • Quần thể thăng bằng có cơ cấu nhóm tuổi đồng đều. • Quần thể đang thoái hoá gồm nhiều cá thể già . • Trong một quần thể có thể thay đổi về cơ cấu nhóm tuổi, nhưng không thay đổi số cá thể. Cơ cấu nhóm tuổi của các loài cá đều có những nét đặc trưng: Thường cá sống ngắn thì quần thể gồm một số ít nhóm tuổi. Các loài cá nầy thành thục sớm và có khả năng khôi phục đàn nhanh chóng. Các loài cá lớn sống lâu, quần thể gồm nhiều nhóm tuổi hơn. Chúng có tuổi phát dục cao, khả năng khôi phục đàn chậm, thích nghi nơi cơ sở thức ăn tương đối ổn định. Đặc điểm của quần loại thủy sinh vật Thuỷ vực là những môi trường sống cụ thể của thuỷ sinh vật trong thiên nhiên. Trong mỗi thuỷ vực có cả một tập hợp sinh vật (động vật, thực vật, vi sinh vật, nấm) tạo thành một quần xã đặc trưng riêng cho từng loại thuỷ vực. Quần xã thuỷ sinh vật và thuỷ vực tạo thành một hệ thống sinh thái có quan hệ qua lại mật thiết với nhau và liên hệ với môi trường ngoài thuỷ vực. Môi trường sống trong thuỷ vực không phải hoàn toàn đồng nhất, mà điều kiện sống của từng bộ phận ở thuỷ vực (khối nước, nền đáy, vùng bờ, vùng khơi, …) lại sai khác nhau về các đặc điểm thuỷ lý, hoá, cơ học. Tương ứng với những sai khác nầy của các bộ phận ở thuỷ vực - các sinh cảnh - mỗi quần xã thuỷ sinh vật lại chia thành nhiều quần loại sinh vật (biocoensis) có thể coi là những cấu trúc bộ phận của quần xã trong thuỷ vực, thích ứng với điều kiện sống của từng loại sinh cảnh như: sinh vật nổi, sinh vật đáy, sinh vật vùng triều … Nghiên cứu đời sống của các quần loại thuỷ sinh vật trong mối quan hệ của chúng trong thuỷ vực, thể hiện chủ yếu ở quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng ở các bậc khác nhau là một trong những vấn đề cơ bản của thuỷ sinh học. Quần loại thuỷ sinh vật (Biocoenosis) là tập hợp các quần thể sinh vật thuộc các loài khác nhau, cùng sống trong một sinh cảnh có cấu trúc nhất định Quần loại thể hiện một bước phát triển cao của quá trình phát triển chất sống. Nó có vai trò và vị trí nhất định trong quá trình chuyển hoá vật chất và năng lưởng thuỷ vực. Mỗi quần loại thuỷ sinh vật được đặc trưng bởi thành phần loài, đặc tinh định tính và định lượng của chúng. Mối quan hệ giữa các loài với nhau và với các nhân tố sinh thái của môi trường vô sinh. Mức độ tổ chức cao của quần loại sinh vật thể hiện ở các bậc chuyển hoá vật chất và năng lượng ngày càng cao. Sự chuyển hoá nầy xảy ra trong quần loại, thường được gọi là cá bậc dinh dưỡng. Các bậc dinh dưỡng càng cao, năng lượng tiêu hao đi càng nhiều, đồng thời
cấu trúc của quần loại sinh vật cũng phức tạp hơn, khối lượng thông tin nhiều hơn và do đó cũng bền vững hơn. Trong một quần loại sinh vật bao giờ cũng có một loài hay một số loài giữ vai trò chủ yếu, tạo thành hạt nhân của quần loại sinh vật, gọi là loài ưu thế. Loài ưu thế được xác định bằng tính chất quan trọng của loài đó trong quần loại sinh vật về mặt số lượng, khối lượng hay vai trò của loài đó trong chu trình chuyển hoá vật chất và năng lượng. Loài ưu thế thể hiện tiêu biểu nhất, đầy đủ nhất đặc tính cấu trúc của quần loại sinh vật. Loài ưu thế cũng giữ vai trò quyết định trong biến đổi cấu trúc của quần loại sinh vật. Quan hệ giữa loài ưu thế và quần loại sinh vật được thể hiện ở qui luật sau: quần loại sinh vật càng lớn về số lượng, loài ưu thế trong quần loại cũng càng lớn về mặt số lượng. Về mặt chuyển hoá vật chất và năng lượng, quần loại thuỷ sinh vật gồm ba nhóm thành phần: sinh vật sinh sản (producent), tiêu thụ (consument) và phân huỷ (reducent). Trong quan hệ số lượng, qui luật chung là bọn tiêu thụ bao giờ cũng ít hơn về số lượng và khối lượng so với bọn sinh sản. Bọn tiêu thụ bậc hai lại ít hơn bọn tiêu thụ bậc nhất. Bọn phân hủy (vi khuẩn) về số lượng cá thể bao giờ cũng lớn, nhưng về khối lượng không lớn lắm, do kích thước nhỏ. Các qui luật về hình tháp số lượng và khối lượng ở quần loại thuỷ sinh vật cũng giống như sinh vật ở cạn. Do sự tiêu hao vật chất và năng lượng trong quá trình chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp tới bậc cao hơn. Nói chung số lượng và khối lượng thuỷ sinh vật giảm dần đi từ bậc thấp tới bậc cao. Cấu trúc thức ăn của quần loại thuỷ sinh vật được xác định bởi quan hệ số lượng giữa các dạng sinh vật có kiểu ăn khác nhau. Khối lượng của quần loại thuỷ sinh vật càng lớn, tức là lượng thức ăn trong một sinh cảnh càng lớn, cấu trúc thức ăn của quần loại sinh vật càng đơn dạng, vai trò của loài ưu thế càng lớn. Khi số lượng thức ăn ở các sinh cảnh giảm đi, như trong trường hợp các thuỷ vực ở vùng nhiệt đới, khối lượng của quần loại thuỷ sinh vật giảm đi, vai trò của các dạng ưu thế cũng sẽ giảm đi, do đó cấu trúc thức ăn của quần loại sinh vật cũng trở nên đa dạng hơn. Phần lớn thuỷ sinh vật có kích thước nhỏ. Điều nầy phù hợp với lối sống trôi nổi trong tầng nước của sinh vật nổi (khối lượng nhỏ, diện tiếp xúc lớn). Kích thước nhỏ của bọn thuỷ sinh vật sản sinh (thực vật nổi) và các thuỷ sinh vật tiêu thụ bậc thấp (động vật nổi) còn là điều kiện để hình thành các chuổi thức ăn dài trong thuỷ vực, phù hợp với qui luật tăng kích thước của các bậc dinh dưỡng từ thấp tới cao. Do kích thước nhỏ, cường độ trao đổi chất lớn, nhịp sinh sản nhanh, nên mật độ thuỷ sinh vật sản sinh ở các bậc dinh dưỡng thấp thường rất lớn, có khi tới hàng triệu cá thể trong một lit nước. Mật độ lớn như thế nầy, ở sinh vật sống trên cạn chỉ thấy có vi khuẩn. Cũng do đặc tính nầy, quan hệ giữa vật sản sinh với vật tiêu thụ về mặt khối lượng, ở môi trường nước rất khác với môi trường cạn. Khối lượng thực vật ở cạn lớn hơn khối lượng động vật gấp 2.000 lần. Trong khi đó, ở môi trường nước hải dương thì ngược lại, khối lượng động vật
lại lớn hơn khối lượng thực vật từ 10 -15 lần. Nhưng do nhịp sinh sản nhanh nhờ điều kiện sống ở môi trường nước thuận lợi, nên có thể có tới hàng trăm thế hệ trong một năm (thực vật nổi). Do đó sản lượng thực vật sản sinh ra rất lớn, bảo đảm thức ăn cho động vật. Đặc điểm quan trọng thứ hai của quần loại thuỷ sinh vật là có quan hệ thức ăn rất phức tạp, sơ đồ quan hệ thức ăn thường có nhiều nhánh. Một đặc điểm khác của quần loại thuỷ sinh vật là có mối quan hệ sinh hoá khá chặt chẽ giữa các cơ thể cùng sống trong một vùng nước, nhờ đặc tính hoà tan tốt của nước, gắn liền cơ thể sống với môi trường nước và giữa chúng với nhau. Sự phân chia các quần loại sinh vật trong thủy vực và đặc điểm thích ứng Thuỷ vực không phải là một môi trường sống hoàn toàn đồng nhất về mọi điều kiện của môi trường vô sinh cũng như hữu sinh, mà bao gồm nhiều loại sinh cảnh khác nhau. Trong mỗi sinh cảnh có một quần loại sinh vật bao gồm các dạng sinh vật sống thích ứng với điều kiện sống của sinh cảnh đó. Các sinh cảnh không phải chỉ đơn thuần là từng nơi ở cụ thể trong thuỷ vực, mà được xác định bởi cả một phức hợp các nhân tố vô sinh, gắn liền với các đặc điểm của những hoạt động sống thuỷ sinh vật. Do đó quyết định vai trò của chúng trong quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong thuỷ vực cũng như trong sự phát triển của hệ thống sinh thái thuỷ vực. Có thể chia môi trường sống trong thuỷ vực thành ba sinh cảnh lớn: vùng triều, (hay vùng ven bờ), tầng nước và nền đáy. Ba vùng sinh cảnh nầy sai khác nhau rất cơ bản về đặc điểm các điều kiện sống: Vùng triều: nằm ở giới hạn giữa môi trường trong thuỷ vực và ngoài thuỷ • vực. Ở vùng nầy có cả điều kiện sống trong nước và trên cạn. Tầng nước: hoạt động sống của thuỷ sinh vật ở đây chủ yếu dựa vào khối • nước với các đặc tính lý, hoá, cơ học của môi trường nầy. Nền đáy: điều kiện sống ở đây quyết định bởi nền đất nằm dưới khối • nước. Do đó điều kiện sống vừa phụ thuộc vào nền đất ở đáy thuỷ vực, vừa phụ thuộc vào tầng nước. Trong mỗi vùng trên có một tập hợp sinh vật đặc trưng thích ứng với điều kiện sống cơ bản của từng vùng. Đồng thời, trong mỗi tập hợp nầy, lại có thể phân biệt từng quần loại sinh vật thích ứng với từng loại sinh cảnh cụ thể của mỗi vùng đó. 1. Thủy sinh vật vùng triều Điều kiện sống ở vùng nầy luôn thay đổi, khi có nước, khi khô cạn theo mức nước, nồng độ muối luôn thay đổi, nước luôn xáo trộn, áp lực nước thấp, oxy, nhiệt độ, nhiệt độ ánh sáng gần như ở môi trường không khí. Sinh vật vùng nầy có những đặc điểm sau:
Thích ứng sinh thái rộng về oxy, nhiệt độ và nồng độ muối. Sinh vật dễ • dàng chuyển sang môi trường sống khác như vào nước ngọt hay lên cạn. Sinh vật có khả năng hô hấp ở nước và trên cạn. • Sinh vật thích ứng hẹp về về áp lực nước. • Cấu tạo cơ thể theo kiểu dẹp hay có chân bám chắc. • 2. Thủy sinh vật trong tầng nước Điều kiện sống của sinh vật ở tầng nước tương đối ổn định và đồng nhất. Đặc điểm thích ứng của nhóm sinh vật nầy chủ yếu làm sao cho sự vận động trong môi trường nước được thuận lợi. Có thể chia nhóm nầy thành nhiều quần loại sinh vật khác nhau. Sinh vật sống trôi (Pleiston) là bọn sống trôi trên mặt nước, nửa cơ thể • trong không khí, nửa dưới nước. Sinh vật màng nước (Neiston) bao gồm các động vật sống quanh màng • nước. Nhờ sức căng bề mặt của nước, chúng có thể sống ở mặt trên (epineiston) hay mặt dưới màng nước (hyponeiston). Có bọn sống thường xuyên ở đó. Có bọn chỉ sống một thời gian (ấu trùng nhiều loại động vật). Đặc điểm thích ứng của bọn nầy thể hiện ở vỏ cơ thể không ngấm nước, chống lại được tác dụng của tia cực tím ở mặt nước, có quang hướng động dương, màu sắc nguỵ trang, lối ăn màng nước. Sinh vật nổi (Plankton), bao gồm các sinh vật sống trôi nổi một cách thụ • động hoặc vận động rất yếu trong các lớp nước ở tầng mặt, chủ nhờ vào chuyển động của khối nước mà di chuyển. Sinh vật nổi bao gồm: vi khuẩn sống nổi (bacterioplankton), thực vật vật nổi (phytoplankton) và động vật nổi (zooplankton). Về mặt chuyển hoá vật chất, sinh vật nổi bao gồm các sinh vật sản sinh (thực vật nổi), các sinh vật tiêu thụ bậc thấp (động vật nổi) và các sinh vật phân huỷ (vi khuẩn sống nổi). Theo kích thước cơ thể , có thể chia ra Sinh vật nổi cực lớn (megaloplankton), kích thước trên 1m : sứa lớn. • Sinh vật nổi lớn (macroplankton) kích thước 10 100cm: sứa nhỏ hàm tơ. • Sinh vật nổi vừa (mesoplankton), kích thước 1-10mm: giáp xác nhỏ. • Sinh vật nổi nhỏ (microplankton), kích thước 0,05 -1 mm: rotifer, tảo đơn • bào, các loại ấu trùng. Sinh vật nổi cực nhỏ (nanoplankton), kích thước vài micron: vi khuẩn, • động vật nguyên sinh. Tuỳ theo giai đoạn, sinh vật sống nổi theo lối sống nổi ở các lớp nước tầng mặt mà có thể chia ra: Sinh vật nổi hoàn toàn (holoplankton) có toàn bộ đời sống ở trong tầng • nước; chỉ có giai đoạn trứng nghỉ, bào xác là ở đáy thuỷ vực.
Sinh vật nổi không hoàn toàn (meroplankton), chỉ có giai đoạn ấu trùng là • sống trong tầng nước. Đây là trường hợp ấu trùng các sinh vật đáy như thân mềm, da gai. Đặc điểm thích ứng của sinh vật nổi, chủ yếu là bảo đảm cho sinh vật dễ dàng nổi trong tầng nước mặt, sao cho tốc độ chìm chậm nhất. Theo Ostwald công thức tính tốc độ chìm: Với a: tốc độ chìm • b: hiệu số giữa khối lượng riêng của vật và nước. • d: sức cản, phụ thuộc hình dạng vật trong nước. • Nhìn chung, sinh vật nổi thích ứng với đời sống nổi theo hai hướng: Giảm trọng lượng còn lại b bằng cách tiêu giảm tiêu giảm bộ xương, thải • bớt chất muối nặng, tích trữ các chất khí và mỡ. Tăng sức cản d trong nước bằng cách tăng diện tích tiếp xúc của cơ thể • với khối nước. - Sinh vật tự bơi (Nekton) là thành phần quan trọng trong các quần loại thuỷ sinh vật ở trong tầng nước. Chúng bao gồm các động vật có kích thước lớn (cá, mực, động vật có vú) và phần lớn các đối tượng được khai thác. Sinh vật tự bơi đều là các sinh vật tiêu thụ ở các bậc dinh dưỡng khác nhau, có cấu tạo cơ thể phức tạp. Đặc điểm quan trọng nhất là có cơ quan vận động chủ động, tích cực. Đặc điểm thích ứng chủ yếu của bọn nầy là cơ thể cấu tạo hình thuỷ lôi, hai đầu vuốt nhọn, để giảm sức cản phía trước khi di động. Lối sống di động chủ động, cách lấy thức ăn có phân biệt ở mức độ cao (rình mồi, đuổi mồi). Sinh vật tự bơi sống ở các tầng nước từ mặt xuống đáy. - Thuỷ sinh vật ở nền đáy : theo vị trí, có thể chia thuỷ sinh vật ở nền đáy làm hai nhóm: nhóm sống trên mặt nền đáy (epifauna) và nhóm sống chui trong nền đáy (infauna). Thích ứng của sinh vật đáy là phát triển cơ quan bám và biến đổi hình thái, để khỏi bị cuốn ra khỏi nơi cố định, phát triển các cơ quan bảo đảm cho con vật khỏi bị vùi lấp dưới đáy.
Chương 6: Sinh Sản Và Di Cư Của Thuỷ Sinh Vật Sinh sản ở thủy sinh vật Di cư của thủy sinh vật Ý nghĩa và các hình thức di cư Di cư là sự thay đổi chỗ của hàng loạt cá thể trong loài, thường có tính chủ động (đôi khi thụ động) từ một nơi nầy sang một nơi khác. Sự di cư là đặc điểm thích nghi đối với nhiều loài thuỷ sinh vật, để tăng số lượng chủng quần trong những điều kiện môi trường thay đổi. Di cư khiến cho cá sử dụng được những nguồn thức ăn to lớn, giúp cá bảo vệ trứng và cá con, giúp cá tránh những điều kiện khắc nghiệt của môi trường như giảm nhiệt độ, tăng nồng độ muối. Đa số cá đều di cư vì ít có loài cá nào tìm được đầy đủ những điều kiện tối hảo cho sự sinh tồn của loài tại một nơi nhất định. Có một số cá định cư như cá bống ở đáy và các loài cá sống trong đảo san hô. Di cư và sự di chuyển hàng loạt có tính chất bảo vệ được phân biệt rõ rệt. Ví dụ : Khi biển có sóng lớn, cá trên tầng mặt xuống tầng đáy. Cá trong bờ đi ra khơi xa. Trong sông khi mực nước giảm cá di chuyển vào đầm, hồ. Di chuyển có tính đột xuất và không lặp lại trong mọi thế hệ của loài. Các hình thức di cư: Di cư sinh sản • Di cư dinh dưỡng • Di cư trú đông. • Không phải bất cứ loài nào cũng thực hiện cả 3 loại di cư kể trên. Đối với một loài sự di cư nhất định cần thiết cho sự sinh tồn. Đối với cá chịu nhiệt thấp, không di cư trú đông, chỉ di cư dinh dưỡng và sinh sản. Cá có nơi sinh sản và nơi di cư đến trùng nhau thì không phải di cư. Ngay trong cùng một loài, sự di cư sinh sản chỉ xảy ra đối với cá đã trưởng thành về sinh dục. Tuỳ theo cá sử dụng năng lượng vận động vào việc di cư hay không để chia ra hai loại : Di cư thụ động (không dùng năng lượng vận động). • Di cư chủ động (dùng năng lượng vận động). • Di cư thụ động xảy ra ở trứng cá và cá con, có khả năng vận chuyển cá đi một khoảng rất xa. Ngay những cá lớn, trong đoạn đường di cư chủ động của nó, có những lúc nó cũng di cư thụ động. Ví dụ: Cá tra bột theo dòng chảy trên sông Mekong từ Cambodia về Việt Nam. Các kích thích của di cư có thể là do những biến đổi trong bản thân cá như tình trạng phát triển của tuyến sinh dục (do lượng kích thích tố từ tuyến sinh dục tiết
ra) hay do kích thích từ môi trường: thay đổi lượng thức ăn…. Ngoài ra di cư có tính di truyền. Cơ chế của sự di cư Con đường di cư của cá tôm chưa được nghiên cứu nhiều. • Một số loài cá di cư theo chiều chảy của dòng nước (xuôi , ngược dòng). • Một số loài khác định hướng theo đường bờ, chất đáy. • Một số định hướng theo sự thay đổi của nhiệt độ ở những vực nước khác • nhau. Phần lớn cá ở đại dương định hướng theo mặt trời và từ trường của trái đất. Một số cá di cư thẳng đứng theo cường độ ánh sáng. • Khi di cư cá thường đi thành đàn. Đàn không có con đầu đàn cố định. Hình dạng của đàn cá khi di cư bảo đảm cho sự vận động thuận lợi nhất và giúp cho cá định hướng dễ dàng hơn. Các loại di cư và ý nghĩa thích nghi 1. Di cư sinh sản Di cư sinh sản là sự thích nghi đảm bảo những điều kiện thuận lợi nhất cho sự phát triển của trứng và cá con, nhất là bảo vệ cho đàn cá con không bị bắt làm mồi ăn của động vật khác. Cá di cư sinh sản đến bãi đẻ từ nơi kiếm ăn hoặc từ chỗ trú đông. * Di cư từ biển vào sông (Di cư ngược dòng): Mỗi năm cá đi đẻ một lần, thời điểm di cư khác nhau đối với các loài khác nhau. Ví dụ : Cá Hồi trắng (Coregonus) bắt đầu đi đẻ vào mùa thu. Đa số cá thuộc họ Cyprinidae di cư đi đẻ vào mùa xuân. Một số cá khác đến nơi trú đông và ở tại đây một năm, đến năm sau sẽ đến bãi đẻ. Ngay trong một loài cũng có những khác nhau trong di cứnginh sản. * Di cư từ sông ra biển (Di cư xuôi dòng). Ít khi thấy hơn di cư ngược dòng. Ví dụ : Cá Chình (Anguilla anguilla), trưởng thành sinh dục vào thời điểm 9 -12 tuổi. Sau đó nó xuôi dòng từ sông ra biển để đẻ và thường đi vào ban đêm. Lúc đầu nó sống ở các sông châu Âu, sau đó xuôi dòng ra biển. Từ đó cá đến vùng bờ biển Mỹ châu là bãi đẻ của nó. Trên đoạn đường di cư, cơ thể có thay đổi: Măt lớn thêm ra gấp 4 lần so với khi nó còn ở sông. • Mõm nhọn hơn. • Lưng trở nên có màu sậm hơn, bụng biến đổi từ màu vàng sang màu bạc. • Ốm đi rất nhiều. • Ruột thoái hoá. • Áp suất thẩm thấu của máu tăng. •
Bong bóng khí nhỏ đi. • 2. Di cư dinh dưỡng * Di cư thụ động để kiếm ăn: Xảy ra ở ấu trùng và trứng. * Di cư chủ động: Cá nước ngọt: Nhiều loài cá ban ngày sống ở sông, ban đêm ra các đầm, • hồ, nơi có nhiều động vật không xương sống để kiếm ăn. Ở vùng châu thổ sông Mékong, vào mùa nước lũ, cá lên ruộng trũng để kiếm ăn, đến kỳ nước rút, cá theo dòng chảy xuống sông, kênh. Cá biển: Nhiều loài cá sau khi đẻ bị kiệt sức, phải chủ động kiếm ăn. Đối • với một số cá ăn mồi thì chúng di chuyển theo các đối tượng thức ăn. Cá biển cũng co sdi cư thẳng đứng để chủ động kiếm ăn. 3. Di cư trú đông Di cư trú đông là một giai đoạn trong vòng đời của một số cá. Ở giai đoạn nầy cá ít hoạt động, ăn ít hoặc ngừng ăn, cường độ trao đổi chất giảm. Năng lượng dùng cho duy trì được lấy từ lượng mỡ tích luỹ trước khi di cư trú đông. Phương pháp nghiên cứu 1. Nghiên cứu sức sinh sản * Nghiên cứu sức sinh sản tuyệt đối của cá thể Trước khi xác định sức sinh sản ta tíen hành : cân cá, đo chiều dài chuẩn, xác định tuổi cá. Phương pháp thể tích: • Đo thể tích của cả buồng trứng bằng cách bỏ nó vào ống đong chứa nước. Gọi thể tích nầy là V. Cắt 1 khúc của buồng trứng, kích thước của đoạn tuỳ theo kích thước của buồng trứng lớn hay nhỏ. Dùng giấy chậm cho khô nước rồi đo thể tích của khúc nầy gọi là v. Tách rời những hạt trứng trong khúc nầy và đếm bằng bảng đen có kẻ ô. Cứ trãi đều trứng trên bảng, mỗi ô một trứng, khi đầy các ô, ta có 100 trứng. Gọi số trứng trong mẫu là n. Gọi N là số trứng trong toàn buồng trứng thì Phương pháp trọng lượng • Cân toàn buồng trứng, ghi nhận P, cân một mẫu trứng p, đếm số trứng trong mẫu n. Gọi toàn bộ số trứng N, ta có:
Phương pháp đếm thực sự • Thường áp dụng một số phương pháp để tìm trị số trung bình. 2. Nghiên cứu di cư * Phân tích các mẻ lưới: Cần nghiên cứu các biến đổi về sự phong phú của loài theo thời gian và khu vực. Nếu phân tích được về cơ cấu nhóm tuổi và độ phát triển tuyến sinh dục, có thể tìm ra lý do sự di cư. * Đánh dấu và theo dõi Dấu (Mark) : Cắt một phần của vi hay đục lỗ ở nắp mang, hoặc khắc vào • đỉnh đầu, nhuộm cơ. Thẻ (Tag) • o Thẻ Petersen: gồm hai đĩa nhỏ nối nhau bởi một cây ghim qua cơ thể cá. o Sợi dây: Ghim qua cơ thể cá buộc lại. o Thẻ bên trong: tấm kim khí nhỏ có từ tính, bỏ vào xoang bụng của cá, khi cần phát hiện dùng máy dò. o Thẻ mũi tên: Đối với cá lớn không đánh bắt được, dùng súng bắn thẻ nầy ghim vào cơ thể cá. Máy dò cá: Phát hiện được sự tập trung và di chuyển của cá. • Chương 7: Nguồn Lợi Và Khai Thác Nguồn Lợi Thuỷ Sản Hiện trạng nguồn lợi và tài nguyên thủy sản Nhận thức cơ bản về nguồn lợi và tài nguyên thuỷ sản Nguồn lợi thuỷ sản được quan niệm một cách khái quát là sự đa dạng về sinh học trong thuỷ vực. Sự đa dạng sinh học nầy duy trì các hệ sinh thái ở nước cũng như phát triển nghề nuôi trồng và khai thác thuỷ sản. Nguồn lợi thuỷ sản theo nghiã hẹp là các thuỷ sinh vật có khả năng sinh sản tạo ra các thế hệ sau để duy trì quần đàn. Các thế hệ già cỗi không thể tránh khỏi chết tự nhiên. Vì vậy việc khai thác hợp lý các quần đàn trưởng thành, ngoài ý nghĩa về kinh tế, còn là giải pháp tạo điều kiện cư trú cho thuỷ sinh vật phát triển. Quần đàn có khả năng tự khôi phục nhưng nếu môi trường nước bị ô nhiễm hay bị khai thác
qua mức một số loài cá và động vật ở nước đã và đang đứng trước nguy cơ bị tiêu diệt. Ví dụ chỉ trong vòng 50 năm trở lại đây, một số loài cá như cá chình Nhật (Anguilla japonica), cá trắm cỏ sông Hồng (Ctenopharyngodon idella), cá mơn sông La Ngà (Scleropages formossanus), cá chìa vôi sông Nhà Bè (Crinidens sarissophorus), cá trê trắng (Clarias batrachus), cá diếc (Carrsius crrsius), cà cuống (Lethocerus indicus), cá sấu nước lợ (Crocodylus porosus), và con Nược sống ở nước (Orcella brevirostris) tại đồng bằng sông Cửu Long. Tài nguyên thuỷ sản gồm môi trường sống đất, nước, các yếu tố vô sinh và các chuổi thức ăn tự nhiên làm cơ sở nuôi dưỡng sản phẩm cuối cùng cho người khai thác. Sự phân bố khác nhau của thuỷ sinh vật cũng tuỳ thuộc vào sự khác biệt của môi trường sống: môi trường nước ngọt, lợ, mặn, cơ sở thức ăn tự nhiên và yếu tố địa lý. Đặc điểm về môi trường sống, cơ sở thức ăn tự nhiên và giới hạn về địa lý là các yếu tố chính quyết định tính đặc thù về nguồn gen thuỷ sản của một vùng hay khu vực nào đó mà nơi khác không có được.. Từ đó nẩy sinh các yêu cầu về trao đổi qua sự di nhập, thuần hoá các loài thuỷ sản làm phong phú thêm nguồn lợi. Đặc điểm nguồn lợi thuỷ sản vùng đồng bằng sông Cửu Long Vùng đồng bằng sông Cửu Long có thể chia thành ba vùng sinh thái khác nhau. Ba vùng sinh thái nầy là ba khu hệ cá khác nhau. - Vùng sinh thái sông và ven sông Hạ lưu sông Cửu Long thuộc vùng ven giữa sông Tiền và sông Hậu. Vùng nầy cũng là vùng ngập lũ ven sông hay vùng đất phù sa ngọt. Đây là vùng có diện tích chiếm tỷ lệ cao nhất (29,18% trên 1,2 triệu ha) của đồng bằng sông Cửu Long. Dòng chính hạ lưu sông Cửu Long tại Việt Nam dài 225km (diện tích lưu vực 75.000km2 chiếm 5% lưu vực chung) và chảy trên nền đáy bằng phẳng được tạo bởi phù sa có lớp bùn cát lỏng, nên lòng sông dễ bị xoáy lở. Chính vì địa hình bằng phẳng, độ dốc thấp (chỉ 1cm/km), sông phân nhiều nhánh nên sự xâm nhập nước mặn vào nội địa trong mùa khô thường xảy ra. Thành phần loài cá, tôm ở đây rất đa dạng và phong phú. Hiện nay đã xác định được 277 loài cá. Trong đó các loài cá có giá trị kinh tế chiếm 57 loài với tỷ lệ 21,92% . Ở đây ngư dân đã đánh bắt được một số loài cá nước ngọt có trọng lượng cực lớn như cá hô (58kg), cá tra dầu (110kg). Riêng tôm nước ngọt đã tìm thấy được 8 loài và 23 loài tôm biển sống ở các vùng nước lợ cửa sông ven biển. Trong đó tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii), tôm he (Penaeus indicus, P. merguiensis)), tôm sú ( P. monodon)… là những loài có giá trị xuất khẩu cao. Đàn cá kinh tế ở đây được chia thành hai nhóm chính Nhóm cá nuôi có nguồn gốc từ sông (gọi là cá bản địa) như cá chài, mè • vinh, he, ba sa, tra, hú, bống tượng, lóc bông… và một số cá nhập nội như cá chép, mè trắng, mè hoa, trắm cỏ, rô phi, tai tượng …