Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường nước đến đa dạng sinh học thực vật nổi (Phytoplankton) ở khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:81

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh cũng đã có xuất hiện một số dấu hiệu trong ô nhiễm mô trường nước do các hoạt đang phát triển kinh tế của con người và có những tác động qua lại tới đa dạng sinh học thực vật nổi. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường nước đến đa dạng sinh học thực vật nổi (Phytoplankton) ở khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh

------------------------------------- Ầ Ả Ở ỦA Ộ SỐ Ế Ố Ớ ĐẾ ĐA DẠ S Ọ Ự Ậ Ổ (P OPLA K O ) Ở K DỰ ỮS Q Ể Ừ ẬP Ặ Ầ , P Ố Ồ Í L Ậ Ă Ạ SỸ K OA Ọ , năm 2014
********* Ầ Ả Ở ỦA Ộ SỐ Ế Ố Ớ ĐẾ ĐA DẠ S Ọ Ự Ậ Ổ (P OPLA K O ) Ở K DỰ ỮS Q Ể Ừ ẬP Ặ Ầ , P Ố Ồ Í Chuyên ngành: ôi trường trong phát triển bền vững ( hương trình đào tạo thí điểm) L Ậ Ă Ạ SỸ K OA Ọ Ớ DẪ K OA Ọ : S. Lê Xuân uấn à ội, năm 2014
L Ả Ơ Lờ đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến thày giáo TS. Lê Xuân Tuấn đã hướng dẫn tận tình và chỉ bảo g úp đỡ để em có thể hoàn thành luận văn Thạc sĩ n y. Trong thời gian 2 năm học tập tại Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên và Môi trường, em đã được các thầy cô truyền đạt những kiến thức khoa học mô trường, kinh nghiệm trong thực tiễn để có thể hoàn thành luận văn, em x n chân th nh cảm ơn sự g úp đỡ quý báu đó. ồng thời, em cũng gửi lời cảm ơn tớ các đồng nghiệp hiện đang công tác tại Sở T nguyên v Mô trường thành phố Hồ Chí Minh, Ban quản lý Rừng ngập mặn Cần Giờ đã g úp đỡ tận tình trong khảo sát ngoại nghiệp, thu mẫu và cung cấp tài liệu l m cơ sở khoa học cho luận văn. V đặc biệt, em cũng x n cảm ơn tớ g a đình, bạn bè đã luôn ở bên cạnh và đ ng v ên g úp đỡ em hoàn thành luận văn Thạc sĩ n y. Xin chân thành cảm ơn ./. Hà N i, ngày 23 tháng 10 năm 2014 Học viên Trần Minh Công i
L A ĐOA Tôi là Trần M nh ông. Tô x n cam đoan đây l công trình ngh ên cứu của riêng tôi. Các số liệu, n i dung và kết quả nghiên cứu trong luận văn n y l trung thực, không sử dụng số liệu của các tác giả khác chưa được công bố; các kết quả nghiên cứu này của tô chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào. Hà N , ng y 23 tháng 10 năm 2014 Học viên Trần Minh Công ii
Ụ LỤ Trang LỜ ẢM Ơ .............................................................................................................1 LỜ M O ...................................................................................................... ii MỤ LỤ ................................................................................................................. iii D MỤ Á KÝ Ệ , Ữ V ẾT TẮT .......................................................v D MỤ Á BẢ ........................................................................................ vi D MỤ Á Ì VẼ, Ồ T Ị .................................................................. vii MỞ Ầ .....................................................................................................................1 ƯƠ : TỔ .......................................................................................3 1.1. ơ sở lý luận .....................................................................................................3 1.1.2. Va trò của thực vật nổ trong hệ s nh thá nước v trong đờ sống ...........3 1.1.3. ác yếu tố mô trường ảnh hưởng tớ đờ sống thực vật nổ .....................5 1.1.4. Mố quan hệ g ữa thực vật nổ v các yếu tố s nh thá .............................13 1.2. ện trạng ngh ên cứu ....................................................................................14 1.2.1. M t số ngh ên cứu trên thế g ớ ...............................................................15 1.2.2. M t số ngh ên cứu tạ V ệt am ..............................................................16 1.2.3. M t số ngh ên cứu đã thực h ện trước đây trong khu vực .......................18 ƯƠ 2: Ị ỂM, T Ờ , P ƯƠ P ÁP L Ậ V P ƯƠ P ÁP Ê Ứ ...............................................................................................20 2.1. ịa đ ểm ngh ên cứu .......................................................................................20 2.1.1. Vị trí địa lý ...............................................................................................20 2.1.2. ịa hình v thổ nhưỡng ............................................................................21 2.1.3. Khí hậu .....................................................................................................21 2.1.4. hế đ thủy tr ều ......................................................................................22 2.1.5. Hệ thống sông ngò ..................................................................................23 2.1.6. mặn .....................................................................................................23 2.1.7. ệ đ ng – thực vật ...................................................................................25 2.1.8. Dân cư ......................................................................................................27 2.1.9. hỉ số k nh tế ...........................................................................................27 2.2. ố tượng v thờ g an ngh ên cứu .................................................................28 iii
2.3. Mục t êu v n dung ngh ên cứu ...................................................................28 2.3.1. Mục t êu ngh ên cứu.................................................................................28 2.3.2. dung ngh ên cứu ................................................................................29 2.4. Sơ đồ vị trí lấy mẫu ........................................................................................29 2.5. Phương pháp luận ...........................................................................................31 2.6. Phương pháp ngh ên cứu ................................................................................32 2.6.1. goạ ngh ệp ............................................................................................32 2.6.2. ngh ệp ................................................................................................33 ƯƠ 3: KẾT Ả Ê Ứ .................................................................35 3.1. a dạng s nh học thực vật nổ tạ khu vực ngh ên cứu ..................................35 3.2. Ảnh hưởng của m t số yếu tố mô trường đến đa dạng s nh học thực vật nổ ở khu vực ngh ên cứu ...............................................................................................42 3.2.1. Ảnh hưởng của chu kỳ thủy tr ều .............................................................43 3.2.2. Ảnh hưởng của nh ệt đ ...........................................................................44 3.2.3. Ảnh hưởng của đ p ..............................................................................45 3.2.4. Ảnh hưởng của h m lượng ô xy hòa tan (DO) ........................................46 3.2.5. Ảnh hưởng của nhu cầu ô xy s nh hóa (BOD5), nhu cầu ô xy hóa học (COD) .................................................................................................................49 3.2.6. Ảnh hưởng của h m lượng chất d nh dưỡng trong nước .........................53 3.2.7. Ảnh hưởng của dầu mỡ ............................................................................59 3.3. ánh g á chung ...............................................................................................60 KẾT L Ậ V K Ế Ị...................................................................................62 T L Ệ T M K ẢO .........................................................................................64 P Ụ LỤ ..................................................................................................................68 Phụ lục 01: Bảng kê ký h ệu mẫu phân tích phân theo nhóm ...................................68 Phụ lục 02: Sơ đồ quản lý Rừng ngập mặn ần ờ ................................................69 Phụ lục 03: á trị g ớ hạn của các thông số nước b ển ven bờ...............................71 iv
DA Ụ Á KÝ Ệ , Ữ Ế Ắ BOD : hu cầu ô xy s nh hóa BQL : Ban uản lý COD : hu cầu ô xy hóa học DO : ồng đ ô xy hòa tan Eh : Thế năng ô xy hóa – khử HST : ệ s nh thá RNM : Rừng ngập mặn SQRNMCG : S nh quyển rừng ngập mặn ần ờ TVN : Thực vật nổ TB : Trung bình UBND : Ủy ban hân dân v
DA Ụ Á BẢ Trang Bảng 2.1: ác sông chính ở huyện ần ờ .............................................................23 Bảng 2.2. Thống kê h ện trạng rừng - ất rừng của 24 t ểu khu R M ần ờ .....25 Bảng 2.3. Vị trí lấy mẫu ở Khu dự trữ s nh quyển rừng ngập mặn ần ờ ............29 Bảng 3.1: Danh sách th nh phần lo thực vật nổ tạ các đ ểm lấy mẫu ở khu dự trữ s nh quyển ngập mặn ần ờ ..................................................................................36 Bảng 3.2. Phân bố số lượng thực vật nổ theo đ mặn .............................................41 Bảng 3.3. Mức đ cao, thấp của thủy tr ểu trong khu vực ngh ên cứu .....................43 Bảng 3.4. Kết quả đo p tạ các đ ểm mẫu trong 2 đợt khảo sát ..............................45 Bảng 3.5. Kết quả đo DO tạ các đ ểm mẫu trong 2 đợt khảo sát .............................46 Bảng 3.6. Kết quả đo BOD5 tạ các đ ểm mẫu trong 2 đợt khảo sát .........................49 Bảng 3.7. Kết quả đo OD tạ các đ ểm mẫu trong 2 đợt khảo sát ..........................51 Bảng 3.8. Kết quả đo phốt phát PO43- tạ các đ ểm mẫu trong 2 đợt khảo sát ..........53 + Bảng 3.9. Kết quả đo mon 4 tạ các đ ểm mẫu trong 2 đợt khảo sát ..............55 Bảng 3.10: Kết quả đo trat O3- tạ các đ ểm mẫu trong 2 đợt khảo sát ..............57 Bảng 3.11. Kết quả phân tích dầu mỡ tạ các đ ểm mẫu trong 2 đợt khảo sát ..........59 Bảng 3.12. Ma trận ảnh hưởng của m t số yếu số mô trường nước tớ đa dạng sinh học thực vật nổ ở khu vực ngh ên cứu .....................................................................61 vi
DA Ụ Á Ì Ẽ, ĐỒ Ị Trang Hình 1.1. uan hệ g ữa thực vật nổ v các yếu tố mô trường ................................14 ình 2.1. Vị trí khu s nh quyển rừng ngập mặn ần ờ .........................................20 ình 2.2. Sơ đồ đường đẳng mặn tạ ần ờ ..........................................................24 ình 2.3. Sơ đồ đ che phủ thảm thực vật rừng ngập mặn ần ờ ........................26 ình 2.4. Sơ đồ lấy mẫu khu dự trữ s nh quyển rừng ngập mặn ần ờ ...............31 ình 3.1. Th nh phần thực vật nổ ở khu dự trữ s nh quyển ần ờ ......................35 ình 3.2. B ểu đồ h m lượng p cao nhất v thấp nhất phân theo các nhóm đ ểm ngh ên cứu trong 2 đợt khảo sát ................................................................................46 ình 3.3. B ểu đồ h m lượng DO cao nhất v thấp nhất phân theo các nhóm đ ểm ngh ên cứu trong 2 đợt khảo sát ................................................................................48 ình 3.4. B ểu đồ h m lượng BOD5 cao nhất v thấp nhất phân theo các nhóm đ ểm ngh ên cứu trong 2 đợt khảo sát ................................................................................50 ình 3.5. B ểu đồ h m lượng OD cao nhất v thấp nhất phân theo các nhóm đ ểm ngh ên cứu trong 2 đợt khảo sát ................................................................................52 ình 3.6. B ểu đồ h m lượng PO43- cao nhất v thấp nhất phân theo các nhóm đ ểm ngh ên cứu trong 2 đợt khảo sát ................................................................................54 + ình 3.7. B ểu đồ h m lượng 4 cao nhất v thấp nhất phân theo các nhóm đ ểm ngh ên cứu trong 2 đợt khảo sát ................................................................................56 ình 3.8. B ểu đồ h m lượng O3- cao nhất v thấp nhất phân theo các nhóm đ ểm ngh ên cứu trong 2 đợt khảo sát ................................................................................58 vii
Ở ĐẦ gh ên cứu sự ảnh hưởng của m t số yếu tố mô trường nước đến đa dạng s nh học thực vật nổ trong hệ s nh thá thủy vực nói chung v các khu bảo tồn đất ngập nước ven b ển nó r êng l công v ệc rất cần th ết trong kế hoạch h nh đ ng bảo tồn đa dạng s nh học. ố vớ hệ s nh thá thủy vực, thực vật nổ có va trò vô cùng quan trọng trong chu trình vật chất v năng lượng. Thực vật nổi là sinh vật sản xuất, là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn của hệ sinh thái thủy sinh, sự biến đ ng về số lượng thực vật nổi có ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của các loài sinh vật khác trong lưới thức ăn của hệ sinh thái thủy vực. đa dạng th nh phần lo , số lượng v tình hình phân bố của thực vật nổ l đ ều k ện cơ bản quyết định đ đa dạng s nh học của hệ s nh thá thủy vực. Bở vậy, muốn đánh g á t ềm năng của hệ s nh thá thủy vực cần phả có sự h ểu b ết đầy đủ về các đặc đ ểm s nh thá , s nh trưởng v s nh sản của thực vật nổ . Trong kh đó thực vật nổ lạ rất nhạy cảm vớ các nhân tố s nh thá , đặc b ệt l các yếu tố mô trường trong s nh cảnh sống của chúng. Khi thực vật nổ phát tr ển thì chúng l nguồn thức ăn của các lo thủy sản trong đó có tôm, cá, cua, các lo ha mảnh vỏ,.v.v.. Tuy nh ên, nếu không có b ện pháp quản lý, tác đ ng thì thực vật nổ có thể gây h ện tượng “nước nở hoa” của các lo tảo, tảo đ c gây th ếu ôxy đồng thờ cạnh tranh d nh dưỡng vớ các s nh vật khác trong mô trường nước. Dướ ánh sáng mặt trờ quá trình quang hợp từ thực vật nổ cung cấp nguồn ô xy chủ yếu cho hoạt đ ng hô hấp của các lo thủy s nh vật, chúng góp phần l m sạch mô trường thông qua v ệc sử dụng chất d nh dưỡng. Vì vậy, m t số lo thực vật nổ được co như m t thông số (s nh vật chỉ thị) để đánh g á chất lượng mô trường nước. ố vớ đờ sống của con ngườ , thực vật nổ góp phần trực t ếp v g án t ếp mang lạ g á trị k nh tế như: l đố tượng được sử dụng để sản xuất v tam n, chất -1-
kháng s nh, prote n, trong công nghệ s nh học h ện đạ ; l thức ăn chính của các lo đ ng vật có g á trị k nh tế. Tuy nh ên, có những lo thực vật nổ lạ mang tính đ c tố (toxicplankton) gây đ c cho những lo sử dụng chúng l m thức ăn, hoặc kh gặp đ ều k ện mô trường g u chất d nh dưỡng (eutropic), các loài thực vật nổ sẽ phát tr ển ồ ạt l m tăng s nh khố gây h ện tượng nở hoa (agal bloom) hay thủy tr ều đỏ (red tide), gây hậu quả: l m cạn k ệt nguồn ô xy trong thủy vực, ô nh ễm mô trường, hình th nh dịch bệnh v l m suy g ảm đa dạng s nh học. hư vậy, vấn đề đặt ra l m thế n o để vừa có thể phát huy được mặt tích cực của thực vật nổ , vừa hạn chế được tác hạ của chúng gây ra. ể có thể đánh g á được to n d ện năng suất s nh học của các hệ s nh thá ở nước, đ ều đó đò hỏ phả có những h ểu b ết khoa học về đờ sống s nh thá của thực vật nổ . ố vớ khu dự trữ s nh quyển rừng ngập mặn ần ờ, th nh phố ồ hí M nh cũng đã có xuất h ện m t số dấu h ệu trong ô nh ễm mô trường nước do các hoạt đ ng phát tr ển k nh tế của con ngườ v có những tác đ ng qua lạ tớ đa dạng s nh học thực vật nổ , những ngh ên cứu cơ sở khoa học ban đầu về s nh thá thực vật nổ ở đây l còn khá hạn chế, m t số ngh ên cứu trước đây còn khá chung và tổng quát chưa thật sự đ sâu r êng b ệt sự ảnh hưởng của mô trường nước đến đa dạng s nh học thực vật nổ trong khu vực ngh ên cứu quan tâm. Trên những cơ sở đó tô đã lựa chọn đề t : “ gh ên cứu ảnh hưởng của m t số yếu tố mô trường nước đến đa dạng s nh học thực vật nổ (phytoplankton) ở khu dự trữ s nh quyển rừng ngập mặn ần ờ, th nh phố ồ hí M nh”. -2-
Ơ : Ổ Q A 1.1. ơ sở lý luận 1.1.2. ai trò của thực vật nổi trong hệ sinh thái nước và trong đời sống 1.1.2.1. rong hệ sinh thái nước ố vớ hệ s nh thá thủy vực, thực vật nổ có m t va trò vô cùng quan trọng trong chu trình vật chất v năng lượng. Thực vật nổ l s nh vật sản xuất, l mắt xích đầu t ên trong chuỗ thức ăn của hệ s nh thá thủy s nh. Sự b ến đ ng về số lượng của thực vật nổ có ảnh hưởng trực t ếp đến đờ sống của các lo s nh vật còn lạ trong thủy vực. Thực vật nổ có tốc đ s nh trưởng nhanh tạo ra s nh khố lớn l thức ăn chính của các lo đ ng vật phù du, l thức ăn không thể thay thế cho ấu trùng của các lo tôm, cua, cá, các lo đ ng vật thân mềm ăn lọc, các lo cá b t v m t số lo cá trưởng th nh. m lượng d nh dưỡng của các lo thực vật nổ rất cao, như ở Chlorella prote n ch ếm 40 – 60% trọng lượng khô, ở Dunaliella l 57%, ở Spirulina là 65 – 70%, ở Scenedesmus là trên 30%. Ngoài protein, lipit, hydratcacbon, các v tam n, thực vật nổ còn cung cấp cho đ ng vật các hợp chất S l c, canx cacbonat v pect n, các chất n y có va trò trong cấu trúc b xương khung của đ ng vật. a số các lo thực vật nổ l có lợ vì chúng l thức ăn cho các lo đ ng vật thủy s nh, đồng thờ chúng cung cấp m t lượng ô xy đáng kể cho mô trường sống. Tuy nh ên m t số lo thực vật nổ có thể gây hạ cho mô trường sống, ảnh hưởng đến đờ sống của các thủy s nh vật khác, chúng gây đ c mô trường do ha nguyên nhân: - Thứ nhất do phát tr ển quá mức của tảo l m mất cân bằng ô xy do hô hấp của chúng v o ban đêm, hay do quá trình phân hủy tăng bở các chất t ết của chúng trong quá trình sống, hay do h ện tượng chết h ng loạt kh trong mô trường sống không còn đáp ứng được cho sự phát tr ển của chúng. -3-
- Thứ ha l m t số lo tảo có đ c tố, tác dụng đ c được thể h ện kh tảo đạt đến m t mật đ nhất định. Trong những thủy vực g u d nh dưỡng, nếu không có các lo đ ng vật sử dụng thực vật nổ l m thức ăn thì dễ gây ra h ện tượng phú dưỡng trong nước do mật đ thực vật nổ quá cao, đ ều n y xảy ra sẽ g ết chết các đ ng vật thủy s nh bở ô xy cạn k ệt v o ban đêm do quá trình hô hấp từ Tảo, đồng thờ do m t số lo Tảo trong quá trình trao đổ chất hay t ết ra từ phân hủy xác của chúng m t số chất có khả năng gây đ c. ác chất n y thường đạt tớ nồng đ gây chết kh Tảo có mật đ cao hay kh phân hủy vớ khố lượng lớn. 1.1.2.2. rong đời sống Bắt đầu từ thập kỷ 60 trở lạ đây, thực vật nổ được nuô đạ tr nhằm thu s nh khố để ứng dụng trong các lĩnh vực thủy sản, nông ngh ệp, thực phẩm, y học, chống ô nh ễm mô trường. Ở hật Bản v ệc nuô tảo Silic Skenetonema costatum và Chaettoceros sp làm thức ăn cho ấu trùng tôm l đ ều k ện t ên quyết cho nghề nuô tôm. Vấn đề n y đang phát tr ển th nh m t công nghệ ở nh ều nước: ustral a, n uốc, hật Bản, Trung uốc, Loan, Thá Lan, S ngapore, Malaysia, Phillipnes. Ở nước ta từ năm 1980 đến nay nh ều địa phương đã t ến h nh nuô trồng thực vật nổ l m thức ăn choc các cơ sở chăn nuô thủy sản, đặc b ệt l uảng nh, uy hơn, ẵng, ha Trang, Bình ịnh,... Theo như ngh ên cứu của Lê V ễn hí (1996) thì v ệc nuô Tảo Skenetonema costatum để l m thức ăn cho ấu trùng tôm rất tốt. ặng ình K m (1994) đã tạo được phế phẩm từ v tảo để l m thức ăn cho ấu trùng tôm. V tảo còn được sử dụng l m thức ăn bổ sung cho g a súc có sừng, cho g , cá cảnh, tằm. Vớ con ngườ , tảo Spirunila được sử dụng l m thực phẩm cung cấp prote n. V tảo còn được dùng l m thuốc bổ dưỡng: chống suy d nh dưỡng trẻ em, ngườ g , tăng khả năng t ết sữa cho phụ nữ s nh con, thăm dò khả năng chống ung thư. Thực vật nổ còn l nguồn phân bón có g á trị trong sản xuất nông ngh ệp g úp thay thế m t phần phân hóa học v g ảm th ểu ô nh ễm mô trường. V khuẩn Lam -4-
có khả năng cố định n tơ không khí, đồng thờ còn t ết ra chất kích thích sự s nh trưởng của lúa. V tảo cũng được sử dụng l m nguyên l ệu tách ch ết v tam n, l p t, h drocacbon, chất m u tự nh ên, hoạt chất s nh học dùng trong các lĩnh vực khác nhau như nhu m m u thực phẩm, y học, mĩ phẩm v năng lượng sạch. ăm 2003, guyễn Văn Tuyên đã khảo sát trong mô trường nước thả ở th nh phố ồ hí M nh v đề xuất mô hình xử lý nước thả kết hợp lấy sản phẩm phụ nuô cá. Kết quả cho thấy, trong nước thả có các lo tảo thu c các ch Microcystis, Scenedesmus, chlorella... có thể t ết kháng s nh kìm hãm sự phát tr ển của v khuẩn gây bệnh. guyễn ình San (1995) đã sử dụng v tảo Chlorella để xử lí nước thả nh máy đường Sông Lam v thấy tỉ lệ các chất hữu cơ trong nước g ảm thả đáng kể. ác tác g ả Lê ền Thảo, Lê Thị Thanh ương, Dương ức T ến (1998) dùng tảo hlorella để xử lí nước hồ bị ô nh ễm ở v nước thả của xí ngh ệp l ên h ệp thực phẩm Tây đều có kết quả tốt. 1.1.3. ác yếu tố môi trường ảnh hưởng tới đời sống thực vật nổi ũng như các nhóm s nh vật khác, thực vật nổ trong mô trường nước có mố quan hệ tác đ ng qua lạ vớ các yếu tố s nh thá . Sự tác đ ng của các yếu tố n y đến thực vật nổ l sự tác đ ng tổng hợp, tự nhên, có thể l có lợ hoặc bất lợ , hoặc mang tính quy luật hay không. 1.1.3.1. Ánh sáng và nhiệt độ - Ánh sáng: l yếu tố ảnh hưởng quyết định đến tầng phân bố của thực vật nổ trong nước, chỉ có lớp nước có ánh sáng xuyên qua tớ chúng mớ có khả năng t ến h nh quang hợp v hoạt đ ng quang hợp chỉ t ến h nh v o ban ng y, đ ều n y tạo nên tính chu kỳ ng y đêm trong đờ sống của thực vật nổ . go ra ánh sáng cũng l m t trong những yếu tố ảnh hưởng đến sự vận đ ng của m t số lo thực vật nổ (Eduardo Millan-Nunez & nnk, 2004). - Nhiệt độ: -5-
h ệt đ nước phụ thu c v o nh ều yếu tố (đ ều k ện khí hậu, thờ t ết hay mô trường, chế đ ch ếu sáng,.v.v..) v thường ổn định hơn so vớ nh ệt đ không khí (V.T.Tạng, 2004). Ở vùng nh ệt đớ , nh ệt đ có tác đ ng phức tạp v đố nghịch lên năng suất thủy vực, nh ệt đ c ng cao l m tăng sự phân tầng v tăng tốc đ chìm của tế b o thực vật nổ , l m g ảm năng suất thủy vực. B ên đ nh ệt dao đ ng theo ng y đêm trong thủy vực tùy thu c v o đặc đ ểm của thủy vực: thủy vực hẹp v nông có b ên đ dao đ ng nh ệt lớn hơn thủy vực r ng v sâu (V.T.Tạng, 2004). Sự dao đ ng nh ệt đ ảnh hưởng lớn đến sự s nh trưởng của chúng, g ớ hạn nh ệt đ thuận lợ cho sự phát tr ển của thực vật nổ l 24-300 , ở khoảng g ớ hạn n y nếu gặp đ ều k ện thuận lợ (ánh sáng, đ mặn, d nh dưỡng,.v.v..), sẽ thúc đẩy sự nảy nở của thực vật nổ gây nên h ện tượng nở hoa hay thủy tr ều đỏ. M t số lo tảo đ c sẽ s nh đ c tố cao nhất ở khoảng nh ệt đ từ 18-250C. 1.1.3.2. ồng độ ô xy hòa tan (DO) ồng đ ô xy hòa tan trong nước có khoảng 8-10mg/l, được tạo ra chủ yếu từ quá trình quang hợp của thực vật nổ v m t phần nhỏ do được khuếch tán từ không khí. m lượng ô xy hòa tan trong nước rất cần th ết cho hoạt đ ng hô hấp của các lo thủy s nh vật nó chung cũng như đố vớ quá trình hô hấp của thực vật nổ . m lượng ô xy hòa tan trong nước thay đổ phụ thu c v o nh ều yếu tố của mô trường như: nh ệt đ , g ó, cường đ ánh sáng, quang hợp của thực vật nổ , sự phân hủy các chất hữu cơ,.v.v.. Tuy nh ên kh xảy ra h ện tượng phú dưỡng, h m lượng DO trong nước sẽ bị g ảm ngh êm trọng do sự g a tăng hoạt đ ng hô hấp của thực vật nổ kèm theo sự thố rữa, phân hủy của các chất hữu cơ theo phương trình: CH 2O 106  NH3 16 H3 PO4  138O2  106CO2  122 H 2O  16 HNO3  H3 PO4 Kh đó cứ có m t phân tử cấu tạo tế b o của thực vật nổ sẽ sử dụng hết 276 nguyên tử ô xy để t ến h nh 1 phản ứng phân hủy 1 hợp chất hữu cơ, đồng thờ g ả phóng m t lượng lớn O2 v các loạ ax t v o mô trường nước. ậu quả sẽ l m g ảm p của nước, gây cạn nguồn ô xy, l m ngạt các lo thủy s nh vật v có thể -6-
gây chết h ng loạt các lo , từ đó sẽ gây ra ô nh ễm mô trường v suy g ảm đa dạng s nh học (L.V.Khoa & nnk, 2003). 1.1.3.3. hu cầu ô xy sinh học và nhu cầu ô xy hóa học hu cầu ô xy s nh hóa (BOD): L lượng ô xy (thể h ện bằng gam hay m l gam O2 theo đơn vị thể tích) cần cho v s nh vật t êu thụ để ô xy hóa s nh học các chất hữu cơ trong bóng tố ở đ ều k ện chuẩn về nh ệt đ v thờ g an. hư vậy BOD phản ánh lượng các chất hữu cơ dễ bị phân hủy s nh học có trong mẫu nước. hu cầu ô xy hóa học ( OD): L lượng chất ô xy hóa (thể h ện bằng gam hoặc m l gam O2 theo đơn vị thể t ch) cần đề ô xy hóa chất hữu cơ trong nước. ện nay, tác nhân ô xy hóa mạnh như kal d cromat (K2Cr2O7) thường dùng để xác định OD vì chất n y có thể ô xy hóa đến 95 – 100% chất hữu cơ. hư vậy l cả OD v BOD đều xác định lượng chất hữu cơ có khả năng bị ô xy hóa có trong nước, nhưng chúng khác nhau về ý nghĩa. BOD chỉ thể h ện lượng chất hữu cơ dễ bị phân hủy s nh học nghĩa l các chất hữu cơ có thể bị ô xy hóa nhờ vai trò của s nh vật. OD thể h ện to n b các chất hữu cơ có thể bị ô xy hóa nhờ tác nhân hóa học, (Lê Trình, 1997). 1.1.3.4. Độ mặn mặn của nước được tạo th nh từ nồng đ muố của các on k m loạ trong nước. mặn l m t yếu tố cơ bản quyết định tính chất khác nhau của các dạng mô trường từ đó quyết định sự khác nhau về th nh phần các lo thực vật nổ thích ngh đặc trưng trong mô trường đó: những lo thực vật nổ sống ở đ mặn < 0,05‰ l những lo thực vật nổ nước ngọt, ở đ mặn 0,05 - 32‰ l lo thực vật nổ nước lợ, ở đ mặn > 32‰ l lo thực vật nổ nước mặn ( .T.Sy, 2005). hóm muố chứa n tơ, phốt pho, sắt, cần th ết cho quá trình s nh tổng hợp của thực vật nổ , quyết định g ớ hạn tăng trưởng v phát tr ển cơ thể thủy s nh vật gọ l muố tạo s nh (biogene). ác muố a, Mg quyết định đến chất lượng nước (đ cứng) l đ ều k ện cần th ết cho sự tồn tạ của các lo thủy s nh vật. mặn của nước được tính bằng số gam a l trong 1 lít nước (‰). ác lo thực vật nổ khác nhau thích ngh vớ các đ mặn khác nhau, đ mặn cũng l yếu tố -7-
quan trọng bắt đầu cho sự nở hoa của thực vật nổ . Lo v khuẩn Lam Nodularia spumigena nở hoa ở đ mặn ≤ 20‰, trong suốt thờ kì nở hoa đ mặn dao đ ng xung quanh g á trị 24‰. Lo tảo ha rãnh Pyrodinium bahamense var compressum nở hoa ở đ mặn 28-34‰. Lo tảo ha rãnh Pronocentrum maximum nở hoa ở đ mặn 22-39‰ ( . .K m & nnk, 1998). Lo tảo d đ ng Pseudonitzschia spp s nh đ c tố SP gây mất/g ảm trí nhớ phát tr ển mạnh ở đ mặn 20‰. mặn ảnh hưởng đến cấu trúc th nh phần lo v mật đ tế b o thực vật nổ từ đó ảnh hưởng đến m u nước trong thủy vực: ở đ mặn < 20‰ th nh phần lo thực vật nổ nh ều, kh đó nước có m u xanh; ở đ mặn > 25‰ th nh phần lo thực vật nổ ít hơn, kh đó nước có m u nâu. Ở đ mặn thấp (nước bị ngọt hóa 48‰) kh đó sự đ ều hòa thể tích trong cơ thể thủy s nh vật bị phá vỡ (V.T.Tạng, 2004). 1.1.3.5. Độ p + p trong nước b ển b ểu thị h m lượng on ở các hợp chất ax t hoặc k ềm trong nước, l ên quan đến sự phân hủy hữu cơ, sự hòa tan của m t số am on ( SO42 , NO3 ,…) trong mô trường. + m lượng on trong nước tự nh ên tương đố ổn định do có hệ đệm cacbonat. Kh trong mô trường th ếu cacbonat v O2 ở tình trạng bão hòa, p của nước có thể g ảm xuống tớ 5,67. Ở những vũng nước có chứa nh ều chất phèn, p có thể xuống còn 3,4 (kh h m lượng cacbonat ít nhưng nước lạ có mặt của ax t sunfuar c). Trong đ ều k ện thực vật nổ quang hợp mạnh, p của nước có thể lên tớ 10 hoặc lớn hơn nữa. Ở b ển, đ p thường có g á trị dao đ ng trong khoảng từ 8,1 – 8,6, l khoảng thuận lợ cho sự s nh trưởng của các lo s nh vật b ển. h tảo xoắn (Spirulina) có đ p tố ưu cho s nh trưởng l 8,3 – 10,3; Lo tảo lông ga (Chaetoceros muelleri) thích ứng vớ đ p trong khoảng từ 6,5 – 9,5 và sinh trưởng tố ưu ở khoảng p từ 8-8,5 ( . . K m & nnk, 1993). Sự b ến đ ng đ p sẽ ảnh hưởng đến sự s nh trưởng của các lo thủy s nh vật, các tế b o thực vật nổ sẽ tích lũy lớn lượng đ c tố kh p quá cao hoặc quá thấp. gay trong m t thủy vực, đ p có thể lệch nhau tớ ha đơn vị hoặc lớn hơn. -8-
Ở đáy đầm hồ đ p thường thấp hơn 7. ố vớ các đầm nuô tôm, đ p nước thấp l do đất, do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ của v khuẩn, hoạt đ ng hô hấp của thủy s nh vật mạnh, đặc b ệt kh h ện tượng phú dưỡng xảy ra sẽ l m p g ảm trầm trọng. p cao do quá trình quang hợp mạnh của thực vật nổ , quá trình khử chua thay nước, đ ều chỉnh p của ngườ dân, nhằm tạo đ ều k ện thuận lợ cho sự s nh trưởng của tôm nuô . 1.1.3.6. hế năng ô xy hóa – khử (Eh) Eh l đạ lượng phản ánh trạng thá yếm khí của mô trường, phụ thu c v o đ l nh đ ng thay đổ hóa trị của các on Fe3+ ↔ Fe2+, Mn3+ ↔ Mn2+, S2+↔ S0. ếu trong mô trường có mặt của O2 thì Eh có g á trị + (300 – 500mV) tức l mô trường ở trạng thá ô xy hóa. Eh c ng âm thì mô trường c ng yếm khí. Eh = -150mV → mô trường không có O2 Eh = -150 → - 250mV : mô trường có quá trình khử NO3 → NH 4 ch ếm ưu thế. Eh = -250mV → -300mV : quá trình khử Fe2+ → Fe3+ ch ếm ưu thế. Eh = -300mV → -350mV : quá trình khử Mn2+ →Mn3+ ch ếm ưu thế. Eh = -350mV → -400mV : quá trình khử S0 → S2+ ch ếm ưu thế. (T.T. Loan, 2004). 1.1.3.7. Dinh dưỡng ni tơ guồn n tơ trong nước tồn tạ ở những dạng khác nhau như n trat, n tr t, a môn v trong các hợp chất hữu cơ. tơ l th nh phần quan trọng trong tế b o s nh vật cũng như thực vật nổ (n tơ ch ếm 1-10% trong lượng khô của tế b o thực vật nổ ). ếu trong mô trường chứa m t lượng lớn n trat sẽ gây nên những hoạt đ ng dây chuyền đặc b ệt trong các hệ s nh thá ở nước: tăng cường sự s nh trưởng, phát tr ển, tăng sức sản xuất sơ cấp của thực vật nổ , l tác nhân gây h ện tượng phú dưỡng. Khả năng cố định n tơ chỉ có ở v khuẩn Lam, theo phương trình: N2  6H   6e  12MgATP  Nitrogenase  2 NH3  12MgADP  12Pi -9-
- Amonia ( NH 4 , NH 3 ) l sản phẩm khoáng hóa đầu t ên của các hợp chất hữu cơ, nó có thể được thực vật nổ hấp thụ trong quá trình quang hợp, v bị ô x hóa thành NH 3 , NH 2 trong quá trình n trat hóa của v s nh vật theo phương trình sau: NH3  Nitrosomonat  NO2  Nitrobacte  NO3 - Nitrit ( NO2 ): l dạng tồn tạ trung g an của quá trình chuyển hóa th nh NH 4 , vớ h m lượng thấp NO2 rất cần th ết cho sự s nh trưởng của thực vật nổ . go ra, h m lượng NO2 trong nước còn l m t chỉ t êu để đánh g á quá trình tự l m sạch nước trong tự nh ên (L. . Trot & nnk, 2000). - Nitrat ( NO3 ): là sản phẩm cuố cùng của quá trình khoáng hóa các hợp chất hữu cơ chứa n tơ, m t h m lượng n trat thích hợp trong nước rất cần th ết cho sự s nh trưởng v phát tr ển của thực vật nổ v góp phần l m sạch mô trường. hưng kh nồng đ NO3 vượt quá 7mg/l thì mô trường trở nên phú dưỡng v bị nh ễm bẩn (P.Ed Parnell, 2003). Trong quá trình ô xy hóa NH3 thành NO3 và NO2 lượng ô xy bị t êu hao l rất lớn: để ô xy hóa ho n to n 1mg 3 thành NO2 cần t êu hao hết 3,43mg O2, tạo thành NO3 t êu hao hết 4,5 mg O2. Vì vậy, đ ều chỉnh nguồn n trat thích hợp trong mô trường nước không những góp phần l m sạch mô trường m còn duy trì ổn định h m lượng ô xy hòa tan phụ vụ cho đờ sống các lo thủy s nh vật. Kh lượng NO3 trong nước nhỏ hơn 1mg/l thì nhóm v khuẩn Lam phát tr ển mạnh, ở nồng đ NO3 > 2mg/l nhóm tảo Lục v tảo S l c phát tr ển mạnh. guồn d nh dưỡng n tơ trong mô trường, ngo va trò thúc đẩy sự s nh trưởng của tế b o thực vật nổ còn kích thích khả năng phân ch a tế b o, gây h ện tượng nở hoa: lo tảo d đ ng Pseudonitzschia autralis xuất h ện ở lớp trên g u d nh dưỡng, được ch ếu sáng tốt, ít mặn, mật đ tế b o tương quan chủ yếu vớ nồng đ NO3 . Trong kh đó lo tảo ha rãnh Dinophysis acuminata nở hoa ở lớp - 10 -
nước nghèo NH 4 , gần đáy của vùng sáng, mật đ tế b o tương quan chặt chẽ vớ cả nồng đ NO3 và NH 4 . Vì thế, tùy theo đ ều k ện mô trường v nhu cầu cho s nh trưởng của tế b o m các lo thực vật nổ sử dụng nguồn d nh dưỡng n tơ l NO3 , NO2 , NH 4 hay NH3. 1.1.3.8. Dinh dưỡng phốt pho ũng như n tơ, phốt pho l th nh phần không thể th ếu trong đờ sống của thực vật nổ , nó có va trò chính trong các quá trình trao đổ chất của tế b o, đặc b ệt trong quá trình truyền năng lượng tổng hợp DN. Phốt pho thường l yếu tố g ớ hạn s nh trưởng của tế b o thực vật nổ . Mặc dù nồng đ phốt pho hữu cơ trong nước thường nh ều hơn lượng phốt pho vô cơ (P ) nhưng thực vật nổ lạ sử dụng P l chủ yếu. Trong nước P tồn tạ ở 3 dạng chính PO43 ; HPO42 ; H 2 PO4 . V ệc hấp thụ phốt pho của thực vật nổ được kích thích bở năng lượng ánh sáng, nồng đ PO43 , đ p , a+, K+, Mg2+. CO2  PO43  NH 3  NLa / s  Tế b o mớ + O2 hu cầu d nh dưỡng PO43 ở mỗ nhóm thực vật nổ khác nhau l khác nhau: nhóm tảo rễ gẫy (Asterionella) v nhóm tảo bản mỏng (Tabellaria) phát tr ển tốt ở nồng đ PO43 là 0,002 – 0,01 mg/l, kh tăng nồng đ PO43 lên 0,2 mg/l thì hoạt đ ng của thực vật nổ bị trì trệ. (T.T. Loan, 2004) M t phần tử cấu tạo tế b o của thực vật nổ được mô tả bằng công thức hóa học ( 2O)106(NH3)16H3PO4 tức l tỉ lệ : : P l 106 : 16 : 11 trong đó tỷ lệ :P được gọ l “g á trị b ên đ đỏ” (redf el value) b ểu thị lượng cần th ết , P để cấu tạo cơ thể, dựa v o g á trị n y để xác định yếu tố hạn chế khả năng s nh trưởng của cơ thể thực vật nổ , tương ứng vớ tỷ lệ /P = 7/1 nếu /P > 7 thì P l yếu tố g ớ hạn s nh trưởng của cơ thể thực vật nổ . - 11 -