- SỰ PHÂN BỐ CỦA THỦY SINH THỰC VẬT BẬC CAO TRONG CÁC THỦY VỰC Ô NHIỄM HỮU CƠ VÀO MÙA MƯA. - Thực vật thủy sinh là đối tượng nghiên cứu với nhiều mục tiêu khác nhau như chỉ thị môi trường, thay đổi môi trường, xử lý ô nhiễm và hấp thu dinh dưỡng. - Để góp phần vào việc ứng dụng chỉ thị sinh học trong quản lý môi trường nước, nghiên cứu “Sự phân bố của thủy sinh thực vật trong các thủy vực ô nhiễm hữu cơ vào mùa mưa ở Thành Phố Cần Thơ” đã được thực hiện. - Nghiên cứu đã chọn 3 kênh trong thành phố Cần Thơ để khảo sát là kênh Lộ 91, Cái Sơn – Hàng Bàng và kênh 51. - Kết quả cho thấy các kênh nghiên cứu có hàm lượng COD dao động từ 32,07 mg/l đến 138,47 mg/l, Tổng đạm dao động từ 3,89 mg/l đến 33,79 mg/l và tổng lân dao động từ 2,86 mg/l đến 11,14 mg/l. - Nghiên cứu chủ yếu tập trung khảo sát nhóm thực vật bậc cao và đã xác định được 20 loài thực vật thủy sinh phổ biến thuộc 14 họ. - Năm loài thực vật thủy sinh ưu thế được xác định là lục bình (Eichhornia crassipes), cỏ mồm (Hymenachne acutigluma), cỏ lông tây (Brachiaria mutica), môn nước (Colocasia esculenta L.) và rau muống (Ipomoea aquatica) với chỉ số quan trọng lần lượt là và 34. - Từ khóa: Thủy sinh thực vật, ô nhiễm hữu cơ, độ sâu ngập, chỉ số quan trọng 1 GIỚI THIỆU. - Trên thế giới việc nghiên cứu và sử dụng các yếu tố sinh học đánh giá, giám sát và cải thiện chất lượng môi trường đã đạt được nhiều thành tựu có ý nghĩa khoa học và thực tế. - Khedr và Demerdash (1997) đã nghiên cứu mối liên hệ giữa sự phân bố. - Trong khi đó sự phân bố của nhóm thực vật sống chìm có quan hệ tỉ lệ thuận với chiều rộng kênh và tỉ lệ nghịch với độ che phủ của các cây xanh ven bờ.. - Hamid và Khedr (1999) nghiên cứu cho thấy sự phân bố của thủy sinh thực vật có liên quan đến các yếu tố môi trường như: độ sâu mực nước, DO, pH, Cl. - Demars và Edwards (2008) đã tiến hành khảo sát điều kiện lý hóa và nền đáy thủy vực với sự phân bố thành phần các loài thực vật thủy sinh đã xác định được 110 loài ở 161 điểm khảo sát. - Qua kết quả cho thấy thành phần loài của thực vật thủy sinh bậc cao là chỉ thị sinh học cho hàm lượng đạm, lân và nền đáy thủy vực. - Ghavzan và ctv (2006) đã nghiên cứu về thành phần loài thủy sinh thực vật ở đoạn kênh chảy qua thành phố Pune, Ấn Độ đã xác định được 81 loài thực vật thủy sinh. - Ở Việt Nam việc nghiên cứu sự phân bố của thủy sinh thực vật bậc cao và các yếu tố môi trường còn hạn chế, theo nghiên cứu của Lê Văn Bé (2011) về khả năng chịu ngập nước và ảnh hưởng của quá trình ngập nước đến sinh khối và giá trị dinh dưỡng của cỏ Paspalum atratut thì đây là loài có khả năng phát triển tốt trong điều kiện ngập nước. - Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy để thích ứng với điều kiện ngập nước thiếu oxy cho hô hấp ở rễ cây đã hình thành hệ thống rễ khí sinh và hệ thống mô dẫn khí ở bẹ lá và bên trong rễ. - Trần Triết và Nguyễn Phi Ngà (2000) khảo sát mối tương quan giữa thủy sinh vật với lý hóa tính của môi trường nước tại Vườn quốc gia Tràm Chim ghi nhận sự đa dạng về số loài thực vật bậc cao chủ yếu biến đổi dọc theo khuynh độ về độ nhiễm bẩn. - Các thủy vực có hàm lượng hữu cơ trong nước cao cũng là thủy vực có có nhiều loài thực vật bậc cao.. - Khuynh độ về độ phèn không quan trọng trong việc giải thích biến động của chỉ số đa dạng loài thực vật bậc cao. - Vì vậy để góp phần ứng dụng chỉ thị sinh học trong quản lý môi trường nước thì nghiên cứu “Sự phân bố của thủy sinh thực vật bậc cao trong các thủy vực ô nhiễm hữu cơ vào mùa mưa ở thành phố Cần Thơ” được thực hiện.. - 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm nghiên cứu. - Qua quá trình khảo sát và phân tích chất lượng nước của 20 kênh rạch trong nội ô thành phố Cần Thơ, 3 kênh có nồng độ COD vượt quy chuẩn chất lượng nước mặt được tiếp tục chọn khảo sát sự phân bố thực vật bậc cao:. - 2.2.2 Mẫu thực vật. - Áp dụng phương pháp Quadrat cho nghiên cứu thực vật thân thảo (Rastogi, 1999) đặt ô tiêu chuẩn 1 m 2 theo mặt cắt ngang, thu 5 mặt cắt mỗi kênh, mỗi mặt cắt thu 4 ô từ bờ ra để xác định tần số xuất hiện. - Mẫu thực vật được thu và bảo quản như sau: Đối với những loài sống trôi nổi trên mặt nước thu toàn bộ trong mỗi ô tiêu chuẩn cho vào bọc nylon, ghi lại thời gian và địa điểm thu mẫu. - Định danh các loài thực vật thu được bằng các tài liệu như: (i) Cây cỏ Việt Nam, Phạm Hoàng Hộ (Tập I, II, III). - Đo sinh khối thực vật khô (Wd): Sinh khối thực vật của mỗi loài được thu theo ô tiêu chuẩn 1 m 2 , phần sinh khối thu của mỗi loài, được cắt nhỏ với kích thước từ 2-4 cm, cho vào túi làm bằng giấy, được sấy khô ở 105 0 C trong 24h. - Tần suất xuất hiện. - Tính chỉ số đa dạng Shannon:. - Tính chỉ số quan trọng (IVI): Theo Kent và Coker (1992) chỉ số này thể hiện mối quan hệ rỏ hơn về sự ưu thế cũng như khả năng thích của thực vật trong các vùng nghiên cứu. - 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả về thủy sinh thực vật 3.1.1 Thành phần loài thủy sinh thực vật. - Qua hai đợt nghiên cứu tại 3 đoạn kênh đã xác định được 20 loài thủy sinh thực vật như sau:. - b: tổng số ô tiêu chuẩn nghiên cứu. - n i : tổng số cá thể loài i N: tổng số ô nghiên cứu. - Bảng 3: Thành phần loài thủy sinh thực vật ở các kênh nghiên cứu. - 20 loài thực vật thủy sinh thuộc 14 họ thực vật khác nhau được xác định. - Trong tổng số 20 loài thì có 9 loài có mặt ở cả 3 kênh nghiên cứu chiếm 45% tổng số loài xuất hiện. - Số lượng loài trong từng thủy vực nghiên cứu không khác biệt nhiều, nhiều nhất là kênh Lộ 91 với 17 loài (chiếm 85% tổng số loài), kênh Cái Sơn - Hàng Bàng có 12 loài (chiếm 60% tổng số loài), ít nhất là kênh Hẻm 51 với 11 loài xuất hiện (chiếm 55% tổng số loài). - Trong 20 loài thủy sinh thực vật được xác định được thì có loài mái dầm (Aglaodorum griffithii) chỉ xuất hiện ở kênh Hẻm 51, đây là loài phân bố phổ biến theo dọc các cửa sông, thủy vực nước chảy (Phạm Hoàng Hộ, 2000).. - Khi xét đến dạng sống của thực vật thủy sinh, theo Lam Mỹ Lan (2000) có 3 dạng chính là sống chìm, sống trôi nổi và sống trồi. - Trong số 20 loài được xác định trong các thủy vực nghiên cứu có đến 19 loài (chiếm 95%) thuộc nhóm sống trồi, chỉ có 1 loài là lục bình thuộc nhóm sống trôi nổi chiếm 5% số loài xuất hiện.. - 3.1.2 Sự phân bố của thủy sinh thực vật tại các kênh nghiên cứu. - Hình 1: Phân bố thủy sinh thực vật theo mặt cắt ngang Ghi chú: (a) Kênh Hẻm 51 (b) Kênh Cái Sơn – Hàng Bàng (c) Kênh Lộ 91. - Theo hình 1 trong tất cả các loài xuất hiện qua 2 đợt nghiên cứu thì sự phân bố các loài đa dạng nhất tập trung ở gần các bờ kênh (từ 0-3m khoảng cách tính bờ) khi vượt quá khoảng cách này chỉ có hai loài Hymenachne acutigluma và Eichhornia crassipes xuất hiện, điều này phù hợp với kết quả các loài thực vật thủy sinh xác định được thuộc nhóm sống trồi vì vậy độ sâu ngập sẽ ảnh hưởng đến sự phân bố của chúng. - Cụ thể khi độ sâu ngập ở các kênh nghiên cứu tăng từ 72 cm lên 149 cm thì nhóm thực vật có thể thích nghi với độ sâu ngập cao là nhóm sống trôi nổi và nhóm sống trồi – thân bò trên mặt nước như. - Tại các kênh nghiên cứu thì các loài sống trồi - có thân bò trên mặt nước có mức phân bố khá rộng và tần suất bắt gặp giảm đi khi độ sâu ngập tăng lên, trong khi đó loài sống trôi nổi thì tần suất xuất hiện tăng lên khi độ sâu ngập của thủy vực tăng lên. - Trong các loài thực vật thủy sinh thuộc nhóm sống trồi - có thân bò trên mặt nước thì loài Cỏ mồm mỡ và loài Rau muống có khả năng thích nghi với tất cả độ ngập sâu trong các kênh nghiên cứu với độ sâu ngập dao động trung bình từ 28cm đến 149cm.. - Hình 2: Tần suất xuất hiện của các loài thủy sinh thực vật có mặt ở cả 3 kênh. - Trong 5 loài có tần suất xuất hiện ở cả 3 kênh nghiên cứu thì sự sắp xếp tần suất xuất hiện như sau: Lục bình>Cỏ mồm mỡ>Lông tây>Rau muống>Cỏ ống.. - Cụ thể phân nhóm tần suất xuất hiện giữa các kênh như sau:. - Hình 3: Phân nhóm tần suất xuất hiện tại các kênh nghiên cứu. - Dựa vào tần suất xuất hiện Raukier chia thực vật thành 5 nhóm: Nhóm A (1-20%):. - xuất hiện ít. - xuất hiện khá. - xuất hiện nhiều. - Kết quả nghiên cứu cho thấy trong 5 nhóm được phân loại có 4 nhóm xuất hiện ở cả 3 kênh, Kênh Cái Sơn - Hàng Bàng chỉ có 3 nhóm. - 3.1.3 Chỉ số đa dạng sinh học ở các kênh. - Chỉ số đa dạng ở các thủy vực nghiên cứu dao động từ 1,46-1,75. - Cụ thể tại kênh 51 với nồng độ COD dao động từ mg/l chỉ số đa dạng sinh học là 1,46. - kênh Cái Sơn Hàng Bàng với nồng độ COD dao động từ mg/l chỉ số đa dạng sinh học là 1,54. - Hình 4: Chỉ số đa dạng ở các kênh nghiên cứu. - 3.1.4 Chỉ số quan trọng của các loài. - Trong 8 loài xác định được ở kênh Hẻm 51, loài có chỉ số quan trọng cao nhất là Hymenachne acutigluma với 91%, thấp nhất là Polygonum tomentosum (3. - ba loài có chỉ số quan trọng cao nhất là Eichhornia crassipes, Colocasia esculenta L.. - và Hymenachne acutigluma với chỉ số quan trọng tương ứng dao động từ 55. - Ở kênh Cái Sơn - Hàng Bàng, trong 7 loài được xác định, chỉ số quan trọng loài cao nhất là Eichhornia crassipes (79. - Trong 12 loài xác định được ở kênh Lộ 91, chỉ số quan trọng loài cao nhất là Eichhornia crassipes (89. - Chỉ số quan trọng càng cao nghĩa là loài đó chiếm ưu thế và phát triển tốt trong thủy vực nghiên cứu. - Dựa vào kết quả về chỉ số quan trọng ở các thủy vực ô nhiễm hữu cơ có được, xác định được các loài ưu thế và có thể thích nghi tốt trong điều kiện thủy vực ô nhiễm hữu cơ là:. - Hình 5: Chỉ số quan trọng trung bình của các loài thủy sinh thực vật. - chỉ số quan trọng IVI <30%: loài kém ưu thế. - 3.1.5 Biến động tổng chất rắn hòa tan (TDS) tại các kênh nghiên cứu. - Bảng 4: Biến động TDS (mg/l) tại các kênh nghiên cứu. - Ngược lại, đợt thu mẫu thứ 2 thì nồng độ TDS trung bình ở kênh Lộ 91 là thấp nhất so với các kênh còn lại, TDS kênh Lộ 91 đạt 225,88 mg/l, trong khi đó ở hai kênh Cái Sơn Hàng Bàng và Hẻm 51 dao động từ mg/l. - Sự khác biệt giữa các kênh có ý nghĩa thống kê (P = 0,000).. - 3.1.6 Biến động COD tại các kênh nghiên cứu. - Kết quả phân tích COD tại 3 kênh nghiên cứu được ghi nhận:. - Bảng 5: Biến động COD (mg/l) tại các kênh nghiên cứu. - Hàm lượng COD ở các kênh nghiên cứu qua hai đợt thu mẫu dao động từ mg/l. - 30mg/l thì nước bị ô nhiễm hữu cơ, dựa vào kết quả bảng 5 thì các kênh nghiên cứu đã bị ô nhiễm hữu cơ. - Điều này phù hợp với mục tiêu ban đầu của đề tài là chọn các thủy vực ô nhiễm hữu cơ để nghiên cứu. - Ở 3 kênh nghiên cứu thì hàm lượng COD ở kênh Hẻm 51 cao nhất so với hai kênh còn lại. - 3.1.7 Biến động DO tại các kênh nghiên cứu. - Bảng 6: Biến động DO (mg/l) tại các kênh nghiên cứu. - Điều này phù hợp với nồng độ COD ở các kênh nghiên cứu đều cao. - 3.1.8 Biến động tổng đạm (TKN) tại các kênh nghiên cứu. - Bảng 7: Biến động tổng đạm (TKN) (mg/l) tại các kênh nghiên cứu. - Hàm lượng tổng đạm ở các kênh nghiên cứu dao động từ mg/l. - Theo Lê Văn Khoa (2007) thì hàm lượng tổng đạm ở các thủy vực tự nhiên bình thường dao động từ 0,2-0,5 mg/l, với kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng tổng đạm ở các thủy vực khá cao và dao động không đều nhau ở các kênh. - Trong đợt thu mẫu đầu mùa mưa thì hàm lượng tổng đạm ở các kênh là từ mg/l. - Tại các kênh nghiên cứu thì sự khác biệt về tổng đạm không có ý nghĩa thống kê ở 95%, riêng biệt kênh Hẻm 51, thủy vực nước thường xuyên thay đổi thì hàm lượng đạm tổng đợt thu mẫu thứ 1 cao hơn 2 lần và sự khác biệt này có ý nghĩa về mặt thống kê.. - Xác định được 20 loài thủy sinh thực vật thuộc 14 họ trong các thủy vực nghiên cứu.. - Độ sâu ngập ở các kênh ảnh hưởng đến sự phân bố của thủy sinh thực vật, cụ thể với độ sâu ngập từ 0 - 72 cm xác định được bốn loài thực vật ưu thế là Hymenachne acutigluma, Brachiaria mutica, Ipomoea aquatica và Eichhornia crassipes. - Khi độ sâu ngập tăng từ 72- 149 cm chỉ có hai loài thực vật ưu thế được xác định là Cỏ mồm mỡ (Hymenachne acutigluma) và loài Rau muống (Ipomoea aquatica).. - Trong các thủy vực khảo sát chỉ số quan trọng cao nhất của 5 loài thực vật thủy sinh được xác định là Lục bình (Eichhornia crassipes), Cỏ mồm (Hymenachne acutigluma), Cỏ lông tây (Brachiaria mutica), Môn nước (Colocasia esculenta) và Rau muống (Ipomoea aquatica) theo thứ tự là 75. - Tiếp tục nghiên cứu sự phân bố của thủy sinh thực vật trong mùa khô tại các kênh ô nhiễm hữu cơ.. - Ngoài việc nghiên cứu về độ sâu ngập, cần nghiên cứu các yếu tố lý học khác ảnh hưởng đến sự phân bố: tốc độ dòng chảy, đặc tính của môi trường nền đất,.... - Lam M ỹ Lan (2000), Bài Giảng Thực Vật Thủy Sinh, Khoa Nông Nghiệp Trường Đại Học Cần Thơ, 135 trang.. - Lê Văn Bé (2011), Nghiên cứu khả năng chịu ngập nước và ảnh hưởng của quá trình ngập đến năng suất và giá trị dinh dưỡng của cỏ Paspalum atratum Swallen