Tổng quan nghiên cứu

Sông Tranh là thủy vực huyết mạch dài 130 km với diện tích lưu vực 2.140 km2, giữ vai trò là nhánh sông lớn nhất của hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia với tổng diện tích 10.350 km2. Hệ sinh thái nước ngọt tại đây cung cấp nguồn lợi thủy sản dồi dào, phục vụ sinh kế cho hơn 178.380 cư dân thuộc vùng trung du và miền núi tỉnh Quảng Nam. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của các hoạt động nhân sinh cùng sự vận hành của công trình thủy điện sông Tranh 2 với dung tích hồ chứa 733,4 triệu m3 đã làm thay đổi chế độ dòng chảy tự nhiên và tác động trực tiếp đến môi trường sống của các quần xã thủy sinh vật. Trước thực trạng đó, việc đánh giá tác động của các yếu tố môi trường đến quần xã sinh vật đáy trở nên vô cùng cấp thiết.

Nghiên cứu tập trung vào hai mục tiêu chính: xác định cấu trúc thành phần loài, đặc điểm phân bố của lớp Hai mảnh vỏ (Bivalvia) cùng lớp Chân bụng (Gastropoda); đồng thời phân tích mối tương quan giữa các thông số thủy lý, hóa học với mức độ đa dạng sinh thái. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại 9 điểm thu mẫu đại diện (từ M1 đến M9) trải dọc theo dòng sông qua 4 huyện Nam Trà My, Bắc Trà My, Tiên Phước và Hiệp Đức. Toàn bộ quá trình khảo sát thực địa diễn ra qua 8 đợt thu mẫu đại diện cho 2 mùa khô và mùa mưa của năm 2017.

Ý nghĩa của công trình thể hiện ở việc thiết lập bộ dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác với 14 loài được phân loại, cung cấp chỉ số đa dạng Shannon-Wiener dao động từ 2,43 đến 3,47. Đây là căn cứ khoa học định lượng giúp các cơ quan quản lý hoạch định chính sách bảo tồn, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên thủy sản và giám sát chất lượng môi trường nước mặt bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng Lý thuyết cân bằng sinh thái thủy vực nước ngọt và Lý thuyết chỉ thị sinh học môi trường để làm rõ mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật đáy và môi trường sống. Hệ thống lý thuyết khẳng định cấu trúc quần xã động vật không xương sống cỡ lớn phản ánh trực tiếp mức độ ổn định và chất lượng hóa lý của nguồn nước.

Bên cạnh đó, nghiên cứu tích hợp Khung phân tích cấu trúc quần xã sinh thái để đo lường mức độ phong phú và tính tương đồng giữa các thủy vực. Bốn khái niệm trọng tâm được chuẩn hóa xuyên suốt nghiên cứu gồm:

  1. Động vật không xương sống cỡ lớn: nhóm sinh vật chỉ thị nhạy cảm với biến động môi trường và chế độ ô nhiễm.
  2. Cấu trúc Taxon: sự phân bố của các bậc phân loại từ bộ, họ, giống đến loài trong hệ thống sinh giới.
  3. Tính chất nền đáy: giá thể bùn hữu cơ, cát hoặc đá cuội chi phối trực tiếp không gian bám dính và nguồn thức ăn.
  4. Chỉ số đa dạng Shannon-Wiener và Hệ số tương đồng Sorensen: các công cụ toán sinh học định lượng đánh giá độ phong phú theo thang đo chuẩn mực từ trung bình (H' từ 1 đến 3) đến rất tốt (H' trên 3).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được tổng hợp từ 400 mẫu vật sinh học thu thập thực địa kết hợp với số liệu quan trắc khí tượng thủy văn của tỉnh Quảng Nam. Timeline nghiên cứu được triển khai liên tục qua 8 đợt khảo sát thực địa từ tháng 01/2017 đến tháng 11/2017, đại diện trọn vẹn cho chu kỳ mùa khô (tháng 4 - 5/2017) và mùa mưa (tháng 9 - 10/2017).

Về cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Nghiên cứu thiết lập 9 trạm thu mẫu điển hình dọc lưu vực. Mẫu định tính được thu thập bằng vợt Pondnet tại vùng ven bờ nhiều thực vật thủy sinh và gầu Petersen ở lòng sông sâu. Mẫu định lượng được lấy bằng gầu Petersen có diện tích miệng ngoạm 0,04 m2 với quy cách 3 vị trí, mỗi vị trí 5 gầu; kết hợp phương pháp bắt tay đồng bộ cùng ngư dân trên ô tiêu chuẩn 20 m2 trong thời gian 30 phút tại mỗi trạm. Đồng thời, mẫu nước mặt được thu thập độc lập để đo đạc 7 chỉ tiêu thủy lý, hóa học bằng thiết bị chuyên dụng đa chỉ tiêu photoLab 6100VIS.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Định danh loài dựa trên phương pháp so sánh hình thái học truyền thống kết hợp kính lúp và khóa phân loại chuẩn của các chuyên gia đầu ngành thủy sinh học Việt Nam. Phương pháp này đảm bảo tính xác thực cao về giải phẫu vỏ và cấu trúc răng bản lề. Dữ liệu sau đó được xử lý bằng phần mềm PRIMER 5 và Microsoft Excel nhằm lượng hóa chính xác chỉ số đa dạng Shannon-Wiener và hệ số tương đồng Sorensen, giúp loại bỏ sai số chủ quan và nâng cao độ tin cậy khoa học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Cấu trúc thành phần loài: Tổng cộng có 14 loài thuộc 2 lớp được định danh chính xác. Lớp Hai mảnh vỏ (Bivalvia) ghi nhận 7 loài thuộc 3 giống, 3 họ và 2 bộ; trong đó họ Hến Corbiculidae chiếm ưu thế tuyệt đối với 5 loài (chiếm 71,4% tổng số loài Bivalvia). Lớp Chân bụng (Gastropoda) có 7 loài thuộc 5 giống, 3 họ và 2 bộ; trong đó họ Ampullariidae chiếm tỷ lệ cao nhất với 42,8% (3 loài), tiếp đến là họ Viviparidae chiếm 28,6% (2 loài) và họ Thiaridae chiếm 28,6% (2 loài).
  2. Biến động số lượng theo mùa: Mùa khô ghi nhận số lượng loài và mật độ cá thể cao hơn rõ rệt so với mùa mưa. Vào mùa khô, nhiệt độ nước đạt trung bình 31,2°C, độ đục chỉ ở mức 28 NTU giúp sinh vật phát triển thuận lợi. Ngược lại, vào mùa mưa, nhiệt độ hạ xuống 28,8°C và độ đục tăng vọt lên 58 NTU làm xáo trộn mạnh môi trường nền đáy.
  3. Phân hóa sinh cảnh theo nền đáy: Số lượng loài phân bố tập trung cao nhất ở sinh cảnh có nền bùn hữu cơ và bùn pha cát mịn (điểm M3, M8, M9). Tại các điểm thượng lưu có nền đáy chủ yếu là đá sỏi và dòng chảy xiết (điểm M1, M2), số lượng loài ghi nhận thấp nhất, chỉ xuất hiện các loài thích nghi bám đá đặc trưng như Melanoides tuberculata và Stelanomelanis reevei.
  4. Mức độ đa dạng sinh học tổng thể: Chỉ số đa dạng Shannon-Wiener trung bình dao động từ 2,43 đến 3,47, chứng minh hệ sinh thái sông Tranh duy trì độ đa dạng sinh học ở mức trung bình khá đến tốt.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân tạo nên sự phân hóa loài tại sông Tranh bắt nguồn từ đặc điểm địa hình vùng núi và trung du có độ dốc lớn, lòng sông hẹp và sự thay đổi lưu lượng dòng chảy mạnh giữa hai mùa. Vào mùa mưa, lượng mưa lớn kết hợp lưu lượng xả lũ từ thượng nguồn làm tăng tổng lượng chất rắn hòa tan TDS từ 75 mg/l lên 260 mg/l và độ đục tăng hơn 200%, tạo ra lực xói mòn cuốn trôi các cá thể non và phá vỡ bãi đẻ tự nhiên.

Khi so sánh với các thủy vực lân cận, hệ số tương đồng Sorensen cho thấy lớp Hai mảnh vỏ ở sông Tranh gần gũi nhất với sông Tam Kỳ thuộc tỉnh Quảng Nam (hệ số S = 0,667) do tính đồng nhất về địa mạo và thổ nhưỡng. Tuy nhiên, tính tương đồng giảm dần khi đối sánh với sông Bồ ở Thừa Thiên Huế (S = 0,421) và sông Hiếu ở Quảng Trị (S = 0,400). Đối với lớp Chân bụng, sự tương đồng với sông Bồ (S = 0,162) và sông Hiếu (S = 0,105) ở mức rất thấp, phản ánh tính đặc thù của các loài ưa nước chảy bám đá tại vùng núi cao sông Tranh.

Các kết quả nghiên cứu trên có thể được trực quan hóa hiệu quả qua hệ thống biểu đồ và bảng dữ liệu chuyên sâu: biểu đồ tròn thể hiện tỷ lệ phần trăm cơ cấu họ sinh vật, biểu đồ cột kép đối sánh mật độ cá thể giữa mùa mưa và mùa khô tại 9 điểm khảo sát, cùng bảng ma trận hệ số tương đồng Sorensen nhằm phân định rõ ranh giới sinh thái không gian.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Ban hành quy chế đóng cửa sông cấm khai thác mùa sinh sản: Thiết lập lệnh cấm đánh bắt hoàn toàn các loài thân mềm hai mảnh vỏ và chân bụng trong 4 tháng trọng điểm sinh sản (từ tháng 3 đến tháng 6 hàng năm). Mục tiêu nhằm giảm ít nhất 40% cường lực khai thác mang tính hủy diệt và tạo điều kiện cho đàn giống tự phục hồi. Cơ quan chủ trì: Ủy ban nhân dân các huyện Nam Trà My, Bắc Trà My, Tiên Phước và Hiệp Đức, triển khai ngay trong giai đoạn 2024 - 2025.
  2. Tăng cường hệ thống trạm quan trắc nước mặt tự động: Lắp đặt 3 trạm quan trắc tự động tại các vị trí xung yếu (Trà Tân M1, Thăng Phước M5, Hiệp Hòa M9) nhằm kiểm soát chặt chẽ 100% các thông số chất lượng nước theo quy chuẩn QCVN 38:2011/BTNMT, duy trì hàm lượng DO tối thiểu trên 5,5 mg/l và NH4+ dưới 0,9 mg/l. Cơ quan chủ trì: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Nam phối hợp cùng Sở Khoa học và Công nghệ, hoàn thành trong giai đoạn 2024 - 2026.
  3. Triển khai dự án phục hồi sinh cảnh và chống sạt lở bờ sông: Trồng 25 km đai rừng phòng hộ ven bờ bằng các loài cây bản địa rễ sâu tại các đoạn sông có độ dốc lớn, đồng thời nghiêm cấm tuyệt đối các hoạt động hút cát sỏi không phép gây biến dạng nền đáy bùn cát. Cơ quan chủ trì: Chi cục Thủy sản phối hợp cùng Ban Quản lý Rừng phòng hộ tỉnh Quảng Nam trong lộ trình 2025 - 2028.
  4. Xây dựng mô hình đồng quản lý nguồn lợi thủy sinh cộng đồng: Tổ chức 12 lớp tập huấn chuyên đề cho hơn 500 hộ dân vạn chài sinh sống dọc lưu vực, chuyển giao kỹ thuật khai thác có chọn lọc đối với nhóm Hến Corbiculidae có kích thước vỏ trên 20 mm. Cơ quan chủ trì: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Nam thực hiện định kỳ hàng năm từ 2024 đến 2027.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giảng viên, nghiên cứu viên và học viên cao học chuyên ngành Thủy sinh học, Sinh thái học: Luận văn cung cấp khung phương pháp nghiên cứu mẫu định lượng bằng gầu Petersen (0,04 m2), quy trình xử lý thống kê bằng phần mềm PRIMER 5 và khóa phân loại hình thái học chuẩn xác cho 14 loài động vật đáy nước ngọt.
  2. Cán bộ quản lý tại Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Bảo vệ Môi trường: Tài liệu là nguồn dẫn liệu thực chứng giá trị về 7 thông số lý hóa nước mặt và bộ chỉ thị sinh học động vật đáy, phục vụ đắc lực cho công tác xây dựng báo cáo đánh giá hiện trạng môi trường lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia.
  3. Chuyên viên ngành Thủy sản tại các Sở Nông nghiệp và Phòng Kinh tế địa phương: Nắm vững phân bố mật độ của 5 loài hến họ Corbiculidae và 3 loài ốc họ Ampullariidae để thiết lập các mô hình khai thác sinh kế bền vững và chuyển giao kỹ thuật nuôi trồng thủy sản nước ngọt bản địa.
  4. Ban quản lý các dự án thủy điện và chuyên gia tư vấn Đánh giá tác động môi trường: Sử dụng dữ liệu về chỉ số Shannon-Wiener (H' từ 2,43 đến 3,47) và biến động nền đáy làm căn cứ khoa học để xây dựng phương án giảm thiểu tác động dòng chảy xả lũ và bảo vệ đa dạng sinh học hạ lưu công trình thủy điện.

Câu hỏi thường gặp

  1. Luận văn đã ghi nhận bao nhiêu loài thân mềm và nhóm nào chiếm ưu thế tại sông Tranh? Nghiên cứu đã định loại chính xác 14 loài thuộc 2 lớp Hai mảnh vỏ (7 loài) và Chân bụng (7 loài). Trong đó, họ Hến Corbiculidae chiếm ưu thế tuyệt đối với 5 loài thuộc 1 giống, chiếm 71,4% tổng số loài của lớp Hai mảnh vỏ nhờ khả năng thích nghi cao với nền đáy cát pha bùn.

  2. Các yếu tố môi trường nào chi phối mạnh nhất đến sự phân bố của động vật đáy tại đây? Tính chất cơ học của nền đáy (bùn hữu cơ, cát mịn, đá sỏi) và tốc độ dòng chảy theo mùa là hai yếu tố then chốt. Sự gia tăng độ đục từ 28 NTU mùa khô lên 58 NTU mùa mưa và tổng chất rắn hòa tan TDS từ 75 mg/l lên 260 mg/l tác động trực tiếp đến mật độ cư trú.

  3. Vì sao số lượng loài thu thập vào mùa khô lại cao hơn mùa mưa? Vào mùa mưa, lưu lượng dòng chảy từ thượng nguồn đổ về rất lớn với nước chảy xiết và độ đục đạt 58 NTU gây xáo trộn tầng đáy, cuốn trôi sinh vật và gây khó khăn cho việc bắt mẫu. Trái lại, mùa khô có dòng chảy êm đềm, nước trong với độ đục chỉ 28 NTU giúp quần thể duy trì ổn định.

  4. Chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener phản ánh điều gì về chất lượng nước sông Tranh? Chỉ số Shannon-Wiener dao động từ 2,43 đến 3,47 chứng minh mức độ đa dạng sinh học của sông Tranh đạt ngưỡng trung bình khá đến tốt. Kết hợp với hàm lượng oxy hòa tan DO đạt 5,9 - 6,1 mg/l cho thấy nguồn nước mặt tại 9 trạm khảo sát chưa bị ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng theo chuẩn QCVN 38:2011/BTNMT.

  5. Kết quả so sánh hệ số tương đồng Sorensen giữa sông Tranh và các sông khác cho thấy quy luật gì? Lớp Hai mảnh vỏ ở sông Tranh có tính tương đồng cao nhất với sông Tam Kỳ (S = 0,667) do cùng điều kiện địa chất Quảng Nam. Trong khi đó, tính tương đồng với sông Bồ (S = 0,421) và sông Hiếu (S = 0,400) thấp hơn nhiều do sự phân hóa về độ dốc địa hình và tính chất nền đáy đá cuội.

Kết luận

  • Hoàn thành kiểm kê khoa học với 14 loài động vật thân mềm (gồm 7 loài Hai mảnh vỏ và 7 loài Chân bụng) tại 9 trạm khảo sát trên sông Tranh.
  • Xác định họ Hến Corbiculidae chiếm ưu thế cao nhất (71,4% lớp Bivalvia) và sinh cảnh nền bùn cát ven bờ là nơi tập trung sinh khối động vật đáy lớn nhất.
  • Chứng minh quy luật biến động theo mùa với số lượng loài và mật độ cá thể mùa khô vượt trội mùa mưa do ảnh hưởng của lưu lượng dòng chảy và độ đục (28 NTU so với 58 NTU).
  • Lượng hóa hiện trạng môi trường đạt mức trung bình khá đến tốt với chỉ số Shannon-Wiener H' đạt 2,43 - 3,47 và các thông số lý hóa nằm trong ngưỡng an toàn của QCVN 38:2011/BTNMT.
  • Thiết lập hệ số tương đồng sinh thái Sorensen đạt 0,667 với sông Tam Kỳ, khẳng định tính đặc thù của khu hệ thủy sinh vùng núi trung du miền Trung.

Luận văn đóng góp bộ cơ sở dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác đầu tiên về mối quan hệ giữa yếu tố môi trường và động vật thân mềm tại sông Tranh. Trong giai đoạn tiếp theo từ 2025 đến 2030, các nghiên cứu cần mở rộng đánh giá tác động tích lũy từ biến đổi khí hậu và vận hành thủy điện bậc thang. Các nhà khoa học, nhà quản lý và cộng đồng hãy cùng ứng dụng các giải pháp thực chứng này để bảo vệ bền vững tài nguyên sinh thái nước ngọt quý giá của địa phương.