Tổng quan nghiên cứu

Rừng ngập mặn là một trong những hệ sinh thái quan trọng và có năng suất sinh học cao, chiếm khoảng 1% diện tích rừng toàn cầu và xuất hiện ở 75% bờ biển nhiệt đới. Tại Việt Nam, rừng ngập mặn tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Cửu Long, thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh ven biển. Rừng ngập mặn Cần Giờ, với diện tích hơn 7.500 ha, được UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển thế giới năm 2000, đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ bờ biển, duy trì đa dạng sinh học và phát triển kinh tế địa phương.

Nghiên cứu tập trung vào quần xã tuyến trùng sống tự do tại rừng ngập mặn Cần Giờ nhằm đánh giá cấu trúc quần xã và sử dụng tuyến trùng như sinh vật chỉ thị môi trường. Mục tiêu cụ thể gồm khảo sát thành phần loài, mật độ, độ đa dạng sinh học của tuyến trùng tại ba khu vực: vùng lõi, vùng nuôi trồng thủy sản và vùng có hoạt động công nghiệp. Nghiên cứu được thực hiện trong hai mùa khô và mưa năm 2016, nhằm cung cấp cơ sở dữ liệu về đa dạng sinh học và chất lượng môi trường nền đáy, góp phần quản lý và bảo tồn hệ sinh thái rừng ngập mặn.

Việc đánh giá dựa trên các chỉ số sinh học như Shannon-Wiener, Margalef, Peilou và chỉ số môi trường W, cùng với phân tích đa biến nhằm xác định ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như độ mặn, pH và cấu trúc trầm tích đến quần xã tuyến trùng. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc hiểu rõ mối quan hệ giữa đa dạng sinh học và môi trường sống, đồng thời hỗ trợ thực tiễn trong giám sát và bảo vệ môi trường rừng ngập mặn Cần Giờ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết sinh thái học về quần xã tuyến trùng và vai trò của chúng trong hệ sinh thái thủy vực. Lý thuyết về đa dạng sinh học được áp dụng thông qua các chỉ số Shannon-Wiener, Margalef và Peilou để đánh giá sự phong phú và cân bằng loài. Mô hình đường cong ABC (Abundance-Biomass Comparison) và chỉ số môi trường W được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm và tác động môi trường dựa trên cấu trúc quần xã tuyến trùng.

Ba khái niệm chính được tập trung gồm: (1) Đa dạng sinh học quần xã tuyến trùng, (2) Ảnh hưởng của các yếu tố thủy lý, thủy hóa (độ mặn, pH) và cơ giới trầm tích đến phân bố tuyến trùng, (3) Sử dụng tuyến trùng như sinh vật chỉ thị môi trường trong giám sát chất lượng môi trường nền đáy.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu được thu thập từ ba khu vực thuộc rừng ngập mặn Cần Giờ: vùng lõi (C), vùng nuôi trồng thủy sản (A) và vùng có hoạt động công nghiệp (I). Mẫu tuyến trùng và trầm tích được thu trong hai mùa khô (tháng 4) và mưa (tháng 9) năm 2016, mỗi mùa thu một đợt, với 3 lần lặp tại mỗi điểm thu mẫu.

Phương pháp chọn mẫu là thu mẫu trực tiếp tại hiện trường khi triều rút, sử dụng ống nhựa để lấy trầm tích và tuyến trùng ở độ sâu 10 cm. Các chỉ số môi trường như độ mặn và pH được đo ngay tại hiện trường bằng máy TOA. Mẫu tuyến trùng được xử lý trong phòng thí nghiệm bằng dung dịch Ludox TM50 để tách lọc, sau đó làm trong và lên tiêu bản để phân loại đến mức giống theo hệ thống phân loại chuẩn.

Phân tích dữ liệu sử dụng phần mềm PRIMER VI để tính các chỉ số đa dạng sinh học, phân tích đa biến như PCA, MDS, ANOSIM và Cluster nhằm đánh giá sự khác biệt cấu trúc quần xã tuyến trùng giữa các vùng và mùa. Đường cong ABC và chỉ số W được áp dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường nền đáy.

Cỡ mẫu gồm 18 mẫu tuyến trùng thu thập tại ba khu vực trong hai mùa, với mỗi mẫu được phân tích khoảng 200 cá thể tuyến trùng hoặc toàn bộ nếu số lượng nhỏ hơn. Phương pháp phân tích được lựa chọn nhằm đảm bảo độ chính xác cao trong đánh giá đa dạng sinh học và chất lượng môi trường.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chỉ số thủy lý hóa và cơ giới trầm tích: Độ pH và độ mặn có sự biến động theo mùa và khu vực. Mùa khô, độ mặn dao động từ 23,5‰ (vùng nuôi trồng) đến 25‰ (vùng công nghiệp), mùa mưa giảm xuống 15‰ đến 21‰ tương ứng. Độ pH mùa mưa cao hơn, từ 7,11 đến 8,02. Tỉ lệ bùn mịn (<63 µm) chiếm trên 40% ở tất cả các vùng, cao nhất tại vùng công nghiệp mùa khô (53,5%) và vùng lõi mùa mưa (72,2%).

  2. Mật độ tuyến trùng: Mật độ trung bình tuyến trùng dao động lớn giữa các vùng và mùa. Vùng nuôi trồng thủy sản có mật độ tăng mạnh từ 352 cá thể/10 cm² (mùa khô) lên 1395 cá thể/10 cm² (mùa mưa), gấp gần 4 lần. Vùng lõi và công nghiệp có mật độ thấp hơn và biến động không đồng nhất giữa hai mùa.

  3. Thành phần loài và đa dạng sinh học: Tổng cộng 80 loài tuyến trùng thuộc 20 họ và 6 bộ được phát hiện. Bộ Monhysterida chiếm ưu thế về số lượng loài (25 loài). Các họ Desmodoridae, Chromadoridae, Sphaerolaimidae, Comesomatidae và Axonolaimidae chiếm khoảng 92% tổng số cá thể. Chỉ số Shannon-Wiener dao động từ 2,7 đến 3,0, Margalef từ 3,9 đến 6,3, cho thấy đa dạng sinh học tương đối cao và ổn định giữa các vùng và mùa.

  4. Phân tích đa biến: ANOSIM cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa về số lượng cá thể giữa hai mùa (R=1, p<0,05) nhưng không khác biệt rõ rệt giữa các vùng. Phân tích Cluster và MDS minh họa sự phân tách rõ rệt giữa quần xã tuyến trùng mùa khô và mùa mưa, với mức độ tương đồng cao hơn trong mùa khô.

  5. Đánh giá chất lượng môi trường: Đường cong ABC và chỉ số W cho thấy môi trường vùng lõi ít bị tác động, trong khi vùng nuôi trồng và công nghiệp có dấu hiệu ô nhiễm vừa đến nặng, thể hiện qua sự ưu thế của các loài tuyến trùng có kích thước nhỏ và mật độ cao.

Thảo luận kết quả

Sự biến động của độ mặn và pH theo mùa ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và thành phần loài tuyến trùng, phù hợp với các nghiên cứu trước đây tại rừng ngập mặn Cần Giờ và các vùng cửa sông khác. Mùa mưa với lượng nước ngọt lớn làm giảm độ mặn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loài tuyến trùng, dẫn đến mật độ và đa dạng sinh học tăng lên.

Tỉ lệ bùn mịn cao tại các vùng nghiên cứu phản ánh đặc điểm trầm tích bãi bồi, cung cấp môi trường sống phù hợp cho tuyến trùng. Sự khác biệt về mật độ và thành phần loài giữa các vùng chủ yếu do ảnh hưởng của hoạt động nuôi trồng thủy sản và công nghiệp, gây biến đổi môi trường nền đáy.

Phân tích đa biến cho thấy mùa khô có cấu trúc quần xã ổn định hơn, trong khi mùa mưa có sự biến động lớn do điều kiện môi trường thay đổi mạnh. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu quốc tế về sinh thái tuyến trùng tại rừng ngập mặn và vùng cửa sông.

Việc sử dụng chỉ số W và đường cong ABC chứng minh tuyến trùng là chỉ thị sinh vật nhạy cảm và hiệu quả trong đánh giá chất lượng môi trường nền đáy, giúp phát hiện sớm các tác động ô nhiễm và suy thoái hệ sinh thái.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường giám sát môi trường: Áp dụng thường xuyên các chỉ số sinh học tuyến trùng và phân tích đa biến để theo dõi chất lượng môi trường nền đáy tại rừng ngập mặn Cần Giờ, đặc biệt tại các khu vực nuôi trồng thủy sản và công nghiệp. Thời gian thực hiện: hàng năm, chủ thể: Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật.

  2. Quản lý hoạt động nuôi trồng thủy sản: Kiểm soát và giảm thiểu chất thải từ các trang trại nuôi trồng thủy hải sản nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường, bảo vệ quần xã tuyến trùng và đa dạng sinh học. Thời gian: 3-5 năm, chủ thể: chính quyền địa phương và các doanh nghiệp nuôi trồng.

  3. Bảo vệ vùng lõi rừng ngập mặn: Duy trì và mở rộng vùng lõi ít chịu tác động để bảo tồn môi trường tự nhiên, tạo điều kiện cho quần xã tuyến trùng phát triển ổn định, góp phần duy trì chức năng sinh thái của rừng. Thời gian: liên tục, chủ thể: Ban quản lý khu dự trữ sinh quyển.

  4. Nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục, tuyên truyền về vai trò của rừng ngập mặn và tuyến trùng trong bảo vệ môi trường, khuyến khích cộng đồng tham gia bảo vệ và giám sát môi trường. Thời gian: hàng năm, chủ thể: các tổ chức phi chính phủ và địa phương.

  5. Nghiên cứu mở rộng: Tiếp tục nghiên cứu đa dạng sinh học tuyến trùng và các sinh vật đáy khác tại các hệ sinh thái rừng ngập mặn khác để xây dựng cơ sở dữ liệu toàn diện, phục vụ quản lý và bảo tồn bền vững. Thời gian: 5 năm, chủ thể: các viện nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu sinh thái và động vật học: Luận văn cung cấp dữ liệu chi tiết về đa dạng sinh học tuyến trùng và mối quan hệ với môi trường, hỗ trợ nghiên cứu chuyên sâu về sinh thái học và bảo tồn.

  2. Cơ quan quản lý môi trường và tài nguyên: Thông tin về chỉ số sinh học và đánh giá chất lượng môi trường giúp xây dựng chính sách quản lý, giám sát và bảo vệ rừng ngập mặn hiệu quả.

  3. Doanh nghiệp nuôi trồng thủy sản và công nghiệp: Hiểu rõ tác động của hoạt động sản xuất đến môi trường nền đáy, từ đó điều chỉnh quy trình để giảm thiểu ô nhiễm và duy trì bền vững nguồn lợi thủy sản.

  4. Cộng đồng địa phương và tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức về vai trò của rừng ngập mặn và sinh vật chỉ thị môi trường, thúc đẩy sự tham gia bảo vệ và phát triển bền vững hệ sinh thái.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tuyến trùng có vai trò gì trong hệ sinh thái rừng ngập mặn?
    Tuyến trùng là mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn vùng đáy, tham gia tái tạo dinh dưỡng và duy trì chức năng sinh thái của hệ sinh thái rừng ngập mặn.

  2. Tại sao chọn rừng ngập mặn Cần Giờ làm khu vực nghiên cứu?
    Cần Giờ là khu dự trữ sinh quyển thế giới với đa dạng sinh học phong phú, có sự phân bố các vùng chịu tác động khác nhau, thuận lợi cho nghiên cứu ảnh hưởng môi trường đến quần xã tuyến trùng.

  3. Chỉ số W và đường cong ABC dùng để làm gì?
    Chỉ số W và đường cong ABC đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường dựa trên cấu trúc quần xã tuyến trùng, giúp phát hiện sớm các tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.

  4. Mật độ tuyến trùng thay đổi như thế nào theo mùa?
    Mật độ tuyến trùng tăng đáng kể vào mùa mưa do điều kiện môi trường thuận lợi hơn như độ mặn giảm và nguồn thức ăn phong phú, đặc biệt tại vùng nuôi trồng thủy sản.

  5. Làm thế nào để bảo vệ quần xã tuyến trùng và rừng ngập mặn?
    Cần kiểm soát ô nhiễm từ hoạt động nuôi trồng và công nghiệp, duy trì vùng lõi tự nhiên, giám sát môi trường thường xuyên và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ hệ sinh thái.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xác định được cấu trúc quần xã tuyến trùng sống tự do tại ba khu vực khác nhau của rừng ngập mặn Cần Giờ với 80 loài thuộc 20 họ và 6 bộ.
  • Mật độ và đa dạng sinh học tuyến trùng biến động theo mùa và khu vực, chịu ảnh hưởng rõ rệt của các yếu tố môi trường như độ mặn, pH và cấu trúc trầm tích.
  • Chỉ số môi trường W và đường cong ABC chứng minh tuyến trùng là sinh vật chỉ thị hiệu quả cho chất lượng môi trường nền đáy.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc giám sát, quản lý và bảo tồn rừng ngập mặn Cần Giờ, góp phần phát triển bền vững hệ sinh thái.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý môi trường, bảo vệ vùng lõi và nâng cao nhận thức cộng đồng được khuyến nghị thực hiện trong vòng 3-5 năm tới.

Hành động tiếp theo: Tăng cường giám sát đa dạng sinh học tuyến trùng, áp dụng các chỉ số sinh học trong quản lý môi trường và mở rộng nghiên cứu tại các hệ sinh thái rừng ngập mặn khác. Đề nghị các cơ quan chức năng và nhà nghiên cứu phối hợp triển khai các giải pháp bảo vệ bền vững rừng ngập mặn Cần Giờ.