ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------------------- Nguyễn Thanh Sơn NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN Ở HỆ THỐNG SUỐI TẠI VƯỜN QUỐC GIA XUÂN SƠN, TỈNH PHÚ THỌ LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội - 2019 z ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------------------------ Nguyễn Thanh Sơn NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN Ở HỆ THỐNG SUỐI TẠI VƯỜN QUỐC GIA XUÂN SƠN, TỈNH PHÚ THỌ Chuyên ngành: Thủy sinh vật học Mã số: 62420108 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. NGUYỄN VĂN VỊNH Hà Nội - 2019 z LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TÁC GIẢ LUẬN ÁN Nguyễn Thanh Sơn z LỜI CẢM ƠN Luận án được thực hiện tại Bộ môn Động vật học ứng dụng, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của PGS. Nguyễn Văn Vịnh, cán bộ giảng dạy Bộ môn Động vật học ứng dụng, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Tôi vô cùng biết ơn sự giúp đỡ quý báu của thầy. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.
Trần Anh Đức, Bộ môn Động vật học ứng dụng, Khoa Sinh học đã tạo điều kiện cho tôi tham gia thực hiện đề tài và cho phép sử dụng một số số liệu của đề tài cấp ĐHQG mã số QG. Đồng thời, tôi cũng nhận được sự giúp đỡ của các thầy giáo, cán bộ trong Bộ môn Động vật học ứng dụng, lãnh đạo Khoa Sinh học, các phòng chức năng và Ban giám hiệu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và làm việc tại đây. Tôi xin cảm ơn Ban Giám đốc và các cán bộ công nhân viên Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi tiến hành khảo sát thực địa, thu thập vật mẫu tại địa bàn nghiên cứu. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với tất cả những sự giúp đỡ quý báu đó.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, vợ con, gia đình hai bên nội ngoại đã luôn ủng hộ, tạo điều kiện hỗ trợ và động viên tôi trong quá trình thực hiện Luận án này. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Nghiên cứu sinh Nguyễn Thanh Sơn z MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC. 1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT. 4 DANH MỤC BẢNG.
5 DANH MỤC HÌNH. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐVKXS CỠ LỚN NƯỚC NGỌT TRÊN THẾ GIỚI. Nghiên cứu về đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn.
Nghiên cứu về phân bố của ĐVKXS cỡ lớn. Nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm SVCT đánh giá chất lượng nước. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐVKXS CỠ LỚN NƯỚC NGỌT Ở VIỆT NAM. Nghiên cứu về đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn.
Nghiên cứu về phân bố của ĐVKXS cỡ lớn. Nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn nước ngọt làm SVCT đánh giá chất lượng nước. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC Ở VQG XUÂN SƠN. Điều kiện tự nhiên.
Vị trí địa lý. Địa hình, địa chất. Khí hậu, thủy văn. Điều kiện kinh tế, xã hội.
Dân số, dân tộc. Tình hình phát triển kinh tế, xã hội. Tình hình nghiên cứu đa dạng sinh học. THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU. Thời gian nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Phương pháp kế thừa. Phương pháp nghiên cứu ngoài tự nhiên. Phương pháp xác định một số chỉ tiêu thủy lý, hóa học của nước. Phương pháp quan sát, mô tả đặc điểm sinh cảnh các điểm thu mẫu.
Phương pháp thu thập vật mẫu. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm. Phương pháp đánh giá chất lượng nước bằng sinh vật chỉ thị là ĐVKXS cỡ lớn. Phương pháp phân tích số liệu.
Tính và so sánh các giá trị trung bình. Tính chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener (H’). Phân tích tính tương đồng Bray-Curtis. Phân tích BEST (Biota and/or Environment matching).
Phân tích ANOSIM (Analysis of Similarity). KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. ĐẶC ĐIỂM SINH CẢNH VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU THỦY LÝ, HÓA HỌC CỦA NƯỚC TẠI CÁC ĐIỂM THU MẪU. Đặc điểm sinh cảnh các điểm thu mẫu.
Một số chỉ tiêu thủy lý, hóa học của nước. ĐA DẠNG SINH HỌC ĐVKXS CỠ LỚN Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Thành phần loài. Cấu trúc thành phần loài.
Đa dạng loài các nhóm ĐVKXS cỡ lớn. Đa dạng loài ngành Thân mềm (Mollusca). Đa dạng loài ngành Chân khớp (Arthropoda). Đa dạng loài ngành Giun đốt (Annelida).
ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CỦA ĐVKXS CỠ LỚN Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Đặc điểm phân bố theo mùa. Đặc điểm phân bố theo sinh cảnh. Chỉ số đa dạng sinh học Shannon - Wiener (H’) của ĐVKXS cỡ lớn ở khu vực nghiên cứu.
Mức độ tương đồng về thành phần loài của ĐVKXS cỡ lớn giữa các điểm thu mẫu. Phân tích mối tương quan giữa ĐVKXS cỡ lớn với các yếu tố môi trường. Phân tích BEST (Biota and/or Environment matching). Phân tích ANOSIM (Analysis of Similarity).
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU BẰNG SVCT LÀ ĐVKXS CỠ LỚN. ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC ĐVKXS CỠ LỚN Ở NƯỚC TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Một số nguyên nhân ảnh hưởng đến môi trường, sinh thái các thủy vực. Ảnh hưởng do hoạt động sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân địa phương.
Ảnh hưởng do xây dựng cơ sở hạ tầng. Ảnh hưởng do hoạt động du lịch. Đề xuất một số giải pháp nhằm bảo vệ tài nguyên và môi trường, bảo tồn đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở nước. Tăng cường công tác tuyên truyền giáo dục, nâng cao nhận thức về bảo vệ tài nguyên và môi trường.
Tăng cường công tác quản lý bảo vệ rừng, bảo vệ đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở nước. Phát triển du lịch sinh thái theo định hướng phát triển bền vững. 119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 120 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN.
122 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 123 PHỤ LỤC 3 z DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ASPT Điểm số trung bình cho các đơn vị phân loại (Average Score Per Taxon) BBI Chỉ số sinh học Bỉ (Belgian Biotic Index) BMWP Tổ chức nghiên cứu về quan trắc sinh học (Biological Monitoring Working Party) BTTN Bảo tồn thiên nhiên DO Nồng độ oxy hoà tan (Disssolved oxygen) ĐDSH Đa dạng sinh học ĐHKHTN Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN Đại học Quốc gia Hà Nội ĐTM Điểm thu mẫu ĐVĐ Động vật đáy ĐVN Động vật nổi ĐVKXS Động vật không xương sống EBI Chỉ số sinh học mở rộng (Extended Biotic Index) IUCN Liên minh Quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên (International Union for Conservation of Nature) MDS Thang đo đa hướng (Multi-Dimensional Scaling) MĐCT Mật độ cá thể NXB Nhà xuất bản SC1 Sinh cảnh 1 SC2 Sinh cảnh 2 SC3 Sinh cảnh 3 SVCT Sinh vật chỉ thị TB Trung bình VQG Vườn Quốc gia 4 z DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Thời gian khảo sát thực địa, thu thập vật mẫu. Mối liên quan giữa chỉ số sinh học (ASPT) và mức độ ô nhiễm.
Quan hệ giữa giá trị chỉ số Shannon-Wiener (H’) và mức độ đa dạng. Đặc điểm sinh cảnh các điểm thu mẫu. Tổng hợp một số chỉ tiêu thủy lý, hóa học của các thủy vực nghiên cứu. Thành phần loài ĐVKXS cỡ lớn ở nước đã gặp tại khu vực nghiên cứu từ năm 2013-2016.
Những loài đặc hữu của Việt Nam đã gặp ở VQG Xuân Sơn. Số lượng và tỉ lệ % các taxon theo các bậc phân loại của các nhóm ĐVKXS cỡ lớn tại khu vực nghiên cứu. Số lượng và tỉ lệ % các taxon theo các bậc phân loại của các bộ thuộc lớp Côn trùng. So sánh số lượng loài Côn trùng nước ở VQG Xuân Sơn với một số khu vực khác.
Số lượng loài thuộc các lớp ĐVKXS cỡ lớn đã gặp theo mùa. Số lượng loài thuộc các lớp ĐVKXS cỡ lớn đã gặp theo sinh cảnh. Mật độ cá thể TB theo sinh cảnh tại khu vực nghiên cứu từ 2013-2016. Chỉ số H’ TB của ĐVKXS cỡ lớn ở nước theo mùa tại các điểm thu mẫu từ 2013-2016.
Chỉ số đa dạng sinh học Shannon - Wiener (H’) theo sinh cảnh. Ma trận đặc điểm sinh cảnh tại các điểm thu mẫu. Kết quả phân tích ANOSIM so sánh thành phần loài giữa các sinh cảnh. Số họ ĐVKXS cỡ lớn nằm trong hệ thống tính điểm BMWPVIET.
Điểm ASPT và mức độ ô nhiễm tại các điểm thu mẫu từ 2013-2016. 111 5 z DANH MỤC HÌNH Hình 2. Sơ đồ các điểm thu mẫu tại VQG Xuân Sơn. Tỷ lệ % các taxon theo các bậc phân loại của các lớp ĐVKXS cỡ lớn ở các thủy vực nghiên cứu.
Số lượng loài, giống, họ thuộc các bộ của ngành Thân mềm. Số lượng loài, giống, họ thuộc các bộ của lớp Côn trùng. Mật độ cá thể TB của ĐVKXS cỡ lớn theo mùa. Mật độ cá thể TB của ĐVKXS cỡ lớn theo sinh cảnh.
Chỉ số H’ tại các điểm thu mẫu. Sơ đồ cây thể hiện mức độ tương đồng về thành phần loài ĐVKXS cỡ lớn ở nước giữa các điểm thu mẫu. Không gian hai chiều thể hiện mức độ tương đồng về thành phần loài ĐVKXS cỡ lớn ở nước giữa các điểm thu mẫu. Lý do chọn đề tài ĐVKXS nước ngọt là nhóm sinh vật rất phong phú và đa dạng, chúng đóng vai trò quan trọng trong các hệ sinh thái nước ngọt và trong đời sống của con người.
Trong các thủy vực nước ngọt, ĐVKXS tham gia vào các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng, là mắt xích quan trọng trong mạng lưới thức ăn của thủy vực và góp phần đảm bảo sự cân bằng sinh thái cho các thủy vực.