Luận án: Đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn ở suối Vườn Quốc gia Xuân Sơn, Phú Thọ

Luận án tiến sĩ phân tích nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn ở hệ thống suối tại vườn quốc gia xuân, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng

• Tác giả: Nguyễn Thanh Sơn
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Văn Vịnh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Thủy sinh vật học
• Đề tài: Nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống tại vườn quốc gia Xuân Sơn
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 3. DANH MỤC BẢNG
• 4. DANH MỤC HÌNH
• 5. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 5.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐVKXS CỠ LỚN NƯỚC NGỌT TRÊN THẾ GIỚI
• 5.1.1. Nghiên cứu về đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn
• 5.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐVKXS CỠ LỚN NƯỚC NGỌT Ở VIỆT NAM
• 5.2.1. Nghiên cứu về đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn
• 5.2.2. Nghiên cứu về phân bố của ĐVKXS cỡ lớn
• 5.2.3. Nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn nước ngọt làm SVCT đánh giá chất lượng nước
• 5.3. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC Ở VQG XUÂN SƠN
• 5.3.1. Điều kiện tự nhiên
• 5.3.1.1. Vị trí địa lý
• 5.3.1.2. Địa hình, địa chất
• 5.3.1.3. Khí hậu, thủy văn
• 5.3.2. Điều kiện kinh tế, xã hội
• 5.3.2.1. Dân số, dân tộc
• 5.3.2.2. Tình hình phát triển kinh tế, xã hội
• 5.3.3. Tình hình nghiên cứu đa dạng sinh học
• 5.4. THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 5.4.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
• 5.4.1.1. Thời gian nghiên cứu
• 5.4.1.2. Địa điểm nghiên cứu
• 5.4.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 5.4.2.1. Phương pháp kế thừa
• 5.4.2.2. Phương pháp nghiên cứu ngoài tự nhiên
• 5.4.2.3. Phương pháp xác định một số chỉ tiêu thủy lý, hóa học của nước
• 5.4.2.4. Phương pháp quan sát, mô tả đặc điểm sinh cảnh các điểm thu mẫu
• 5.4.2.5. Phương pháp thu thập vật mẫu
• 5.4.2.6. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
• 5.4.2.7. Phương pháp đánh giá chất lượng nước bằng sinh vật chỉ thị là ĐVKXS cỡ lớn
• 5.4.2.8. Phương pháp phân tích số liệu
• 5.4.2.8.1. Tính và so sánh các giá trị trung bình
• 5.4.2.8.2. Tính chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener (H’)
• 5.4.2.8.3. Phân tích tính tương đồng Bray-Curtis
• 5.4.2.8.4. Phân tích BEST (Biota and/or Environment matching)
• 5.4.2.8.5. Phân tích ANOSIM (Analysis of Similarity)
• 5.5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 5.5.1. ĐẶC ĐIỂM SINH CẢNH VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU THỦY LÝ, HÓA HỌC CỦA NƯỚC TẠI CÁC ĐIỂM THU MẪU
• 5.5.1.1. Đặc điểm sinh cảnh các điểm thu mẫu
• 5.5.1.2. Một số chỉ tiêu thủy lý, hóa học của nước
• 5.5.2. ĐA DẠNG SINH HỌC ĐVKXS CỠ LỚN Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 5.5.2.1. Thành phần loài
• 5.5.2.2. Cấu trúc thành phần loài
• 5.5.2.3. Đa dạng loài các nhóm ĐVKXS cỡ lớn
• 5.5.2.3.1. Đa dạng loài ngành Thân mềm (Mollusca)
• 5.5.2.3.2. Đa dạng loài ngành Chân khớp (Arthropoda)
• 5.5.2.3.3. Đa dạng loài ngành Giun đốt (Annelida)
• 5.5.3. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CỦA ĐVKXS CỠ LỚN Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 5.5.3.1. Đặc điểm phân bố theo mùa
• 5.5.3.2. Đặc điểm phân bố theo sinh cảnh
• 5.5.3.3. Chỉ số đa dạng sinh học Shannon - Wiener (H’) của ĐVKXS cỡ lớn ở khu vực nghiên cứu
• 5.5.3.4. Mức độ tương đồng về thành phần loài của ĐVKXS cỡ lớn giữa các điểm thu mẫu
• 5.5.3.5. Phân tích mối tương quan giữa ĐVKXS cỡ lớn với các yếu tố môi trường
• 5.5.3.5.1. Phân tích BEST (Biota and/or Environment matching)
• 5.5.3.5.2. Phân tích ANOSIM (Analysis of Similarity)
• 5.5.4. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU BẰNG SVCT LÀ ĐVKXS CỠ LỚN
• 5.5.5. ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC ĐVKXS CỠ LỚN Ở NƯỚC TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 5.5.5.1. Một số nguyên nhân ảnh hưởng đến môi trường, sinh thái các thủy vực
• 5.5.5.2. Ảnh hưởng do hoạt động sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân địa phương
• 5.5.5.3. Ảnh hưởng do xây dựng cơ sở hạ tầng
• 5.5.5.4. Ảnh hưởng do hoạt động du lịch
• 5.5.5.5. 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
• 5.5.5.5.1. Tăng cường công tác tuyên truyền giáo dục, nâng cao nhận thức về bảo vệ tài nguyên và môi trường
• 5.5.5.5.2. Tăng cường công tác quản lý bảo vệ rừng, bảo vệ đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở nước
• 5.5.5.5.3. Phát triển du lịch sinh thái theo định hướng phát triển bền vững
• 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 7. DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống

Nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống (ĐVKXS) cỡ lớn tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ, nhằm xác định thành phần loài và cấu trúc quần xã của chúng. ĐVKXS cỡ lớn đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước ngọt, tham gia vào các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng. Luận án này không chỉ cung cấp thông tin về đa dạng sinh học mà còn đánh giá chất lượng nước thông qua việc sử dụng ĐVKXS làm sinh vật chỉ thị. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo tồn và phát triển đa dạng sinh học tại khu vực nghiên cứu.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định thành phần loài, cấu trúc quần xã ĐVKXS cỡ lớn và đặc điểm phân bố của chúng theo mùa và theo các dạng sinh cảnh. Nghiên cứu cũng nhằm đánh giá mức độ đa dạng sinh học và mối liên quan của ĐVKXS với các yếu tố môi trường nước. Đặc biệt, việc đánh giá chất lượng nước tại hệ thống suối của VQG Xuân Sơn thông qua ĐVKXS sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho các hoạt động bảo tồn và phát triển bền vững.

II. Tình hình nghiên cứu ĐVKXS cỡ lớn trên thế giới

Trên thế giới, nghiên cứu về đa dạng sinh học của ĐVKXS cỡ lớn đã được thực hiện từ những năm cuối thế kỷ XX. Các nhóm như Thân mềm, Giáp xác và Côn trùng nước đã được chú ý nhiều hơn. Nghiên cứu của McCafferty (1983) cho thấy sự phong phú của côn trùng nước với nhiều bộ khác nhau. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng ĐVKXS không chỉ có vai trò trong hệ sinh thái mà còn là chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng nước. Những kết quả này đã góp phần làm rõ hơn về đa dạng sinh học và vai trò của ĐVKXS trong các hệ sinh thái nước ngọt.

2.1. Nghiên cứu tại Việt Nam

Tại Việt Nam, nghiên cứu về ĐVKXS cỡ lớn còn hạn chế, đặc biệt là ở các Vườn Quốc gia. VQG Xuân Sơn là một trong những khu vực có tiềm năng lớn về đa dạng sinh học nhưng chưa được nghiên cứu đầy đủ. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào thực vật và động vật có xương sống. Do đó, việc nghiên cứu ĐVKXS cỡ lớn tại đây sẽ cung cấp thông tin quý giá cho việc bảo tồn và phát triển đa dạng sinh học tại khu vực này.

III. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm khảo sát thực địa, thu thập mẫu và phân tích các chỉ tiêu thủy lý, hóa học của nước. Các phương pháp như phân tích chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener và phân tích tương đồng Bray-Curtis được áp dụng để đánh giá mức độ đa dạng sinh học của ĐVKXS cỡ lớn. Việc sử dụng ĐVKXS làm sinh vật chỉ thị để đánh giá chất lượng nước là một phương pháp mới, có thể cung cấp thông tin chính xác về tình trạng môi trường nước tại VQG Xuân Sơn.

3.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại hệ thống suối của VQG Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2013 đến 2016, với nhiều đợt khảo sát thực địa nhằm thu thập mẫu và đánh giá các yếu tố môi trường. Địa điểm nghiên cứu được lựa chọn dựa trên sự đa dạng sinh cảnh và tiềm năng đa dạng sinh học của khu vực.

IV. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy có 261 loài ĐVKXS cỡ lớn được ghi nhận tại VQG Xuân Sơn, trong đó có nhiều loài mới cho khoa học. Đặc điểm phân bố của ĐVKXS cỡ lớn theo mùa và theo sinh cảnh cũng được phân tích. Chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener cho thấy mức độ đa dạng sinh học cao tại các điểm thu mẫu. Những kết quả này không chỉ góp phần làm phong phú thêm kho tàng tri thức về đa dạng sinh học mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên thiên nhiên.

4.1. Đánh giá chất lượng nước

Đánh giá chất lượng nước tại khu vực nghiên cứu cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa ĐVKXS cỡ lớn và các yếu tố môi trường. Việc sử dụng ĐVKXS làm sinh vật chỉ thị đã chứng minh tính hiệu quả trong việc đánh giá chất lượng nước. Kết quả này có thể được áp dụng trong các chương trình bảo tồn và quản lý tài nguyên nước tại VQG Xuân Sơn.

V. Đề xuất giải pháp bảo tồn

Dựa trên kết quả nghiên cứu, một số giải pháp bảo tồn đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn được đề xuất. Tăng cường công tác quản lý và bảo vệ rừng, nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ tài nguyên thiên nhiên là những biện pháp cần thiết. Đồng thời, phát triển du lịch sinh thái theo hướng bền vững cũng sẽ góp phần bảo tồn đa dạng sinh học tại khu vực này.

5.1. Tăng cường giáo dục và tuyên truyền

Giáo dục và tuyên truyền về tầm quan trọng của đa dạng sinh học và ĐVKXS cỡ lớn cần được thực hiện thường xuyên. Các chương trình giáo dục cộng đồng sẽ giúp nâng cao nhận thức và trách nhiệm của người dân trong việc bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, từ đó góp phần bảo tồn đa dạng sinh học tại VQG Xuân Sơn.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Động vật không xương sống (ĐVKXS) nước ngọt đóng vai trò thiết yếu trong việc chuyển hóa vật chất và năng lượng, là mắt xích trung gian quan trọng trong mạng lưới thức ăn và duy trì trạng thái cân bằng sinh thái của các thủy vực dòng chảy. Trong nhóm này, ĐVKXS cỡ lớn (Macroinvertebrates) là nhóm chiếm ưu thế về sinh khối và độ phong phú ở các thủy vực sông suối, có thể thu nhận bằng lưới có kích thước mắt từ 500 μm trở lên và quan sát được bằng mắt thường. Nhóm sinh vật này bao gồm các đại diện thuộc các ngành Thân mềm (Mollusca), Chân khớp (Arthropoda - đặc biệt là lớp Côn trùng Insecta và Giáp xác Crustacea), Giun đốt (Annelida), Giun tròn và Giun dẹp. Bên cạnh giá trị nguồn lợi thực phẩm và kinh tế, ĐVKXS cỡ lớn có độ nhạy cảm cao với các biến đổi môi trường, chu kỳ sống dài và khả năng di chuyển hạn chế, do đó được sử dụng phổ biến làm sinh vật chỉ thị (SVCT) để quan trắc và đánh giá chất lượng môi trường nước.

Tại Việt Nam, Vườn Quốc gia (VQG) Xuân Sơn thuộc tỉnh Phú Thọ sở hữu hệ sinh thái rừng kín thường xanh trên nền núi đá vôi đặc trưng, với mạng lưới khe suối phong phú đổ ra sông Vèo, sông Dày thuộc lưu vực sông Bứa. Tuy nhiên, giai đoạn từ năm 1990 đến trước năm 2012, các chương trình nghiên cứu khoa học tại VQG Xuân Sơn của các viện nghiên cứu và trường đại học chỉ tập trung vào hệ thực vật trên cạn, động vật có xương sống và một số nhóm côn trùng cạn. Khu hệ ĐVKXS ở các thủy vực suối hoàn toàn chưa được điều tra toàn diện về thành phần loài, cấu trúc quần xã, đặc điểm phân bố cũng như mối quan hệ với các yếu tố môi trường. Đồng thời, sự gia tăng nhanh chóng của các hoạt động nhân sinh như phát triển du lịch sinh thái, canh tác nông nghiệp, xả thải sinh hoạt và khai thác cát sỏi ven suối đang tạo ra áp lực ô nhiễm lên nguồn nước tự nhiên. Từ thực tiễn đó, luận án "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" được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống dữ liệu sinh học thủy vực tại khu vực này.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án

Văn bản luận án xác định ba mục tiêu cụ thể:

1. Xác định thành phần loài, cấu trúc quần xã ĐVKXS cỡ lớn ở hệ thống suối của VQG Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ và đặc điểm phân bố của chúng theo mùa và theo các dạng sinh cảnh.
2. Đánh giá mức độ đa dạng sinh học của ĐVKXS cỡ lớn và mối liên quan của chúng với một số yếu tố môi trường nước.
3. Đánh giá chất lượng nước ở hệ thống suối của VQG Xuân Sơn và đề xuất một số giải pháp bảo tồn đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở nước tại khu vực nghiên cứu.

Năm nội dung nghiên cứu tương ứng được triển khai gồm:

1. Nghiên cứu hiện trạng đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở hệ thống suối của VQG Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ.
2. Nghiên cứu đặc điểm phân bố của ĐVKXS cỡ lớn theo mùa và theo các dạng sinh cảnh.
3. Nghiên cứu mối liên quan giữa ĐVKXS cỡ lớn ở nước với một số yếu tố môi trường nước và theo các dạng sinh cảnh khác nhau.
4. Đánh giá chất lượng nước tại các thủy vực nghiên cứu bằng SVCT là ĐVKXS cỡ lớn.
5. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở nước tại khu vực nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: ĐVKXS cỡ lớn ở nước thuộc các nhóm Thân mềm (Mollusca), Giáp xác lớn (Crustacea: Decapoda), Côn trùng nước (Insecta) và Giun đốt (Annelida) sinh sống tại các thủy vực suối.
• Phạm vi không gian: Hệ thống các dòng suối chính phân bố trong ranh giới VQG Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ (gồm suối Xoan, suối Tân Ong, suối Hạ Bằng, suối Chiềng, suối Lấp, suối Thân và suối Cỏi), với 19 điểm thu mẫu (ký hiệu từ TS1 đến TS19) đại diện cho các dạng sinh cảnh khác nhau.
• Phạm vi thời gian: Toàn bộ nội dung nghiên cứu thực hiện từ năm 2013 đến năm 2018. Hoạt động khảo sát thực địa và thu thập mẫu vật diễn ra định kỳ từ tháng 3/2013 đến tháng 3/2016 qua 6 đợt thu mẫu vào cả mùa khô và mùa mưa.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

Tác giả luận án tổng hợp các công trình quốc tế theo ba nhóm nội dung chính:

• Đa dạng sinh học và phân loại học: McCafferty (1983) đã xây dựng khóa định loại đến họ cho 10 bộ côn trùng nước với 139 họ và dự đoán thành phần loài tại Bắc Mỹ. Merritt và Cummins (1996) hoàn thiện hệ thống phân loại đến giống cho côn trùng nước Bắc Mỹ. Morse và cs. (1994) xây dựng khóa định loại đến giống cho các bộ côn trùng nước tại Trung Quốc. Về Thân mềm, Brandt (1974) mô tả 283 loài Gastropoda và 97 loài Bivalvia ở Thái Lan; Panha và Burch (2004) ghi nhận hơn 150 loài tại Malaysia; Bogan (2008) tổng kết lớp Bivalvia nước ngọt toàn cầu. Về Giáp xác lớn, Yeo và Naiyanetr (1999), Yeo và cs. (2000, 2004, 2007, 2008), Hanamura và cs. (2011), Nguyen Van Xuan (2012) đã công bố nhiều giống và loài tôm, cua nước ngọt mới tại khu vực Đông Nam Á. Dự án Đánh giá Đa dạng sinh học Động vật nước ngọt toàn cầu (FADA, 2002–2008) ghi nhận 125.531 loài động vật nước ngọt, trong đó Insecta chiếm 75.874 loài, Crustacea có 11.990 loài và Mollusca có 4.998 loài (Hydrobiologia, 2008). Chương trình quan trắc của Ủy ban sông Mê Kông (2003, 2007) và tài liệu định loại của Sangpradub và Boonsoong (2006) cung cấp dữ liệu nền tảng cho khu vực hạ lưu Mekong.
• Phân bố sinh thái và tương quan môi trường: Voigts (1976), Vannote và cs. (1980), Ward và Stanford (1983) nghiên cứu sự biến đổi cấu trúc ĐVKXS dọc theo dòng chảy và thảm thực vật. Cole và Weigmann (1983) xác định mối tương quan giữa trầm tích đáy với Tubificidae và Chironomidae. Grapentine và Rosenberg (1992), Jackson và Harvey (1993), Guerold và cs. (2000) chứng minh tác động của độ chua (pH), canxi và ô nhiễm SO2 đến sự suy giảm thành phần loài ĐVKXS, đặc biệt là Gastropoda, Crustacea và Ephemeroptera. Các phân tích tương quan chuẩn (CCA) của Braak và Verdonschot (1995), Lonergan và Rasmussen (1996), Hunt và Stanley (2003), Paukert và Willis (2003) chỉ ra các yếu tố kiểm soát chính gồm độ cao, nồng độ oxy hòa tan (DO), độ pH, lớp phủ thực vật và kích thước hạt trầm tích đáy.
• Sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị: Bắt đầu từ hệ thống Saprobic của Kolkwitz và Marsson (1908, 1909), khái niệm chỉ thị của Forbes (1877), De Pauw và Hawkes (1993). Tổ chức Biological Monitoring Working Party (BMWP - Anh, 1976) thiết lập hệ thống tính điểm theo họ nhạy cảm với ô nhiễm hữu cơ và phát triển điểm số trung bình trên mỗi đơn vị phân loại (ASPT). Các hệ thống chỉ số sinh học khác như BBI (Bỉ), EBI (Ý) cũng được chuẩn hóa và áp dụng rộng rãi (Nguyen Xuan Quynh và cs., 2004; Morse và cs., 2007).

Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam

Tại Việt Nam, lịch sử nghiên cứu thủy sinh vật được chia làm hai giai đoạn:

• Trước năm 1945: Khảo sát cơ bản của các tác giả Pháp như Crosse và Fischer (1863), Fischer (1891), Fischer và Dautzenberg (1905, 1908), Morlet (1891), Bavay và Dautzenberg (1900–1901), Rathbun (1902–1906), De Man (1904), Bouvier (1904, 1920, 1925), Sollaud (1914) về trai, ốc, tôm và cua nước ngọt.
• Sau năm 1945 đến nay: Các công trình hệ thống của Đặng Ngọc Thanh (1967, 1974, 1980), Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên (1980) với cuốn sách định loại ĐVKXS nước ngọt Bắc Việt Nam; Đặng Ngọc Thanh và Hồ Thanh Hải (2001, 2002, 2007) về Động vật chí Giáp xác; Hồ Thanh Hải và Đặng Ngọc Thanh (2005) về ĐVKXS Đồng bằng sông Cửu Long. Các nghiên cứu chuyên sâu về từng nhóm: Nguyen Van Vinh (2003), Nguyen và Bae (2003, 2005, 2006) về bộ Phù du (Ephemeroptera); Hoang Duc Huy (2005) về bộ Cánh lông (Trichoptera); Tran Anh Duc (2008, 2016, 2017) về bộ Cánh nửa (Hemiptera: Gerridae, Veliidae, Aphelocheiridae, Metrocoris); Cao Thi Kim Thu (2008) về bộ Cánh úp (Plecoptera: Perlidae). Các nghiên cứu tại các thủy vực và vườn quốc gia: Nguyễn Xuân Quýnh và cs. (2004 tại Phong Nha - Kẻ Bàng; 2005 tại hồ Biên Hùng; 2006–2007 tại sông Đáy, sông Nhuệ; 2010 tại Mã Đà), Jung và cs. (2008 tại Sa Pa), Cao và cs. (2008 tại Bạch Mã), Hoàng Ngọc Khắc (2010 tại sông Hồng), Nguyễn Quang Huy (2010 tại sông Đáy, sông Nhuệ), Nguyen và cs. (2012 tại Ba Vì, Bidoup - Núi Bà; 2014 tại Pù Luông, Bắc Kạn, Lai Châu, Nghệ An; 2016 tại Cao Bằng), Ngô Xuân Nam (2014 tại Vĩnh Cửu), Nguyễn Văn Hiếu (2016 tại Hoàng Liên).
• Về quan trắc sinh học: Nguyễn Xuân Quýnh (1995, 2001, 2004) xây dựng hệ thống tính điểm BMWPVIET và quy trình giám sát sinh học nước ngọt tại Việt Nam; Lê Thu Hà (2003), Nguyễn Vũ Thanh và Tạ Huy Thịnh (2005), Hoàng Đình Trung và cs. (2011), Tran và cs. (2012), Nguyen và cs. (2014) áp dụng đánh giá chất lượng nước lưu vực sông Cầu, sông Hương, VQG Ba Vì và tỉnh Bắc Kạn.

Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết

Dù đã có nhiều công trình về ĐVKXS tại miền Bắc, hệ thống suối tại VQG Xuân Sơn - khu vực vùng núi đá vôi chuyển tiếp giữa Tây Bắc và Đông Bắc - chưa từng có công trình nghiên cứu đầy đủ về thành phần loài ĐVKXS cỡ lớn, cấu trúc quần xã, biến động mùa vụ và mức độ ô nhiễm nước qua chỉ số sinh học ASPT. Luận án giải quyết trực tiếp khoảng trống này.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Khung phân loại học hình thái: Áp dụng hệ thống phân loại động vật học truyền thống dựa trên các đặc điểm hình thái ngoài của mẫu trưởng thành và ấu trùng dưới kính lúp soi nổi và kính hiển vi quang học.
• Lý thuyết chỉ thị sinh học môi trường: Dựa trên nguyên lý phản ứng nhạy cảm của các taxon ĐVKXS với hàm lượng oxy hòa tan và mức độ ô nhiễm hữu cơ. Sử dụng hệ thống bảng tính điểm BMWPVIET (Nguyễn Xuân Quýnh và cs., 2004) và chỉ số ASPT để phân hạng chất lượng nước.
• Lý thuyết sinh thái quần xã: Ứng dụng chỉ số đa dạng loài Shannon - Wiener ($H'$), hệ số tương đồng Bray-Curtis, kỹ thuật sắp đặt đa chiều phi số thực (MDS), phân tích sai khác quần xã ANOSIM (Analysis of Similarity) và phân tích tìm tập hợp yếu tố môi trường tối ưu BEST (Biota and/or Environment matching).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

• Phương pháp kế thừa: Thu thập tài liệu điều kiện tự nhiên, khí hậu, kinh tế - xã hội vùng đệm và vùng lõi VQG Xuân Sơn, số liệu khí tượng trạm Minh Đài, Thanh Sơn và các báo cáo quy hoạch vườn quốc gia.
• Phương pháp khảo sát hiện trường và đo chỉ tiêu thủy lý, hóa học:
  • Thiết bị đo đa chỉ tiêu Handylab pH/LF12 (Schott - CHLB Đức) đo nhiệt độ nước, pH và độ dẫn điện.
  • Máy đo chuyên dụng TOA WQC-22A (Nhật Bản) đo nồng độ oxy hòa tan (DO).
  • Thiết bị định vị toàn cầu GPS SP24XC (MLR - Pháp) xác định tọa độ và độ cao các điểm thu mẫu.
  • Quan sát và ghi nhận mô tả sinh cảnh: độ rộng lòng suối, độ sâu cột nước, độ che phủ tán rừng, thành phần nền đáy (đá tảng, cuội sỏi, cát, bùn, mùn rác).
• Phương pháp thu mẫu ngoài tự nhiên:
  • Khảo sát tại 19 điểm thu mẫu (TS1 đến TS19), mỗi điểm tiến hành trên đoạn suối dài 50 m trong thời gian 60 phút.
  • Thu mẫu định tính: Sử dụng vợt tay (Hand net) và vợt ao (Pond net). Áp dụng phương pháp đạp nước (kick sampling) trong 3 phút đối với nền sỏi cát; lật tìm thủ công trên đá tảng, cành cây ngập nước; dùng vợt xúc đãi bùn đáy; quét sục ven bờ cỏ thủy sinh; quét vợt bắt côn trùng sống trên mặt nước.
  • Thu mẫu định lượng: Sử dụng lưới Surber diện tích khung đáy $50 \times 50\text{ cm}$ ($0,25\text{ m}^2$), kích thước mắt lưới $0,2\text{ mm}$. Đặt khung ngược chiều dòng chảy, xới xáo cơ học nền đáy trong khung. Mỗi ĐTM thu tối đa 4 mẫu định lượng phân bố ở ven bờ, giữa dòng, nơi nước chảy và nước tĩnh.
  • Mẫu vật được rửa sạch tạp chất, gắp bằng panh mềm, định hình tại chỗ bằng Ethanol 90%, ghi nhãn etiket và chuyển về phòng thí nghiệm.

Đợt thu mẫu	Thời gian thực hiện	Mùa khảo sát
Đợt 1	21/03/2013 – 25/03/2013	Mùa khô
Đợt 2	25/08/2013 – 30/08/2013	Mùa mưa
Đợt 3	23/08/2014 – 28/08/2014	Mùa mưa
Đợt 4	21/03/2015 – 26/03/2015	Mùa khô
Đợt 5	20/08/2015 – 25/08/2015	Mùa mưa
Đợt 6	19/03/2016 – 24/03/2016	Mùa khô

• Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm:
  • Bảo quản mẫu vật trong cồn Ethanol 70%.
  • Sử dụng kính lúp soi nổi Zeiss Stemi 2000 (độ phóng đại 8–64 lần) và kính hiển vi Zeiss Primo Star (độ phóng đại 4–100 lần).
  • Đếm số lượng cá thể trong mẫu Surber, tính mật độ cá thể trên $1\text{ m}^2$ bằng công thức: $\text{Mật độ (cá thể/m}^2\text{)} = \text{Số cá thể trong mẫu Surber} \times 4$.
  • Định loại taxon dựa trên các khóa chuyên khảo: Đặng Ngọc Thanh và cs. (1980, 2001, 2002, 2004, 2012), Nguyễn Xuân Quýnh và cs. (2001), Brandt (1974), Sangpradub và Boonsoong (2006), McCafferty (1983), Merritt và Cummins (1996), Morse và cs. (1994), Nguyen Van Vinh (2003), Tran Anh Duc (2008, 2016), Cao Thi Kim Thu (2008), Zettel và Tran (2006)...

       Tổng số điểm BMWP
         Số họ tham gia

Chỉ số sinh học (ASPT)	Phân cấp mức độ ô nhiễm nguồn nước
0	Nước cực kỳ bẩn (không có ĐVKXS)
1,0 – 2,9	Nước rất bẩn (Polysaprobe)
3,0 – 4,9	Nước bẩn vừa ($\alpha$-Mesosaprobe) hay khá bẩn
5,0 – 5,9	Nước bẩn vừa ($\beta$-Mesosaprobe)
6,0 – 7,9	Nước bẩn ít (Oligosaprobe) hay tương đối sạch
8,0 – 10,0	Nước sạch

• Phương pháp xử lý số liệu:
  • Thống kê mô tả (trung bình cộng $\bar{X}$, phương sai $\sigma^2$, độ lệch chuẩn $SD$) thực hiện trên phần mềm Microsoft Excel 2010 (Analysis Toolpak).
  • Phân tích sinh thái đa biến trên phần mềm PRIMER v.6 (Primer-E Ltd, UK): tính chỉ số $H'$, ma trận tương đồng Bray-Curtis, biểu đồ phân nhóm hình cây (Cluster), sơ đồ không gian hai chiều MDS, kiểm định ANOSIM và tương quan môi trường BEST.

---

Nội dung chính theo từng chương

Tổng quan tài liệu và khái quát khu vực nghiên cứu

Chương này tổng kết các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về ĐVKXS nước ngọt và mô tả đặc điểm địa bàn nghiên cứu:

• Điều kiện tự nhiên VQG Xuân Sơn: Nằm ở phía Tây huyện Tân Sơn, tỉnh Phú Thọ (tọa độ $21^\circ 03'$ – $21^\circ 12'\text{ B}$, $104^\circ 51'$ – $105^\circ 01'\text{ Đ}$), diện tích vùng lõi 15.048 ha (phân khu bảo vệ nghiêm ngặt 9.099 ha, phục hồi sinh thái 5.737 ha, dịch vụ hành chính 212 ha), vùng đệm 18.639 ha. Địa hình núi trung bình và thấp (kết thúc dãy Hoàng Liên Sơn, đỉnh cao 1.386 m), các nhóm đất chính gồm feralit có mùn trên núi (FeH), feralit đỏ vàng (Fe), đất Rendzina núi đá vôi (R) và đất dốc tụ phù sa (DL). Khí hậu nhiệt đới gió mùa, lượng mưa trung bình năm khoảng 1.800 mm (mùa mưa từ tháng 4–10 chiếm 90% lượng mưa; mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau), nhiệt độ trung bình năm $22,5^\circ\text{C}$. Hệ thống thủy văn gồm suối Thân, suối Lấp, suối Cỏi, suối Chiềng... đổ ra sông Vèo và sông Dày.
• Điều kiện kinh tế - xã hội: Vùng lõi và vùng đệm gồm 29 thôn thuộc 6 xã (Xuân Sơn, Tân Sơn, Lai Đồng, Đồng Sơn, Kim Thượng, Xuân Đài). Dân số vùng lõi năm 2017 có 3.425 người (753 hộ). Cơ cấu dân tộc: Mường (79,9%), Dao (18,7%), Kinh (1,4%). Thu nhập bình quân 7,9 triệu đồng/người/năm, tỷ lệ hộ nghèo 35,9%. Hoạt động kinh tế chủ yếu là trồng lúa nước 1 vụ, ngô, sắn, chăn thả gia súc tự do và bắt đầu phát triển du lịch sinh thái cộng đồng.
• Hiện trạng đa dạng sinh học đã biết: Trước năm 2012, VQG ghi nhận 1.217 loài thực vật bậc cao, 76 loài thú, 182 loài chim, 44 loài bò sát, 27 loài ếch nhái và 551 loài côn trùng cạn; chưa có dữ liệu điều tra về ĐVKXS nước ngọt.

Chương 2: Thời gian, địa điểm và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình tổ chức thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm:

• Khảo sát 19 ĐTM (TS1–TS19) trên 7 dòng suối chính: suối Xoan (TS1, TS7, TS9), suối gần xóm Lạng (TS2), suối Tân Ong (TS3, TS4, TS5), suối Hạ Bằng (TS6, TS10), suối Chiềng (TS8), suối Lấp (TS11, TS12, TS13), suối Thân (TS14, TS15, TS16), suối Cỏi (TS17, TS18, TS19).
• Phân tích đồng bộ các chỉ tiêu lý hóa (nhiệt độ, pH, DO, độ dẫn điện) tại 19 ĐTM song song với thu mẫu định tính và định lượng qua 6 đợt khảo sát.
• Chuẩn hóa quy trình xử lý khoảng 69 mẫu định lượng Surber và hàng nghìn tiêu bản định tính; áp dụng phần mềm Excel 2010 và PRIMER v.6 để tính toán toán học sinh thái.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu được tác giả trình bày và bàn luận qua 5 nội dung chính:

1. Đặc điểm sinh cảnh và thủy lý hóa của nước tại các điểm thu mẫu

• Phân loại sinh cảnh: 19 ĐTM được phân thành 3 dạng sinh cảnh chính:
  • Sinh cảnh 1 (SC1): Suối đầu nguồn, rừng tự nhiên che phủ cao (>70%), nước chảy xiết, nền đáy chủ yếu là đá tảng và cuội sỏi, ít chịu tác động nhân sinh (TS3, TS11, TS14, TS17, TS19).
  • Sinh cảnh 2 (SC2): Suối trung lưu, độ che phủ tán rừng trung bình (30–70%), nền đáy hỗn hợp cuội, sỏi, cát và mùn bã hữu cơ, dòng chảy vừa phải (TS4, TS5, TS6, TS7, TS8, TS12, TS15, TS18).
  • Sinh cảnh 3 (SC3): Suối hạ lưu hoặc đoạn chảy qua khu dân cư, đất sản xuất nông nghiệp, độ che phủ rừng thấp (<30%), nước chảy chậm, đáy nhiều cát, bùn và chất lắng đọng hữu cơ (TS1, TS2, TS9, TS10, TS13, TS16).
• Chỉ tiêu thủy lý hóa: Nhiệt độ nước dao động theo mùa và độ cao; giá trị pH duy trì ở mức trung tính đến kiềm nhẹ do ảnh hưởng của nền địa chất đá vôi Karst; nồng độ DO ở các điểm SC1 và SC2 luôn ở mức cao, trong khi tại SC3 giảm nhẹ do quá trình phân hủy hữu cơ ven khu dân cư.

2. Đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn tại khu vực nghiên cứu

• Thành phần loài tổng số: Ghi nhận 261 loài ĐVKXS cỡ lớn thuộc 194 giống, 94 họ, 15 bộ thuộc 3 ngành:
  • Ngành Chân khớp (Arthropoda): Chiếm ưu thế tuyệt đối với lớp Côn trùng (Insecta) gồm 10 bộ (Ephemeroptera, Trichoptera, Odonata, Hemiptera, Coleoptera, Plecoptera, Diptera, Megaloptera, Lepidoptera, Neuroptera) và lớp Giáp xác (Crustacea: Decapoda gồm các họ Tôm Palaemonidae, Atyidae và Cua Potamidae, Parathelphusidae).
  • Ngành Thân mềm (Mollusca): Gồm 2 lớp Chân bụng (Gastropoda) và Hai mảnh vỏ (Bivalvia).
  • Ngành Giun đốt (Annelida): Gồm các đại diện của lớp Giun ít tơ (Oligochaeta) và Đỉa (Hirudinea).
• Phát hiện mới cho khu hệ: Ghi nhận 15 loài và 6 giống mới cho khu hệ động vật Việt Nam (thuộc Insecta và Gastropoda); bổ sung 155 loài lần đầu tiên được ghi nhận có mặt tại khu vực VQG Xuân Sơn; xác định các loài đặc hữu của Việt Nam tại địa bàn.

3. Đặc điểm phân bố của ĐVKXS cỡ lớn

• Phân bố theo mùa: Mùa khô có số lượng loài và mật độ cá thể trung bình cao hơn mùa mưa. Vào mùa mưa, lượng nước lớn và lũ suối cuốn trôi sinh vật đáy, làm xáo trộn cấu trúc nền đáy khiến mật độ cá thể giảm sút tạm thời.
• Phân bố theo sinh cảnh: Sinh cảnh SC1 và SC2 có số lượng loài và chỉ số đa dạng Shannon - Wiener ($H'$) cao hơn rõ rệt so với SC3. Các nhóm côn trùng nhạy cảm như Plecoptera, Ephemeroptera, Trichoptera chiếm ưu thế tại SC1 và SC2; trong khi SC3 xuất hiện nhiều loài chịu đựng ô nhiễm thuộc Diptera (Chironomidae), Oligochaeta và một số loài ốc phân bố rộng.
• Mức độ tương đồng và tương quan môi trường: Ma trận tương đồng Bray-Curtis và sơ đồ phân nhóm Cluster/MDS phân tách rõ rệt cấu trúc thành phần loài giữa các nhóm ĐTM. Phân tích ANOSIM khẳng định sự sai khác có ý nghĩa thống kê về thành phần loài giữa 3 dạng sinh cảnh ($P < 0,05$). Phân tích BEST chỉ ra các yếu tố môi trường có tương quan cao nhất tới phân bố của quần xã là nồng độ oxy hòa tan (DO), cấu trúc cơ giới của nền đáy (tỷ lệ đá cuội sỏi) và độ che phủ của thảm thực vật ven suối.

4. Đánh giá chất lượng nước bằng sinh vật chỉ thị

• Phân tích điểm số họ BMWPVIET và tính toán điểm số ASPT tại 19 ĐTM:
  • Đa số các điểm thu mẫu thuộc vùng lõi, đầu nguồn rừng nguyên sinh (SC1, SC2) đạt chỉ số ASPT từ 6,0 đến 7,9 tương ứng mức Oligosaprobe (nước bẩn ít / tương đối sạch) đến nước sạch.
  • Một số ĐTM thuộc SC3 gần khu dân cư xóm Lạng, xóm Dù, khu vực đồng ruộng (TS1, TS2, TS9, TS10) có chỉ số ASPT giảm xuống mức 5,0 – 5,9 tương ứng mức $\beta$-Mesosaprobe (nước bẩn vừa), phản ánh tác động của chất thải sinh hoạt và nông nghiệp.

5. Đề xuất giải pháp bảo tồn đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn

Luận án chỉ ra các nguyên nhân gây suy thoái sinh cảnh thủy vực: xả thải sinh hoạt, phân bón/thuốc bảo vệ thực vật từ nông nghiệp, thi công đường giao thông làm xói mòn bùn đất xuống suối, và hoạt động du lịch tự phát. Tác giả đề xuất 3 nhóm giải pháp:

1. Tăng cường công tác tuyên truyền giáo dục, nâng cao nhận thức bảo vệ tài nguyên và nguồn nước cho cộng đồng địa phương (người Mường, Dao).
2. Nâng cao hiệu quả quản lý, bảo vệ rừng phòng hộ đầu nguồn, nghiêm cấm khai thác cát sỏi và đánh bắt thủy sản bằng xung điện, chất độc.
3. Quy hoạch và kiểm soát phát triển du lịch sinh thái theo định hướng bền vững, xây dựng hệ thống thu gom và xử lý rác thải, nước thải du lịch.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về khoa học và lý luận

• Thiết lập danh mục thành phần loài ĐVKXS cỡ lớn hoàn chỉnh đầu tiên cho hệ thống suối tại VQG Xuân Sơn gồm 261 loài, thuộc 194 giống, 94 họ, 15 bộ.
• Ghi nhận mới cho khu hệ động vật Việt Nam 15 loài và 6 giống mới thuộc lớp Côn trùng (Insecta) và Thân mềm Chân bụng (Gastropoda).
• Bổ sung 155 loài ghi nhận mới cho khu vực nghiên cứu VQG Xuân Sơn.
• Cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng về mật độ cá thể, chỉ số đa dạng sinh học ($H'$), đặc tính phân bố mùa vụ, phân bố sinh cảnh và mối tương quan giữa quần xã ĐVKXS với các biến số môi trường nước (DO, pH, nền đáy, độ che phủ) tại hệ sinh thái suối Karst miền Bắc.
• Áp dụng phương pháp đánh giá sinh học bằng hệ thống tính điểm BMWPVIET và chỉ số ASPT tại VQG Xuân Sơn, chứng minh tính hiệu quả của phương pháp quan trắc sinh học đối với hệ sinh thái suối miền núi.

Đóng góp thực tiễn và kiến nghị

• Cung cấp dẫn liệu khoa học trực tiếp cho Ban quản lý VQG Xuân Sơn và các cơ quan chức năng tỉnh Phú Thọ trong việc xây dựng quy hoạch phân khu bảo tồn, kế hoạch giám sát chất lượng nước định kỳ và bảo vệ tài nguyên đa dạng sinh học thủy vực.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý môi trường: kiểm soát nguồn thải nông thôn, quản lý thảm rừng đầu nguồn giữ nước và kiểm soát sức chứa sinh thái trong hoạt động du lịch.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

• Nghiên cứu tập trung trong phạm vi các hệ thống suối chính tại VQG Xuân Sơn thuộc huyện Tân Sơn, chưa bao phủ toàn bộ các khe suối nhỏ tạm thời theo mùa ở các đỉnh núi cao.
• Việc định loại một số nhóm côn trùng nước ở giai đoạn ấu trùng còn gặp khó khăn do thiếu hụt các khóa định loại hoàn chỉnh đến loài cho khu hệ thủy sinh vật Việt Nam.
• Tần suất thu mẫu định lượng được thực hiện 6 đợt trong vòng 3 năm (2013–2016), phản ánh hiện trạng môi trường theo từng giai đoạn nhưng chưa tạo thành chuỗi quan trắc liên tục dài hạn.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

• Tiếp tục mở rộng nghiên cứu sinh thái học quần thể, chu kỳ vòng đời và tập tính dinh dưỡng của các loài đặc hữu, loài chỉ thị nước sạch tại VQG Xuân Sơn.
• Kết hợp phương pháp hình thái học với công nghệ sinh học phân tử (DNA barcoding) để định danh chính xác các taxon ấu trùng côn trùng nước phức tạp.
• Thiết lập hệ thống trạm quan trắc sinh học cố định dài hạn trên lưu vực sông Vèo, sông Dày để theo dõi diễn thế môi trường nước dưới áp lực biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế vùng đệm.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên và nhà khoa học chuyên ngành Thủy sinh vật học, Sinh thái học, Động vật học: Luận án là tài liệu tham khảo chuyên sâu về phương pháp luận nghiên cứu ĐVKXS cỡ lớn (thu mẫu định lượng bằng lưới Surber, thu mẫu kick sampling, định lượng mật độ cá thể, kỹ thuật bảo quản tiêu bản) và quy trình ứng dụng phần mềm PRIMER v.6 trong phân tích sinh thái đa biến (Bray-Curtis, ANOSIM, BEST).
• Đối với giảng viên và cơ sở đào tạo: Cung cấp tư liệu thực tế, bảng khóa phân loại và danh lục sinh vật phục vụ giảng dạy các môn học Thủy sinh học, Đa dạng sinh học, Đánh giá tác động môi trường và Quản lý tài nguyên nước.
• Đối với các nhà quản lý, cán bộ bảo tồn và nhà hoạch định chính sách: Cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho Ban quản lý các VQG, Khu bảo tồn thiên nhiên, Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Kiểm lâm trong việc lập báo cáo hiện trạng môi trường, xây dựng mạng lưới quan trắc sinh học chi phí thấp và hoạch định chiến lược phát triển du lịch sinh thái bền vững.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã ghi nhận bao nhiêu loài ĐVKXS cỡ lớn và có những phát hiện mới nào về thành phần loài?

Luận án đã xác định được tổng số 261 loài ĐVKXS cỡ lớn thuộc 194 giống, 94 họ, 15 bộ tại hệ thống suối VQG Xuân Sơn. Trong đó, có 15 loài và 6 giống mới được ghi nhận cho khu hệ động vật Việt Nam (thuộc lớp Côn trùng và lớp Chân bụng), cùng 155 loài lần đầu tiên được ghi nhận tại VQG Xuân Sơn.

2. Các đợt khảo sát thực địa được tổ chức trong thời gian nào và tại bao nhiêu điểm thu mẫu?

Hoạt động khảo sát thực địa diễn ra từ tháng 3/2013 đến tháng 3/2016 với 6 đợt thu mẫu (3 đợt mùa khô vào tháng 3 các năm 2013, 2015, 2016 và 3 đợt mùa mưa vào tháng 8 các năm 2013, 2014, 2015). Tổng số có 19 điểm thu mẫu (TS1 đến TS19) được thiết lập trên 7 hệ thống suối chính của VQG Xuân Sơn (suối Xoan, suối Tân Ong, suối Hạ Bằng, suối Chiềng, suối Lấp, suối Thân, suối Cỏi).

3. Phương pháp thu thập mẫu định tính và định lượng ngoài thực địa được tiến hành như thế nào?

Mẫu định tính được thu bằng vợt tay, vợt ao thông qua kỹ thuật đạp nước (kick sampling trong 3 phút) ở nền sỏi cát, lật đá tảng, cành cây ngập nước, đãi bùn đáy và quét côn trùng mặt nước. Mẫu định lượng được thu bằng lưới Surber ($50 \times 50\text{ cm}$, mắt lưới $0,2\text{ mm}$), thu tối đa 4 mẫu/điểm tại các vị trí ven bờ, giữa dòng, nước chảy và nước tĩnh; sau đó nhân số cá thể đếm được với hệ số 4 để tính mật độ cá thể/$\text{m}^2$.

4. Kết quả đánh giá chất lượng nước suối tại VQG Xuân Sơn qua chỉ số sinh học ASPT như thế nào?

Phần lớn các điểm thu mẫu ở thượng lưu và khu vực rừng tự nhiên (SC1, SC2) có điểm ASPT từ 6,0 đến 7,9, thuộc cấp Oligosaprobe (nước bẩn ít / tương đối sạch) đến nước sạch. Các điểm thu mẫu ở hạ lưu hoặc gần khu dân cư, đất canh tác (SC3) có chỉ số ASPT từ 5,0 đến 5,9, thuộc cấp $\beta$-Mesosaprobe (nước bẩn vừa) do chịu ảnh hưởng từ nước thải sinh hoạt và canh tác nông nghiệp.

5. Yếu tố môi trường nào có tương quan chặt chẽ nhất đến sự phân bố của ĐVKXS cỡ lớn tại khu vực nghiên cứu?

Kết quả phân tích sinh thái đa biến BEST và ANOSIM chỉ ra rằng cấu trúc quần xã và sự phân bố của ĐVKXS cỡ lớn tại VQG Xuân Sơn chịu ảnh hưởng tương quan lớn nhất bởi nồng độ oxy hòa tan (DO), cấu trúc cơ giới nền đáy (tỷ lệ đá tảng, cuội sỏi) và độ che phủ của tán rừng ven suối.

---

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Nguyễn Thanh Sơn là công trình nghiên cứu hệ thống và toàn diện đầu tiên về đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn ở hệ sinh thái suối tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ. Công trình đã xác định được 261 loài thuộc 194 giống, 94 họ, 15 bộ; trong đó bổ sung 15 loài và 6 giống mới cho khu hệ động vật Việt Nam cùng 155 loài mới cho khu vực nghiên cứu. Đồng thời, luận án đã làm rõ quy luật phân bố quần xã theo mùa, theo sinh cảnh, xác định các yếu tố môi trường then chốt kiểm soát cấu trúc sinh vật đáy và ứng dụng thành công chỉ số sinh học ASPT để đánh giá chất lượng nguồn nước. Những kết quả đạt được cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học thủy vực và quản lý bền vững tài nguyên nước tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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.