Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn là một trong những hệ thống sông lớn nhất miền Trung với tổng diện tích lưu vực lên tới 10.350 km2, giữ vai trò huyết mạch đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng. Đoạn hạ lưu sông Thu Bồn trải dài gần 16 km từ cầu Câu Lâu (thị xã Điện Bàn) đến Cửa Đại (thành phố Hội An) sở hữu vùng đất ngập nước rộng lớn với hơn 500 ha diện tích mặt nước, tiếp giáp trực tiếp với Khu dự trữ sinh quyển thế giới Cù Lao Chàm. Đây là thủy vực cửa sông đặc trưng chịu chế độ bán nhật triều với biên độ dao động từ 0,5 đến 1,5 m và có sự đan xen sâu sắc giữa các hệ sinh thái nước ngọt, rừng ngập mặn cùng dừa nước ven bờ.

Tuy nhiên, áp lực từ biến đổi khí hậu, hiện tượng nước biển dâng kết hợp hạn hán mùa khô khiến độ mặn xâm nhập sâu vào nội địa lên tới 22‰. Cùng với đó, các hoạt động kinh tế - xã hội như khai thác cát lòng sông, xả thải sinh hoạt đô thị và nuôi trồng thủy sản mật độ cao đang gây biến đổi mạnh mẽ môi trường sống của thủy sinh vật. Luận văn thạc sĩ khoa học chuyên ngành Thủy sinh vật học (mã số 60420108) của học viên Trần Thanh Lâm tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội được thực hiện nhằm đánh giá toàn diện hiện trạng đa dạng sinh học động vật không xương sống ở nước tại khu vực này.

Nghiên cứu tập trung giải quyết 4 mục tiêu cốt lõi: đánh giá hiện trạng thành phần loài và số lượng cá thể; phân tích cấu trúc quần xã theo không gian (10 trạm thu mẫu) và thời gian (hai mùa khô - mưa giai đoạn 2015 - 2017); xác định các loài có nguồn gốc biển, loài đặc hữu và loài có giá trị kinh tế; từ đó đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển bền vững nguồn lợi thủy vực với các chỉ số mục tiêu môi trường cụ thể.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết phân vùng sinh thái vùng cửa sông (Estuarine Zonation Theory) và mô hình cấu trúc chuỗi thức ăn thủy vực nhiệt đới. Sự phân bố và cấu trúc quần xã động vật không xương sống ở nước chịu sự chi phối trực tiếp từ gradient độ mặn, vận tốc dòng chảy và cấu tạo nền đáy. Trong khuôn khổ nghiên cứu, bốn khái niệm khoa học nền tảng được áp dụng chặt chẽ:

  • Động vật nổi (Zooplankton): Nhóm sinh vật trôi nổi trong tầng nước mặt và tầng giữa, giữ vai trò chuyển hóa sơ cấp năng lượng từ thực vật phù du sang các bậc dinh dưỡng cao hơn trong chuỗi thức ăn.
  • Động vật đáy (Zoobenthos): Nhóm động vật sinh sống trên bề mặt hoặc vùi sâu trong nền trầm tích bùn cát, đóng vai trò phân giải chất hữu cơ và là chỉ thị sinh học nhạy bén để đánh giá sức khỏe sinh thái đáy nước.
  • Gradient độ mặn cửa sông: Biên độ dao động của hàm lượng muối hòa tan từ 0‰ ở vùng nước ngọt nội địa đến 22‰ tại vùng giáp biển Cửa Đại, quy định sự phân hóa thành 3 nhóm sinh thái: nhóm nước ngọt, nhóm rộng muối và nhóm nguồn gốc biển.
  • Sinh vật chỉ thị môi trường: Nhóm các loài sinh vật có ngưỡng chịu đựng sinh thái hẹp đối với oxy hòa tan (DO) hoặc độ đục, giúp phản ánh mức độ suy thoái môi trường nước mặt.

Phương pháp nghiên cứu

Để đảm bảo tính đại diện và độ chính xác khoa học, nghiên cứu thiết kế 10 trạm thu mẫu cố định (ký hiệu từ Đ1 đến Đ10) phân bố dọc theo 16 km chiều dài dòng sông. Cỡ mẫu nghiên cứu được chuẩn hóa với tổng số 80 lọ mẫu thu thập qua 2 đợt khảo sát thực địa: Đợt 1 vào tháng 3/2015 (đại diện mùa khô) và Đợt 2 vào tháng 9/2015 (đại diện mùa mưa). Tại mỗi trạm, 4 dạng mẫu được thu thập gồm định tính và định lượng cho cả động vật nổi và động vật đáy:

  • Thu mẫu động vật nổi: Mẫu định tính được thu bằng lưới Plankton số 52 (kích thước mắt lưới 190 µm) chao lặp lại trên tầng nước mặt. Mẫu định lượng thu bằng cách lọc chính xác 10 lít nước tầng mặt qua lưới Plankton số 57 (kích thước mắt lưới 175 µm) để cô đặc lấy 50 ml dung dịch mẫu, cố định bằng cồn 90%.
  • Thu mẫu động vật đáy: Vùng bãi triều ven bờ và bụi thực vật thủy sinh được thu bằng vợt ao (Pond net) và khung định lượng 50x50 cm. Vùng nước sâu được thu định lượng bằng gầu Petersen với diện tích miệng ngoạm 0,025 m2 (thu lặp lại 4 gầu/trạm, đạt tổng diện tích 0,1 m2 đáy). Mẫu trầm tích được rửa sạch qua rây mắt nhỏ và nhặt mẫu bằng panh chuyên dụng.
  • Đo đạc chỉ tiêu thủy lý hóa: Sử dụng máy đo đa chỉ tiêu YSI 650 MDS (Mỹ) đo trực tiếp tại hiện trường các thông số: nhiệt độ nước (độ chính xác ±0,15°C), pH (±0,2), độ đục (±2%), DO (±0,2 mg/l) và xác định độ mặn bằng máy đo SA287.
  • Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Việc sử dụng kính lúp soi nổi Stemi DV4 (độ phóng đại 8 - 64 lần), kính hiển vi quang học Primo Star (độ phóng đại 4 - 100 lần) cùng buồng đếm Bogorov cải tiến cho phép định danh chính xác đến bậc loài dựa trên các khóa định loại chuẩn quốc gia. Dữ liệu sinh thái sau đó được xử lý bằng phần mềm chuyên dụng Primer v6 và Microsoft Excel để tính toán mật độ cá thể (cá thể/m3 đối với động vật nổi và cá thể/m2 đối với động vật đáy), giúp loại bỏ sai số định lượng trong đánh giá quần xã.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Quy mô và cấu trúc thành phần loài: Nghiên cứu đã xác định được 76 loài động vật không xương sống ở nước thuộc 54 giống, 36 họ, 21 bộ, 7 lớp thuộc 4 ngành lớn. Trong đó, quần xã động vật đáy chiếm ưu thế áp đảo với 54 loài (tỷ lệ 71,05%), còn quần xã động vật nổi ghi nhận 22 loài (tỷ lệ 28,95%).
  2. Tỷ trọng phân loại theo ngành: Ngành Chân khớp (Arthropoda) dẫn đầu với 34 loài (chiếm 44,74%), tiếp theo là ngành Thân mềm (Mollusca) với 27 loài (chiếm 35,53%), ngành Trùng bánh xe (Rotatoria) với 13 loài (chiếm 17,10%), và thấp nhất là ngành Giun đốt (Annelida) với 2 loài (chiếm 2,63%). Họ Giáp xác Palaemonidae chiếm đa dạng loài cao nhất với 8 loài (chiếm 10,53%), nổi bật với giống tôm nước ngọt và lợ Macrobrachium gồm 7 loài.
  3. Biến động đa dạng sinh học theo mùa: Số lượng loài thu được trong mùa mưa đạt 66 loài, cao hơn 32% so với mùa khô (chỉ đạt 50 loài). Ngành Trùng bánh xe (Rotatoria) bùng nổ mạnh mẽ trong mùa mưa nhờ nguồn dinh dưỡng phù sa và dòng chảy từ thượng lưu đưa về vùng hạ lưu.
  4. Ghi nhận các loài đặc hữu, ngoại lai và kinh tế: Luận văn xác nhận sự có mặt của loài tép đặc hữu Việt Nam là Palaemonetes tonkinensis. Đồng thời phát hiện loài ốc bươu vàng Pomacea canaliculata (loài ngoại lai xâm hại có nguồn gốc Nam Mỹ) phát triển mạnh tại điểm Đ2 và Đ3. Ngoài ra, ghi nhận hàng loạt loài thủy sản có giá trị thương mại cao như cua biển Scylla olivacea, tôm sú Penaeus monodon, nghêu bến Meretrix meretrix, sò mai Babylonia areolata và các loài hến thuộc giống Corbicula.

Thảo luận kết quả

Sự phân bố cấu trúc không gian của khu hệ động vật không xương sống phản ánh tương quan chặt chẽ với sự biến thiên của các yếu tố thủy lý hóa. Dữ liệu phân tích môi trường cho thấy nhiệt độ trung bình mùa khô (30,1 ± 0,6°C) cao hơn mùa mưa (23,5 ± 0,8°C) với độ chênh 6,6°C. Độ đục trong mùa mưa đạt trung bình 114 ± 5,5 NTU, cao gấp 1,46 lần mùa khô (78 ± 6,3 NTU) do lượng phù sa xói mòn lớn. Đặc biệt, độ muối tạo thành một dải gradient rõ rệt từ 0‰ ở vùng nội địa (Đ1, Đ2, Đ3) tăng dần đến 19‰ - 22‰ ở bến đò Cửa Đại (Đ10).

Trên các biểu đồ cơ cấu phân loại, có thể quan sát thấy sự thay thế rõ ràng của các nhóm sinh thái dọc theo dòng chảy. Tại các trạm nước ngọt sâu trong nội địa, nhóm ốc chân bụng (Gastropoda) như Melanoides tuberculatus, Tarebia granifera chiếm ưu thế. Càng tiến dần về phía cửa sông, khi nền đáy chuyển dần sang cát pha bùn và độ mặn tăng cao, các đại diện thuộc lớp Hai mảnh vỏ (Bivalvia) và Giáp xác mười chân (Decapoda) thích nghi nước lợ - mặn bắt đầu thống trị.

Đáng chú ý, chỉ số oxy hòa tan (DO) trung bình dao động từ 5,2 ± 1,6 mg/l (mùa khô) đến 5,6 ± 3,6 mg/l (mùa mưa). Có tới 8/10 điểm thu mẫu mùa khô và 7/10 điểm mùa mưa không đạt mức quy chuẩn A1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (yêu cầu DO ≥ 6,0 mg/l). Nguyên nhân chính là do khu vực tiếp nhận lượng lớn nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý từ đô thị Hội An (như trạm Đ4, Đ5) cùng các hoạt động khai thác cát làm xáo trộn trầm tích đáy, làm suy giảm mật độ quần xã động vật đáy nhạy cảm. Khi so sánh với các thủy vực lân cận như sông Trường Giang (73 loài động vật đáy) hay đầm phá Tam Giang - Cầu Hai (trên 100 loài), khu hệ sông Thu Bồn thể hiện mức độ đa dạng trung bình nhưng rất giàu tiềm năng nguồn giống giáp xác tự nhiên.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả đánh giá hiện trạng đa dạng sinh học và các nguồn tác động tiêu cực, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược nhằm phục hồi và bảo tồn thủy vực sông Thu Bồn:

  1. Kiểm soát hoạt động khai thác khoáng sản và giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước: Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Nam và các huyện liên quan cần quy hoạch và đình chỉ các điểm khai thác cát không phép tại đoạn sông Cẩm Kim - Duy Nghĩa; đặt mục tiêu giảm 40% lượng trầm tích xáo trộn đáy sông đến năm 2025. Đồng thời, xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tại các phường trung tâm thành phố Hội An trước khi xả ra sông, nâng chỉ số oxy hòa tan (DO) trung bình toàn tuyến đạt ngưỡng trên 6,0 mg/l.
  2. Khoanh vùng bảo vệ bãi đẻ và phục hồi sinh cảnh dừa nước: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Nam chủ trì thiết lập 02 khu bảo tồn sinh cảnh bãi triều tự nhiên tại xã Cẩm Thanh và Duy Hải với diện tích khoảng 50 ha; triển khai chương trình trồng mới 15 ha rừng dừa nước (Nypa fruticans) trong giai đoạn 2023 - 2026 nhằm tạo bãi đẻ và vườn ươm tự nhiên cho ấu trùng giáp xác, thân mềm.
  3. Giám sát và kiểm soát loài ngoại lai xâm hại: Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật phối hợp cùng chính quyền xã Điện Phương và Duy Phước tổ chức các chiến dịch ra quân thu gom cơ học định kỳ đối với loài ốc bươu vàng (Pomacea canaliculata) tại các vùng trũng Đ2, Đ3; phấn đấu kiềm chế mật độ ốc ngoại lai xuống dưới mức 5 cá thể/m2 nhằm bảo vệ các loài thân mềm bản địa.
  4. Thiết lập mạng lưới quan trắc sinh học định kỳ: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Nam xây dựng kế hoạch quan trắc định kỳ 2 lần/năm (vào tháng 3 và tháng 9), sử dụng danh mục 76 loài động vật không xương sống đã xác lập làm bộ chỉ thị sinh học đánh giá chất lượng nước mặt và diễn biến xâm nhập mặn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn cung cấp nguồn dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác và phương pháp luận chuyên sâu, mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

  1. Cơ quan quản lý tài nguyên, môi trường và thủy sản địa phương: Cán bộ tại Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Nam có thể ứng dụng trực tiếp các số liệu về 76 loài và hiện trạng chất lượng nước để lập báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM), quy hoạch phân vùng khai thác thủy sản hạ lưu.
  2. Nhà khoa học, giảng viên và học viên ngành Sinh học, Môi trường: Cung cấp tài liệu tham khảo giá trị về cấu trúc phân loại học, quy trình thu mẫu chuẩn hóa bằng lưới Plankton và gầu Petersen, phục vụ việc giảng dạy và phát triển các đề tài nghiên cứu về hệ sinh thái cửa sông miền Trung.
  3. Ban quản lý Khu dự trữ sinh quyển thế giới Cù Lao Chàm - Hội An: Dữ liệu về các loài có nguồn gốc biển và sinh cảnh rừng ngập mặn Cẩm Thanh là cơ sở khoa học để xây dựng chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học liên vùng từ sông ra biển, tích hợp vào các chương trình du lịch sinh thái cộng đồng bền vững.
  4. Các cơ sở và hộ dân nuôi trồng thủy sản vùng hạ lưu: Người nuôi trồng tại Duy Xuyên, Hội An có thể tham khảo dẫn liệu về quy luật biến động mùa vụ của các loài tôm, cua, nghêu thương phẩm để chủ động mùa vụ thả giống và quản lý chất lượng nguồn nước cấp vào đầm nuôi.

Câu hỏi thường gặp

  1. Khu hệ động vật không xương sống ở sông Thu Bồn có bao nhiêu loài và ngành nào chiếm ưu thế?
    Nghiên cứu đã ghi nhận tổng cộng 76 loài thuộc 4 ngành. Ngành Chân khớp (Arthropoda) chiếm ưu thế lớn nhất với 34 loài (chiếm 44,74%), tiếp theo là Thân mềm (Mollusca) với 27 loài (35,53%), Trùng bánh xe (Rotatoria) với 13 loài (17,10%) và Giun đốt (Annelida) với 2 loài (2,63%).

  2. Tại sao số lượng loài động vật không xương sống vào mùa mưa lại cao hơn mùa khô?
    Mùa mưa ghi nhận 66 loài so với 50 loài trong mùa khô (tăng 32%). Nguyên nhân là do dòng lũ mang theo lượng lớn chất hữu cơ dinh dưỡng và đưa các loài động vật nổi nước ngọt từ thượng lưu đổ về hạ lưu, làm phong phú thêm thành phần loài phiêu sinh trong tầng nước.

  3. Chỉ số chất lượng nước mặt tại khu vực nghiên cứu có đạt chuẩn an toàn sinh học không?
    Hầu hết các chỉ số như pH (7,2 - 7,8) và nhiệt độ (23,5 - 30,1°C) đều đạt quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT mức A1. Tuy nhiên, chỉ số oxy hòa tan (DO) tại 70% - 80% điểm đo chưa đạt chuẩn tối thiểu 6,0 mg/l do ảnh hưởng từ hoạt động khai thác cát và xả thải sinh hoạt.

  4. Nghiên cứu có ghi nhận loài thủy sinh đặc hữu hoặc loài xâm hại nguy hiểm nào không?
    Nghiên cứu đã ghi nhận loài tép đặc hữu của Việt Nam là Palaemonetes tonkinensis, đồng thời phát hiện sự xâm lấn mạnh của loài ốc bươu vàng ngoại lai Pomacea canaliculata tại các trạm nước ngọt nội địa như Đ2 và Đ3.

  5. Độ mặn tại sông Thu Bồn biến thiên như thế nào giữa các điểm nghiên cứu?
    Độ mặn tăng dần theo khoảng cách tiến ra biển, dao động từ 0‰ ở các trạm nội địa cách cửa biển trên 10 km (Đ1, Đ2, Đ3) và đạt đỉnh điểm 19‰ trong mùa mưa, 22‰ trong mùa khô tại khu vực bến đò Cửa Đại (Đ10).

Kết luận

  • Luận văn đã thiết lập bộ cơ sở dữ liệu toàn diện gồm 76 loài động vật không xương sống ở nước tại đoạn hạ lưu sông Thu Bồn dài 16 km từ cầu Câu Lâu đến Cửa Đại.
  • Quần xã động vật đáy giữ vai trò chi phối cấu trúc sinh thái với 54 loài (71,05%), trong đó ngành Chân khớp và Thân mềm chiếm tỷ trọng vượt trội với hơn 80% tổng số loài.
  • Xác định rõ quy luật phân bố loài theo gradient độ mặn từ 0‰ đến 22‰ và sự biến động sinh học theo mùa với 66 loài ghi nhận trong mùa mưa so với 50 loài trong mùa khô.
  • Cảnh báo tình trạng suy giảm chỉ số oxy hòa tan (DO) cục bộ và sự phát triển của ốc bươu vàng ngoại lai, đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc kiểm soát xả thải và khai thác cát lòng sông.
  • Kêu gọi các cơ quan quản lý và nhà khoa học đẩy mạnh ứng dụng bộ chỉ thị sinh học này vào công tác quan trắc định kỳ đến năm 2025, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển kinh tế thủy sản bền vững cho tỉnh Quảng Nam.