MỞ ĐẦU Vƣờn quốc gia Ba Vì đƣợc thành lập năm 1991 theo quyết định số 407-CT ngày 18 tháng 12 năm 1991 của Chủ tịch Hội đồng Bộ trƣởng Việt Nam. Nằm trên địa bàn huyện Ba Vì (thành phố Hà Nội), huyện Lƣơng Sơn và Kỳ Sơn (tỉnh Hòa Bình), Vƣờn là vùng núi chuyển tiếp với hệ sinh thái rừng nhiệt đới nên còn tồn tại khá nhiều loài động thực vật quý hiếm. Từ thế kỉ XX, Ba Vì đã là địa danh nổi tiếng nhờ sự đa dạng của các hệ sinh thái và có một quần thể cảnh quan kì vĩ nhƣ Đỉnh Vua, Đỉnh Tản Viên, Đỉnh Ngọc Hoa… Ba Vì còn có một hệ thống sông, suối với những thác nƣớc đẹp tạo nên các điểm du lịch sinh thái lý tƣởng nhƣ Ao Vua, Khoang Xanh, Thiên Sơn – Suối Ngà, Thành Thắng, Việt Mỹ - Thác Đa… Mỗi năm, có hàng trăm ngàn lƣợt du khách trong và ngoài nƣớc tới đây tham quan du lịch, tìm hiểu thiên nhiên. Chính vì vậy, tình trạng ô nhiễm môi trƣờng ở các khu du lịch trong Vƣờn Quốc gia đang có dấu hiệu ngày một tăng lên.
Để khắc phục tình trạng ô nhiễm, gìn giữ các Hệ sinh thái nơi đây, cần phải có các nghiên cứu để đánh giá hiện trạng môi trƣờng của Vƣờn nói chung và môi trƣờng nƣớc nói riêng. Từ đó có thể kết hợp khai thác cảnh quan thiên nhiên phục vụ cho nhu cầu du lịch sinh thái, vui chơi giải trí của ngƣời dân vừa bảo tồn và phát triển ĐDSH theo hƣớng bền vững. LUAN VAN CHAT LUONG download7 : add luanvanchat@agmail.com Trong công tác quản lý môi trƣờng, ngoài phƣơng pháp lý hóa thì việc quan trắc chất lƣợng môi trƣờng nƣớc bằng phƣơng pháp sinh học là sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị đang đƣợc nghiên cứu ứng dụng rộng rãi ở nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ Anh, Bỉ, Úc, Braxin, Ấn Độ, Thái Lan…. Đây là phƣơng pháp quan trắc nhanh, hiệu quả, ít tốn kém, dễ áp dụng trên diện rộng, cho cái nhìn toàn diện về tác động của chất gây ô nhiễm đến hệ sinh thái.
Việc sử dụng phƣơng pháp sinh học trong đánh giá chất lƣợng nƣớc ngày nay đã đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới quan tâm và áp dụng. Tuy nhiên, ở Việt Nam việc nghiên cứu và ứng dụng các chỉ thị sinh học còn chƣa nhiều. Do vậy, để góp phần tìm hiểu về ĐDSH và đánh giá chất lƣợng nƣớc thông qua sinh vật chỉ thị là ĐVKXS cỡ lớn tại một số thủy vực điển hình thuộc Vƣờn Quốc gia Ba Vì, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Thành phần Động vật không xương sống ở một số thủy vực tại Vườn Quốc gia Ba Vì và khả năng sử dụng chúng làm sinh vật chỉ thị đánh giá chất lượng nước của thủy vực” nhằm mục đích: 1. Điều tra, nghiên cứu, đánh giá hiện trạng thành phần ĐVKXS ở một số thủy vực thuộc Vƣờn Quốc gia Ba Vì, Hà Nội.
Sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc. Trên cơ sở các kết quả thu đƣợc, chúng tôi rút ra những nhận xét về hiện trạng chất lƣợng nƣớc tại các thủy vực nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu mức độ ô nhiễm của thủy vực. Luận văn là một phần kết quả của đề tài cấp Đại học Quốc gia Hà Nội mang mã số QG-11-19 do PGS. Nguyễn Văn Vịnh làm chủ nhiệm.
Xin cảm ơn PGS. Nguyễn Văn Vịnh đã cho phép chúng tôi sử dụng kết quả của đề tài để xây dựng lên luận văn này. Do thời gian còn hạn hẹp, kinh nghiệm trong công tác nghiên cứu khoa LUAN VAN CHAT LUONG download8 : add luanvanchat@agmail.com học còn chƣa nhiều, nên luận văn chắc chắn khó tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi kính mong nhận đƣợc sự ủng hộ và đóng góp ý kiến chân thành của các Thầy Cô giáo, các anh chị và các bạn.
Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tình hình nghiên cứu ĐVKXS nƣớc ngọt trên thế giới và ở Việt Nam 1. Trên thế giới Những nghiên cứu về thủy sinh học nƣớc ngọt đã có mầm mống từ thời cổ đại với những dấu hiệu ngắn về một số hồ nội địa. Trong giai đoạn phát triển đầu thế kỷ XVII - XIX, sự phát triển của thủy sinh học nƣớc ngọt gắn liền với sự phát triển của hồ ao học, địa lý và thủy học.
Các tác giả đầu tiên nghiên cứu về đặc tính các hồ là E. Simonius nghiên cứu về độ trong nƣớc các hồ ở Thụy Điển; De Saussure (1779) nghiên cứu về nhiệt độ nƣớc và độ sâu các hồ ở Giơnevơ (Thụy Sĩ); Dybovski và Godlevski (1870, 1897) nghiên cứu về địa lý và sinh học Hồ Baican (Nga). Khoảng cuối thế kỷ XIX còn có rất nhiều nghiên cứu quan trọng nhƣ: Forel (1886) về các hồ ở Geneve; Birge về các hồ ở Bắc Mỹ. Cũng trong thời gian này đã thành lập các trạm nghiên cứu thủy sinh học nƣớc ngọt đầu tiên trên thế giới với những nghiên cứu theo xu hƣớng cảnh quan học, tập trung vào đặc tính riêng các hồ của từng vùng để xây dựng hệ thống phân loại hồ.
Các nghiên cứu điều tra về khu hệ thủy sinh vật tại từng địa phƣơng chỉ mang tính chất cơ bản, chƣa chuyên sâu. Đây có thể coi là những cơ sở đầu tiên của thủy sinh học nƣớc ngọt mà khởi đầu từ thủy sinh học các hồ. [5] Lịch sử phát triển thủy sinh học nƣớc ngọt còn đƣợc thúc đẩy bởi sự ra đời của các thiết bị hỗ trợ cho quá trình nghiên cứu nhƣ: đĩa Secchi, lƣới vớt sinh vật phù du, LUAN VAN CHAT LUONG download9 : add luanvanchat@agmail.com gầu thu mẫu sinh vật đáy… đã tạo điều kiện cho quá trình nghiên cứu định lƣợng. Một số trạm nghiên cứu thủy sinh học nƣớc ngọt lần lƣợt đƣợc thành lập nhƣ trạm Plon ở Đức (1891), Glubokoe ở Nga (1894), Illinois ở Mỹ (1894) và các trạm ở Thụy Điển, Đan Mạch đã đánh dấu bƣớc ngoặt đầu tiên cho giai đoạn tiềm sinh này.
[5] Đánh dấu cho giai đoạn thứ hai của sự phát triển thủy sinh vật nƣớc ngọt bắt đầu từ thế kỷ XX là các nghiên cứu đi sâu vào bàn luận đến chu trình vật chất trong thủy vực với sự tham gia của thủy sinh vật, đề cập tới năng suất sinh học của thủy vực, cơ chế, mối quan hệ và hệ quả của các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lƣợng trong thủy vực. Các nhà khoa đặt nền móng cho hƣớng đi mới này có thể kể đến là Forbes (1887), Welch (1935), Rutter (1940), Hutchison (1957), Thienemann (1925, 1934), Vinberg (1966). Các nghiên cứu của các tác giả này đã góp phần xây dựng cơ sở lý luận về chu trình vật chất trong thủy vực, quan hệ giữa các quá trình lý, hóa, sinh học diễn ra trong thủy vực, đƣa thủy sinh học cũng nhƣ hồ ao học lên một bƣớc phát triển mới. [5] Vào những năm cuối thế kỷ XX, đối tƣợng đƣợc các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu chủ yếu là các nhóm ĐVKXS nƣớc ngọt nhƣ lớp chân bụng (Gastropoda), lớp hai mảnh vỏ (Bivalvia), lớp Giáp xác (Crustacea)… trong khi đó các nghiên cứu về côn trùng nƣớc (Insecta) vẫn còn để ngỏ, ít đƣợc chú ý đến.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhóm này đã đƣợc nghiên cứu chuyên sâu hơn và đến nay đã ghi nhận: Côn trùng thủy sinh có 11 bộ sống ở nƣớc trong một giai đoạn của vòng đời hay cả vòng đời, bao gồm: Phù du (Ephemeroptera), Cánh rộng (Megaloptera), Cánh úp (Plecoptera), Chuồn chuồn (Odonata), Cánh nửa (Hemiptera), Cánh cứng (Coleoptera), Cánh vảy (Lepidoptera), Cánh lông (Trichoptera), Hai cánh (Diptera), Cánh gân (Neuroptera) và Cánh màng (Hymenoptera). [71] Năm 1983, khóa định loại côn trùng thủy sinh đến họ đƣợc xây dựng bởi nhà khoa học McCafferty, xác định đƣợc 10 bộ côn trùng thủy sinh với tổng cộng 139 họ. Trong đó, Ephemeroptera: 17 họ, Odonata: 11 họ, Plecoptera: 9 họ, Hemiptera: 17 họ, LUAN VAN CHAT LUONG download10: add luanvanchat@agmail.com Megaloptera: 2 họ, Lepidoptera: 4 họ, Coleoptera: 24 họ, Trichoptera: 18 họ, Diptera: 36 họ và Neuroptera chỉ có 1 họ. [71] Cũng một nghiên cứu tại khu vực Bắc Mỹ, Merritt R.
Đồng thời, các tác giả đã đƣa ra hệ thống phân loại của bộ Collembola và Orthoptera sống ở nƣớc. [43] Không chỉ dừng lại ở các nƣớc Châu Âu, Châu Mỹ, những công trình nghiên cứu về Rotatoria, Crustacea, Insecta… đã mở rộng tại khu vực Đông Nam Á, có thể điểm qua nhƣ sau: Kết quả nghiên cứu của Segers H. (năm 2001 và năm 2008) về Rotatoria cho thấy thành phần các bậc taxon ở một số nƣớc Brunei, Campuchia và Lào khá nghèo nàn, riêng ở Thái Lan đƣợc cho là phong phú hơn với 310 loài Rotatoria ghi nhận đƣợc. Tác giả còn nhấn mạnh các loài thuộc hai giống Lecane và Brachionus là đặc trƣng cho vùng nhiệt đới.
[62], [63] Bên cạnh đó, các công trình nghiên cứu về tôm, cua cũng đã công bố rất nhiều giống, loài mới nhƣ: Darren C. và cộng sự đã mô tả 1 giống cua mới thuộc họ Potamidae ở Thái Lan vào năm 2000 [28], 1 loài cua mới thuộc giống Esanthelphusa tại Lào vào năm 2004 và 3 loài cua mới thuộc giống Hainanpotamon tại Trung Quốc, Việt Nam và Lào vào năm 2007 [24], [30]. (2001) cũng đã mô tả 1 loài cua mới thuộc họ Potamidae tại Thái Lan [46] Riêng về lớp Côn trùng, John C. và cộng sự (1994) đã xây dựng các khóa định loại các bộ côn trùng thủy sinh ở Trung Quốc đến giống với nhiều đặc điểm phân loại đƣợc minh họa cụ thể.
Nhóm tác giả còn nghiên cứu khả năng sử dụng chúng để LUAN VAN CHAT LUONG download11: add luanvanchat@agmail.com đánh giá chất lƣợng các thủy vực nƣớc ngọt dựa vào mức độ thƣờng xuyên của từng nhóm. Trong đó, bộ Ephemeroptera: có 10 họ, Odonata: 17 họ, Plecoptera: 9 họ, Hemiptera: 16 họ, Megaloptera: 2 họ, Lepidoptera: 1 họ, Coleoptera: 40 họ, Trichoptera: 19 họ, Diptera: 30 họ và Neuroptera: 3 họ. [39] Năm 2003, chƣơng trình quan trắc ĐDSH ở nhiều khu vực khác nhau (bao gồm Thái Lan, Lào, Campuchia, Việt Nam) với mục đích bảo tồn và phát triển bền vững lƣu vực sông Mê Kông trên lƣu vực sông Mê Kông đã đƣợc tiến hành, trong đó nhóm ĐVN và ĐVĐ là hai nhóm ĐVKXS đƣợc quan tâm nghiên cứu. Riêng kết quả nghiên cứu ở vùng hạ lƣu, với 20 điểm thu mẫu (theo báo cáo kỹ thuật hàng năm tính đến năm 2007), về ĐVN đã thu đƣợc 118 loài, thuộc 61 giống, 31 họ thuộc các nhóm Crustacea (Copepoda, Brachiopoda, và Ostracoda), Eurotatorea, Protozoa.
Về ĐVKXS cỡ lớn sống đáy, đã thu đƣợc 79 taxa. Trong đó, côn trùng là nhóm loài giàu loài hơn cả và xuất hiện ở hầu hết các điểm thu mẫu, các đại diện của ngành thân mềm cũng xuất hiện ở 18 điểm thu mẫu.