Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đa dạng sinh học cá và mối quan hệ của chúng với chất lượng môi trường nước sông Cầu thuộc địa phận huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang

MỞ ĐẦU
Sông Cầu hay còn gọi là sông Như Nguyệt hay sông Thị  Cầu, là con 
sông chảy qua 6 tỉnh Bắc Cạn, Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Bắc  
Ninh và Hải Dương. Nó là con sông quan trọng nhất trong hệ  thống sông 
Thái Bình. Lưu vực sông Cầu là một trong những lưu vực sông lớn ở Việt 
Nam, có vị trí địa lý đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài nguyên cũng như 
về  lịch sử  phát triển kinh tế  ­ xã hội của các tỉnh nằm trong lưu vực của  
Nó. Sông Cầu có nhiều vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu, giao 
thông vận tải, thủy  điện, thủy lợi.v.v…Ngoài ra, nó  còn cung cấp một 
lượng thực phẩm khá phong phú, đặc biệt là nguồn lợi cá. 
Những năm trước, lưu vực sông Cầu có sản lượng khai thác cá khá 
cao, với thành phần loài đa dạng, phong phú, có nhiều loài cá mang lại giá 
trị kinh tế cao. Tuy nhiên trong những năm gần đây, môi trường nước ở lưu  
vực sông Cầu bị  ô nhiễm đã làm suy giảm đến nguồn tài nguyên thiên 
nhiên, phá hủy môi trường sống của nhiều loài thủy sinh, đặc biệt là các  
loài cá. Nguyên nhân chính gây ra tình trạng này là do có rất nhiều lượng  
chất thải đổ  vào sông Cầu như: chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp, chất 
thải sinh hoạt, chất thải từ các bệnh viện, chất thải rắn và các loại thuốc 
bảo vệ thực vật.v.v…Đặc biệt là hiện tượng khai thác cát, sỏi diễn ra hàng 
ngày trên sông Cầu, mạnh mẽ  nhất là khu vực các làng Đông Tiến, Nam 
Ngạn gần cầu Bắc Ninh cũ thuộc huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang. 
Chính vì những lý do trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề  tài “Đa 
dạng sinh học cá và mối quan hệ  của chúng với chất lượng môi trường 
nước sông Cầu thuộc địa phận huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang”, với mong 
muốn đánh giá đúng hiện trạng thành phần loài cá và xem xét mối quan hệ 

1


của chúng với chất lượng môi trường nước. Từ đó nhằm giúp chính quyền  
địa phương có những giải pháp hữu hiệu để  bảo tồn ĐDSH và phần nào 

cải thiện được môi trường nước tại lưu vực sông Cầu. Nội dung của đề tài 
bao gồm:
1. Xác định thành phần loài cá của lưu vực sông Cầu thuộc địa phận  
huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang.
2. Nghiên cứu biến động về  thành phần loài cá của lưu vực sông 

Cầu theo không gian.
3. Nghiên cứu mối quan hệ giữa thành phần loài cá và độ phong phú 

của chúng với một số yếu tố sinh thái thủy, lý hóa.
4. Sử  dụng chỉ  số  tổ  hợp sinh học (index of biotic integrity­IBI) cá  

để   đánh  giá  chất  lượng  môi  trường  nước   sông  Cầu   thuộc   địa 
phận huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang.
 

2


Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Khái quát về HST sông
1.1.1. Các hệ thống sông lớn ở Việt Nam
Sông ngòi Việt Nam tạo thành mạng lưới dày đặc, chứa lượng nước 
lớn, nhất là vào mùa lũ, tạo thuận lợi cho phát triển giao thông, thủy lợi,  
năng lượng và là cơ sở quan trọng cho sự phát triển nghề cá. Hai hệ thống 
sông lớn nhất ở nước ta là hệ thống sông Hồng – Thái Bình và Cửu Long –  
Đồng Nai.
­ Hệ thống sông Hồng – Thái Bình:
Hệ  thống sông Hồng bắt nguồn từ dãy Ngụy Sơn, Vân Nam (Trung 

Quốc), chảy vào lãnh thổ Việt Nam ở Hà Khẩu với chiều dài dòng chính là  
1.126km (đoạn  ở  Việt Nam dài 510km). Diện tích lưu vực là 145.965km2, 
riêng  ở  Việt Nam là 70.722km2  (chiếm 42,6% diện tích toàn miền Bắc) 
[30].
Các phân lưu chính của sông Hồng là sông Đáy, sông Đuống, sông 
Luộc, Trà Lí, sông Đào – Nam Định và sông Ninh Cơ.
Hệ thống sông Thái Bình là tên gọi của một hệ thống sông gồm sông 
Thái Bình cùng các phụ lưu và chi lưu của nó. Các phụ lưu gồm sông Cầu, 
sông Thương và sông Lục Nam ở thượng nguồn với tổng chiều dài khoảng  
1.650km và diện tích lưu vực khoảng 10.000km2. Ngoài ra, hệ thống sông này 
còn  nhận  một phần dòng chảy của sông Hồng trước khi đổ  ra biển Đông 
[30].

3


­ Hệ thống sông Cửu Long – Đồng Nai:
Sông Mekông là con sông lớn nhất ở Đông Dương, bắt nguồn từ dãy 
Tuyết Sơn, Tây Tạng, tại độ  cao trên 5.000m, với chiều dài dòng chính là  
4.350km (ở Trung Quốc 2.000km, Lào 1.500km), chảy qua lãnh thổ nước ta 
trên một đoạn dài 220km. Diện tích lưu vực sông là 810.000km2, phần  ở 
nước ta 64.300km2. Sông rất nhiều thác ghềnh, nhưng từ Kratie trở xuống, 
sông chảy vào vùng đồng bằng thấp một cách êm đềm [30].
Phụ   lưu   chính   của   sông   Mêkông   là   Nậm   Hu,   Nậm   Ngạn,   Nậm 
Nhiếp, Nậm Kha Đinh, Xê Băngphai, Xê Băng Hiên, Xê San (tả  ngạn), 
Nậm Kok, Xế  Mun, Xêreepoc (hữu ngạn). Từ  Phom Penh, sông có 3 chi 
lưu: sông Tonglesap đưa nước vào biển Hồ, sông Tiền và sông Hậu đưa 
nước ra biển qua chín cửa mà ta quen gọi là sông Cửu Long [30].
1.1.2. Đặc điểm đăc trưng của hệ sinh thái sông
1.1.2.1. Điều kiện sống trong sông

Sông là thủy vực nước chảy tiêu biểu với đặc điểm là khối nước 
luôn chảy theo một chiều nhất định, từ thượng lưu tới hạ lưu, do sự chênh 
lệch về  độ  cao so với mặt nước biển của dòng sông. Dòng chảy của một 
con sông khi nước đầy giữa hai bờ  sông gọi là dòng chảy nền. Khi nước  
cạn, dòng chảy của một con sông thu vào dòng chảy gốc, cách xa hai bờ 
sông. Bãi đất cạn hở  ra trong mùa nước cạn nằm giữa bờ  sông và dòng 
chảy gốc gọi là bãi sông, có thể phân thành nhiều tầng.
Theo dòng chảy, từ  đầu nguồn tới cửa sông, dòng sông có thể  chia  
thành 3 phần: đầu nguồn (thượng lưu), giữa nguồn (trung lưu), cuối nguồn  
(hạ  lưu) với sự  khác nhau về  hình thái, tốc độ  nước chảy, nền đáy và  

4


nhiều đặc điểm khác. Sông  ở  thượng lưu thường hẹp, nông, tốc độ  nước 
chảy mạnh, nền đáy là nền đáy gốc bao phủ  bởi các phần tử  vật chất cỡ 
lớn. Sông ở trung lưu có lòng sông rộng dần ra, có thêm nhiều phụ lưu, tốc  
độ nước giảm đi. Nền đáy sông ở phần này có tính chất hỗn hợp: nền đáy 
gốc chỉ có ở một số nơi, còn chủ yếu là nền đáy bồi đắp, cấu tạo bởi các 
phần tử  vật chất cỡ  nhỏ  (đá nhỏ, cát, bùn) do nước sông tải đến, lắng 
đọng xuống. Vùng hạ  lưu có lòng sông mở  rộng cho tới cửa sông, tốc độ 
nước chảy giảm nhẹ. Nền đáy ở phần này hoàn toàn là nền đáy bồi đắp và  
chỉ gồm các phần tử vật chất cỡ nhỏ (cát, bùn). Vùng cửa sông là vùng tiếp  
xúc với biển, chịu ảnh hưởng rõ rệt của thủy triều, nước sông pha lẫn với  
nước biển tạo thành một vùng có đặc tính thủy lý hóa học và thủy sinh học 
rất phức tạp và đặc sắc.
Tốc độ nước chảy của sông cũng thay đổi theo chiều ngang: mạnh ở 
giữa dòng, giảm nhẹ đi ở hai bên bờ. Do vận động của nước sông, bờ sông  
và nền đáy sông không ngừng bị  hao mòn. Các vật chất bị  bào mòn  ở  nơi 
này sẽ được tải đến bồi đắp ở nơi khác, do đó làm dòng sông luôn biến đổi  

theo chiều ngang cũng như  theo chiều đứng, có khi làm dòng chảy đổi 
hướng tạo thành hình thái khúc khuỷu của dòng sông ở trung lưu [31]. Cùng 
một khối nước, tốc độ  dòng chảy tỷ  lệ  nghịch với thiết diện ngang của  
lòng sông.  Ở  những nơi có các hố  sâu hoặc khuỷu, nước chảy hình thành 
các xoáy, nước luôn bị xáo trộn mạnh. Nhìn chung, ở  các sông đồng bằng, 
tốc độ  vào mùa kiệt nước thường không vượt quá 1m/s, vào mùa lũ 1,5 –  
2,0m/s, ở vùng núi 
5 – 6m/s.

5


Mực nước của sông phụ thuộc vào điều kiện khí hậu của từng vùng, 
trước hết là sự  thay đổi nguồn nước theo mùa, chế  độ  nước ngầm. Mực 
nước trên sông chênh lệch nhau khá lớn giữa mùa lũ và mùa kiệt, có nơi đạt 
đến 
5 – 15m.
Nhiệt độ nước trong sông phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ của nước  
cấp cho sông, vào khí hậu vùng mà dòng nước chảy qua và những đặc tính 
thủy động học khác nhau của dòng chảy. Sự dao động nhiệt theo mùa trong 
sông nằm trong giới hạn 0 – 30 0C, dao động ngày đêm 8 ­ 100C (vùng đồng 
bằng).
Độ  trong của nước sông phụ  thuộc chính vào hàm lượng các chất 
chứa trong nước. Trong nước sông muối cacbonat có ý nghĩa quan trọng 
hơn là các ion khác như sulphat, nitrat, muối photpho, canxi, sắt, mangan…
Lượng các chất hữu cơ  phụ  thuộc vào đặc tính của dòng chảy qua 
các vùng khác nhau và tiếp nhận sự rửa trôi của các lưu vực lân cận.
Chế   độ  khí của sông nói chung thuận lợi cho  đời sống sinh vật. 
Lượng oxy giảm từ thượng lưu tới hạ lưu [30].
1.1.2.2. Sự phân bố của các quần xã sinh vật ở sông 

Những quần xã sinh vật sống trong dòng chảy, nơi nước luôn vận  
động có nhiều nét đặc trưng:
­ Thành phần loài rất đa dạng do đa dạng về sinh cảnh (dạng hình, vị 
trí địa lí của sông, tốc độ và mực nước, đặc tính của nền đáy,…). Hơn nữa, 
sinh vật trong hệ  thống sông bao gồm nhiều nhóm loài bản địa và những 
loài di nhập từ nơi khác đến (từ các thủy vực nước đứng của nội địa và từ 

6


biển). Khi những loài từ  nơi khác rơi vào sông, nhiều loài trong chúng bị 
chết, một số khác còn lại thích nghi với đời sống dòng chảy đã tồn tại và 
phát triển, đôi khi khá hưng thịnh [30].
Từ  thượng nguồn tới cửa sông, tính đa dạng về  thành phần loài, sự 
phát triển về số lượng, sinh vật lượng của quần xã sinh vật tăng dần, đồng  
thời có sự  thay thế  những nhóm  ưa oxi bằng các nhóm kém  ưa oxi hơn, 
những nhóm có khả  năng chống chịu tốc độ  dòng chảy lớn (thân trơn, dài, 
có giác bám,…) bằng những loài kém thích nghi hơn (cá thân cao), những 
loài ăn thịt (ấu trùng và côn trùng dưới nước) bằng những loài ăn thực vật, 
mùn bã và sinh vật nổi, những loài đẻ  trứng vùi bằng những loài đẻ  trứng 
bám và trứng nổi. Những thay thế đó liên quan chặt chẽ đến sự thay đổi của  
tốc độc dòng chảy [30].
Theo chiều ngang sông, thành phần loài và sự  phát triển về  số lượng, 
sinh vật lượng giảm từ bờ ra giữa dòng. Nơi giàu có nhất là nơi nước chảy  
yếu xuất hiện trên các triền sông. Quy luật này không rõ  ở  các đoạn sông 
miền núi do sự phân bố đồng đều của động vật đáy trên nền đáy khá đồng 
nhất [30].
Từ các nhóm sinh thái khác nhau, những nhóm phát triển phong phú là 
plankton, benthos, nekton, periphyton, còn neuson và pleuston hầu như vắng 
mặt [30].

­ Plankton: Bao gồm các thủy sinh vật sống trôi nổi một cách thụ 
động hoặc vận động yếu trong các lớp nước tầng mặt, chủ  yếu nhờ  vào  
chuyển   động   của   khối   nước   mà   di   chuyển.   Plankton   bao   gồm:  
bacterioplankton, phytoplankton, zooplankton. Về mặt chuyển hóa vật chất, 
plankton bao gồm các sinh vật sản xuất sơ  cấp (phytoplankton), các sinh 

7


vật   tiêu   thụ   bậc   thấp   (zooplankton),   các   sinh   vật   phân   hủy 
(bacterioplankton).   Trong   thành   phần   sinh   vật   nổi   của   sông,   phát   triển  
mạnh là vi khuẩn, tảo khuê, luân trùng, tảo lam, tảo lục, còn giáp xác nhỏ 
kém phát triển. Thành phần loài và số  lượng nghèo  ở  thượng lưu và giàu  
dần lên  ở  hạ  lưu. Do chế  độ  nước chảy mạnh, nên sinh vật nổi phân bố 
tương đối đồng đều theo chiều ngang cũng như thẳng đứng. Số lượng sinh 
vật nổi nhiều nhất vào kỳ  nước thấp và nghèo đi vào kỳ  nước cao. Trong 
thành phần sinh vật nổi các sông của miền Bắc Việt Nam,  ở  vùng đồng 
bằng thường có các loài giáp xác nguồn gốc biển hoặc nước lợ di nhập vào 
như các loài thuộc các giống Sinocalanus, Schmackeria, Cyathura.v.v.. [31].
­ Nekton:  Sinh vật tự  bơi là thành phần quan trọng trong các quần 
loại sinh vật  ở  trong tầng nước, bao gồm các động vật có kích thước lớn  
và phần lớn là các đối tượng khai thác. Sinh vật tự bơi đều là các sinh vật  
tiêu thụ ở các bậc dinh dưỡng khác nhau, có cấu tạo cơ thể phức tạp, có cơ 
quan vận động chủ  động, tích cực. Sinh vật tự  bơi  ở  sông gồm có cá, bò 
sát, ở nước và động vật có vú ở nước. Các loài cá sông có thể là cá thường  
trú, có thể là cá từ biển di nhập vào từng thời gian để sinh sản. Thành phần 
khu hệ  cá sông thường không đồng nhất từ  thượng lưu về  hạ  lưu,  ở mỗi  
quãng sông có một khu hệ  cá đặc trưng. Vùng thượng lưu sông Hồng có 
nhiều loài cá đặc trưng cho vùng núi như: cá Bỗng, cá Sỉnh, cá Hỏa, cá 
Chát, cá Lòa.v.v., trong khi đó  ở  vùng hạ  lưu, khu hệ  cá gồm các loài phổ 

biến ở vùng đồng bằng (cá Chép, cá Diếc, cá Mè, cá Chày.v.v.) và các loài  
cá từ  biển di cư  vào như  (cá Mòi, cá Cháy.v.v.). Một số  loài cá khác phân  
bố rộng từ thượng lưu tới hạ lưu sông như cá Mương, cá Chạch, cá Măng,  
cá Nheo.v.v.[31].

8


­ Benthos: Thành phần sinh vật sống ở nền đáy bao gồm cả sinh vật 
sản xuất, tiêu thụ, và phân hủy. Sinh vật tiêu thụ ở đây được đặc trưng bởi 
những nhóm động vật ăn mùn bã sinh vật hoặc bùn đáy.  Ở  những vùng 
nước sâu không còn ánh sáng thì thực vật không còn nữa và sinh vật đáy chỉ 
còn là những sinh vật tiêu thụ (động vật) ở các bậc dinh dưỡng khác nhau  
và sinh vật phân hủy (vi khuẩn).
+ Theo vị  trí nơi  ở  thì benthos được chia thành: sinh vật sống trên  
mặt nên đáy (epifauna) và nhóm sống chui xuống nền đáy (infauna).
+ Theo tính  ưa nền đáy thì benthos được chia thành: sinh vật  ưa đáy  
bùn   (pelophile),   sinh   vật   ưa   đáy   cát   (psammophile),   sinh   vật   ưa   đáy   đá 
(lithophile), sinh vật ưa đáy sét (argilophile),…
+ Theo kích thước, sinh vật đáy có thể được chia thành nhiều kích cỡ 
khác nhau; sinh vật đáy lớn (marcobenthos) có kích thước lớn hơn 2mm,  
sinh   vật   đáy   vừa   (mesobenthos)   từ   0,1   –   2mm   và   sinh   vật   đáy   nhỏ 
(microbenthos) dưới 0,1mm. Một cách tổng quát, có thể  chia sinh vật đáy 
thành   hai   nhóm   lớn:   động   vật   đáy   (zoobenthos)   và   thực   vật   đáy 
(phytobenthos).
1.1.2.3. Một số  đặc điểm thích nghi quan trọng của quần xã sinh vật  ở 
sông 
Ở  các đại diện thuộc quần xã nơi nước chảy, sinh vật có những 
thích nghi chuyên hóa cho phép chúng bám trụ  được trong các thủy vực 
nước chảy nhanh. Có thể  liệt kê một số  đặc điểm thích nghi quan trọng  

nhất:

9


­ Bám thường xuyên vào giá thể cứng như đá, phiến gỗ, khối lá. Các  
thực vật sản xuất quan trọng nhất cũng được liệt vào loại này. Đó là tảo  
lục sống bám như  Clado phora với những mấu phụ dài…Một số loài động 
vật cũng sống bám vào giá thể, đó là thủy tức nước ngọt và  ấu trùng bọ 
suối mà bằng dịch của tuyến tiết chuyên hóa đã gắn tổ  kén của chúng vào  
đá.
­ Móc và giác bám: Phần lớn các loài động vật sống ở nơi nước chảy  
nhanh thường có móc bám hoặc giác bám cho phép chúng bám chắc vào bề 
mặt giá thể  hầu như  rất trơn. Ví dụ  như: hai loài  ấu trùng thuộc bộ  Hai 
cánh trong giống  Simulium  và giống  Plepharocera.  Simulium  không những 
sử  dụng giác bám  ở  sau cơ  thể  mà còn tiết các sợi tơ  buộc mình vào giá  
thể.
­ Bề  mặt phía dưới có chất dính: Nhiều động vật bám vào giá thể 
bằng chất dính  ở  bề  mặt phía dưới cơ  thể, như  một số  nhuyễn thể  chân 
bụng và giun dẹp.
­ Cơ  thể  hình thoi: Hầu hết các động vật sống trong sông, từ   ấu 
trùng côn trùng đến cá đều có cơ  thể  hình thoi nhọn, nghĩa là cơ  thể  của  
chúng có dạng gần giống như hình trứng: phía trước lượn tròn và phía sau  
vuốt nhọn. Điều đó cho phép giảm sức cản của nước đến mức tối thiểu.
­ Cơ  thể  dẹp: Nhiều loài động vật sống  ở  nơi nước chảy nhanh  
không chỉ có cơ thể dạng hình thoi nhọn mà còn dẹp nữa. Điều đó cho phép  
chúng dễ dàng ẩn náu vào trong khe, kẽ và vào phía dưới các tảng đá. Ví dụ 
như thiếu trùng phù du và thiêu thân.
­ Tính hướng dương theo dòng chảy: Động vật sống ở sông luôn luôn 
định hướng ngược với dòng chảy. Đó là loại hình tập tính bẩm sinh.

10


­ Tính hướng tiếp xúc dương: Nhiều động vật  ở  sông có tập tính  
bẩm sinh đặc trưng là bám chặt vào bề mặt hoặc duy trì tiếp xúc chặt chẽ 
với bề  mặt. Nếu như  thả  một nhóm thiếu trùng thiêu thân vào lọ  trơn thì 
chúng tìm bám ngay vào các que hoặc mảnh vụn thực vật nằm  ở đáy. Nếu 
như không có bề mặt tiếp xúc thích hợp thì chúng bám vào nhau [3].
1.2. Đa dạng sinh học cá và ý nghĩa của nó trong các hệ sinh thái nước
1.2.1. Đa dạng sinh học cá
­ Khái niệm về Đa dạng sinh học:
Thuật ngữ  đa dạng sinh học (biodiversity) ra đời từ  những năm 80 
của thế kỷ trước và được hiểu là “sự phồn vinh của sự sống trên Trái Đất,  
là hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, là những gen chứa trong  
các loài, là những hệ  sinh thái vô cùng phức tạp cùng tồn tại trong môi 
trường “ (WWF, 1989).
McNeely et al. (1991) cho rằng, “Đa dạng sinh học là một khái niệm 
chỉ  tất cả  động vật, thực vật và vi sinh vật, những đơn vị  phân loại dưới  
chúng và các hệ sinh thái mà sinh vật là những đơn vị cấu thành”. Đó là một 
thuật ngữ bao trùm đối với mọi mức độ  biến đổi của thiên nhiên, gồm cả 
số lượng và tần suất xuất hiện của các hệ sinh thái, của loài hay gen trong  
một tập hợp đã biết”.
Như vậy đa dạng sinh học được xét trong 3 cấp: đa dạng về loài sinh 
vật, đa dạng về gen chứa trong các loài hay đa dạng về di truyền, đa dạng  
về hệ sinh thái [29].
­ Đa dạng sinh học cá: Cá gồm 4 lớp trong tổng số 8 lớp thuộc phân ngành 
động   vật   có   xương   sống   hiện   sống.   Chúng   rất   đa   dạng,   gồm   khoảng 

11

21.000 loài sống trong môi trường nước, từ các vực nước trong lục địa cũng 
như   ở  đại dương kể  cả  những vùng sâu thẳm. Chúng đông hơn động vật 
có xương sống  ở  cạn. Mặc dù cá là động vật có xương sống cổ  nhất, 
chúng đã có một thời hưng thịnh, sau đó được thay thế bởi các nhóm động 
vật có xương sống tiến hóa hơn. Nhưng không có bất cứ  động vật nào  ở 
biển đe dọa được sự tồn tại của chúng [5].
1.2.2. Ý nghĩa đa dạng sinh học cá trong các hệ sinh thái nước
Đa dạng sinh học đóng vai trò rất quan trọng đối với sinh giới và con 
người. Việt Nam được coi là “điểm nóng” về  đa dạng sinh học trên thế 
giới với 3 lý do: 
­ Thành phần các giống loài động vật, thực vật khá phong phú. Riêng ở 
dưới nước đã xác định được trên 2740 loài và dưới loài thủy sinh vật nước  
ngọt và trên 11000 loài thủy sinh vật nước mặn.   
­   Có   mức   độ   đặc   hữu   cao   so   với   các   nước   trong   phân   vùng   Đông 
Dương (MacKinnon,1986).
­ Đa dạng sinh học bị thất thoát nghiêm trọng vào bậc nhất [29].
Đối với các hệ sinh thái nước, cá có vai trò và ý nghĩa to lớn:
­ Đảm bảo cân bằng sinh thái ở các thủy vực, góp phần đảm bảo không 
một loài nào đó phát triển hoặc là suy giảm số  lượng một cách quá mức.  
Thành phần mỗi loài cá là một mắt xích trong chuỗi và lưới thức ăn của 
quần xã dưới nước, nó đảm bảo sự  tuần hoàn vật chất và sự  chuyển hóa  
năng lượng  ở  các HST nước. Làm cho không một loài nào đó phát triển  
hoặc là suy giảm số lượng một cách quá mức.
­ Là nguồn gen dự trữ.

12

­ Cung cấp nguồn thực phẩm phong phú cho con người. Trong đó phải 
kể  đến HST sông cung cấp thường xuyên rất nhiều loại cá nước ngọt có 
chất   lượng   cao   về   thịt   như   (cá   Anh   Vũ,   cá   Chép,   cá   trôi,   cá   chuối,   cá  
Trắm…).
­ Cung cấp nguồn dược liệu. Ở HST sông có một số loài cá có thể dùng 
làm thuốc. Ví dụ: mật cá Trắm đen có thể làm thuốc sát trùng [36].
­ Thỏa mãn nhu cầu thẩm mỹ của con người do một số loài được nuôi  
cảnh.
­ Phục vụ  cho công tác nghiên cứu khoa học để  phát triển nghề  cá và 
bảo tồn ĐDSH; đồng thời có thể sử dụng chỉ số đa dạng sinh học cá (index  
of biotic intergrity ­ IBI) để việc đánh giá chất lượng môi trường nước.
­ HST nước có ĐDSH cá có thể phát triển làm nơi du lịch. Ví dụ: ao cá 
Bác Hồ, ở Thanh Hóa có suối cá thần Cẩm Lương – Cẩm Thủy thu hút rất 
nhiều khách du lịch trong và ngoài nước đến thăm, quan [10,24].
1.3. Quan hệ  của Đa dạng sinh học cá với một số  yếu tố  sinh thái  
chính ở HST sông
Các nhân tố vô sinh của môi trường sống bao gồm các yếu tố lý, hóa, 
cơ  học của môi trường nước và nền đáy cùng với quá trình biến đổi của 
chúng trong đời sống thủy vực.  Ở  hệ  sinh thái sông có rất nhiều yếu tố 
ảnh hưởng đến ĐDSH cá như: đặc tính cơ  lý học (áp lực nước, độ  nhớt, 
ánh sáng, nhiệt độ,…), đặc tính thủy học (chuyển động của khối nước  
trong thủy vực), đặc tính thủy hóa học (chất hòa tan, chất vẩn, pH) của 
khối nước, đặc tính nền đáy, các yếu tố hữu sinh. Trong phạm vi luận văn 

13


này chúng tôi chỉ đề cập đến các yếu tố chính ảnh hưởng mẽ tới ĐDSH cá: 
độ trong, nhiệt độ, pH, chất hòa tan [31].
1.3.1. Quan hệ với các yếu tố thủy lý

­ Độ trong: 
Độ  trong chịu  ảnh hưởng bởi các phần lơ  lửng khác nhau và có vai 
trò rất quan đối với sinh vật ở nước. Trước hết độ trong thấp sẽ làm giảm 
khả năng xuyên sâu của ánh sáng bề mặt, qua đó giới hạn quang hợp cũng  
như tầm nhìn của các động vật sống ở nước [30]. Hệ số hấp thụ ánh sáng 
của nước tỷ  lệ  nghịch với độ  trong của nước [31]. Khi quang hợp bị giới  
hạn thì sự sống của sinh vật sản xuất, đặc biệt là thực vật nổi cũng bị giới  
hạn từ đó làm giảm các sinh vật tiêu thụ   ở  các bậc khác nhau trong đó có  
cá. Độ  trong của nước  ở  sông thường rất thấp.  Ở  các con sông lớn, độ 
trong chỉ trong khoảng 1­2 m còn ở các sông nhỏ có khi chỉ vài cm [30,31].
­ Nhiệt độ: 
Nguồn nhiệt chủ yếu của nước trong các thủy vực là từ bức xạ mặt  
trời và chủ  yếu do các tia có sóng dài gồm hồng ngoại, đỏ  da cam. Lớp 
nước trên mặt hấp thụ  nhiều nhiệt hơn  ở  lớp nước dưới sâu nên các tia  
sáng này chủ  yếu chỉ  tập trung  ở các lớp nước tầng trên. Chế  độ  nhiệt  ở 
nước tương đối  ổn định hơn trong không khí, do có độ  tỏa nhiệt và thu 
nhiệt lớn đồng thời các lớp nước  ở  trên bề  mặt và ở  dưới sâu có sự  điều 
hòa nhiệt độ lẫn nhau trong quá trình lạnh đi hay bốc hơi, làm cho nhiệt độ 
của cả khối nước tương đối ít biến đổi [31]. 
 Nhiệt độ nước trong thủy vực có ảnh hưởng lớn đến thủy sinh vật  
và có tính chất quyết định đối với đời sống thủy sinh vật. Trong đời sống  

14


cá thể, nhiệt độ  có  ảnh hưởng tới tốc độ  trao đổi chất, thông qua  ảnh 
hưởng đối với hoạt động của các enzyme theo định luật Vanhoff, do đó chế 
độ  nhiệt trong các thủy vực  ảnh hưởng tới nhịp độ  sinh sản và phát triển  
của thủy sinh vật. Cùng với nồng độ  muối, chế  độ  nhiệt trong thủy vực 
quyết định sự  phân bố  theo vĩ độ, theo thủy vực của thủy sinh vật nói 

chung và cá nói riêng [3,31].
­ Độ muối:
Độ  mặn  hay  độ  muối  được ký hiệu S‰ (S ­   salinity  ­ độ  mặn) là 
tổng lượng (tính theo gram) các chất hòa tan chứa trong 1 kg nước. Đối với 
các loài thủy sinh vật, độ  muối là một nhân tố  sinh thái quan trọng vì nó 
ảnh hưởng lớn tới các yếu tố  khác như: pH, nhiệt độ, hàm lượng oxy hòa 
tan, các nguồn thức ăn .v.v…[49], đồng thời có vai trò xác định giới hạn 
phân bố của các loài.
­ Độ dẫn: 
Độ  dẫn điện của nước liên quan đến sự  có mặt của các ion trong 
nước. Các ion này thường là muối của kim loại như muối NaCl, KCl và các  
iôn SO42­, NO3­ , PO43­ v.v... Tác động ô nhiễm của nước có độ dẫn điện cao 
thường liên quan đến tính độc hại của các ion hòa tan trong nước. Để  xác 
định độ  dẫn điện, người ta thường dùng các máy đo điện trở  hoặc cường 
độ dòng điện [49].
1.3.2. Quan hệ với các yếu tố thủy hóa 
­ Độ pH: 
Trong thành phần nước thiên nhiên, ion H+  có hàm lượng rất nhỏ, 
nhưng có một vai trò rất quan trọng. Độ  pH trong nước phụ  thuộc vào  

15


nhiều yếu tố và ảnh hưởng đến hàm lượng của nhiều thành phần khác. Độ 
pH phụ thuộc vào hàm lượng muối hữu cơ  đáy hồ  và khả  năng thủy phân 
của các muối kim loại nặng.  Ở các thủy vực nội địa nước thay đổi từ  axit  
(pH từ 3,4 – 6,95), trung tính (pH từ 6,95 – 7,3), kiềm (pH từ 7,3 – 10) [31].
Độ  pH trong thủy vực có thể  biến đổi theo ngày đêm, do biến đổi 
của hàm lượng CO2 trong nước trong quá trình quang hợp. Độ pH cũng thay 
đổi theo độ  sâu, càng xuống sâu càng giảm đi do sự  thay đổi hảm lượng 

CO2 theo độ  sâu. Ngoài ra, độ  pH còn biến đổi theo mùa do biến đổi của 
các quá trình phân hủy chất hữu cơ, liên quan tới hàm lượng CO2  trong 
nước [31].
Giữa độ  pH của  nước trong thủy vực và thủy sinh vật có quan hệ 
qua lại rất mật thiết. Hoạt động sống của thủy sinh vật như quang hợp, hô 
hấp làm thay đổi độ pH của nước trong thủy vực. Ngược lại pH của nước  
ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới sự phân bố  và hoạt động sống của 
thủy sinh vật. Độ pH thay đổi còn làm thay đổi cân bằng các hệ thống hóa 
học trong nước, qua đó gián tiếp ảnh hưởng đời sống thủy sinh vật, Ví dụ 
pH axit làm muối của Fe hòa tan nhiều trong nước gây độc cho thủy sinh 
vật [31].
Điểm gây chết của axit và kiềm lần lượt xấp xỉ  thấp hơn 4 và cao  
hơn 11. Với mức pH từ  4 – 6,5 cá phát triển chậm. Vào buổi sáng, giá trị 
pH trong môi trường thay đổi trong khoảng 6,5 – 9,0, được coi là phù hợp  
nhất cho cá sinh trưởng và phát triển [40]. Nếu cá bị  chuyển nhanh chóng 
từ môi trường nước này sang môi trường nước khác có sự khác nhau nhiều 
về pH thì cá bị sốc hoặc chết ngay cả khi pH của môi trường mới chuyển  
sang trong khoảng chịu đựng thông thường của loài cá đó [40].

16


­ Hàm lượng oxy hóa học (COD): 
Trong hóa học môi trường, chỉ  tiêu và thử  nghiệm nhu cầu ôxy hóa 
học  (COD ­  chemical oxygen demand) được sử  dụng rộng rãi để  đo gián 
tiếp khối lượng các  hợp chất hữu cơ  có trong  nước. Phần lớn các  ứng 
dụng trong sử  dụng chỉ  số  là nhằm xác định khối lượng của các   chất ô 
nhiễm hữu cơ tìm thấy trong nước bề  mặt (ví dụ  trong các con sông hay 
hồ), làm cho COD là một phép đo hữu ích về  chất lượng nước. Nó được 
biểu diễn theo đơn vị  đo là miligam trên lít (mg/l), chỉ  ra khối lượng   ôxy 

cần tiêu hao trên một lít dung dịch. Các nguồn tài liệu cũ còn biểu diễn nó  
dưới dạng các đơn vị đo khác như phần triệu (ppm) [49].
­ Hàm lượng oxy sinh hóa (BOD):
Nhu cầu  ôxy hóa sinh học  hay  nhu cầu  ôxy sinh học  (ký hiệu:  BOD  ­ 
Biochemical (hay Biological) Oxygen Demand), là một chỉ số được sử dụng 
để xác định xem các sinh vật sử dụng hết  ôxy trong nước nhanh hay chậm 
như thế nào. Nó được sử dụng trong quản lý và khảo sát chất lượng nước  
cũng như trong sinh thái học hay khoa học môi trường. BOD không là một 
thử nghiệm chính xác về mặt định lượng, mặc dù nó có thể coi như là một  
chỉ thị về chất lượng của nguồn nước [49].
­ Các chất hòa tan trong nước: 
Chất hòa tan trong nước thiên nhiên bao gồm nhiều thành phần khác 
nhau. Có thể chia làm ba nhóm lớn là: chất vô cơ hòa tan, chất hữu cơ hòa  
tan và chất khí hòa tan [31].
 Chất vô cơ  hòa tan: Chất vô cơ  hòa tan trong tự  nhiên gồm 3 thành 
phần:

17


+ Thành phần muối cơ bản là thành phần chủ yếu của muối vô cơ  hòa  
tan trong nước thiên nhiên. Trong nước ngọt thành phần này chiếm tới 90 – 
95%, trong nước có nồng độ  muối cao, tới 99%. Thành phần muối cơ bản 
này gồm các muối clorit, sunfat cacbonat, hidrocacbonat của Na, Mg, Ca và 
K. Thành phần này tồn tại trong nước thiên nhiên dưới dạng các ion chủ 
yếu: Cl, SO4, HCO3, CO3, Na, K, Mg, và Ca. 
+ Các nguyên tố  tạo sinh (biogen) gồm các hợp chất vô cơ  và hữu cơ 
hòa tan của N, P và Si, là các chất cần thiết cho sự tạo thành cơ thể  sống. 
Thuộc vào nhóm này còn có thể  kể  cả  một số  muối khác như  Na, Ca, K, 
Mg…và được gọi chung là các muối dinh dưỡng. N  ở trong nước  ở dạng  

các ion NH4+, NO2­, NO3­,  và các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan trong  
nước. P cũng  ở  dạng vô cơ  và hữu cơ  hòa tan hoặc không hòa tan trong  
nước. Dạng vô cơ  trong nước tự  nhiên là H3PO4 và các dẫn xuất. Si trong 
nước tự nhiên ở dạng hòa tan có thể là H4SiO4 và các dẫn xuất.
+ Các nguyên tố vi lượng bao gồm các nguyên tố có hảm lượng rất nhỏ,  
nhưng rất quan trọng đối với đời sống thủy sinh vật. Các nguyên tố này rất 
nhiều và càng ngày càng được phát hiện nhiều thêm bằng các phương pháp 
phân tích hiện đại. Các nguyên tố phổ biến là: Fe, Ni, Pb, Cu, Mn, Co, …
 Chất hữu cơ hòa tan: 
Trong thành phần nước tự  nhiên, ngoài lượng chất hữu cơ  chứa trong 
sinh vật, còn có thành phần chất hữu cơ   ở  các dạng khác ngoài sinh vật  
như chất hữu cơ hòa tan, chất vẩn và chất keo [31].
 Chất khí hòa tan: 

18


Trong nước thiên nhiên có các chất khí hòa tan, trong đó các chất khí 
thường gặp và có hàm lượng cao như: O2, CO2, N2, CH4, H2S, NH3.
Nguồn gốc của các chất khí này là: từ  không khí đi vào nước (O2, CO2, 
N2) hoặc do các quá trình sống của thủy sinh vật và các quá trình chuyển 
hóa vật chất xảy ra trong thủy vực (CO 2, CH4, H2S, NH3, H2) hay do quá 
trình phân giải khí và chuyển hóa ở các lớp đất sâu dưới tác dụng của nhiệt 
độ  cao và áp lực cao (CO2, CO, H2S, NH3, HCl…). Đối với nước trên mặt 
đất, hai nguồn gốc trên là chủ yếu, còn đối với nước ngầm, nguồn gốc thứ 
ba là chủ yếu.
Để đánh giá chất lượng nước, thường dùng chỉ tiêu hàm lượng oxy hòa 
tan trong nước (DO). Nồng độ  oxy hòa tan là chỉ  thị  quan trọng thể  hiện  
chất lượng nước trong thủy vực [6]. Oxy hòa tan có trong thủy vực là từ 
không khí và từ  hoạt động quang hợp của thực vật trong tầng quang hợp.  

Lượng oxy này sẽ được tiêu thụ trong quá trình hô hấp, trong các quá trình 
ôxy hóa các chất trong thủy vực, nếu ở hàm lượng cao có thể thoát ra ngoài  
không khí.  Ở  nền đáy, oxy còn được chuyển từ  oxit mangan khó hòa tan  
trong nước lắng xuống đáy. Khi mất oxy, chất này lại trở  thành hợp chất 
Mn hòa tan, lấy lại oxy trong nước rồi lại lắng xuống đáy.
+ Khí Cacbonic: Cũng từ không khí, từ hoạt động hô hấp của thủy sinh  
vật và từ các quá trình phân hủy chất hữu cơ mà tạo ra trong nước. CO 2 hòa 
tan trong nước được tiêu thụ  trong quá trình quang hợp, trong quá trình  
chuyển hóa thành HCO3 và CO32­ và có thể thoát ra ngoài nước.
Hàm lượng oxy và CO2 trong nước của các thủy vực phụ thuộc vào rất 
nhiều yếu tố  như  nhiệt độ  nước và nồng độ  muối,… Hàm lượng oxy và 
CO2 trong thủy vực còn biến đổi theo mùa, theo ngày đêm, theo độ sâu, theo  

19


hoạt động sống của thủy sinh vật, các quá trình chuyển hóa vật chất hữu 
cơ  trong thủy vực và theo sự  thay đổi đặc tính vận động của khối nước.  
Phân bố  của oxy và CO2 trong các thủy vực cũng theo quy luật nhất định. 
Các tầng nước trên thường giàu oxy, có khi tới bão hòa, rồi giảm dần theo  
độ sâu. Các tầng nước sâu thường giàu CO2 và nghèo oxy, có khi còn có các 
khí độc (CH4, H2S).
+ H2S: Trong thủy vực, H2S được hình thành do hoạt động của vi khuẩn 
thối rữa phân hủy chất hữu cơ  và vi khuẩn lưu huỳnh khử  sunfat trong  
nước. Loại thứ nhất hay gặp  ở nước ngọt, loại thứ hai hay gặp  ở biển và 
đại dương, nơi có nhiều sunfat. Khối lượng H 2S sinh ra trong thủy vực 
nhiều khi rất lớn, làm nhiễm độc một diện tích rất rộng trong thủy vực.  
H2S là khí rất độc, trực tiếp hay gián tiếp gây tác hại cho thủy sinh vật. Có 
những thủy sinh vật chết ở nổng độ H2S rất nhỏ. H2S còn làm giảm lượng 
oxy hòa tan trong nước, thu hẹp diện tích hoạt động bắt mồi của thủy sinh  

vật trong các thủy vực [31].
1.4. Khái quát về chỉ số tổ hợp sinh học (Index of Biotic Integrity ­ IBI)
1..4.1. Lịch sử của chỉ số tổ hợp sinh học – IBI
Chỉ  số  tổ  hợp sinh học được phát triển bởi James R. Karr từ  năm 
1981 và đầu những năm 80. Ban đầu Ông đã sử  dụng quần xã cá trong các  
dòng suối vùng phía tây ở miền Trung nước Mỹ để tính điểm IBI. IBI được 
phát triển bởi  vì có nhiều  ưu điểm như  có tính hiệu quả, dễ  sử  dụng, 
không tốn kém và khá chính xác [38,42].
IBI là cách tiếp cận sử dụng phương pháp so sánh để đo tổ hợp sinh 
học (Moyle và Randall, 1998). Tổ hợp sinh học được kiểm tra bởi so sánh 

20


giá trị  IBI của một vị  trí bị  tác động xấu với một vị  trí không bị  xáo trộn 
hoặc ít bị xáo trộn nhất (Karr, 1981). Các giá trị IBI được xác định dựa trên  
hầu hết các thuộc tính hệ  thống sống mà có chứa thông tin về  cấu trúc, 
chức năng và tổ  chức của các quần xã sinh vật (Osborne và các cộng sự 
1992). Nhờ có các thuộc tính này mà IBI phản ánh các thành phần của HST, 
kết cấu nơi sống và dinh dưỡng, sức sống cá thể  và sự  phong phú loài 
(Hughes và các cộng sự, 1998) [38,42].
1.4.2. Ý nghĩa của việc sử  dụng chỉ  số  tổ  hợp sinh học để  đánh giá  
chất lượng môi trường nước
­ Ý nghĩa của chỉ số tổ hợp sinh học:
Khi so sánh các kết quả  đánh giá chất lượng môi trường nước bằng  
các phương pháp vật lý, hóa học và sinh học thì cục môi trường Mỹ (EPA) 
nhận thấy rằng 50% trường hợp suy giảm môi trường nhận biết bằng các 
chỉ số sinh học trùng với sự suy giảm các chỉ số hóa học. Ngược lại chỉ có 
3% trường hợp nhận biết bằng các chỉ số hóa học trùng với các chuẩn mực  
sinh học. Tù kết luận đó EPA dùng chỉ số tổ hợp sinh học để đánh giá môi  

trường có nhiều thuận lợi và chính xác hơn [24].
+ Phương pháp phân tích lý, hóa học xác định các yếu tố riêng lẻ trong  
môi trường nước ô nhiễm. Tác động này rất khác với tác động tổng hợp  
của toàn bộ các yếu tố. Tác động tổng hợp này chỉ  được thể  hiện qua các  
dữ liệu sinh học, do phương pháp sinh học thu được kết quả tác động tổng  
hợp của nhiều yếu tố trên cá thể sinh vật hoặc qua quần xã sinh vật trong  
môi trường nước bị ô nhiễm [31].
+ Phương pháp phân tích lý, hóa xác định chất lượng môi trường nước  
chỉ ở trong một thời điểm tức thời nhưng các chất ô nhiễm có thể biến đổi 

21


hoàn toàn theo thời gian. Trong khi đó, phương pháp sinh học thể hiện chất 
lượng môi trường nước qua một quá trình diễn ra trong một thời gian nhất  
định đủ cho một vài chu kỳ sống của sinh vật chỉ thị [44].
+ Các phương pháp kỹ  thuật phân tích lý, hóa học hiện nay chưa có 
khả  năng xác định các chất có hàm lượng siêu nhỏ  trong môi trường nước 
nằm dưới giới hạn phân tích. Trong khi đó phương pháp sinh học có khả 
năng gián tiếp xác định được các chất có hàm lượng siêu nhỏ, dựa vào khả 
năng tích tụ sinh học của sinh vật chỉ thị.
+ Có đến hơn 1500 chất ô nhiễm được thải vào trong môi trường nước  
song chỉ có 25 chất trong số đó là được xác định. Với số lượng lớn các chất  
độc hại như  vậy thì không thể  có phân tích hóa, lý nào có thể  kiểm soát  
được các hóa chất thực tế đang gây ô nhiễm [31].
­ Ý nghĩa của chỉ số tổ hợp sinh học cá:
Những nghiên cứu sử dụng chỉ số tổ hợp sinh học IBI đã ứng dụng ở 
nhiều sinh vật khác nhau như: cá, động vật không xương sống, sự kết hợp  
giữa cá và những sinh vật khác. Nhưng chỉ số tổ hợp sinh học cá lại được 
ứng dụng nhiều nhất trong số các nhóm sinh vật và cá được sử dụng cá để 

phát triển IBI [38]. Vì cá có nhiều ưu điểm sau:
+ Cá có mặt  ở  hầu hết tất cả  các loại môi trường nước, từ  những  
dòng suối rất nhỏ đến những dòng suối lớn và cả  những thủy vực có môi 
trường bị ô nhiễm.
+ Cá là sinh vật chỉ thị trong thời gian dài (vài năm) và phản ánh môi 
trường sống rộng bởi vì chúng sống tương đối lâu dài và di chuyển nhiều.
+ Các mẫu cá thu thập được, nhìn chung bao gồm một loạt các loài 
cá mà chúng đại diện cho các khâu khác nhau trong chuỗi thức ăn (cá ăn 
tạp, ăn mùn bã hữu cơ, cá ăn động vật phù du, cá ăn thủy sinh vật bậc cao,  

22


cá dữ ăn cá…). Chúng có xu hướng tổ hợp được các khâu thức ăn bậc thấp  
vì thế cấu trúc thành phần khu hệ cá phản ánh tổng hợp các điều kiện môi 
trường sống.
+ Nhiều loài cá nằm ở phần chóp của chuỗi thức ăn trong thủy vực  
và chúng lại được con người sử  dụng làm thực phẩm. Chính vì thế, cá là 
đối tượng quan trọng để đánh giá nhận biết ô nhiễm.
+ Cá là đối tượng dễ thu thập và dễ  phân loại đến loài. Các mẫu cá  
có thể phân loại, đếm ngay tại hiện trường và thả trở lại môi trường nước.
+ Các nguồn sách phân loại cá (khóa phân loại) chuẩn, thường có sẵn 
hơn là nguồn sách phân loại đối với các thủy sinh vật khác.
+ Môi trường sống của nhiều loài cá con người biết rõ hơn so với 
môi trường sống của các thủy sinh vật khác.
+ Các thông tin về phân bố của các loài cá thường được biết nhiều và 
rõ ràng hơn so với bất kì loài thủy sinh vật nào khác.
Chính vì thế, dùng chỉ số tổ hợp sinh học cá để đánh giá tình trạng môi 
trường thủy vực là một trong những biện pháp rẻ  tiền mà có hiệu quả 
được   áp   dụng   ở   Mỹ   và   rất   nhiều   nước   khác   trong   đó   có   Việt   Nam  

[24,38,40]. 
1.4.3. Những nghiên cứu sử  dụng chỉ  số  tổ  hợp sinh học cá để  đánh 
giá chất lượng môi trường nước
1.4.3.1. Trên thế giới
IBI được các nhà khoa học sử dụng nhiều nơi trên thế giới. Ngay từ 
đầu những năm 1980, tại Mỹ  đã có trên 30 bang sử  dựng IBI (Karr et al, 
1986). Lần đầu tiên IBI được sử dụng để đánh giá chất lượng môi trường  
nước  ở  các dòng suối thuộc phía tây  ở  miền Trung nước Mỹ. Sau đó nó 

23


được biến đổi đi và sử dụng ở những vùng khác ở phía bắc nước Mỹ và ở 
Canada, Mexico, Pháp, Ấn Độ, …(Hghes et al 1998). IBI được sử dụng dựa 
trên các quần xã cá ở phía nam Carolina Coastal Plain để đánh giá tác động  
của môi trường (Paller và các cộng sự, 1996) và ở các dòng sông thuộc Nam  
Phi (Kleynhans, 1996). Adams và các cộng sự  (1992) đã so sánh các quần 
thể cá dọc theo một dòng sông ô nhiễm. Hall và các cộng sự  (1994) đã sử 
dụng  IBI   để  so   sánh  các   quần  thể   cá   ở   các  dòng  suối  thuộc  Maryland 
Coastal Plain để đánh giá chất lượng nước.
Kerans và Karr (1994) đã sử dụng IBI để xác định các điều kiện sống 
ở các dòng suối thuộc Tennesee. Frenzel và Swanson (1996) sử dụng IBI  ở 
các thủy vực vùng trung tâm Nebraska (Mỹ). Ganasan và Hughes (1998) đã 
sử dụng IBI ở các dòng sông thuộc Trung Ấn [38,42].
Fausch và cộng sự (1984) sử dụng 12 chỉ số để tính IBI. Bramblett và  
cộng sự (1991) khi đánh giá suy thoái môi trường sông vùng đồng bằng miền 
tây dùng 9 chỉ  số. John Lyon (1992) phát triển kỹ  thuật chỉ  thị sinh học để 
kiểm định sinh học qua IBI đối với vùng nước ấm Winconsin cũng dùng 12  
chỉ  số. Robert M. Perez và J. Gammon (1987) khi nghiên cứu vùng sông 
Willamette dùng 13 chỉ  số  IBI. John Lyon, Sonia Navarro, Perez và cộng sự 

(1997) tính IBI đối với suối và sông ở vùng trung tâm phía tây Mexico dùng 
10 chỉ số. Khi chỉ số IBI để đánh giá môi trường sông Xen ở Pháp, Oberdoff  
và Hughes (1992) đã dùng 12 chỉ số. Ganasan và Hughes (1997) khi sử dụng 
IBI  ở  sông Khan và sông Kshipra thuộc  Ấn Độ  cũng dùng 12 chỉ  số  [24,  
38,42].
1.4.3.2. Ở Việt Nam

24


Nguyễn Kiêm Sơn (2000) là người đầu tiên ở  Việt Nam đã sử  dụng 
IBI dựa trên khu hệ cá để đánh giá chất lượng nước suối thuộc vườn Quốc  
Gia Tam Đảo bằng cách sử  dụng 12 chỉ số [24]. Năm 2007, Nguyễn Kiêm 
sơn cũng đã sử dụng chỉ số IBI cá để đánh giá hiện trạng môi trường nước  
sông Bồ  (Thừa Thiên – Huế) [25]. Nguyễn Thị  Nam Hiền (2008) đã sử 
dụng IBI bằng cách tính điểm cho 12 chỉ số ĐDSH cá ở sông Chu thuộc địa 
phận huyện Thiệu Hoá, tỉnh Thanh Hoá [10]. Nguyễn Thành Nam, Nguyễn 
Kiều Oanh, Nguyễn Xuân Huấn (2010) cũng sử  dụng bộ  12 chỉ  số IBI để 
đánh giá chất lượng nước suối ở khu BTTN Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai [19]. 
1.5. Điều kiện tự nhiên và xã hội vùng nghiên cứu
1.5.1. Điều kiện tự nhiên 
 Sông Cầu nằm trong phạm vi tọa độ  địa lý: 21 007’ – 22018’ vĩ bắc, 
105028’ – 106008’ kinh đông, là phụ lưu của sông Hồng, có diện tích lưu vực  
6.030 km2. Lưu vực sông Cầu là một phần của lưu vực sông Hồng – Thái  
Bình (chiếm khoảng 8% diện tích lưu vực sông Hồng – Thái Bình trong  
lãnh   thổ   Việt   Nam).   Tổng   chiều   dài   các   nhánh   sông   trong   lưu   vực   dài 
khoảng 1.600 km. Lưu vực sông Cầu bao gồm toàn bộ  hay một phần lãnh  
thổ  của các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc 
và Hải Dương.
 Lưu vực sông Cầu có cả  ba vùng sinh thái: đồng bằng, trung du và 

miền núi. Địa hình chung của lưu vực theo hướng Tây Bắc – Đông Nam.  
Mạng lưới sông suối trong lưu vực sông Cầu tương đối phát triển. Các  
nhánh sông chính phân bố  tương đối đều dọc theo dòng chính, nhưng các 
sông nhánh tương đối lớn đều nằm ở phía hữu ngạn lưu vực, như các sông:  

25