Đa dạng sinh học về cá và mối quan hệ của chúng với chất lượng môi trường nước Sông Hồng thuộc địa phận Thành phố Hưng Yên, Huyện Kim Động, Tỉnh Hưng Yên : Luận văn ThS. Sinh học: 60 42 60

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

DƢƠNG VĂN LONG

ĐA DẠNG SINH HỌC VỀ CÁ VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA CHÚNG VỚI
CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC SÔNG HỒNG THUỘC ĐỊA PHẬN
THÀNH PHỐ HƢNG YÊN, HUYỆN KIM ĐỘNG – TỈNH HƢNG YÊN

Chuyên ngành

: Sinh thái học

Mã số

: 60 42 60

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN XUÂN HUẤN

HÀ NỘI – 2011


Luận văn thạc sĩ khoa học
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

DƯƠNG VĂN LONG

ĐA DẠNG SINH HỌC VỀ CÁ VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA CHÚNG VỚI
CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG HỒNG THUỘC ĐỊA PHẬN

THÀNH PHỐ HƯNG YÊN, HUYỆN KIM ĐỘNG – TỈNH HƯNG YÊN

Chuyên ngành

: Sinh thái học

Mã số

: 60 42 60

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN XUÂN HUẤN

HÀ NỘI – 2011

1


Luận văn thạc sĩ khoa học
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU …………………………………………………………………..
Chƣơng 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU……………………………………..

Trang
1
3

1.1. Khái quát về hệ sinh thái sông……………………………………….

3

1.1.1. Các hệ thống sông lớn ở Việt Nam………………………………...

3

1.1.2. Đặc điểm đặc trƣng của hệ sinh thái sông………………………..

4

1.1.2.1. Đặc điểm môi trƣờng sống trong sông…………………………..

4

1.1.2.2. Những đặc điểm thích nghi quan trọng của quần xã sinh vật ở
sông ………………………………………………………………………...

5

1.1.2.3. Sự phân bố của các quần xã sinh vật ở sông …………………...

6

1.2. Đa dạng sinh học và vai trò của đa dạng sinh học trong các hệ
sinh thái nƣớc……………………………………………………………...

8

1.2.1. Đa dạng sinh học……………………………………………………

8

1.2.2. Vai trò của đa dạng sinh học trong các hệ sinh thái ở nƣớc…….

9

1.2.3. Quan hệ của Đa dạng sinh học cá với một số yếu tố sinh thái
chính ở HST sông………………………………………………………….

11

1.2.3.1. Quan hệ với các yếu tố thủy lý…………………………………..

11

1.2.3.2. Quan hệ với các yếu tố thủy hóa ………………………………..

12

1.2.4. Khái quát về chỉ số tổ hợp sinh học (Index of Biotic Integrity IBI)………………………………………………………………………….

16

1.2.4.1. Lịch sử của chỉ số tổ hợp sinh học……………………………….

16

1.2.4.2. Cơ sở khoa học để đánh giá môi trƣờng nƣớc bằng chỉ số tổng
hợp sinh học cá ( IBI)……………………………………………………...

16

1.2.4.3. Khả năng sử dụng các chỉ số tổng hợp sinh học cá để đánh giá
chất lƣợng môi trƣờng nƣớc……………………………………………...

17

1.2.4.4. Những nghiên cứu sử dụng chỉ số tổ hợp sinh học cá để đánh
giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc…………………………………………

19

1.2.5. Điều kiện tự nhiên và xã hội vùng nghiên cứu……………………

21

ii


Luận văn thạc sĩ khoa học
1.2.5.1. Điều kiện tự nhiên ………………………………………………..

21

1.2.5.2. Tình hình kinh tế xã hội………………………………………….

21

Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………

23

2.1. Đối tƣợng, thời gian và địa điểm nghiên cứu……………………….

23

2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu………………………………………………

23

2.1.2. Thời gian nghiên cứu……………………………………………….

23

2.1.3. Địa điểm nghiên cứu……………………………………………….

23

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu…………………………………………….
2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu cá……………………………………….
2.2.1.1. Phƣơng pháp thu mẫu cá ngoài thực địa……………………….

25
25
25

2.2.1.2. Phƣơng pháp phân tích cá trong phòng thí nghiệm……………

26

2.2.2. Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc ……………

27

2.2.2.1. Phƣơng pháp vật lý, hóa học…………………………………….

27

2.2.2.2. Phƣơng pháp sinh học - phƣơng pháp sử dụng chỉ số tổ hợp
sinh học cá IBI ( Index of biotic intergrity)……………………………...

29

2.2.2.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu theo thuật toán thống kê…………
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN……………...

31
32

3.1. Đa da ̣ng thành phầ n loài cá ở đoạn sông Hồng thuô ̣c điạ phâ ̣n
thành phố Hƣng Yên và huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên…………….

32

3.1.1. Cấ u trúc thành phầ n loài cá ………………………………………..
3.1.2. Tính đa dạng của khu hệ cá theo các bậc phân loại………………
3.1.3. Các loài cá ghi trong Sách Đỏ Việt Nam…………………………..

32
39

3.2. Biến động thành phần loài cá theo không gian phân bố……………

44
45

3.2.1. Biến động thành phần loài cá theo thƣợng lƣu và hạ lƣu sông
Hồng ……………………………………………………………………….

45

3.2.2. Biến động thành phần loài cá theo sinh cảnh……………………

47

3.3. Mối quan hệ giữa thành phần loài cá và độ phong phú của chúng
với một số yếu tố sinh thái chính của sông Hồng thuộc địa phận thành
phố Hƣng Yên và huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên……………………

57

3.3.1. Quan hệ với các yếu tố thủy lý……………………………………..

57

iii


Luận văn thạc sĩ khoa học
3.3.2. Quan hệ với các yếu tố thủy hóa…………………………………

59

3.4. Sử dụng chỉ số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng nƣớc…..

62
62

3.4.1. Tính chỉ số tổ hợp cá để đánh giá chất lƣợng nƣớc………………
3.4.2. Đánh giá chất lƣợng nƣớc sông Hồng thuộc địa phận thành phố
Hƣng Yên và huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên bằng chỉ số tổ hợp
sinh học cá (IBI)…………………………………………………………..

63

3.4.3. Nhận xét kết quả đánh giá chất lƣợng nƣớc bằng chỉ số tổ hợp
sinh học cá với kết quả đánh giá chất lƣợng nƣớc bằng phƣơng pháp
hóa học……………………………………………………………………..

66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………….

67

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………..

67

iv

Luận văn thạc sĩ khoa học
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1 Quy chuẩn Việt Nam về chất lƣợng nƣớc mặt ( 2008 )
Bảng 2. Các mức độ về chất lƣợng nƣớc của thuỷ vực
Bảng 3. Danh sách thành phầ n loài cá và sƣ ̣ phân bố của chúng ở sông
Hồng thuô ̣c điạ phâ ̣n thành phố Hƣng Yên và huyện Kim Động, tỉnh

Trang
27
30
32

Hƣng Yên
Bảng 4. Tỷ lệ các họ, giố ng, loài trong các bộ cá tại khu vực nghiên cứu

39

Bảng 5. Tỷ lê ̣ các giố ng, loài trong các họ cá tại khu vực nghiên cứu

40

Bảng 6. So sánh về thành phầ n loài, giố ng, họ cá tại khu vực nghiên
cƣ́u với thành phầ n loài, giố ng, họ ở các vùng khác của Việt Nam

43

Bảng 7. Danh sách các loài cá tại Sông Hồng thuộc địa phận thành phố
Hƣng Yên và huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên ghi trong Sách Đỏ Việt

44

Nam cần đƣợc bảo vệ
Bảng 8. So sánh thành phần loài cá ở KVNC với thành phần loài cá
khu vực thƣợng lƣu sông Hồng(theo Mai Đình Yên) .

45

Bảng 9. Một số chỉ tiêu thủy lý, hóa ở khu vực nghiên cứu

53

Bảng 10. Hàm lƣợng pH, DO, oxy hóa học (COD) và oxy sinh hóa
(BOD5) ở đoạn sông nghiên cứu

55

Bảng 11. Hàm lƣợng một số muối hòa tan trong nƣớc
Bảng 12. Hàm lƣợng một số kim loại và phi kim tại khu vực nghiên
cứu
Bảng 13. Chỉ số tổ hợp sinh học cá (IBI) ở KVNC

56

Bảng 14. Bảng kết quả đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại sinh
cảnh 1 bằng chỉ số tổ hợp sinh học cá (IBI)
Bảng 15. Bảng kết quả đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại sinh
cảnh 2 bằng chỉ số tổ hợp sinh học cá (IBI)
Bảng 16. Bảng kết quả đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại sinh
cảnh 3 bằng chỉ số tổ hợp sinh học cá (IBI)

v

57
58
59
60
61


Luận văn thạc sĩ khoa học
DANNH MỤC HÌNH
Hình 1. Sơ đồ các điểm lấy mẫu tại đoạn sông Hồng thuộc địa thành
phố Hƣng Yên và huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên.
Hình 2. Tỷ lệ % các họ, giố ng loài trong các bô ̣ cá của khu vực nghiên
cứu

vi

24
42


Luận văn thạc sĩ khoa học
CÁC CHỮ VIẾT TẮT

GHCP : Giới hạn cho phép
BOD5

: Hàm lượng oxy sinh học

COD

: Hàm lượng oxi hóa học

DO

: Hàm lượng oxi hòa tan trong nước

ĐDSH : Đa dạng sinh học
KVNC

: Khu vực nghiên cứu

IBI

: Index of biotic integrity ( Chỉ số tổng hợp sinh học )

STT

: Số thứ tự

vii


Luận văn thạc sĩ khoa học
MỞ ĐẦU
Các hệ sinh thái thủy vực rất đa dạng và phong phú. Những mối tương tác
giữa sinh vật với nhau và sinh vật với môi trường tạo nên các chu trình vật chất và
biến đổi năng lượng, từ đó hình thành nên nguồn lợi sinh vật mà con người khai

thác và sử dụng.
Sông Hồng là hệ sinh thái thủy vực, nằm trong hệ thống sông Hồng - Thái
Bình một trong hai hệ thống sông lớn nhất nước ta. Nó là con sông có vị trí, vai trò
quan trọng trong việc phát triển kinh tế, văn hóa xã hội. Chứa lượng nước lớn, nhất
là vào mùa lũ, sông Hồng tạo thuận lợi cho phát triển giao thông, thủy lợi, năng
lượng, du lịch và là cơ sở quan trọng cho sự phát triển nghề cá.
Những năm trước đây, sông Hồng có sản lượng khai thác cá khá cao, đa
dạng, phong phú về thành phần loài, có nhiều loài có giá trị kinh tế cao. Trong
những năm gần đây, nguồn lợi thủy sản, sản lượng khai thác cá ở sông Hồng đã
giảm đi đáng kể, có nhiều loài có tên trong Sách Đỏ Việt Nam cần được bảo vệ.
Nguyên nhân gây ra tình trạng này một phần là do con người khai thác quá mức, sử
dụng những phương tiện đánh bắt mang tính hủy diệt, nhưng nguyên nhân chủ yếu
là môi trường bị ô nhiễm do: Chất thải từ các nhà máy xí nghiệp, chất thải sinh hoạt
và các loại thuốc bảo vệ thực vật.v.v...Đặc biệt là hiện tượng khai thác cát sỏi diễn
ra thường xuyên trên sông Hồng.
Chính vì những lí do trên, tôi đã tiến hành nghiên cứu, thực hiện đề tài “ Đa
dạng sinh học về cá và mối quan hệ của chúng với chất lượng nước sông Hồng
thuộc địa phận thành phố Hưng Yên, huyện Kim Động - tỉnh Hưng Yên ” với mục
đích đánh giá đúng hiện trạng thành phần loài cá và trên cơ sở đó đánh giá đúng
chất lượng môi trường nước ở đây. Đây là cơ sở giúp chính quyền địa phương có
những giải pháp bảo vệ môi trường, bảo tồn đa dạng sinh học, phát huy tối đa
những nguồn lợi mà lưu vực sông Hồng đem lại. Nội dung của đề tài bao gồm:
1. Xác định thành phần loài cá của lưu vực sông Hồng thuộc địa phận thành
phố Hưng Yên và huyện Kim Động, tỉnh Hưng Yên.

1


Luận văn thạc sĩ khoa học
2. Nghiên cứu biến động về thành phần loài cá của lưu vực sông Hồng theo

không gian và thời 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 intergrity-IBI) cá để đánh
giá chất lượng môi trường nước Sông Hồng thuộc địa phận thành phố
Hưng Yên và huyện Kim Động - tỉnh Hưng Yên.

2


Luận văn thạc sĩ khoa học
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Khái quát về hệ sinh thái sông
1.1.1. Các hệ thống sông lớn ở Việt Nam
Trên đại lục các dòng chảy cùng với lưu vực của chúng hình thành nên
những vùng ngập nước quan trọng và những châu thổ màu mỡ. 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. Hơn nữa khi sông đổ vào các vùng biển còn góp phần tạo nên các hệ
cửa sông giầu tiềm năng. 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 núi Ngụy Sơn thuộc tỉnh 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) .
Các phân lưu chính của sông Hồng là sông Đáy, sông Đuống, sông Luộc, Trà
Lý, 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 . Ngoài ra, hệ thống sông này còn nhận một
phần dòng chảy của sông Hồng trước khi đổ ra biển Đông [22].
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

3


Luận văn thạc sĩ khoa học
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 (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 .
1.1.2. Đặc điểm đặc trƣng của hệ sinh thái sông
1.1.2.1. Đặc điểm môi trƣờng sống trong sông
Đặc trưng của các hệ sinh thái này là nước luôn vận động; điều kiện sống
trong sông biến động theo mùa nước cạn và nước lũ. Theo hướng vận động của
dòng chảy, người ta chia sông thành 3 phần: thượng lưu, trung lưu và hạ lưu. Mỗi
phần có những tính chất khác nhau về môi trường và sinh giới, chúng được xem
như những đơn vị sinh thái đặc trưng của dòng chảy.
Phần thượng lưu là nơi hội tụ của nhiều suối nhỏ, chảy trên nền đá gốc, các
hẻm vực...nằm ở độ cao khác nhau, thường hình thành nhiều thác cao, hùng vĩ.
Lượng nước trong các suối đầu nguồn cũng rất biến động, thậm trí có mùa không có
nước.

Phần trung lưu là nơi tụ họp của các phụ lưu lớn. Lòng sông đã mở rộng,
thung lũng sông có dạng dòng chảy điển hình, nhiều nơi xuất hiện chất lắng đọng
hạt thô hay hạt trung ( cuội, sỏi, sạn, cát), những nơi nước quẩn có trầm tích mịn
hơn với sự xuất hiện của thực vật thủy sinh ở hai bên bờ. Độ dốc tuy giảm nhưng
vẫn còn khá lớn.
Phần hạ lưu có thung lũng dòng chảy mở rộng, độ dốc nhỏ, bờ thoải, lưu
lượng nước lớn, tốc độ dòng chậm dần ra phía cửa sông, đáy được phủ bởi trầm tích
hạt mịn. Tận cùng của hạ lưu là các cửa sông, nơi xẩy ra quá trình hòa trộn của
nước ngọt và nước biển do hoạt động của thủy chiều, là cửa ngõ xâm nhập của của
các khu hệ sinh vật có nguồn gốc khác nhau từ nội địa và từ biển.
Tốc độ dòng chảy phụ thuộc vào độ dốc của dòng sông và lượng nước chứa
trong sông ở những mùa khác nhau. Tốc độ nước chảy của sông còn thay đổi theo
chiều ngang cũng như chiều thẳng đứng. Tốc độ dòng chảy chậm dần khi đi từ

4


Luận văn thạc sĩ khoa học
thượng lưu về hạ lưu, từ giữa dòng đến bờ sông, nước chảy sát đáy chậm hơn nước
bề mặt. 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.
Do vận động của dòng chảy, nước sông luôn bị xáo trộn, xáo trộn mạnh ở những
nơi nước chảy thành các xoáy, 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 .
Mực nước của sông phụ thuộc vào điều kiện khí hậu của từng vùng, trước
hết là sự thay đổi nguồn nước bề mặt theo mùa và chế độ nước ngầm. Mực nước
trên sông chênh lệch nhau khá lớn giữa mùa lũ và mùa kiệt. Ở hạ lưu, vùng cửa
sông do chịu ảnh hưởng của thủy triều nên mực nước dao động khá lớn (  2m).
Ngoài ra mực nước sông còn biến động theo chu kỳ nhiều năm.

Nhiệt độ nước trong sông phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ của nước cấp cho
sông, 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 –
300C.
Độ trong của nước sông phụ thuộc chính vào hàm lượng các chất chứa trong
nước. Nhìn chung độ đục giảm từ mùa lũ sang mùa kiệt, độ trong giảm từ mùa kiệt
sang mùa lũ, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của thủy sinh vật ( quang
hợp của thực vật và đinh dưỡng của động vật).
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.
1.1.2.2. Những 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:
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. Một số loài động vật cũng

5


Luận văn thạc sĩ khoa học
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. Nhiều loài động vật sống
ở nơi nước chảy có móc bám hoặc giác bám cho phép chúng bám vào bệ mặt giá
thể.
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.
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.
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]
1.1.2.3. 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 (đa dạng về địa 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 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.
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. Những nhóm có khả

6


Luận văn thạc sĩ khoa học
năng chống chịu tốc độ dòng chảy lớn (thân trơn, dài, có giác bám,…) thay bằng
những loài kém thích nghi hơn (cá thân cao); những loài ăn thịt (ấu trùng và côn
trùng dưới nước) thay bằng những loài ăn thực vật, mùn bã và sinh vật nổi; những
loài đẻ trứng vùi thay 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 .
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. Đối với động vật đáy, ở nơi tốc độ dòng chảy giảm, ở giữa lòng sông
nơi được phủ bởi các trầm tích hạt mịn thường phân bố những loài có kích thước
nhỏ hơn so với các vùng ven bờ. Chúng là những loài có khả năng bám vào cát,
không thể chui sâu vào nền đáy như những động vật có kích thước lớn.
Quần xã sinh vật sông gồm các nhóm sinh thái khác nhau, nhưng những
nhóm phát triển phong phú là plankton, benthos, nekton, periphyton, còn neuson và
pleuston hầu như vắng mặt[22] .
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. Về mặt chuyển hóa vật chất, plankton bao gồm các sinh vật sản xuất
sơ cấp (phytoplankton), các sinh vật tiêu thụ bậc thấp (zooplankton), các sinh vật
phân hủy (bacterioplankton). Thành phần loài và số lượng nghèo ở thượng lưu và
giàu dần lên ở hạ lưu.
Nekton: Sinh vật tự bơi là thành phần quan trọng trong các quần xã 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 di cư từ biển di nhập vào từng thời gian để sinh
sản hoặc di cư từ sông ra biển.
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

7


Luận văn thạc sĩ khoa học

ăn mùn bã hữu cơ 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).
Sự biến đổi về thành phần loài, số lượng và sinh vật lượng sinh vật của sông
phụ thuộc chủ yếu vào sự dao động mực nước trên sông, liên quan với sự thay đổi
của mùa khí hậu.
1.2. Đa dạng sinh học và vai trò của đa dạng sinh học trong các hệ sinh thái
1.2.1. Đa dạng sinh học
Khái niệm về Đa dạng sinh học:
Thuật ngữ đa dạng sinh học (biodiversity) ra đời từ những năm 80 của thế kỷ
20 và đến nay đã có nhiều định nghĩa về thuật ngữ “ Đa dạng sinh học”
Theo WWF, 1989 đa dạng sinh học 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
”.
Theo 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”.
Theo Công ước đa dạng sinh học 1992: Đa dạng sinh học (ĐDSH) là sự
phong phú của mọi cơ thể sống có từ tất cả các nguồn trong các hệ sinh thái trên
cạn, dưới nước, ở biển và mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên; ĐDSH bao gồm
sự đa dạng trong loài (đa dạng di truyền hay còn gọi là đa dạng gen), giữa các loài
(đa dạng loài) và các hệ sinh thái (đa dạng các hệ sinh thái).
Hiện nay 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
[21].

8

Luận văn thạc sĩ khoa học
Đa dạng di truyền là sự phong phú những biến dị trong cấu trúc di truyền của
các cá thể bên trong loài hoặc giữa các loài; những biến dị di truyền bên trong hoặc
giữa các quần thể.
Đa dạng loài là sự phong phú về các loài được tìm thấy trong các hệ sinh thái
tại một vùng lãnh thổ xác định thông qua việc điều tra, kiểm kê. Hiện nay, tổng số
các loài trong sinh quyển được đánh giá vào khoảng 3 – 70 triệu loài nhưng mới
biết tên 1,4 triệu loài, tức là gần 2% tổng số loài. Các nhà khoa học khẳng định
rằng, những loài có giới hạn chống chịu rộng thường phân bố rộng trên Trái Đất,
còn những loài có giới hạn chống chịu hẹp tập trung đông đúc trong những vùng địa
lý hẹp. Do đó, trong các khu rừng ẩm nhiệt đới và xích đạo, nơi chỉ chiếm khoảng
7% diện tích mặt đất đã chứa nửa số lượng loài của toàn thế giới [20]. Việt Nam là
một nước nhiệt đới gió mùa. Do vị trí địa lý, Việt Nam rất đa dạng về địa hình, kiểu
đất, cảnh quan, có đặc trưng khí hậu khác nhau giữa các miền. Đặc điểm đó là cơ sở
rất thuận lợi để giới sinh vật phát triển đa dạng về thành phần loài, phong phú về số
lượng. Tuy nhiên, trong quá trình phát triển kinh tế -xã hội, mức độ đa dạng sinh
học ở Việt Nam có nhiều thay đổi theo thời gian.
Đa dạng hệ sinh thái là sự phong phú về các kiểu hệ sinh thái khác nhau ở
cạn cũng như ở nước tại một vùng nào đó. Ở Việt Nam, sự khác biệt về khí hậu từ
vùng gần xích đạo tới giáp vùng cận nhiệt đới cùng với sự đa dạng về địa hình, môi
trường trên cạn và dưới nước đã tạo nên một thiên nhiên phong phú.
- Đa dạng sinh học cá: Cá rất đa dạng, gồm trên 28.000 loài sống trong môi trường
nước, từ các vực nước trong lục địa cũng như ở đại dương kể cả những vùng sâu
thẳm. Ở Việt Nam có 546 loài cá nước ngọt, 2527 loài cá biển [5].
1.2.2. Vai trò của đa dạng sinh học trong các hệ sinh thái
Vai trò của đa dạng sinh học
Đa dạng sinh học có rất nhiều giá trị trong đời sống của tự nhiên và của con
người. Theo J.McNeely và nnk (1991) giá trị đó được thể hiện

Các hệ sinh thái của Trái Đất là cơ sở sinh tồn của sự sống cho cả Trái Đất
và cả con người. Các hệ sinh thái đảm bảo cho sự chu chuyển oxy và các nguyên tố

9


Luận văn thạc sĩ khoa học
dinh dưỡng khác trên toàn hành tinh. Các hệ sinh thái bị suy thoái thì sự ổn định và
mềm dẻo của sinh quyển cũng bị tổn thương.
Các hệ tự nhiên có giá trị thực tiễn rất cao: giá trị bảo vệ môi trường, điều
hòa khí hậu, bảo vệ tài nguyên đất, nước. Rừng hạn chế xói mòn, điều tiết dòng
chảy,....; các loài cỏ biển, rạn san hô,…....làm giảm cường độ hủy hoại của sóng
biển, là nơi nuôi dưỡng hàng vạn loài sinh vật biển.
Duy trì và cung cấp nguồn gen cho cây trồng và vật nuôi cho tương lai.
Nhiều loài động, thực vật được con người sử dụng làm nguyên liệu, làm
lương thực, thực phẩm phục vụ đời sống con người.
Đa dạng sinh học đã tạo nên một thiên nhiên phong phú , làm nền tảng cho
mọi cảm hứng về thẩm mỹ, nghệ thuật và văn hóa của con người.
Vai trò của đa dạng sinh học cá trong các hệ sinh thái ở nƣớc
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 hệ sinh thái
nước. Làm cho không một loài nào đó phát triển hoặc là suy giảm số lượng một
cách quá mức.
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 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
Là nguồn gen dự trữ.
Thỏa mãn nhu cầu thẩm mỹ, phát triển du lịch của con người.
Phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học để phát triển nghề cá và bảo tồn
ĐDSH, bảo vệ môi trường.

10


Luận văn thạc sĩ khoa học
1.2.3. Quan hệ của Đa dạng sinh học cá với một số yếu tố sinh thái chính ở
HST sông
Các yếu tố sinh thái là các yếu tố của ngoại cảnh có ảnh hưởng trực tiếp hay
gián tiếp đến sinh vật. Các yếu tố sinh thái được chia thành 2 nhóm: các yếu tố vô
sinh và các yếu tố hữu sinh.
Các nhân tố vô sinh của môi trường sống ở nước 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 và các yếu tố hữu sinh. Trong
phạm vi luận văn này chúng tôi chỉ đề cập đến các yếu tố chính của ngoại cảnh ảnh
hưởng ĐDSH cá: nhiệt độ, độ trong, pH, chất hòa tan[23].
1.2.3.1. Quan hệ với các yếu tố thủy lý
Nhiệt độ:
Nhiệt của nước nhận được chủ yếu là từ bức xạ mặt trời và chủ yếu do các tia
có bước sóng dài. Phần lớn năng lượng của các tia có tần số thấp thuộc dải hồng
ngoại có độ dài sóng lớn hơn 750nm bị hấp thụ ngay ở lớp nước mặt sâu 2m [22].
Nhiệt riêng của nước cao là nhân tố quan trọng giúp cho nước duy trì được
sự ổn định nhiệt. Khả năng duy trì nhiệt đi kèm với những nguyên nhân gây tác

động đến sự phân bố nhiệt ngay bên trong thủy vực như: gió, dòng chảy, những vận
động khác trong nước, …... Sự phân tầng hay xóa bỏ phân tầng của khối nước chi
phối đến các chu trình sinh hóa học của thủy vực.
Sự mất nhiệt của các thủy vực do bức xạ trở lại khí quyển, do phát tán vào
trầm tích, do bốc hơi nước và sự cung cấp bổ sung nhiệt cho dòng chảy có nhiệt độ
thấp hơn đi vào thủy vực.
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 cá thể, nhiệt độ có
ảnh hưởng tới tốc độ trao đổi chất, thông qua ảnh hưởng đối với hoạt động của các

11


Luận văn thạc sĩ khoa học
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 của thủy sinh vật theo vĩ độ[23].
Độ trong:
Độ trong chịu ảnh hưởng bởi các chất lơ lửng khác nhau và có vai trò rất
quan trọng 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. Hệ số hấp thụ ánh sáng của nước tỷ lệ nghịch với độ
trong của nước . 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 1-2 m còn ở các sông nhỏ có khi chỉ vài cm
[23].
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…[33], đồng
thời có vai trò xác định giới hạn phân bố của các loài. Đại đa số sinh vật là hẹp
muối [33].
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 ion 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 .
1.2.3.2. Quan hệ với các yếu tố thủy hóa
Độ pH:

12


Luận văn thạc sĩ khoa học
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 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) đến trung tính (pH từ 6,95 –
7,3) đến kiềm (pH từ 7,3 – 10) [23] .
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 hàm 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 [23] .
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 [23].
Điểm gây chết của pH lần lượt xấp xỉ thấp hơn 4 và cao hơn 11. Với mức pH
từ 4 – 6,5 cá phát triển chậm. 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 [32].
Nhu cầu oxy hóa học (COD):
Trong hóa học môi trường, chỉ tiêu và thử nghiệm nhu cầu oxy 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), và chỉ ra

13


Luận văn thạc sĩ khoa học
khối lượng oxy 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) [33].
Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD):
Nhu cầu oxy hóa sinh học hay nhu cầu oxy 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 oxy 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 [33].
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 .
Chất vô cơ hòa tan: Chất vô cơ hòa tan trong tự nhiên gồm 3 thành phần:
Thành phần muối cơ bản là thành phần chủ yếu của muối vô cơ hòa tan trong
nước thiên nhiên. 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-, SO42-, HCO3-, CO3-, Na+, K+, Mg2+, và
Ca2+.
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 hàm lượng rất nhỏ, nhưng rất
quan trọng đối với đời sống thủy sinh vật. Các nguyên tố này rất nhiều loại và càng
ngày càng được phát hiện nhiều thêm . Các nguyên tố phổ biến là: Fe, Ni, Pb, Cu,
Mn, Co, …

14


Luận văn thạc sĩ khoa học
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[23] .
Chất khí hòa tan:
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 chủ yếu 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 (CO2, CH4, H2S, NH3, H2).
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. Lượng oxy này sẽ được tiêu thụ trong quá trình hô hấp,
trong các quá trình oxy hóa các chất trong thủy vực, nếu ở hàm lượng cao có thể
thoát ra ngoài không khí.
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. CO2 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 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).

15


Luận văn thạc sĩ khoa học
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 H2S 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 nồng 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 [23] .
1.2.4. Khái quát về chỉ số tổ hợp sinh học (Index of Biotic Integrity - IBI)
1.2.4.1. Lịch sử của chỉ số tổ hợp sinh học
Chỉ số tổ hợp sinh học được phát triển bởi James R. Karr từ 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 [33].
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 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) .
1.2.4.2. Cơ sở khoa học để đánh giá môi trƣờng nƣớc bằng chỉ số tổng hợp sinh
học cá ( IBI)
Chỉ số tổ hợp sinh học cá ( IBI ) đã phát triển rộng và ứng dụng ở Bắc Mỹ. Ngày
nay, chỉ số IBI đang được cải tiến và phát triển ở một số nước như ở Pháp, Ấn
Độ,.....chúng bao gồm 12 chỉ số cần được tính đến đó là:
1. Tổng số loài cá đánh bắt được.
2. Số loài cá vược
3. Số loài cá đáy

16

Luận văn thạc sĩ khoa học
4. Số loài cá nổi,tầng nước
5. Số loài cá nhạy cảm với thay đổi môi trường
7. Phần trăm số cá thể ăn tạp
8. Phần trăm số cá thể ăn động vật phù du đặc biệt là côn trùng nước
9. Phần trăm số cá thể là cá dữ
10. Tần số bị đánh bắt ( số cá thể bắt được trung bình trên một đơn vị khai
thác ở các sinh cảnh lớn ven bờ )
11. Phần trăm số cá thể là cá ngoại lai, loài xâm hại
12. Phần trăm số cá thể bị bệnh, bị u, bị hỏng vây và các bất thường khác
Cả 12 chi số được đánh giá theo thang điểm: xấu ( 1 điểm ), trung bình ( 3
điểm ), tốt ( 5 điểm ) và đánh giá chất lượng thủy vực theo 6 mức độ: Môi trường
rất tốt khi đạt 58 – 60 điểm, môi trường tốt khi đạt 48 – 52 điểm, môi trường trung
bình khi đạt 39 – 44 điểm, môi trường xấu khi đạt 28 – 35 điểm, môi trường rất xấu
khi đạt 12 – 22 điểm, môi trường ô nhiễm rất nặng khi không có cá.
Ở các vùng khác nhau sẽ có những thay đổi về thành phần loài cá, cấu trúc
dinh dưỡng và chức năng riêng. Vì thế việc tính IBI là dựa trên nền tảng sinh thái và
khu hệ cá để đánh giá sự suy thoái của hệ sinh thái thủy vực[18].
Qua kết quả áp dụng tính IBI của nhiều vùng khác nhau từ Mỹ, Canada, Me
xi cô, Ấn Độ, cho thấy có thể dùng chỉ số tổng hợp sinh học cá IBI để đánh giá môi
trường nước ở các mức độ suy giảm khác nhau. Khi áp dụng, lấy 12 chỉ số làm nền
tảng và có thể biến đổi cho phù hợp với từng vùng nước và khu hệ cá của chúng
trên cơ sở cho điểm đối với từng chỉ số. Mỗi một chỉ số còn phụ thuộc nhiều vào
kích thước suối, sông, và khu hệ cá tại chỗ đang và đã bị các tác nhân gây suy thoái
môi trường sống. Bên cạnh đó, có thể dùng thêm chỉ số đa dạng sinh học hay các
loài chuẩn chỉ thị môi trường nước khi vùng đó có quá ít loài cá sống[18].
1.2.4.3. Khả năng sử dụng các chỉ số tổng hợp sinh học cá để đánh giá chất
lƣợng môi trƣờng nƣớc
Ý nghĩa của chỉ số tổ hợp sinh học:

17