Đa dạng thành phần loài tảo lục ở hồ Xuân Dương huyện Diễn Châu

Tạp chí KH-CN Nghệ AnSỐ 6/2015 [1] HOẠT ĐỘNG KH-CN I. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngành tảo lục (Chlorophyta) chiếm một vị trí quan trọng về thành phần loài và sinh khối trong các hệ sinh thái nước ngọt: ao, hồ, sông, suối. Trên thế giới, theo Van den Hoek và cộng sự (1995), hiện đã biết 500 chi với khoảng 8.000 loài tảo lục [11]. Ở Việt Nam, theo Dương Đức Tiến (2002) [8], đã định danh được 539 loài. Phần lớn các dẫn liệu về chúng được đề cập trong các công trình của một số tác giả như Shirota A. (1967) [7], Võ Hành (1995) [5], Dương Đức Tiến và Võ Hành (1997) [9], Dương Đức Tiến (2002 [8]), Lê Thị Thúy Hà (2004) [3], Nguyễn Văn Tuyên (2003) [10] II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là thành phần loài tảo lục (Chlorophyta) và một số chỉ tiêu về chất lượng nước ở hồ Xuân Dương thuộc xã Diễn Phú, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An. ĐA DẠNG THÀNH PHẦN LOÀI TẢO LỤC Ở HỒ XUÂN DƯƠNG HUYỆN DIỄN CHÂU n Nguyễn Đình San Khoa Sinh học, Trường Đại học Vinh 2. Phương pháp thu và phân tích mẫu Mẫu tảo, mẫu nước được thu đồng thời tại 9 điểm thuộc 3 mặt cắt khác nhau, mỗi mặt cắt có 3 điểm: 2 điểm gần hai bên bờ và 1 điểm giữa dòng (Hình 1) trong 3 đợt (đợt 1: 3/2013; đợt 2: 6/2013; đợt 3: 8/2013). 2.1. Đối với mẫu tảo Mẫu tảo định tính được thu bằng lưới vớt thực vật nổi No75 và cố định bằng formol 4% trong lọ thủy tinh nút mài, bảo quản và phân tích tại phòng thí nghiệm Thực vật, khoa Sinh học, Trường Đại học Vinh. Tảo được quan sát dưới kính hiển vi quang học có độ phóng đại từ 400-1.000 lần, đo kích thước bằng trắc vi, lập bảng mô tả, vẽ hình và chụp ảnh hiển vi. Việc xác định tên khoa học các loài tảo lục dựa vào các khóa định loại của Dương Đức Tiến và Võ Hành (1997) [9], Philipose M.T. (1967) [6], Ergashev A.E. (1979) [2]. Hệ thống danh lục các loài tảo lục sau khi đã định danh được sắp xếp theo Van den Hoek và cộng sự (1995) [11]. Hồ Xuân Dương (đập Xuân Dương) là một hồ chứa lớn thuộc xã Diễn Phú, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An. Hồ được hình thành bởi 3 dãy núi: núi Dẻ, núi Chạch (Bạch Y) và núi Ba Chạng. Hệ thống đập chắn và các cửa điều tiết nước được xây dựng từ thời Pháp thuộc. Hồ có diện tích 250ha, chứa được khoảng 14 triệu m3 nước, cung cấp nước sinh hoạt và sản xuất cho dân cư các xã: Diễn Phú, Diễn Lợi, Diễn Lộc, Diễn Thọ. Xung quanh hồ là những rừng thông và cây cổ thụ được nuôi giữ từ nhiều năm, cảnh sắc thiên nhiên hùng vĩ, có nhiều động và khe núi đẹp. Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên cũng như hệ sinh thái ở đây có những nét riêng biệt nhưng chưa có công trình khoa học nào đề cập đến. Bài báo này giới thiệu những dẫn liệu đầu tiên về đa dạng thành phần loài tảo lục và phân tích một số chỉ tiêu về chất lượng nước ở hồ Xuân Dương. HÌnh 1. Sơ đồ các điểm thu mẫu HOẠT ĐỘNG KH-CN Tạp chí KH-CN Nghệ AnSỐ 6/2015 [2] Về mức độ gặp, theo quy ước khi quan sát 15 tiêu bản/ mẫu: từ 70-100%: gặp nhiều (ký hiệu là +++); từ 40-60%: gặp trung bình (++); dưới 40%: gặp ít (+). 2.2. Đối với mẫu nước Mẫu nước được thu ở độ sâu 20cm kể từ mặt nước, đựng trong chai nhựa PE 1,5 lít, bảo quản ở 40C và phân tích tại phòng thí nghiệm Môi trường của Trung tâm Thí nghiệm Thực hành, Trường Đại học Vinh. Các chỉ tiêu như nhiệt độ, độ trong, pH được đo ngay tại hiện trường: - Xác định nhiệt độ bằng nhiệt kế. - Xác định độ trong bằng đĩa Secchi. - Xác định độ pH bằng máy đo pH cầm tay. Các chỉ tiêu thủy hóa được phân tích ở phòng thí nghiệm: - Xác định oxy hòa tan (DO) bằng phương pháp Winkler. - Xác định nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) bằng phương pháp kalibicromat. - Xác định amoni (NH4+) bằng phương pháp so màu với thuốc thử Nesler. - Xác định phosphat (PO43-) bằng phương pháp so màu amonmolipdat và thiếc clorua. - Xác định sắt tổng số (Fets) bằng phương pháp so màu kalisunfuacianua. III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thành phần loài tảo lục ở hồ Xuân Dương Thành phần loài tảo lục ở hồ Xuân Dương khá đa dạng. Qua 3 đợt nghiên cứu, chúng tôi đã phát hiện được 53 loài/dưới loài (gọi chung là loài) thuộc 16 chi, 8 họ, 2 bộ, 2 lớp của ngành tảo lục. Trong đó, bộ Chlorococcales có 25 loài, chiếm 47,2%, còn bộ Desmidiales có 28 loài, chiếm 52,8% (Bảng 1). Bảng 1: Danh lục thành phần loài tảo lục (Chlorophyta) ở hồ Xuân Dương TT Taxon Đợt 1 2 3 Lớp Protococcophyceae Bộ Chlorococcales Họ Ankistrodesmaceae 1 Ankistrodesmus spiralis (Turner) Lemm. + Họ Coelastraceae 2 Coelastrum microporum Naeg. +++ +++ + Họ Characiaceae 3 Schroederia setigera Smith forma asiatica (G.S. West) Ergashev + Họ Hydrodictyaceae 4 Pediastrum duplex Meyen var. subgranulatum Racib. +++ +++ ++ 5 Pediastrum duplex Meyen var. duplex +++ ++ 6 Pediastrum duplex Meyen var. asperum (A.Br) Hansg. + + ++ 7 Pediastrum duplex Meyen var. clathratum (A.Br.) Lagerh. + ++ 8 Pediastrum duplex Meyen var. gracillimum W.et G.S.West. ++ ++ 9 Pediastrum duplex Meyen var. reticulatum Lagerh +++ +++ + 10 Pediastrum tetras (Ehr.) Ralfs var. tetras + + 11 Tetraedron hastatum (Rabenh.) Hansg. + + + 12 Tetraedron trigonum (Naeg.) Hansg. var. trigonum +++ ++ + 13 Tetraedron gracile (Reinsch) Hansg. ++ + ++ 14 Tetraedron minimum (A.Br.) Hansg. var. minimum +++ +++ ++ 15 Tetraedron constricum G. M. Smith ++ ++ + 16 Tetraedron reticulatum (Reinsch.) Hansg. ++ Họ Palmellaceae 17 Planctococcus sphaerocystiformis Korsch. ++ ++ 18 Palmellocystis planctonica Korsch. ++ ++ Tạp chí KH-CN Nghệ AnSỐ 6/2015 [3] HOẠT ĐỘNG KH-CN Họ Protococcaceae 19 Coenochloris pyrenoidosa Korsch. ++ +++ 20 Sphaerocystis polycocca Korsch. +++ +++ +++ 21 Coenosystis planctonica Korsch. ++ ++ 22 Coenosystis reniformis Korsch. + + + Họ Scenedesmaceae 23 Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. var. quadricauda. ++ + + 24 Scenedesmus bijugatus (Turp.) Kuetz. forma irregularis Wille ++ + 25 Scenedesmus bicaudatus (Hansg.) Chod. var. bicaudatus + Lớp Conjugatophyceae Bộ Desmidiales Họ Desmidiaceae 26 Arthodesmus incus (Bréb.) Hass. +++ ++ +++ 27 Cosmarium moniliforme (Turp.) Ralfs + 28 Cosmarium pseudoamoenum Wille ++ ++ 29 Cosmarium pachydermum Lund. ++ + + 30 Cosmarium inarganitiferum (Turp.) Menegh. + + 31 Cosmarium quadrifarium Lund. ++ + + 32 Cosmarium phaseolus Bréb.var. omphalum Racib. + + 33 Cosmarium reniforme (Ralfs) Arch. + + 34 Cosmarium auriculatum Reinsch.var. vernuconsum Turner ++ +++ 35 Cosmarium bioculatrum Bréb. ++ ++ 36 Cosmarium contractrum Kirchn.var. minutum (Delponte) Coesel +++ +++ +++ 37 Cosmarium nitidulum Nordst ++ + 38 Cosmarium amplum Nordst ++ ++ + 39 Cosmarium decacbondrum Roy & Bisset ++ ++ 40 Cosmarium sp. +++ +++ + 41 Staurastrum neglecttum West + ++ 42 Staurastrum analinoides Sott & Presc + + 43 Staurastrum gracile Ralfs ++ ++ + 44 Staurastrum sexanqulara (Bulnh) Lund. + + 45 Staurastrum tohopekaligense Wolle var. insigne W. et G.S. West + + + 46 Staurastrum trifidum Nordst ++ ++ + 47 Staurastrum woltereckii Racib. +++ +++ +++ 48 Staurastrum vestitum Ralfs + + 49 Staurastrum fureigerum Bréb. +++ +++ ++ 50 Staurastrum dejectum Bréb. ++ + + 51 Steptonema trilobatum Wall. + ++ 52 Xanthidium acanthophorun Nordst + + + 53 Xanthidium aculatum Erh. ex Ralfs ++ Tổng số loài gặp trong mỗi đợt 52 41 32 HOẠT ĐỘNG KH-CN Tạp chí KH-CN Nghệ AnSỐ 6/2015 [4] Từ bảng 2 cho thấy, bộ Desmidiales chỉ có 1 họ là Desmidiaceae, nhưng đây là họ chiếm ưu thế nhất về số lượng chi (5 chi) và loài (28 loài, chiếm 52,8% tổng số loài phát hiện được). Bộ Chlorococcales có đến 7 họ, trong đó Protococcaceae là họ có nhiều chi nhất (3 chi) nhưng chỉ có 4 loài (chiếm tỷ lệ 7,5%), thứ đến là Hy- drodictyaceae có 2 chi với 13 loài (chiếm tỷ lệ 24,5%), 4 họ còn lại chỉ có 1 chi. Ankistrodesmaceae, Coelas- traceae và Characiaceae là 3 họ chỉ có 1 loài (chiếm tỷ lệ 1,9%). Số lượng loài gặp thuộc bộ Desmidiales nhiều hơn so với bộ Chlorococcales. Điều này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Lê Thị Thúy Hà (2010) ở hồ chứa Bộc Nguyên - Hà Tĩnh và các tác giả khác: hầu hết các hồ chứa có độ pH<7, thành phần loài ưu thế thuộc về bộ Desmidiales [4]. b. Ở mức độ chi Từ bảng 3 cho thấy, 4 chi có độ phong phú về loài là Cosmarium (14 loài, chiếm 26,4% tổng số loài phát hiện được), Staurastrum (10 loài, chiếm 18,9%), Pediastrum (7 loài, chiếm 13,2%) và Tetraedron (6 loài, chiếm 11,3%). Tổng số loài thuộc 4 chi này là 37 loài, chiếm tới 69,81% tổng số loài phát hiện được. Đây là những chi có diện phân bố rộng, mang tính toàn cầu và giữ vai trò chủ đạo trong các hồ và hồ chứa nước ngọt [8]. Có 10 loài gặp khá phổ biến và là những loài chiếm ưu thế trong thủy vực nghiên cứu. Đó là: Coelastrum microporum Naeg., Pedi- astrum duplex Meyen var. subgranulatum Racib., Pediastrum duplex Meyen var. retic- ulatum Lagerh, Tetraedron minimum (A.Br.) Hansg. var. minimum, Sphaerocystis poly- cocca Korsch., Arthodesmus incus (Bréb.) Hass, Cosmarium contractrum Kirchn. var. minutum (Delponte) Coesel, Cosmarium pachydermum Lund., Staurastrum woltereckii Raub, Staurastrum fureigerum Bréb. 1.2. Sự biến động thành phần loài tảo qua các đợt nghiên cứu Để đánh giá sự sai khác thành phần loài giữa các đợt nghiên cứu, chúng tôi sử dụng hệ số thân thuộc Sorenxen: (a, b: số loài gặp ở mỗi đợt; c: số loài gặp chung giữa 2 đợt). Qua 3 đợt nghiên cứu, số loài gặp trong đợt 1 là 52 loài, đợt 2 có 41 loài và đợt 3 có 32 loài. Số loài gặp chung của đợt 1 và 2 là 40 loài, đợt 2 và 3: 25 loài, đợt 1 và 3: 32 loài. Hệ số Sorenxen giữa các đợt tương ứng là S1- 2 = 0,86; S2-3 = 0,64; S1-3 = 0,76 (đều > 0,5, cho thấy mức độ tương đồng cao), chứng tỏ sự sai khác về thành phần loài giữa các đợt nghiên cứu không lớn. 2. Một số chỉ tiêu về chất lượng nước ở hồ Xuân Dương Cùng với việc điều tra thành phần loài tảo, chúng tôi đã phân tích một số chỉ tiêu về chất lượng nước ở hồ Xuân Dương (Bảng 4). 1.1. Sự phân bố thành phần loài trong các taxon của ngành tảo lục ở hồ Xuân Dương a. Ở mức độ họ Bảng 2: Sự phân bố các chi và loài trong các bộ và họ TT Bộ Họ Số lượng chi Số lượng loài Tỷ lệ % 1 Chlorococcales Ankistrodesmaceae 1 1 1,9 Characiaceae 1 1 1,9 Coelastraceae 1 1 1,9 Hydrodictyaceae 2 13 24,5 Scenedesmaceae 1 3 5,7 Palmellaceae 2 2 3,8 Protococcaceae 3 4 7,5 2 Desmidiales Desmidiaceae 5 28 52,8 Tổng 2 8 16 53 100 Bảng 3: Các chi đa dạng nhất TT Chi Số lượng loài Tỷ lệ % 1 Cosmarium 14 26,4 2 Staurastrum 10 18,9 3 Pediastrum 7 13,2 4 Tetraedron 6 11,3 Tạp chí KH-CN Nghệ AnSỐ 6/2015 [5] HOẠT ĐỘNG KH-CN Giá trị trung bình cho cả 3 đợt: về độ trong: 114,57cm, nhiệt độ: 29,50c, pH: 6,2, DO: 6,47 mgO2/l, COD: 8,83 mgO2/l, Fets: 0,372 mg/l, NH4+: 0,038 mg/l và PO43-: 0,042 mg/l đều nằm trong giới hạn nước mặt theo QCVN 08: 2008. Số liệu này cho thấy, chất lượng nước ở hồ Xuân Dương đạt tiêu chuẩn nước sạch để cung cấp cho sinh hoạt, sản xuất và phù hợp với sự phát triển của thực vật thủy sinh nói chung, tảo lục nói riêng. IV. KẾT LUẬN - Đã xác định được là 53 loài và dưới loài thuộc 16 chi, 8 họ, 2 bộ, 2 lớp của ngành Chlorophyta. Trong đó, bộ Desmidiales có số lượng loài nhiều hơn so với bộ Chlorococcales. Desmidiaceae là họ có số loài nhiều nhất (28 loài, chiếm tới chiếm 52,8% tổng số loài phát hiện được). Các chi chủ đạo là: Cosmarium, Staurastrum, Pediastrum và Tetraedron. - Thành phần loài giữa 3 đợt nghiên cứu có mức tương đồng cao. - Chất lượng nước ở hồ Xuân Dương đạt tiêu chuẩn nước sạch để cung cấp cho sinh hoạt, sản xuất và phù hợp cho sự phát triển của tảo lục./. Bảng 4: Một số chỉ tiêu về chất lượng nước ở hồ Xuân Dương Đợt thu mẫu Chỉ tiêu 1 2 3 Trung bình QCVN 08:2008 (*) Nhiệt độ 29,5 34,7 24,4 29,5 - Độ trong 134,6 117,8 91,3 114,57 - pH 6,1 6,1 6,3 6,17 6 -8,5 DO 6,7 6,4 6,3 6,47 >5 COD 8,2 8,5 9,8 8,83 15 Fets 0,353 0,399 0,365 0,372 1,0 NH 4 + 0,042 0,038 0,035 0,038 0,2 PO4 3- 0,042 0,043 0,040 0,042 0,2 Ghi chú: (*) Cột A2 - dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh. Tài liệu tham khảo 1. Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (2008), Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt (National technical regulation on surface water quatity), Hà Nội. 2. Ergashev A.E., (1979), Phân loại bộ tảo lục nước ngọt Trung Á, Nxb ‘‘Phan’’ USSR, Tasken, tập I, II, (tiếng Nga). 3. Lê Thị Thúy Hà (2004), Khu hệ thực vật nổi ở vùng Tây Nam hệ thống sông Lam (Nghệ An - Hà Tĩnh), Luận án tiến sỹ Sinh học, Đại học Vinh. 4. Lê Thị Thúy Hà, Nguyễn Văn Dũng (2010), Vi tảo ở hồ chứa Bộc Nguyên, Hà Tĩnh, Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Vinh, tập 39, số 4A, tr. 20-27. 5. Võ Hành (1995), Một số kết quả nghiên cứu bộ tảo nguyên cầu (Protococcales) ở thủy vực Bắc Trường Sơn, Tuyển tập công trình nghiên cứu của Hội thảo khoa học đa dạng Bắc Trường Sơn (lần thứ nhất), Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, tr. 41-43. 6. Philipose M.T. (1967), Chlorococcales, Indian Council of Argricultural Resarch, New Delhi, 325 p. 7. Shirota A. (1966), The plant of South Vietnam. Fresh water and Marine plant, Overseas Technical Cooperation Agency, Japan, 462 p. 8. Đặng Ngọc Thanh, Hồ Thanh Hải, Dương Đức Tiến, Mai Đình Yên (2002), Thủy sinh học các thủy vực nước ngọt nội địa Việt Nam, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 9. Dương Đức Tiến, Võ Hành (1997), Tảo nước ngọt Việt Nam, Phân loại bộ tảo lục (Chlorococcales), Nxb Nông nghiệp. 10. Nguyễn Văn Tuyên (2003), Đa dạng sinh học tảo trong các thủy vực nước ngọt Việt Nam - Triển vọng và thử thách, Nxb Nông nghiệp thành phố Hồ Chí Minh. 11. Van den Hoek C., Mann D.G. and H.M. (1995), Algae. An introduction to phycology, Cambridge University Press.