Biến động thành phần loài và sinh vật lượng động vật phù du tại trạm quan trắc môi trường biển Nha Trang, 2000 - 2011

Tuyển Tập Nghiên Cứu Biển, 2015, tập 21, số 2: 88-105<br /> <br /> BIẾN ĐỘNG THÀNH PHẦN LOÀI VÀ SINH VẬT LƯỢNG ĐỘNG VẬT PHÙ DU<br /> TẠI TRẠM QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG BIỂN NHA TRANG, 2000 - 2011<br /> Trương Sĩ Hải Trình, Nguyễn Tâm Vinh<br /> Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam<br /> Tóm tắt<br /> <br /> Bài báo cung cấp các dẫn liệu về phân bố và đa dạng sinh học của quần xã<br /> động vật phù du tại trạm quan trắc môi trường biển Nha Trang (Khánh Hòa,<br /> Việt Nam). Đã ghi nhận 259 loài thuộc 18 nhóm động vật phù du trong quá<br /> trình nghiên cứu từ năm 2000 - 2011. Trong đó, nhóm chân mái chèo<br /> (Copepods) chiếm ưu thế về số lượng loài với 135 loài, nhóm sứa lược<br /> (Hydromedusae) với 20 loài và nhóm có bao (Tunicates) với 18 loài. Số<br /> lượng loài trung bình vào tháng 8 cao hơn so với tháng 2 ở hầu hết các năm,<br /> cao nhất với 95 loài vào tháng 8-2009 và thấp nhất chỉ có 47 loài vào tháng<br /> 2-2002. Mật độ động vật phù du trung bình ở vùng biển Nha Trang đạt 6.477<br /> ± 5.457 cá thể /m3 và có xu hướng cao hơn vào tháng 8, sự sai khác này là có<br /> ý nghĩa (t-test, P = 0,0048). Chỉ số đa dạng loài (Shannon – Wiener index)<br /> trung bình tại trạm khảo sát H’tb = 2,89 ± 0,27, cao nhất vào năm 2009. Chỉ<br /> số cân bằng Pielou (J’) cũng có xu thế tương tự như chỉ số Shannon, cao đặc<br /> biệt vào năm 2009. Mức độ ổn định của quần xã động vật phù du tương đối<br /> thấp ở năm 2010 với 1 loài có mật độ chiếm đến gần 40% tổng số mật độ<br /> trong khi ở những trạm khác chỉ chiếm 20%.<br /> <br /> VARIATION OF ZOOPLANKTON BIOMASS AND SPECIES COMPOSITION AT<br /> NHA TRANG MARINE MONITORING STATION, 2000 - 2011<br /> Truong Si Hai Trinh, Nguyen Tam Vinh<br /> Institute of Oceanography, Vietnam Academy of Science & Technology<br /> Abstract<br /> <br /> This study provides data of zooplankton abundance, biomass and diversity<br /> patterns in Nha Trang marine monitoring station (Khanh Hoa, Viet Nam). In<br /> total 259 zooplankton species had been recorded during the period of 2000 2011, Copepods contributed with the largest number of species (135<br /> species), followed by Hydromedusae and Tunicates with 20 species and 18<br /> species, respectively. The average number of zooplankton species was<br /> higher in August 2009 with 95 species in comparison with that in February<br /> 2002 with 47 species. Average individual density of zooplankton reached to<br /> 6,477 ± 5,457 inds.m-3 in August and it was mostly higher than that in<br /> February (significant difference with t-test, P = 0.0048). The average value<br /> of Shannon – Wiener index (H’) was 2.89 ± 0.27 and highest value in 2009.<br /> The value of Pielou index had a same trend with H’ – highest in 2009. In<br /> 2010, cumulative dominance (k) of one species ocuppied 40% of total<br /> denisty while this value at other stations was around 20%.<br /> 88<br /> <br /> I. MỞ ĐẦU<br /> <br /> rất nhiều nghiên cứu về sinh vật phù du<br /> biển được tiến hành bởi Viện Hải dương<br /> học. Tuy nhiên, những nghiên cứu này có<br /> thời gian nghiên cứu không dài và số lượng<br /> mẫu thu được chỉ gói gọn trong thời gian từ<br /> 1 đến 2 năm (Đề tài HABViet - Tảo gây hại<br /> ở Việt Nam, 2000 - 2001; Đề tài cấp cơ sở,<br /> 2003; Dự án NUFU - Nuôi trồng thủy sản<br /> và quản lý vùng biển ven bờ Việt Nam Sức tải môi trường, đa dạng sinh học và<br /> bệnh cá trong các hệ thống nuôi, 2008 2010).<br /> Chương trình “Quan trắc và cảnh báo<br /> môi trường biển các tỉnh phía Nam” từ năm<br /> 1995 đến nay cũng đã đặt 1 trạm trong vịnh<br /> Nha Trang với tần suất thu mẫu 2-4<br /> lần/năm. Với số liệu có tính liên tục trong<br /> nhiều năm, bài báo sẽ cho thấy bức tranh<br /> chung về cấu trúc thành phần loài cũng như<br /> sự biến động về sinh vật lượng động vật<br /> phù du theo thời gian tại một trạm cố định<br /> trong vịnh Nha Trang.<br /> <br /> Vịnh Nha Trang nằm phía Đông thành phố<br /> Nha Trang, thuộc tỉnh Khánh Hòa với tổng<br /> diện tích 249,65 km2. Trong đó diện tích<br /> mặt biển: 211,85 km2 và diện tích các đảo<br /> trong vịnh: 37,80 km2. Vịnh Nha Trang<br /> nằm trong vòng cung bờ biển thành phố<br /> Nha Trang, phía Bắc giáp mũi Khe Cây<br /> phía Đông tiếp giáp với vùng lãnh hải Việt<br /> Nam và phía Nam giáp mũi Đồng Ba - là<br /> ranh giới của vịnh Nha Trang và cửa ngõ<br /> phía Bắc vào vịnh Cam Ranh (2466/ QĐUBND Ủy ban Nhân dân tỉnh Khánh Hòa,<br /> 2011)<br /> Sinh vật phù du là khâu quan trọng trong<br /> chuỗi thức ăn của sinh vật biển. Sự phân bố<br /> và biến động số lượng của chúng có quan<br /> hệ đến sự hình thành và phát triển các<br /> nguồn lợi sinh vật (Nybakken và Bertness,<br /> 2005). Động vật phù du (ĐVPD) có thành<br /> phần loài phong phú, số lượng nhiều, chúng<br /> là mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn<br /> của thủy vực, là nền tảng chủ yếu để đánh<br /> giá mức độ phong phú, cũng như sự ô<br /> nhiễm của môi trường. Sinh vật lượng<br /> ĐVPD tăng hay giảm đều ảnh hưởng trực<br /> tiếp hay gián tiếp đến nguồn lợi nghề cá<br /> cũng như ngành nuôi trồng thủy sản (Lalli<br /> và Parsons, 2004). Điều tra nghiên cứu<br /> ĐVPD sẽ cung cấp những thông tin cần<br /> thiết cho việc thăm dò đàn cá, ngư trường,<br /> bãi đẻ cũng như các yếu tố môi trường.<br /> Nghiên cứu động vật phù du ở vùng biển<br /> Nha Trang bắt đầu từ rất sớm cùng với sự<br /> thành lập Viện Hải dương học Nha Trang.<br /> Trong những năm 1920 đến 1950, các công<br /> trình nghiên cứu về sinh vật phù du chủ yếu<br /> từ các nhà khoa học người Pháp như:<br /> Dawydoff (1929, 1952), Serene (1948),<br /> Rose (1926, 1955, 1957), Leloup (1956),<br /> Yamashita (1958), và Hoàng Quốc Trương<br /> (1962). Shirota (1963, 1966) đã thu mẫu tại<br /> nhiều địa điểm ven bờ từ Huế đến Cà Mau<br /> và đã công bố danh sách 982 loài sinh vật<br /> phù du biển cũng như nghiên cứu về biến<br /> động sinh vật lượng động vật phù du và mối<br /> quan hệ của chúng với các yếu tố môi<br /> trường tại vịnh Nha Trang. Sau năm 1975,<br /> <br /> II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP<br /> 1. Vị trí địa lý và phương pháp thu mẫu<br /> Mẫu động vật phù du được thu tại một trạm<br /> (Vĩ độ: 12,2183; Kinh độ: 109,2189) trong<br /> vịnh Nha Trang vào tháng 2 và tháng 8 từ<br /> năm 2000 đến năm 2011 (Hình 1). Tại mỗi<br /> trạm, mẫu ĐVPD được thu thập bằng lưới<br /> Juday có khóa phân tầng, đường kính<br /> miệng lưới 37 cm, đường kính lỗ lưới 200<br /> µm. Mẫu được thu bằng cách kéo thẳng<br /> đứng bằng tay ở 2 tầng: từ 10 m đến mặt và<br /> từ cách đáy 1 m đến tầng 10 m ở cả 2 thời<br /> điểm triều cao và triều thấp. Mẫu vật được<br /> cố định bằng formol 5%.<br /> 2. Phương pháp phân tích<br /> Trước khi phân tích, mẫu được rửa bằng<br /> nước ngọt, loại bỏ rác bẩn và 1 số nhóm<br /> động vật thuộc nhóm có bao (Tunicates).<br /> Mẫu định lượng được lọc qua các bộ rây có<br /> đường kính lỗ 500 µm, phần mẫu nằm trên<br /> rây được đếm toàn bộ, phần mẫu lọt qua rây<br /> được pha loãng trong 50 ml nước cất, sau<br /> đó lấy 1 mẫu phụ 1 ml để phân tích định<br /> lượng. Tiến hành đếm số lượng cá thể của<br /> cả hai loại rây bằng kính hiển vi soi nổi<br /> 89<br /> <br /> MBC-1. Sinh vật lượng động vật phù du<br /> được biểu thị bằng số lượng cá thể trên một<br /> đơn vị thể tích (cá thể/m3).<br /> Để xác định giống, loài chúng tôi sử<br /> dụng các tài liệu của Sewell (1947), Chen<br /> và Zhang (1965, 1974), Chen (1980), Owre<br /> và Foyo (1967), Đặng Ngọc Thanh và cs.<br /> (1980), Nguyễn Văn Khôi (1994), Nishida<br /> (1985), Boltovskoy (1999), Mulyadi (2002,<br /> 2004).<br /> Các chỉ số đa dạng sinh học được tính<br /> bằng phần mềm Primer 6.0 (Primer – E Ltd,<br /> Plymouth UK) như sau:<br /> Độ giàu có loài (Margalef): d = (S1)/Log(N) (Margalef, 1958).<br /> <br /> Chỉ số cân bằng Pielou: J’ = H’/ Log(S)<br /> (Pielou, 1966).<br /> Chỉ số đa dạng Shannon:<br /> H’= - sum(Pi*Log2(Pi) (Shannon, 1948)<br /> So sánh sự giống nhau về thành phần<br /> loài giữa các năm bằng chỉ số giống nhau<br /> (similarity index) của Bray và Curtis<br /> (1957).<br /> Trong đó: S: tổng số loài, N: tổng số cá<br /> thể của trạm/mẫu. Cij: tổng các loài giống<br /> nhau giữa 2 mẫu i và j. Si và Sj: số lượng<br /> loài của mỗi mẫu.<br /> <br /> Hình 1. Bản đồ vị trí trạm thu mẫu trong vịnh Nha Trang, Khánh Hòa, Việt Nam<br /> Fig. 1. Map showing sampling station in Nha Trang bay, Khanh Hoa, Viet Nam<br /> <br /> III. KẾT QUẢ<br /> <br /> chèo (Copepoda) với 135 loài, chiếm<br /> 51,74% tổng số loài, tiếp theo là các nhóm<br /> sứa (Hydromedusae) với 20 loài (chiếm<br /> 7,72%), nhóm có bao (Tunicata) với 18 loài<br /> (chiếm 6,95%). Các nhóm còn lại chiếm<br /> khoảng 33% tổng số loài ĐVPD (Bảng 1,<br /> phụ lục 1).<br /> <br /> 1. Thành phần loài động vật phù du vịnh<br /> Nha Trang<br /> Kết quả của 24 chuyến khảo sát từ năm<br /> 2000 - 2011 đã ghi nhận được 259 loài<br /> ĐVPD, thuộc 18 nhóm động vật khác nhau.<br /> Chiếm ưu thế về loài là nhóm chân mái<br /> 90<br /> <br /> Từ năm 2000 đến 2011, trạm khảo sát có<br /> số lượng loài ĐVPD trung bình là 99 loài,<br /> thấp nhất vào tháng 2 năm 2002 với 47 loài<br /> và cao nhất vào tháng 9 năm 2009 với 95<br /> loài. Tháng 8 có số lượng loài trung bình là<br /> 80 loài trong khi đó tháng 2 chỉ có 69 loài.<br /> Số lượng loài ĐVPD vào tháng 8 luôn có<br /> xu thế cao hơn số lượng loài ở tháng 2 ở tất<br /> cả các năm (Hình 2), và sự khác nhau về<br /> thành phần loài ĐVPD giữa các tháng là có<br /> ý nghĩa (t-test; P = 0,083).<br /> Thành phần loài ĐVPD ở tầng mặt cao<br /> hơn ở tầng đáy trong suốt quá trình từ năm<br /> 2000 - 2011 (trừ năm 2007 và 2008), tuy<br /> nhiên sự chênh lệch đó là không lớn. Phép<br /> thử t-test cho thấy sự khác nhau về thành<br /> phần loài ĐVPD ở các tầng là có ý nghĩa (P<br /> = 0,025) (Hình 3A). Thành phần loài<br /> ĐVPD trung bình vào kỳ triều cao là 82 và<br /> triều thấp là 85. Nhìn chung sự chênh lệch<br /> về loài ở 2 kỳ triều là không khác nhau, chỉ<br /> trừ năm 2009 có sự chênh lệch giữa triều<br /> cao và triều thấp là 17 loài (Hình 3b).<br /> <br /> Tại điểm khảo sát có chỉ số giàu có loài<br /> (d) trung bình là 6,9 ± 1,4, cao nhất vào<br /> tháng 8-2009 (11,08) và thấp nhất vào<br /> tháng 2-2002 (3,73). Nhìn chung, chỉ số<br /> giàu có loài của quần xã động vật phù du<br /> vào tháng 8 cao hơn vào tháng 2 (trừ năm<br /> 2009 & 2010) (Hình 4A). Chỉ số cân bằng<br /> Pielou (J’) trung bình là 0,71 ± 0,06. Tương<br /> tự như chỉ số d thì năm 2009 có giá trị J’<br /> cao nhất (0,72 vào tháng 2 và 0,73 vào<br /> tháng 8). Năm 2010 có giá trị J’ thấp nhất<br /> trong suốt quá trình nghiên cứu (0,57 vào<br /> tháng 2 và 0,56 vào tháng 8) (Hình 4B).<br /> Chỉ số đa dạng loài (Shannon – Wiener<br /> index) trung bình tại trạm khảo sát H’tb =<br /> 2,89 ± 0,27, cao nhất vào năm 2009 với H’<br /> = 3,49 (8-2009) và H’ = 3,44 (2-2009), thấp<br /> nhất vào tháng 8-2010 với H’ = 2,3. Tháng<br /> 2-2010 là thời điểm có độ chênh lệch giữa<br /> H’min và H’max lớn nhất trong suốt thời gian<br /> khảo sát (Hình 5A). Chỉ số đa dạng sinh<br /> học Simpson (1 – λ) trong vịnh Nha Trang<br /> biến động không lớn, thấp nhất trong năm<br /> 2010 ở cả tháng 2 và tháng 8 (Hình 5B).<br /> <br /> Bảng 1. Tỷ lệ phần trăm các nhóm ĐVPD tại trạm Nha Trang từ năm 2000 - 2011<br /> Table 1. Percentage of zooplankton groups in Nha Trang bay from 2000 - 2011<br /> Nhóm Động vật<br /> Amphipoda<br /> Chaetognatha<br /> Cladocera<br /> Copepoda<br /> Ctenophora<br /> Cumacea<br /> Euphausiacea<br /> Heteropoda & Pteropoda<br /> Hydromedusae<br /> Hydrozoa<br /> Isopoda<br /> Mysidacea<br /> Ostracoda<br /> Polychaeta<br /> Scyphozoa<br /> Sergestidae<br /> Siphonophora<br /> Tunicata<br /> Tổng<br /> <br /> Số lượng loài<br /> 4<br /> 9<br /> 4<br /> 134<br /> 6<br /> 3<br /> 1<br /> 14<br /> 20<br /> 5<br /> 1<br /> 7<br /> 6<br /> 9<br /> 2<br /> 3<br /> 13<br /> 18<br /> 259<br /> <br /> 91<br /> <br /> %<br /> 1,54<br /> 3,47<br /> 1,54<br /> 51,74<br /> 2,32<br /> 1,16<br /> 0,39<br /> 5,41<br /> 7,72<br /> 1,93<br /> 0,39<br /> 2,70<br /> 2,32<br /> 3,47<br /> 0,77<br /> 1,16<br /> 5,02<br /> 6,95<br /> <br /> Hình 2. Biến động số lượng loài ĐVPD trong vịnh Nha Trang vào tháng 2 và 8 từ năm 2000 - 2011<br /> Fig. 2. Variation of number of zooplankton species in Nha Trang bay<br /> in Feb. and Aug. from 2000 - 2011<br /> <br /> Hình 3. Biến động số lượng loài ĐVPD trong vịnh Nha Trang theo tầng nước (A)<br /> và triều (B) từ năm 2000 - 2011<br /> Fig. 3. Variation of number of zooplankton species in Nha Trang bay<br /> at different layers (A) and tide (B) from 2000 - 2011<br /> <br /> 92<br /> <br />