Sinh học - Chỉ thị sinh học môi trường nước phần hai – Chỉ số sinh học

09-Mar-15 1 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC PHẦN HAI – CHỈ SỐ SINH HỌC 3.7. CHỈ SỐ SINH HỌC 1. Chỉ số đa dạng sinh học 2. Điểm số BMWP (Biological Monitoring Working Party): ĐVKXS cỡ lớn 3. TCVN 7220-1: 2002; TCVN 7220-2: 2002: ĐVKXS cỡ trung bình & giun tròn 4. Chỉ số sinh học tổ hợp (Intergrated Biological Index - IBI) 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.1. Chỉ số đa dạng sinh học 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N  Chỉ số đa dạng đánh giá mức độ đa dạng thành phần loài của quần xã sinh vật.  Các mức độ đa dạng chịu tác động của môi trường  độ đa dạng  chất lượng môi trường? 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.1. Chỉ số đa dạng sinh học 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG  Chỉ số này là dễ thực hiện,  Áp dụng được cho mọi loại thuỷ vực, mọi loại quần xã;  Không phụ thuộc vào vị trí địa lý, thành phần phân loại 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.1. Chỉ số đa dạng sinh học 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N  Mặt hạn chế của phương pháp này là chỉ áp dụng được cho một thuỷ vực có độ lớn nhất định,  Không biết thông tin về thành phần phân loại của loài do các loài có giá trị tính toán như nhau.  Hạn chế khi đánh giá mức độ biến đổi sinh thái của thuỷ vực vì ngay cả khi thuỷ vực ở tình trạng tự nhiên, tính đa dạng cũng có thể thay đổi do những nguyên nhân khác. 09-Mar-15 2 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.1. Chỉ số đa dạng sinh học 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Chỉ số Công thức Ghi chú Simpson D S Số loài trong mẫu A1 Số loài ở mẫu đối chứng Ax Số loài ở mẫu N Tổng số cá thể trong mẫu n Tổng số cá thể trong mẫu ni Số cá thể của loài thứ I trong mẫu Kothé Margalef D Shannon and Wiener: H’ Eveness E 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.1. Chỉ số đa dạng sinh học 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Quan hệ giữa H’, D, S với chất lượng nước H’ < 1 : rất ô nhiễm.  1 ≤ H’ ≤ 2 : ô nhiễm.  2 < H’ ≤ 3 : Hơi/chớm ô nhiễm.  3 < H’ ≤ 4,5 : sạch. H’ > 4,5 : rất sạch. 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Hệ thống điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG • Sử dụng động vật đáy cỡ lớn để quan trắc môi trường nước. • Hệ thống điểm số BMWP (Biological Monitoring Working Party) đã được các nhà khoa học Anh sử dụng để đánh giá chất lượng nước (Armitage et al., 1983). • Hệ thống điểm số BMWP đã được sửa đổi cho phù hợp với điều kiện của mỗi nước. BMWPViet Nam có dạng sau đây: 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Hệ thống điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N • Áp dụng phương pháp thu mẫu sinh vật đáy • Xác định các họ động vật không xương sống dựa theo tài liệu dùng cho hiện trường • Tra bảng điểm BMWPVietnam : điểm cao nhất - điểm 10 (các họ nhạy/mẫn cảm), điểm thấp nhất – điểm 1 (các họ chống chịu) dựa theo sự có mặt của các họ ĐVKXS tương ứng. • Tính tổng điểm BMWP • Tính điểm trung bình ASPT (Average Score Per Taxon) bằng cách lấy tổng điểm BMWP chia cho tổng số họ tham gia tính điểm. 09-Mar-15 3 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật KXS Điểm Mayflies – Phù du Heptagenniidae, Leptophlebiidae, Ephemerellidae, Potamanthidae, Ephemeridae, Oligoneuriidae 10 Stoneflies – Cánh úp Leuctridae, Perlidae, Perliodidae Bugs – Cánh nửa Aphelocheiridae Odonata – Chuồn chuồn Amphipterygidae Caddisflies- Bướm đá Phryganeidae, Molannidae, Odontoceridae/Brachycentridae, Leptoceridae, Goeridae, Lepidostomatidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật KXS Mayflies – Phù du 10 Heptagenniidae, Leptophlebiidae, Ephemerellidae, Potamanthidae, Ephemeridae, Oligoneuriidae Potamanthidae Oligoneuriidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật KXS Stoneflies – Cánh úp: điểm 10 Leuctridae, Perlidae, Perliodidae Leuctridae Perlidae Perliodidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật KXS Bugs – Cánh nửa: 10 Aphelocheiridae Aphelocheirus aestivalis 09-Mar-15 4 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật KXS Odonata – Chuồn chuồn: điểm 10 Amphipterygidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật KXS Caddisflies- Bướm đá Trichoptera: điểm 10 Phryganeidae, Molannidae, Odontoceridae/Brachycentridae, Leptoceridae, Goeridae, Lepidostomatidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Crabs – Cua Potamidae 8 Caddisflies - Bướm đá Psychomyiidae, Philoppotamidae, 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Mayflies – Phù du Caenidae 7 Stoneflies - Cánh úp Nemouridae Caddisflies - Bướm đá Rhyacophilidae, Polycentropodidae, Limnephilidae 09-Mar-15 5 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Snails - Ốc Neritidae, Ancylidae 6 Caddis flies - Bướm đá Hydroptilidae Dragonflies – Chuồn chuồn Lestidae, Calopterygidae, Gomphidae, Cordulegastridae, Aeshnidae, Platycnemididae, Chlorocyphidae, Macromidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Dragonflies – Chuồn chuồn Lestidae, Calopterygidae, Gomphidae, Cordulegastridae, Aeshnidae, Platycnemididae, Chlorocyphidae, Macromidae 6 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Bugs – Cánh nửa Veliidae, Mesoveliidae, Hydrometridae, Gerridae, Nepidae, Naucoridae, Natonectidae, Belostomatidae, Hebridae, Pleidae, Corixidae 5 Beetles – Cánh cứng Haliplidae, Dytiscidae, Gyrinidaehydraenidae, Hydrophilidae, Hygrobiidae, Helodidae, Dryopidae, Elminthidae, Chrysomelidae, Curculionidae, Psephenidae, ptilodactylidae Caddis flies - Bướm đá Hydropsychidae Dipteran flies – Hai cánh Tipulidae, Simuliidae Mollusca – Thân mềm Mytilidae Triclads– Sán tiêm mao Planariidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Bugs – Cánh nửa cứng Veliidae, Mesoveliidae, Hydrometridae, Gerridae, Nepidae, Naucoridae, Natonectidae, Belostomatidae, Hebridae, Pleidae, Corixidae 5 Mesoveliidae 09-Mar-15 6 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Bugs – Cánh nửa cứng Veliidae, Mesoveliidae, Hydrometridae, Gerridae, Nepidae, Naucoridae, Natonectidae, Belostomatidae, Hebridae, Pleidae, Corixidae 5 Hebridae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Beetles – Cánh cứng Haliplidae, Dytiscidae, Gyrinidae, Hydraenidae, Hydrophilidae, Hygrobiidae, Helodidae, Dryopidae, Elminthidae, Chrysomelidae, Curculionidae, Psephenidae, ptilodactylidae 5 Haliplidae Gyrinidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Beetles – Cánh cứng Haliplidae, Dytiscidae, Gyrinidae, Hydraenidae, Hydrophilidae, Hygrobiidae, Helodidae, Dryopidae, Elminthidae, Chrysomelidae, Curculionidae, Psephenidae, ptilodactylidae 5 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Beetles – Cánh cứng Haliplidae, Dytiscidae, Gyrinidae, Hydraenidae, Hydrophilidae, Hygrobiidae, Helodidae, Dryopidae, Elminthidae, Chrysomelidae, Curculionidae, Psephenidae, Ptilodactylidae 5 Psephenidae 09-Mar-15 7 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Caddis flies - Bướm đá Hydropsychidae 5 Dipteran flies – Hai cánh Tipulidae, Simuliidae Mollusca – Thân mềm Mytilidae Triclads– Sán tiêm mao Planariidae Tipulidae Simuliidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Mayflies – Phù du Baetidae/Siphlonuridae 4 Megaloptera – Cánh rộng Sialidae, Corydalidae Dragonflies – Chuồn chuồn Coenagrionidae, Corduliidae, Libellulidae Sialidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Dragonflies – Chuồn chuồn Coenagrionidae, Corduliidae, Libellulidae 4 Mollusca – Thân mềm Pilidae,Viviparidae, Unionidae, Amblemidae Leeches - Đỉa Piscicolidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm True flies – Hai cánh Ephydridae, Stratiomyidae, Blepharoceridae 3 Snais, Bivalves - ốc, Hai mảnh Vỏ (trai, hến) Bithyniidae, Lymnaeidae, Planorbidae, Thiaridae, Littorinidae, Corbiculidae, Pisidiidae Leeches - đỉa Glossiphoniidae, Hirudidae, Erpobdellidae Crabs - Cua, Prawns – Tôm Parathelphusidae, Antyidae, Palaemonidae Dragonflies – Chuồn chuồn Protoneuridae Midges - Muối lắc Chironomidae 2 – Giun ít tơ Oligochaeta 1 09-Mar-15 8 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm True flies – Hai cánh Ephydridae, Stratiomyidae, Blepharoceridae 3 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm True flies – Hai cánh Ephydridae, Stratiomyidae, Blepharoceridae 3 Snais, Bivalves - ốc, Hai mảnh Vỏ (trai, hến) Bithyniidae, Lymnaeidae, Planorbidae, Thiaridae, Littorinidae, Corbiculidae, Pisidiidae Pisidiidae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Leeches - đỉa Glossiphoniidae, Hirudidae, Erpobdellidae 3 Crabs - Cua, Prawns – Tôm Parathelphusidae, Antyidae, Palaemonidae Dragonflies – Chuồn chuồn Protoneuridae Protoneuridae 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tiếng Anh - Việt Các họ động vật Điểm Midges - Muối lắc Chironomidae 2 – Giun ít tơ Oligochaeta 1 Hình ảnh côn trùng nước 01 Hình ảnh côn trùng nước 02 09-Mar-15 9 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG • Sau khi có tổng điểm BMWP: • Tính điểm trung bình ASPT (Average Score Per Taxon) bằng cách lấy tổng điểm BMWP chia cho tổng số họ tham gia tính điểm. • Đánh giá chất lượng nước qua giá trị ASPT theo bảng sau đây: 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.2. Điểm số BMWP 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Phaân haïng chaát löôïng nöôùc theo BMWP  ASPT Thứ hạng ASPT Đánh giá chất lượng nước. I 10 – 8 Không ô nhiễm, nước sạch II 7,9 – 6 Ô nhiễm nhẹ Olygosaprobe III 5,9 – 5 Ô nhiễm vừa (Nước bẩn vừa β) β Mesosaprobe IV 4,9 – 3 Khá ô nhiễm (Nước bẩn vừa α) α Mesosaprobe V 2,9 – 1 Ô nhiễm nặng (Polysaprobe) VI 0 Ô nhiễm rất nặng (không có ĐVKXS đáy) Nguồn: Environment Agency, UK, 1997. Richard Orton, Anne Bebbington và John Bebbington, 1995) 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.3. Động vật KXS đáy cỡ trung bình và giun tròn/tuyến trùng (Nematoda): TCVN 7220-1: 2002; TCVN 7220-2: 2002 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.3. Động vật KXS đáy cỡ trung bình và giun tròn/tuyến trùng (Nematoda) 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Tổng số họ trong một điểm thu mẫu Thang điểm 1 2 3 4 5 Tổng số họ ĐVĐ trung bình 10 10-19 20-29 30-39 >40 Tổng số họ giun tròn (Nematoda) 1-6 7-13 14-18 19-25 >25 % ưu thế của một họ giun tròn hoặc của 1 họ ĐVĐTB >85 >70-85 55-70 40-55 <40 Chú thích: 1- Ô nhiễm nặng; 2- Ô nhiễm; 3- Ô nhiễm nhẹ; 4- Chưa bị ô nhiễm; 5- Không ô nhiễm. Bảng 3.5. Đánh giá mức độ ô nhiễm theo điểm so sánh tổng họ động vật KXS đáy trung bình và giun tròn 09-Mar-15 10 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.4. Chỉ số sinh học tổ hợp (IBI) 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Chỉ số sinh học tổng hợp (Integrated Biological Index – IBI) Chỉ số thường được sử dụng cho nhóm cá. Đã phát triển và được ứng dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ. Đang được cải tiến và phát triển ở một số nước khác như ở Pháp (Oberdorff và Hughes, 1992), ở Ấn Độ (Ganasan và Hughes). Phát triển lý thuyết và nguyên lý tính IBI bởi Karr et al (1986), Hughes và Gammon (1987), Oberdorff và Hughes (1992), Lyon et al. (1995). Cá thái dương bluegil 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.4. Chỉ số sinh học tổ hợp (IBI) 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N Chỉ số IBI bao gồm 12 chỉ số cần được tính đến đó là: 1. Tổng số loài cá 2. Số loài cá đáy - gần đáy 3. Số loài cá nổi - sống ở tầng nước trên và giữa 4. Số loài cá bống 5. Số loài cá trơn không vảy (lăng, chiên, nheo, lươn, chạch, trê,...) 6. Số loài cá nhạy cảm với môi trường. 7. % số cá thể là cá ăn tạp. 8. % số cá thể là cá ăn ĐVKXS, côn trùng. 9. % số cá thể là cá dữ (ăn cá, tôm). 10. Tổng số cá thể cá. 11. % số cá thể lai tạp, ngoại nhập. 12. % số cá thể bị bệnh, dị tật, u, hỏng vây, và các khuyết tật khác Cả 12 chỉ số được đánh giá theo thang điểm: xấu (1 điểm), trung bình (3 điểm), tốt (5 điểm). 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.4. Chỉ số sinh học tổ hợp 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.7.4. Chỉ số sinh học tổng hợp (IBI) 3. CHỈ T Ị SINH HỌC MÔI TRƯỜNG N 6 mức độ (theo Karr et al,1986): Chi tiết xem bảng 3.6 TT Điểm Kết luận Đặc trưng 1 58 – 60 MT rất tốt Không có tác động con người, đầy đủ các thế hệ, cấu trúc dinh dưỡng ổn định 2 48 – 52 Môi trường tốt Giàu thành phần loài, mất đi các loài nhạy cảm MT, cấu trúc DD bị ức chế 3 39 - 44 MT trung bình Dấu hiệu suy thoái, cấu trúc DD bị thu hẹp 4 28 - 35 Môi trường xấu Đặc trưng bởi loài cá ăn tạp, cá chịu đựng tốt với MT ô nhiễm 5 12 - 22 MT rất xấu Ít cá, chỉ có loài chịu đựng tốt MT ô nhiễm 6 < 12 Ô nhiễm trầm trọng Không có cá