Tài liệu Nghiên cứu đa dạng sinh học bộ cyclopoida và harpacticoida trong sinh cảnh cát tại một số huyện thuộc tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA: SINH-MÔI TRƯỜNG *** HUỲNH TẤN NGỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC BỘ CYCLOPOIDA VÀ HARPACTICOIDA TRONG SINH CẢNH CÁT TẠI MỘT SỐ HUYỆN THUỘC TỈNH QUẢNG NGÃI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG Đà Nẵng – 2022 I ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA : SINH-MÔI TRƯỜNG *** HUỲNH TẤN NGỌC ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC BỘ CYCLOPOIDA VÀ HARPACTICOIDA TRONG SINH CẢNH CÁT TẠI MỘT SỐ HUYỆN THUỘC TỈNH QUẢNG NGÃI Chuyên ngành : Quản lý tài nguyên môi trường Mã số : 3150318009 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn : ThS. Trần Ngọc Sơn Đà Nẵng - 2022 II LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan các dữ liệu trình bày trong khóa luận này là trung thực. Đây là kết quả nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của ThS. Trần Ngọc Sơn khoa Sinh – Môi trường, trường Đại học Sư phạm - ĐHĐN và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác trước đây. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm nếu vi phạm bất kì quy định nào về đạo đức khoa học. Tác giả Huỳnh Tấn Ngọc III LỜI CÁM ƠN Em xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng đã tạo mọi điều kiện cho em trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Trước hết, em xin gửi lời cám ơn chân thành và sâu sắc đến ThS Trần Ngọc Sơn, người đã trực tiếp hướng dẫn em trong luận văn này. Thầy đã dành cho em nhiều thời gian, công sức, cho em nhiều ý kiến, nhận xét quý báu, chỉnh sửa cho em những chi tiết rất nhỏ trong luận văn này, góp phần cho luận văn của em được hoàn thành về cả mặt nội dung lẫn hình thức. Đồng thời em cũng xin cám ơn các thành viên trong phòng thí nghiệm công nghệ môi trường đã giúp em trong quá tình hoàn thành đề tài. Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, thầy cô đã động viên, khuyến khích, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện. Do hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm nên trong quá trình thực hiện luận văn không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô. IV MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 4 1.1 Tổng quan về đối tượng nghiên cứu: ......................................................................... 4 1.1.1 Giới thiệu về Copepoda ........................................................................................ 4 1.2 Tổng quan về tài liệu nghiên cứu ............................................................................. 10 1.2.1 Nước Ngoài........................................................................................................... 10 1.2.2 Trong Nước .......................................................................................................... 11 1.3 Tổng quan về khu vực nghiên cứu ........................................................................... 11 1.3.1 Tỉnh Quảng Ngãi ................................................................................................. 11 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 14 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 14 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu: ........................................................................................ 14 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 14 2.2 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. 15 2.2.1 Đánh giá mức độ đa dạng sinh học của bộ Harpacticoida và Cyclopoida .... 15 2.2.2 Đánh giá chất lượng môi trường trong sinh cảnh cát ...................................... 16 2.2.3 Đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi trường với mức độ đa dạng sinh học bộ Harpacticoida và Cyclopoida.................................................................. 16 2.3 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 16 2.3.1 Phương pháp lấy mẫu ngoài thực địa ............................................................... 16 2.3.2 Phương pháp bảo quản mẫu nước và mẫu động vật phù du. ......................... 17 2.3.3 Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm .................................... 17 2.3.4 Phương pháp phân loại Copepoda .................................................................... 17 2.3.5 Phương pháp đếm mật độ cá thể ....................................................................... 17 V 2.3.6 Chỉ số chất lượng nước ngầm (Ground Water Quality Index)Error! Bookmark not defined. 2.3.7 Phương pháp phân tích số liệu ........................................................................... 18 2.3.8 Chỉ số đa dạng Shannon – Wiener và chỉ số đa dạng sinh học Simpson ....... 19 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ................................................................... 20 3.1. Đa dạng thành phần loài giáp xác chân chèo ở khu vực nghiên cứu ................... 20 3.1.1. Đặc điểm thành phần loài giáp xác chân chèo................................................. 20 3.1.2 Chỉ số đa dạng Shannon và Simpson .................... Error! Bookmark not defined. 3.1.3 Đặc điểm các thông số môi trường sinh cảnh cát tại các khu vực khảo sát .. 30 3.1.4 Độ dẫn điện EC (mS/cm) .................................................................................... 29 3.1.5 Tổng chất rắn hoà tan TDS ................................................................................ 32 3.2 Mối tương quan chất lượng môi trường nước đến sự phân bố loài ................ Error! Bookmark not defined. 3.3 Sự phân bố của các loài Copepoda trên các phổ môi trường khác nhau ............. 31 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................. 36 4.1. Kết luận ..................................................................................................................... 36 4.6 Kiến nghị ................................................................................................................ 36 Tài liệu tham khảo ........................................................................................................... 38 VI DANH MỤC TỪ VIẾT TẮC QCVN Quy chuẩn Việt Nam PO43- Photphaste SO42- Sunfat NO3- Nitrat NO2- Nitrit NH4+ Amoni DO Oxy hòa tàn EC Độ dẫn điện NTU Độ đục Sal Độ muối TDS Tổng chất rắn hòa tan Cl- Clorua CCA Canonical Correspondence Analysis GWQI Chỉ số chất lượng nước dưới đất CB Cửa biển TN Thượng Nguồn VII DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 3.1 Đặc điểm phân biệt hai bộ Cyclopoida và Harpacticoida Trọng số, trọng số tương quan và giá trị giới hạn chỉ số chất lượng nước (GWQI) Mối liên hệ từ hệ số tương quan Cấu trúc thành phần loài của các loài thuộc Copepoda tại khu vực nghiên cứu 5 19 20 22 Bảng 3.2 Danh mục thành phần loài và mật độ xuất hiện của các loài 22 Bảng 3.3 Các thông số môi trường tại các khu vực thu mẫu 27 Bảng 3.4 Chỉ số chất lượng nước GWQI và phân hạng chất lượng 31 Bảng 3.5 Chỉ số đa dạng Shannon và Simpson 32 Bảng 3.6 Các giá trị đặt trưng của mô hình CCA giữa mật độ loài và chỉ tiêu môi trường 33 VIII DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hai bộ của phân lớp giáp xác chân chèo 5 Hình 1.2 Sơ đồ dạng nước bão hòa (saturated zones) và không bão hòa (unsaturated zones) 10 Hình 1.3 Nước ngầm trong cát thuộc sinh cảnh khu vực Hyporheic zone dọc các lưu vực sông và suối 11 Hình 2.1 Vị trí lấy mẫu 15 Hình 3.1 Hình ảnh một số loài tìm thấy 27 Hình 3.2 Biến động độ dẫn điện (EC) tại khu vực nghiên cứu 30 Hình 3.3 Tổng chất rắn hòa tan (TDS) tại khu vực nghiên cứu 30 Hình 3.4 Kết quả chỉ số đa dạng Shannon và Simspon tại các khu vực nghiên cứu 32 Hình 3.5 Mối tương quan chất lượng môi trường sinh cảnh cát với mật độ 33 Hình 3.6 Biểu đồ phân bố của các loài Copepoda theo nồng độ EC tại khu vực nghiên cứu 35 Hình 3.7 Biểu đồ phân bố của các loài Copepoda theo nồng độ TDS tại khu vực nghiên cứu 35 Hình 3.8 Biểu đồ phân bố của các loài Copepoda theo nồng độ Sal tại khu vực nghiên cứu 36 Hình 3.9 Biểu đồ phân bố của các loài Copepoda theo nồng độ Cl- tại khu vực nghiên cứu 36 IX TÓM TẮT Nghiên cứu đa dạng sinh học phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda) trong nước ngầm thuộc một số địa điểm của tỉnh Quảng Ngãi được thực hiện với 6 điểm lấy mẫu chia làm 2 khu vực thượng nguồn và cửa biển. Nghiên cứu ghi nhận được 10 loài, trong đó 8 loài mới cho khu hệ giáp xác nước ngọt của Việt Nam là Nitokra minor, Nitokra humphreys, Nitokra balli Rouch, schizopera sp, tachidius sp, Cerconeotes euryhalinus, Metacyclops margaretae, Metacyclops gracilis. Thông qua kết quả phân tích tương quan cho thấy sự ảnh hưởng giữa các thông số môi trường với nhau tại 2 khu vực là thượng nguồn và cửa biển. Trong đó thì ở khu vực thượng nguồn thì các thông số môi trường tương quan với nhau nhiều hơn so với ở khu vực cửa biển. Trong đó, kết quả của phân tích tương quan Canonical Correspondence Analysis (CCA) cho thấy các yếu tố môi trường có ảnh hưởng đến mật độ loài của Copepoda ở sinh cảnh cát thuộc một số huyện của tỉnh Quảng Ngãi, với giá trị mô hình 73,03%. Mô hình tương quan cho thấy các thông số môi trường tương quan nghịch với một số chỉ tiêu NH4, Cl-, NO3-, độ dẫn điện, độ mặn, pH và nhiệt độ. Từ khóa: Sinh cảnh cát, Copepoda, Quảng Ngãi, CCA. X MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trên thế giới những nghiên cứu về động vật phù du đã phát triển rất sớm vì đây là một mắt xích thức ăn vô cùng quan trọng trong các hệ sinh thái dưới nước. Trong số đó được các nhà nghiên cứu đặc biệt chú ý bởi sự phổ biến của chúng trong các thủy vực đó là phân lớp Giáp xác chân chèo (Copepoda). Copepoda là một nhóm động vật giáp xác kích thước nhỏ phân bố rộng ở hầu hết các môi trường khác nhau từ nước ngọt đến nước mặn, kể cả những môi trường khắc nghiệt như nước ngầm và sinh cảnh cát suối nước nóng hay vùng nước băng tan (Marmonier et al., 1993). Copepoda được biết đến là một thành phần quan trọng của lưới thức ăn trong hệ sinh thái dưới nước từ vùng nước ngọt đến vùng nước mặn (Bostock, 2010). Copepoda còn được biết đến là nguồn thức ăn thiết yếu đối với con non của nhiều sinh vật biển, Copepoda đóng vai trò chuyển tiếp năng lượng từ các bậc thức ăn thấp hơn (thực vật, mùn bã hữu cơ) đến mắt xích thức ăn cao hơn trong hệ sinh thái. Ngoài ra Copepoda còn được sử dụng làm sinh vật chỉ thị môi trường khá hiệu quả (Piasecki et al., 2004). Hiện nay trên thế giới đã có khoảng 24.000 loài thuộc 2.400 giống và 210 họ đã được mô tả, trong đó có khoảng 2.800 loài sống ở các thủy vực nước ngọt. Với hơn 900 loài được biết đến từ các tầng nước ngầm lục địa (Galassi, 2001). Hệ sinh thái cát là một dạng sinh cảnh khá đặc biệt, là nơi giao thoa giữa nước ngầm và nước mặt và có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người. Hệ sinh thái cát thường bị bỏ qua trong các nghiên cứu về đa dạng sinh học mặc dù tại đây có sự xuất hiện của rất nhiều loài sinh vật kích thước nhỏ. Trong một số nghiên cứu đã chỉ ra sự xuất hiện khá đông đảo của một số loài Copepoda trong các hệ sinh thái cát ven sông suối. Trong đó, chỉ ghi nhận được sự có mặt của các loài thuộc bộ Cyclopoida và Harpacticoida, một số loài thuộc hai bộ này có kích thước cơ thể nhỏ và thuôn dài phù hợp cho môi trường sống trong cát. Hiện nay, trên thế giới đã ghi nhận được 12 họ, 80 chi và 450 loài thuộc bộ Cyclopoida, còn đối với bộ Harpacticoida đã ghi nhận được 54 họ, 460 chi và 3.000 loài (Bostock, 2010). Các nghiên cứu về đa dạng sinh học phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda) trên thế giới đã được phát triển từ rất sớm và đạt được nhiều thành tựu như nghiên cứu của David Strayer và Janet W Reid. Tuy nhiên các nghiên cứu đa dạng Copepoda tại hệ sinh thái cát chỉ mới được quan tâm trong thời gian gần đây và các nghiên cứu này chủ yếu tập trung trong các sinh cảnh cát tại các vùng vịnh, bờ biển. 1 Ở Việt Nam thì nghiên cứu đa dạng sinh học phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda) đã được quan tâm nhiều hơn so với trước đây nhưng chủ yếu tập trung trong các dạng thủy vực nước mặt và nước ngầm trong hang động. Trần Đức Lương là người có nhiều nghiên cứu về đa dạng trong lĩnh vực này, các nghiên cứu đa phần tập trung ở khu vực Bắc Trung Bộ, đối với nước ngầm Trần Đức Lương đã có những nghiên cứu và phát hiện được loài Hadodiaptomus dumonti n. gen., n. sp. thuộc bộ Calanoida ở khu vực núi đá vôi Quảng Bình (T. Đ. Lương, 2012). Vì vậy chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu đa dạng sinh học bộ Harpacticoida và Cyclopoida trong sinh cảnh cát tại một số huyện thuộc tỉnh Quảng Ngãi” đề tài sẽ góp phần bổ sung vào danh lục thành phần loài giáp xác nước ngọt tại Việt Nam cũng như bổ sung cho dữ liệu đa dạng sinh học vùng hypoheic, hỗ trợ cho việc bảo vệ đa dạng sinh học vùng nước ngầm và vùng hypoheic tại địa phương. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá đa dạng sinh học của bộ Harpacticoida và Cyclopoida trong sinh cảnh cát tại một số địa điểm ở tỉnh Quảng Ngãi; - Đánh giá được mối tương quan giữa đa dạng sinh học các loài Copepoda và các thông số môi trường sinh cảnh cát tại khu vực. 3. Ý nghĩa của đề tài - Đề tài sẽ góp phần vào công tác điều tra, quản lý bảo tồn đa dạng sinh học trong sinh cảnh cát cho khu vực tỉnh Quảng Ngãi đồng thời hỗ trợ công cụ đánh giá trong quan trắc giám sát môi trường; - Bổ sung dữ liệu khoa học cho phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda) cho Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. 4. Nội dung nghiên cứu - Đánh giá mức độ đa dạng sinh học của bộ Harpacticoida và Cyclopoida; - Đánh giá mức độ đa dạng sinh học các bộ ở môi trường sinh cảnh cát tại một số địa điểm ở tỉnh Quảng Ngãi; - Đánh giá chất lượng môi trường trong sinh cảnh cát; - Đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi trường với mức độ đa dạng sinh học bộ Harpacticoida và Cyclopoida. 2 - Đánh giá mối tương quan giữa sự xuất hiện và mật độ của các loài thuộc Copepoda với các chỉ tiêu môi trường sinh cảnh cát tại khu vực tỉnh Quảng Ngãi thông qua mô hình tương quan đa biến. 5. Phương pháp nghiên cứu 5.1 . Phương pháp lấy mẫu ngoài thực địa a. Đối với mẫu cát Mẫu định tính: Tiến hành dùng xẻng đào các hố cát cách mép nước 10cm với chiều sâu khoảng 30cm và chiều rộng khoảng 30cm. Nước trong các hố cát sẽ được lọc qua lưới lọc có kích thước mắt lưới 50µm. Mẫu định lượng: Cát sẽ được lấy tại lớp 15cm trên cùng, sử dụng một ống nhựa (đường kính trong 10 cm và dài 30 cm) cắm sâu vào lớp cát rồi dùng xẻng đưa lõi cát lên. Sau đó lõi cát sẽ được lấy ra rửa qua ba lần bằng nước cất, nước rửa sẽ được lọc qua lưới lọc và được cô đặc lại trong ống phacon dưới đáy lưới lọc. b. Đối với mẫu nước Các kĩ thuật lấy mẫu nước và đo đạc tại hiện trường, dụng cụ lưu giữ mẫu, bảo quản mẫu, vận chuyển mẫu, tiếp nhận mẫu tuân thủ đúng theo hướng dẫn: + TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006) - Chất lượng nước - Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu; + TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003) - Chất lượng nước - Lấy mẫu. Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu; + TCVN 6663-11:2011 (ISO 5667- 11:2009) - Chất lượng nước - Lấy mẫu. Phần 1.1: Hướng dẫn lấy mẫu sinh cảnh cát. c. Phương pháp bảo quản Phương pháp bảo quản mẫu nước và mẫu động vật phù du: + Mẫu động vật thu được sẽ được bảo quản trong Formaldehyd 5%; + Mẫu nước thu được sẽ được bảo quản mang về phòng thí nghiệm phân tích. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu 1.1.1. Giới thiệu về Copepoda Phân lớp Copepoda (Giáp xác chân chèo) thuộc nhóm Crustacea (giáp xác), ngành Arthropoda (chân khớp). Phân lớp Copepoda phân chia thành 6 bộ Caligoida, Lernaeopodoida, Arguloida và Calanoida, Cyclopoida, Harpacticoida. Trong đó có 3 bộ sống tự do: Bộ Calanoida, bộ Cyclopoida và bộ Harparticoida sống tự do, còn lại là các bộ sống ký sinh (Dương Trí Dũng, 2012) (Hình 1.1). Copepoda thích nghi cao với môi trường sống trong trầm tích nước ngầm, hiện có khoảng 2.800 loài sống trong thủy vực nước ngọt (Galassi, 2001), Hiện nay, trên thế giới đã ghi nhận được 12 họ, 80 chi và 450 loài thuộc bộ Cyclopoida, còn đối với bộ Harpacticoida đã ghi nhận được 54 họ, 460 chi và 3.000 loài (Bostock, 2010). Bộ Cyclopoida Bộ Harpacticoida Hình 1.1 Hai bộ của phân lớp giáp xác chân chèo Các bộ sẽ có các đặc điểm hình thái và thích nghi với các dạng môi trường sống khác nhau được thể hiện trong bảng 1.1: Bảng 1.1 Đặc điểm phân biệt hai bộ Cyclopoida và Harpacticoida Đặc điểm Cơ thể Bộ Cyclopoida Bộ Harpacticoida Phần trước cơ thể dài Phần trước cơ thể chỉ hơi hơn phần sau cơ thể dài hơn phần sau cơ thể rất nhiều 4 Vị trí điểm Giữa đốt ngực IV và Điểm co thắt không rõ ràng co thắt đốt ngực V giữa đốt ngực IV và đốt ngực V Túi trứng Có hai túi trứng mang Thường chỉ có một túi trứng mang ở giữa hai bên Râu A1 Ngắn, từ 6 – 17 đốt, Rất ngắn, từ 5 -9 đốt dài từ dài từ đốt ngực thứ 3 đốt đầu thứ 5 đến cuối đầu đến cuối ngực Cặp chân Chân ngực V tiêu Chân ngực V tiêu giảm ngực thứ 5 giảm Khu sống vực Sống ở vùng triều, chỉ Sống ở vùng triều, trên một ít sống nổi thực vật lớn và cả nền đáy. • Đặc điểm: - Copepoda có thân hình trụ ngắn hoặc hình dài được chia thành 3 phần là phần đầu, phần ngực và phần bụng. Phần đầu thường được làm tròn và có râu nổi bật, có 5 cặp chân ngực. - Chúng sống tự do hoặc sống kí sinh - Thức ăn chủ yếu là thực vật phù du ngoài ra còn có luân trùng và Ciliates - Hầu hết các Copepoda có một mắt ghéo, thường là màu đỏ tươi và ở giữa đầu trong suốt, đối với các loài dưới lòng đất mắt có thể tiêu biến. - Chiều dài biến động trong khoảng 0.3 - 3.2 mm nhưng đa phần có chiều dài nhỏ hơn 2.0 mm. Cơ thể có màu nâu hay hơi xám, những loài sống ở vùng triều có màu sáng hơn, cơ thể có màu tím hay đỏ. - Vùng ngực có 7 đốt nhưng đốt thứ 1 và có thể đốt thứ 2 kết hợp với phần đầu nằm trong vỏ giáp. Có thể hai đôi chân ngực thứ 4 và thứ 5 hay thứ 5 và thứ 6 hợp lại thành 1 đốt. - Phần bụng có từ 3-5 đốt, thường thì có 4 đốt. Đốt ngực cuối và đốt bụng đầu tiên dính lại với nhau bằng một vòng mềm dẻo và ngắn. Khớp nối làm con vật cử động dễ dàng là khớp phân biệt giữa phần đầu và thân. Phần thân gồm các đốt bụng và đốt ngực thứ 7 (có khi là đốt thứ 6). Phần đầu thật sự có 5 đôi phụ bộ đó là: Râu A1(antennules), râu A2 (antennae), hàm trên (maxillae) 1 và hàm trên 2, hàm dưới (mandibles). Đốt ngực đầu tiên dính với đầu có một 5 đôi chân hàm (maxillipeds) và từng đốt ngực còn lại mang một đôi chân hàm (maxillipeds) và từng đốt ngực còn lại mang một đôi chân bơi. Trong một vài loài ở đốt ngực thứ 7 tiêu giảm và đốt này không còn phần phụ (Dương Trí Dũng, 2012). - Phần phụ đầu: rất biến đổi tùy theo chức năng. Râu A1 dài và chỉ có một nhánh, đây là cơ quan cảm giác nhưng cũng có thể dùng để vận động. Cả hai râu A1 con đực của Cyclopoida và Harpacticoida là cơ quan sinh dục dùng trong lúc bắt cặp. Riêng Calanoida chỉ có râu A1 bên phải làm nhiệm vụ sinh dục. Râu A2 ngắn hơn, có 2 hay 1 nhánh có vai trò quan trọng trong việc cảm giác, riêng ở Harpacticoida các râu này có thể dùng để nắm bắt được. Các đôi hàm biến đổi để lấy thức ăn (Dương Trí Dũng, 2012). - Phần phụ ngực: các đôi chân ngực biến đổi từ lúc bắt đầu cho đến hai đôi chân cuối. Nhóm sống tự do đôi chân thứ 6 luôn thiếu ở con cái hay biến đổi chỉ còn dạng sơ khai (ở con đực). Đôi chân số 5 giảm hay tiêu giảm ở nhóm Cyclopoida và Harpacticoida, nhưng ở Calanoida thì đôi chân này phát triển cân đối ở con cái và bất đối xứng ở con đực, khi đó nó biến đổi thành cái móc (Dương Trí Dũng, 2012). - Chạc đuôi: đốt cuối cùng chẻ hai tạo ra hai nhánh đuôi. Cấu trúc của nó đơn giản có hình trụ không phân nhánh và cũng không giống với phần phụ nào ở đầu và ngực (Dương Trí Dũng, 2012) ● Chu kì sống Trong chu kỳ sống của Copepoda, thông thường có 4 dạng hình thái là: Trứng, 6 giai đoạn ấu trùng Nauplius, 5 giai đoạn copepodid và trưởng thành. Trứng của Copepoda nở thành ấu trùng nhỏ gọi là Nauplius. Chúng có 3 đôi phụ bộ để sau đó biến thành râu A1, A2 và hàm dưới. Khi lột xác sang giai đoạn II, chúng chỉ có thêm hàm trên. Có 4 giai đoạn ấu trùng và 5 giai đoạn tiền trưởng thành khi biến thành con trưởng thành có khả năng sinh sản. Sau mỗi lần lột xác, con vật lớn lên và dài hơn đồng thời có thêm phụ bộ. Ví dụ như Nauplius IV có đủ các phụ bộ của đôi chân thứ 2, Copepodid I có đốt ngực và có phụ bộ ở đôi chân thứ 4. Thời gian để hoàn thành một chu kỳ sống từ trứng cho đến khi sinh sản biến động tùy theo loài và điều kiện môi trường (Dương Trí Dũng, 2012). ● Sinh sản Tập tính sinh sản hầu như giống nhau ở nhóm Copepoda sống tự do, nhưng các loài khác nhau có thời kỳ sinh sản khác nhau. Con đực dùng râu A2 và chân ngực 5 ôm lấy con cái, thời gian ôm nhau trong khoảng vài phút hay có khi lên đến vài ngày. Con đực ôm con cái trước khi con cái lột xác để trưởng thành. 6 Con đực Calanoida có lỗ cảm giác nằm trên đốt sinh dục bất đối xứng, trong khi ôm nhau con đực sẽ đưa tinh trùng vào túi chứa tinh của con cái nhờ sự hỗ trợ của chân ngực. Sự thụ tinh thật sự xảy ra khi hai cá thể đã tách rời nhau và con cái đẻ trứng, quá trình này hoàn thành trong vài phút hay tháng sau khi bắt cặp. Trứng thụ tinh sẽ được giữ trên mình con cái 1 hay 2 túi trứng cho đến khi nở thành ấu trùng, khi trứng vừa nở thì nhóm trứng khác bắt đầu sinh ra và tiếp tục được thụ tinh (Dương Trí Dũng, 2012). ● Vai trò Copepoda tham gia vào chu trình vật chất trong thủy vực, đóng vai trò quan trọng trong bậc dinh dưỡng giữa vi khuẩn, tảo và động vật nguyên sinh với các nhóm sinh vật phiêu sinh, là nguồn thức ăn chính cho nhiều loài động vật không xương sống và động vật có xương sống lớn hơn. Copepoda được xem là một trong mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn, chúng ăn phấn hoa, thực vật phù du, động vật không xương sống khác, và thậm chí cả ấu trùng cá (Dương Trí Dũng, 2012). ● Dinh dưỡng Tùy theo nhóm sinh vật mà có cách lấy thức ăn và lựa chọn loại thức ăn thích hợp. Phần miệng của bộ Harpacticoida thích nghi với kiểu lấy thức ăn là cào lấy, sàng lọc và tìm kiếm thức ăn từ đáy thủy vực. Thức ăn của Calanoida chủ yếu là sinh vật phù du nhỏ hơn và mùn bã hữu cơ được lọc qua râu A1 (quay, xoắn) và râu A2 (đập vỡ thức ăn) đưa vào dòng nước, từ đây nó sẽ được lọc qua phần miệng nhất là ở hàm trên. Cũng có ý kiến cho rằng Calanoida lấy thức ăn chủ động kết hợp với việc ăn lọc và chúng có khả năng lựa chọn cỡ và loại tảo ưa thích. Phần miệng của Cyclopoida biến đổi để thích nghi với lối ăn chủ động bằng cách bắt lấy vật mồi, thức ăn của chúng là tảo và động vật đơn bào, động vật đa bào cỡ nhỏ nhất là nhóm giáp xác khác. Hiện tượng ăn nhau xảy ra phổ biến khi chúng chưa trưởng thành (Dương Trí Dũng, 2012). • Phân bố Đây là nhóm sinh vật có nguồn gốc biển, chúng trải qua quá trình tiến hóa để đi vào vùng nước ngọt. Bộ Cyclopoida là những sinh vật nước ngọt phân bố rộng trên thế giới. 7 Hầu hết Harpacticoida sống ở nước ngọt đều thuộc họ Canthocamptidae, chúng phân bố rộng từ vùng biển đến vùng nước lợ và nước ngọt. Copepoda chịu đựng điều kiện thiếu Oxy tốt hơn Cladocera đó là do khả năng trao đổi chất tốt trong điều kiện thiếu Oxy ở nền đáy thủy vực (Dương Trí Dũng, 2012). 1.1.2. Tổng quan về nước ngầm Nước ngầm thuộc về tất cả nước dưới mặt đất, bao gồm cả khu vực bão hòa (saturated zones) và không bão hòa (unsaturated zones). Nước ngầm được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hóa và cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua. Do vậy nước chảy qua các địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat khá cao. Nước ngầm được lắng đọng giữa các không gian lỗ rỗng của đất đá, các vết nứt, khe nối và đứt gãy và các thành tạo địa chất khác nhau. Sự chuyển động của nước ngầm trong đất và đá phụ thuộc vào các đặc tính thủy lực về hình dạng và kích thước của các khoảng trống. Nước có thể dễ dàng chảy qua một số loại đá qua đất vào hệ thống tầng chứa nước ngầm, nhưng nước thường thấm qua các vết nứt, vết nứt và một số hình thành địa chất khác.(Rodríguez et al., 1989). Nước ngầm có nhiều dạng khác nhau, tuy nhiên đặc điểm chung của nước ngầm gồm có: - Nhiệt độ của nước tương đối ổn định; - Độ đục thường thay đổi theo mùa; - Độ màu: Thường thì không có màu, độ màu gây ra do chứa các chất của acid humic; - Độ khoáng hoá thường không thay đổi; - Sắt và mangan thường có mặt với các hàm lượng khác nhau; - CO2 thường xâm thực với hàm lượng lớn; - Oxy hoà tan thường không có; - H2S thỉnh thoảng có mặt trong nước ngầm; - NH4+ thường có mặt trong nước ngầm; - Nitrat, Silic có hàm lượng đôi khi cao; - Ít bị ảnh hưởng bởi các chất vô cơ và hữu cơ; - Clo có thể bị ảnh hưởng hoặc không bị ảnh hưởng tuỳ theo khu vực; - Vi sinh vật: Thường có vi khuẩn. 8 Hình 1.2 Sơ đồ dạng nước bão hòa (saturated zones) và không bão hòa (unsaturated zones) Ngoài ra, nước ngầm có những đặc trưng chung như: - Độ đục thấp; - Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí: CO2, H2S… - Chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu là sắt, magan, canxi, magie, flo. ❖ Đặc trưng về nước ngầm trong sinh cảnh cát Hyporheic Vùng hyporheic như là hệ sinh thái kết nối giữa nước mặt và nước ngầm, về mặt chức năng là một phần của cả hai hệ sinh thái phù sa và nước ngầm. Các tính năng thủy văn, hóa học, sinh học và trao đổi chất của nó là đặc trưng cho trao đổi nước, chất dinh dưỡng và chất hữu cơ xảy ra phản ứng với sự thay đổi của lưu lượng và địa hình đáy và độ xốp. 9 Hình 1.3 Nước ngầm trong cát thuộc sinh cảnh khu vực Hyporheic zone dọc các lưu vực sông và suối Sinh cảnh Hyporheic là một môi trường tương đối phong phú và hầu như tất cả các nhóm động vật không xương sống đều đã sinh sống môi trường sống này. Đây là môi trường khu vực lắng đọng trứng và phát triển của con non của các nhóm động vật trên lưu vực. Các nhóm loài phổ biến trong môi trường dạng nước ngầm sinh cảnh cát này là các nhóm động vật không xương sống, của các nhóm động vật nguyên sinh, động vật phù du. 1.2 Tổng quan về tài liệu nghiên cứu 1.2.1 Nước Ngoài Hiện nay trên thế giới các nghiên cứu đa dạng Copepoda đã được thực hiện ở nhiều quốc gia, có nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực này đã phát hiện ra nhiều loài mới đồng thời cũng phản ánh được mối tương quan giữa môi trường và đa dạng sinh học. Tại khu vực Châu Á nghiên cứu của Takashi Ito đã phát hiện ra 15 loài trong bộ Cyclopoida từ 33 địa phương, 31 giếng và 2 hang động đá vôi ở các quận khác nhau của Tây Nam Nhật Bản (Ito, 1957). Ở Trung Quốc nghiên cứu của Shusen Shu và công sự đã phát hiện một loài mới của bộ Calanoida được mô tả từ hang động ở tỉnh Vân Nam, Trung Quốc. Đây là dữ liệu đầu tiên về Stygobiotic Calanoida từ Trung Quốc và là loài thứ tư từ châu Á (Shu et al., 2017). Nghiên cứu ở khu vực Nam Mỹ vào năm 2016 đã phân tích 22 loài động vật chân chèo để đánh giá tương quan giữa các chất dinh dưỡng, chất diệp lục, độ sâu và độ trong suốt của nước có ảnh hưởng tích cực đến tỷ lệ các loài chân chèo (Perbiche-Neves et al., 2016). Trong đó thì chất diệp lục, tổng nito và tổng photpho có tương quan thuận với tỷ lệ các loài 10