Tài liệu Nghiên cứu mối quan hệ giữa đa dạng sinh học thân mềm chân bụng (gastropoda) trên cạn với hàm lượng chì, asen trong đất tại xã bằng lũng, huyện chợ đồn, tỉnh bắc kạn

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐA DẠNG SINH HỌC THÂN MỀM CHÂN BỤNG (GASTROPODA) TRÊN CẠN VỚI HÀM LƯỢNG CHÌ, ASEN TRONG ĐẤT TẠI XÃ BẰNG LŨNG, HUYỆN CHỢ ĐỒN, TỈNH BẮC KẠN CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG VŨ THỊ LAN HƯƠNG Hà Nội, Năm 2017 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐA DẠNG SINH HỌC THÂN MỀM CHÂN BỤNG (GASTROPODA) TRÊN CẠN VỚI HÀM LƯỢNG CHÌ, ASEN TRONG ĐẤT TẠI XÃ BẰNG LŨNG, HUYỆN CHỢ ĐỒN, TỈNH BẮC KẠN VŨ THỊ LAN HƯƠNG CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ :60440301 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.HOÀNG NGỌC KHẮC Hà Nội, Năm 2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán bộ hướng dẫn chính : TS.Hoàng Ngọc Khắc Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS.Đỗ Văn Nhượng Cán bộ chấm phản biện 2: TS.Phạm Đình Sắc Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 19 tháng 09 năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của riêng tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu thực địa ở khu vực thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. Dưới sự hướng dẫn khoa học của TS.Hoàng Ngọc Khắc. Các số liệu về kết quả của luận văn là trung thực, khách quan và chưa được công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào khác. TÁC GIẢ LUẬN VĂN VŨ THỊ LAN HƯƠNG ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS.Hoàng Ngọc Khắc đã trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt kiến thức thực tế, phương pháp luận, đôn đốc kiểm tra trong suốt quá trình nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới UBND thị trấn và người dân thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn đã giúp đỡ cung cấp tài liệu, thông tin cần thiết trong quá trình nghiên cứu. Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất. Song cũng còn nhiều hạn chế về mặt kiến thức nên không tránh khỏi những thiếu sót mà bản thân chưa thấy được, rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 TÁC GIẢ LUẬN VĂN VŨ THỊ LAN HƯƠNG iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1. Đặt vấn đề ...............................................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu ...............................................................................................1 3. Nội dung nghiên cứu...............................................................................................2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ...........3 1.1. Tổng quan về địa điểm nghiên cứu ......................................................................3 1.1.1. Vị trí địa lý ........................................................................................................3 1.1.2. Một vài nét khái quát về địa hình ......................................................................4 1.1.3. Khí hậu, thủy văn ..............................................................................................5 1.1.4. Các nguồn tài nguyên ........................................................................................5 1.2.Tổng quan về kim loại nặng Pb, As trong đất .......................................................8 1.2.1. Khái niệm ..........................................................................................................8 1.2.2. Các nguồn phát sinh kim loại nặng ..................................................................8 1.2.3. Ảnh hưởng của Pb, As trong đất tới sinh vật và con người. ..........................10 1.3. Tổng quan về thân mềm chân bụng trên cạn .....................................................13 1.3.1. Khái niệm, đặc điểm hình thái ........................................................................13 1.3.1.6. Miệng vỏ ......................................................................................................15 1.3.2. Điều kiện sống (môi trường sống, hoạt động sống) ........................................15 1.3.3. Các nghiên cứu về thân mềm chân bụng (Gastropoda) ..................................16 1.4. Tổng quan các nghiên cứu về mối quan hệ giữa đa dạng sinh học với hàm lượng kim loại ...........................................................................................................18 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....19 2.1. Thời gian nghiên cứu, địa điểm nghiên cứu, quy trình nghiên cứu ...................19 2.2. Dụng cụ thu mẫu ................................................................................................22 2.3. Phương pháp thu mẫu ........................................................................................24 2.3.1.Đối với mẫu đất ................................................................................................24 2.3.2. Đối với mẫu ốc cạn .........................................................................................24 2.4. Phương pháp xử lý mẫu .....................................................................................24 iv 2.4.1. Xử lý mẫu đất ..................................................................................................24 2.4.2. Xử lý mẫu ốc ...................................................................................................25 2.5. Phương pháp phân tích mẫu ...............................................................................25 2.5.1. Phương pháp phân tích mẫu đất ......................................................................25 2.5.2. Phương pháp phân tích mẫu ốc .......................................................................26 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..............................29 3.1. Hàm lượng Pb, As trong đất...............................................................................29 3.1.1. Hàm lượng As trong đất tại KVNC ................................................................29 3.1.2. Hàm lượng Pb trong đất tại KVNC .................................................................31 3.2. Đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn................................................33 3.2.1. Danh sách thành phần loài ..............................................................................33 3.2.2. Cấu trúc thành phần loài .................................................................................36 3.2.3. Đặc điểm phân bố của ốc cạn ở khu vực nghiên cứu ......................................40 3.2.4. Các chỉ số đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn ............................43 3.3. Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng với đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn. ...................................................................................................45 3.3.1. Mối quan hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học với hàm lượng As..................47 3.3.2. Mối quan hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học với hàm lượng Pb ..................53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................61 KẾT LUẬN ...............................................................................................................61 KIẾN NGHỊ ..............................................................................................................62 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................63 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AAS Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử BL Bằng Lũng BP Bộ phận BTNMT Bộ tài nguyên và môi trường ĐDSH Đa dạng sinh học GHCP Gíơi hạn cho phép KLN Kim loại nặng KVNC Khu vực nghiên cứu MT Môi trường OTC Ô tiêu chuẩn QCVN Quy chuẩn việt nam TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các khoáng vật chứa asen trong tự nhiên ...................................................9 Bảng 2.1. Đặc điểm sinh cảnh các vị trí thu mẫu tại thị trấn Bằng Lũng .................19 Bảng 2.2. Phương pháp phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm .................25 Bảng 3.1. Kết quả phân tích hàm lượng As trong đất ...............................................29 Bảng 3.2. Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong đất ...............................................31 Bảng 3.3. Thành phần loài Thân mềm chân bụng trên cạn tại KVNC .....................34 Bảng 3.4. Cấu trúc thành phần loài thân mềm chân bụng trên cạn tại KVNC .........36 Bảng 3.5. Số lượng cá thể các loài ốc cạn thu được .................................................38 Bảng 3.6. Sự phân bố của các loài trên các sinh cảnh ..............................................40 Bảng 3.7. Các chỉ số đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn .....................43 Bảng 3.8. Các chỉ số ĐDSH ốc cạn và hàm lượng As, Pb trong đât ........................46 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Bản đồ địa chính khu vực thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn .......................................................................................................................3 Hình 1.2. Bản đồ địa hình thị trấn Bằng Lũng ............................................................4 Hình 1.3. Bản đồ các loại đất của toàn tỉnh Bắc Kạn .................................................6 Hình 1.4. Bản đồ khoáng sản của thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn .. 7 Hình 2.1. Sơ đồ các vị trí lấy mẫu ...................................................................................................................................22 Hình 2.2. Sơ đồ quy trình phân tíchmối quan hệ giữa ĐDSH ốc cạn với hàm lượng As, Pb trong đất ...............................................................................................................23 Hình 3.1. Hàm lượng As trong đất thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn .................30 Hình 3.2. Biểu đồ hàm lượng Pb trong đất thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn ....33 Hình 3.3. Tỷ lệ (%) các họ, giống, loài trong các phân lớp ốc cạn ở khu vực nghiên cứu .................................................................................................................37 Hình 3.4. Biểu đồ độ đa dạng về số lượng cá thể giữa các họ ốc cạn ở KVNC .......39 Hình 3.5. Tỷ lệ số loài tìm được trong các sinh cảnh ...............................................42 Hình 3.6. Độ tương đồng của thân mềm chân bụng trên cạn giữa các điểm khảo sát ...43 Hình 3.7. Sự biến thiên của các chỉ số ĐDSH tại cái vị trí lấy mẫu .........................45 Hình 3.8. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As và số loài S ........................47 Hình 3.9. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và số loài(S) ...........................48 Hình 3.10. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As và N .................................48 Hình 3.11. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và mật độ N ..........................49 Hình 3.12. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As với d .................................50 Hình 3.13. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As với d .....................................50 Hình 3.14. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As với độ đồng đều J’ ...........51 Hình 3.15.Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và độ đồng đều J’ ..................51 Hình 3.16. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As với chỉ số Shannon H’ .....52 Hình 3.17. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và chỉ số Shannon H’ ...........53 Hình 3.18. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và số loài S ......................54 viii Hình 3.19. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng Pb và số loài S ...........................54 Hình 3.20. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và mật độ N .....................55 Hình 3.21. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng Pb và số cá thể N .......................56 Hình 3.22. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và d ..................................56 Hình 3.23. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng Pb và d .......................................57 Hình 3.24. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và chỉ số đồng đều J’ .......58 Hình 3.25. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và chỉ sốđồng đều J’ ........58 Hình 3.26.Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và H’ .................................59 Hình 3.27.Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và H’ .................................60 ix TÓM TẮT LUẬN VĂN Họ và tên học viên : Vũ Thị Lan Hương Lớp : CH1MT Chuyên ngành Khóa : 1 (2015-2017) : Khoa học môi trường Cán bộ hướng dẫn : TS.Hoàng Ngọc Khắc 1. Mở đầu Kim loại nặng là những nguyên tố có số nguyên tử cao. Phần lớn các kim loại nặng trong đất sẽ ảnh hưởng và có thể đe dọa sức khỏe đến đời sống của nhiều loài sinh vật, trong đó có các loài sinh vật có đời sống gắn liền với môi trường đất nhóm thân mềm chân bụng ở cạn (Gastropoda). Thông qua chuỗi thức ăn và thẩm thấu trực tiếp, kim loại nặng có thể làm thay đổi đặc điểm hình thái, sinh lý, tập tính, cũng như sự sinh trưởng phát triển. Sự ảnh hưởng của kim loại nặng có thể làm thay đổi đa dạng sinh học của quần xã sinh vật như thay đổi số lượng cá thể của quần thể, thay đổi số lượng loài. Bắc Kạn là một tỉnh có tài nguyên khoáng sản phong phú và có ngành khai khoáng phát triển, trong đó có nhiều các mỏ quặng sắt, chì, kẽm… với trữ lượng lớn. Chính vì vậy, các hoạt động khai khoáng ít nhiều cũng có ảnh hưởng và gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng. Việc đánh giá phát hiện và xử lí ô nhiễm kim loại nặng trong đất, ngăn chặn sự ảnh hưởng của chúng đến sự sống sinh vật có một ý nghĩa hết sức quan trọng trong quá trình phát triển của mỗi vùng, mỗi quốc gia. Do vậy, xác định hàm lượng kim loại nặng trong môi trường là rất cần thiết và có thể thông qua các chỉ số đa dạng sinh học. Xuất phát từ cở sở lý luận và thực tiễn trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu mối quan hệ giữa đa dạng sinh học thân mềm chân bụng (Gastropoda) trên cạn với hàm lượng chì, asen trong đất tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Xác định được mối quan hệ giữa hàm lượng chì, asen trong đất với đa dạng sinh học (mật độ, thành phần loài, số lượng loài, chỉ số margalef, chỉ số Peilou, chỉ x số Shannon) của thân mềm chân bụng trên cạn tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. Từ đó góp phần làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng động vật thân mềm chân bụng ở cạn để dự báo hiện trạng kim loại nặng trong môi trường đất. 3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu, xác định hàm lượng chì, asen có trong đất tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. - Nghiên cứu, xác định thành phần loài, chỉ số đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn ở KVNC. - Xác định mối quan hệ giữa hàm lượng Pb, As với các chỉ số đa dạng sinh học thân mềm chân bụng (Gastropoda) trên cạn. 4. Kết quả nghiên cứu 4.1. Hàm lượng Pb, As trong đất Qua quá trình lấy mẫu và phân tích 30 mẫu đất để xác định hàm lượng asen và chì, kết quả thu được như sau: Hàm lượng As dao động từ 2,598 mg/kg đất đến 6,025mg/kg đất, trong đó hàm lượng As thấp nhất là mẫu BL08 (2,598mg/kg đất) và cao nhất là mẫu BL02 (6,025 mg/kg đất). Nhìn chung tất cả các mẫu đều có hàm lượng As chưa vượt quá TCCP của QCVN 03-MT:2015/BTNMT (đối với đất lâm nghiệp) là 20 mg/kg đất. Khu vực BL02 có hàm lượng As cao nhất. Khu vực BL08 có hàm lượng As thấp. Các điểm có hàm lượng As cao hơn là BL1, BL2, BL01, BL02, BL03, BL3, BL4, BL5, BL6, BL04, BL05, BL15, BL16, BL17, BL18, BL19, BL20 chính là các điểm lấy mẫu gần các mỏ khai thác khoáng sản, kim loại. Hàm lượng Pb giao động từ 57,05 mg/kg đất đến 8025 mg/kg đất, trong đó vị trí BL19 có hàm lượng cao nhất và BL12 có hàm lượng thấp nhất. Trong 30 điểm thu mẫu có 25 điểm vượt quá QCVN 03-MT:2015/BTNMT và 5 điểm thu mẫu chưa vượt quá TCCP của QCVN 03-MT:2015/BTNMT (đối với đất lâm nghiệp) là BL08, BL14, BL11, BL09, BL12. Đặc biệt, điểm BL19 có hàm lượng Pb cao nhất, gấp 80 lần so với TCCP, điểm BL010 cao gấp 77 lần, điểm BL17 cao gấp 70 lần và điểm BL16 cao gấp 68 lần so với TCCP. xi 4.2. Đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn Đã phát hiện 31 loài 23 giống 10 họ 2 bộ thuộc 2 phân lớp. Qua phân tích, ta thấy được phân lớp Pulmonata, bộ Stylommatophora có số họ chiếm 80,00%, số giống chiếm 69,57%, số loài chiếm 61,29% với loài ưu thế là Bradybaena jourdyi, giống chiếm ưu thế là các giống Bradybaena, Allopeas, Philalanka, Liardetia. Phân lớp Prosobranchia, bộ Architaenioglossa có số họ chiếm 20%, số giống chiếm 30,43% , số loài chiếm 38,71% với loài ưu thế là Cyclotus discoideus, giống chiếm ưu thế là giống Pupina. Sự biến thiên của các chỉ số đa dạng loài thân mềm chân bụng trên cạn khá đa dạng. Khu vực núi đá vôi có các chỉ số ĐDSH thân mềm chân bụng trên cạn cao nhất trong 5 sinh cảnh. Trong đó, có điểm BL02 có các chỉ số đều cao hơn hẳn các điểm thu mẫu còn lại. Tiếp theo là sinh cảnh 3 rừng tự nhiên núi đất có các chỉ số ĐDSH cao tương đối xếp trong khoảng thứ 2 so với các sinh cảnh khác. 4.3. Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng với đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn. Kết quả phân tích cho thấy: Hàm lượng As trong đất hầu hết đều có tỷ lệ nghịch ở mức thấp với các chỉ số đa dạng sinh học của ốc cạn. Điều này thể hiện thông qua hệ số tương quan (r), cụ thể: hệ số tương quan giữa hàm lượng As với số loài (S) là -0,367; với mật độ (N) là - 0,401; với chỉ số đa dạng (d) là - 0,182; với chỉ số Shannon H’ là -0,236. Tuy nhiên, Hàm lượng As trong đất lại có tỷ lệ thuận với độ đồng đều của ốc cạn (J’), và mối quan hệ này ở mức trung bình thấp, với hệ số tương quan là 0,478. Ngoài ra, kết quả phân tích cũng xác định được phương trình hồi qui thể hiện mối quan hệ giữa hàm lượng As trong đất với các chỉ số đa dạng sinh học của ốc cạn trong khu vực nghiên cứu, cụ thể: phương trình hồi qui giữa hàm lượng As trong đất với số loài ốc cạn là: y = 4,3852e-0,128x; giữa hàm lượng As trong đất với mật độ ốc cạn là: y = 20,529e-0,27x; giữa hàm lượng As trong đất với độ đa dạng (d) ốc cạn là: y = -0,0698x+1,2165; giữa hàm lượng As trong đất với độ đồng đều (J’) xii ốc cạn là: y = 0,176ln(x)+0,598 và giữa hàm lượng As trong đất với chỉ số Shannon của ốc cạn là: y = 0,238ln(x)+1,1565. Đối với mối quan hệ giữa chì (Pb) với các chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn trong khu vực nghiên cứu, kết quả phân tích cho thấy: Hàm lượng Pb trong đất có tỷ lệ nghịch ở mức rất thấp với số loài (S), mật độ (N) của ốc cạn. Điều này thể hiện thông qua hệ số tương quan (r), cụ thể: hệ số tương quan giữa hàm lượng Pb với số loài (S) là -0,071; với mật độ (N) là - 0,12. Ngược lại, hàm lượng Pb trong đất lại có tỷ lệ thuận với độ đa dạng (d), mối quan hệ này ở mức thấp với hệ số tương quan (r= 0,118); với độ đồng đều của ốc cạn (J’), mối quan hệ này tương đối cao (r= 0,749); còn lại với chỉ số Shannon H’ lại rất thấp thể hiện qua hệ số tương quan là 0,096. Kết quả phân tích cũng xác định được phương trình hồi qui thể hiện mối quan hệ giữa hàm lượng Pb trong đất với các chỉ số đa dạng sinh học của ốc cạn trong khu vực nghiên cứu, cụ thể: phương trình hồi qui giữa hàm lượng Pb trong đất với số loài ốc cạn là: y = -4E-0,5x+2,9145; giữa hàm lượng Pb trong đất với mật độ ốc cạn là: y = -0,0005x+10,768; giữa hàm lượng Pb trong đất với độ đa dạng (d) là: y = -2E-0,5x+0,8496; giữa hàm lượng Pb trong đất với số chỉ số tương đồng của ốc cạn là: y = 0,0558x+0,4401 và giữa hàm lượng Pb trong đất với chỉ số Shannon của ốc cạn là: y = 1E-0,5x+0,7549. 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Quá trình phát triển công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ như y tế, du lịch, thương mại… ở nước ta đã và đang làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt sự hiện diện của kim loại nặng trong môi trường đất, nước đã và đang là vấn đề môi trường được cộng đồng quan tâm. Kim loại nặng là những nguyên tố có số nguyên tử cao. Phần lớn các kim loại nặng trong đất sẽ ảnh hưởng và có thể đe dọa sức khỏe đến đời sống của nhiều loài sinh vật, trong đó có các loài sinh vật có đời sống gắn liền với môi trường đất như nhóm thân mềm chân bụng ở cạn (Gastropoda). Thông qua chuỗi thức ăn và thẩm thấu trực tiếp, kim loại nặng có thể làm thay đổi đặc điểm hình thái, sinh lý, tập tính, cũng như sự sinh trưởng phát triển. Sự ảnh hưởng của kim loại nặng có thể làm thay đổi đa dạng sinh học của quần xã sinh vật như thay đổi số lượng cá thể của quần thể, thay đổi số lượng loài. Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường đất đã và đang diễn ra tại nhiều nơi trên thế giới trong đó có Việt Nam. Bắc Kạn là một tỉnh có tài nguyên khoáng sản phong phú và có ngành khai khoáng phát triển, trong đó có nhiều các mỏ quặng sắt, chì, kẽm… với trữ lượng lớn. Chính vì vậy, các hoạt động khai khoáng ít nhiều cũng có ảnh hưởng và gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng. Việc đánh giá phát hiện và xử lí ô nhiễm kim loại nặng trong đất, ngăn chặn sự ảnh hưởng của chúng đến sự sống sinh vật có một ý nghĩa hết sức quan trọng trong quá trình phát triển của mỗi vùng, mỗi quốc gia. Do vậy, xác định hàm lượng kim loại nặng trong môi trường là rất cần thiết và có thể thông qua các chỉ số đa dạng sinh học. Xuất phát từ cở sở lý luận và thực tiễn trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu mối quan hệ giữa đa dạng sinh học thân mềm chân bụng (Gastropoda) trên cạn với hàm lượng chì, asen trong đất tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Xác định được mối quan hệ giữa hàm lượng chì, asen trong đất với đa dạng sinh học (mật độ, thành phần loài, số lượng loài, chỉ số margalef, chỉ số Peilou, chỉ số Shannon) của thân mềm chân bụng trên cạn tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. Từ đó góp phần làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng động vật thân mềm chân bụng ở cạn để dự báo hiện trạng kim loại nặng trong môi trường đất. 2 3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu, xác định hàm lượng chì, asen có trong đất tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. - Nghiên cứu, xác định thành phần loài, chỉ số đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn ở KVNC. - Xác định mối quan hệ giữa hàm lượng Pb, As với các chỉ số đa dạng sinh học thân mềm chân bụng (Gastropoda) trên cạn. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 1.1. Tổng quan về địa điểm nghiên cứu 1.1.1. Vị trí địa lý Bằng Lũng trước đây là một xã của huyện Chợ Đồn nhưng đến 01/01/1997 tỉnh Bắc Kạn tái lập nên đã được công nhận là thị trấn Bằng Lũng của huyện Chợ Đồn. Thị trấn Bằng Lũng có tuyến tỉnh lộ 257 nối với thành phố Bắc Kạn, cách thành phố Bắc Kạn 46 km, và tỉnh lộ 254 cũng đi qua địa bàn. Bằng Lũng nằm tại lưu vực thượng nguồn của sông Cầu, là trung tâm kinh tế, văn hóa, xã hội của huyện Chợ Đồn, có tổng diện tích tự nhiên là 2.491 ha.  Phía Bắc giáp xã Ngọc Phái, xã Phương Viên  Phía Đông giáp xã Phương Viên, xã Đại Sảo  Phía Nam giáp xã Đại Sảo, xã Bằng Lẵng  Phía Tây giáp xã Bằng Lẵng, xã Yên Thượng, xã Ngọc Phái. Hình 1.1. Bản đồ địa chính khu vực thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn (Nguồn: http://maps.vietbando.com) 4 Theo báo cáo số 375/UBND của ủy ban nhân dân thị trấn Bằng Lũng ngày 13/9/2012: thị trấn Bằng Lũngcó trên 1703 hộ, dân số 6.523 người với 6.523 khẩu, gồm 8 dân tộc cùng sinh sống: Tày, Kinh, Nùng, Dao, Hoa, Mông, Mường, Sán Chí chung sống. Cộng đồng dân cư sinh sống tập trung thành 21 tổ dân phố gồm: Tổ 1, 2A, 2B, 3, 4, 5, 6A, 6B, 7, 8, 9, 10,11A, 11B, 12, 13, 14A, 14B, 15, 16A, 17 và 4 thôn bản gồm: Bản Duồng I, Bản Duồng II, Nà Pài, Bản Tàn [17]. 1.1.2. Một vài nét khái quát về địa hình Thị trấn Bằng Lũng gồm có 3 dạng địa hình: Địa hình núi đá vôi: Địa hình chia cắt phức tạp bởi những dãy núi đá vôi với độ cao trên 1000m, xen giữa các thung lũng hẹp, độ dốc bình quân từ 250 đến 300. Địa hình núi đất: Các xã phía Nam thị trấn Bằng Lũng phần lớn là núi đất có độ cao phổ biến 400m đến trên 600m, độ dốc bình quân từ 200 đến 250. Địa hình chia cắt mạnh bởi hệ thống sông suối khá dày đặc. Hình 1.2. Bản đồ địa hình thị trấn Bằng Lũng (Nguồn: http://maps.vietbando.com) 5 Địa hình thung lũng: phân bố dọc theo các sông, suối xen giữa các dãy núi cao. Các điều kiện tự nhiên nhìn chung khá thuận lợi cho phát triển canh tác nông lâm nghiệp kết hợp, cây ăn quả, cây đặc sản. 1.1.3. Khí hậu, thủy văn * Khí hậu: Là trung tâm của huyện, khí hậu của thị trấn Bằng Lũng mang những đặc trưng rõ nét của vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Khí hậu trong năm chia thành 4 mùa, nhưng có hai mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình năm khoảng 250C, mùa đông thường lạnh hơn và kéo dài hơn so với các địa phương lân cận, những tháng lạnh nhất của mùa đông thường xuất hiện hiện tượng sương muối, gây nhiều thiệt hại cho vật nuôi và hoa màu. * Thủy văn: Thị trấn Bằng Lũng có hệ thống sông suối khá dày đặc nhưng đa số là các nhánh thượng nguồn sông có đặc điểm chung là đầu nguồn, lòng sông ngắn, dốc, thuỷ chế thất thường. Giao thông đường sông ít phát triển do sông suối dốc, lắm thác ghềnh. Một số suối cạn nước vào mùa khô nhưng mùa mưa nước dồn nhanh có thể xảy ra lũ quét ảnh hưởng xấu đến đời sống nhân dân. 1.1.4. Các nguồn tài nguyên * Tài nguyên đất Về thổ nhưỡng, theo tài liệu và bản đồ thổ nhưỡng tỷ lệ 1/100.000 của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Bắc Kạn, trên địa bàn thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn có các loại đất như sau: + Đất mùn vàng đỏ trên đá macma axit chiếm phần lớn diện tích đất của thị trấn. Đất tơi xốp, độ ẩm cao, tầng đất dày, hàm lượng dinh dưỡng cao, tỷ lệ mùn 1,9-3,5%; tỷ lệ đạm trung bình nhưng nghèo lân tổng số. Đất này thích hợp cho các loài cây lương thực, cây công nghiệp nhưng thiếu nước, dễ bị hạn vào mùa khô. + Đất Feralit đỏ vàng phát triển trên phiến thạch sét và đá biến chất; phân bố ở vùng đồi, núi thấp phân bố ở các vùng phía Nam. Đất có tầng dày trung bình, có thành phần cơ giới thịt nhẹ hoặc pha sét. Ở những nơi còn thảm thực vật bị rừng che