Đánh giá quá trình sản xuất sơ cấp và hiệu quả sinh thái vùng biển vịnh bắc bộ

1 Đánh giá quá trình sản xuất sơ cấp và hiệu quả sinh thái vùng biển Vịnh Bắc Bộ Nguyễn Ngọc Tiến Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học Luận văn Thạc sĩ ngành: Hải dương học; Mã số: 60 44 97 Người hướng dẫn: PGS.TS. Đoàn Văn Bộ Năm bảo vệ: 2012 Abstract. Giới thiệu điều kiện tự nhiên vùng biển nghiên cứu và năng suất sinh học sơ cấp trong biển. Nghiên cứu, ứng dụng mô hình chu trình chuyển hóa Nitơ cho vịnh Bắc Bộ. Xác định quá trình sản xuất sơ cấp cho vùng biển vịnh Bắc Bộ trung bình tháng và các tầng sâu chuẩn. Xác định hiệu quả sinh thái và diễn giải phân tích chi tiết. Phân tích, đánh giá các kết quả thu được. Keywords. Hải dương học; Quá trình sản xuất; Sinh thái biển; Vịnh Bắc bộ Content MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của luận văn Nghiên cứu năng suất sinh học ở các vực nước ven bờ nhằm giải quyết, một mặt đánh giá khả năng sản xuất sơ cấp cũng như cường độ vận động và chuyển hoá năng lượng theo các kênh dinh dưỡng, hai là, tìm hiểu các quá trình sản xuất thứ cấp, đặc biệt là đối với các đối tượng hải sản có giá trị kinh tế. Đó là những thông số quan trọng phục vụ việc nghiên cứu đánh giá các nguồn lợi sinh vật, phục vụ việc định hướng quy hoạch khai thác và sử dụng các vực nước hợp lý và cuối cùng là phục vụ cho công tác đánh giá và quản lý chất lượng môi trường biển. Mục đích của luận văn Xác định được các đặc trưng phân bố và biến động của quá trình sản xuất sơ cấp ở vịnh Bắc Bộ trung bình tháng từ tháng 1, tháng 4, tháng 7 và tháng 12. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Việc đánh giá quá trình sản xuất sơ cấp và hiệu quả sinh thái ở vùng biển vịnh Bắc Bộ là quan trọng và có ý nghĩa thực tiễn. Đây là đại lượng đặc trưng cho khả năng sản xuất vật chất hữu cơ sơ khởi của vùng biển, từ đó các động vật bậc cao có thể sử dụng tiếp lên theo các kênh dinh dưỡng của hệ sinh thái. Để làm được điều đó phải nghiên cứu mô hình chu trình chuyển hóa Nitơ trong hệ sinh thái biển làm kết quả đánh giá quá trình sản xuất sơ cấp và hiệu quả sinh thái nói trên, từ những kết quả đánh giá đó sẽ hiểu biết đầy đủ về các quy luật phân bố biến động của Năng suất sinh học và hiệu quả sinh thái góp phần thông tin, ý 2 nghĩa to lớn đối với khoa học và thực tiễn, đặc biệt trong việc đánh giá tiềm năng nguồn lợi thủy hải sản của vùng biển. Điểm mới của luận văn Mô hình sử dụng trong tính toán chỉ tính cho một điểm nhất định, vì vậy giới hạn tính toán của mô hình rất bé. Tác giả đã phát triển viết lại chương trình tính cho 257 điểm của 12 tháng theo từng tầng sâu (tầng mặt, tầng 20 mét và tầng 50 mét nước) trong vùng biển vịnh Bắc Bộ. Là công trình khoa học đầu tiên thực hiện đánh giá quá trình sản xuất sơ cấp tại vùng biển vịnh Bắc Bộ bằng tính toán mô hình toán học. Đây là những thông số quan trọng phục vụ việc nghiên cứu đánh giá các nguồn lợi sinh vật, phục vụ việc định hướng quy hoạch khai thác và sử dụng các vực nước hợp lý và cuối cùng là phục vụ cho công tác đánh giá và quản lý chất lượng môi trường biển. Chương 1: Giới thiệu vùng biển nghiên cứu và các vấn đề về năng suất sinh học sơ cấp trong biển 1.1. Một số điều kiện tự nhiên và đặc điểm hải dương vùng biển nghiên cứu 1.1.1. Vị trí địa lý Vịnh Bắc Bộ là một trong những vịnh lớn ở Đông Nam Á và Thế giới, vịnh có diện tích khoảng 126.250 km 2 (36.000 hải lý vuông), chiều ngang nơi rộng nhất khoảng 310 km (176 hải lý), nơi hẹp nhất ở cửa vịnh rộng khoảng 220 km (119 hải lý). Vịnh có hai cửa, eo biển Quỳnh Châu nằm giữa bán đảo Lôi Châu và đảo Hải Nam với bề rộng khoảng 19 hải lý và Hình 1: Vùng biển nghiên cứu 3 cửa chính của cửa vịnh từ đảo cồn cỏ (Việt Nam) tới mũi Oanh Ca (đảo Hải Nam, Trung Quốc) rộng khoảng 112 hải lý. Chiều dài bờ biển phía Việt Nam khoảng 763 km, phía Trung quốc khoảng 695 km. Phần vịnh phía Việt Nam có khoảng 2.300 hòn đảo, đá ven bờ, đặc biệt có đảo Bạch Long Vĩ nằm cách đất liền Việt Nam khoảng 110 km, cách đảo Hải Nam. Vịnh Bắc Bộ có vị trí chiến lược quan trọng đối với Việt Nam và Trung Quốc cả về kinh tế lẫn quốc phòng, an ninh. 1.1.2. Điều kiện khí tượng 1.1.3. Đặc điểm các trường hải dương học Hoàn lưu Trị số pH Ôxy hoà tan Phân bố và biến động các muối dinh dưỡng Phân bố và biến động năng suất sinh học sơ cấp 1.2. Các vấn đề về năng suất sinh học sơ cấp trong biển 1.2.1. Ý nghĩa của việc nghiên cứu năng suất sinh học trong biển Nghiên cứu năng suất sinh học ở các vực nước ven bờ nhằm giải quyết, một mặt đánh giá khả năng sản xuất sơ cấp cũng như cường độ vận động và chuyển hoá năng lượng theo các kênh dinh dưỡng, hai là, tìm hiểu các quá trình sản xuất thứ cấp, đặc biệt là đối với các đối tượng hải sản có giá trị kinh tế. Đó là những thông số quan trọng phục vụ việc nghiên cứu đánh giá các nguồn lợi sinh vật, phục vụ việc định hướng quy hoạch khai thác và sử dụng các vực nước hợp lý và cuối cùng là phục vụ cho công tác đánh giá và quản lý chất lượng môi trường biển [1]. 1.2.2. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu năng suất sinh học sơ cấp ở vùng biển nghiên cứu Trên cơ sở tập hợp kết quả từ các nghiên cứu hiện có, kể các các nghiên cứu mới nhất của đề tài KC-09-17 trong năm 2003 - 2004 có thể thấy và so sánh NSSC ở các khu vực khác nhau trong vịnh Bắc Bộ như bảng 3. Bảng 4: Giá trị trung bình năng suất sinh học sơ cấp thô (mgC/m 3 /ngày) tại các khu vực trong vịnh Bắc Bộ (tổng hợp các kết quả nghiên cứu hiện có) Các khu vực NSSC thô (mgC/m3/ngày) Phương pháp nghiên cứu Nguồn, thời gian nghiên cứu Mùa hè Mùa đông Ven bờ tây bắc vịnh 121 Độ lệch biến Hợp tác Việt- 4 Ven bờ tây nam vịnh 105 trình ngày Ôxy hoà tan Trung, Việt-Xô điều tra VBB 1959-1962 Ven bờ đông vịnh 108 Cửa vịnh 81 Lân cận cửa sông Hồng, mùa hè 120 Mô hình toán Đề tài KT-03-10 (8/1994) Khu vực Bạch Long Vĩ (giữa vịnh), mùa hè 80 Vùng triều cửa sông Hồng, cuối mùa Hè 150 Hiệu ứng dinh dưỡng PO 4 Đề tài KT-03-11 (10/1994) Vịnh Hạ Long, mùa đông 66 Dự án SIDA/SAREC (1/1997) Xung quanh đảo Cô Tô Quảng Ninh, mùa hè 175 Bình đen trắng Đề tài KĐL-CIS- 01 (8/2000) Đông nam đảo Cát Bà, mùa đông 146 Đề tài KĐL- CIS-01 (12/2001) Vùng biển ven bờ Quảng Ninh (độ sâu <10m) mùa hè 228 Mô hình toán Đề tài KĐL-CIS- 01 (8/2001) Vùng biển thoáng Quảng Ninh mùa hè (độ sâu 10-35m) 194 Đề tài KĐL- CIS-01 (8/2000) Vùng biển thoáng Quảng Ninh mùa đông (độ sâu 10-35m) 82 Đề tài KĐL- CIS-01 (12/2001) Vịnh Bắc Bộ (Khu vực Hải Phòng) 147 157 Bình đen trắng Đề tài KC-09- 17 (2003-2004) Vịnh Bắc Bộ (Khu vực Thanh Hoá) 97 195 Vịnh Bắc Bộ (Khu vực Quảng Bình) 232 337 Về hiệu suất sinh thái của vùng biển: Vịnh Bắc Bộ đặc trưng cho vùng biển nhiệt đới ven bờ giàu dinh dưỡng. Khả năng tự dưỡng của vùng biển luôn lớn hơn 1 (thường đạt trên dưới 2) chứng tỏ vật chất hữu cơ (năng lượng) ban đầu được tạo ra không những đủ chi dùng cho chính sinh vật sản xuất mà còn được tích lũy để các sinh vật bậc cao sử dụng theo các kênh dinh dưỡng của hệ sinh thái vùng biển. 1.2.3. Một số phương pháp đo và tính toán năng suất sinh học sơ cấp Nguyên tắc chung Sản lượng sinh vật là lượng chất hữu cơ được hình thành bởi quần thể sinh vật trong một khoảng thời gian nào đó. Một phần của sản lượng được gọi là sinh khối, tức là lượng chất hữu cơ được hình thành bởi các cá thể tại thời điểm nghiên cứu, không phụ thuộc vào khoảng thời gian mà các cá thể tồn tại. Sinh khối (sinh vật lượng) chỉ phản ánh khối lượng tức thời khi lấy mẫu. Giữa sinh khối và sản lượng sinh vật có mối quan hệ với nhau [15]: P(t 1 -t 2 ) = B (t 2 ) - B(t 1 ) + R 5 Ở đây: P(t 1 -t 2 ) – sản lượng sinh vật trong khoảng thời gian t 1 -t 2 ; B (t 2 ) và B(t 1 ) - khối lượng sinh vật tại thời điểm t 2 và t 1 ; R – khối lượng (sản lượng) sinh vật đã bị hao hụt trong khoảng thời gian t 1 -t 2 : B(t 2 ) = B (t 1 ) + P(t 1 -t 2 ) - R Sản lượng sinh vật trên đơn vị thời gian phản ánh cường độ sản xuất chất hữu cơ. Chỉ số về cường độ sản xuất là hệ số P/B, hay sản lượng riêng là tỷ số của sự gia tăng sinh khối trong thời gian nghiên cứu so với khối lượng trung bình cũng trong thời gian đó. NSSH sơ cấp là kết quả của quá trình sinh tổng hợp bậc nhất trong vực nước, gồm quang hợp và dinh dưỡng khoáng. Để tính năng suất sơ cấp, người ta phải tính đến cường độ quang hợp của thực vật trong các lớp nước khác nhau của vực nước và khi tổng lại ta có tổng năng suất tính trên đơn vị 1 m 2 (cột nước từ mặt đến độ sâu tính toán, thiết diện 1m 2 ). Đại lượng này gọi là giá trị tích phân của NSSH sơ cấp. NSSH sơ cấp được chia thành NSSH sơ cấp thô và NSSH sơ cấp tinh. NSSH sơ cấp tinh chính là sản phẩm sơ cấp còn lại mà các sinh vật tiêu thụ có thể sử dụng tiếp lên trong chuổi thức ăn ở vùng biển. Theo nguyên lý bảo toàn ta có [15]: P N = P G - P R Trong đó: P N - là NSSH sơ cấp tinh, P G - là NSSH sơ cấp thô, P R - là phần chất hữu cơ được thực vật quang hợp sử dụng trong hô hấp. Một số phương pháp đo và tính năng suất sinh học sơ cấp - Phương pháp đồng vị phóng xạ - Phương pháp xác định hàm lượng sắc tố quang hợp - Phương pháp bình sáng – tối - Phương pháp mô hình hóa hệ sinh thái Chương 2: Áp dụng mô hình chu trình chuyển hóa NiTơ trong hệ sinh thái biển để tính toán năng suất sinh học sơ cấp và hiệu quả sinh thái vùng biển vịnh Bắc Bộ 2.1. Sơ đồ chu trình chuyển hóa NiTơ trong hệ sinh thái biển Mô hình chu trình chuyển hoá Nitơ trong hệ sinh thái biển được biểu diễn trên sơ đồ hình 2 ZOO 4 PHY DOM AMO NIT 3 3b 3a 5 6 7 1 1b 1a 8 9 2 2a 2b Hình 2: Sơ đồ chu trình chuyển hoá Nitơ Trong đó: - Thực vật phù du (Phytoplankton- sinh khối được ký hiệu là PHY) - Động vật phù du (Zooplankton - ZOO) - Chất hữu cơ hoà tan (Dissolved Organic Matter - nồng độ được ký hiệu là DOM) - Amoni (Amonium - AMO) - Nitrat (Nitrate – NIT) -  : Hướng chuyển hoá 6 Các quá trình chuyển hoá vật chất trong chu trình Nitơ (ký hiệu từ số 1 đến 9 trên sơ đồ) đợc diễn tả nh sau: Quỏ trỡnh chuyn hoỏ 1: Quang hp ca Phytoplankton. Quỏ trỡnh chuyn hoỏ 2: Hụ hp ca Phytoplankton. Qỳa trỡnh chuyn hoỏ 3: Dinh dng ca Zooplankton. Quỏ trỡnh chuyn hoỏ 4: Hụ hp ca Zooplankton. Quỏ trỡnh chuyn hoỏ 5 v 6: Cht t nhiờn ca qun th Phytoplankton v Zooplankton. Quỏ trỡnh chuyn hoỏ 7: Khoỏng hoỏ cht hu c. Quỏ trỡnh chuyn hoỏ 8 - m hoỏ (Nitrification) v quỏ trỡnh chuyn hoỏ 9 - Phi m hoỏ (Denitrification). 2.2. Mụ phng toỏn hc chu trỡnh chuyn húa NiT 2.2.1. Mụ phng toỏn hc cỏc quỏ trỡnh chuyn húa Theo nguyờn lý bo ton, tc ton phn bin i sinh khi hoc nng ca mt hp phn sinh, hoỏ hc no ú chớnh l tng i s tc cỏc quỏ trỡnh sn sinh lm tng (ngun-Production) v phõn hu lm suy gim (phõn hu-Destruction) nng hoc sinh khi ca hp phn ú. Gi C i l nng (hoc sinh khi) ca hp phn i, Prod i , Dest i tng ng l tc cỏc quỏ trỡnh lm tng v lm gim nng (hoc sinh khi) ca hp phn, ta cú: ii Destod Pr dt dC i (1) Vi chu trỡnh Nit, i nhn cỏc giỏ tr 1, 2, 3, 4, 5 tng ng l PHY, ZOO, DOM, AMO, NIT. Cỏc biu thc mụ phng Prod i , Dest i ca cỏc hp phn v chi tit cỏc quỏ trỡnh c din t nh sau: Cỏc hm Prod v Dest i vi Phytoplankton (PHY): PHYAMOExp NITC NIT AMOC AMO LiLod N P N A P A PHY .) ( . )().(Pr * (2) PHYFZOO PHYC PHY PHYFDest D P P Z P N P PHY . . . (3) Trong ú: L(i), L*( ) l nh hng ca cng chiu sỏng v nhit ti quang hp; P A , P N - tc riờng cc i s dng Amoni v Nitrat trong quang hp; C A , C N - h s bỏn bóo ho 7 các muối Amoni, Nitrat;  - hệ số biểu thị sự ức chế tác dụng của Nitrat trong quang hợp khi có Amoni; F P N - tốc độ riêng tiêu hao Nitơ trong quá trình hô hấp của PHY;  P Z - tốc độ riêng cực đại sử dụng PHY (bắt mồi) của ZOO; C P - hệ số bán bão hoà hàm lượng thức ăn; F P D - tốc độ riêng chết tự nhiên của PHY. Ở đây tốc độ riêng của các quá trình được hiểu là tốc độ biến đổi của một đơn vị sinh khối (hoặc nồng độ) hợp phần. Các hàm Prod và Dest đối với Zooplankton (ZOO): ZOO PHYC PHY Xod P Z P P ZOO    )1(Pr (4) ZOOFFDest D Z A Z ZOO )(  (5) Trong đó X P là tỷ lệ của phần thức ăn không được đồng hoá; F Z A - tốc độ riêng bài tiết Amoni và F Z D - tốc độ riêng chết tự nhiên của ZOO. Các ký hiệu khác đã biết. Công thức (4) mô phỏng quá trình chuyển hoá 3a, là hiệu của quá trình 3 (100%) và quá trình 3b (X P %), công thức (5) mô phỏng quá trình chuyển hoá 4 (bài tiết) và 6 (chết tự nhiên). Các hàm Prod và Dest đối với chất hữu cơ hoà tan (DOM): ZOOFPHYF PHYC ZOOPHYX od D Z D P P Z PP DOM . Pr     (6) DOMFDest A D DOM . (7) Trong đó: F D A là tốc độ riêng phân huỷ chất hữu cơ thành Amoni: )20( 1 .   T T A D A D KF  ở đây A D  là tốc độ riêng của quá trình này tại 20 o C, K 1T - hệ số biểu thị ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình này. Các hàm Prod và Dest đối với Amoni (AMO): PHYFDOMFZOOFod N PAMO A D A Z AMO  Pr (8) AMOFPHY AMOC AMO LiLDest N A A P A AMO      )().( (9) Trong đó  AMO là tỷ lệ của Amoni trong phần Nitơ vô cơ của sản phẩm hô hấp của Phytoplankton, F A N là tốc độ riêng đạm hoá chuyển Amoni thành Nitrat Các hàm Prod và Dest đối với Nitrat (NIT): PHYFAMOFod N PNIT N A NIT  Pr (10) 8 NITFPHYAMOExp NITC NIT LiLDest O N N P N NIT    ) ( . )().(    (11) Trong đó Trong đó  NIT là tỷ lệ của Nitrat trong phần Nitơ vô cơ của sản phẩm hô hấp của Phytoplankton, F N O là tốc độ riêng phi đạm hoá chuyển Nitrat thành Nitơ tự do 2.2.2. Mô phỏng toán học quá trình sản xuất vật chất hữu cơ Trên cơ sở sơ đồ dạng kênh của Odum về sự chuyển hoá năng lượng qua bậc dinh dưỡng bất kỳ (hình 2) và nguyên lý bảo toàn năng lượng, năng suất của bậc dinh dưỡng i nào đó được biểu diễn như sau: P i = A i – R i trong đó P là năng suất, A - đồng hoá và R - hô hấp. Nếu i là bậc sơ cấp (thực vật) thì nguồn năng lượng nhập vào (P i-1 ) chính là năng lượng bức xạ quang hợp, do vậy A i được gọi là năng suất thô và P i là năng suất tinh (hay năng suất nguyên). Quá trình sản xuất sơ cấp của quần thể Phytoplankton Khối lượng gia tăng của quần thể Phytoplankton trong một đơn vị thời gian thực hiện quang hợp (thường tính trong 1 ngày) chính là năng suất sinh học sơ cấp thô (Rough primary productivity). Năng suất sơ cấp tinh (P TINH ) của quần thể Phytoplankton được biểu diễn bằng hiệu của lượng sản phẩm thô và sản phẩm hô hấp của quần thể. Đây là phần vật chất (năng lượng) còn lại được tích luỹ trong sản phẩm của Phytoplankton để các bậc dinh dưỡng kế tiếp, trước hết là Zooplankton sử dụng theo các kênh dinh dưỡng trong hệ sinh thái vùng biển. P TINH = P THÔ - R PHY (14) Quá trình sản xuất thứ cấp của quần thể Zooplankton Khối lượng gia tăng của quần thể Zooplankton trong 1 đơn vị thời gian thực hiện quá trình dinh dưỡng - đồng hoá thức ăn (thường tính trong 1 ngày) chính là lượng sản phẩm đồng hoá của quần thể. Năng suất thứ cấp (P ZOO ) của quần thể Zooplankton được biểu diễn bằng tổng đại số của sản phẩm đồng hoá và sản phẩm hô hấp của quần thể. Đây là phần vật chất (năng lượng) còn lại được tích luỹ trong sản phẩm của Zooplankton để các bậc dinh dưỡng kế tiếp (các động vật bậc cao) sử dụng theo các kênh dinh dưỡng trong hệ sinh thái vùng biển. A i R i P i Hình 3: Sơ đồ kênh năng lượng qua bậc dinh dưỡng i bất kỳ Ghi chỳ: B i : Sinh khối A i : Đồng hoỏ R i : Hô hấp P i : Năng suất NU i : Không đồng hoá P i-1 : Năng suất của bậc trước (i-1) N i-1 : Thất thoát trước khi vào bậc i N i-1 P i-1 B i NU i 9 P ZOO = A ZOO - R ZOO (17) Một số hiệu suất sinh thái cơ bản Đối với bậc tự dưỡng: - Hệ số P/B của quần thể Phytoplankton: P TINH /PHY (18) - Hiệu suất chuyển hoá năng lượng tự nhiên: P TINH /PAR (19) - Hiệu suất tự dưỡng: P THÔ /R PHY (20) Đối với bậc dị dưỡng thứ nhất (Zooplankton): - Hệ số P/B của quần thể Zooplankton: P ZOO /ZOO (21) - Tỷ lệ chuyển hoá năng lượng qua hai bậc: P ZOO /P TINH (22) - Hiệu suất tăng trưởng: A ZOO /R ZOO (23) 2.2.3. Các thông số sử dụng trong mô hình Các thông số của mô hình là các giá trị hằng số áp dụng cho vùng biển nghiên cứu, được xác định trước bằng các phương pháp khác nhau, chủ yếu từ các nghiên cứu thực nghiệm. Trong phần nghiên cứu này, trên cơ sở các kết quả nghiên cứu và đã công bố của phó GS.TS Đoàn Văn Bộ, chúng tôi đã đưa vào mô hình các thông số (trừ các hằng số thiên văn) áp dụng tại vùng biển Vịnh Bắc Bộ. 2.3. Phương pháp giải mô hình Mô hình toán chu trình chuyển hoá Nitơ được viết lại ở dạng tổng quát sau: ii i Destod dt dC  Pr (24) Với i=1…5 tương ứng là 5 hợp phần của chu trình Nitơ. Đây là hệ phương trình vi phân thường gồm 5 phương trình, có thể giải bằng nhiều phương pháp, ở đây chọn phương pháp Runger Kuta với điều kiện ban đầu: C i (t=t 0 ) = C i* (biết trước) (25) Kết quả của mô hình (24) với điều kiện (25) cho ta biến động theo thời gian của sinh khối, hàm lượng các hợp phần, cùng năng suất sinh học sơ cấp, thứ cấp và các hiệu quả sinh thái của vùng biển. Với mục đích nghiên cứu hiện trạng phân bố các hợp phần trong chu trình Nitơ và các đặc trưng của các quá trình sản xuất vật chất hữu cơ bậc thấp ở vùng biển tại một thời điểm nào đấy, bài toán (24) được giải trong điều kiện dừng (dC i /dt = 0, i = 1…5) nghĩa là: Prod i - Dest i =0, i = 1…5 (26) 2.4. Dữ liệu cho mô hình Dữ liệu cho mô hình được thu thập trên cơ sở sử dụng nguồn số liệu của ủy ban Đại dương và Khí quyển (NOAA) trên website: http://www.nodc.noaa.gov/OC9. Từ các dữ liệu 10 này đã trích ra và lưu ra đĩa cứng máy tính một tệp dữ liệu về nhiệt độ trung bình 12 tháng năm 2009 Biển Đông vùng nghiên cứu (từ vĩ độ 16 0 B đến 22 0 B và từ kinh độ 105 0 Đ đến 110 0 Đ). Các điểm lưới tính toán cách nhau 1/4 độ bao gồm có 257 điểm tính. Chương 3: Kết quả tính toán mô hình 3.1. Kết quả tính toán sản xuất sơ cấp 3.1.1. Phân bố thực vật phù du - Phân bố theo mặt rộng của tháng 1, tháng 4 , tháng 7, tháng 10 tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m - Phân bố theo thời gian của 12 tháng tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m 3.1.2. Phân bố động vật phù du - Phân bố theo mặt rộng của tháng 1, tháng 4 , tháng 7, tháng 10 tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m - Phân bố theo thời gian của 12 tháng tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m 3.1.3. Phân bố Năng suất tinh - Phân bố theo mặt rộng của tháng 1, tháng 4 , tháng 7, tháng 10 tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m - Phân bố theo thời gian của 12 tháng tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m 3.1. 4. Phân bố Năng suất thô - Phân bố theo mặt rộng của tháng 1, tháng 4 , tháng 7, tháng 10 tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m - Phân bố theo thời gian của 12 tháng tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m 3.1.5. Phân bố Năng suất thứ cấp - Phân bố theo mặt rộng của tháng 1, tháng 4 , tháng 7, tháng 10 tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m - Phân bố theo thời gian của 12 tháng tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m 3.2. Kết quả tính toán hiệu quả sinh thái 3.2.1. Hệ số P/B của quần thể Phytoplankton 3.2.2. Hiệu suất chuyển hóa năng lượng tự nhiên 3.2.3. Hiệu suất tự dưỡng 3.2.4. Hệ số P/B của quần thể Zooplankton 3.2.5. Tỷ lệ chuyển hóa năng lượng qua hai bậc Chương 4: Kết luận chung Mô hình chu trình Nitơ dù còn chưa đầy đủ song đã phản ánh được hầu hết các quá trình cơ bản, phổ biển diễn ra trong quần thể sinh vật bậc thấp ở biển. Đây là thành công cơ bản của đề tài, từ đó có thể tiếp tục phát triển mô hình và ứng dụng tại các vùng biển khác của [...]... vùng biển nhiệt đới ven bờ giầu dinh dưỡng và có sức sản xuất sơ cấp cao References 1 Nguyễn Tác An, 1980 Sơ bộ nhận xét về năng suất sinh học bậc 1 ở vịnh Bắc Bộ Tuyển tập Nghiên cứu biển, tập II, phần 1, Nha Trang, tr 43-49 2 Đỗ Trọng Bình, 1997 Kết quả tính toán năng suất sinh học sơ cấp và hiệu quả sinh thái của thực vật nổi vào mùa khô (tháng 1-1997) tại vịnh Hạ Long Tài nguyên và Môi trường Biển, ... 3 Đoàn Văn Bộ, 1996 Giáo trình mô hình toán Hệ sinh thái biển ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội, lưu hành nội bộ 12 4 Đoàn Bộ, Nguyễn Đức Cự, 1996 Nghiên cứu năng suất sinh học sơ cấp của thực vật nổi trong hệ sinh thái vùng triều cửa sông Hồng Tài nguyên và Môi trường biển, T.3, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, tr.169-176 5 Đoàn Bộ, 1999 Mô hình sinh thái thuỷ động lực và một số kết quả áp dụng tại biển Việt Nam... nghệ biển toàn quốc lần thứ 4, Tập 1: Khí tượngThuỷ văn, Động lực biển TT KHTN & CNQG, tr 185-191 6 Đặc điểm phân bố và biến động năng suất sinh học sơ cấp ở vùng biển phía Tây vịnh Bắc Bộ Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ T25, Số 1S (2009) 21-27 7 Đoàn Bộ, Phùng Đăng Hiếu, 2001 Nghiên cứu năng suất sinh học sơ cấp của thực vật nổi vùng biển ven bờ tây vịnh Bắc Bộ. .. sinh thái - môi trường biển ở quy mô lớn hơn: Mô hình Sinh thái - Thuỷ nhiệt động lực biển Kết quả từ mô hình chu trình Nitơ tại vùng biển nghiên cứu cho thấy đây là vùng nước nhiệt đới ven bờ có tốc độ tổng hợp vật chất hữu cơ cao, thể hiện một vùng nước giầu dinh dưỡng Trong mùa hè, năng suất sơ cấp thô có giá trị cỡ 76 mgC/m3/ngày, trong đó sản phẩm tinh chiếm khoảng 40 - 50%, sức sản xuất thứ cấp. .. mưa lũ đặc biệt vùng ven bờ và cửa sông có sinh khối đạt 1210 mg-tươi/m3 Đây là những điều kiện sinh thái thuận lợi cho quá trình tổng hợp chất hữu cơ của thực vật nỗi trong vùng biển nghiên cứu nhất là khu vực ven bờ tây vịnh Bắc Bộ Phân bố sức sản xuất sơ cấp, lượng sản phẩm tinh dao động trong khoảng 32,32 - 33.60 mgC/m3/ngày (hình 7, 9) cả tầng mặt và tầng 20 mét nước và tương đối đồng đều, cao... Tài nguyên và môi trường biển năm 2004 11 Vũ Trung Tạng, 2000 Cơ sở sinh thái học Nhà xuất bản giáo dục Hà Nội 12 Vũ Trung Tạng, 2004 Sinh học và sinh thái biển Nhà xuất bản ĐHQG HN 13 Lê Đức Tố và ctv, 2001 Báo cáo tổng kết đề tài KĐL-CIS-01 “Điều tra nghiên cứu hệ thống đảo ven bờ vịnh Bắc Bộ phục vụ cho việc qui hoạch phát triển kinh tế - xã hội bảo vệ chủ quyền và lợi ích quốc gia trên biển (1999-2000)... 3-6 8 Đoàn Văn Bộ, 2002 Nghiên cứu và thử nghiệm mô hình chu trình chuyển hoá Nitơ trong hệ sinh thái biển Báo cáo đề tài cấp cơ sở TN 01-25, ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội 9 Đoàn Bộ – Trịnh Lê Hà Mô hình chu trình Ni tơ trong hệ sinh thái biển Tuyển tập các công trình khoa học Hội nghị Khoa học ĐHKHTN: Ngành Khí tượng - Thuỷ văn - Hải dương 10 Đoàn Bộ Năng suất sinh học của quần xã Plankton vùng biển khơi nam... có sinh khối thực vật nổi thấp nhất trong năm Sức sản xuất sơ cấp tinh dao động trong khoảng 5 đến 30 mgC/m3/ngày trung bình khoảng 17 mgC/m3/ngày (hình 6) đối với lớp nước mặt và 3 đến 30 mgC/m3/ngày (hình 8) đối với lớp nước 20m Phân bố sức sản xuất sơ cấp ở vùng biển có đặc điểm là khu vực phía nam (sản phẩm tinh) cao hơn hẳn khu vực phía bắc (hình 6, 8), trong đó khu vực ngoài cửa vịnh đạt giá. .. mgC/m3/ngày đối với sản phẩm tinh Đối với sản phẩm thứ cấp (động vật nổi), nét tương đồng giữa bức tranh phân bố sinh khối và năng suất của chúng thể hiện khá rõ (hình 10, 12, 14, 16) và rất phù hợp với phân bố của sức sản xuất sơ cấp của thực vật nổi, nhất là đối với sản phẩm tinh Đây là sự biểu hiện rõ nhất và đúng quy luật về quan hệ dinh dưỡng bậc thấp ở vùng biển nghiên cứu Trong đó sinh 11 khối Động... Nguyễn Thế Tưởng và ctv, 2005 Báo cáo tổng kết đề tài KC-09-17 “Điều tra tổng hợp điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và môi trường vịnh Bắc Bộ (2003-2005) Tài liệu lưu trữ tại Trung tâm Thông tin-Tư liệu Quốc gia 15 Đề tài-KHCN-06-02, 2002 Mô hình 3D sinh thái thủy động lực và môi trường biển Đông và những kết quả triển khai tại vịnh Bắc bộ Báo cáo chuyên đề 3, tài liệu lưu trữ tại Bộ môn Hải dương . hóa Nitơ trong hệ sinh thái biển làm kết quả đánh giá quá trình sản xuất sơ cấp và hiệu quả sinh thái nói trên, từ những kết quả đánh giá đó sẽ hiểu biết. 1 Đánh giá quá trình sản xuất sơ cấp và hiệu quả sinh thái vùng biển Vịnh Bắc Bộ Nguyễn Ngọc Tiến Trường Đại