Ứng dụng tiến bộ kỹ thuật trồng phục hồi rạn san hô khu vực biển ven bờ huyện đảo lý sơn, tỉnh quảng ngãi

LĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNGLĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG 253 KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 2020 I ĐẶT VẤN ĐỀ Khu Bảo tồn biển (BTB) Lý Sơn có tổng diện tích 7 925 ha, tron[.]

KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 ỨNG DỤNG TIẾN BỘ KỸ THUẬT TRỒNG PHỤC HỒI RẠN SAN HÔ KHU VỰC BIỂN VEN BỜ HUYỆN ĐẢO LÝ SƠN, TỈNH QUẢNG NGÃI Chủ nhiệm dự án: TS Hồng Xn Bền Cơ quan chủ trì: Viện Hải dương học Năm nghiệm thu: 2018 I ĐẶT VẤN ĐỀ Khu Bảo tồn biển (BTB) Lý Sơn có tổng diện tích 7.925 ha, diện tích mặt nước 7.113 bao gồm phân vùng chức năng: (1)Vùng bảo vệ nghiêm ngặt có diện tích 620 ha; (2)Vùng phục hồi sinh thái có diện tích 2.024 ha; (3)Vùng phát triển có diện tích 4.469 Những dẫn liệu khoa học cho thấy độ phủ san hô cứng Lý Sơn thấp với giá trị trung bình điểm nghiên cứu mức 1,5 ± 0,3%, nhiều điểm rạn có độ phủ cao đạt độ phủ 3,8% Trước thực trạng suy giảm chất lượng hệ sinh thái rạn san vùng biển ven bờ Lý Sơn phục hồi rạn san hơ vùng biển Lý Sơn giải pháp nhằm giảm thiểu tác động bất lợi rạn san hô, cải tạo vùng rạn làm gia tăng độ phủ san hô, gia tăng giá bám bền vững cho san hô tái phục hồi tạo môi trường ổn định cho phát triển quần xã sinh vật rạn khác ngồi san hơ II MỤC TIÊU Đánh giá khả phục hồi quản lý rạn san hô vùng biển ven bờ đảo Lý Sơn sở phân tính trạng rạn san hơ, giải pháp phục hồi tính khả thi thực thi quản lý; Xây dựng mơ hình trồng phục hồi rạn san hô Lý Sơn, với quy mô 2ha (trong phạm vi dự án quy hoạch khu bảo tồn biển Lý Sơn) quản lý hệ sinh thái rạn san hô nhằm tái tạo nguồn lợi thủy sản, bảo vệ môi trường phục vụ du lịch sinh thái biển III KẾT QUẢ THỰC HIỆN Đặc điểm địa chất, địa hình đáy biển phân bố rạn san hơ 1.1 Đặc điểm địa hình đáy đảo Lý Sơn Từ kết đo đạc tham khảo nguồn tư liệu khác, xây dựng đồ địa hình đáy biển khu vực đảo Lý Sơn, từ cho thấy khu vực nghiên cứu có hình thái địa hình đáy tương đối phức tạp, bề mặt đáy địa hình có tính chất phân bậc cao phần phía Đơng Nam đảo Lý Sơn có bậc 0-20m, 20- 40m, 40-60m 1.2 Đặc điểm phân bố rạn Rạn san hô khu bảo tồn biển Lý Sơn phát triển đáy san hơ chết với cấu trúc dạng rạn riềm điển hình Đây kiểu cấu trúc coi đơn giản với phát triển lên đá vôi từ sườn dốc thoải ven đảo San hô phát triển rải rác từ độ sâu 2m đến hết chân rạn Kết hợp số liệu đo địa hình đáy biển số liệu đánh giá nhanh rạn san hô cho thấy san hô phát triển rải rác bãi triều san hô chết xen lẫn cỏ biển đến độ sâu 16-20m Rạn phân bố rộng khu vực phía Đơng Nam, Tây đảo Lý Sơn thuộc địa phận hành xã An Hải An Vĩnh Tại khu vực đảo bé (An Bình), san hơ chủ yếu phát triển đá tảng đá vôi xung quanh đảo lệch nhiều LĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG 253 KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 phía đơng Nam Nam đảo 1.3 Các thông số môi trường bản: Kết đo đặc thông số môi trường 12 trạm khảo sát rạn san hô cho thấy độ mặn vùng biển Lý Sơn dao động khoảng 33.72-34.63 0/00, nhiệt độ dao động khoảng 27,1-28,270C, pH trạm trì ngưỡng 8, hầu hết 11 trạm khảo sát có độ cao Thông qua kết đo đạc yếu tố môi trường phù hợp cho phát triển san hô Rạn san hô vùng biển ven bờ Lý Sơn 2.1 Hiện trạng phân bố: Thành phần độ phủ san hô sống xem tiêu quan trọng đánh giá tình trạng chất lượng hệ sinh thái Trong tổng số 74 tow khảo sát tháng 9/2015 san hơ sống xuất 72 tow (chiếm 97%), san hơ cứng xuất 72 tow san hô mềm xuất 53 tow Độ phủ trung bình san hô sống (gồm san hô cứng san hô mềm) tồn khu vực 11,82±8.97%, san hơ cứng có độ phủ 5,47±3,12% san hơ mềm 6,35±8,16% Thông qua số liệu đánh giá độ phủ san hô cứng san hô mềm cho thấy độ phủ Thành phần cỏ biển rong biển 12 không nhiều với độ phủ dao động khoảng 1,01±2,02% cỏ biển (chiếm 15/74 tow) 2,03±2,47% rong biển (chiếm 30/74 tow) Độ phủ san hô sống Lý Sơn mức thấp đến trung bình (dao động từ bậc - 3) Trong hầu hết mức thấp (bậc 1) chiếm 59/74 tow san hô sống San hô sống phân bố quanh đảo rạn gò núi lửa, độ phủ bậc từ 31-50% xuất phía Nam đảo Bé (An Bình), chùa Hang rạn gị phía Nam Đơng Nam đảo Lớn San hô sống đạt độ phủ bậc (11-30%) quanh đảo Bé phía Tây Tây Nam đảo Lớn, khu vực khác độ phủ mức thấp 1-10% 2.2 Đa dạng thành phần loài cấu trúc quần xã sinh vật rạn San hô: Kết khảo sát xác định 115 loài san hô ngăn thuộc 45 giống 12 họ Trong đó, họ Merulinidae có số lượng lồi cao với 42 loài, tiếp đến họ Acroporidae 28 loài, Poritidae 12 loài họ Pocilloporidae loài Đối với san hô ngăn, kết khảo sát ghi nhận lồi thuộc họ Thủy tức san hơ, lồi san hơ Xanh, lồi san hơ ống giống san hô mềm Về phân bố, khu vực Bãi Xếp có số lượng lồi san hơ cao với 55 loài, tiếp đến An Hải 40 lồi, Bến Đình có 37 lồi, hai điểm Bến Đình Bến Lăng có 36 lồi Trong đó, đa dạng thuộc Bắc An Bình Nam An Bình (nằm Đảo Bé) có 14 loài Cá rạn san hơ: Đã ghi nhận 163 lồi thuộc 80 giống 34 họ cá rạn, họ cá Bàng chài (Labridae) ghi nhận có thành phần lồi cao 40 loài, tiếp đến họ cá Thia (Pomacentridae) 27 lồi, học cá Bướm (Chaetodontidae) 14 lồi, họ Mó (Scaridae) 13 lồi Thành phần lồi cá rạn san hơ đa dạng khu BTB Lý Sơn xác định Nam Núi Lửa (76 loài), tiếp đến Chùa Hang (74 loài), Bến Lăng (73 loài) An Vĩnh (70 loài) Tương tự với đa dạng thành phần lồi san hơ cứng, Bắc An Bình Nam An Bình (Đảo Bé) hai khu vực có thành phần loài cá rạn thấp nhất, 55 51 loài Đề tài tổng hợp thống kê kết từ trước đến ghi nhận 232 loài thuộc 104 giống 40 họ cá rạn san hô khu BTB Lý Sơn 254 LĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 Động vật đáy kích thước lớn: Kết nghiên cứu xác định 89 loài thuộc 34 họ sinh vật đáy Trong số đó, Thân mềm có thành phần lồi nhiều với 75 lồi thuộc 24 họ Họ có số lồi nhiều họ ốc gai (Muricidae) có 14 loài, họ ốc cối (Conidae) loài Các họ cịn lại có số lồi dao dộng từ – loài Thành phần loài Da gai xác định 14 loài thuộc họ, họ Cầu gai đen (Diadematidae) Sao biển (Ophidiasteridae) có thành phần lồi đa dạng Xét theo điểm khảo sát, thành phần sinh vật đáy dao động từ 15 đến 28 loài Điểm Trố Hịn có thành phần lồi nhiều nhất, 28 lồi da gai có lồi thân mềm có 21 lồi, 10 điểm có số lồi sinh vật đáy 20 lồi điểm cịn lại Nam An Bình Nam Núi Lửa có số loài 15 16 loài 2.3 Độ phủ hợp phần đáy mật độ sinh vật rạn Độ phủ san hô sống (bao gồm san hô cứng san hô mềm) khu BTB Lý Sơn dao động từ 2.8 – 20.8% (±0.9 – 10.7 SD), độ phủ trung bình đạt 11.7% (±4.6 SD) điểm khảo sát có giá trị độ phủ thấp mức trung bình (dưới 11.7%) An Hải, An Vĩnh, Bến Lăng, Bến Đình &2 Bắc Núi Lửa Kết nghiên cứu cho thấy, số giống san hô Pachyseris, Merrulia, Echinoppora, Pocillopora, Seriatopora, Turbinaria, Porites, Sinularia, Sarcophyton chiếm ưu độ phủ khu BTB Lý Sơn Mật độ cá rạn san hô trung bình khu BTB Lý Sơn đạt 121 ± 74.4SD cá thể/100m2 , cao Chùa Hang 314 cá thể/100m2 , tiếp đến Nam Núi Lửa 176 cá thể/100m2 thấp Trố Hòn 54 cá thể/100m2 Mật độ nhóm động vật khơng xương sống (ĐVKXS) kích thước lớn rạn san hơ khu BTB Lý Sơn thấp, trung bình 45 cá thể/100m2 Mật độ cao ghi nhận Trố Hòn (103 cá thể/100m2) Bến Lăng (58 cá thể/100m2), thấp An Vĩnh Chùa Hang (cùng có 23 cá thể/100m2) Phục hồi san hô khu BTB Lý Sơn 3.1 Địa điểm phục hồi Địa điểm phục hồi vùng rạn trước Dinh Tam Tòa, độ sâu khu vực phục hồi từ – 8m Kết khảo sát cho thấy khu vực vùng ven bờ san hô chết phơi bãi triều cạn San hô bắt đầu phân bố độ sâu từ 3m kết thúc độ sâu 10m Nền đáy chủ yếu san hô chết, xen kẽ rãnh cát chạy vng góc với đường Độ phủ san hô sống đáp ứng yêu cầu tối thiểu phục hồi Phạm vi khu vực phục hồi giới hạn 2ha với mốc khoanh vùng gồm: M1: 109° 7'33.05"E - 15°22'6.56"N; M2: 109° 7'38.93"E - 15°22'9.73"N; M3: 109° 7'34.44"E - 15°22'3.40"N; M4: 109° 7'40.33"E - 15°22'6.70"N 3.2 Lựa chọn lồi san hơ phục hồi Dựa kết nghiên cứu điều kiện tự nhiên, phân bố đặc điểm sinh thái, lồi san hơ thuộc giống họ lựa chọn phục hồi vùng biển Lý Sơn Theo đó, 03 lồi san hơ thuộc giống Acropora Acropora nobilis, Acropora yongei Acropora nasuta có số lượng nên nhân giống cách tạo vườn ươm san hơ trước phục hồi Năm lồi cịn lại Pocillopora verrucosa, Montipora verrucosa Echinopora lamellosa, Merulina ampliata 20 Pachyseris speciosa có số lượng nhiều nên lấy giống trước tiếp để di dời trồng phục hồi 3.3 Tỷ lệ sống tốc độ tăng trưởng lồi san hơ phục hồi LĨNH VỰC TÀI NGUN, MƠI TRƯỜNG 255 KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 Sau ba năm thực dự án, có 3.791 tập đồn san hơ thuộc năm lồi san hơ cứng phục hồi hai kiểu giá thể san hô chết giá thể bê tơng nhân tạo Trong đó, lồi Pachyseris speciosa có số lượng tập đồn phục hồi nhiều 2.446 tập đoàn, Merulina scabriculata 694 tập đoàn, Montipora verucosa 259 tập đồn, Echinopora lamellosa 231 Pocillopora verrucosa có 161 tập đoàn Tỉ lệ sống loài san hô phục hồi khu BTB Lý Sơn cao, giá thể bê tông tỉ lệ sống dao động từ 90,0 – 98,3%, trung bình đạt 95,5% Đối với giá thể đáy tự nhiên tỉ lệ sống dao động từ 96,0 – 100%, trung bình đạt 97,8% Kết cho thấy giá thể phục hồi đáy tự nhiên cao so với giá thể bê tơng, hai lồi san hơ phục hồi đáy tự nhiên Echinopora lamellosa Montipora verucosa có tỉ lệ sống đạt 100% Đối với ba loài thuộc giống Acropora ương vườn ươm Acropora nobilis, Acropora yongei Acropora nasuta Tổng số có 283 tập đồn trồng vườn ươm, Acropora nasuta có 178 tập đồn, A nobilis 78 tập đoàn A yongei 27 tập đoàn Kết cho thấy tỉ lệ sống chúng dao động từ 86,7 – 100% trung bình đạt 95,0% Tỉ lệ sống thấp Acropora yongei (86,7%) cao thuộc A nobilis đạt tỉ lệ sống 100% Tỉ lệ tăng trưởng trung bình (mm/tháng) hai lồi Acropora nobilis A yongei tương đương khoảng 2,6 mm/tháng, lồi A.nasuta có tốc tộ tăng trưởng chậm (trung bình mm/tháng) Tốc độ tăng trưởng ba lồi san hơ phục hồi Echinopora lamellosa, Merulina scabriculata Montipora verucosa giống với tốc độ tăng trưởng trung bình dao động từ 1,5 – 2,1 mm/tháng Trong lồi Pachyseris speciosa có tốc độ tăng trưởng chậm hơn, dao động từ 0,9 – 1,5 mm/tháng Xét theo kiểu giá thể, ba loài Echinopora lamellosa, Merulina scabriculata Montipora verucosa khơng có khác biệt tốc độ trăng trưởng giá thể bê tông đáy tự nhiên so với lồi san hơ đối chứng khu vực phục hồi (P > 0,05) Ngược lại, loài Pachyseris speciosa phục hồi giá thể bê tông đáy tự nhiên có tốc độ tăng trưởng chậm so với san hơ đối chứng (sai khác có ý nghĩa với P < 0,05) Dùng Turkey test đánh giá cho thấy, hai kiểu giá thể bê tông đáy tự nhiên khơng có sai khác (P > 0,05), tốc độ tăng trưởng hai kiểu giá thể chậm so với đối chứng có ý nghĩa (P < 0,05) Nhằm kiểm tra tốc độ tăng trưởng bốn lồi san hơ thời điểm bắt đầu phục hồi so với tốc độ tăng trưởng trung bình chung theo thời gian, chúng tơi so sánh tốc độ tăng trưởng chúng sau phục hồi – tháng tốc độ tăng trưởng trung bình chung hàng tháng Kết cho thấy, sau – tháng phục hồi, tốc độ tăng trưởng dao động từ 0,5 – 0,7 mm/tháng tốc độ trung bình chung dao động từ 0,9 – 2,8 mm/tháng sai khác tốc độ tăng trưởng có ý nghĩa (P > 0,05) Trong đó, lồi Echinopora lamellosa Montipora verucosa có tốc độ tăng trưởng trung bình khoảng 2,7 mm/tháng, lồi Merulina scabriculata 1,9 mm/tháng loài Pachyseris speciosa 0,9 mm/tháng Từ khác biệt tốc độ tăng trưởng loài san hô sau phục hồi – tháng tốc độ tăng trưởng trung bình chung nhận định rằng: Sau bị bị cắt rời khỏi tập đồn bố mẹ chúng nhiều bị ảnh hưởng đến ‘sức khỏe’ tốc độ tăng trưởng bị chậm lại thời gian đầu, sau thời gian hồi phục vết cắt, ổn định ‘sức khỏe’ tốc độ tăng trưởng đạt trạng thái tốt Đánh giá trạng trước sau phục hồi 256 LĨNH VỰC TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020 Kết đánh giá trạng chi tiết đáy khu vực phục hồi san hô trước sau phục hồi cho thấy, thành phần rạn đá san hô, rong, san hô cứng san hô mềm Trong thành phân hữu sinh san hô cứng, san hô mềm, rong hải miên chiếm 20-35% tổng độ phủ đáy 65-81% lại thành phần vô sinh đá, cát san hô vỡ vụn Kết so sánh độ phủ hợp phần đáy hai thời điểm trước phục hồi (3/2016) sau phục hồi (4/2018) thể hiệu công tác quản lý phục hồi san hô nơi Chất lượng rạn san hô cải thiện rõ rệt thông qua số liệu độ phủ san hô cứng mềm Hai tiêu đánh giá đều tăng khoảng 4% sau năm phục hồi Độ phủ san hô cứng tăng từ 6.56% lên 10% San hô mềm tăng từ 5,31% lên 9,69% Các tiêu san hô vỡ vụn san hô chết giảm khơng cịn ghi nhận năm 2018 Trong đợt đánh giá lại năm 2018, mật độ trung bình cá rạn san hơ khu vực mơ hình phục hồi san hô Lý Sơn đạt giá trị 71,88 ± 35.30 cá thể/100m2 Trong đó, nhóm cá có kích thước nhỏ (1 – 10 cm) có mật độ cao với 60,13 ± 25,34 cá thể/100m2 (chiếm tỉ lệ 83,7%), nhóm cá kích thước 11 – 20 cm có mật độ tương đối thấp với 11,5 ± 11,7 cá thể/100m2 (chiếm tỉ lệ 16,0%) nhóm kích thước 21-30 cm chiếm tỉ lệ thấp 0,25 ± 0,46 cá thể/100m2, riêng nhóm cá kích thước lớn > 30 cm gần vắng mặt So với trước phục hồi năm 2016 thấy, mật độ trung bình cá rạn san hơ khu vực mơ hình sau phục hồi năm 2018 tăng cao, từ 15,75 lên 71,88 cá thể/100m2 (tăng 4,56 lần) Trong đó, tăng nhiều nhóm cá kích thước từ 1-10 cm từ 11,63 lên 60,13 cá thể/100m2 (tăng 4,11 lần), nhóm kích thước 11-20 cm tăng mạnh từ 1,13 lên 11,5 cá thể/100m2 (tăng 10,22 lần) Nhóm cá kích thước >30 cm khơng thấy bắt gặp trước sau phục hồi, nhiên đến năm 2018 ghi nhận nhóm cá kích thước 21-30 cm với mật độ thấp trước năm 2016 không ghi nhận Kết đánh giá mật độ động vật đáy kích thước lớn rạn san hô khu vực lựa chọn phục hồi năm 2016 2018 cho thấy, mật độ động vật đáy tương đối thấp, thành phần nguồn lợi ốc Đụn (Tectus pyramis) ốc Mặt trăng (Turbo 25 chrysostomus) thấp thời điểm trước phục hồi, loại ốc nguồn lợi khác ốc bàn tay trai tai tượng khơng cịn bắt gặp rạn san hơ Kết so sánh mật độ động vật đáy kích thước lớn rạn san hô thời điểm trước sau tiến hành phục hồi cho thấy mật độ động vật đáy tăng từ 5,5 cá thể/100m2 lên 6,38 cá thể/100m2 Một số sinh vật địch hai san hô bắt đầu xuất trại vùng rạn biển Gai (Acanthaster planci) ốc Gai ăn san hô (Drupella sp) với độ từ 1-3 cá thể/100m2 Mật độ cầu gai đen Diadema setosum tăng cao sau hai năm độ phủ rong khu vực tăng so với năm 2016 Quy trình phục hồi rạn san hơ Lý Sơn Quy trình phục hồi san hơ Lý Sơn gồm bước sau (Hình 1): IV KẾT LUẬN Khu BTB Lý Sơn có 224 lồi san hơ cứng, 232 lồi cá rạn san hơ 88 lồi ĐVKXS Độ phủ san hơ sống trung bình đạt 11,7% Mật độ cá rạn trung bình 121 cá thể/100m2 Tuy nhiên, mật độ cá rạn chủ yếu nhóm có kích thước