Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý đa dạng sinh học vùng triều rạn đá một số đảo tiêu biểu vùng biển Đông Bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Đào Minh Đông NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ ĐA DẠNG SINH HỌC VÙNG TRIỀU RẠN ĐÁ MỘT SỐ ĐẢO TIÊU BIỂU VÙNG BIỂN ĐÔNG - BẮC VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Đào Minh Đông NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ ĐA DẠNG SINH HỌC VÙNG TRIỀU RẠN ĐÁ MỘT SỐ ĐẢO TIÊU BIỂU VÙNG BIỂN ĐÔNG - BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên môi trường Mã số: 9850101 LUẬN ÁN TIẾN SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Đỗ Công Thung PGS TS Nguyễn Văn Quân Hà Nội - 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án với đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý đa dạng sinh học vùng triều rạn đá số đảo tiêu biểu vùng biển Đơng - Bắc Việt Nam” cơng trình nghiên cứu nghiêm túc, độc lập tác giả Các nội dung nghiên cứu phân tích, đánh giá chính tác giả thực hiện Các thông tin, số liệu luận án thu thập sử dụng cách trung thực, có nguồn gốc, trích dẫn rõ ràng, Viện tài nguyên Môi trường biển, chủ nhiệm các đề tài cho phép sử dụng Kết nghiên cứu trình bày luận án khơng chép đề tài, cơng trình nghiên cứu Luận án chưa trình bày hay cơng bố cơng trình khác trước Hà Nội, ngày 02 tháng năm 2023 Tác giả Luận án NCS Đào Minh Đông ii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực hiện luận án “Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý đa dạng sinh học vùng triều rạn đá số đảo tiêu biểu vùng biển Đông - Bắc Việt Nam” nhận sự giúp nhiều tổ chức, quan nghiên cứu, nhà khoa học, nhà quản lý, cán nhân dân khu vực nghiên cứu Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tập thể thầy giáo hướng dẫn: Hướng dẫn 1: GS.TS Đỗ Công Thung Hướng dẫn 2: PGS.TS Nguyễn Văn Quân dành nhiều thời gian, công sức bảo, định hướng chuyên môn, động viên sửa chữa học thuật Tôi trân trọng cảm ơn ban Lãnh đạo Viện Tài nguyên Môi trường biển (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), nhà khoa học, thầy cô Học Viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam giảng dạy, tạo điều kiện cho tơi hồn thành chương trình đào tạo Qua tơi nâng cao kiến thức chun ngành hồn thành luận án tiến độ, đảm bảo yêu cầu đề Tôi cảm ơn tập thể khoa học Viện Tài nguyên Môi trường biển, Viện Nghiên cứu hải sản hỗ trợ thu thập mẫu vật vùng triều Đặc biệt cảm ơn lãnh đạo Ủy ban nhân dân huyện Cát Hải, Bạch Long Vĩ (Tp Hải Phịng) hụn Cơ Tơ (Tỉnh Quảng Ninh), đơn vị, tổ chức, cán người dân khu vực nghiên cứu giúp đỡ tơi quá trình điều tra, khảo sát, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành nhiệm vụ nghiên cứu Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn tới tồn thể gia đình người thân động viên, cổ vũ suốt trình học tập nghiên cứu để tơi có thể hồn thành tốt luận án Mặc dù cố gắng song luận án không tránh khỏi thiếu sót, khiếm khuyết, tác giả mong nhận sự quan tâm tham gia góp ý, xây dựng nhà khoa học, các chuyên gia đầu ngành đồng nghiệp để luận án hoàn thiện Hà Nội, ngày 02 tháng năm 2023 Tác giả luận án NCS Đào Minh Đông iii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .vii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Tóm tắt đóng góp Luận án Ý nghĩa khoa học thực tiễn Luận án: CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở lý luận đa dạng sinh học vùng triều rạn đá 1.1.1 Một số khái niệm đa dạng sinh học vùng triều rạn đá 1.1.2 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.3 Tình hình nghiên cứu nước khu vực Đông - Bắc, Việt Nam 10 1.2 Thực trạng quản lý đa dạng sinh học vùng triều rạn đá 19 1.3 Thực trạng sử dụng tài nguyên sinh vật biển vùng triều rạn đá khu vực Đông - Bắc, Việt Nam 21 1.4 Đặc điểm cấu trúc địa hình, địa mạo vùng triều rạn đá điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 23 1.4.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên Bạch Long Vĩ 23 1.4.1.1 Vị trí địa lý 23 1.4.1.2 Điều kiện khí hậu 23 1.4.1.3 Chế độ hải văn 25 1.4.1.4 Địa chất, địa hình, địa mạo 26 1.4.2 Đặc điểm điều kiện tự nhiên Cô Tô 28 1.4.2.1 Vị trí địa lý 28 1.4.2.2 Đặc điểm khí hậu 28 1.4.2.3 Đặc điểm hải văn 29 1.4.2.4 Địa chất, địa hình, địa mạo 31 1.4.3 Đặc điểm tự nhiên quần đảo Cát Bà 33 iv 1.4.3.1 Vị trí địa lý 33 1.4.3.2 Địa hình, địa mạo, thổ nhưỡng 33 1.4.3.3 Điều kiện môi trường 35 CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1 Đối tượng nghiên cứu 38 2.2 Khu vực nghiên cứu 38 2.3 Không gian nghiên cứu 39 2.4 Tài liệu nghiên cứu 40 2.5 Thiết lập tuyến thu mẫu vùng triều 40 2.6 Phương pháp thu mẫu hiện trường 40 2.7 Phương pháp bảo quản xử lý mẫu phịng thí nghiệm 41 2.7.1 Tách mẫu 41 2.7.2 Tiền xử lý mẫu hiện trường 41 2.7.3 Phương pháp phân tích mẫu xử lý kết 42 2.7.4 Phương pháp nghiên cứu vai trò rạn đá liên kết sinh thái 43 2.7.5 Các số sinh thái 43 2.8 Phương pháp đánh giá mức độ suy giảm đa dạng sinh học 44 2.9 Phương pháp xây dựng các giải pháp quản lý đa dạng sinh học vùng triều rạn đá 44 2.9.1 Quy trình xây dựng tiêu chí quản lý đa dạng sinh học vùng triều rạn đá 44 2.9.2 Phương pháp xây dựng quy trình đánh giá hiện trạng vùng triều rạn đá thiết bị bay không người lái 49 2.9.3 Nguyên tắc đề xuất giải pháp sách sử dụng hợp lý đa dạng sinh học vùng triều rạn đá 53 CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 54 3.1 Hiện trạng đa dạng sinh học vùng triều rạn đá khu vực nghiên cứu 54 3.1.1 Hiện trạng động vật đáy khu vực nghiên cứu 54 3.1.1.1 Đa dạng thành phần loài phân bố động vật đáy 54 3.1.1.2 Sinh vật lượng động vật đáy khu vực nghiên cứu 66 3.1.2 Hiện trạng rong biển vùng triều rạn đá khu vực nghiên cứu 72 3.1.3 Đánh giá mức độ đa dạng sinh học khu vực nghiên cứu 77 3.1.4 Các lồi có giá trị kinh tế bảo tồn 78 v 3.1.4.1 Các lồi có giá trị kinh tế 78 3.1.4.2 Các lồi q có giá trị bảo tồn vùng triều rạn đá khu vực nghiên cứu 82 3.2 Tính liên kết sinh thái bãi triều rạn đá với khu hệ sinh thái lân cận 83 3.2.1 Vai trò hệ sinh thái vùng triều rạn đá nhóm sinh vật đáy 83 3.2.2 Vai trò bãi triều rạn đá loài cá biển 88 3.2.3 Hệ sinh thái vùng triều rạn đá nơi bãi đẻ, bãi giống cung cấp giống cho hệ sinh thái lân cận 93 3.2.4 Hệ sinh thái vùng triều rạn đá nơi kiếm ăn loài thủy sinh 94 3.3 Suy giảm đa dạng sinh học yếu tố ảnh hưởng đến đa dạng sinh học vùng triều rạn đá 95 3.3.1 Mức độ suy giảm số lượng loài 95 3.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến đa dạng sinh học vùng bãi triều rạn đá 98 3.3.2.1 Ảnh hưởng yếu tố điều kiện môi trường tự nhiên đến đa dạng sinh học 98 3.3.2.2 Ảnh hưởng từ hoạt động người 103 3.4 Đề xuất giải pháp quản lý đa dạng sinh học bãi triều rạn đá 105 3.4.1 Đề xuất tiêu chí sử dụng bền vững bãi triều rạn đá kiểm định thực tế 107 3.4.1.1 Đề xuất tiêu chí sử dụng bền vững bãi triều rạn đá 107 3.4.1.2 Kiểm định việc sử dụng tiêu chí đa dạng sinh học vùng triều rạn đá khu vực nghiên cứu 111 3.4.2 Đề xuất giải pháp quan trắc hiện trạng bãi triều rạn đá thiết bị bay không người lái 120 3.4.3 Xây dựng các mô hình chuyên biệt nhằm bảo vệ bãi triều rạn đá 126 3.4.3.1 Căn đề xuất 126 3.4.3.2 Đề xuất phân vùng chức quản lý vùng triều rạn đá Bạch Long Vĩ 128 3.4.3.3 Các hoạt động cụ thể quản lý đa dạng sinh học bãi triều rạn đá Bạch Long Vĩ 131 3.4.4 Đề xuất giải pháp tổng thể quản lý sử dụng các bãi triều rạn đá khu vực nghiên cứu 133 3.4.4.1.Giải pháp sách 133 3.4.4.2 Các giải pháp tổ chức quản lý 134 3.4.4.3 Các giải pháp khoa học công nghệ kỹ thuật 135 3.4.4.4 Các giải pháp tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức hợp tác quốc tế 135 vi 3.4.4.5 Các giải pháp định hướng quy hoạch quản lý sử dụng hợp lý đa dạng sinh học vùng triều rạn đá 136 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 137 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO 140 PHỤ LỤC a vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Giải nghĩa Chữ viết tắt BLV Bạch Long Vĩ CR Critically Endangered - nguy cấp DL Dược liệu ĐDSH Đa dạng sinh học ĐVĐ Động vật đáy ĐVPD Động vật phù du EN Endangered - nguy cấp HST Hệ sinh thái KBTB Khu bảo tồn biển Khung SPRB S - trạng, P - áp lực, R - đáp ứng, B- lợi ích MN Mỹ nghệ NTTS Nuôi trồng thủy sản RSH Rạn san hô TP Thực phẩm TVPD Thực vật phù du VU Vulnerable - nguy cấp viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân bố số loài rong biển theo đới triều .17 Bảng 1.2 Một số đặc trưng trầm tích vùng biển ven đảo Bạch Long Vĩ 27 Bảng 2.1 Bảng câu hỏi cốt lõi xây dựng số đa dạng sinh học vùng triều rạn đá 45 Bảng 2.2 Tiêu chí lựa chọn tiêu chí 47 Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật thiết bị Phantom Multispectral 50 Bảng 3.1 Cấu trúc thành phần loài Động vật đáy vùng triều rạn đá khu vực nghiên cứu .55 Bảng 3.2 Mức độ đa dạng sinh vật đáy bãi triều rạn đá Bạch Long Vĩ 62 Bảng 3.3 Mức độ tương đồng phân bố loài khu vực nghiên cứu 64 Bảng 3.4 Sinh vật lượng trung bình ĐVĐ vùng biển Cơ Tô - Thanh Lân 70 Bảng 3.5 Cấu trúc thành phần loài rong biển vùng triều rạn đá khu vực nghiên cứu 73 Bảng 3.6 Chỉ số tương đồng rong biển bãi triều rạn đá khu vực nghiên cứu .77 Bảng 3.7 Danh sách loài quý vùng triều rạn đá khu vực nghiên cứu 83 Bảng 3.8 Biến động mật độ, độ phong phú tương đối (RA) tần suất xuất hiện (FA) các địa điểm nghiên cứu loài cá kinh tế 88 Bảng 3.9 Mật độ cá thống kê khu vực khảo sát theo nhóm kích thước 89 Bảng 3.10 Mật độ cá thống kê khu vực khảo sát theo nhóm kích thước vào mùa gió Đơng - Bắc 90 Bảng 3.11 Mật độ cá thống kê khu vực khảo sát theo nhóm kích thước vào mùa gió Tây - Nam 90 Bảng 3.12 Phân tích hồi quy tuyến tính số liệu thơ (untransformed data) mật độ cá (400m2 quan trắc) khu vực nghiên cứu hai lồi Dìa chấm (S fuscescens) Hồng bạc (L argentimaculatus) 91 Bảng 3.13 Biến động loài nguồn lợi ĐVĐ rong biển khu vực nghiên cứu 95 Bảng 3.14 Tổng hợp các sở khoa học, pháp lý quản lý bãi triều rạn đá 106 Bảng 3.15 Bộ tiêu chí đa dạng sinh học cốt lõi để quan trắc vùng triều rạn đá .108 q TT Tên Khoa học Tên tiếng Việt Rong Mơ chổi Rong Mơ tro đối xứng Rong Mơ đỉnh lá kép Giá trị Cô Cát BLV kinh tế Tô Bà TP, DL x TP, DL x TP, DL x 59 60 61 S virgatum (Mert.) C Ag S incanum Grun S duplicatum J Ag 62 63 S mcclurei Setch S gracillimum Rbd Rong mơ lá Rong Mơ mảnh TP, DL TP, DL x x 64 65 S ilicifolium (Turn.) C Ag S tortile J Ag Rong Mơ ô rô Rong Mơ TP, DL TP, DL x x 66 S henslowianum J Ag Rong Mơ Henslô TP, DL x 67 68 69 S herklotsii Setch S heterocystum Mont S glaucesen J Ag Rong Mơ Heclot Rong Mơ dị nang Rong Mơ tro TP, DL TP, DL TP, DL x x x x 70 71 72 73 S paniculatum J Ag S vachellianum Grev S piluliferum (Turn.) C Ag S tenerrimum J Ag Rong Mơ thỏi tán Rong Mơ Vasen Rong Mơ sợi Rong Mơ mềm TP, DL TP, DL TP, DL TP, DL x x x 74 S swartzii J Ag Rong Mơ Swat TP, DL x 75 76 77 CHLOROPHYTA NGÀNH TẢO LỤC Cladophoraceae Cladophora fasciculata (Kützing, 1845) Họ Cladophoraceae Rong Lông cứng Ulvaceae Enteromorpha compressa (L.) Grev E stipitata Họ Ulvaceae Rong Cải biển 78 E stipitata var catbaensis A Zin et H D Nguyen 79 80 Ulva conglobata Kjellm U fenestrata Port Et Rupp 81 82 x x x x Rong Bún cuống Rong Bún cuống x x Cát Bà Rong Cải biển hoa Rong Cải biển lỗ x x Monostromaceae Monostroma oxyspenrmum (Doty) Họ Monostromaceae Rong Giấy x Caulerpaceae Calerpa racemosa (Forsk.) J Ag Họ Caulerpaceae Rong Guột chùm TP, DL x x x x r TT 83 84 Tên Khoa học Caulerpa lentillifera (J Agardh 1837) C mexicana (Sold.) J Ag (Gmel.) Tên tiếng Việt Rong nho Giá trị Cô Cát BLV kinh tế Tô Bà TP, DL x Rong Guột Việt Rong Guột lông chim TP, DL TP, DL TP, DL TP, DL 85 C sertularioides Howe 86 87 C scalpelliformis C Ag C taxifolia (Vahl.) C Ag Rong Guột dao Rong Guột liềm 88 89 90 Codiaceae Codium arabicum Kuetz C mamillosum C duthieae Họ Codiaceae Rong Đại Ả rập Rong Đại Rong Đại mềm 91 92 C tenuie Kuetz C repens (Crouan) Frat Rong Đại mịn Rong Đại bị Tổng số lồi Ghi chú: BLV: Bạch Long Vĩ; TP: Thực phẩm; DL: Dược liệu x x x x x x x x x x x x 40 25 54 s PHỤ LỤC II MỘT SỐ HÌNH ẢNH VÙNG TRIỀU RẠN ĐÁ, HOẠT ĐỘNG THU MẪU TRÊN VÙNG TRIỀU RẠN ĐÁ VÀ MỘT SỐ LOÀI SINH VẬT Phụ lục 2.1 Vùng triều rạn đá Bạch Long Vĩ t Phụ lục 2.2 Thu mẫu vùng triều rạn đá Bạch long Vĩ u Phụ lục 2.3 Thu mẫu vùng triều rạn đá Cô Tô v Phụ lục 2.4 Một số loài Rong biển vùng triều rạn đá (Mẫu thu Bạch Long Vĩ, 2018) Rong Đại Ả rập Codium arabicum Kuetz Rong guột chùm Calerpa racemosa (Forsk.) J Ag Rong bóng trơn Colpomenia sinuosa (Roth.) Derb et Sol Rong đại bò Codium repens (Crouan) Frat Rong quạt bắc Padina gymnospora (Kuetz.) Vick Rong đông Hypnea cervicornis J Ag w Phụ lục 2.5 Một số loài động vật đáy vùng triều rạn đá (mẫu thu Bạch Long Vĩ, 2018) Bào ngư chín lỗ Haliotis diversicolor (Reeve, 1846) Ốc hương Nerita albicilla Linnaeus, 1758 Vênh mỏ quạ Isognomon nucleus (Lamarck, 1819) Ốc đá Monodonta labio (Linnaeus, 1758) Ốc sừng hai vạch Clypeomorus bifasciata (G B Sowerby II, 1855) Ốc đen Planaxis sulcatus (Born, 1778) x Vọp tím Asaphis violascens (Forsskål in Niebuhr, 1775) Ốc xà cừ xoắn Lunella coronata (Gmelin, 1791) Ốc sứ trắng viền vàng Monetaria annulus (Linnaeus, 1758) Cua đỏ Eriphia smithii (MacLeay, 1838) Sá sùng Sipunculus (Sipunculus) nudus (Linnaeus, 1766) Hải sâm hắc ín Holothuria (Mertensiothuria) leucospilota (Brandt, 1835) y PHỤ LỤC III: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THIẾT BỊ BAY KHƠNG NGƯỜI LÁI VÀ SỬ DỤNG BAY CHỤP TẠI BẠCH LONG VĨ Phụ lục 3.1 Thiết bị bay không người lái Phantom Multispectral Phụ lục 3.2 Kiểm tra thiết lập máy ảnh phần mềm DJI GS pro z Phụ lục 3.3 Sạc pin dụng cụ cần thiết cho kế hoạch bay Phụ lục 3.4 Giao diện tạo thiết lập đường bay phần mềm DJI GS Pro aa Phụ lục 3.5 Kết chụp ghép ảnh bãi triều rạn đá Đông - Nam đảo Bạch Long Vĩ bb Phụ lục 3.6 Bản đồ vùng triều rạn đá xây dựng kết qua bay chụp thiết bị bay không người lái Bạch Long Vĩ cc Phụ lục 3.7 Hình ảnh chụp từ cao từ thiết bị bay không người lái Phụ lục 3.8 Hình ảnh điểm khống chế mặt đất dd Phụ lục 3.9 Hình ảnh định lượng động vật đáy (trên) rong biển (dưới) làm sở cho việc đánh giá độ xác của ảnh chụp từ thiết bị bay không người lái ee PHỤ LỤC IV: TỔNG HỢP TÌNH HÌNH VI PHẠM KHAI THÁC THUỶ SẢN TẠI VÙNG TRIỀU RẠN ĐÁ BẠCH LONG VĨ GIAI ĐOẠN 2016-2021 Hình thức vi phạm Năm Tổng số vụ, việc vi phạm 2016 Khai thác loài danh mục cấm bãi triều rạn đá Khai thác loài danh mục cấm vùng triều thấp đến độ sâu 6m nước Vi phạm vùng cấm khai thác khu bảo tồn 321 264 42 15 2017 1408 1334 51 23 2018 1311 711 161 439 2019 1281 862 232 187 2020 2286 2027 84 175 2021 2005 1916 42 56 Tổng 8612 7105 612 895 Theo Báo cáo Tổng kết kết công tác Bảo tồn biển giai đoạn 2016-2021 Ban quản lý KBTB Bạch Long Vĩ - Tp Hải Phòng