NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG NƯỚC TRỒ I VÀ CÁC QUÁ TRÌNH CÓ LIÊN QUAN TRONG KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA NAM VIỆT NAM: - THÀNH PHẦN LOÀI VÀ MẬT ĐỘ TẾ BÀO THỰC VẬT PHÙ DU

Kỹ Thuật - Công Nghệ - Báo cáo khoa học, luận văn tiến sĩ, luận văn thạc sĩ, nghiên cứu - Y dược - Sinh học Nguyễn Ngọc Lâm và cs. , 391-408 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-1492007, Nha Trang 391 NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG NƯỚC TRỒ I VÀ CÁC QUÁ TRÌNH CÓ LIÊN QUAN TRONG KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA NAM VIỆT NAM: - Thành phần loài và mật độ tế bào thực vật phù du Nguyễn Ngọc Lâm, Nguyễn Thị Mai Anh, Nguyễn Ngọc Tường Giang Viện Hải dương học, Nha Trang Tóm tắt Các chuyến khảo sát thực vật phù du (TVPD) mang tên VG3, VG7 thự c hiệ n trong mùa gió tây nam (tháng 72003 và 72004) và VG4 trong thời kỳ chuyển tiếp của 2 đợ t gió mùa (tháng 42004). Các mẫu thực vật phù du được thu thập cho các nghiên cứu về thành phần loài và mật độ tế bào. 269 loài TVPD được ghi nhận, tả o Silic và tảo Hai Roi là thành phần chủ yếu, không có sự khác nhau nhiều về thành phần và số lượng loài của 3 đợt khảo sát. Mật độ tế bào có xu thế tập trung ở tầng nước từ 40-60 mét, thường cao ở khu vực ven bờ trong thời kỳ gió mùa tây nam hơn là khơi xa và thời kỳ chuyển tiế p. Nhìn chung, mật độ tế bào trung bình trong toàn khu vực thấp thườ ng trên 2 x 103 tbl ngoại trừ các mặt cắt phía bắc thành phố Nha Trang. STUDY ON UPWELLING PHENOMENON AND RELATED PROCESSES IN CONTINENTAL SHELF OF SOUTH VIETNAM - Species composition and density of phytoplankton Nguyen Ngoc Lam, Nguyen Thi Mai Anh, Nguyen Ngoc Tuong Giang Institute of Oceanography, 01 Cauda, Vinh Nguyen, Nhatrang City, Vietnam Abstract Surveys for phytoplankton namely VG3, VG4 and VG7 were carried out by RV “Nghien Cuu Bien“ during the southwest monsoons (July 2003 and July 2004) and spring-intermonsoon (April 2004). 269 phytoplankton species were recorded, among them, diatom and dinoflagellate algae were dominant components. There was no significant difference in species composition and species number among three surveys. In general, cell richness was found at layer 40-60 m and it was higher in near shore of the southwest monsoons than that in off shore and the spring-intermonsoon. Average cell density of each survey was less than 2 x 10 3 cells·l -1 , excepting the transects in north of Nhatrang city. Nguyen Ngoc Lam et al. , 391-408 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept. 12-14, 2007, Nhatrang 392 I. GIỚI THIỆU Những công trình đầu tiên nghiên cứu về thực vật phù du (TVPD) đượ c thực hiện tại Nha Trang bởi Rose (1926 1955). Tiếp theo là các chươ ng trình khảo sát của NAGA, chương trình hợp tác Việt –Trung. Từ sau năm 1975 đế n nay, có nhiều chương trình khảo sát Biển Đông và TVPD là một trong các nộ i dung nghiên cứu được quan tâm. Vật mẫu được thu thập từ một số chươ ng trình của Nhà nước như chương trình điều tra tổng hợp Thuận Hải – Minh Hả i (1977-1980), khảo sát vùng nước trồi Nam Trung Bộ bở i tàu ‘HQ. 653’ (1992- 1993), và các chuyến khảo sát vịnh Thái Lan vào các năm 1979, 1982, 1983 và 1994…Chương trình hợp tác khoa học giữa Việt Nam và Liên Xô cũ đ ã thực hiện một số chuyến khảo sát trên tàu Bogorov (1981), Academic Nesmenyanov (1982), Nauka (1992) và tàu Sokanski (1994). Các công trình về TVPD đã công bố, đáng kể là của Hoàng Quốc Trươ ng (1962 và 1963), Shirota (1966), Trương Ngọc An (1993). Mới đây (2003-2005), chương trình khả o sát sự biến đổi của các quá trình sinh địa hóa trong vùng Biển Đông được thự c hiện trong khuôn khổ hợp tác về khoa học biển giữa Việt Nam và Cộ ng hòa Liên bang Đức. Viện Hải dương học (Nha Trang) và Viện Nghiên cứu biể n Baltic, Warnemuende đã cùng nhau thực hiện 4 chuyến khả o sát VG3, VG4, VG7 và VG8. Sinh vật phù du là một trong những nội dung chủ yếu củ a các chuyến khảo sát. Thành phần loài, mật độ tế bào TVPD của các chuyến khả o sát VG3, VG4 và VG7 là nội dung của báo cáo này. II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U 1. Vị trí trạm khảo sát Mẫu thực vật phù du được thu thập trên 10 mặt cắt, thứ tự các điểm thu mẫu được tính từ bờ ra khơi, điểm thu mẫu số 1 (ven bờ) của mặt cắt 1 được gọ i là trạm 11, và điểm thu mẫu số 2 của mặt cắt 1 được gọi là 12 tương tự điể m thu mẫu số 1 của mặt cắt số 2 được gọi là 21, … (Hình 1A). Số lượng trạm khả o sát khác nhau giữa các đợt khảo sát, phụ thuộc vào tình trạng thời tiế t và các yêu cầu mục tiêu nghiên cứ u. - Chuyến khảo sát VG-3 (72003) bao gồm 32 trạm có vị trí tọa độ từ 107 o 02’ 280 – 110o 29’760 E và 10o 19’080 – 12 o 40’680 N (Hình 1B). - Chuyến khảo sát VG-4 (42004) bao gồm 37 trạm có vị trí tọa độ từ 108o 57’ 000 – 110o 23’520 E và 10 o 00’600 – 13 o 20’820 N. Trong chuyến khảo sát này các mặt cắt A nằm về phía Tuy Hòa và 0 nằm về phía bắc tỉnh Khánh Hòa được bổ sung (Hình 1C). Nguyễn Ngọc Lâm và cs. , 391-408 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-1492007, Nha Trang 393 - Chuyến khảo sát VG-7 (72004) bao gồm 39 trạm có vị trí tọa độ từ 107o 02’040 – 110 o 23’640 E và 10 o 01’380 – 12 o 21’660 N. Trạ m thu mẫu trong khu vực Vũng Tàu (VT) được bổ sung (Hình 1D). Hình 1A. Khu vực biển Nam Trung Bộ với đường đẳ ng sâu và MC1 – MC10 là các mặt cắt cùng với vị trí các trạm dự kiến thu thập vật mẫu thực vậ t phù du; - Hình 1B: Vị trí trạm của chuyến khảo sát VG-3 (B); - Hình 1C: Vị trí trạ m của chuyến khảo sát VG-4 (C); - Hình 1D: Vị trí trạm của chuyến khả o sát VG-7 (D) 2. Phương pháp thu mẫu Mẫu định tính TVPD được thu bằng lưới hình chóp, vải lưới có đườ ng kính mắt lưới 45 μm kéo thẳng đứng từ đáy lên tầng mặt. Mẫu định lượng TVPD được thu bằng chai thu mẫu Niskin có thể tích 10 lít tại các tầ ng 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 120 và 150m. Số lượng mẫu thu tại các tầng nước khác 1A 1D 1C 1B Nguyen Ngoc Lam et al. , 391-408 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept. 12-14, 2007, Nhatrang 394 nhau của một trạm phụ thuộc vào độ sâu của trạm cũng như tại tầng chlorophyl đạt tối đa, dù vậy độ sâu thu mẫu không vượt quá 200 mét. Ở mỗi tầ ng, 1.000 ml nước biển được thu cho các nghiên cứu về định lượng mật độ tế bào và sinh khối carbon TVPD. Cố định mẫu TVPD bằng dung dị ch lugol trung tính và phoóc-môn. Nhật ký thu mẫu và các chi tiết về mẫu vật được ghi nhận. Giữ mẫu trong tối và mát cho đến khi phân tích. 3. Phương pháp phân tích Mẫu định tính TVPD được quan sát dưới kính hiển vi Leica DMLB vớ i pha tương phản và huỳnh quang. Thành phần loài TVPD được định loại và sắp xế p theo các tài liệu hệ thống của Hoàng Quốc Trươ ng (1962 1963), Taylor (1976), Trương Ngọ c An (1993), Tomas (1997), và Larsen và Nguyen-Ngoc (2004). Mẫu nước dành cho nghiên cứu định lượng được lắng trong các ống đ ong hình trụ, qua nhiều giai đoạn trong vòng 48 - 96 giờ sau đó loại bỏ phần nướ c trên và giữ lại phần mẫu cuối cùng với thể tích 3 – 5 mL, thao tác này cần nhẹ nhàng và phải rất cẩn thận để tránh mất tế bào TVPD trong mẫu. Đếm tả o Hai roi bằng cách nhuộm tế bào với calcofluor nồng độ 0,5mgmL và quan sát đế m số lượng dưới kính hiển vi huỳnh quang. Xác định mật độ tế bào theo phươ ng pháp của UNESCO (1978). Sử dụng buồng đếm Sedgewick-Rafter có thể tích 1mL để lắng (3-5 phút) và đếm tế bào. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬ N 1. Thành phần loài Qua 3 đợt khảo sát đã xác định được 269 loài TVPD (Hình 2B): trong đ ó có 151 loài tảo Silíc – Bacillariophyceae (56,1); 113 loài tả o Hai Roi – Dinophyceae (42), hai nhóm tảo còn lại có số lượng loài không đáng kể - lớ p vi khuẩn lam – Cyanophyceae có 3 loài (1,1) và lớp tảo Xươ ng Cát – Dictyochophyceae có 2 loài (0,8). Trong số 151 loài tả o Silic thì có 113 loài () thuộc bộ tảo Silic trung tâm – Centrales còn lại 38 loài thuộc bộ tả o Silic lông chim – Pennales. Hình 2C cho thấy tảo Silic trung tâm có số lượ ng loài khá phong phú, chiếm hơn 70 số lượng loài, trong khi đó nhóm tả o Silic lông chim chiếm khoả ng 25. Tỉ lệ thành phần loài trong nghiên cứu này cũng tương tự với nhữ ng nghiên cứu trước đây trong vùng biển miền Trung Việt Nam (Nguyễn Ngọ c Lâm và Đoàn Như Hải, 1997) và trong vùng biển nước trồi Nam Trung Bộ (Nguyễn Ngọc Lâm, 1997), tuy nhiên số lượng loài ghi nhận được từ các kế t quả nghiên cứu này cao hơn so với kết quả hiện tại (Bảng 1). Điều này có thể Nguyễn Ngọc Lâm và cs. , 391-408 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-1492007, Nha Trang 395 phù hợp với nhiều nghiên cứu trước đây cho rằng các thủy vực ven bờ thườ ng có sự đa dạng loài cao hơn vùng biển khơ i. Hình 2. Phân bố tỉ lệ giữa các nhóm thực vật phù du: - trong 3 chuyến khả o sát VG3, VG4 và VG7 (A); - toàn khu vực khảo sát Nam Trung Bộ (B); - tỉ lệ giữ a 2 nhóm tảo Silic trung tâm và Silic lông chim trong vùng biển khả o sát (C) Tỉ lệ thành phần loài trong nghiên cứu này cũng tương tự với nhữ ng nghiên cứu trước đây trong vùng biển miền Trung Việt Nam (Nguyễn Ngọ c Lâm và Đoàn Như Hải, 1997) và trong vùng biển nước trồi Nam Trung Bộ (Nguyễn Ngọc Lâm, 1997), tuy nhiên số lượng loài ghi nhận được từ các kế t quả nghiên cứu này cao hơn so với kết quả hiện tại (Bảng 1). Điều này có thể phù hợp với nhiều nghiên cứu trước đây cho rằng các thủy vực ven bờ thườ ng có sự đa dạng loài cao hơn vùng biển khơ i. Số lượng loài trong mỗi đợt khảo sát không khác nhau nhiề u (Hình 2A), chuyến khả o sát VG – 3 (72003): có 226 loài, VG – 4 (42004) có 218 loài và VG – 7 (72004) có 238 loài. Sự đa dạng loài về số lượng loài trong mỗ i chi cũng rất khác nhau, trong đó một số chi tảo có số lượng loài lớn như: Chaetoceros (32 loài), Rhizosolenia (14), Odontella (8 loài), Alexandrium (9 loài), Ceratium (32), Dinophysis (13), Prorocentrum (9 loài), Protoperidinium (8 loài). Nhiều loài thường gặp phổ biến như: Bacteriastrum comosum, Chaetoceros messanensis, C. lorenzianus, C. peruvianus, Planktoniella sol, Thalassionema frauenfeldii, Ceratium bohmii, C. furca, C. Fusus và C. trichoceros... Để giải thích sự giống nhau về thành phần loài giữa 3 chuyế n khảo sát, chúng tôi giả định: - 1. Không có sự khác nhau về mùa vụ nghiên cứu, thời gian của 3 đợt khảo sát đều trùng vào thời kỳ gió mùa tây nam và bắt đầu mùa gió tây nam; - 2. Khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng mạnh của khối Tả o Hai roi, 113 loài (42) Các nhóm khác, 5 loài (2) Tả o Silíc, 151 loài (56) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 VG3 VG4 VG7 Chuyến khả o sát Tỉ lệ các nhóm Thực vật phù du, Tảo Silic lông chim Tả o Silic trung tâm Tảo Hai roi Các nhóm khác 0 20 40 60 80 100 A B C Nguyen Ngoc Lam et al. , 391-408 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept. 12-14, 2007, Nhatrang 396 nước biển khơi ít biến đổi và không có ảnh hưởng của vùng cửa sông hoặ c các hoạt động ven bờ khác. Trên cơ sở tổng hợp các nguồn tư liệu về khu hệ TVPD củ a Sournia (1970), Hendey (1954) và Kokubo (1960) trên thế giới, cũng như các kết quả của Shirota (1969) và Nguyễn Ngọc Lâm và Đoàn Như Hải (1997ª 1997b ) về TVPD ven bờ Việt Nam cho thấy nhiều loài trong khu vực nghiên cứ u có tính phân bố toàn cầu như Bacteriastrum delicatulum, B. elongatum, Bellerochea malleus, Chaetoceros brevis, C. affinis, C. atlanticus, C. didymus, C. coartatus, Leptocylindrus danicus, Proboscia alata, Rhizosolenia imbricata, Skeletonema costatum, Thaslassiosira subtilis, Cerataulina bergonii,...Một số loài có tính biển khơi như: Amphisolenia schauinsladii, Ceratium cephalotum, Triposolenia bicornis, Podolampas antartica . Trong suốt 3 đợt khảo sát, sự nở hoa của vi khuẩn lam – Trichodesmium erythraeum được ghi nhận về phía bắc Bình Thuận, sự nở hoa có thể ước tính ở phạm vi kéo dài lên đến vài km. Chúng tôi đã không tìm thấy sự nở hoa củ a tảo Silic và hiện tượng hóa bào tử của chúng như đã quan sát của Nguyễn Ngọ c Lâm và Đoàn Như Hải (1997b ). Cũng từ Bảng 1, các loài tảo Silic lông chim trong 3 đợt khả o sát VG có số lượng khá thấp chỉ bằng 13 và 12 nếu so sánh với với các nghiên cứu trước đây trong vùng biển nước trồi và miền trung tương ứng. Có lẽ tính chất biể n khơi của các đợt khảo sát VG là nguyên nhân hình thành nên sự khác biệ t này. Bảng 1. So sánh sự đa dạng loài giữa các vùng, thời gian nghiên cứ u khác nhau trong vùng biển ven bờ Việt Nam Vùng chuyế n khả o sát Vi khuẩ n lam Tả o Xươ ng cát Tả o Silic trung tâm Tả o Silic lông chim Tả o Hai roi Tổ ng số loài Vùng biển miề n Trung 1 3 loài (0,9) 2 loài (0,6) 145 loài (42,0) 74 loài (21,5) 121 loài (35,0) 345 Vùng nước trồ i mạ nh Nam Trung Bộ 2 4 loài (1,0) 1 loài (0,2) 174 loài (47,0) 110 loài (30,0) 85 loài (23,0) 344 Các chuyế n khả o sát VG03, 04 và 07 3 3 loài (1,2) 2 loài (0,7) 113 loài (42,0) 38 loài (14,1) 113 loài (42,0) 269 1 . Nguyễn Ngọc Lâm Đoàn Như Hải 1997a; 2 . Nguyễn Ngọc Lâm, 1997, 3 . Trong nghiên cứu này Nguyễn Ngọc Lâm và cs. , 391-408 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-1492007, Nha Trang 397 Nha Trang Phan Thiế t Tuy Hòa Phan Rí Phan Rang Vũng Tàu 2. Phân bố mật độ tế bào thực vật phù du 2.1. Đợt khảo sát VG3 tháng 72003 Phân bố của tế bào TVPD theo không gian ở các độ sâu khác nhau được giớ i thiệu trong hình 3. Ở tầng 5 mét, mật độ tế bào phân bố đều và cao ở phía bắ c của khu vực nghiên cứu bao gồm các mặt cắt từ 1-4, trong khi đó ở tầ ng 40 mét và 60 mét mật độ tế bào phân bố cao đồng đều ở hầu hết các mặt cắt. Ở độ sâu 100 mét mật độ tế bào thấp nhất < 250 tbl (Hình 3). Quan sát củ a chúng tôi phù hợp với các công trình đã công bố trong vùng biển khơi Biển Đ ông. Mật độ tế bào dao động lớn ở các mặt cắt nghiên cứu. Trong đợt khả o sát VG-3 (72003), mật độ trung bình cao nhất ở các trạm thả trôi (trạm D), trạ m D3 có mật độ trung bình của toàn cột nước là > 12,5 x 103 TBL và trung bình của 6 trạm thả trôi là 7,7 x 103 tbl, không có sự khác nhau nhiều giữa các trạ m trôi phía nam và phía bắc khu vực nghiên cứu. Mặt cắt 2 và 5 có mật độ tế bào cao nhất >2,5 x 103 tbl. Mật độ tế bào có xu thế chung cao ở các trạm ven bờ trong cột nước từ 0-50 mét. Các trạm ven bờ trong hệ thống sông Cử u Long (71, 81, 91 và 101) có mật độ cao hơ n, trung bình 4,8 x 103 tbl. Hình 3. Phân bố theo không gian của mật độ tế bào (tbml) tại các độ sâu khác nhau ở vùng biển Nam Trung Bộ, chuyến khảo sát VG03, tháng 72003 Nguyen Ngoc Lam et al. , 391-408 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept. 12-14, 2007, Nhatrang 398 2.2. Đợt khảo sát VG4 tháng 42004 Đợt khảo sát rơi vào thời kỳ chuyển tiếp của 2 đợt gió mùa, mật độ tế bào có xu thế thấp trong toàn khu vực nghiên cứu. Hình 4. Phân bố thẳng đứng của mật độ tế bào (tbml) tại các mặt cắt và độ sâu khác nhau ở vùng biển Nam Trung Bộ, chuyến khả o sát VG03, tháng 72003 Mật độ tế bào khác nhau rõ ràng theo không gian cũng như theo độ sâu, mật độ tế bào cao ở độ sâu 5 mét tại khu vực ven bờ về phía nam vị nh Phan Rí (Hình 5), trong khi đó ở độ sâu 60 mét, mật độ tế bào lại tập trung ngay phầ n tâm của mặt cắt 4 (Hình 5 và 6). Biến đổi của mật độ tế bào TVPD thấ p và không rõ nét ở cả 2 độ sâu 40 và 100 mét. Tương tự với các kết quả trong đợt khảo sát VG3, mật độ tế bào cao ở các trạm ven bờ ở độ sâu 0-50 mét trong hầu hết các mặt cắt, ngoại trừ mặt cắ t 2 và 5, TVPD phong phú cho đến độ sâu 80-100 mét (Hình 6). Mật độ tế bào của mặt cắt 2 cao nhất và gần như phân bố đồng bộ từ 0-100 mét, trong khi ở mặt cắt 3 và 4, mật độ tế bào dường như hình thành một dị biệt với giá trị đạ t gần 20 x 10 3 tbl ngay phần trung tâm của mặt cắt ở độ sâu 40-70 mét. Các nghiên cứu về động lực của Lê Phước Trình và cs. (1997) cho thấy có sự hình thành và tồn tại một xoáy nghịch trong khu vực Cam Ranh-Phan Rang, có thể chính điều kiện này cùng với các điều kiện vật lý khác là nguyên nhân dẫn đế n sự dị thường về mật độ tế bào ở mặt cắt 3 và 4 như đã nêu trên. Nguyễn Ngọc Lâm và cs. , 391-408 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-1492007, Nha Trang 399 Hình 5. Phân bố theo không gian của mật độ tế bào (tbml) tại các độ sâu khác nhau ở vùng biển Nam Trung Bộ, chuyến khảo sát VG04, tháng 42004 Nha Trang Tuy Hòa Phan Rí Phan Rang Nguyen Ngoc Lam et al. , 391-408 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept. 12-14, 2007, Nhatrang 400 Hình 6. Phân bố thẳng đứng của mật độ tế bào (tbml) tại các mặt cắt và độ sâu khác nhau ở vùng biển Nam Trung Bộ, chuyến khảo sát VG04, tháng 42004 2.3. Đợt khảo sát VG07 tháng 72004 Mật độ tế bào có phân bố đồng nhất ở các lớp độ sâu khác nhau (Hình 7), tại tầng 5 mét, mật độ tế bào tập trung ở phần phía nam (Phan Thiết – Vũ ng Tàu) của khu vực nghiên cứu, cao nhất > 10,0 x 10 3 tbl. Ở các tầ ng 10-30 mét, mật độ tế bào có cùng xu thế biển đổi, cao ở tất cả các mặt cắt tại các trạ m ven bờ và giảm dần ra khơi, dù vậy cũng có thể ghi nhận có sự hình thành 2 khu sinh vật lượng cao (4-6 10,0 x 103 tbl) ở phía bắ c (Khánh Hòa) và phía Nam (Phan Thiết – Vũng Tàu). Mật độ tế bào cũng giảm dần từ vĩ độ bắc xuố ng nam ở 2 tầng nước 40 và 60 mét. ...

Trang 1

Nguyễn Ngọc Lâm và cs., 391-408

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang

NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG NƯỚC TRỒI VÀ CÁC QUÁ TRÌNH CÓ LIÊN QUAN TRONG KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA NAM VIỆT NAM:

- Thành phần loài và mật độ tế bào thực vật phù du

Nguyễn Ngọc Lâm, Nguyễn Thị Mai Anh, Nguyễn Ngọc Tường Giang

Viện Hải dương học, Nha Trang

Tóm tắt Các chuyến khảo sát thực vật phù du (TVPD) mang tên VG3, VG7 thực hiện trong mùa gió tây nam (tháng 7/2003 và 7/2004) và VG4 trong thời kỳ chuyển tiếp của 2 đợt gió mùa (tháng 4/2004)

Các mẫu thực vật phù du được thu thập cho các nghiên cứu về thành phần loài và mật độ tế bào 269 loài TVPD được ghi nhận, tảo Silic và tảo Hai Roi là thành phần chủ yếu, không có sự khác nhau nhiều về thành phần và số lượng loài của 3 đợt khảo sát Mật độ tế bào có xu thế tập trung ở tầng nước từ 40-60 mét, thường cao ở khu vực ven bờ trong thời kỳ gió mùa tây nam hơn là khơi xa và thời kỳ chuyển tiếp Nhìn chung, mật độ tế bào trung bình trong toàn khu vực thấp thường trên 2 x 103 tb/l ngoại trừ các mặt cắt phía bắc thành phố Nha Trang

STUDY ON UPWELLING PHENOMENON AND RELATED PROCESSES IN CONTINENTAL SHELF OF SOUTH VIETNAM

- Species composition and density of phytoplankton

Nguyen Ngoc Lam, Nguyen Thi Mai Anh, Nguyen Ngoc Tuong Giang

Institute of Oceanography, 01 Cauda, Vinh Nguyen, Nhatrang City, Vietnam

Abstract Surveys for phytoplankton namely VG3, VG4 and VG7 were carried out by R/V “Nghien Cuu Bien“ during the southwest monsoons (July 2003 and July 2004) and spring-intermonsoon (April 2004) 269 phytoplankton species were recorded, among them, diatom and dinoflagellate algae were dominant components There was no significant difference in species composition and species number among three surveys In general, cell richness was found at layer 40-60 m and it was higher in near shore of the southwest monsoons than that in off shore and the spring-intermonsoon Average cell density of each survey was less than 2 x 103 cells·l-1, excepting the transects in north of Nhatrang city

Trang 2

I GIỚI THIỆU

Những công trình đầu tiên nghiên cứu về thực vật phù du (TVPD) được thực hiện tại Nha Trang bởi Rose (1926 & 1955) Tiếp theo là các chương trình khảo sát của NAGA, chương trình hợp tác Việt –Trung Từ sau năm 1975 đến nay, có nhiều chương trình khảo sát Biển Đông và TVPD là một trong các nội dung nghiên cứu được quan tâm Vật mẫu được thu thập từ một số chương trình của Nhà nước như chương trình điều tra tổng hợp Thuận Hải – Minh Hải (1977-1980), khảo sát vùng nước trồi Nam Trung Bộ bởi tàu ‘HQ 653’ (1992-1993), và các chuyến khảo sát vịnh Thái Lan vào các năm 1979, 1982, 1983 và 1994…Chương trình hợp tác khoa học giữa Việt Nam và Liên Xô cũ đã thực hiện một số chuyến khảo sát trên tàu Bogorov (1981), Academic Nesmenyanov (1982), Nauka (1992) và tàu Sokanski (1994) Các công trình về TVPD đã công bố, đáng kể là của Hoàng Quốc Trương (1962 và 1963), Shirota (1966), Trương Ngọc An (1993) Mới đây (2003-2005), chương trình khảo sát sự biến đổi của các quá trình sinh địa hóa trong vùng Biển Đông được thực hiện trong khuôn khổ hợp tác về khoa học biển giữa Việt Nam và Cộng hòa Liên bang Đức Viện Hải dương học (Nha Trang) và Viện Nghiên cứu biển Baltic, Warnemuende đã cùng nhau thực hiện 4 chuyến khảo sát VG3, VG4, VG7 và VG8 Sinh vật phù du là một trong những nội dung chủ yếu của các chuyến khảo sát Thành phần loài, mật độ tế bào TVPD của các chuyến khảo sát VG3, VG4 và VG7 là nội dung của báo cáo này

II TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1 Vị trí trạm khảo sát

Mẫu thực vật phù du được thu thập trên 10 mặt cắt, thứ tự các điểm thu mẫu được tính từ bờ ra khơi, điểm thu mẫu số 1 (ven bờ) của mặt cắt 1 được gọi là trạm 11, và điểm thu mẫu số 2 của mặt cắt 1 được gọi là 12 tương tự điểm thu mẫu số 1 của mặt cắt số 2 được gọi là 21, … (Hình 1A) Số lượng trạm khảo sát khác nhau giữa các đợt khảo sát, phụ thuộc vào tình trạng thời tiết và các yêu cầu mục tiêu nghiên cứu

- Chuyến khảo sát VG-3 (7/2003) bao gồm 32 trạm có vị trí tọa độ từ 107o02’ 280 – 110o29’760 E và 10o19’080 – 12o40’680 N (Hình 1B) - Chuyến khảo sát VG-4 (4/2004) bao gồm 37 trạm có vị trí tọa độ từ

chuyến khảo sát này các mặt cắt A nằm về phía Tuy Hòa và 0 nằm về phía bắc tỉnh Khánh Hòa được bổ sung (Hình 1C)

Trang 3

- Chuyến khảo sát VG-7 (7/2004) bao gồm 39 trạm có vị trí tọa độ từ

mẫu trong khu vực Vũng Tàu (VT) được bổ sung (Hình 1D)

Hình 1A Khu vực biển Nam Trung Bộ với đường đẳng sâu và MC1 – MC10 là các mặt cắt cùng với vị trí các trạm dự kiến thu thập vật mẫu thực vật phù du; - Hình 1B: Vị trí trạm của chuyến khảo sát VG-3 (B); - Hình 1C: Vị trí trạm của chuyến khảo sát VG-4 (C); - Hình 1D: Vị trí trạm của chuyến khảo sát VG-7 (D)

2 Phương pháp thu mẫu

Mẫu định tính TVPD được thu bằng lưới hình chóp, vải lưới có đường kính mắt lưới 45 µm kéo thẳng đứng từ đáy lên tầng mặt Mẫu định lượng TVPD được thu bằng chai thu mẫu Niskin có thể tích 10 lít tại các tầng 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 120 và 150m Số lượng mẫu thu tại các tầng nước khác

1A

1D1C

1B

Trang 4

nhau của một trạm phụ thuộc vào độ sâu của trạm cũng như tại tầng chlorophyl đạt tối đa, dù vậy độ sâu thu mẫu không vượt quá 200 mét Ở mỗi tầng, 1.000 ml nước biển được thu cho các nghiên cứu về định lượng mật độ tế bào và sinh khối carbon TVPD Cố định mẫu TVPD bằng dung dịch lugol trung tính và phoóc-môn Nhật ký thu mẫu và các chi tiết về mẫu vật được ghi nhận Giữ mẫu trong tối và mát cho đến khi phân tích

3 Phương pháp phân tích

Mẫu định tính TVPD được quan sát dưới kính hiển vi Leica DMLB với pha tương phản và huỳnh quang Thành phần loài TVPD được định loại và sắp xếp theo các tài liệu hệ thống của Hoàng Quốc Trương (1962 & 1963), Taylor (1976), Trương Ngọc An (1993), Tomas (1997), và Larsen và Nguyen-Ngoc (2004)

Mẫu nước dành cho nghiên cứu định lượng được lắng trong các ống đong hình trụ, qua nhiều giai đoạn trong vòng 48 - 96 giờ sau đó loại bỏ phần nước trên và giữ lại phần mẫu cuối cùng với thể tích 3 – 5 mL, thao tác này cần nhẹ nhàng và phải rất cẩn thận để tránh mất tế bào TVPD trong mẫu Đếm tảo Hai roi bằng cách nhuộm tế bào với calcofluor nồng độ 0,5mg/mL và quan sát /đếm số lượng dưới kính hiển vi huỳnh quang Xác định mật độ tế bào theo phương pháp của UNESCO (1978) Sử dụng buồng đếm Sedgewick-Rafter có thể tích 1mL để lắng (3-5 phút) và đếm tế bào

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1 Thành phần loài

Qua 3 đợt khảo sát đã xác định được 269 loài TVPD (Hình 2B): trong đó có 151 loài tảo Silíc – Bacillariophyceae (56,1%); 113 loài tảo Hai Roi – Dinophyceae (42%), hai nhóm tảo còn lại có số lượng loài không đáng kể - lớp vi khuẩn lam – Cyanophyceae có 3 loài (1,1%) và lớp tảo Xương Cát – Dictyochophyceae có 2 loài (0,8%) Trong số 151 loài tảo Silic thì có 113 loài (%) thuộc bộ tảo Silic trung tâm – Centrales còn lại 38 loài thuộc bộ tảo Silic lông chim – Pennales Hình 2C cho thấy tảo Silic trung tâm có số lượng loài khá phong phú, chiếm hơn 70% số lượng loài, trong khi đó nhóm tảo Silic lông chim chiếm khoảng 25%

Tỉ lệ thành phần loài trong nghiên cứu này cũng tương tự với những nghiên cứu trước đây trong vùng biển miền Trung Việt Nam (Nguyễn Ngọc Lâm và Đoàn Như Hải, 1997) và trong vùng biển nước trồi Nam Trung Bộ (Nguyễn Ngọc Lâm, 1997), tuy nhiên số lượng loài ghi nhận được từ các kết quả nghiên cứu này cao hơn so với kết quả hiện tại (Bảng 1) Điều này có thể

Trang 5

phù hợp với nhiều nghiên cứu trước đây cho rằng các thủy vực ven bờ thường có sự đa dạng loài cao hơn vùng biển khơi

Hình 2 Phân bố tỉ lệ giữa các nhóm thực vật phù du: - trong 3 chuyến khảo sát VG3, VG4 và VG7 (A); - toàn khu vực khảo sát Nam Trung Bộ (B); - tỉ lệ giữa 2 nhóm tảo Silic trung tâm và Silic lông chim trong vùng biển khảo sát (C)

Tỉ lệ thành phần loài trong nghiên cứu này cũng tương tự với những nghiên cứu trước đây trong vùng biển miền Trung Việt Nam (Nguyễn Ngọc Lâm và Đoàn Như Hải, 1997) và trong vùng biển nước trồi Nam Trung Bộ (Nguyễn Ngọc Lâm, 1997), tuy nhiên số lượng loài ghi nhận được từ các kết quả nghiên cứu này cao hơn so với kết quả hiện tại (Bảng 1) Điều này có thể phù hợp với nhiều nghiên cứu trước đây cho rằng các thủy vực ven bờ thường có sự đa dạng loài cao hơn vùng biển khơi

Số lượng loài trong mỗi đợt khảo sát không khác nhau nhiều (Hình 2A), chuyến khảo sát VG – 3 (7/2003): có 226 loài, VG – 4 (4/2004) có 218 loài và VG – 7 (7/2004) có 238 loài Sự đa dạng loài về số lượng loài trong mỗi chi cũng rất khác nhau, trong đó một số chi tảo có số lượng loài lớn như:

Chaetoceros (32 loài), Rhizosolenia (14), Odontella (8 loài), Alexandrium (9 loài), Ceratium (32), Dinophysis (13), Prorocentrum (9 loài), Protoperidinium (8 loài) Nhiều loài thường gặp phổ biến như: Bacteriastrum comosum, Chaetoceros messanensis, C lorenzianus, C peruvianus, Planktoniella sol, Thalassionema frauenfeldii, Ceratium bohmii, C furca, C Fusus và C trichoceros Để giải thích sự giống nhau về thành phần loài giữa 3 chuyến

khảo sát, chúng tôi giả định: - 1 Không có sự khác nhau về mùa vụ nghiên cứu, thời gian của 3 đợt khảo sát đều trùng vào thời kỳ gió mùa tây nam và bắt đầu mùa gió tây nam; - 2 Khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng mạnh của khối

Tảo Hai roi, 113 loài (42%)Các nhóm khác, 5 loài

Tảo Silíc, 151 loài (56%)

Tảo Silic lông chimTảo Silic trung tâm

0%20%40%60%80%100%

Trang 6

nước biển khơi ít biến đổi và không có ảnh hưởng của vùng cửa sông hoặc các hoạt động ven bờ khác

(1970), Hendey (1954) và Kokubo (1960) trên thế giới, cũng như các kết quả

TVPD ven bờ Việt Nam cho thấy nhiều loài trong khu vực nghiên cứu có tính

phân bố toàn cầu như Bacteriastrum delicatulum, B elongatum, Bellerochea malleus, Chaetoceros brevis, C affinis, C atlanticus, C didymus, C coartatus, Leptocylindrus danicus, Proboscia alata, Rhizosolenia imbricata, Skeletonema costatum, Thaslassiosira subtilis, Cerataulina bergonii, Một số loài có tính biển khơi như: Amphisolenia schauinsladii, Ceratium cephalotum, Triposolenia bicornis, Podolampas antartica

erythraeum được ghi nhận về phía bắc Bình Thuận, sự nở hoa có thể ước tính

ở phạm vi kéo dài lên đến vài km Chúng tôi đã không tìm thấy sự nở hoa của tảo Silic và hiện tượng hóa bào tử của chúng như đã quan sát của Nguyễn Ngọc

Cũng từ Bảng 1, các loài tảo Silic lông chim trong 3 đợt khảo sát VG có số lượng khá thấp chỉ bằng 1/3 và 1/2 nếu so sánh với với các nghiên cứu trước đây trong vùng biển nước trồi và miền trung tương ứng Có lẽ tính chất biển khơi của các đợt khảo sát VG là nguyên nhân hình thành nên sự khác biệt này

Bảng 1 So sánh sự đa dạng loài giữa các vùng, thời gian nghiên cứu khác nhau trong vùng biển ven bờ Việt Nam

Vùng /chuyến khảo sát

Vi khuẩn

lam

Tảo

Xương cáttrung tâmTảo Silic

Tảo Silic lông chim

Tảo Hai roi

Tổng số loài

Vùng biển miền Trung1

3 loài (0,9%)

2 loài (0,6%)

145 loài (42,0%)

74 loài (21,5%)

121 loài

(35,0%) 345 Vùng nước trồi

mạnh Nam Trung Bộ2

4 loài

(1,0%) (0,2%) 1 loài 174 loài (47,0%) 110 loài (30,0%) (23,0%) 85 loài 344 Các chuyến

khảo sát VG03, 04 và 07 3

3 loài

(1,2%) (0,7%) 2 loài 113 loài (42,0%) (14,1%) 38 loài 113 loài (42,0%) 269

1 Nguyễn Ngọc Lâm & Đoàn Như Hải 1997a; 2 Nguyễn Ngọc Lâm, 1997, 3 Trong nghiên cứu này

Trang 7

Mật độ tế bào dao động lớn ở các mặt cắt nghiên cứu Trong đợt khảo sát VG-3 (7/2003), mật độ trung bình cao nhất ở các trạm thả trôi (trạm D), trạm

của 6 trạm thả trôi là 7,7 x 103 tb/l, không có sự khác nhau nhiều giữa các trạm trôi phía nam và phía bắc khu vực nghiên cứu Mặt cắt 2 và 5 có mật độ tế bào cao nhất >2,5 x 103 tb/l Mật độ tế bào có xu thế chung cao ở các trạm ven bờ trong cột nước từ 0-50 mét Các trạm ven bờ trong hệ thống sông Cửu Long (71, 81, 91 và 101) có mật độ cao hơn, trung bình 4,8 x 103 tb/l

Hình 3 Phân bố theo không gian của mật độ tế bào (tb/ml) tại các độ sâu khác nhau ở vùng biển Nam Trung Bộ, chuyến khảo sát VG03, tháng 7/2003

Trang 8

Tương tự với các kết quả trong đợt khảo sát VG3, mật độ tế bào cao ở các trạm ven bờ ở độ sâu 0-50 mét trong hầu hết các mặt cắt, ngoại trừ mặt cắt 2 và 5, TVPD phong phú cho đến độ sâu 80-100 mét (Hình 6) Mật độ tế bào của mặt cắt 2 cao nhất và gần như phân bố đồng bộ từ 0-100 mét, trong khi ở mặt cắt 3 và 4, mật độ tế bào dường như hình thành một dị biệt với giá trị đạt

nghiên cứu về động lực của Lê Phước Trình và cs (1997) cho thấy có sự hình

thành và tồn tại một xoáy nghịch trong khu vực Cam Ranh-Phan Rang, có thể chính điều kiện này cùng với các điều kiện vật lý khác là nguyên nhân dẫn đến sự dị thường về mật độ tế bào ở mặt cắt 3 và 4 như đã nêu trên

Trang 9

Nha Trang Tuy Hòa

Phan RíPhan Rang

Trang 10

Hình 6 Phân bố thẳng đứng của mật độ tế bào (tb/ml) tại các mặt cắt và độ sâu khác nhau ở vùng biển Nam Trung Bộ, chuyến khảo sát VG04, tháng 4/2004

2.3 Đợt khảo sát VG07 tháng 7/2004

Mật độ tế bào có phân bố đồng nhất ở các lớp độ sâu khác nhau (Hình 7), tại tầng 5 mét, mật độ tế bào tập trung ở phần phía nam (Phan Thiết – Vũng Tàu) của khu vực nghiên cứu, cao nhất > 10,0 x 103 tb/l Ở các tầng 10-30 mét, mật độ tế bào có cùng xu thế biển đổi, cao ở tất cả các mặt cắt tại các trạm ven bờ và giảm dần ra khơi, dù vậy cũng có thể ghi nhận có sự hình thành 2 khu

(Phan Thiết – Vũng Tàu) Mật độ tế bào cũng giảm dần từ vĩ độ bắc xuống nam ở 2 tầng nước 40 và 60 mét Trong khi đó ở tầng nước > 80 mét, mật độ tế

nghiên cứu

Trang 11

Nha Phan Rang Phan Rí PhanThiết Vũng Tàu

Trang 12

Phân bố mật độ tế bào ở các mặt cắt từ 2-6 không khác nhau (Hình 8), tập trung ở các trạm ven bờ tại các lớp nước từ 0 đến 50 mét Ở mặt cắt Vũng

đổi mật độ tế bào trong chuyến khảo sát này có cùng xu thế với chuyến khảo sát VG03 Gió mùa là một đặc trưng góp phần tạo nên nét đặc trưng về phân bố của mật độ TVPD

Hình 8 Phân bố thẳng đứng của mật độ tế bào (TB/mL) tại các mặt cắt và độ sâu khác nhau ở vùng biển Nam trung bộ, chuyến khảo sát VG7, tháng 4/2004

hành của gió mùa tây nam, cũng chính là thời kỳ có hoạt động mạnh nhất của

nước trồi (Võ Văn Lành và Lã Văn Bài, 1997.), mật độ tế bào thường cao trong

Trang 13

với nghiên cứu trước đây của Nguyễn Ngọc Lâm và Đoàn Như Hải (1997b) Từ ảnh vệ tinh (Hình 9) cho thấy phân bố của chlorophyll của vùng nghiên cứu trong các tháng 6-9/2002 gần như có cùng xu thế với phân bố mật độ TVPD của 2 chuyến khảo sát VG03 và VG07 trong cùng mùa khảo sát Hiện tượng nở hoa ven bờ của TVPD trong thời kỳ gió mùa Tây nam được đề cập trong các

công trình của Đoàn Như Hải và cs (2003) và Tang và cs (2004) Các kết quả

phân tích ảnh vệ tinh của Tang và cs (2004) cho thấy hàm lượng cao của chlorophyll-a phản ánh phần nào mật độ cao của TVPD trong vùng nghiên cứu vào thời kỳ gió mùa Tây nam

Hình 9 Sự biến đổi của Chlorophyll-a trong thời kỳ gió mùa tây nam từ tháng 7/2002 đến thời kỳ chuyển tiếp gió mùa trong tháng 9/2002 Thực vật phù du tập trung ven bờ Phan Rí đến Phan Thiết (theo Tang và cs 2004)

6-IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

- 269 loài TVPD được tìm thấy và không có sự khác nhau nhiều về thành phần loài cũng như tỉ lệ giữa các nhóm TVPD trong 3 chuyến khảo sát VG03, VG04 và VG07

dần từ bờ ra khơi Mật độ tế bào trong thời kỳ gió mùa tây nam (các