phương pháp đánh giá nguồn lợi thủy sản

TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY SẢN KHOA NUÔI TRỒNG THỦY SẢN BÀI GIẢNG MÔN HỌC: PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ NGUỒN LỢI Biên soạn: ThS. Nguyễn Lâm Anh 1 BÀI MỞ ĐẦU 1. Đối tƣợng và mục tiêu của môn học: Trong những năm qua, dân số thế giới ngày càng tăng đòi hỏi nhu cầu thực phẩm phải tăng theo tương ứng. Một trong những nguồn thực phẩm quan trọng cung cấp cho cuộc sống con người được khai thác từ nguồn lợi thủy sản. Theo thống kê của FAO, tổng sản lượng thủy sản khai thác được năm 1996 là 94,6 triệu tấn, trong đó khai thác hải sản chiếm hơn 90%. Sản lượng hải sản khai thác toàn thế giới đã đạt đến mức kỷ lục 87,1 triệu tấn vào năm 1996 (Thống kê của FAO, 1998), tuy nhiên tỷ lệ tăng trong những năm 90 chậm hơn rất nhiều so với thập kỷ 50 và 60 thế kỷ trước. Trong những năm thập kỷ 50 và 60 tăng bình quân 6% mỗi năm, tăng gấp đôi từ 17 triệu tấn năm 1950 đến 34,9 triệu tấn vào năm 1961, và lại gấp đôi vào năm 1983 với 68,3 triệu tấn. Vào những thập kỷ tiếp theo, tỷ lệ tăng chững lại còn 1,5% và chỉ còn 0,6% trong những năm 1995/96. Hình 1.1. Sản lượng khai thác thủy sản và mức tiêu thụ của con người trên toàn thế giới vào thập kỷ 90 của thế kỷ trước. (Nguồn thống kế của FAO, 1998) Nhìn chung theo thống kê của FAO trên toàn thế giới, trong những năm cuối thế kỷ trước, 44% các đàn cá bị khai thác triệt để do đó sản lượng đã đạt đến giới hạn cao nhất không trông mong có thể đạt cao hơn, 16% bị khai thác quá mức nên sản lượng bị giảm sút và 6% bị cạn kiệt không còn thấy xuất hiện trong sản lượng. Việt Nam là đất nước ven biển trong vùng nhiệt đới gió mùa nên nguồn lợi thủy sản rất giàu có và đa dạng với hơn 2030 loài cá, 225 loài tôm, 653 loài tảo, 35 loài mực, 5 loài rùa biển và 12 loài rắn (Số liệu của Cục bảo vệ nguồn lợi, Bộ Thủy sản, 2001). Ngoài 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1990 1992 1994 1995 1996 1997 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Sản lượng thủy sản nước ngọt Sản lượng hải sản Mức tiêu thụ của con người Sản lượng khai thác (triệu tấn) Mức tiêu thụ (triệu tấn) 2 ra còn có bào ngư, ngọc trai, sò huyết, san hô và các loài đặc hữu khác. Tuy nhiên, cùng với việc tăng nhanh dân số và quản lý nghề cá còn nhiều bất cập đã dẫn đến tình trạng khai thác quá mức và thậm chí một số loài có nguy cơ tuyệt chủng. Việc quản lý nghề cá bền vững để đảm bảo sản lượng thủy sản khai thác lâu dài đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người đã trở nên ngày càng cấp bách. Do đó, các nhà quản lý phải có trong tay hiện trạng của nguồn lợi thủy sản và như vậy càng phải đẩy mạnh nghiên cứu đánh giá nguồn lợi. Các nghiên cứu đánh giá trữ lượng đàn cá đã được các nhà khoa học tiến hành từ những năm đầu của thế kỷ 20 và ở Việt Nam cũng đã được Viện Hải dương học Nha Trang thực hiện từ những năm 20 của thế kỷ trước. Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật trong nghiên cứu nguồn lợi thủy sản cũng như về máy tính điện tử đã cho phép dễ dàng áp dụng các mô hình tính toán trữ lượng đã khiến cho công tác đánh giá nguồn lợi ngày càng phát triển. Với đối tượng là quần thể và các biến động quần thể của thủy sinh vật trong nghiên cứu đánh giá nguồn lợi, mục tiêu của môn học “Phương pháp đánh giá nguồn lợi” nhằm: - Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về các khái niệm quần thể và sự biến động quần thể trong hệ sinh thái biển; một số phương pháp đánh giá trữ lượng thường được áp dụng và đi sâu tìm hiểu áp dụng phương pháp đánh giá trữ lượng dựa vào số liệu chiều dài cho một số đối tượng khai thác chủ yếu: cá, tôm, mực; và điểm qua một số kết quả nghiên cứu trữ lượng cá biển Việt nam. - Cung cấp cho sinh viên kỹ năng tính toán các tham số tương quan chiều dài- khối lượng, các thông số sinh trưởng, tính trữ lượng và mô hình dự báo. Và qua môn học. - Giúp cho sinh viên nhận thức được nguồn lợi sẽ bị đe dọa nếu việc đánh giá và quản lý nguồn lợi không khoa học. 2. Nội dung môn học: Để đáp ứng được các mục tiêu nói trên môn học có những nội dung chính sau: Về lý thuyết Trước hết sẽ giới thiệu các khái niệm về quần thể như định nghĩa; kích thước và mật độ của quần thể; sự sinh trưởng của quần thể; sức sinh sản và tử vong của quần thể; và sự biến động số lượng quần thể. Sau đó sẽ đi sâu vào sự biến động quần thể trong hệ sinh thái biển với các quá trình sinh thái; các tham số trữ lượng của quần thể cá và sự phân bố trữ lượng theo tuổi; sinh vật phù du và sinh vật đáy trong mối liên quan với trữ lượng quần thể cá. 3 Điểm qua một số phương pháp đánh giá trữ lượng đã được các nhà khoa học tiến hành trong thời gian qua như phương pháp diện tích; phương pháp đánh dấu; phương pháp thủy âm; và việc sử dụng viễn thám và GIS trong đánh giá trữ lượng. Phần chính của môn học sẽ được tập trung vào giới thiệu phương pháp đánh giá trữ lượng dựa vào số liệu chiều dài phù hợp với đàn cá vùng nhiệt đới với các nội dung: - Mục tiêu cơ bản của việc đánh giá trữ lượng đàn cá khai thác - Đánh giá đàn cá trong vùng nước nhiệt đới - Xác định chiều dài cơ thể của một số đối tượng kinh tế: cá, tôm, mực - Ước tính các thông số sinh trưởng + Phương trình sinh trưởng Von Bertalanffy + Các phương pháp tính các tham số sinh trưởng - Ước lượng các hệ số tử vong - Phương pháp phân tích quần thể ảo VPA - Các mô hình dự báo Và cuối cùng là điểm qua một số kết quả nghiên cứu trữ lượng cá biển Việt Nam đã được tiến hành trong thời gian qua. Phần thực hành Để giúp cho sinh viên có kiến thức thực hành về đánh giá nguồn lợi, 10 bài tập sau sẽ được thực hiện: Bài 1. Giá trị trung bình và phương sai Bài 2. Tương quan chiều dài-khối lượng Bài 3. Phương trình sinh trưởng Von Bertalanffy Bài 4. Xác định Z từ số liệu CPUE Bài 5. Phân tích mức chết Z của Beverton & Holt dựa vào số liệu chiều dài Bài 6. Phân tích thế hệ dựa vào chiều dài Bài 7. Mô hình sản lượng trên lượng bổ sung Bài 8. Mô hình Beverton & Holt Bài 9. Mô hình dự đoán dựa vào chiều dài Bài 10. Mô hình dự đoán dựa vào chiều dài và đường cong sản lượng (Thompson & Belt) 4 Chương 1: QUẦN THỂ VÀ BIẾN ĐỘNG QUẦN THỂ TRONG HỆ SINH THÁI BIỂN 1.1. Đại cƣơng về quần thể 1.1.1. Định nghĩa Theo Vũ Trung Tạng (2000) thì quần thể là nhóm cá thể của một loài khác nhau về giới tính, tuổi và về kích thước, phân bố trong vùng phân bố của loài, chúng có khả năng giao phối tự do với nhau để sản sinh ra thế hệ mới. Quần thể là một tổ chức cao hơn, được đặc trưng bởi những tính chất mà cá thể không thể có như cấu trúc về giới tính, về tuổi, mức sinh sản, mức tử vong – sống sót và sự dao động số lượng quần thể. Những hệ thống sinh học mà trong đó các cá thể loài sinh vật tồn tại và phát triển đều là những hệ cấu trúc chức năng, có khả năng tự điều chỉnh. Do đó những thành phần cấu trúc và những hoạt động chức năng khác của hệ thống được xem như là những thông số, có khả năng biến đổi một cách thích nghi với những biến cố của môi trường, duy trì sự ổn định cho cả hệ thống. Chẳng hạn điều kiện dinh dưỡng của một quần thể nào đó tăng hay giảm thì lập tức mức sinh trưởng của các cá thể trong quần thể tăng nhanh hay chậm lại, kéo theo nó là dãy tuổi sinh sản lần đầu thu hẹp hay mở rộng và tốc độ sinh sản của các cá thể tăng lên hay giảm đi một cách tương ứng, do đó, kích thước quần thể đạt được trạng thái cân bằng với nguồn sống của môi trường. 1.1.2. Kích thƣớc và mật độ của quần thể Kích thước của quần thể là số lượng (số cá thể) hay khối lượng (g, kg, tấn ) hay năng lượng (calo, kcal) tuyệt đối của quần thể, phù hợp với nguồn sống và không gian mà quần thể chiếm cứ. Những quần thể phân bố trong không gian rộng, nguồn sống dồi dào có số lượng đông hơn so với những quần thể có vùng phân bố hẹp và nguồn sống bị hạn chế. Kích thước của quần thể trong một không gian và thời gian nào đó được diễn tả theo công thức khái quát sau: N t = N 0 + B – D + I – E Trong đó: N t : số lượng cá thể ở thời điểm t N 0 : số lương cá thể của quần thể ban đầu, t = 0 B: số lượng cá thể do quần thể sinh ra trong quãng thời gian từ t 0 đến t. D: số lượng cá thể của quần thể bị chết trong quãng thời gian từ t 0 đến t. I: số lượng cá thể nhập cư trong quãng thời gian từ t 0 đến t. E: số lượng cá thể di cư khỏi quần thể trong quãng thời gian từ t 0 đến t. Trong công thức trên, mỗi số hạng đều mang một thuộc tính riêng, đặc trưng cho loài và biến đổi thích nghi với biến dộng của các yếu tố môi trường. 5 Mối quan hệ thuận nghịch giữa số lượng quần thể và kích thước của các cá thể liên quan đến nguồn nuôi dưỡng của môi trường và đặc tính thích nghi của từng loài, đặc biệt là khả năng tái sản xuất của nó. Thông thường do điều kiện nguồn sống có giới hạn nên những loài có kích thước cá thể nhỏ thường tồn tại trong quần thể đông (ví dụ vi khuẩn, các vi tảo ) và ngược lại những loài có kích thước cá thể lớn hơn thì kích thước quần thể lại nhỏ (thân mềm, cá, chim, thú ). Mỗi quần thể đều có một kích thước xác định trong khoảng tối thiểu và tối đa. Kích thước tối thiểu đặc trưng cho loài, đảm bảo cho quần thể đủ khả năng duy trì và phát triển số lượng cũng như duy trì vai trò của nó trong thiên nhiên. Nếu số lượng của quần thể dưới mức cho phép, các chức năng trên không thực hiện được, quần thể tất bị diệt vong. Kích thước tối đa của quần thể bị chi phối bởi nguồn sống của môi trường và các yếu tố sinh thái khác (bệnh tật, cạnh tranh, sức ép của vật dữ ) có nghĩa là cân bằng với khả năng chịu đựng của môi trường. Mật độ của quần thể là số lượng cá thể (hay khối lượng, năng lượng) tính trên một đơn vị diện tích hay thể tích mà quần thể đó sinh sống. Ví dụ 5 triệu khuê tảo trong 1m 3 nước, 200 kg cá trên 1 ha bề mặt thủy vực. Mật độ của quần thể có ý nghĩa sinh học lớn khi nó thể hiện sự cân bằng giữa tiềm năng sinh sản và sức chịu đựng của môi trường. Trong đó sức chịu đựng của môi trường lại phụ thuộc vào khả năng và tốc độ tái tạo của nguồn sống. Ví dụ mật độ của cá nổi và cơ sở thức ăn của nó là giáp xác chân chèo (Copepoda). Hai chỉ số này liên hệ mật thiết với nhau, chi phối lẫn nhau và phụ thuộc vào các điều kiện môi trường. Mật độ quần thể như một chỉ số sinh học quan trọng báo động về trạng thái số lượng của quần thể cần phải tăng hay giảm. Khi mật độ quá cao, điều kiện sống suy giảm, trong quần thể xuất hiện những tín hiệu dẫn đến sự giảm số lượng như di cư của một bộ phận quần thể, giảm khả năng sinh sản, giảm mức sống sót của các cá thể non Khi mật độ thưa, quần thể có thể điều chỉnh theo hướng ngược lại. 1.1.3. Sự tăng trƣởng của quần thể Sự tăng trưởng số lượng của quần thể là một trong những quá trình cơ bản trong hệ sinh thái. Vũ Trung Tạng (2000) cho rằng sự tăng trưởng số lượng quần thể liên quan chặt chẽ với 3 chỉ số cơ bản là mức sinh sản, mức tử vong và sự phân bố các nhóm tuổi của quần thể. Sự tăng trưởng trước hết phụ thuộc vào tốc độ sinh sản và tử vong trong mối liên quan: r = b – d Ở đây: r là hệ số hay “tốc độ tăng trưởng riêng tức thời” của quần thể tức là số lượng gia tăng trên một đơn vị thời gian và trên một cá thể. Nếu r > 0, quần thể phát triển; r = 0, quần thể ổn định; và r < 0, quần thể đang suy giảm số lượng. Từ tốc độ tăng trưởng riêng và tốc độ tử vong riêng, ta cũng có mối quan hệ: r tN N    6 Nếu t vô cùng bé, ta có mối quan hệ: dN/dt = rN Lấy tích phân 2 vế: N t = N o e rt Với N t và N o là số lượng của quần thể tại thời điểm tương ứng là t và t o . Phương trình trên là hàmg mũ có dạng đường cong J (hình 1.1.3.1). Đây là phương trình phản ánh sự tăng trưởng số lượng của quần thể không bị giới hạn của các yếu tố môi trường. Tốc độ tăng trưởng của quần thể trong điều kiện môi trường không bị giới hạn phụ thuộc và thành phần tuổi và tốc độ tăng trưởng riêng được tạo ra bởi các nhóm tuôit khác nhau của quần thể tham gia vào sinh sản. Do đó chỉ số về tốc độ tăng trưởng đối với ngay một loài cũng có thể khác nhau phụ thuộc vào cấu trúc của các quần thể. Chỉ khi sự phân bố của các nhóm tuổi trong quần thể được xác lập một cách ổn định vững chắc thì tốc độ tăng trưởng riêng mới ổn định và được gọi là “tốc độ tăng trưởng tự nhiên nội tại” hay „tiềm năng sinh học‟ của loài và ký hiệu là r max (Chapman , 1928). Trong phương trình r = b – d, nếu quần thể sống trong môi trường lý tưởng thì b đạt b max , còn d giảm xuống d min , do đó r đạt r max . Hiệu của r max và r chính là “sự đối kháng của môi trường”. Ở đây giá trị r là tốc độ tăng trưởng riêng trong điều kiện thực tế (hay điều kiện sinh thái), còn giá trị r max (tiềm năng sinh học) đặc trưng cho từng loài, mang tính di truyền (Vũ Trung Tạng, 2000). Sự tăng về số lượng của quần thể luôn chịu sự chống đối của môi trường và tỷ lệ thuận với sự chống đối này. Do vậy, số lượng của quần thể chỉ đạt đến số lượng tối đa mà môi trường cho phép, tức là chỉ có thể tiến gần đến một số lượng K nào đó (N < K) mà số lượng này cân bằng với dung tích môi trường (gồm thức ăn và các quan hệ vô sinh và hữu sinh khác). Do đó, sự tăng trưởng của quần thể sẽ tuân theo phương trình sau:         K NK rN dt dN Theo Odum (1983), số lượng của quần thể tăng theo qui luật của đường cong sigmoit (hình chữ S) của phương trình trên bởi vì trong quá trình gia tăng số lượng quần thể sẽ kéo theo sự gia tăng mức đối kháng của môi trường. Trên đường cong hình chữ S (hình 1.1.3.1) có thể nhận thấy số lượng tăng theo 4 pha: pha 1 tăng từ từ, đến pha 2 tăng rất nhanh đến tốc độ cực đại tại điểm uốn (K/2). Qua điểm uốn đến pha 3 tốc độ tăng chậm lại, và đến pha 4 là pha tiệm cận khi số lượng N tiến gần dến K tức là số lượng quần thể đạt tối đa và ổn định ở mức cân bằng với „khả năng chịu đựng của môi trường”. Tuy nhiên, sự tăng trưởng về số lượng hoàn toàn không trùng khớp với đường cong lý thuyết trên mà dao động xung quanh “dung tích chịu đựng của môi trường” (Vũ Trung Tạng, 2000). 7 Cùng từ hình 1.1.3.1 cho thấy, tốc độ tăng trưởng cực đại tại điểm uốn (K/2). Mật độ quần thể tại nơi xuất hiện điểm uốn có ý nghĩa lớn đối với việc quản lý nghề cá. Nó được coi là “sản lượng bền vững tối đa”. Nếu khai thác làm giảm mật độ nguồn lợi chỉ đến điểm “sản lượng bền vững tối đa” thì không lo ngại về sự suy giảm nguồn lợi, song nếu khai thác quá mức, tức là giảm mật độ quần thể xuống mức quá thấp so với điểm “sản lượng bền vững tối đa” thì khả năng khôi phục lại số lượng quần thể sẽ trở nên rất khó khăn. Quần thể sẽ rơi vào trạng thái cạn kiệt. 1.1.4. Sức sinh sản của quần thể Sức sinh sản của quần thể là số lượng con được quần thể sinh ra trong khoảng thời gian xác định. Nếu quần thể có số lượng ban đầu là N t1 , sau khoảng thời gian t (từ t 1 đến t 2 ) số lượng quần thể là N t2 và do đó số lượng con mới sinh là N = N t2 – N t1 . Tốc độ sinh sản trung bình của quần thể sẽ là N/t. Nếu tốc độ đó tính trên đầu cá thể của quần thể, ta có “tốc độ sinh sản riêng tức thời” b = N/Nt. Mức sinh sản của quần thể phụ thuộc vào mức sinh sản của từng cá thể và số lần sinh sản trong đời nó, đồng thời còn phụ thuộc vào các thế hệ tham gia trong đàn sinh sản của quần thể. Các quần thể của loài sống trong những hoàn cảnh khác nhau có mức sinh sản khác nhau, song đều mang đặc tính chung của loài. 1.1.5. Mức tử vong của quần thể Mức tử vong là số lượng cá thể bị chết trong một khoảng thời gian nào đó. Nếu số lượng ban đầu của quần thể là N, sau khoảng thời gian t thì lượng tử vong là N. Tốc độ chết trung bình của quần thể được tính là N/t. Nếu tốc độ chết được tính theo đầu của các cá thể thì tốc độ đó là “tốc độ tử vong riêng tức thời” d = N/Nt. Những nguyên nhân gây tử vong là do: - Chết già; - Chết vì bệnh tật; - Chết vì những biến động bất thường của điều kiện môi trường vô sinh (bão lụt, cháy, rét đậm ) và môi trường hữu sinh (nguồn thức ăn bị cạn kiệt) vượt ngưỡng sinh thái của loài; và - Chết vì vật dữ ăn, con người khai thác. Trong khai thác các loài sinh vật, người ta gộp các nguyên nhân gây chết thành 2 nhóm: do tự nhiên gây ra gọi là “mức chết tự nhiên” (M) và do khai thác của con người gọi là “mức chết khai thác” (F). Đó là những thông số quan trọng trong việc xây dựng các mô hình biến động của quần thể các loài kinh tế. 8 1.2. Biến động quần thể trong hệ sinh thái biển 1.2.1. Các quá trình sinh thái và cách tiếp cận mô phỏng định lƣợng của cá biển Hệ sinh thái biển là một thực thể phức tạp liên quan đến thành phần loài và các quá trình xảy ra bên trong của nó. Nó bao gồm số lượng lớn các loài động thực vật khác nhau (khu hệ sinh vật), các quá trình biến đổi sự phân bố, sự phong phú, và các thuộc tính khác của khu hệ sinh vật; và môi trường lý hóa thay đổi theo không gian và thời gian. Có rất nhiều quá trình đa dạng và phong phú diễn ra trong hệ sinh thái biển ảnh hưởng đến hệ sinh vật của nó theo nhiều cách khác nhau. Theo Laevastu và Larkins (1981) thì các quá trình chủ yếu ảnh hưởng đến trữ lượng của một loài cụ thể là do: (a) sinh trưởng chịu tác động bởi nhiệt độ và nguồn sống của môi trường; và thay đổi theo tuổi của loài; (b) lượng bổ sung phụ thuộc vào sức sinh sản, và là quá trình phức hợp của nguồn bố mẹ và tỷ lệ chết của trứng và ấu trùng do nhiều nguyên nhân khác nhau, kể cả bị các loài khác ăn; (c) sự ăn các hậu ấu trùng và cá non của các loài khác và chính cá thể lớn cùng loài; (d) mức chết của cá già, và dịch bệnh; (e) sự di trú, bao gồm cả di cư và nhập cư liên quan đến một khu vực cụ thể; (f) thức ăn bao gồm cả lượng thức ăn cần thiết cho việc tồn tại và sinh trưởng lẫn sự biến đổi theo không gian – thời gian của thành phần thức ăn; và (g) động vật ăn thịt bậc cao như chim, thú, và việc khai thác của con người. Hệ sinh thái biển không bất biến khi mật độ và sự phân bố của các loài luôn biến động. Một trong những nhiệm vụ của các nhà khoa học nghề cá là xác định sự phong phú của loài, sự dao động số lượng và thay đổi phân bố; và các yếu tố chi phối chúng. Hình 1.2.1.1 trình bày các quá trình chính được nhấn mạnh trong các mô hình mô phỏng. Các hộp đậm thể hiện các điều kiện chủ yếu và các quá trình mà sự mô phỏng hệ sinh thái dự định tính toán. Các hộp khác thể hiện các quá trình và sự tương tác trong hệ sinh thái là các yếu tố tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến các điều kiện chủ yếu trên. Mũi tên chỉ chiều ảnh hưởng. Alm, Baranov, Ross và Kevdin là các nhà tiên phong đã cố gắng phát triển các mô hình toán học cho cá và các quần thể động vật khác, dựa trên mối quan hệ vật dữ - con mồi, từ trước 1925. Năm 1957, Beverton và Holt đưa ra mô hình đánh giá đơn loài dựa trên 3 phương trình cơ bản: dN/dt = (F+M)N(t) (sự thay đổi số lượng) dw/dt = Hw(t) 2/3 – k m w(t) (sự sinh trưởng) dY/dt = FN(t)w(t) (sản lượng khai thác) Trong đó t là thời gian, N-số lượng cá, w-khối lượng cơ thể, Y-sản lượng, F-hệ số chết khai thác, M-hệ số chết tự nhiên, H-lượng thức ăn cần thiết cho sinh trưởng, và k m –thức ăn cần thiết cho quá trình trao đổi chất. 9 Trong mô hình đơn loài, mỗi loài được tính toán riêng trong khi coi các loài khác không tồn tại; thực chất chỉ một loài không thể ảnh hưởng đến sự phong phú của các loài khác bằng cách ăn mồi. Mô hình này không quan tâm đến sự phân bố. Hơn nữa các ảnh hưởng của sự di trú hay các ảnh hưởng của sự thay đổi tác động môi trường không được xem xét trong mô hình này. Laevastu và Larkins (1981) cũng đưa ra một ví dụ rất hay khi bàn về tính không hiệu quả của mô hình đơn loài qua việc khai thác cá ở Biển Bắc. Sản lượng cá tuyết tăng trong những năm 60 của thế kỷ trước, nhưng rất ngạc nhiên là trữ lượng cũng tăng (Hình 1.2.1.2). Mô hình này không thể dự đoán được việc tăng của trữ lượng bởi vì nếu dựa vào mô hình thì khi tăng khai thác cá, trữ lượng sẽ giảm. Mặt khác, trữ lượng cá thu và cá trích lại giảm trong cùng thời gian này do việc nghề cá của người Nauy khai thác mạnh các loài cá này. Điều này được Ursin (1979) giải thích rằng cá thu và cá trích đã săn ấu trùng cá tuyết, và khi trữ lượng cá thu và cá tuyết giảm do bị khai thác mạnh thì càng có nhiều hơn ấu trùng cá tuyết được sống sót (Hình 1.2.1.3). Andersen và Ursin (1977) phát triển một mô hình đa loài mở rộng có thể áp dụng vào quản lý nghề cá bằng cách đưa thêm vào mô hình của Beverton và Holt một phương trình thứ tư: dR/dt = f(t)hw(t) 2/3 Trong đó R là lượng thức ăn được tiêu thụ, f là mức độ cung cấp thức ăn biến thiên, và h là một hệ số. Với mô hình này có thể thấy rằng nếu cường lực khai thác cá tuyết ở Biển Bắc giảm đi 30% so với mức năm 1977 (có nghĩa là nhằm đạt được sản lượng tối đa với cường lực tối thiểu theo mô hình đơn loài – Hình 1.2.1.4 (Ursin 1979)), thì trữ lượng cá tuyết có thể tăng 4 lần (không phải 6 lần như mô hình đơn loài đã dự báo), nhưng không có bất cứ việc tăng tổng sản lượng đánh bắt nào vì những đàn cá có kích cỡ trung bình- là cá thương phẩm- sẽ giảm còn nửa so với kích thước đàn cá hiện tại chủ yếu do cá tuyết bị ăn thịt. Điều đó cho thấy tập tính của các đàn cá ở Biển Bắc không tuân theo những dự báo biến động quần thể của nghề cá thông thường. Hầu hết các nhà sinh học nghề cá hiện nay đều nhận thấy rằng hệ sinh thái cá biển phần nào là không ổn định và thường xảy ra sự dao động tự nhiên của các đàn cá, một số có tầm quan trọng đáng kể và trong thời kỳ dài. Cơ chế và tốc độ hồi phục đàn cũng được hiểu biết rất nghèo nàn và không có thông tin định lượng cần thiết về tốc độ hồi phục có thể đạt được từ mô hình đơn loài. Mô hình đa loài của Andersen và Ursin (1977) là mô hình mô phỏng đầu tiên tìm kiếm những giải pháp bằng số để thiết lập các công thức. Rất nhiều dạng của mô hình này sử dụng 14 đến 81 thực thể của thực vật, động vật, và chất dinh dưỡng, đòi hỏi lời giải cùng lúc từ 42 đến 308 các phương trình khác nhau. Mô hình nhấn mạnh sự biến động dinh dưỡng; tốc độ sinh trưởng của tất cả các loài là một hàm theo mùa và lượng thức ăn [...]... đánh giá trữ lượng của một số nguồn lợi quan trọng ví dụ như ốc xà cừ, sò điệp và rong biển (Green và cộng sự, 2000) 18 Chương 3: ĐÁNH GIÁ TRỮ LƢỢNG DỰA VÀO SỐ LIỆU CHIỀU DÀI 3.1 Mục tiêu cơ bản của việc đánh giá trữ lƣợng đàn cá khai thác Mục tiêu cơ bản của việc đánh giá trữ lượng đàn cá là nhằm khai thác tối ưu các nguồn lợi thủy sản Nguồn lợi thủy sản có giới hạn nhưng có thể phục hồi và việc đánh. .. nghiên cứu (m2) d: độ sâu (m) 2.4 Sử dụng viễn thám và GIS trong đánh giá trữ lƣợng Viễn thám và GIS có thể bổ sung thêm vào các phương pháp truyền thống để đánh giá trữ lượng một số nguồn lợi động, thực vật biển Một số nguồn lợi chẳng hạn như rong tảo biển có thể nhận biết trực tiếp Tuy nhiên, phần lớn sinh vật biển chỉ có thể được đánh giá gián tiếp ngay khi mối quan hệ định lượng giữa các đặc trưng... việc so sánh các kết quả thu được từ các mẻ lưới khác nhau 14 2.2 Phƣơng pháp đánh dấu Đánh giá trữ lượng bằng phương pháp đánh dấu là dựa vào tỷ lệ cá đánh dấu bị bắt lại trên số lượng cá đánh dấu đã thả ra và sự tăng trưởng của chúng theo thời gian để tính trữ lượng Tuy nhiên, theo Sparre và Venema (1992), thành công của phương pháp này phụ thuộc vào khả năng và sự tự nguyện báo cáo của người ngư dân... Kearney (1983) đã đề xuất mô hình đánh giá trữ lượng cá ngừ vằn dựa trên số liệu đánh dấu Các ông sử dụng mô hình đường cong đánh bắt truyền thống có phương trình: C(t1, t2) = N (t 1)* F * [1 – exp(-Z*(t2 – t1))] Z (2.2.1) với những biến đổi xem xét đến tỷ lệ chết do đánh dấu, mất thẻ và mất phần ghi lại khi đánh bắt trở lại Khi đó phương trình cơ bản của mô hình đánh giá số lượng quần thể P, và “tỷ... tiếp theo là những năm sản lượng thấp vì nguồn lợi khai thác đã bị giảm sút Thông thường, chúng ta không nhắm vào một ít năm đạt sản lượng tối đa mà hướng vào chiến lược khai thác sao cho đạt được sản lượng ổn định tối đa từ năm này sang năm khác Sản lượng khai thác Cường lực khai thác Hình 3.1.1 Mục tiêu cơ bản của việc đánh giá trữ lượng đàn cá (Sparre và Venema, 1992) 19 3.2 Đánh giá đàn cá trong vùng... phục nguồn lợi (sinh sản và sinh trưởng cơ thể) không thể bù được lượng mất đi do đánh bắt và mức dộ khai thác tăng lên nữa sẽ làm giảm sút sản lượng Mức cường lực khai thác mà với mức đó trong một thời gian dài vẫn cho sản lượng cao nhất được biểu thị bằng F MSY và sản lượng tương ứng là MSY tức là sản lượng bền vững tối đa” Cụm từ “trong một thời gian dài” được sử dụng bởi vì có thẻ đạt được sản. .. (tấn/km2) 133 70 12 13 Chương 2: MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƢỢNG 2.1 Phƣơng pháp diện tích Cho C là sản lượng (kg, tấn ) đánh bắt được trong một mẻ lưới kéo trong t giờ, khi đó C/t là sản lượng đánh bắt trong một giờ Cho a là diện tích lưới quét qua (m2, km2 , nm2 (hải lý vuông) ) và a/t là diện tích lưới quét qua trong một giờ Ta có: C /t C  a/t a trở thành sản lượng trên một đơn vị diện tích Đặt... thẻ b: phần cá đánh dấu bị bắt trở lại với các thông tin có ích C(t): sản lượng đánh bắt trong khoảng thời gian t N0: số lượng cá đánh dấu (tại thời điểm t = 0) P: trữ lượng r(t): số lượng thẻ thu hồi trong khoảng thời gian t 15 t: chỉ số giai đoạn thời gian Để thấy rằng phương trình 2.2.2 về cơ bản giống như phương trình đánh bắt 2.2.1 chúng ta có: N(t) = N0 *exp[-(t-1)*A] – số cá đánh dấu lúc bắt... vị phương trình 2.2.2 trở thành: r(t) = N(t) * F * [1- exp(-Z)] Z (2.2.3) có nghĩa là phương trình đánh bắt (phương trình 2.2.1) 2.3 Phƣơng pháp thủy âm Lần đầu tiên vào năm 1933 máy dò đứng đã được Balls sử dụng để nghiên cứu cá trích ở Biển Bắc Sau đó đã được các nhà khoa học nghiên cứu phát triển, Modtun và Sasterdal (1957) lần đầu tiên đã đưa ra được số lượng tuyệt đối của các tuyết bằng phương pháp. .. các phương pháp ngắn gọn có thể được sử dụng để ước tính L  cho phương pháp đồ thị Von Bertalanffy: 1) Trong các trường hợp mẫu nhỏ, có thể chỉ đơn giản là sử dụng chiều dài cá lớn nhất 2) Trong một mẫu lớn nhất, có thể lấy chiều dài trung bình của một số cá lớn nhất, ví dụ 10 con 3) Có lẽ tốt nhất ước tính L là phương pháp Powell-Wetherall sẽ được mô tả ở phần sau 3.4.2.3 Phƣơng pháp Bhattacharya Phương . 3 Điểm qua một số phương pháp đánh giá trữ lượng đã được các nhà khoa học tiến hành trong thời gian qua như phương pháp diện tích; phương pháp đánh dấu; phương pháp thủy âm; và việc sử dụng. tiêu cơ bản của việc đánh giá trữ lƣợng đàn cá khai thác Mục tiêu cơ bản của việc đánh giá trữ lượng đàn cá là nhằm khai thác tối ưu các nguồn lợi thủy sản. Nguồn lợi thủy sản có giới hạn nhưng. tượng là quần thể và các biến động quần thể của thủy sinh vật trong nghiên cứu đánh giá nguồn lợi, mục tiêu của môn học Phương pháp đánh giá nguồn lợi nhằm: - Trang bị cho sinh viên những