Giáo trình phương pháp nghiên cứu sinh học cá

Giáo trình: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH HỌC CÁ Chương MỞ ĐẦU I Giới thiệu chung Khái quát Nguồn lợi thuỷ sản (gọi ngắn gọn cá theo nghĩa rộng) ngày đánh giá nguồn tài nguyên quan trọng loại hình thuỷ vực Cá cung cấp nguồn chất đạm đáng kể cho sống người nhiều quốc gia giới Tuy nhiên, năm gần nguồn lợi cá có xu hướng suy giảm việc khai thác mức việc thay đổi vùng sinh sống chúng Royce (1972) cho suy giảm nguồn lợi cá hội cho đời lĩnh vực khoa học tìm hiểu vấn đề sinh học chúng Khoa học nghiên cứu sinh học cá giúp nhiều việc xác định biến động quần thể, tương quan chiều dài trọng lượng, hình thái phân loại, sinh sản, tuổi, sinh trưởng, dinh dưỡng thức ăn,… trở nên quan trọng không bổ sung khiếm khuyết kiến thức mà sử dụng quản lý khai thác ni động vật thuỷ sản Từ đó, phương pháp nghiên cứu sinh học cá ngày ứng dụng rộng rãi hầu hết nghiên cứu đối tượng động vật thủy sản Lịch sử phát triển nghiên cứu cá Lịch sử nghiên cứu cá chưa phát triển lâu, nghề khai thác nuôi cá biết phát triển trước nhiều Có lẽ nghiên cứu sinh học cá bắt đầu sau kỷ 18 khởi đầu nghiên cứu ngư loại học, mà lúc nầy tập trung nhiều hình thái phân bố (Biswas, 1993) Người viết loài cá Ấn Độ Block (Day, 1878), sau hàng loạt báo cáo viết hình thái cá Hamilton (1822), Cuvier Valenciennes (1824-1849) Đến đầu kỷ 20 nghiên cứu ngư loại học phát triển nhanh nhiều lĩnh vực (i) hình thái phân bố; (ii) phân loại; (iii) sinh lý sinh hóa; (iv) sinh thái; (v) bệnh học; (vi) cấu trúc quần thể; (vii) di truyền; (viii) bảo tồn, hàng loạt nghiên cứu sinh học tiến hành nghiên cứu sinh học sinh sản nhiều loài cá khác Hickling (1930), Clark (1934),… tuổi sinh trưởng loài biển cá nước Van Oosten Bài giảng Phương pháp nghiên cứu sinh học cá (1929), Hickling (1933), Ford (1933), Pillay (1958),… đánh giá trữ lượng quần thể Ricker (1954, 1975), Welcomme (1975, 1979),… Tầm quan trọng phương pháp nghiên cứu mục tiêu giáo trình Trong nghiên cứu vấn đề thức ăn, sinh trưởng, sinh sản, biến động quần thể,… cá cần có phương pháp phù hợp chuẩn mực để đưa nhận định hay đánh giá xác so sánh kết nghiên cứu Hiện có nhiều phương pháp nghiên cứu sinh học cá viết nhiều tài liệu khác cấp độ khác Nhiều nhà nghiên cứu làm việc quốc gia phát triển (Tây Âu, Nhật Bản, Mỹ, ) sử dụng phương pháp mới, phức tạp ứng dụng công nghệ thông tin hay thiết bị đại, tất nhiên tiết kiệm thời gian, cho kết xác hơn, chi phí cao Ở số quốc gia, hay số đối tượng bắt đầu tiếp cận với phương pháp nghiên cứu cá (như sinh viên) cần phương pháp đơn giản dễ ứng dụng Trên ý tưởng đó, giáo trình nầy biên soạn sở tổng hợp nhiều phương pháp ứng dụng nghiên cứu cá trình bày có tính logic dễ hiểu nhằm phục vụ cho sinh viên chuyên ngành thuỷ sản bậc đại học Giáo trình nầy thể trình bày số phương pháp quan trọng phổ biến dạng cụ thể trình bày lý luận sâu cho phương pháp Học qua giáo trình nầy sinh viên ứng dụng vào nghiên cứu để phục vụ cho nghiên cứu làm luận văn hay chuyên đề tốt nghiệp ứng dụng cho nghiên cứu đơn giản công tác II Nội dung giáo trình Giáo trình kết cấu thành chương, với kiến thức nghiên cứu sinh học bao gồm: - Chương 1: Phương pháp thu xử lý mẫu - Chương 2: Phương pháp nghiên cứu hình thái cá - Chương 3: Phương pháp nghiên cứu mô học - Chương 4: Phương pháp nghiên cứu dinh dưỡng - Chương 5: Phương pháp nghiên cứu sinh học sinh sản Bài giảng Phương pháp nghiên cứu sinh học cá - Chương 6: Phương pháp nghiên cứu tuổi sinh trưởng - Chương 7: Phương pháp nghiên cứu sinh học quần thể - Chương 8: Phương pháp đánh giá trữ lượng cá Chương PHƯƠNG PHÁP THU VÀ XỬ LÝ MẪU I Giới thiệu Có lẽ yêu cầu trọng nghiên cứu sinh học phải thu số mẫu lớn có tính đại diện Ngồi việc chọn lựa vị trí (địa điểm) thu mẫu phù hợp cần phải thu số mẫu đủ lớn để kết phân tích phản ánh xác nội dung nghiên cứu mong muốn Có nhiều cách để thu mẫu loại mẫu thu phải tùy thuộc vào nội dung nghiên cứu, ví dụ thu mẫu để xác định giống loài, thành phần loài thu để đánh giá trữ lượng,… Có nội dung nghiên cứu đòi hỏi người thu mẫu phải có cơng cụ đánh bắt riêng, có nội dung dựa vào thu mẫu từ ngư dân, trao đổi để ghi nhận thông tin từ ngư dân, thu từ chợ hay từ người có liên quan khác địa bàn nghiên cứu Tuy nhiên, thực tế việc thu thập thông tin qua ngư dân lúc đầy đủ nhận trả lời xác hồn tồn, lẽ ngư dân khơng có ghi chép thơng tin, đơi lúc lý mà họ khơng thể nói thật hết điều họ làm hay biết Trong trường hợp nầy, người thu mẫu phải tạo thân thiện định biết cách trao đổi để khai thác thơng tin xác mẫu thu Bên cạnh đó, khơng phải lúc mẫu thu xử lý (phân tích) chỗ mà phải mang phòng thí nghiệm để phân tích Vì thế, vấn đề xử lý mẫu thu đòi hỏi phải thực nghiêm túc khoa học để có kết phân tích xác Phương pháp xử lý vào bảo quản mẫu tuỳ thuộc vào nội dung nghiên cứu II Phương pháp thu mẫu bảo quản mẫu Nguyên tắc thu mẫu a) Định danh xác mẫu thu Một yếu tố quan trọng nghiên cứu sinh học cá phải xác định xác lồi cá nghiên cứu Nhưng công việc dễ dàng, mẫu thu loại cá giai đoạn non Thỉnh thoảng người nghiên cứu không phân biệt lồi có quan hệ gần gọi chúng với tên loài Tùy theo địa phương, lồi cá có tên gọi khác nhau, việc sử dụng tên khoa học loài thuận tiện xác Định danh lồi thường tiến hành cách xác định loạt đặc điểm hình thái bao gồm: (i) mơ tả hình thái lồi hình dạng thể, loại vi, vị trí miệng, kiểu vẩy, (ii) Các tiêu số lượng (thí dụ cơng thức vi) số lượng tia vi, vẩy, đốt sống Số lượng gai tia vi thường số không đổi cá thể lồi, công thức vi công cụ quan trọng để định danh lồi Ngồi cơng thức vi, số lượng vẩy, công thức hầu, số tia mang, số đốt sống tiêu số lượng quan trọng để định danh lồi (iii) Các số đo hình thái chiều dài đầu, cao thân, mối tương quan số với chiều dài tổng cộng hay chiều dài chuẩn Các số đo thường biểu tỉ lệ hay phần trăm b) Chọn địa điểm thu mẫu Mẫu thu dùng cho nghiên cứu sinh học cá thu chợ, cảng cá hay trực tiếp đánh bắt dụng cụ chuyên dùng (lưới kéo, lưới cào, chài,…) Tuy nhiên, vị trí thu mẫu yếu tố định đến kết nghiên cứu Thông thường, thu mẫu cảng cá phù hợp việc thu chợ, lẽ nơi mà mẫu thu thể tính đại diện cho ngư trường mà họ khai thác biển, sông, hồ chứa, … Bên cạnh đó, việc thu mẫu cảng cá quí cho việc tính tốn sản lượng khai thác phản ánh xác lượng cá khai thác theo ngư trường hay theo ngư cụ khai thác Vị trí thu mẫu cách đánh bắt trực tiếp có ý nghĩa quan trọng việc xác định vùng phân bố, tập tính di cư, bãi đẻ, tập tính sinh sản, Các yếu tố môi trường nơi thu mẫu cần phải xác định độ đục, độ mặn, pH, mật độ phiêu sinh vật để có kết luận xác tập tính dinh dưỡng, thích nghi sinh lý, vòng đời đối tượng nghiên cứu c) Chuẩn bị biểu mẫu Khi thực công tác thu mẫu thường phải chuẩn bị biểu mẫu để ghi chép số thơng tin mẫu thu xác định số tiêu đo đạt nhanh Thông thường, mẫu thu phải có ghi đầy đủ thơng tin như: Nơi khai thác (tên sông, hồ, ngư trường,…) Địa điểm thu mẫu Loại tàu khai thác Ngư cụ khai thác kích thước mắc lưới Độ sâu ngư trường khai thác Diện tích khai thác (nếu được) Loài khai thác, tỉ lệ thành phần lồi, Nếu cần ghi nhận nhanh kích cỡ chiều dài trọng lượng cá nơi thu mẫu Thơng thường phân nhóm theo kích cỡ cá để đo đạt, trường hợp cá có kích thước lớn 30 cm chiều dài đo độ xác cm, cá kích cỡ nhỏ 30 cm độ xác 0,5 cm cá nhỏ đo độ xác mm (Holden Rait 1974) Thu mẫu phân tích phòng thí nghiệm Thu mẫu cho phân tích phòng thí nghiệm u cầu phải có tính đại diện cho quần thể Mẫu thu cần phải giữ tươi tốt Tùy theo yêu cầu mà mẫu thu khác nhau, thu mẫu cho nghiên cứu mô học phải mẫu sống thu mẫu phân tích tính ăn cá phải thu vào buổi sáng (5:00-7:00 giờ) để không bị ảnh hưởng chu kỳ ăn ngày (diurnal rhythm) khả tiêu hóa thức ăn cá Theo Robotham (1977) mẫu phân tích dinh dưỡng sau thu phải cho vào dung dịch Chloral hydrate 10%, sau gây mê (narcotization) cố định formol trung tính 40% sau pha lỗng 5% để bảo quản lâu dài Với cách nầy ông cho tốt thành phần dạy dày ngăn cản biến số thành phần Hầu hết nghiên cứu sinh học cá tiến hành số mẫu thu từ quần thể có số lượng lớn Khái niệm quần thể tất cá thể thuộc loài sống khu vực địa lý định, quần thể xem nhóm cá thể thuộc loài nghiên cứu (Moller, 1979) Tồn quần thể q lớn cho nghiên cứu, tiến hành phân tích tất cá thể đánh bắt Vì vậy, việc chọn mẫu đại diện cần thiết cho nghiên cứu sinh học Có nhiều cách để thu mẫu, nhiên chia thành phương pháp (i) thu mẫu ngẫu nhiên (random sampling) (ii) thu mẫu có chọn lọc (non-random sampling) Tuy nhiên phương pháp thu mẫu ngẫu nhiên áp dụng nhiều nhất, phương pháp tất mẫu quần thể có khả chọn lựa Phương pháp thu mẫu ngẫu nhiên lại chia phương pháp (i) thu mẫu hoàn toàn ngẫu nhiên (simple random) (ii) thu mẫu ngẫu nhiên có giới hạn (restricted random) Trong phương pháp thu mẫu hoàn toàn ngẫu nhiên, cá thể quần thể gán cho số (gọi số ngẫu nhiên – random numbers) cá thể thu làm mẫu xác định bảng số ngẫu nhiên (random table) Phương pháp thu mẫu ngẫu nhiên có giới hạn lại có cách thu mẫu: (i) thu mẫu phân tầng (stratified sampling) quần thể khơng đồng nhất, quần thể chia thành phần đồng mẫu thu độc lập từ phần đồng đó; (ii) thu mẫu nhiều giai đoạn (multi-stage sampling), quần thể lớn (thậm chí số lượng lớn cho mẫu đại diện) việc thu mẫu chia thành giai đoạn Trước tiên quần thể muốn thu mẫu chia thành quần thể đại diện (sub-population) mẫu thu từ quần thể đại diện (mẫu cấp 1) Bước tiếp theo, từ mẫu thu quần thể đại diện, tiến hành thu mẫu đại diện (mẫu cấp 2) Mẫu cấp thu nhiều giai đoạn tùy thuộc vào nghiên cứu kích cỡ quần thể, phương pháp gọi phương pháp thu mẫu nhiều giai đoạn Vấn đề quan trọng việc thu mẫu xác định số lượng mẫu thu Có nhiều ý kiến cho số lượng mẫu nên dao động từ 1-25% kích cỡ quần thể Khi số lượng mẫu nhỏ khơng đại diện cho tồn quần thể, trái lại số lượng mẫu lớn tốn nhiều thời gian để phân tích làm gia tăng chi phí Số lượng mẫu thu phụ thuộc vào nghiên cứu, nhiên số lượng từ 80100 mẫu với kích cỡ khác cho tháng thích hợp cho nghiên cứu thơng thường sinh học cá Kỹ thuật bảo quản mẫu Yêu cầu mẫu cho nghiên cứu sinh học phải tốt, mẫu hư khó cho phân tích mẫu cần bảo quản nhanh tốt Mẫu sau thu cần rửa nước để mẫu đồng thời loại bỏ vi sinh vật bám theo mẫu, mẫu thu từ ngư dân Mẫu sau rửa cần đánh dấu cân trọng lượng chiều dài, tất nhiên chi tiết mẫu cần ghi chép cẩn thận sổ Đối với mẫu cá có kích cỡ lớn cần thiết phải gắn thẻ hay phiếu có ghi chi tiết nơi đánh bắt, chiều dài, trọng lượng giới tính Mẫu khơng ghi rõ khó sử dụng nghiên cứu Mẫu thu cố định dung dịch formol Mẫu dùng cho phân tích dày cần phải cố định sau thu Dung dịch cố định mẫu thường dùng formol 10% (1 phần formol phần nước) cho mẫu có kích thước lớn (lớn 15 cm) 5% cho mẫu có kích thước nhỏ Dung dịch dùng cho cố định mẫu phải dung dịch trung tính, thơng thường borax thêm vào formol (1:1000) Phần bụng mẫu cá có kích thước lớn nên mổ cắt sâu vào hai bên thân cá để dung dịch cố định thấm vào bên Những cá nhỏ 15 cm dài cần mổ phần dụng cá đủ Mẫu cá thường cố định khoảng 7-10 ngày, sau rửa cố định lại dung dịch formol 10% hay cồn 70% (ethyl alcohol) Nếu mẫu dung dịch cồn trước tiên nên giữ cồn 50% từ 5-7 ngày trước chuyển sang cồn 70% Trong trường hợp muốn mẫu lâu, dùng formol phải thay hàng tháng cồn (alcohol) thay tháng Tuy nhiên, tùy quan cá mà cách bảo quản mẫu khác để giúp cho trình phân tích mẫu đạt kết tốt Vảy, đá tai, gai vi lưng hay gai vi ngực thường sử dụng để xác định tuổi cá Vảy cá thường thu từ 5-10 vảy cho cá thể Thơng thường vảy tròn (cycloid scale) lấy vùng vi lưng đường bên, vảy lược (ctenoid scale) thu vùng vi ngực Trước thu vảy, mẫu cần phải rửa để loại bỏ vảy dính thân cá (các vảy mẫu cá khác dính vào), thu vảy đính chặt vào thân cá Cũng dễ dàng nhận biết vảy tái sinh xếp không theo trật tự thiếu vòng đồng tâm gần, vảy không nên thu mẫu Nên chọn thu đủ số lượng mẫu với vảy đồng dạng Khi lấy vảy cần cẩn thận tránh làm tổn hại phần rìa vảy Mẫu vảy cá thể chứa riêng túi (giấy hay nilon) có dán nhãn với đầy đủ thông tin mẫu Mặt cắt thẳng đứng đá tai sử dụng để xác định tuổi cá Đá tai nằm khe tai Cách thu đá tai dễ dàng thu qua đường mở nằm ngang đầu phía sau mắt, mở nắp hộp sọ Một phương pháp khác để thu đá tai mà giữ nguyên hình dạng mẫu vật lấy từ phần vòm miệng, nhiên phương pháp khó thực Trước cắt mẫu, đá tai phải đúc thành khối polyester hay nhựa thơng Có thể bảo quản đá tai phương pháp sau: - Giữ dung dịch glycerin nước theo tỉ lệ 1:1 - Giữ đá tai creosol hay terpineol (Gibson Ezzi, 1978) - Ngâm dung dịch 1% potassium hydroxide (KOH) để loại trừ hết mô liên kết sau làm khơ giữ trọng lọ kín (Strum, 1978) Gai cứng vi lưng (hoặc vi ngực) sử dụng để xác định tuổi cá Gai vi cố định dung dịch formal-calcium 24 Cách chuẩn bị dung dịch sau: 40% formaldehyde 10 mL Calcium chloride khan 10 g Nước cất 80 mL Bột CaCO3 thêm vào mức bão hòa Sau cố định, mẫu rửa nước cất chuyển vào dung dịch khử canxi thời gian từ 6-12 tùy thuộc vào chiều dài gai vi Dung dịch khử canxi chuẩn bị cách trộn lẫn loại dung dịch A B (Perry, 1967) Dung dịch A gồm 50 g sodium citrate 250 mL nước cất, dung dịch B gồm 125 mL acid formir 125 mL nước cất Các phần khác xương xương nắp mang, cột sống, xương gốc vi đi, thu cách đun mẫu nước sôi khoảng phút, bám vào xương dễ dàng tách Mẫu xương làm khơ nhiệt độ phòng thời gian khoảng 24 Sau giữ mẫu túi có dán nhãn với thơng tin mẫu cá Cố định tuyến sinh dục phương pháp khâu quan trọng cho nghiên cứu sinh học sinh sản Theo Gibson Ezzi (1978) sau thu mẫu tinh sào cần phải đo chiều dài (tính mm), cân trọng lượng cho vào cố định cồn 70% Buồng trứng sau thu cần phải cân đo sau xẻ dọc dung dịch cố định thấm vào Để cố định trứng Simpson (1951) đề nghị dùng dung dịch “Gilson’s fluid” Dung dịch nầy khơng có tác dụng cố định trứng mà giúp phá vỡ mô liên kết buồng trứng làm tách rời trứng Để tách rời trứng khỏi mô liên kết cần giữ mẫu vài tuần dung dịch Gilson, lắc nhẹ lọ chứa trứng đến thấy hầu hết trứng tách khỏi mô buồng trứng Loại bỏ mô buồng trứng trứng dính tiếp tục giữ dung dịch cố định Trứng tách rời phải rửa cồn tuyệt đối sau bảo quản cồn tuyệt đối cho phân tích sau (đo đếm số trứng) Cách chuẩn bị dung dịch “Gilson’s fluid” sau: Trong quản lý nghề cá, người ta chia nghề cá làm phần đầu vào (năng lực khai thác), đầu ( sản lượng khai thác) trình liên kết đầu vào đầu (quá trình sinh học hoạt động đánh bắt) Việc đánh giá đàn cá nhằm mơ tả q trình này, mối quan hệ đầu vào đầu ra, công cụ sử dụng cho công việc gọi "mơ hình" Như mơ hình gồm chuỗi thông tin dẫn cách thực tính tốn cấu trúc lại sở thông tin mà ta xác định quan sát Mơ hình phần chủ yếu việc nghiên cứu để hiểu rỏ chế biến động quần thể Một mơ hình xem tốt cung cấp nhiều thơng tin hữu ích cho việc dự báo Ngồi mơ hình xem tốt mơ hình đơn giản lại phù hợp cho nhiều trường hợp nghiên cứu phổ biến Hơn nữa, mơ hình cập nhật trường hợp cụ thể dự báo tốt Vì xây dựng mơ hình cần phải quan tâm đến việc thu thập số liệu, thực tế mơ hình sử dụng phổ biến việc thu số liệu đầu vào thực Tuy nhiên cần nên nhớ kết từ mơ hình tốn học nghề cá ước lượng, khơng thể đánh giá hệ sinh thái cách toàn diện Có nhiều kiểu mơ hình sử dụng nhà sinh học nghề cá mơ hình sản lượng, mơ hình lượng bổ sung, mơ hình dinh dưỡng, mơ hình phân tích, mơ hình sản lượng thơng thường, Khi sử dụng mơ hình tốn học nói trên, nhà khoa học nghề cá nên xem giả định mơ hình có thỏa mãn hay khơng Trong mơ hình mơ hình sản lượng mơ hình thường sử dụng nghiên cứu biến động quần thể cá Mơ hình sản lượng mơ hình đơn giản nhất, xem xét quần thể thực thể độc lập Mơ hình sản lượng dựa theo qui luật chung tăng trưởng quần thể tỉ lệ tăng trưởng tăng đến giá trị tối đa sau giảm dần đến Như nhiệm vụ việc đánh giá biến động quần thể phải ước tính cá khai thác hàng năm nhằm đảm bảo cho sản lượng khai thác nhiều khoảng thời gian lâu dài hay gọi sản lượng khai thác bền vững tối đa V Sự khai thác bền vững quần thể Mục đích việc áp dụng mơ hình xác định mức tối đa lực, lực sản xuất sản lượng cực đại sản lượng ổn định khơng ảnh hưởng đến sức sản xuất lâu dài đàn cá gọi sản lượng khai thác bền vững tối đa (MSY- Maximum Sustainable Yield) Để xác định mức độ khai thác bền vững quần thể thường dựa nguyên lý sau: - Nguyên lý kết hợp tăng trưởng lượng sống sót: Ta khảo sát tăng trưởng lượng sống sót quần thể chưa khai thác, tỉ lệ chết ban đầu cao sau giãm dần suốt vòng đời chúng, cấu trúc tần suất chiều dài quần thể có nhiều cá với kích thước nhỏ, cá thể có kích thước trung gian nhiều cá có kích thước lớn - Sự khai thác phát triển ổn định quần thể: Một quần thể với nhiều cá thể có kích thước nhỏ có khả tạo quần thể có trữ lượng lớn với cá thể có kích thước to Ta biềt trì nguồn lợi cá nhằm để khai thác sử dụng, nhiên khai thác mức độ vừa phải khơng gây nguy hại cho quần thể (Hình 7.1) Mức độ nguy hiểm tăng lên mà khai thác tăng đến giới hạn mà đàn cá bố mẹ bị hủy diệt Hình 7.1: Quan hệ trữ lượng hệ số khai thác Ngồi người ta xác định sản lượng khai thác bền vững tối đa (MSY) theo biểu thức tốn học cơng thức Gulland sau: MSY = 0.5*M*B Trong đó: M: hệ số tử vong tự nhiên B: sinh khối, xác định phương pháp diện tích lưới quét qua Chương PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG CÁ I Mục tiêu việc đánh giá trữ lượng Trữ lượng cá xem số lượng cá thể loài phân bố khu vực định Việc xác định trữ lượng nội dung việc đánh giá biến động quần thể Trong nghiên cứu biến động quần thể ước tính thông số quần thể phong phú, tăng trưởng, lượng bổ sung tử vong Vì mục tiêu việc xác định trữ lượng xác định (i) số lượng trọng lượng đàn cá, (ii) mức độ khai thác tối ưu, nghĩa số lượng tối đa cá khai thác mà không làm ảnh hưởng đến quần thể Có hai phương pháp để xác định trữ lượng: (i) phương pháp trực tiếp nhằm xác định số lượng trọng lượng đàn cá, (ii) phương pháp gián tiếp sản lượng cá biểu thị gián tiếp thơng qua thông số việc khai thác Trong phương pháp trên, người ta phát triển phương pháp với điều kiện áp dụng cụ thể khác II Phương pháp đánh dấu bắt lại a Điều kiện áp dụng Phương pháp thường áp dụng cho thủy vực kín lồi di cư b Nguyên lý Phương pháp thực cách đánh dấu số cá thể thả trở lại quần thể Sau cá thể đánh dấu bắt trở lại xác định trữ lượng (Hình 8.1) T/N = R/C hay Trong đó: N = TC/R N: Trữ lượng T: Số cá thể đánh dấu C: Tổng số cá thể đánh bắt lại R: Số cá thể đánh dấu đánh bắt lại Hình 8.1: Nguyên lý xác định trữ lượng phương pháp đánh dấu bắt lại III Phương pháp đếm trứng Điều kiện áp dụng Thường dùng để xác định trữ lượng quần thể cá bố mẹ tập trung bãi đẻ Nguyên lý B = E / F*P Trong đó: E: Số lượng trứng ước tính ngày Được ước tính cách sử dụng lưới phiêu sinh cho đơn vị thể tích nước lọc qua F: Sức sản xuất P: Tỉ lệ cá sinh sản Như để xác định trữ lượng toàn quần thể ta cần phải biết thêm tỉ lệ đực quần thể IV Phương pháp dùng sóng âm Điều kiện áp dụng Thường áp dụng cho lồi cá tầng mặt Ngun lý Dùng sóng phản xạ sóng âm để xác định kích cở mật độ quần thể Dựa vào tần suất biên độ sóng phản xạ mà người ta ước tính trữ lượng quần thể Đặc trưng sóng cho lồi thường xác định phòng thí nghiệm V Phương pháp dựa diện tích quét lưới kéo Điều kiện áp dụng Phương pháp tốt áp dụng cho loài phân bố vùng ven bờ sống tầng đáy Địa điểm nghiên cứu phải có địa hình bề mặt tương đối phẳng Nguyên lý Phương pháp dựa vào số trung bình sản lượng vị trí lấy mẫu quần thể Trong nghiên cứu thường sử dụng lưới kéo để xác định trử lượng sau (Hình 8.2): * Xác định diện tích qt lưới a = W * TV * D Trong đó: W: Chiều rộng lưới TV: Tốc độ dắt lưới D: Thời gian dắt lưới a: Diện tích quét lưới * Ước tính trữ lượng B = Cw/v * (A/a) Trong đó: B: Trữ lượng Cw: Sản lượng mẻ lưới kéo v: Hệ số xác suất khai thác A: Tổng diện tích mà quần thể phân bố Hình 8.2: Xác định trữ lượng dựa vào phương pháp diện tích quét lưới kéo VI Phương pháp dựa vào suy giảm Điều kiện áp dụng Phương pháp thường áp dụng cho thủy vực kín Hoặc lồi khơng di cư suốt thời gian áp dụng phương pháp khơng có lượng bổ sung chết điều kiện tự nhiên Nguyên lý Nt = N∞ - ∑C Trong đó: Nt : Số lượng cá thể quần thể thời điểm t Nt = CPUEt / q Do đó: CPUE t = q * N∞ - q * ∑C Ta thấy phương trình phương trình đường thẳng theo biến C, phương pháp hồi qui ta xác định hệ số a = -q tung độ gốc ß = q * N∞ (Hình 8.3) Từ ta có: N∞ = ß/q Hình 8.3: Xác định trữ lượng dựa vào suy giãm VII Phương pháp quan sát Điều kiện áp dụng Phương pháp thường áp dụng loài cá rạn san hơ Phương pháp có kết qủa đánh giá nhanh so với phương pháp khác Tuy nhiên đòi hỏi phải có trang thiết bị đại, độ sâu khu vực nghiên cứu không lớn Thường áp dụng để khảo sát phân bố loài theo độ sâu Nguyên lý Sử dụng máy quay hình để quan sát mặt cắt ngang diện tích định Hình ảnh hiển thị hình ghi vào băng video để lưu trữ Diện tích quan sát thường hình chữ nhật có diện tích 5m x 50m TÀI LIỆU THAM KHẢO Al-Hussainy, A.H (1949) On the functional morphology of the alimentary tract of some fishes in relation to differences in their feeding habits Quart J Micr Sci 9(2): 190-240 Biswas, S.P (1993) Manual of Methods in Fish Biology South Asian Publishers, Pvt Ltd., New Delhi 157 pages Das, S.M and S.K Moitra (1963) Studies on the food and feedinh habits of some freshwater fishes of India Part IV A review on the food and feeding habits with general conclusions Ichthyologica 2(1-2): 107-115 Drury, R.A.B., and E.A., Wallington, 1980 Carleton's histological techniques, edition Oxford University Press, London th Enric Cortes, 1996 A critical review of methods of studying fish feeding based on analysis of stomach contents: application to elasmobranch fishes Can J Fish Aqua Sci, 54: 726-738 Ivley, V.S (1961) Experimental ecology of the feeding of fishes Translated from Russian by D Scott Yale University Press, Connecticut Kiernan, J.A., 1990 Histological and histochemical methods: Theory and practice nd edition Pergamon Press King, M (1995) Fisheries Biology, Assessment and Management Fishing News Books 341 pages Nikolsky, G.V (1963) Ecology of fishes Academic press, London Pp 352 Pravdin, I.F., 1963 Hướng dẫn nghiên cứu cá (chủ yếu cá nước ngọt) Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 1973 Tài liệu tiếng Việt Phạm Thị Minh Giang dịch Schreck, C.B., and Moyle, P.B., 1990 Methods for fish biology American Fisheries Society, USA Sparre, P., Ursin, E and Venema, S.C (1989) Introduction to tropical fish stock assessment Part I –Manual FAO Fisheries Technical Paper 306/1, 337 pp Tacon, Alber G.J., 1990 Standard methods for the nutrition and feeding of farmed fish and shrimp Argent Laboratory 81 MỤC LỤC Trang Chương 0: Mở đầu I Giới thiệu chung 1 Khái quát Lịch sử phát triển nghiên cứu cá Tầm quan trọng phương pháp nghiên cứu mục tiêu giáo trình II Nội dung giáo trình Chương 1: Phương pháp thu xử lý mẫu I Giới thiệu II Phương pháp thu mẫu bão quản mẫu Nguyên tắc thu mẫu Thu mẫu phân tích phòng thí nghiệm Kỹ thuật bảo quản mẫu Kỹ thuật cố định mẫu cho nghiên cứu mô học 10 Chương 2: Phương pháp nghiên cứu hình thái cá 12 I Nguyên lý đo mẫu cá 12 II Đo chiều dài trọng lượng cá 13 III Các tiêu hình thái 13 IV Các tiêu số lượng 17 V Các số sinh trắc 18 VI Tương quan chiều dài trọng lượng hệ số điều kiện 20 Tương quan chiều dài trọng lượng 20 Hệ số điều kiện 21 Chương 3: Phương pháp nghiên cứu mô 23 I Giới thiệu 23 II Phương pháp kỹ thuật nghiên cứu mô 23 Cố định mẫu 24 Cắt tỉa định hướng cho mẫu mô cố định 27 Loại nước, làm mẫu, ngấm paraffin 27 Đúc khối 29 Phương pháp cắt mẫu 30 Nhuộm màu 32 Chương 4: Phương pháp nghiên cứu dinh dưỡng 36 I Thức ăn tự nhiên cá 36 1.Sinh vật phù du 36 Sinh vật tự bơi 36 Sinh vật đáy 36 Chất 37 II Phổ dinh dưỡng 37 III Các số sinh trắc .38 1.Tương quan chiều dài ruột 38 Chỉ số no ống tiêu hóa cường độ bắt mồi 40 Phương pháp phân tích thức ăn ruột cá 41 4.Sự phát triển quan tiêu hóa mối liên hệ với tập tính dinh dưỡng 44 Hệ số chọn lựa thức ăn 44 Các tiêu đánh giá nhu cầu dinh dưỡng cá 46 Chương 5: Phương pháp nghiên cứu sinh học sinh sản 47 I Xác định giới tính .47 II Các giai đoạn phát triển tuyến sinh dục 47 III Xác định mức độ thành thục sinh dục theo chiều dài thể 51 IV Hệ số thành thục 52 V Nghiên cứu thành thục dựa đường kính trứng 52 VI Sức sinh sản 54 VII Mối liên hệ sức sinh sản tiêu sinh học khác 56 Chương 6: Phương pháp nghiên cứu tuổi sinh trưởng 59 I Nguyên lý xác định tuổi 59 II Xác định tuổi phương pháp dùng vảy 60 III Xác định tuổi phương pháp dùng đá tai 61 IV Phương pháp xác định tuôi dựa vào phần xương khác 61 V Phương pháp tần suất chiều dài 62 VI Thành phần tuổi quan hệ tuổi chiều dài .64 VII Tăng trưởng tuyệt đối tăng trưởng tương đối 64 VIII Tính ngược chiều dài cá tăng trưởng .65 IX Phương trình đường cong tăng trưởng 66 Chương 7: Phương pháp nghiên cứu sinh học quần thể 68 I Cấu trúc quần thể 68 II Ước lượng kích thước quần thể 69 III Phương pháp đánh dấu cá 69 Mục đích 69 Phương pháp đánh dấu 70 IV Sự biến động quần thể mơ hình dự báo quần thể .71 V Sự khai thác bền vững quần thể 72 Chương 8: Phương pháp đánh giá trữ lượng cá .73 I Mục tiêu việc đánh giá trữ lượng .75 II Phương pháp đánh dấu bắt lại 75 III Phương pháp đếm trứng 76 IV Phương pháp dùng sóng âm 77 V Phương pháp dựa diện tích quét lưới kéo .77 VI Phương pháp dựa vào suy giảm 78 VII Phương pháp quan sát 79 Tài liệu tham khảo 81 ... Chương 5: Phương pháp nghiên cứu sinh học sinh sản Bài giảng Phương pháp nghiên cứu sinh học cá - Chương 6: Phương pháp nghiên cứu tuổi sinh trưởng - Chương 7: Phương pháp nghiên cứu sinh học quần... nghiên cứu sinh học bao gồm: - Chương 1: Phương pháp thu xử lý mẫu - Chương 2: Phương pháp nghiên cứu hình thái cá - Chương 3: Phương pháp nghiên cứu mô học - Chương 4: Phương pháp nghiên cứu dinh... cận với phương pháp nghiên cứu cá (như sinh viên) cần phương pháp đơn giản dễ ứng dụng Trên ý tưởng đó, giáo trình nầy biên soạn sở tổng hợp nhiều phương pháp ứng dụng nghiên cứu cá trình bày