Vùng cửa sông ven biển

Vùng cửa sông ven biển (Estuarine area) là vùng chịu sự tương tác giữa môi trường nước biển và nước ngọt, hình thành môi trường nước lợ (brackishwater) với sự pha trộn các tính chất của môi trường nước biển và nước ngọt nội địa. Hoạt động thủy triều tác động lên vùng này hình thành các hệ sinh thái thủy sinh vô cùng đa dạng và phong phú, có ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất và phát triển kinh tế của vùng. Vùng cửa sông ven biển là nơi tiếp nhận nguồn dinh dưỡng hữu cơ dồi dào bắt nguồn từ các con sông cũng như được bổ sung từ biển, là nguồn cung cấp thức ăn dồi dào để hỗ trợ cho sự sống của nhiều loại sinh vật khác nhau. Thực tế, vùng cửa sông ven biển được coi là vùng có năng suất sinh học cao vào loại bậc nhất trên hành tinh.

MỞ ĐẦU Vùng cửa sông ven biển (Estuarine area) vùng chịu tương tác môi trường nước biển nước ngọt, hình thành mơi trường nước lợ (brackishwater) với pha trộn tính chất mơi trường nước biển nước nội địa Hoạt động thủy triều tác động lên vùng hình thành hệ sinh thái thủy sinh vô đa dạng phong phú, có ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất phát triển kinh tế vùng Vùng cửa sông ven biển nơi tiếp nhận nguồn dinh dưỡng hữu dồi bắt nguồn từ sông bổ sung từ biển, nguồn cung cấp thức ăn dồi để hỗ trợ cho sống nhiều loại sinh vật khác Thực tế, vùng cửa sơng ven biển coi vùng có suất sinh học cao vào loại bậc hành tinh Hệ sinh thái điển hình vùng cửa sơng ven biển bao gồm thành phần vùng châu thổ (delta), vùng đồng ven biển, vùng đất ngập nước, bãi biển cồn cát, rạn san hô, vùng rừng ngập mặn (rừng sác), đầm phá (lagoon), đặc trưng ven bờ khác Chính khu hệ khác pha trộn môi trường nước biển nước tạo nguồn lợi thủy sản vô đa dạng phong phú Thế nhưng, vùng vô nhạy cảm, dễ bị tổn thương tác động tượng tự nhiên hoạt động khác người gây ô nhiễm việc khai thác mức nguồn tài nguyên thủy sản Vùng duyên hải thường tập trung thành phố lớn (có đến 22 tổng số 32 thành phố lớn giới nằm vùng CSVB) với nửa dân số giới sinh sống, mà phần lớn hoạt động kinh tế, xã hội diễn vùng tác động trực tiếp lên hệ sinh thái tự nhiên Rất nhiều hoạt động phát triển đô thị, công nghiệp nông nghiệp vùng ven biển nằm vùng đất ngập nước ven biển có suất cao dự án phát triển làm biến đổi hệ sinh thái ven biển qui mô lớn Nước thải từ hầu hết đô thị khu công nghiệp giới đổ biển mà không xử lý xử lý chưa đạt yêu cầu, trước tiên qua vùng cửa sông gây hại cho đời sống sinh vật vùng Kết mơi trường bị thối hóa, nghề cá bị sa sút, đất ngập nước bị khô, rạn san hô bị phá hủy, bãi biển bị xuống cấp, nhiều biến đổi có hại khác Vì mà quản lý tốt vùng cửa sông ven biển cần thiết để bảo tồn hệ sinh thái tự nhiên, đôi với việc phát triển kinh tế cách bền vững Môn học “hệ sinh thái cửa sông ven biển” cung cấp kiến thức thảo luận nội dung sau đây: • • • • Giới thiệu vùng cửa sơng ven biển Các khu hệ sinh thái điển hình Tác động người đến hệ sinh thái ven biển Quản lý tài nguyên bền vững vùng cửa sông ven biển CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM VỀ HỆ SINH THÁI VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN 1.1 Khái niệm vùng cửa sông ven biển: 1.1.1 Định nghĩa cửa sơng ven biển (Estuary): Có nhiều định nghĩa khác dùng để diễn tả cửa sông ven biển (CSVB) Định nghĩa Pritchard đưa năm 1967 dùng rộng rãi nhất, là: “Cửa sơng ven biển thủy vực nước lợ bán kín ven bờ nối liền với biển khơi, giới hạn nơi mà nước biển vươn tới pha trộn với dòng nước bắt nguồn từ nội địa” Hạn chế định nghĩa không đề cập đến tác động thủy triều có đề cập pha trộn nước biển nước Trong thực tế có vùng biển khơng có tác động thủy triều có pha trộn nước biển vùng Địa Trung Hải (Mediterranean sea), nên định nghĩa dễ tạo nhầm lẫn Ngược lại, định nghĩa bỏ qua thành phần hệ sinh thái CSVB đầm phá ven bờ (coastal lagoons) vùng biển nước lợ (brackish seas) Ví dụ: đầm phá ven bờ khơng thường xun nối liền biển khơi cung cấp nước biển thời gian định Trong đó, vùng biển nước lợ Caspian Sea, có độ mặn tương tự vài vùng cửa sông khơng có biến đổi độ mặn hàng ngày tác động thủy triều Theo định nghĩa Prichard vùng vịnh ven biển (coastal marine bays) khơng thỏa mãn điều kiện bán kín hồ nước mặn (saline lakes) không thỏa mãn điều kiện nguồn nước cung cấp từ sơng đổ vào có nước mưa, nên chúng không coi phận thuộc vùng CSVB Do thiếu xót định nghĩa Pritchard, nhiều nhà khoa học đề nghị sử dụng định nghĩa phù hợp Fairbridge đưa năm 1980, là: “Một cửa sơng nhánh biển vào dòng sơng đến nơi mà mực nước cao thủy triều vươn tới, thường chia thành phần khác nhau: a) phần biển hay phần cửa sông thấp, nối liền với biển khơi; b) phần cửa sông trung, nơi diễn pha trộn nước biển nước ngọt; c) phần cửa sông cao, chi phối nước tác động thủy triều Giới hạn phần không cố định biến động theo lượng nước đổ từ sông” Sự khác biệt định nghĩa việc xác định giới hạn CSVB Theo định nghĩa Pritchard giới hạn CSVB vùng thượng nguồn nơi nước biển vươn tới, theo Fairbridge giới hạn vùng chịu tác động thủy triều dù khơng pha trộn nước biển Vùng CSVB thường có độ mặn khoảng từ 0.5-35‰ coi vùng nước lợ Tóm lại, vùng CSVB hệ sinh thái động nối liền với biển khơi, qua nước biển thường xâm nhập nhờ tác động thủy triều; nước biển vào cửa sông pha trộn với nước từ sông đổ Kiểu pha trộn thay đổi theo cửa sông khác tùy thuộc vào lượng nước chảy xuống vào biên độ thủy triều, vào mức độ bốc nước vùng CSVB, dùng tảng để phân loại loại CSVB khác 1.1.2 Phân loại CSVB theo kiểu đối lưu nước Có loại CSVB CSVB dương, âm trung tính Loại CSVB dương loại có lượng nước bay vùng nhỏ lượng nước đổ vào Trong loại này, nước đổ nằm lớp nước biển đưa vào, nước pha trộn theo chiều thẳng đứng từ tầng đáy lên tầng mặt Đây loại điển hình vùng ơn đới Loại CSVB âm loại ngược lại với loại trên, nước bay nhiều nước đổ vào Loại chủ yếu có vùng nhiệt đới có xuất vùng ơn đới nước biển đổ vào bị hạn chế ví dụ vùng cửa sông Isefjord Denmark Trong loại âm, bay nước làm cho độ mặn bề mặt tăng cao, nước bề mặt trở nên nặng chìm xuống Vì đối lưu dòng nước xảy theo chiều từ xuống Thoạt đầu, nước biển nước vào vùng cửa sông bề mặt, sau bay làm cho nước chìm xuống tạo đối lưu từ xuống Đôi lượng nước đổ vào CSVB với lượng nước bay hơi, tình làm cho độ mặn vùng không biến động, cửa sông gọi loại trung tính Tuy nhiên tình vô nước bay nước đổ vào khơng Hình 1: CSVB loại dương Hình 2: CSVB loại âm Hình 3: CSVB loại trung tính Việc phân loại có lúc coi hữu dụng để phân loại vùng CSVB phương diện cân nước ngày khơng sử dụng nhiều Thay vào đó, người ta thường dựa vào hình thái địa lý CSVB để phân loại 1.1.3 Phân loại theo hình thái địa lý: Đầm phá Cửa sơng Đồng châu thổ Hình 4: Các dạnh hình phổ biến vùng CSVB Tùy theo hình dạng địa lý, chia vùng CSVB loại khác sau: Cửa sông lớn, chịu tác động mạnh thủy triều Đồng thấp trũng thuộc khu vực sông lớn, chịu ảnh hưởng thủy triều Vùng đầm phá ven bờ hình thành tác động sóng vỗ tạo gờ cát ngăn cách với biển Núi cao ăn tận biển, địa hình khơng phẳng, cao gò đá sát biển chịu ảnh hưởng thủy triều 1.2 Đặc tính vùng ven bờ Vùng ven bờ có đa dạng lớn khu hệ sinh thái, gồm có vùng cửa sơng (estuary), rạn san hô (coral reef), thảm cỏ biển (seagrass bed), rừng sác (mangroves), lagoon (đầm phá), v.v Các hệ sinh thái kể có chức quan trọng hệ thống tài nguyên ven bờ Đối với vùng đất ngập nước, chức bao gồm suất sơ cấp suất thứ cấp để trì khu hệ động, thực vật; dự trữ trầm tích chất carbon hữu để nâng cao suất sinh học; liên kết hệ sinh thái cần thiết để trì chuỗi thức ăn, đường di cư gia tăng sản lượng thủy sản Đối với rạn san hơ, chức hình thành suất sinh học cao cố định carbon cao dẫn đến phát triển đáng kể rạn san hơ; ngồi ra, động học khu hệ tạo ăn mòn vật lý sinh học dẫn đến hình thành trầm tích đá vơi Các chức sản sinh sản phẩm có giá trị cho sử dụng người, bao gồm sản phẩm thủy sản, dầu khí, khống sản, hỗ trợ có ích chống lại xói mòn bờ biển tác động sóng gió bão; tạo vùng đệm có tác dụng lọc sinh học để làm khơng khí mơi trường nước Các sản phẩm hàng hóa phi hàng hóa kể có tác dụng tốt tảng để phát triển kinh tế, số trao đổi theo chế thị trường, số khác khơng thể đánh giá trực tiếp Ví dụ tốt đánh giá giá trị san hơ, nhà cho nhiều loại sinh vật biển khác; giá trị giải trí vùng du lịch thưởng ngoạn cảnh đẹp huyền ảo biển cả, nhiều giá trị hàng hóa phi hàng hóa khác Đối với rừng ngập mặn, tài ngun hàng hóa gồm có gỗ, than củi, tơm cua cá động vật rừng khác Các nguồn tài nguyên không buôn bán mà sử dụng gia đình, chẳng hạn nguồn dược liệu, chất đốt gia đình, thức ăn lúc nghèo đói Bên cạnh tài nguyên hàng hóa, rừng ngập mặn có nhiều giá trị phi hàng hóa chẳng hạn phục vụ vùng cư trú ương tôm cá con, bãi cung cấp thức ăn nhiều loài thủy sản, vùng nghiên cứu động vật hoang dã, vùng đệm ngăn chặn gió bão tác động vào thành phố, v.v Tuy nhiên, giá trị phi hàng hóa thường bị bỏ qua người ta xác định giá trị tài nguyên rừng ngập mặn dự án chuyển đổi khu vực thành khu công nghiệp hay đầm nuôi tôm Trong vùng ven bờ, nơi có cạnh tranh nhóm cộng đồng khác liên quan đến việc sử dụng nguồn tài nguyên, coi tài sản chung (common property) việc sử dụng đất biển thường dẫn đến xung khắc mãnh liệt phá hủy thống hệ thống tài nguyên Các hoạt động vùng ven bờ nhiều nước góp phần đáng kể vào GDP kinh tế quốc gia Ví dụ Srilanka, vùng ven bờ chiếm 24% diện tích đất nước, đóng góp tới 40% GDP quốc gia với 50% dân số sống Nhiều cộng đồng vùng Đông Nam Á phụ thuộc vào công nghiệp dầu lửa tàu thuyền, du lịch ven bờ, khai thác nuôi trồng thủy sản, dựa vào nguồn tài nguyên thiên nhiên mà vùng ven bờ mang lại Vùng ven bờ thường nơi định cư tập trung người nơi thích hợp cho thị hóa Hầu hết thành phố lớn nước vùng Đông Nam Á, nước khác giới nằm vùng ven bờ Vùng ven bờ tâm điểm cho phát triển thời gian tới với gia tăng dân số mở rộng ngành công nghiệp Những phát triển dẫn đến gia tăng xung đột môi trường xã hội, đòi hỏi cần phải có việc thực kế hoạch quản lý tổng hợp 1.3 Môi trường vùng ven bờ 1.3.1 Khí hậu Tần suất xuất gió bão cao, vùng ven biển nhiệt đới, có chế độ gió mùa ảnh hưởng rõ chế độ Biên độ nhiệt độ dao động ngày đêm không lớn lục địa Lượng mưa độ ẩm khơng khí thường cao vùng khác Đây vùng dễ có cố mơi trường bão lốc, sóng thần 1.3.2 Mơi trường đất Có thể có dạng đất đất nhiễm mặn, đất phèn, phèn mặn đất cát, cồn cát ven biển Đất vùng mẫn cảm với điều kiện biến đổi môi trường dễ bị xói lở tác động sóng gió Mơi trường đất bị ảnh hưởng mạnh độ mặn nước biển thủy triều Môi trường sinh thái khơng có tính ổn định, dễ phát triển dễ bị phá hủy, thay đổi 1.3.3 Môi trường nước 1.3.3.1 Tính chất hóa học nước Độ mặn: Độ mặn nước vùng CSVB nằm khoảng từ mặn lợ, độ mặn giảm từ biển vào đất liền Điều kiện nước thay đổi theo chế độ thủy văn cửa sông đổ biển Tùy vào độ mặn mà chia CSVB thành vùng khác nhau, trình bày bảng Bảng 1: Phân loại CSVB theo độ mặn (Theo McLusky, 1993) Khu vực Ảnh hưởng triều River head Tidal fresh Upper Inner Middle Khơng tác động triều, điểm cao mà triều vương tới Có tác động triều Có tác động triều Có tác động triều Có tác động triều Độ mặn (‰) < 0.5 Theo Venice 1959 Limnetic < 0.5 0.5-5 5-18 18-25 Limnetic Oligohaline Mesohaline Polyhaline Lower Mouth Có tác động triều Có tác động triều 25-30 > 30 Polyhaline Euhaline pH: pH nước vùng CSNL thường nằm khoảng từ 7-9 Nước lợ có hệ thống đệm chống lại thay đổi pH tốt pH giảm 6.5 hay tăng 9.5 Do vậy, ảnh hưởng bất lợi pH lên tôm cá thường không phổ biến, trừ vùng đất bị nhiễm phèn Điều có nghĩa pH đất vùng CSNL đáng lo ngại cho hoạt động nuôi trồng thủy sản pH đất vùng CSNL lại thường thấp, cần lưu ý q trình điều hành trại ni thủy sản vùng Mặc dù pH nước vùng CSNL biến động thay đổi theo ngày đêm Điều chủ yếu hoạt động quang hợp phiêu sinh thực vật vào ban ngày hoạt động hô hấp vào sinh vật vào ban đêm Oxy hòa tan (DO): Oxy hòa tan yếu tố mơi trường quan trọng thủy sản DO môi trường CSNL tương đối cao đồng tầng nước Đó dự lưu chuyển thường xuyên dòng nước vùng CSNL Ví dụ, điều kiện nhiệt độ 28oC, áp suất atm độ mặn 30‰ DO khoảng 6.6 mg/L Khi theo dỏi biến động hàm lượng DO NO3- gần cửa sơng, người ta có nhận xét sau: gần cửa sơng DO nitrogen vo thay đổi đáng kể vòng 24 Nhiều biến động lo lực vật lý, chẳng hạn khối nước biến động việc lên xuống thủy triều Ví dụ, thủy triều lên tương đối cao hàm lượng oxy hòa tan tương đối nhiều thường thấy nitrogen thấp Khi thủy triều xuống, vùng cạn đầm lầy có DO thấp ammonia (NH3) lại cao Lý DO xuống thấp lúc mức tiêu thụ oxy cao chủng quần sinh học phong phú (hô hấp sinh vật phân hũy chất hữu hiếu khí) đồng thời sản phẩm thải dạng NH3 lý mà tăng cao Ngồi biến động DO theo qui luật ngày đêm Do hoạt động quang hợp thủy sinh vật, DO tăng suốt ban ngày, ban đêm, hoạt động hô hấp quần thể sinh vật cho DO thấp Nói chung, vùng CSNL hàm lượng DO thường thấp vùng có độ mặn thấp so với vùng có độ mặn cao Biến động NO3- theo vị trí vùng CSNL Tại đầu nguồn vùng cửa sơng, NO3- cao 10 lần so với cửa sơng Ngồi biến động theo mùa đáng kể với NO3-, cao nhiều vào mùa mưa so với mùa khơ dòng nước chảy Nói chung mức NO3- cao vào mùa mưa sông chảy nhiều NO3- giảm với gia tăng độ mặn Điều giải thích pha trộn với nước biển Trong suốt thời gian sinh trưởng cực điểm phiêu sinh thực vật, NO3- thường biến hoàn toàn Những biến đổi oxy nitrogen kết trình lý học sinh học xảy khơng cột nước mà vùng đất ẩm ướt bên bờ lớp trầm tích đáy Ảnh hưởng sinh học lên hàm lượng O2 CO3: Những biến đổi theo không gian thời gian hàm lượng O2 CO2 hòa tan dùng để ước lượng sức sản xuất sinh học (năng suất sinh học) mức tiêu thụ vật chất hữu hệ sinh thái thủy vực Vì khơng đo CO2 hòa tan trực tiếp, nên cần phải ước lượng cách đo pH áp dụng mối quan hệ lý thuyết pH CO2 Biến đổi oxy pH sử dụng để biểu thị mức sản xuất tiêu thụ vật chất Vào ban ngày, oxy pH tăng (CO2 giảm) cho thấy suất sinh học quang tổng hợp tạo giảm vào ban đêm cho thấy số đo hoạt động hô hấp quần thể Phản ứng oxy hóa khử (redox reation) chất trầm tích (sediment): Các q trình chuyển hóa vật chất vùng nước lợ coi quan trọng Những vật chất cung cấp nguồn lượng sơ cấp cho sinh vật sống mơi trường Tất q trình chuyển hóa thực thơng qua phản ứng hóa học gọi phản ứng oxy hóa khử (OXHK) Các phản ứng OXHK thực có chuyển hóa điện tử từ chất sang chất khác Chất oxy hóa (OXH) dạng khí (O2 phân tử) chất nhận điện tử quan trọng Ngoài ra, đáy cột nước sâu, pha với nguồn oxy khơng khí có chất OXH chủ yếu SO42- Sản phẩm chất khử bề mặt lớp trầm tích H2S (hydro sulfide) làm cho đất vùng đầm lầy nước lợ có mùi hắc Thơng thường điều kiện OXH nhiều gần lớp tiếp giáp mặt trầm tích cột nước Càng xuống sâu điều kiện khử nhiều Tại phân tầng khác lớp trầm tích, đặc tính OXH qui định chất OXH khác Thông thường tác nhân oxy phân tử chất OXH quan trọng bề mặt lớp trầm tích Trong lớp (0-4 cm) NO3- chất OXH chiếm ưu thế, vùng SO42- carbonate (chủ yếu CO2) khoảng 10-15 cm sâu Sản phẩm dị hóa vi khuẩn vùng hiếu khí kỵ khí cung cấp thức ăn cho động vật không xương sống đáy Và sản phẩm hô hấp bị khử (H2S, NH4+, CH4) nguồn lượng cho vi khuẩn hóa tự dưỡng (chemo-autotrophic bacteria), có khả chuyển hóa carbon thành vật chất hữu Vài chất vào chuỗi thức ăn vùng cửa sông Phần lớn chất OXH vùng cửa sông sulphate (SO42-) bị khử thành sulfide (S2-) Một số sulfide bị giữ lại lớp trầm tích kết tủa với ion kim loại sắt Hầu hết phần lại hòa tan phân tán vào tầng hiếu khí mặt Ở q trình OXH lại xảy tức khắc trở lại SO42- cách tự phát (khơng có trung gian sinh học), qua xúc tác vi khuẩn hóa tự dưỡng hay quang tự dưỡng (photo-autotrophic bacteria) Một tỉ lệ pyrite (FeS2) hình thành q trình tích tụ bị OXH trở lại thành SO42- Nói chung tái tạo chất dinh dưỡng đường phân hủy chất hữu có nguồn gốc từ chất thải động vật từ sinh vật sống hay sinh vật bị phân hủy vi sinh vật (vi khuẩn nấm) Vi sinh vật lấy chất dinh dưỡng (năng lượng) từ q trình này, chất phân hủy giải phóng hòa tan vào nước dạng chất vơ cơ, q trình phân hũy xảy hồn tồn Muối khoáng chất dinh dưỡng sinh vật tự dưỡng: Nhu cầu dưỡng chất tảo sinh vật tự dưỡng vùng CSNL nhiều, dù khác theo loài khác bao gồm: C, N, P, Si S, K, Mg, Na, Ca, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Co Và vitamin Thiamine, Cyanocobalamin, Biotin Nhóm nguyên tố cần cho phát triển tảo khuê (diatom) Tất nguyên tố kể phong phú môi trường nước lợ, coi cung cấp đầy đủ cho nhu cầu phát triển tảo trừ N,P Hàm lượng N, P vùng CSNL biến động thường xuyên theo thời gian không gian Sự biến động tùy thuộc vào cung cấp vật chất từ nước đối lưu vật chất từ biển Ngồi tùy thuộc vào hình thành thối hóa sinh học Các chất thường có vòng tuần hồn chất hữu vơ cơ, thành phần hữu chuỗi thức ăn 1.3.3.2 Tính chất vật lý môi trường nước Độ đục (turbidity): Nước vùng CSNL thường chứa nhiều vật chất lơ lững Vật chất lơ lững gồm hạt sét, phù sa, mảnh vụn hựu Chúng giữ lơ lững khấy động dòng nước Nhưng độ đục nước khơng gây vật chất lơ lững vô sinh học mà có góp phần thành phần sinh học phát triển phiêu sinh thực vật Thông thường, độ đục yếu tố chất lơ lững thường mang lại ảnh hưởng bất lợi việc nuôi trồng thủy sản ao lồng, bè Do nước biển, nước sông nước lợ, hàm lượng chất dinh dưỡng cao, có nhiều chất phù sa lơ lững nhiều hạt sét mịn, vật chất lắng đọng nhanh chóng làm cho đáy bị biến đổi mau lẹ tạo nên trầm tích nhiều sét Ngồi độ đục cao cản trở chiếu sáng qua cột nước xuống đáy Nhiệt độ: Nước lợ có thay đổi nhiệt độ theo điều kiện bên tương đối nhanh (do có ion muối với hàm lượng cao), tức mau nóng mau lạnh Sự chênh lệch nhiệt độ thủy vực tương đối lớn Nhiệt độ nước biển lên đến 39oC, ảnh hưởng bất lợi lên tơm cá xảy 1.3.3.3 Các thành phần sinh học vùng CSNL Phytoplankton vùng CSNL Phiêu sinh thực vật (PSTV) có mặt khắp nơi vùng CSNL Chúng góp phần đáng kể vào sức sản xuất sơ cấp tổng cộng vùng CSNL Chúng cung cấp nguồn thức ăn trực tiếp cho nhiều động vật cột nước tầng sa lắng Nhìn chung, nhóm tảo chiếm ưu tảo khuê (diatom) tảo Dinoflagellate Những nhóm quan trọng khác gồm tảo giáp (Cryptophyte) tảo lục (Chlorophyte), tảo vàng ánh (Chrysophyte) phong phú Thành phần loài tảo kể phụ thuộc vào yếu tố môi trường như: độ mặn, độ đục, chất dinh dưỡng, xáo động dòng nước độ sâu Chúng khác nhiều hình dạng kích thước Người ta chia PSTV thành nhóm kích thước Những tảo bị giữ lại lưới lọc kích thước chuẩn (20 µm) gọi netplankton hay microplankton, tảo lọc qua lưới gọi nanoplankton Một nhóm thứ gọi ultraplankton hay picoplankton có kích thước nhỏ µm Nhóm nanoplankton thường chiếm ưu số lượng hầu hết cửa sông, netplankton chiếm phần lớn khối lượng Khi từ sông biển, PSTV có khuynh hướng nhiều tảo nhỏ Nhiều tác giả cho rằng, đến 10% tảo khuê tảo flagellate bị giữ lại lưới (20 µm) thu mẫu Người ta thấy thành phần lồi tảo vùng cửa sơng ven biển, tảo chiếm ưu tảo khuê Skeletonema costatum, chiếm 81% tổng số lượng tế bào PSTV sinh khối tảo vùng Nói chung tháng lũ, tảo lục tảo lam phát triển phong phú thủy vực nước lợ nhạt Tảo giáp tảo khuê ưa sống nơi có độ mặn cao, số lồi thích nghi với nước lợ nhạt ven bờ Những khu vực giàu muối dinh dưỡng, cửa sông ven biển khu vực nước trồi nơi PSTV phát triển mạnh Zooplankton vùng CSNL Zooplankton chia thành nhóm dựa vào vòng đời holoplankton meroplankton Holoplankton trãi qua toàn đời sống hình thức phiêu sinh Meroplankton có phần đời sống dạng phiêu sinh giai đoạn ấu trùng Holoplankton ln sống mơi trường có tốc độ sinh trưởng nhanh, có sức chịu đựng mặt sinh lý rộng hình thức cư trú đặc biệt cho phép chúng tồn môi trường biến đổi Meroplankton trãi qua giai đoạn ngắn dạng phiêu sinh Chúng thường xuất thời gian năm suất sinh học thủy vực cao điều kiện môi trường tốt cho tồn phát triển Về kích thước, chúng chia thành hai nhóm: net-zooplankton (mắc lại lưới 0,2 mm) micro-zooplankton (lọc qua lưới 0,2 mm) Nhóm chân chèo copepod chiếm số lượng nhiều Những nhóm khơng phải chân chèo gồm: giáp xác (crustacean) hàm tơ Chaetognath (arrow worm) Trong nhóm meroplankton, ấu trùng dạng nhóm sinh vật đa dạng với nhiều đại diện lớp khác Thông thường dạng chưa trưởng thành động vật không xương sống đáy động vật có dây sống, trứng, ấu trùng, dạng ấu niên (juvenile) sinh vật bơi lội (tôm, cua, cá) Nhóm microplankton phong phú nhóm netplankton Chúng dạng ấu trùng metazoa nhỏ, chẳng hạn Acarta số protozoa flagellate dị dưỡng Sự phân bố giống loài PSĐV thay đổi theo độ mặn mơi trường Ví dụ: triều cao, độ mặn tăng, chiếm đa số giống Calanus, Podon Evadne Khi triều thấp, nước hơn, có nhóm Cladocera nước chẳng hạn Bosnia, Daphnia Holapedium Copepod nước Cyclop Diaptomus Hai nhóm này, trường hợp hơn, đại diện cho PSĐV nước mặn (trong khoảng giao động nước lợ) Sự phong phú phiêu sinh động vật biến đổi theo mùa, phytoplankton biến đổi theo mùa, zooplankton có khuynh hướng biến động theo Ở vùng nhiệt đới, người ta thấy PSĐV nghèo nàn vào mùa đông Ở khu rừng sác, người ta thấy sinh khối PSĐV cao vào mùa mưa thấp vào mùa khơ Nói biến động theo ngày đêm theo chiều thẳng đứng, PSĐV Copepoda, Cladocera, Chaetognatha nhiều loại ấu trùng lên gần mặt nước mặt trời lặn Có lẽ điều cho phép việc tìm kiếm thức ăn vào ban đêm tương đối an toàn nhờ bóng tối, giảm địch hại Động vật đáy vùng CSNL Tầng đáy CSNL cung cấp nơi cho sinh vật sống chui rúc, đào hang, trường bò sinh vật bơi lội Đáy nơi tang trữ chất hữu cơ, nơi cho biến đổi hóa học cần thiết tương tác lý học Đáy vùng CSNL điều chỉnh bổ sung cho hầu hết q trình lý hóa, địa chất sinh học thơng qua tồn hệ thống CSNL Động vật đáy liên quan trực tiếp hoặ gián tiếp đến hầu hết trình lý hóa xảy CSNL Ví dụ, số động vật làm nước cách lọc vật chất hữu cơ, số khác lại làm đục nước chúng khấy đảo lớp trầm tích Động vật đáy đóng vai trò quan trọng việc đóng góp thức ăn cho sinh vật khác vực nước cạn Ngoài chúng loại thực phẩm có giá trị cho người (như hàu, vẹm, nghêu, sò, v.v.) Nhiều động vật đáy lọc nước lấy thức ăn, chúng cạnh tranh thức ăn với ăn lọc tầng nước Tuy nhiên, sinh vật đáy sản sinh số lượng lớn trứng ấu trùng hàng năm, đóng góp vào nguồn thức ăn thủy vực Nhiều động vật đáy tạo môi trường đáy mềm cách tạo lớp mùn dày từ chất thải chúng, số khác làm mềm đáy cứng Hầu hết động vật đáy lấy oxy từ tầng đáy số nhóm lại dẫn oxy vào đáy cách bơm nước vào lớp trầm tích Các động vật đáy hấp thục chất độc ăn sinh vật gây bệnh cột nước tích vào thể chúng Q trình gây tích lũy độc chất sinh vật ăn đáy Phân bố không gian động vật đáy thay đổi theo điều kiện đáy Ví dụ, đáy bùn pha cát vùng nước cạn hay vùng có bùn với lưu tốc nước mạnh, thường chiếm ưu động vật ăn chất lơ lững Ở tầng lắng đọng mịn vùng che chắn nhiều hơn, có động vật ăn mùn bả Ví dụ, ốc bùn lầy cua bùn lầy Dọc theo dòng chảy thủy triều đầm lầy nước mặn CSNL có nhiều rừng sác có nhiều rạn hàu Vùng độ mặn oligohaline vùng CSNL nhiệt đới, có sò nước lợ ấu trùng muỗi lắc (Chironemus) Các rạn đá có hàu, vẹm, v.v Hệ thống vi sinh vật mùn bả hữu Vi sinh vật vùng CSNL gồm protozoa, fungi, virus, bacteria Sự phân giải vật chất VSV giúp cho vòng tuần hồn vật chất liên tục Ngồi hấp thụ chất hữu hòa tan, có tác dụng ngăn chặn lượng, cuối chúng bị ăn sinh vật khác chuỗi thức ăn Nói chung, vi sinh vật cầu nối dinh dưỡng sinh vật Các vòng tuần hồn C,N,P,S phụ thuộc phần lớn vào hoạt động vi sinh vật Bên cạnh tác động dương, VSV có tác động âm đến hệ sinh vật sống vùng CSNL Cả chủng quần thực vật lẫn động vật bị ảnh hưởng mầm bệnh VSV, có tác dụng điều khiển biến động hầu hết chủng quần sinh vật cao Mùn bả hữu coi nguồn thức ăn quan trọng CSNL Năng suất thủy vực cao hay thấp, có liên quan đến mùn bả hữu cơ, phần lớn nguồn lượng CSNL Các loài thủy sản Vùng CSNL dồi loại thủy sản, gồm tôm, cua, cá, mực lồi thú Những nguồn lợi có nguồn gốc từ: • Những lồi có nguồn gốc từ nước ngọt, vào vùng nước lợ • Những lồi thủy sản nước lợ thực sự, có tồn đời sống nước lợ • Những lồi sống biển nước lợ, trãi qua thời gian nước lợ bãi sinh trưởng, chúng thường đẻ sống phần lớn đời sống trưởng thành biển, hay trở vùng nước lợ theo mùa • Những loài sống biển vào nước lợ kiếm ăn theo mùa giai đoạn trưởng thành • Những lồi qua vùng nước lợ trình di cư xi dòng ngược dòng • Những xuất nước lợ không theo qui luật 1.3.3.4 Địa chất vùng CSNL Về học: thông thường đất vùng nước lợ trình bồi lắng tạo nên Quá trình bồi lắng nhanh hay chậm định tính chất học đất Bồi lắng lẹ thành phần sét cao đất chắc, rừng sác không thay nhiều lần nên thành phần hữu làm cho độ kết dính cao Ngược lại, trình bồi lắng chậm hạt cát nhiều chất hữu nhiều nên độ kết dính thấp Tuy nhiên đơi q trình bồi lắng lẹ, đất lớp nhiều loại vỏ nhuyễn thể nên thành phần hạt sét nhiều khơng vững Khi đắp đê, cần phải có thiết bị chống thấm Về hóa học: đất thành lập nên hóa học đất thay đổi theo trình bồi lắng Quá trình bồi lắng nhanh hay chậm định tình trạng phèn tiềm tàng nhiều hay Nếu q trình hình thành đất nhanh chóng khơng có phèn tiềm tàng (FeS2) Ngược lại, q trình hình thành đất chậm phèn tiềm tàng nhiều 10 Đất phèn hình thành điều kiện trầm tích (trừ đất phèn nhiễm), thành phần hóa học có nhiều lưu huỳnh Lưu huỳnh đất phèn thường dạng sulphur, pyrite, công thức chung FeS2 Đất phèn tiềm tàng (phèn chưa hoạt động) loại đất tinh khống FeS2 giữ ngun trạng Trạng thái trì nước ln ngập tầng đất chứa FeS2 Phẫu diện đất loại có tầng mùn tầng sinh phèn Phèn hoạt động loại phèn tiềm tàng chuyển hóa thành Hợp chất sulphur (FeS2) phẩu diện đất, lý chuyển thành hợp chất sulphur, chẳng hạn như: FeSO4, H2SO4, KFe(SO4)2(OH)6, v.v Phẩu diện đất loại gồm: tầng mùn tầng tích tụ tầng sinh phèn Các phản ứng chuyển hóa thành phèn tại: FeS2 + 7/2 O2 + H2O Fe2+ + 2SO42- + 2H+ Fe2+ + 1/2 O2 + 2H+ Fe3+ + H2 O Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3+ 3H+ _ FeS2 + 4O2 + 3H2O Fe(OH)3 + 2SO4 + 3H+ 1.4 Thủy triều 1.4.3 Định nghĩa Thủy triều (tide) tượng nước thủy vực tự nhiên dâng lên cao hạ xuống thấp theo chu kỳ Có nguyên nhân gây tượng thủy triều Thủy triều thiên thể gây ra, tác động lực vạn vật hấp dẫn, gọi thủy triều thiên văn Thủy triều điều kiện khí tượng gió bão, hoạt động sóng v.v., gọi thủy triều khí tượng Thủy triều khí tượng xảy không theo qui luật Thủy triều thiên văn xảy hàng ngày có qui luật Các tượng khí tượng giải thích sau: Để giải thích, người ta giả sử mặt đất bao phủ lớp thủy (hydrosphere) • Trong ngày có lần nước lên lần nước xuống R: bán kính trái đất C: nằm ¾ R, tâm quay mặt trăng r: khoảng cách trái đất mặt trăng Lực vạn vật hấp dẫn GF = (m1 + m2)/r2 với (m1 m2 khối lượng vật thể) Trái đất tự quay quanh trục nó, tạo lực ly tâm điểm bề mặt nhau, gọi CF Tổng lực điểm: F = CF + GF2 Tổng lực F điểm A A’ lực dương, nên nước lớn điểm này, hay nói ngày có lần nước lớn điểm A A’ Như vậy, có lần nước B B’ hình vẽ 11 B’ GF GF E M A A’ CF CF B • Ngày thủy triều dài 24 50 phút Trong thực tế, thủy triều lên đến đỉnh ngày hôm sau chậm ngày hơm trước gần Chúng ta chứng minh điều Trái đất quay quanh trục vòng 360o vòng 24 Mặt trăng quay 360o vòng 30 ngày Như vậy, ngày quay 12o Do đó, ngày hơm sau, mặt trăng từ điểm sang điểm 2, trái đất phải quay 360o + 12o để có mặt trăng đỉnh đầu điểm A, tức cần phải quay 24h + 48’ = 24h48’ Hay ta làm tròn 24h50’ Như vậy, nước ngày hôm sau lên trễ ngày hôm trước khoảng thời gian gần 50 phút Điều có nghĩa ngày thủy triều dài 24h50’ M B’ o A 12 A’ GF E ngày GF M CF CF B • Mỗi tháng có nước cao (gọi nước rong) nước thấp (gọi nước kém) Hiện tượng tác động cộng hưởng mặt trăng mặt trời lên trái đất Mặt trời xa trái đất có khối lượng lớn nên lực F2 có ý nghĩa Như vậy, nước rong ngày trăng non ngày tối trời (đêm 30 âm lịch) Còn nước ngày trăng khuyết 12 1.3.2 Các dạng thủy triều: vào chu kỳ người ta chia thành dạng thủy triều sau Bán nhật triều (semi-diurnal tide): ngày thủy triều có lần nước lớn lần nuớc ròng Đây tượng phổ biến vùng biển đại dương giới Biên độ tương đối lớn Toàn nhật triều (diurnal tide): ngày thủy triều có lần nước lên lần nước xuống Nó phổ biến có biên độ thấp Tạp triều (mixed tide): khơng phải dạng trên, gồm dạng là: + Tạp triều thiên bán nhật hay bán nhật triều không Ln có lần nước thấp ngày + Tạp triều thiên tồn nhật hay tồn nhật triều khơng Ln có lần nước thấp ngày + Tạp triều nghĩa 1.3.3 Sự phân bố dạng thủy triều Dọc theo duyên hải Việt Nam, phân bố dạng thủy triều phong phú, có tất dạng triều giới phức tạp có nhiều điểm riêng Ví dụ, giới tượng toàn nhật triều biên độ nhỏ, Việt Nam nhiều biên độ cao Bán nhật triều có Việt Nam biên độ thấp Tạp triều Việt Nam nhiều Sự phân bố sau: Từ Móng Cái đến Thanh Hóa: nhật triều với biên độ tương đối lớn, khoảng 3-4 m Nó hình thành vùng nước lợ tương đối rộng Cảng Hòn Dấu Đặc tính thủy triều vùng giống Hòn Gai 13 Từ Nghệ Tĩnh đến Hàm Tân: nhật triều không với biên độ 1-2 m (trừ vùng xung quanh biển Thuận An-Huế) Diện tích bãi triều tương đối nhỏ Cảng Đà Nẵng Biển Thuận An-Huế: bán nhật triều tiêu biểu Biên độ tương đối nhỏ Hàm Tân đến Mũi Cà Mau: bán nhật triều khơng có lần nước lên xuống dễ lầm với bán nhật triều Biên độ tương đối lớn, 3-4 m Diện tích bãi triều lớn Cảng Vũng Tàu Mũi Cà Mau-Mũi Nai: nhật triều không biên độ nhỏ m Cảng Hà Tiên 1.3.4 Qui luật phân bố biên độ thủy triều Biên độ thủy triều tương đối lớn nơi có thểm lục địa tương đối rộng, nơi tận vịnh có miệng mở rộng eo biển Ví dụ: vùng biển Nam Bắc Biên độ trung bình ứng với bờ biển tương đối thẳng, ví dụ biển miền Trung Việt Nam Biên độ nhỏ ứng với nơi có vịnh kín, ví dụ vịnh Thái Lan 1.3.5 Thủy triều nghề ni thủy sản nước lợ: Nói chung, vùng triều chia thành khu triều: + Khu triều cao: khu bị ngập nước thủy triều nhị chí mà khơng bị ngập thủy triều nhị phân + Khu triều trung: khu giới hạn mức nước lớn thủy triều nhị phân đến nước thấp thủy triều nhị phân Ở khu này, nước lớn thơng thường hàng ngày ngập nước ròng hàng ngày cạn (gọi ngập theo chu kỳ tháng) + Khu triều thấp: khu giới hạn mức nước thấp thủy triều nhị phân đến mức nước thấp thủy triều nhị chí Khu phơi cạn nước thủy triều ròng xuống thấp (hay ròng sát) Thời gian ngập nước năm nhiều thời gian cạn * Lưu ý: - Nhị chí lần trái đất gần mặt trời hơn, gồm đơng chí (22/12) hạ chí (23/6) Nhị phân lần trái đất xa mặt trời hơn, gồm xuân phân (21/3) thu phân (23/9) - Khơng mét hải đồ (chart datum): tính mực nước biển thấp nhiều năm có trừ khoảng (khoảng 10-20 cm), tức mức nước ròng khơng xuống tới m hải đồ (tính theo hệ thống Pháp); tính mực nước biển thấp nhiều năm m hải đồ mức thực tế, mực nước xuống 0, số âm (theo hệ thống Anh) 14 Mặt trời Trái đất Chế độ thủy triều cường độ triều có ảnh hưởng mạnh đến tính chất nước hệ sinh thái vùng CSVB Cường độ thủy triều khác nhiều tùy vùng địa lý, chia thành mức độ khác trình bày bảng sau: Bảng 2: Tên gọi vùng triều theo cường độ triều Loại triều Biên độ triều Ví dụ Microtidal 6m Việt Nam khơng thấy có biên độ 1.3.4 Mơi trường khơng khí Thường chất lượng khơng khí vùng ven biển tốt khơng có hoạt động cơng nghiệp Những vùng hoạt động cơng nghiệp ven biển mơi trường khơng khí bị ảnh hưởng Hàm lượng muối khơng khí cao dễ gây ăn mòn kim loại, cơng trình xây dựng vật liệu 1.3.5 Đa dạng sinh học Xét tính đa dạng sinh học, vùng CSVB chia làm hai phần: phần nước cạn Phần cạn gồm có sinh vật vùng cao sinh vật vùng ngập bán ngập Phần nước chia sinh vật tầng mặt, sinh vật tầng nước nông sinh vật tầng nước sâu Nhìn chung đa dạng sinh học vùng ven biển phong phú đa dạng Tính đa dạng phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường tự nhiên nhiệt độ, chế độ nước, mơi trường đất Đối với vùng đất cao, ngập triều khơng có nước ngọt, đất dễ nhiễm mặn khơ hạn đa dạng sinh học nghèo nàn Đối với vùng ngập nước bán ngập triều hay gọi đất ngập nước, đa dạng sinh học phong phú nhiều 1.3.6 Ơ nhiễm mơi trường vùng ven biển Ngày với tốc độ phát triển kinh tế mạnh mẽ, hoạt động sản xuất sinh hoạt người đa tác động mạnh mẽ đến môi trường sinh thái ven biển theo hướng ngày xấu Nguyên nhân ô nhiễm xuất phát từ: chất thải từ sinh hoạt thành phố; chất thải từ khu công nghiệp; chất thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp bao gồm nuôi trồng thủy sản 1.3.7 Các dạng lượng môi trường ven biển Năng lượng sóng biển: vơ lớn đến người khai thác, sử dụng khoảng 1-2% Một số nước giới đa sử dụng phần lượng sóng biển để phát điện, nhiên vấn đề có nhiều khó khăn thiết kế, xử lý cơng trình 15 Năng lượng gió: loại lượng có tiềm lớn dùng để phát điện, bơm nước, quay động cơ, Tuy nhiên nguồn lượng chưa khai thác nhiều Năng lượng ánh sáng mặt trời: sinh vật sử dụng lượng cho quang hợp, sinh trưởng phát triển, người sử dụng để sấy khô nguyên liệu, làm muối, v.v 16 ... VỀ HỆ SINH THÁI VÙNG CỬA SƠNG VEN BIỂN 1.1 Khái niệm vùng cửa sơng ven biển: 1.1.1 Định nghĩa cửa sông ven biển (Estuary): Có nhiều định nghĩa khác dùng để diễn tả cửa sông ven biển (CSVB) Định... cách với biển Núi cao ăn tận biển, địa hình khơng phẳng, cao gò đá sát biển chịu ảnh hưởng thủy triều 1.2 Đặc tính vùng ven bờ Vùng ven bờ có đa dạng lớn khu hệ sinh thái, gồm có vùng cửa sơng... CSVB đầm phá ven bờ (coastal lagoons) vùng biển nước lợ (brackish seas) Ví dụ: đầm phá ven bờ không thường xuyên nối liền biển khơi cung cấp nước biển thời gian định Trong đó, vùng biển nước lợ