ỨNG DỤNG MÔ HÌNH CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN ĐÔNG TÂY NAM BỘ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THỊ HOA ỨNG DỤNG MƠ HÌNH CHUYỂN HĨA NĂNG LƯỢNG ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN ĐÔNG - TÂY NAM BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THỊ HOA ỨNG DỤNG MƠ HÌNH CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN ĐÔNG - TÂY NAM BỘ Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 8440228.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đoàn Văn Bộ Hà Nội – 2019 LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Đoàn Văn Bộ, người tận tình hướng dẫn bảo em suốt trình thực luận văn Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy, cô giáo Bộ môn Khoa học Công nghệ biển thầy, giáo khoa Khí tượng, Thủy văn Hải dương học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội dạy, hướng dẫn hỗ trợ em năm học qua Em xin chân thành cảm ơn Học viên Phạm Thị Hoa MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN ĐÔNG – TÂY NAM BỘ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG 1.1 Giới thiệu vùng biển Đông – Tây Nam Bộ 1.1.1 Vị trí địa lý .3 1.1.2 Điều kiện khí tượng, thủy văn 1.2 Khái quát nguồn lợi cá nhỏ vùng biển Đông – Tây Nam Bộ 1.3 Một số phương pháp đánh giá trữ lượng cá khả khai thác 11 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG VÀ NGUỒN SỐ LIỆU SỬ DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN ĐÔNG – TÂY NAM BỘ 15 2.1 Phương pháp chuyển hóa lượng 15 2.1.1 Giới thiệu mơ hình tựa cạnh tranh quần xã sinh vật biển .15 2.1.2 Mơ hình xác định suất sinh học hiệu suất sinh thái 19 2.1.3 Các số liệu dầu vào kết đầu mô hình 21 2.1.4 Đánh giá mơ hình 22 2.1.5 Phương pháp lượng xác định trữ lượng khả khai thác cá nhỏ 23 2.2 Dữ liệu sử dụng nghiên cứu nguồn lợi cá nhỏ vùng biển Đông – Tây Nam Bộ 24 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN ĐÔNG – TÂY NAM BỘ 32 3.1 Đặc trưng trình sản xuất sơ cấp thực vật phù du vùng biển Đông – Tây Nam Bộ 32 3.2 Đặc trưng trình sản xuất thứ cấp động vật phù du vùng biển Đông - Tây Nam Bộ .37 3.3 Các hiệu suất sinh thái vùng biển Đông - Tây Nam Bộ .41 3.4 Ước tính trữ lượng khả khai thác nguồn lợi cá nhỏ vùng biển Đông – Tây Nam Bộ 42 3.4.1 Sinh khối cá nhỏ 42 3.4.2 Năng suất cá nhỏ 43 3.4.3 Ước tính trữ lượng nguồn lợi cá nhỏ .44 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 52 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Trữ lượng khả khai thác cá vùng biển Việt Nam phương pháp diện tích 10 Bảng 2.1: Các giá trị thông số mơ hình áp dụng vùng biển Đơng – Tây Nam Bộ 29 Bảng 3.1: Thống kê giá trị sinh khối thực vật phù du theo tháng số tầng (mg-tươi/m3) 32 Bảng 3.2: Thống kê giá trị trung bình cột nước quang hợp yếu tố theo tháng (Sinh khối: mg-tươi/m3, Năng suất: mgC/m3/ngày) 33 Bảng 3.3: Thống kê giá trị sinh khối động vật phù du theo tháng số tầng (mg-tươi/m3) 37 Bảng 3.4: Giá trị hiệu suất sinh thái trung bình tháng tồn vùng biển 41 Bảng 3.5: Ước tính trữ lượng khả khai thác nguồn lợi cá nhỏ theo khu vực 45 Bảng 3.6: Trữ lượng khả khai thác cá vùng biển Việt Nam .48 Bảng 3.7: Hiện trạng khai thác vùng biển qua năm 48 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Vị trí địa lý vùng biển Đông – Tây Nam Bộ Hình 1.2: Bản đồ trường ứng suất gió trung bình tháng (trái) tháng (phải) (dyn/cm2) Hình 1.3: Hồn lưu nước vùng biển Đông - Tây Nam Bộ (Nguồn: Wyrtki, 1961) Hình 1.4: Độ muối nước biển tầng mặt tháng (trái) tháng (phải) Hình 1.5: Phân bố nguồn lợi cá nhỏ vùng biển Biệt Nam mùa gió Tây Nam (trái) Đơng Bắc (phải) Hình 2.1: Các trình ảnh hưởng tới phát triển quần xã sinh vật biển 16 Hình 2.2: Sơ đồ kênh lượng qua bậc dinh dưỡng i .19 Hình 2.3: Q trình chuyển hóa lượng qua bậc dinh dưỡng chuỗi thức ăn biển 24 Hình 2.4: Độ sâu vùng biển nghiên cứu với độ phân giải 0.25 độ kinh vĩ .25 Hình 2.5: Phân bố nhiệt độ trung bình tầng mặt vùng biển nghiên cứu (0C) .27 Hình 2.6: Biến trình năm xạ quang hợp trung bình tầng mặt vùng biển (cal/cm2/phút) 28 Hình 3.1: Phân bố giá trị trung bình cột nước sinh khối thực vật phù du số tháng đại diện (mg-tươi/m3) 34 Hình 3.2: Phân bố giá trị trung bình cột nước suất sơ cấp tinh số tháng đại diện (mgC/m3/ngày) 35 Hình 3.3: Phân bố giá trị trung bình cột nước sinh khối động vật phù du số tháng đại diện (mg-tươi/m3) 39 Hình 3.4: Phân bố giá trị trung bình cột nước suất thứ cấp số tháng đại diện (mgC/m3/ngày) 40 Hình 3.5: Phân bố sinh khối cá nhỏ vùng biển nghiên cứu (tấn/ơ lưới) 42 Hình 3.6: Phân bố khu vực khả khai thác nguồn lợi cá nhỏ vùng biển (tấn/ô lưới/tháng) 44 Hình 3.7: Phân bố trữ lượng nguồn lợi cá nhỏ vùng biển (tấn/ô lưới/năm) 45 Hình 3.8: Phân bố theo tháng tổng sinh khối (nghìn tấn) khả khai thác (nghìn tấn/tháng) nguồn lợi cá nhỏ toàn vùng biển nghiên cứu 46 Hình 3.9: Phân bố khả khai thác cho phép theo tháng nguồn lợi cá nhỏ khu vực (nghìn tấn/tháng) .47 Hình P1: Phân bố nhiệt độ trung bình tầng 10m (0C) 52 Hình P2: Phân bố nhiệt độ trung bình tầng 20m (0C) 53 Hình P3: Phân bố nhiệt độ trung bình tầng 50m (0C) 54 Hình P4: Phân bố giá trị tích phân sinh khối thực vật phù du cột nước 1m lớp quang hợp tháng (mg-tươi/m2) 55 Hình P5: Phân bố giá trị tích phân sinh khối động vật phù du cột nước 1m lớp quang hợp tháng (mg-tươi/m2) 56 Hình P6: Phân bố giá trị tích phân suất sơ cấp tinh cột nước 1m lớp quang hợp tháng (mgC/m2/ngày) 57 Hình P7: Phân bố giá trị tích phân suất thứ cấp cột nước 1m lớp quang hợp tháng (mgC/m2/ngày) 58 MỞ ĐẦU Ở vùng biển nước ta, nghề khai thác cá nhỏ tồn từ lâu, trước nghề khai thác cá đáy cá đại dương phát triền Mặt khác, biển Việt Nam lại nằm khu vực nhiệt đới gió mùa có khu hệ cá biển thuộc khu hệ động vật Ấn Độ - Tây Thái Bình Dương nên cá biển Việt Nam không phong phú, đa dạng thành phần lồi mà đặc trưng cho cá biển nhiệt đới đặc điểm sinh vật học Chính vậy, nghề cá vùng biển nhiệt đới nói chung vùng biển Việt Nam nói riêng đa dạng Để khai thác hiệu nguồn tài nguyên cá biển có cá nhỏ, việc đánh giá trữ lượng khả khai thác nguồn tài nguyên cần thiết Hiện có nhiều phương pháp đánh giá trữ lượng cá biển phương pháp diện tích, phương pháp thủy âm,…, nhiên phương pháp đưa số trữ lượng khả khai thác nguồn lợi cá nhỏ chung cho vùng biển cho năm Việc khu vực tập trung nguồn lợi vùng biển biến động chúng theo thời gian tháng, vụ cá chưa đạt Ngày nay, với phát triển tốn học tính tốn, việc sử dụng mơ hình tốn nghiên cứu biển ngày có nhiều triển vọng Ngồi mơ hình ứng dụng nghiên cứu vật lý, thủy thạch động lực học biển phổ dụng giới, mơ hình tốn ứng dụng nghiên cứu hệ sinh thái môi trường biển dần hoàn thiện phổ cập Ở Việt Nam, hướng nghiên cứu triển khai đạt thành công định với số mô hình tốn liên quan đến chu trình chuyển hóa vật chất biển, có mơ hình “tựa cạnh tranh” quần xã sinh vật biển, mơ hình chuyển hóa lượng áp dụng đánh giá trữ lượng khả khai thác tài nguyên cá biển giải vấn đề tồn nêu Luận văn có tên “Ứng dụng mơ hình chuyển hóa lượng đánh giá trữ lượng khả khai thác nguồn lợi cá nhỏ vùng biển Đông - Tây Nam Bộ” với nội dung ứng dụng (mang tính thử nghiệm) mơ hình “tựa cạnh tranh” xử lý kết để có đánh giá định lượng trữ lượng khả khai thác nguồn lợi cá nhỏ phân bố, biến động chúng vùng biển Đây số thử nghiệm Việt Nam áp dụng mơ hình tốn sinh thái cho vùng biển Đơng - Tây Nam Bộ Luận văn ngồi phần mở đầu, kết luận phu lục, nội dung trình bày chương sau: Chương 1: Tổng quan nguồn lợi cá nhỏ vùng biển Đông – Tây Nam Bộ phương pháp đánh giá trữ lượng Chương 2: Phương pháp chuyển hóa lượng nguồn số liệu sử dụng đánh giá trữ lượng cá nhỏ vùng biển Đông – Tây Nam Bộ Chương 3: Đánh giá trữ lượng khả khai thác nguồn lợi cá nhỏ vùng biển Đông – Tây Nam Bộ 15 Vũ Trung Tạng (2003), Sinh học Sinh thái biển, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 16 Nguyễn Dương Thạo ctv, Động vật phù du nguồn lợi cá vùng khơi biển Đông Nam Bộ Việt Nam, Bản tin quý số – tháng 7/2007, Viện nghiên cứu Hải sản 17 Phạm Thược (2011), Đặc điểm môi trường nguồn lợi sinh vật vịnh Thái Lan, Trung tâm tư vấn, chuyển giao Công nghệ nguồn lợi Thủy sinh Môi trường 18 Phạm Ngọc Tồn, Phan Tất Đắc (1975), Khí hậu Việt Nam, NXB Khoa học Kỹ thuật 19 Tổng cục Thống kê Việt Nam, Số liệu thống kê ngành thủy sản, 2000-2017, http://www.gso.gov.vn 20 Trung tâm thông tin thủy sản (FICEN), http://vasep.com.vn/ 73 PHỤ LỤC K ie n G ia n g 11 K ie n G ia n g 11 B in h T h u a n B in h T h u a n T p H o C h i M in h T p H o C h i M in h 31 Phu Quy Phu Q uoc 10 T r a V in h T r a V in h 30 S o c T n g 29 10 30 S o c T n g 31 Phu Quy Phu Q uoc 29 C a M au C a M au 8 28 28 C on D ao Con Dao 8 27 27 6 26 26 5 5 Tháng 103 104 105 106 107 K i e n G ia n g 11 108 109 Tháng 25 110 103 105 106 109 110 T p H o C h i M in h 31 Phu Q uy Phu Q uoc 30 S o c T n g 10 T V in h Ca M au 30 S o c T n g 29 31 Phu Q uy Phu Q uoc T r a V in h 108 B in h T h u a n T p H o C h i M in h 10 107 K ie n G i a n g 11 B in h T h u a n 104 25 29 Ca M au 8 28 C on D ao 28 C on D ao 27 27 26 26 5 Tháng 103 104 105 106 107 108 109 5 Tháng 10 25 110 103 74 104 105 106 107 108 109 25 110 Hình P1: Phân bố nhiệt độ trung bình tầng 10m (0C) 75 K ie n G ia n g 11 K ie n G ia n g 11 B in h T h u a n B in h T h u a n T p H o C h i M in h T p H o C h i M in h 31 Phu Q uy Phu Q uoc 10 T r a V in h T r a V in h 29 Ca M au 30 S o c T n g 29 10 30 S o c T n g 31 Phu Q uy Phu Q uoc Ca M au 8 28 C on D ao 28 C on D ao 8 27 27 6 7 26 26 5 5 Tháng 103 104 105 106 107 K ie n G i a n g 11 108 109 Tháng 25 110 103 105 106 109 110 T p H o C h i M in h 31 Phu Q uy Phu Q uoc 10 30 T r a V in h S o c T n g 29 C a M au 31 Phu Q uy Phu Q uoc T V in h 108 B in h T h u a n T p H o C h i M in h 10 107 K i e n G ia n g 11 B in h T h u a n 104 25 30 S o c T n g 29 C a M au 8 28 28 C on D ao C on D ao 8 27 27 26 26 5 Tháng 103 104 105 106 107 108 109 5 Tháng 10 25 110 103 76 104 105 106 107 108 109 25 110 Hình P2: Phân bố nhiệt độ trung bình tầng 20m (0C) 77 K ie n G ia n g 11 Phu Quy 30 30 10 T r a V in h 28 29 S o c T n g C a M au Phu Q uoc 29 S o c T n g 31 Phu Quy T r a V in h B in h T h u a n T p H o C h i M in h 31 Phu Q uoc 10 K ie n G ia n g 11 B in h T h u a n T p H o C h i M in h 28 C a M au 27 27 C on D ao 26 C on D ao 26 5 5 25 25 24 24 5 23 Tháng 103 104 105 106 107 K ie n G i a n g 11 108 109 23 110 103 104 105 106 30 2 110 B in h T h u a n 31 Phu Q uoc 30 10 T r a V in h 29 S o c T n g 109 Phu Quy T r a V in h 108 T p H o C h i M in h 31 Phu Quy Phu Q uoc 107 K i e n G ia n g 11 B in h T h u a n T p H o C h i M in h 10 Tháng 2 29 S o c T n g 8 28 C a M au 28 C a M au 27 27 Con Dao 26 Con Dao 26 5 5 25 25 5 24 24 5 23 Tháng 103 104 105 106 107 108 109 110 23 Tháng 10 2 103 78 104 105 106 107 108 109 2 110 Hình P3: Phân bố nhiệt độ trung bình tầng 50m (0C) 79 K ie n G ia n g 11 K ie n G ia n g 11 B in h T h u a n B in h T h u a n T p H o C h i M in h T p H o C h i M in h Phu Q uy Phu Q uy Phu Q uoc 10 10 T r a V in h T r a V in h 75000 S o c T n g 90000 Phu Q uoc 90000 C a M au 60000 C on D ao 60000 Ca M au 45000 C on D ao 45000 75000 S o c T n g 30000 30000 15000 Tháng 103 104 15000 Tháng 105 106 107 K ie n G ia n g 11 108 109 110 103 105 106 107 K ie n G ia n g 11 B in h T h u a n 104 108 T p H o C h i M in h Phu Q uy Phu Q uy Phu Q uoc Phu Q uoc 90000 90000 10 T r a V in h T r a V in h 75000 S o c T n g 110 B in h T h u a n T p H o C h i M in h 10 109 Ca M au 60000 C on D ao Ca M au 60000 45000 C on Dao 45000 75000 S o c T n g 30000 30000 15000 Tháng 103 104 15000 Tháng 10 105 106 107 108 109 110 103 80 104 105 106 107 108 109 110 Hình P4: Phân bố giá trị tích phân sinh khối thực vật phù du cột nước 1m2 lớp quang hợp tháng (mg-tươi/m2) 81 K ie n G ia n g 11 K i e n G ia n g 11 B in h T h u a n B in h T h u a n T p H o C h i M in h T p H o C h i M in h Phu Q uy Phu Q uy 8000 Phu Q uoc 10 T r a V in h 7000 8000 Phu Q uoc 10 7000 T V in h S o c T n g S o c T n g 6000 6000 9 Ca M au Ca Mau 5000 5000 4000 C on Dao 4000 C on D ao 8 3000 3000 2000 2000 7 1000 1000 Tháng 103 104 105 106 107 K ie n G ia n g 11 Tháng 108 109 110 103 105 106 109 110 T p H o C h i M in h Phu Q uy Phu Q uy 8000 Phu Q uoc T r a V in h 7000 S o c T n g 108 B in h T h u a n T p H o C h i M in h 10 107 K ie n G ia n g 11 B in h T h u a n 104 8000 Phu Q uoc 10 T r a V in h 6000 Ca M au 5000 6000 Ca M au 4000 C on D ao 3000 7000 S o c T n g 5000 4000 C on D ao 3000 2000 2000 1000 Tháng 103 104 1000 Tháng 10 105 106 107 108 109 110 82 103 104 105 106 107 108 109 110 Hình P5: Phân bố giá trị tích phân sinh khối động vật phù du cột nước 1m2 lớp quang hợp tháng (mg-tươi/m2) 83 K ie n G ia n g 11 K ie n G ia n g 11 B in h T h u a n B in h T h u a n T p H o C h i M in h T p H o C h i M in h P hu Q uy Phu Q uy 7000 Phu Q uoc 10 7000 Phu Q uoc 10 T r a V in h T r a V in h 6000 S o c T n g 6000 S o c T n g 5000 5000 C a M au C a M au 4000 4000 C on Dao C on D ao 3000 2000 2000 1000 Tháng 3000 103 104 1000 Tháng 105 106 107 K ie n G i a n g 11 108 109 110 103 105 106 107 K ie n G ia n g 11 B in h T h u a n 104 108 110 B in h T h u a n T p H o C h i M in h T p H o C h i M in h P hu Q uy Phu Q uy 7000 Phu Q uoc 10 109 7000 Phu Q uoc 10 T r a V in h T r a V in h 6000 6000 S o c T n g S o c T n g 5000 C a M au 5000 C a M au 4000 4000 C on D ao C on D ao 3000 2000 2000 1000 Tháng 3000 103 104 1000 Tháng 10 105 106 107 108 109 110 103 84 104 105 106 107 108 109 110 Hình P6: Phân bố giá trị tích phân suất sơ cấp tinh cột nước 1m2 lớp quang hợp tháng (mgC/m2/ngày) 85 K ie n G i a n g 11 K i e n G ia n g 11 B in h T h u a n B in h T h u a n T p H o C h i M in h T p H o C h i M in h Phu Q uy Phu Q uy Phu Q uoc 10 55 10 T r a V in h S o c T n g Phu Q uoc 55 T r a V in h S o c T n g 44 Ca M au 44 C a M au 33 33 Con D ao C on D ao 22 11 Tháng 103 104 22 11 Tháng 105 106 107 K ie n G i a n g 11 108 109 110 103 105 106 107 K i e n G ia n g 11 B in h T h u a n 104 108 T p H o C h i M in h Phu Q uy Phu Q uy Phu Q uoc Phu Q uoc 55 55 10 T r a V in h S o c T n g 110 B in h T h u a n T p H o C h i M in h 10 109 T r a V in h S o c T n g 44 C a M au 44 C a M au 33 33 C on D ao Con Dao 22 11 Tháng 103 104 22 11 Tháng 10 105 106 107 108 109 110 103 86 104 105 106 107 108 109 110 Hình P7: Phân bố giá trị tích phân suất thứ cấp cột nước 1m2 lớp quang hợp tháng (mgC/m2/ngày) 87 ... khả khai thác quần thể cá kinh tế, chủ yếu theo hướng là: - Dựa vào nguyên lý Russel cải tiến sở thống kê nghề cá - Quá trình trao đổi lượng (dinh dưỡng) cá chế sinh lý-sinh thái thích nghi cá với... Viết Nghĩa, Vũ Việt Hà… (thông tin từ [3]) Theo hướng thứ hai: Đánh giá biến động nguồn lợi cá thơng qua q trình trao đổi lượng (dinh dưỡng) cá với sinh vật khác hệ sinh thái biển, nhằm giải quan... quyển, xác định sau: 21 Iatm = [ψ.sin(Lat).sin(Dec) + sin(ψ) cos(Lat).cos(Dec)] với Lat - vĩ độ địa lý; I0 - số Mặt Trời; Dec góc nghiêng Mặt Trời : Dec = 23.45 sin () Rj vec tơ bán kính : Rj =