Nghiên cứu cấu trúc các trường thủy động lực và môi trường vùng biển phía tây vịnh bắc bộ phục vụ dự báo ngư trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Bùi Thanh Hùng NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CÁC TRƯỜNG THỦY ĐỘNG LỰC VÀ MƠI TRƯỜNG VÙNG BIỂN PHÍA TÂY VỊNH BẮC BỘ PHỤC VỤ DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ HẢI DƢƠNG HỌC HÀ NỘI - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Bùi Thanh Hùng NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CÁC TRƯỜNG THỦY ĐỘNG LỰC VÀ MƠI TRƯỜNG VÙNG BIỂN PHÍA TÂY VỊNH BẮC BỘ PHỤC VỤ DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG Chuyên ngành: Hải dƣơng học Mã số: 9440228.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HẢI DƢƠNG HỌC ĐẠI DIỆN TẬP THỂ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Đoàn Văn Bộ PGS.TS Nguyễn Minh Huấn HÀ NỘI - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Những kết viết chung với tác giả khác đƣợc đồng tác giả cho phép đƣa vào luận án Các kết luận án chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tác giả Bùi Thanh Hùng LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS Đoàn Văn Bộ thầy TS Chu Tiến Vĩnh, dƣới hƣớng dẫn tận tình gợi mở cách thức tiếp cận vấn đề mang tính khoa học chuyên sâu lĩnh vực hải dƣơng học nghề cá dự báo ngƣ trƣờng, sinh học, sinh thái biển…đã giúp hoàn thành luận án Những học thời gian thực luận án hành trang giúp thực tiếp dự định thời gian Tác giả chân thành cảm ơn đóng góp khoa học thầy cô, bạn chuyên gia thông qua buổi hội thảo khoa học tổ chức Khoa Khí tƣợng -Thủy văn Hải dƣơng học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà nội Tác giả chân thành cảm ơn Khoa Khí tƣợng - Thủy văn Hải dƣơng học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - nơi tác giả học tập tạo điều kiện cung cấp nguồn số liệu, tài liệu quan trọng cho tác giả thực luận án Tác giả xin cảm ơn Trung tâm Dự báo Ngƣ trƣờng khai thác Hải sản, nơi tác giả cơng tác, Phòng Nghiên cứu Nguồn lợi hải sản, Viện Nghiên cứu Hải sản tạo điều kiện thời gian, cung cấp nhiều nguồn liệu, tài liệu quan trọng cho tác giả thực luận án Tác giả Bùi Thanh Hùng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN .2 CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU HẢI DƯƠNG HỌC NGHỀ CÁ VÀ DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG 17 1.1 Tổng quan kết nghiên cứu hải dƣơng học nghề cá vịnh Bắc Bộ 17 1.1.1 Cấu trúc nhiệt - muối .17 1.1.2 Dòng chảy, nước trồi nước chìm hệ thống front 20 1.1.3 Sinh vật phù du suất sản xuất sơ cấp vịnh Bắc Bộ 26 1.2 Tổng quan đặc trƣng sinh học sinh thái cá nhỏ 28 1.2.1 Dinh dưỡng số loài cá nhỏ 28 1.2.2 Đặc điểm sinh thái số loài cá nhỏ .30 1.3 Tổng quan dự báo ngƣ trƣờng 34 1.3.1 Dự báo ngư trường nước .34 1.3.2 Dự báo ngư trường số nước giới 36 CHƢƠNG 2: DỮ LIỆU HẢI DƯƠNG HỌC NGHỀ CÁ VÙNG BIỂN PHÍA TÂY VỊNH BẮC BỘ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN 41 2.1 Dữ liệu hải dƣơng học nghề cá 41 2.1.1 Địa hình đáy vịnh Bắc Bộ 41 2.1.2 Số liệu hải dương, môi trường biển 42 2.1.3 Số liệu cá khai thác ngƣ trƣờng vịnh Bắc Bộ 51 2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu sử dụng luận án .57 2.2.1 Phƣơng pháp tính cấu trúc thủy động lực mơi trƣờng biển 57 2.2.2 Phương pháp tính đặc trưng suất sinh học 60 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu cá khai thác 61 2.2.4 Phương pháp nghiên cứu tương quan cá - môi trường 62 2.2.5 Phương pháp dự báo ngư trường khai thác cá nhỏ 64 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CÁC TRƯỜNG THỦY ĐỘNG LỰC VÀ MÔI TRƯỜNG VÙNG BIỂN PHÍA TÂY VỊNH BẮC BỘ 65 3.1 Cấu trúc nhiệt biển 65 3.1.1 Một số đặc trưng cấu trúc nhiệt theo phương ngang 66 3.1.2 Một số đặc trưng cấu trúc nhiệt theo phương thẳng đứng 73 3.2 Phân bố biến động độ muối nƣớc biển 75 3.3 Một số đặc trƣng dòng chảy tầng mặt 79 3.4 Một số đặc trƣng quần xã sinh vật phù du vịnh Bắc Bộ 82 3.4.1 Phân bố biến động sinh khối TVPD suất sinh học sơ cấp 82 3.4.2 Phân bố biến động sinh khối ĐVPD suất sinh học thứ cấp 86 CHƯƠNG 4: TƯƠNG QUAN CÁ - MÔI TRƯỜNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG DỰ BÁO THỬ NGHIỆM NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN PHÍA TÂY VỊNH BẮC BỘ 91 4.1 Ảnh hƣởng điều kiện môi trƣờng phân bố cá nhỏ vịnh Bắc Bộ 91 4.1.1 Ảnh hưởng đặc trưng cấu trúc nhiệt biển 91 4.1.2 Ảnh hưởng đặc trưng cấu trúc độ muối .94 4.1.3 Ảnh hưởng đặc trưng cấu trúc thủy động lực 95 4.1.4 Ảnh hưởng đặc trưng cấu trúc quần xã plankton 96 4.2 Những kết phân tích tƣơng quan cá - mơi trƣờng nhóm cá nhỏ vịnh Bắc Bộ 97 4.3 Dự báo thử nghiệm ngƣ trƣờng khai thác cá nhỏ vùng biển phía tây vịnh Bắc Bộ kiểm chứng dự báo 101 4.3.1 Thiết lập dự báo thử nghiệm ngư trường khai thác cá nhỏ 101 4.3.2 Kiểm chứng dự báo 106 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .112 Kết luận 112 Kiến nghị 113 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO .115 CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT MODAS Modular Ocean Data Assimilation System AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer MODIS Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer T/P TOPEX/ POSEIDON TDR Temperature Depth Recorder 3D Three dimention CTD Conductivity Temperature Depth profiler TDR Temperature Depth Recorder TRB Trung Bộ ĐTNB Đông – Tây Nam Bộ STD Salinity Temperature Depth profiler SST Sea Surface Temperature SSS Sea Surface Salinity CODAS Common Ocean Data Access System HYCOM HYbrid Coordinate Ocean Model NEMO Nucleus for European Modelling of the Ocean LEO Low earth orbit WOA World Ocean Atlas DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sinh vật lƣợng sinh vật phù du theo mùa giai đoạn (1959 - 2008)[11] 27 Bảng 1.2.Tỷ lệ nhóm thức ăn loài cá kinh tế vịnh Bắc Bộ .29 Bảng 1.3.Vùng phân bố mùa vụ khai thác số loài cá nhỏ [20] .30 Bảng 1.4.Thống kê kết nghiên cứu sinh thái số loài cá 31 Bảng 1.5 Tốc độ tối đa loài cá 33 Bảng 2.1.Tổng lƣợng số liệu số yếu tố môi trƣờng biển (1961 -2016) Nguồn: Viện Nghiên cứu Hải Sản .43 Bảng 2.2 Số lƣợng tàu khai thác xa bờ đƣợc lắp đặt thiết bị kết nối vệ tinh thuộc tỉnh khu vực vịnh Bắc Bộ 44 Bảng 2.3 Một số đặc trƣng thống kê số liệu nhiệt độ thực đo mơ hình 46 Bảng 2.4 Hệ số tƣơng quan nhiệt độ theo số liệu thực đo mơ hình 49 Bảng 2.5 Một số đặc trƣng thống kê số liệu độ muối thực đo mơ hình .49 Bảng 2.6 Hệ số tƣơng quan độ muối theo số liệu thực đo mơ hình .51 Bảng 2.7 Số lƣợng trạm khảo sát nghề cá vùng biển vịnh Bắc Bộ giai đoạn 1996 - 2016 (Nguồn: VietfíshBase) 52 Bảng 2.8 Phân bố số lƣợng trạm khảo sát nghề cá tháng 53 Bảng 2.9 Số lƣợng trạm xuất Wang (2001) nhóm cá nhỏ tháng 53 Bảng 2.10 Danh mục yếu tố cấu trúc thủy động lực môi trƣờng biển 58 Bảng 3.1 Một số đặc trƣng thống kê cấu trúc nhiệt vịnh Bắc Bộ (xét với giá trị trung bình tháng toàn vịnh) 70 Bảng 3.2 Giá trị trung bình độ dày lớp đồng (m) điểm đại diện 75 Bảng 4.1 Phân phối mật độ cá nhỏ theo dải nhiệt tầng mặt 92 Bảng 4.2 Phân phối mật độ cá nhỏ theo dải dị thƣờng gradien phƣơng ngang nhiệt độ tầng mặt 93 Bảng 4.3 Phân phối mật độ cá nhỏ theo dải độ muối gradien phƣơng ngang độ mƣối nƣớc biển tầng mặt 94 Bảng 4.4 Phân phối mật độ cá nhỏ theo dải tốc độ dòng chảy tầng mặt .95 Bảng 4.5 Phân phối mật độ cá nhỏ theo dải giá trị sinh khối suất quần xã plankton biển .96 Bảng 4.6 Tổng hợp thơng tin phân tích tƣơng quan cá - mơi trƣờng 98 Bảng 4.7 Phƣơng trình hồi quy đa biến cá nhỏ với biến cấu trúc tháng (từ tháng đến tháng 6) 99 Bảng 4.8 Phƣơng trình hồi quy đa biến cá nhỏ với biến cấu trúc tháng (từ tháng đến tháng 12) 100 ... - môi trường 62 2.2.5 Phương pháp dự báo ngư trường khai thác cá nhỏ 64 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CÁC TRƯỜNG THỦY ĐỘNG LỰC VÀ MÔI TRƯỜNG VÙNG BIỂN PHÍA TÂY VỊNH BẮC BỘ 65 3.1 Cấu. .. TỰ NHIÊN Bùi Thanh Hùng NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CÁC TRƯỜNG THỦY ĐỘNG LỰC VÀ MƠI TRƯỜNG VÙNG BIỂN PHÍA TÂY VỊNH BẮC BỘ PHỤC VỤ DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG Chuyên ngành: Hải dƣơng học Mã số:... Nghiên cứu cấu trúc trường thủy động lực môi trường vùng biển phía tây vịnh Bắc Bộ Chƣơng trình bày kết nghiên cứu đặc điểm phân bố, biến động số yếu tố cấu trúc nhiệt, muối, dòng chảy, mực biển