NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM QUẦN XÃ CỎ BIỂN VÀ KHẢ NĂNG LƯU TRỮ CACBON CỦA CHÚNG Ở MỘT SỐ ĐẦM PHÁ TIÊU BIỂU KHU VỰC MIỀN TRUNG VIỆT NAM

Tuy nhiên, tại 03 đầm nêu trên còn ít những nghiên cứu cụ thể về đặc điểm quần xã cỏ biển, mối quan hệ giữa chúng với các yếu tố vô cơ và hữu cơ khác và đặc biệt chưa có nghiên cứu nào v

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ



CAO VĂN LƯƠNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM QUẦN XÃ CỎ BIỂN

VÀ KHẢ NĂNG LƯU TRỮ CACBON CỦA CHÚNG

Ở MỘT SỐ ĐẦM PHÁ TIÊU BIỂU KHU VỰC MIỀN TRUNG VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội, 2019

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ



CAO VĂN LƯƠNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM QUẦN XÃ CỎ BIỂN

VÀ KHẢ NĂNG LƯU TRỮ CACBON CỦA CHÚNG

Ở MỘT SỐ ĐẦM PHÁ TIÊU BIỂU KHU VỰC MIỀN TRUNG VIỆT NAM

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận án “Nghiên cứu đặc điểm quần xã cỏ biển và khả năng lưu trữ cacbon của chúng ở một số đầm phá tiêu biểu khu vực miền Trung Việt Nam” là công trình của riêng bản thân tôi Các số liệu và kết quả trong luận án là trung thực, chưa từng được sử dụng trong luận án nào khác

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Tác giả

Tôi xin trân trọng cảm ơn Học viện Khoa học và Công nghệ, Ban lãnh đạo Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Phòng Quản lý tổng hợp, cùng các thầy cô trong Viện đã luôn động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án

Tôi xin trân trọng cảm ơn Phòng Sinh thái và Tài nguyên thực vật biển, Phòng Hóa - Môi trường biển và Phòng Địa – Môi trường biển (Viện Tài nguyên và Môi trường biển) đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi thực hiện các thí nghiệm

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã luôn động viên và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện luận án

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học, các đồng nghiệp, bạn bè trong và ngoài Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã truyền dạy kiến thức, chỉ dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình luôn là chỗ dựa vững chắc cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án Xin chân thành cảm ơn vợ và các con của tôi đã cho tôi thêm sức mạnh, động lực để tôi vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành luận án

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Nghiên cứu sinh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ viii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về cỏ biển và một số khái niệm 4

1.1.1 Tổng quan về cỏ biển 4

1.1.2 Khái quát về điều kiện tự nhiên và môi trường sống 6

1.1.3 Giá trị và vai trò của cỏ biển 8

1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 9

1.2.1 Nghiên cứu về hệ sinh thái cỏ biển 9

1.2.2 Nghiên cứu về khả năng hấp thụ và lưu trữ cacbon của cỏ biển 16

1.3 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 20

1.3.1 Nghiên cứu về đa dạng loài và nguồn lợi trong các thảm cỏ biển 20

1.3.2 Nghiên cứu về cacbon trong thực vật nói chung và cỏ biển nói riêng 26

1.4 Một số khái niệm về đầm phá 28

1.4.1 Đầm phá 28

1.4.2 Đầm phá ven biển 29

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu 32

2.2 Vật liệu và tư liệu nghiên cứu 36

2.3 Phương pháp nghiên cứu 38

2.3.1 Điều tra và thu thập mẫu vật 38

2.3.2 Xác định thành phần loài 40

2.3.3 Nghiên cứu định lượng 43

2.3.4 Xác định hàm lượng cacbon hữu cơ và lượng giá trữ lượng cacbon 43

2.3.5 Thành lập sơ đồ phân bố cỏ biển 45

2.3.6 Phân tích số liệu 45

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 Thành phần loài cỏ biển và một số đặc điểm hình thái 46

3.1.1 Thành phần loài 46

3.1.2 Khóa định loại cho các taxon 49

3.1.3 Biến động thành phần loài cỏ biển 73

3.2 Các đặc trưng phân bố của cỏ biển 77

3.2.1 Đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 77

3.2.2 Đầm Thị Nại 81

3.2.3 Đầm Nại 83

3.3 Độ phủ và mật độ chồi của cỏ biển 85

3.3.1 Đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 85

3.3.2 Đầm Thị Nại 86

3.3.3 Đầm Nại 87

3.4 Đặc trưng định lượng của cỏ biển 88

3.4.1 Đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 88

3.4.2 Đầm Thị Nại 93

3.4.3 Đầm Nại 95

3.4.4 Tỷ lệ sinh khối trên và dưới của cỏ biển 101

3.5 Khả năng lưu trữ cacbon của cỏ biển 103

3.5.1 Trữ lượng cỏ biển 103

3.5.2 Khả năng lưu trữ và hấp thụ cacbon của cỏ biển 105

3.5.3 Lượng giá khả năng lưu trữ và hấp thụ cacbon của cỏ biển 111

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 117

TÀI LIỆU THAM KHẢO 118

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

HST Hệ sinh thái

Corg cacbon hữu cơ

USD Đô la Mỹ

GEF Quỹ Môi trường toàn cầu

UNEP Chương trình môi trường Liên hợp quốc

IPCC Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu

RaCSA Đánh giá nhanh về trữ lượng cacbon

PES Chi trả dịch vụ hệ sinh thái

REDD Chương trình giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng

TG-CH đầm phá Tam Giang – Cầu Hai

TN đầm Thị Nại

KÝ HIỆU VIẾT TẮT CÁC PHÒNG TIÊU BẢN

(Thường gặp trong mục Loc.class.)

BM Herbarium Museum, Institute of Oceanology, Quingdao, China

LE Botanical Institute Komarov, Leningrad (St Peterbourgh), RFR (USSR)

P Museum National d’Histoire Naturelle, Paris, France

S The Swedish Royal Museum of Natural History, Botanical Department,

Stockholm, Sweden

TI Botanical Institute, Faculty of Science, University of Tokyo, Hongo, Japan

UC Herbarium of the University of California, Berkeley, California, USA

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Phân bố cỏ biển liên quan đến nền đáy 7

Bảng 2.1 Bộ mẫu nghiên cứu 36

Bảng 2.2 Cấp độ phủ cỏ biển 39

Bảng 3.1 Hiện trạng thành phần loài tại 3 vùng nghiên cứu 46

Bảng 3.2 Ma trận chỉ số tương đồng Sorresson về thành phần loài 48

Bảng 3.3 Thành phần loài, phân bố cỏ biển tại Tam Giang – Cầu Hai 74

Bảng 3.4 Biến động thành phần loài cỏ biển trong đầm Thị Nại 75

Bảng 3.5 Biến động thành phần loài cỏ biển tại đầm Nại 76

Bảng 3.6 Diện tích một số thảm cỏ biển tại Tam Giang – Cầu Hai 79

Bảng 3.7 Phân bố cỏ biển theo độ sâu ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 80

Bảng 3.8 Diện tích và độ phủ một số thảm cỏ biển chủ yếu 82

Bảng 3.9 Diện tích và độ phủ các thảm cỏ biển đầm Nại 83

Bảng 3.10 Mật độ chồi, độ phủ của cỏ biển tại đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 85

Bảng 3.11 Diện tích và độ phủ một số thảm cỏ biển chủ yếu 86

Bảng 3.12 Diện tích và độ phủ các thảm cỏ biển tại đầm Nại 88

Bảng 3.13 Đặc trưng sinh lượng cỏ biển đầm Nại 99

Bảng 3.14 Tổng hợp các đặc trưng sinh lượng của các loài cỏ biển 100

Bảng 3.15 Bảng tổng hợp ước tính trữ lượng cỏ biển 104

Bảng 3.16 Trữ lượng cacbon hữu cơ trong cỏ biển và giá trị quy đổi 105

DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Hình thái chung của cỏ biển 4

Hình 1.2 Cỏ Năn Syringodium isoetifolium 5

Hình 1.3 Sự sinh sản bằng hạt theo dạng thắt cổ chai 16

Hình 2.1 Vị trí 12 đầm hồ ven biển miền Trung 32

Hình 2.2 Sơ đồ vị trí khảo sát tại đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 33

Hình 2.3 Sơ đồ vị trí khảo sát tại đầm Thị Nại 34

Hình 2.4 Sơ đồ vị trí khảo sát tại đầm Nại 35

Hình 2.5 Đặt các khung thu mẫu ngẫu nhiên 39

Hình 2.6 Một số hình thái, cấu trúc sinh sản của cỏ biển 41

Hình 2.7 Các đặc điểm sinh dưỡng của cỏ biển 42

Hình 3.1 Cỏ Lá dừa Enhalus acoroides 52

Hình 3.2 Cỏ Vích Thalassia hemprichii 54

Hình 3.3 Cỏ Nàn Halophila beccarii 59

Hình 3.4 Cỏ Xoan Halophila ovalis 60

Hình 3.5 Cỏ Xoan lớn Halophila major 61

Hình 3.6 Cỏ Kim biển Ruppia maritima 64

Hình 3.7 Cỏ Lươn nhật Zostera japonica 67

Hình 3.8 Cỏ Hẹ ba răng Halodule uninervis 70

Hình 3.9 Cỏ Hẹ tròn Halodule pinifolia 72

Hình 3.10 Hình thái chung của các loài cỏ biển đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 73

Hình 3.11 Hiện trạng và biến động phân bố của cỏ biển 78

Hình 3.12 Sơ đồ phân bố cỏ biển đầm Thị Nại 81

Hình 3.13 Sơ đồ phân bố cỏ biển đầm Nại 84

Hình 3.14 Biến động sinh khối cỏ Lươn nhật Zostera japonica 89

Hình 3.15 Tương quan sinh lượng loài cỏ Lươn nhật Zostera japonica 90

Hình 3.16 Biến động sinh lượng cỏ Hẹ tròn Halodule pinifolia tại Cầu Hai 91

Hình 3.17 Biến động sinh khối cỏ Xoan Halophila ovalis 92

Hình 3.18 Mật độ chồi và sinh khối cỏ biển đầm Thị Nại 95

Hình 3.19 Mối tương quan giữa sinh khối và mật độ chồi cỏ Zostera japonica 95

Hình 3.20 Biểu đồ so sánh sinh lượng của cỏ Enhalus acoroides tại đầm Nại 96

Hình 3.21 Tương quan sinh khối và mật độ chồi cỏ Enhalus acoroides tại đầm Nại 97

Hình 3.22 Biểu đồ so sánh sinh lượng của cỏ Halophila ovalis tại đầm Nại 98

Hình 3.23 Tỷ lệ SKT/SKD giữa các loài cỏ biển tại đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 101 Hình 3.24 Tỷ lệ sinh khối trên và sinh khối dưới giữa các loài cỏ biển đầm Thị Nại 102 Hình 3.25 Tỷ lệ sinh khối trên và sinh khối dưới ở các loài cỏ biển tại đầm Nại 103

Hình 3.26 Hàm lượng cacbon hữu cơ trong một số loài cỏ biển đầm Thị Nại 108

Hình 3.27 Tương quan giữa sinh khối và hàm lượng cacbon đầm Thị Nại 108

Hình 3.28 Tương quan giữa mật độ chồi và hàm lượng cacbon đầm Thị Nại 109

Hình 3.29 Biểu đồ so sánh trữ lượng cacbon hữu cơ trung bình 110

Hình 3.30 Giá tín chỉ CO2 theo EEX 111

Hình 3.31 Giá tín chỉ CO2 theo EUAs 111

Hình 3.32 Giá tín chỉ CO2 theo BLUENEXT 112

Hình 3.33 Giá tín chỉ CO2 theo từng khu vực hoặc quốc gia 112

Hình 3.34 Dự báo giá tín chỉ CO2 đến năm 2050 theo EUAs 113

Hình 3.35 Áp giá tín chỉ CO2 của chính phủ Úc 113

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài luận án

Cỏ biển là nhóm thực vật có hoa duy nhất sống trong môi trường biển và nước

lợ Tuy có số lượng loài tương đối ít so với các nhóm sinh vật biển khác, nhưng cỏ biển

có vai trò sinh thái rất quan trọng không kém rạn san hô và rừng ngập mặn Hội nghị quốc tế về cỏ biển lần thứ III họp tại Manila – Philipin tháng 4/1998 đã nhất trí thông qua “Hiến chương cỏ biển” gửi Tổng thư ký Liên hợp quốc và các nước có biển cần phải quan tâm tới việc bảo vệ và phát triển nguồn lợi cỏ biển [1]

Hệ sinh thái (HST) cỏ biển là một trong ba HST biển điển hình của vùng nhiệt đới (gồm rừng ngập mặn, cỏ biển, san hô) Costansa (2000) cho rằng vai trò của cỏ biển là rất quan trọng, chúng tham gia trong chu trình dinh dưỡng ở biển ven bờ, ước tính khoảng 3,8 nghìn tỷ USD và giá trị trung bình đạt 212.000 USD/1

ha cỏ biển/năm [1] Ngoài giá trị sinh thái như điều chỉnh môi trường, bãi đẻ của một số loài hải sản, v.v cỏ biển còn được sử dụng trực tiếp trong nhiều ngành kinh

tế như làm giấy viết, hóa chất, vật liệu xây dựng, thuốc chữa bệnh, thực phẩm, thủ công mỹ nghệ, phân bón, v.v

Gần đây, cỏ biển đã được công nhận với khả năng lưu trữ cacbon của chúng và được ước tính trên toàn cầu vào khoảng 19,9 Pg (tương đương 19,9 tỷ tấn) cacbon hữu

cơ (Corg), gấp 2 - 3 lần khả năng lưu trữ cacbon hữu cơ của rừng thường xanh [2] Trong khi các thảm cỏ biển chỉ chiếm 0,2% diện tích đáy đại dương của thế giới, nhưng lại chứa 10 - 18% tổng số cacbon hữu cơ có trong đó, lưu trữ cacbon hữu cơ ở mức 48 - 112 Tg /năm (tương đương 48 – 112 triệu tấn) [3, 4, 5]

Nếu tốc độ suy giảm HST cỏ biển hiện tại không thay đổi sẽ dẫn đến việc phát thải cacbon được lưu trữ trước đây lên đến 299 triệu tấn C/năm [2] Căn cứ vào tỷ lệ mất

đi hàng năm từ 0,4 - 2,6% diện tích cỏ biển trên toàn cầu, tương ứng với 5 - 33 triệu tấn

CO2 phát thải trở lại vào bầu khí quyển, tỷ lệ này tương đương với lượng khí phát thải

CO2 hằng năm ở nhiều quốc gia nhỏ Lượng lớn khí CO2 ở trên phát thải vào khí quyển

có thể dẫn đến một chi phí khoảng 1,9 - 13,7 tỷ USD/năm để khắc phục các hậu quả [6]

Ven bờ miền Trung Việt Nam có 12 đầm phá (lagoon) tiêu biểu phân bố ở khoảng 110 – 160 vĩ Bắc (từ Thừa Thiên Huế tới Ninh Thuận ) và chiếm khoảng 21% chiều dài đường bờ biển Các đầm phá Tam Giang – Cầu Hai thuộc tỉnh Thừa Thiên – Huế, đầm Thị Nại thuộc tỉnh Bình Định và đầm Nại thuộc tỉnh Ninh Thuận là các đầm tiêu biểu trong số đó Với 08 loài cỏ biển sinh trưởng và phát triển, phân bố trên 2000

ha, chúng đóng vai trò quan trọng về mặt sinh thái, nguồn lợi cũng như nơi sinh sản và phát triển của nhiều loài thủy hải sản ở đây [7, 8, 9, 10]

Tuy nhiên, tại 03 đầm nêu trên còn ít những nghiên cứu cụ thể về đặc điểm quần

xã cỏ biển, mối quan hệ giữa chúng với các yếu tố vô cơ và hữu cơ khác và đặc biệt chưa có nghiên cứu nào về khả năng lưu trữ cacbon các thảm cỏ biển ở đây Xuất phát

từ những thực tế nêu trên, chúng tôi lựa chọn đề tài luận án: “Nghiên cứu đặc điểm quần xã cỏ biển và khả năng lưu trữ cacbon của chúng ở một số đầm phá tiêu biểu khu vực miền Trung Việt Nam”

Mục tiêu nghiên cứu của luận án

- Xác định được thành phần loài, phân bố, cấu trúc quần xã cỏ biển tại một số đầm phá tiêu biểu miền Trung Việt Nam;

- Đánh giá được khả năng lưu trữ cacbon hữu cơ và lượng giá giá trị hấp thụ CO2 của các thảm cỏ biển tại một số đầm phá tiêu biểu miền Trung Việt Nam

Nội dung nghiên cứu

Để đạt được các mục tiêu nghiên cứu đã đặt ra, đề tài tiến hành thực hiện các nội dung nghiên cứu sau:

- Điều tra, xác định thành phần, phân bố, cấu trúc quần xã và xây dựng khóa định loại các loài cỏ biển tại ba đầm phá Tam Giang – Cầu Hai, đầm Thị Nại và đầm Nại;

- Điều tra, xác định các đặc trưng định lượng, của các loài cỏ biển ở khu vực nghiên cứu;

- Xác định hàm lượng cacbon hữu cơ của các loài cỏ biển, từ đó tính toán trữ lượng cacbon hữu cơ theo đơn vị diện tích phân bố;

- Phân tích, đánh giá mối quan hệ giữa các yếu tố điều tra (mật độ chồi, chiều dài lá, sinh lượng, hàm lượng cacbon hữu cơ);

- Lượng giá khả năng hấp thụ CO2 của các quần xã cỏ biển

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

- Ý nghĩa khoa học: kết quả của luận án góp phần bổ sung và hoàn chỉnh hiểu biết về các loài cỏ biển ở Việt Nam

- Ý nghĩa thực tiễn: cung cấp cơ sở dữ liệu phục vụ phát triển và mở rộng các khu vực bảo tồn cỏ biển, ngoài việc duy trì, tái tạo hệ sinh thái ven biển và hệ đầm phá, còn cung cấp cơ sở khoa học cho Việt Nam chuẩn bị tham gia vào thị trường cacbon, hướng đến giảm thiểu phát thải khí CO2

Những đóng góp mới của luận án

- Tại 03 đầm phá tiêu biểu miền Trung (đầm phá Tam Giang – Cầu Hai, đầm Thị Nại

và đầm Nại), đã phát hiện và bổ sung cỏ Hẹ ba răng Halodule uninervis (Forssk.) Ascherson vào thành phần loài cỏ biển ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai (tỉnh Thừa Thiên - Huế) và cỏ Xoan lớn Halophila major (Zoll.) Miquel vào thành phần loài cỏ biển ở đầm Nại (tỉnh Ninh Thuận) Xây dựng được khóa định loại theo danh pháp mới

từ họ đến loài và mô tả chi tiết 09 loài cỏ biển phân bố ở 03 đầm phá tiêu biểu khu vực miền Trung;

- Lần đầu tiên đã xác định hàm lượng cacbon hữu cơ trong các loài cỏ biển, đánh giá trữ lượng cacbon hữu cơ, chuyển đổi tín chỉ cacbon và lượng giá khả năng hấp thụ

CO2 của các quần xã cỏ biển ở khu vực nghiên cứu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về cỏ biển và một số khái niệm

1.1.1 Tổng quan về cỏ biển

Cỏ biển là nhóm thực vật có hoa duy nhất sống trong môi trường biển và nước

lợ, thuộc ngành Anthophyta [11] (= ngành hạt kín Angiospermae [11], = Angiosperms = ngành mộc lan Magnoliophyta [12]), lớp một lá mầm Monocotyledoneae [11, 13] (= lớp hành Liliopsida = Monocotyledons [12]), phân lớp Alismatidae [11, 12] (= Helobiae [12]), bộ Hydrocharitales [11, 12] Cũng giống như các loài thực vật bậc cao trên cạn, cỏ biển có rễ, thân bò, thân đứng, lá, bẹ lá, cuống lá, hoa, quả và hạt Cỏ biển khác các cây trên cạn là có một số cấu trúc thích nghi với môi nước biển ven bờ, ven đảo Cùng với các loài sinh vật phù du, rong biển

và cây ngập mặn, cỏ biển đã tạo nên nhóm những loài thực vật biển rất quan trọng đối với hệ sinh thái biển nói chung [11]

Về đặc điểm hình thái, các loài cỏ biển đã được nghiên cứu tương đối đầy đủ trong C den Hartog (1970) và C Phillips and G Menez (1988) [14, 15] Hầu hết cỏ biển có hình thái ngoài khá giống nhau, bao gồm thân bò phân đốt, thân đứng, rễ, chồi mang lá, hoa và quả tùy thuộc vào từng thời điểm sinh trưởng (hình 1.1)

Hình 1.1 Hình thái chung của cỏ biển (Nguồn: www.seagrasswatch.org)

+ Rễ (root): Rễ thường mọc ra từ các đốt ở phần dưới của thân bò, hệ thống

rễ phát triển mạnh, rễ của mỗi loài đều có đặc điểm riêng, phân nhánh như ở chi Cymodoceae hoặc ít phát triển, không phân nhánh kèm theo nhiều lông mịn như ở chi Halophila Số lượng rễ ở mỗi đốt có thể là một hay nhiều tùy vào mỗi loài

+ Thân (rhizome): Thân gồm có phần thân bò hoặc thân ngầm và chồi đứng hoặc thân đứng (shoot) Thân thường có dạng hình trụ tròn hoặc dẹp; chia nhánh theo kiểu đơn trục hay không có qui luật Trên thân bò có nhiều đốt, khoảng cách giữa các đốt là lóng (gióng) Tùy loài mà thân bò mọc ngầm dưới lớp bùn (cát) đáy hoặc bò lan trên mặt nền đáy Từ đốt mọc lên một hay nhiều chồi đứng, chồi đứng thường mang các lá

+ Lá – phiến lá (leaf blade): Lá hình thành từ mô sinh trưởng ở các mấu thân;

có hình dải dài, ô van hay trụ tròn Đây là chỉ tiêu hình thái quan trọng trong định loại cỏ Đa phần các loài cỏ có lá không có cuống, ngoại trừ ở một số chi Halophila

Lá có cuống thường có hình ô van, còn các lá không cuống có hình dải dài như ở chi Cymodoceae Trên lá có các gân chạy song song hay gần hình lông chim, các gân song song được nối với nhau bằng cách vách ngăn Chóp lá tròn nhẵn hay có gai nhọn Lưỡi (bìa) lá nhẵn hoặc có răng cưa nhỏ

Hình 1.2 Cỏ Năn Syringodium isoetifolium (Asch.) Dandy

(Côn Đảo năm 2017) Phiến lá hầu hết đều mỏng, bề mặt phẳng, diện tích lớn, ngoại trừ ở loài cỏ Năn biển Syringodium isoetifolium (hình 1.2) có lá hình trụ tròn, tất cả các loài khác

đều có lá dẹp Ngoài chức năng quang hợp, phiến lá còn có khả năng hấp thụ dinh dưỡng và trao đổi khí Lá cỏ biển còn là nơi sống bám của nhiều loài rong và động vật không xương sống [1, 11]

+ Bẹ lá (sheath): Bẹ lá là phần cuống lá phình ra ôm lấy chồi đứng (thân đứng) và bọc lấy những lá non đang phát triển Bẹ lá có dạng lưỡi nhỏ, màu trắng

do không có lục lạp nên không có chức năng quang hợp

+ Sẹo lá (leaf scars): Khi các lá rụng đi sẽ để lại các sẹo trên thân đứng, sẹo

lá mở (như ở loài Cymodoceae serrulata) hay sẹo lá đóng (như ở loài Cymodoceae rotundata) là tùy vào mỗi loài Các sẹo lá là một kiểu biểu thị cách sắp xếp của lá

+ Hoa, quả và hạt: Hoa, quả và hạt là cơ quan sinh sản hữu tính của thực vật hạt kín nói chung và của cỏ biển nói riêng Ở cỏ biển, một số có hoa đực và hoa cái trên cùng một cây (đơn tính cùng gốc), số khác có hoa đực và hoa cái riêng biệt trên mỗi cây (đơn tính khác gốc) Quả được hình thành từ sự phát triển của bầu sau thụ tinh (giao phấn) và mang các hạt bên trong Hạt được hình thành từ sự phát triển của noãn Hoa, quả và hạt của mỗi loài tùy vào điều kiện sống mà chúng có cấu trúc

H beccarii và Ruppia maritima phổ biến ở vùng triều ven sông, đầm nuôi thủy sản,nền đáy là bùn sét hoặc cát mịn Loài Cymodocea serrundata phổ biển ở nền đáy bùn cát, cát san hô và ít thấy trên nền cát thô và sỏi [1] Một số loài (Phyllospadix spp., Posidonia oceanica và Thalassodendron spp.) có thể sống trên nền đá ở vùng bờ biển Thái Bình Dương [16, 17] Tất cả những loài sinh trưởng trên đá cần có bộ rễ cứng cáp, chúng có thể xâm nhập và bám chắc vào các kẽ trên

đá Tuy nhiên, hầu hết các loài cỏ biển đều sinh trưởng trên nền đáy cát, bùn nơi bộ

rễ của chúng rất dễ dàng bám giữ vào nền đáy và tạo điều kiện cho hạt nảy mầm Ở những vùng có dòng chảy và sóng hoạt động mạnh làm xáo trộn nền đáy, gây ra sự xói mòn không thuận lợi cho sự tồn tại và phát triển của cỏ biển

Bảng 1.1 Phân bố cỏ biển liên quan đến nền đáy

Dạng nền

Phú Quốc (Kiên Giang)

(Nguồn: Nguyễn Hữu Đại và cộng sự, 1999 [18]; Nguyễn Văn Tiến, 1999 [19])

Chất đáy có quan hệ chặt chẽ với sự sinh trưởng và phát triển của cỏ biển Ở các bãi ngang ven biển, ven đảo, nền đáy là san hô chết lẫn cát, đá cuội, vỏ sò, vỏ ốc thì cỏ biển ít phong phú, cằn cỗi Ở nơi được che sóng chất đáy là cát lẫn bùn và nhất là trong các vũng vịnh, đầm, chất đáy là bùn hay bùn cát thì cỏ biển phát triển tốt Chúng thích nghi nhất với nền đáy bùn và bùn cát [11]

Vùng ven biển và ven đảo của Việt Nam, nơi có cỏ biển phân bố, độ muối thường dao động từ 5‰ - 32‰ (Zostera japonica, Halodule pinifolia, Halophila ovalis), dưới 25‰ (Halophila beccarii, Ruppia maritima) và trên 25‰ (Enhalus acroides, Thalassia hemprichii, Cymodocea serrulata, C rotundata, Thalassodendron ciliatum, Halodule uninervis, Halophila decipiends, H minor)

Đa số các loài đều sinh trưởng ở độ muối cao Khi độ muối hạ thấp và kéo dài kéo theo sự tàn lụi của cỏ biển [11]

Độ đục tác động mạnh đến các hoạt động quang hợp của cỏ biển Chúng sẽ không nhận được năng lượng từ ánh sáng cần thiết cho quang hợp nên không phát triển Ngoài ra độ đục gia tăng có nghĩa là có nhiều trầm tích bùn nhuyễn bám lên

bề mặt của lá làm giảm quang hợp [11]

Sự sinh trưởng và phát triển của thực vật nói chúng, của cỏ biển nói riêng chịu sự chi phối của ánh sáng, nhân tố có vai trò quan trọng đến khả năng quang hợp của cỏ biển Sự phân bố theo độ sâu của cỏ biển chủ yếu phụ thuộc vào thời gian chiếu sáng [11, 17] Cường độ quang hợp của cỏ biển được đánh giá thông qua tốc độ giải phóng oxy vào môi trường [11] Khả năng quang hợp giữa các loài cũng khác nhau [20]

Ngoài những điều kiện nêu trên, một số yếu tố khác như pH, cường độ sóng, chế độ thủy triều, các yếu tố vô sinh và hữu sinh cũng ảnh hưởng tới sự sinh trưởng

và phát triển của cỏ biển Sự phơi bãi lúc thủy triều xuống thấp nhất vào ban ngày mùa hè, trời nắng và nhiệt độ cao làm chết cỏ Đây cũng là yếu tố chính gây ra sự biến động sinh khối của cỏ ở vùng triều [11]

1.1.3 Giá trị và vai trò của cỏ biển

Theo nghiên cứu của Wood, Odum và Zieman (1969) [22] cho thấy, cỏ biển

có các chức năng chính như sau:

 Cố định và có tác dụng làm giảm sự xáo trộn nền đáy khi có những áp lực lớn bởi sóng và các trận bão;

lắng đọng trầm tích và các vật chất hữu cơ và vô cơ;

ươm cho các ấu trùng, trong đó nhiều loài có giá trị kinh tế cao;

hay thực vật biểu sinh;

mắt xích quan trọng trong lưới thức ăn

Gần đây, cũng đã có một số nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn của cỏ biển Người ta phát hiện ra khả năng giảm đau của rễ cỏ Lá dừa Enhalus acoroides Một số loài cỏ thuộc chi Cymodocea có thể làm thuốc an thần cho trẻ em và giúp các bà mẹ đang mang thai chống lại bệnh ho và bệnh sốt rét Những loài cỏ thuộc chi Halophila như là một loại thuốc khá hiệu quả đối với bệnh sốt rét và bệnh ngoài

da, đặc biệt đối với với bệnh phong trong giai đoạn đầu [23]

1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.2.1 Nghiên cứu về hệ sinh thái cỏ biển

Trong nhiều năm vừa qua, khi các nghiên cứu về hệ sinh thái cỏ biển còn chưa nhiều và còn rải rác thì các thảm cỏ biển đang chịu những tác động rất lớn từ các điệu kiện tự nhiên và con người (suy thoái loài, giảm mật độ, sinh khối và diện tích phân bố) Các nghiên cứu cho thấy, diện tích cỏ biển trên toàn thế giới đã giảm tới 10 lần so với vài thập kỷ gần đây, trong đó có hơn 40 bãi cỏ biển quan trọng đã biến mất ở những khu vực khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp tới “sức khỏe” của ít nhất

24 loài cỏ biển [17] Nguyên nhân được đánh giá là 70% từ các tác động của con người [24]

Theo Short và Wyllie-Echeverria (1996), khoảng 12.000 km2 diện tích các thảm cỏ biển đã biến mất trên toàn cầu trong những năm 90 [25] Trong đó, vùng biển châu Á – Thái Bình Dương có 10 điểm đáng báo động về sự suy giảm cỏ biển

(chiếm 25% tổng số các vùng cỏ biển bị mất) Khu vực Đông Nam Á, ngoài Việt Nam với 40% diện tích bị biến mất, còn có: Philippin: 30 – 50%, Indonesia: 30 – 40% và Thái Lan: 20 – 30% [10]

Do các thảm cỏ biển có ý nghĩa rất quan trọng, nên nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới, đặc biệt các nhà khoa học ở châu Âu đã tập trung vào nghiên cứu chuyên sâu hơn Năm 1805, C Koenig [26] đã nghiên cứu và công bố loài cỏ Zostera oceanica ở bắc Đại Tây dương Sau đó, Peterson (1891) [27], Ostenfeld (1905) [28], Boysen-Jensen (1914) [29], Setchell (1920-1935) [30, 31], Arasaki

công bố nhiều công trình nghiên cứu về hình thái phân loại, sinh thái, phân bố của

cỏ biển Từ sau năm 1970, việc nghiên cứu cỏ biển với tư cách như một hệ sinh thái được tiến hành mạnh mẽ ở Úc, Nhật Bản, Ấn Độ, Niu Ghine, Pháp, Hà Lan, Mỹ và Canada, Đến năm 1978, đã có 1400 công trình công bố về cỏ biển trên thế giới Các nước khu vực Đông Nam Á như Philipin, Inđônexia, Malaixia, Singapo và Thái Lan, bắt đầu nghiên cứu cỏ biển từ thập niên 80, họ đã hoàn thành việc nghiên cứu thành phần loài, sinh thái tự nhiên, và phân bố của cỏ biển Ngày nay, các quốc gia

có biển đã và đang tập trung nghiên cứu về giá trị, vai trò, cấu trúc, chức năng của

cỏ biển và đã có những chương trình trồng phục hồi và quản lí hệ sinh thái cỏ biển

Về phương pháp nghiên cứu, ban đầu người ta dùng tàu, thuyền khảo sát trực tiếp trên thảm cỏ, mô tả hiện tượng, thu thập mẫu vật Đến nay người ta đang dùng các phương tiện hiện đại như kính hiển vi điện tử, sinh học phân tử, nuôi cấy mô, ảnh hàng không, vệ tinh, kỹ thuật viễn thám để nghiên cứu cỏ biển [35]

1.2.1.1 Nguồn gốc và sự tiến hóa

Những nghiên cứu hóa thạch và những bằng chứng về cổ sinh vật học đã chứng minh về sự có mặt của thực vật có hoa trong môi trường biển cách đây 100 triệu năm [36], điều đó cho thấy sự xuất hiện tương đối sớm của cỏ biển so với quá trình tiến hóa của thực vật có hoa đã hình thành cách đây 400 triệu năm [37] Larkum và cộng sự (1989) [38] cho rằng tổ tiên của cỏ biển bắt nguồn từ thực vật nước ngọt Giả thiết về thực vật vùng đầm lầy là tổ tiên của cỏ biển dựa trên đặc điểm thân hóa gỗ ở một số chi như Amphibolis và Thalassodendron so với các thân thảo của thực vật thủy sinh nước ngọt [39] Mặc dù thực vật có hoa (gồm cả thực

vật trên cạn) có nguồn gốc từ thực vật dưới nước nhưng chưa có bằng chững rõ ràng

về nhóm thực vật thủy sinh nào có liên quan đến tổ tiên của cỏ biển vì những phát hiện về hóa thạch cỏ biển rất ít Do đó, nguồn gốc phát sinh của cỏ biển cần dựa trên phân tích di truyền phân tử, một phương pháp đang được áp dụng trong những năm gần đây [39] Khi kiểm tra gen của hạt lục lạp trong tế bào cỏ biển, Les và cộng sự (1997) đã cho rằng Hydrocharitaceae liên quan tới tổ tiên của thực vật nước ngọt và Zosteraceae liên quan tới tổ tiên của thực vật vùng đầm lầy [39] Tài liệu của Hemminge và Duarte (2000) [17] nhắc đến số lượng loài cỏ biển đã xuất hiện trên trái đất có thể nhiều hơn so với tài liệu hiện có Một số quan điểm đưa ra

là sự sinh sản hữu tính và sự phát tán thấp kết hợp với sự thụ phấn dưới nước của cỏ biển làm hạn chế nguồn phát tán nguồn giống ra xung quanh, giảm đa dạng của tổ hợp gen của cỏ biển so với thực vật trên cạn [17]

Cho đến nay, nguồn gốc và sự tiến hóa của cỏ biển vẫn chưa rõ ràng, cần được nghiên cứu bổ sung dựa trên các mẫu hóa thạch hay di truyền phân tử Mặc dù

có một số loài cỏ biển không còn tồn tại, nhưng vẫn chưa có một kết luận chắc chắn

về hệ thống phân loại và số lượng loài cỏ biển trên toàn cầu [17] Cỏ biển có số lượng loài thấp (66 loài), cho thấy những mặt hạn chế về sự sống của thực vật có hoa trong môi trường biển Tuy nhiên, sự có mặt của hệ sinh thái cỏ biển trên toàn cầu chiếm tỷ lệ khá lớn về mặt không gian, có vai trò quan trọng với chức năng điều chỉnh môi trường

1.2.1.2 Phân loại

Cho đến nay, việc định loại cỏ biển chủ yếu dựa vào đặc điểm hình thái ngoài, nhất là các cơ quan sinh sản Den Hartog (1970) [14], Phillips và Menez (1988) [15] là những nhà khoa học đầu tiên bắt đầu công việc phân loại cỏ biển, họ

đã đưa ra được những đặc điểm cơ bản để phân loại Hệ thống phân loại cỏ biển chủ yếu dựa trên các đặc điểm chung giống như với thực vật có hoa khác như: cụm hoa, hoa, quả, hạt, hệ gân lá, tế bào tanin, răng cưa ở mép lá và đỉnh lá Qua nhiều năm nghiên cứu, số lượng loài cỏ biển cũng tăng dần theo thời gian Năm 1970, Den Hartog mới phát hiện được 45 loài Đến năm 1988, Philip và Menez công bố 47 loài Tổng hợp lại tên loài cỏ biển từ 2 tài liệu trên thì số loài là 54 loài Sau đó, Hemminga và Duarte đã đưa ra danh sách loài cỏ biển năm 2000 là 51 loài [17]

Tuy vẫn còn những lý giải về tên loài cỏ biển [40], nhưng theo tài liệu mới nhất của Den Hartog và Kuo (2006) [13] đã công bố thêm một số loài mới và đưa số lượng loài cỏ biển lên 66 loài

Thuật ngữ cỏ biển (seagrass) được đề cập đến để mô tả môi trường sống giống nhau ở hầu hết các đại diện của nó Thuật ngữ này được sử dụng từ lâu bởi ngư dân, thợ săn, nông dân và các cư dân khác ở khu vực ven biển của một số quốc gia châu Âu Ascherson (1871) là nhà nghiên cứu đầu tiên giới thiệu thuật ngữ này (seagrass) trong các tài liệu khoa học [13]

Theo đó, các loài cỏ biển tạo thành một nhóm loài sinh thái, chứ không phải một nhóm phân loại Nghĩa là các họ cỏ biển khác nhau không nhất thiết phải liên quan chặt chẽ với nhau Các loài được coi là cỏ biển có số lượng rất hạn chế trong các họ thực vật, tất cả đều được phân loại với siêu loài Alismatiflorae (Monocotyledonae), thường được biết đến với tên gọi Helobiae Phân lớp Alismatanae có những đặc điểm giống với Alismatiflorae Ba trong bốn họ chỉ có

“cỏ biển” là họ Zosteraceae, họ Cymodoceaceae và Posidoniaceae Trong quá khứ, những họ này thường được phân loại là phân họ của họ Potamogetonaceae Một họ thứ tư là Hydrocharitaceae, chỉ có 03 chi là cỏ biển, 14 chi còn lại trong họ này được xác định là sống môi trường nước ngọt [13]

Ngoài 04 họ với với tổng cộng 12 chi đã được đề cập ở trên, thì không có chi nào khác hoàn toàn sống trong môi trường biển Trong các họ thực vật thủy sinh khác, cho đến nay chỉ có 02 loài được tìm thấy trong môi trường biển, đó là Ruppia aff tuberosa thuộc họ Ruppiaceae và Lepilaena marina thuộc họ Zannichelliaceae [41]

Xác định hệ thống phân loại cỏ biển là rất cần thiết, nó là tiền đề cho các hướng nghiên cứu về cỏ biển ở các khía cạnh khác nhau của hệ thực vật biển này

Do đó không thể chỉ dựa trên việc giải phẫu hình thái mà ngày nay người ta còn dựa trên di truyền học, phân tích phân tử [17] Đó là bước tiến mới trong khoa học sinh học nói chung và trong nghiên cứu cỏ biển nói riêng Nhiều tác giả cũng đã có những bất đồng về số loài thuộc ba chi Halophila, Zostera và Posidonia [17] Quả thật, khi sử dụng phương pháp đánh dấu phân tử đã nhận thấy sự khác biệt về di truyền giữa Heterozostera và Zostera giống với giữa các loài thuộc chi Zostera, do

đó Les và cộng sự cho rằng 2 chi này nên xác định trong cùng 1 chi [39] Nhưng

cho đến nay, điều này vẫn còn đang được tiếp tục bàn luận và cần nghiên cứu tiếp Cũng có thể do sự phân bố của cỏ biển rộng khắp trên các vùng ven biển trên thế giới, nên nó chịu tác động rất lớn của điều kiện địa lý và có thể do điều kiện tự nhiên đã tác động đến hình thái ngoài của cỏ biển Vì vậy, nghiên cứu đặc điểm di truyền bộ nhiễm sắc thể của chúng để phân loại là rất cần thiết Và cần có sự kết hợp giữa hình thái học và di truyền học để giải quyết các vấn đề còn tồn tại trong định loại cỏ biển

cỏ biển nhiệt đới, thì lại có mặt dọc bờ biển ôn đới của vùng Địa Trung Hải [42] Trong khi đó, cỏ ôn đới Zostera cũng được tìm thấy ở các vùng biển nhiệt đới, ví dụ như: Zostera japonica đã được nghiên cứu sự biến động theo chu kỳ mùa ở vùng biển phía Bắc Việt Nam [43] và phân bố đến vùng biển Bình Định (Nam Trung Bộ, Việt Nam) [8] Riêng loài Posidonia oceanica chỉ sống ở vùng biển phía tây Địa Trung Hải [42] Phía nam Thừa Thiên – Huế (Việt Nam) là ranh giới địa lý giữa cỏ biển Tây Thái Bình Dương và cỏ biển Ấn Độ - Thái Bình Dương Sự phân chia ranh giới còn thể hiện ở vùng Đại Tây Dương khi cỏ Zostera noltii và Cymodocea nodosa mọc ở phía bờ biển đông và Halodule wrightii ở phía bờ tây Mặc dù cỏ biển xuất hiện dọc bờ biển Nam Mỹ và Tây Phi, nhưng mức độ phong phú của chúng ở hai phía bờ biển nam Đại Tây Dương còn thấp [17] Các phát hiện cho thấy các thảm cỏ biển ôn đới chủ yếu thường là đơn loài Mức độ đa dạng loài cao nhất

là ở vùng biển nhiệt đới Ấn Độ - Thái Bình Dương, do đó có giả thiết cho rằng nguồn gốc của cỏ biển là từ vùng này [17] Giả thiết này dựa trên sự suy giảm số lượng loài tỷ lệ nghịch với khoảng cách từ vùng trung tâm đến các vùng cận kề 1.2.1.4 Cấu trúc

Năm 1950 có sự thay đổi trong hướng nghiên cứu về cỏ biển với một báo cáo hoàn thiện về sự phân bố và sinh thái của cỏ biển ở bang Florida (Mỹ) [32] Sau bài

báo này, nhiều nhà nghiên cứu bước đầu tập trung nghiên cứu các thành phần trong

hệ sinh thái cỏ biển nhiệt đới Từ năm 1960 đến năm 1970, nghiên cứu về cỏ biển

đã sâu rộng hơn khi mô tả định tính sinh học – sinh thái và các nghiên cứu định lượng Các quan niệm về hệ sinh thái cỏ biển đã được hoàn chỉnh và đẩy đủ hơn Một nghiên cứu đồ sộ về cỏ lươn ở Alaska đã được hoàn thiện vào năm 1966 bởi McRoy [44]

Sự khác biệt về hình thái là tính mềm dẻo cao trong cấu trúc của các thảm cỏ biển để có thể đối mặt với những thay đổi và áp lực môi trường nơi chúng tồn tại [17, 45, 46] Trong các nghiên cứu về cỏ biển, các nhà khoa học đã nhận thấy ý nghĩa sinh thái của sự biến động cấu trúc thân, rễ, tốc độ sinh trưởng, sự phân nhánh của thân cỏ và các cơ quan khác Vì vậy, đã có nhiều nghiên cứu tập trung điều tra

tỷ lệ khối lượng trên mặt đất (chồi lá và chồi hoa) và khối lượng dưới mặt đất (rễ và thân) của cỏ biển Trong đó, Verhagen và Nienhuis (1983) [47], đã mô tả sự thay đổi có tính mùa vụ của khối lượng trên mặt đất và khối lượng dưới mặt đất của cỏ Lươn bởi kỹ thuật đánh dấu trên lá Xác định khối lượng cỏ biển và đánh giá vai trò của chúng trong hệ sinh thái là rất quan trọng [17] Trong đó hệ thân - rễ cỏ là cơ quan giúp cây sinh sản dinh dưỡng, một thành phần quan trọng của hệ sinh thái này Tuy nhiên, Nelson (1997) [48] cho rằng khối lượng trên mặt đất và tổng khối lượng

có mối liên quan chặt chẽ với nhau, nhưng khối lượng dưới mặt đất thì không Kiểm tra khối lượng dưới mặt đất được coi như sự đánh giá khả năng đâm sâu vào trong nền đáy của cỏ biển và điều đó cũng có thể được giải thích rằng các chồi mới sinh

ra cần năng lượng từ thân hơn là những chồi đã trưởng thành [49] Các cơ quan bên dưới mặt đất giữ vai trò quan trọng trong dinh dưỡng, cố định và phát triển của cỏ biển Đến nay các nhà khoa học quan tâm nhiều hơn đến hệ rễ trong thảm cỏ Kiswara et al., (2009) [50] nghiên cứu cấu trúc rễ của 6 loài cỏ biển và cho rằng, những loài cỏ sống lâu năm và sinh trưởng chậm như Thalassia hemprichii và Enhalus acoroides có chiều dài đốt thân ngắn và có ít rễ, còn những loài có sinh trưởng nhanh như Cymodocea rotundata, Cymodocea serrulata và Syringodium isoetifolium có nhiều rễ ở đốt thân Thêm vào đó, sự sinh trưởng và sự phân nhánh của thân cỏ có ảnh hưởng đến biến động, phát triển và tồn tại của các quần thể cỏ có đặc điểm sinh sản dinh dưỡng [48] Điều đó rất cần thiết trong môi trường biển, nơi

có nhiều tác động đến những biến động của hệ thực vật

Cỏ biển có tuổi thọ trung bình từ vài tuần đến hàng chục năm Nhưng điều đó lại phụ thuộc vào kích thước của từng loài cỏ biển Những loài cỏ có kích thước lớn với thân dày, lá rộng và rễ lớn có thể sống rất lâu trong nhiều năm, nhưng những loài có kích thước nhỏ thì thời gian sống ngắn hơn chỉ dưới một tháng Do chu kỳ sống của chúng rất ngắn, nên những loài cỏ kích thước nhỏ thường có khả năng tái sinh chồi rất nhanh, như loài cỏ Xoan Halophila ovalis với kích thước nhỏ nhưng chu kỳ sống của chúng chỉ khoảng vài ngày, còn Posidonia oceanica với kích thước lớn có thể sống tới 11 năm [51]

1.2.1.5 Sinh sản

Bên cạnh sự duy trì và phát triển quần thể bằng hình thức sinh sản sinh dưỡng (từ thân chồi), cỏ biển còn có hình thức sinh sản hữu tính bằng hạt Số lượng các cây con từ hạt, hay số lượng hạt từ cây mẹ là cách đánh giá khả năng sinh sản bằng hạt của cỏ biển Những hạt ở trạng thái ngủ dài bị chôn vùi trong nền đáy và

có khả năng hình thành nguồn dự trữ, từ đó cho phép chúng nảy chồi trong điều kiện thích hợp Theo nghiên cứu của Hootsmans và cộng sự (1987) [52], những loài thuộc chi Zostera thường nảy mầm ở nhiệt độ cao và nồng độ muối thấp, và sự nảy mầm sẽ chậm lại khi nhiệt độ thấp, nồng độ muối cao Một loạt các nghiên cứu cho thấy giới hạn thấp nhất để hạt nảy mầm là độ mặn 10‰, độ mặn trung bình là 17‰ [17] Khi ươm hạt cỏ Lươn trong các hộp thí nghiệm và gieo đồng thời lên các thảm cỏ tự nhiên thì sau 6 tháng hạt nảy mầm với tỷ lệ là 2% [52] Thời gian này còn gọi là hiện tượng ngủ đông của hạt

Do điều kiện tự nhiên khác nhau nên thời gian nảy mầm của hạt cũng khác nhau Vùng biển Thái Bình Dương có số lượng hạt nảy mầm cao nhất từ tháng 4 đến tháng 7, trong khi ở Đại Tây Dương có hai giai đoạn: cuối thu – đầu đông và mùa xuân với tỷ lệ lên đến 66% [17], nhưng do là cây non dễ bị tổn thương nên tỷ

lệ sống sót rất thấp khoảng 2% Cụ thể là, khoảng 100 cây ra hoa và chỉ 10% trong

số đó là hình thành quả, nhưng duy trì để có hạt chỉ khoảng 1-10% và chỉ 1-10% số hạt đó nảy mầm Và, 1-10% số hạt nảy mầm đó sẽ hình thành cây non và chỉ 10% trong số đó có thể phát triển để ra hoa [17] (hình 1.3)

Hình 1.3 Sự sinh sản bằng hạt theo dạng thắt cổ chai

(Hemminga và Duarte, 2000 [17]) 1.2.1.6 Nguồn lợi trong thảm cỏ biển

Các thảm cỏ biển không chỉ duy trì quẩn thể phát triển liên tục một cách đơn độc, mà nó còn thể hiện mối liên hệ với các sinh vật khác như động vật sống trong các thảm cỏ biển [53-56] Hệ sinh thái cỏ biển là nguồn dự trữ quan trọng cho đa dạng sinh học biển Cỏ biển có năng suất sơ cấp cao là nguồn cung cấp vật chất hữu

cơ và là nguồn năng lượng cơ bản trong chuỗi thức ăn Với chức năng “vườn ươm” cho các loài hải sản [57] và sự suy giảm nhanh chóng của các thảm cỏ biển trên toàn thế giới trong vài thập kỷ qua [58] làm cho những nghiên cứu về cỏ biển tăng lên [59] cùng với các nghiên cứu về động vật sống trong đó Vào những năm 1989-1997, số lượng các bài báo về nguồn lợi hải sản trong thảm cỏ biển chiếm hơn 30% tổng số các công trình đăng trên các tạp chí quốc tế [60] Tổng số loài sinh vật sống trong các thảm cỏ trên toàn thế giới gồm 450 loài tảo, 171 loài giun nhiều tơ, 197 loài nhuyễn thể, 15 loài da gai và 215 loài cá [61] Những sinh vật này là nguồn thức ăn quan trọng cho các loài cá và chim trong vùng Trong số những động vật sống nhờ vào thảm cỏ biển, phải kể đến Dugong dugon, là loài thú quý hiếm và cỏ biển chính là nguồn thức ăn chính của chúng Tuy nhiên, các quần thể dugon có xu hướng suy giảm và đang bị có nguy cơ tuyệt chủng do sự biến mất dần của các thảm cỏ biển 1.2.2 Nghiên cứu về khả năng hấp thụ và lưu trữ cacbon của cỏ biển

Nhận thấy vai trò của khí nhà kính trong hiện tượng ấm lên toàn cầu, các quốc gia và các tổ chức khác nhau trên toàn thế giới đã và đang nỗ lực để nghiên cứu, đề xuất và áp dụng các phương pháp khác nhau để giảm thiểu lượng khí nhà kính Một trong những giải pháp nhằm giảm thiểu khí nhà kính CO2 là dùng các biện pháp kỹ thuật để lưu trữ chúng trong lòng đất [62], hoặc là giải pháp mở rộng

và bảo vệ các hệ sinh thái trên trái đất [63] Tuy nhiên, các giải pháp mang tính kỹ thuật được cho là không hiệu quả so với các phương pháp bảo vệ và mở rộng các hệ sinh thái trên trái đất [64] Trong đó, giải pháp giảm thiểu khí nhà kính dựa vào các

hệ sinh thái tự nhiên được cho là an toàn và hiệu quả hơn Các giá trị thực của các

hệ sinh thái mang lại cho cộng đồng dân cư bao gồm nhiều chức năng sinh thái quan trọng như lưu trữ nước ngầm, điều hòa khí hậu, giảm thiểu tai biến thiên nhiên, và cung cấp một nguồn sinh kế quan trọng

Các hệ sinh thái ở biển như cỏ biển, các loài tảo biển, và các hệ sinh thái ven biển như rừng ngập mặn, các trảng cỏ tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong giảm

60–210 t/km2/năm [65]

Tuy nhiên, hệ sinh thái thảm cỏ biển, rừng ngập mặn và các trảng cỏ đều

trong vòng một thế kỷ qua So sánh giữa các hệ sinh thái thì tốc độ suy giảm lượng

trữ từ 26.5×106 - 17.3×106 t.Corg/năm Hệ sinh thái thảm cỏ biển cũng suy giảm mạnh trong những năm 1970 đến 1980 và trong khoảng thời gian này giảm khoảng

lưu trữ trong thảm cỏ biển được cho là cao hơn, trung bình khoảng

3.1×106 t.Corg/năm[66]

Theo nghiên cứu của James Fourqurean và cộng sự (2012) [2], cỏ biển là một phần thiết yếu của giải pháp cho tình trạng biến đổi khí hậu và có thể lưu trữ được

lượng cacbon hữu cơ hơn 2 - 3 lần so với rừng thường xanh Tuy cỏ biển chỉ chiếm phần nhỏ diện tích vùng ven biển toàn cầu, nhưng đánh giá này lại chỉ rõ cỏ biển là một hệ sinh thái năng động cho sự chuyển đổi cacbon Cỏ biển có khả năng tiếp tục lưu trữ cacbon hữu cơ trong rễ của chúng Các nhà nghiên cứu đã phát hiện thấy những trường hợp các thảm cỏ biển đã lưu trữ cacbon hữu cơ hàng nghìn năm

Nghiên cứu là phân tích toàn cầu đầu tiên về lượng cacbon hữu cơ được lưu trữ trong cỏ biển và chứng minh rằng các thảm cỏ biển ven biển lưu trữ tới 83.000

Cũng theo đánh giá của nghiên cứu này, mặc dù các thảm cỏ biển chiếm gần 0,2% diện tích của các đại dương trên thế giới nhưng chúng chịu trách nhiệm hơn 10% tổng

số cacbon hữu cơ được chôn lấp hàng năm dưới biển Các thảm cỏ biển lưu trữ 90% cacbon hữu cơ trong đất và tiếp tục “công việc” này trong nhiều thế kỷ Ở Địa Trung Hải - vùng địa lý có lượng cacbon hữu cơ trong trầm tích cao nhất được phát hiện thấy từ nghiên cứu này, các thảm cỏ biển cũng lưu trữ cacbon hữu cơ trong các trầm tích sâu hàng mét

Cỏ biển nằm trong số các hệ sinh thái bị đe dọa ở mức cao nhất trên thế giới, khoảng 29% tổng số các thảm cỏ biển quan trọng đã bị phá hủy chủ yếu là do nạo vét và suy thoái chất lượng nước Mỗi năm có 1,5 – 7% diện tích các thảm cỏ biển

bị mất đi Nghiên cứu của James Fourqurean và cộng sự (2012)[2] ước tính, phá hủy các thảm cỏ biển có thể khiến tới 25% lượng cacbon phát thải ra môi trường, lượng phát thải tương đương như phá rừng trên cạn

Gần đây, những quan tâm về thương mại và thị trường “blue cacbon” cũng đã giúp việc nghiên cứu, xác định trữ lượng cacbon hữu cơ trong hệ sinh thái cỏ biển Đầu những năm 1980, tầm quan trọng của các hệ thực vật ven bờ đã được làm nổi bật lên như là các bể chứa cacbon, tuy nhiên hầu hết các nghiên cứu đều chỉ thực hiện trên các hệ sinh thái trên cạn [67] Đến năm 2009, trong báo cáo về “blue carbon” [67, 68] đã nhấn mạnh tiềm năng cố định cacbon hữu cơ của những hệ sinh thái biển ven bờ, trong đó có cỏ biển Người ta ước tính rằng các hệ sinh thái biển ven bờ có khả năng hấp thụ 50% lượng CO2 phát thải trong lĩnh vực vận tải trên thế giới

Những hệ sinh thái này bao gồm rừng ngập mặn, rạn san hô, đầm lầy nước mặn và cỏ biển, trong đó HST cỏ biển có trữ lượng cacbon hữu cơ lớn hơn hẳn [68]

Cần thiết phải có hướng tiếp cận để khái quát hóa khả năng lưu trữ cacbon hữu cơ của cỏ biển từ cơ sở dữ liệu còn hạn chế, với hầu hết các tính toán dựa trên hàm lượng cacbon hữu cơ của trầm tích từ các thảm cỏ biển Posidonia oceanica ở biển Địa Trung Hải [67, 69] Tuy nhiên, loài P oceanica không ổn định trong khả năng lưu trữ cacbon Sự tăng trưởng theo chiều thẳng đứng và các mô tạo ra các mảnh vụn thực vật lớn, bị vùi sâu vài mét dưới lớp trầm tích và tồn tại hàng thiên niên kỉ, kết quả là hình thành các bể chứa cacbon hữu cơ khổng lồ, lên tới 40 - 410 kg.Corg/m2 [70] Cũng theo nghiên cứu trên, các loài cỏ biển khác không có khả năng tương tự và trên thực tế, Walker và cộng sự đã coi khả năng đó ở loài P oceanica là một ngoại lệ [71] Nhưng theo Nelleman và cộng sự, đã công nhận rằng giả định của họ có khả năng tính được lượng “blue carbon” lưu trữ lớn hơn, một phần vì sự không chắc chắn về tỉ lệ cacbon hữu cơ chôn vùi của các quần xã cỏ biển khác nhau [67]

của khoảng 66 loài cỏ biển trên toàn thế giới có khoảng biến động lớn [13] Bao gồm

sự khác nhau trong năng suất sơ cấp, sinh khối dưới mặt đất của chúng, sự khó kiểm soát cacbon hữu cơ trong các bộ phận, khả năng bẫy cacbon của tán lá và các điều kiện của trầm tích đều ảnh hưởng tới khả năng lưu trữ cacbon hữu cơ [72] Đối với hầu hết các loài cỏ biển trên thế giới, hiểu biết về trữ lượng cacbon hữu cơ hoặc độ phủ còn hạn chế [73], mặc dù đối với nhiều loài cỏ biển, một lượng cacbon hữu cơ

[72] Bên cạnh đó, khi xem xét 219 bộ dữ liệu trầm tích cỏ biển, bao gồm 20 loài cho thấy sự thay đổi đáng kể hàm lượng chất hữu cơ với cacbon hữu cơ dao động từ 0,1% đến 11,0% [74]

Gần đây, nỗ lực đầu tiên để thống kê dữ liệu cacbon hữu cơ toàn cầu đã tiến hành kiểm tra 946 thảm cỏ biển riêng biệt trên thế giới và ước tính được lượng cacbon hữu cơ trung bình trong tầng trên cùng của lớp trầm tích cỏ biển là 2,5% (trung bình 1,8%) [75] Sử dụng các thông tin mới nhất về tổng diện tích có cỏ biển

bao phủ (300.000 – 600.000 km2) đã đưa ra ước tính về trữ lượng toàn cầu từ 4,2 - 8,4 tỷ tấn cacbon hữu cơ ở tầng trên của lớp trầm tích dưới bãi cỏ biển Những nghiên cứu sơ bộ ở vùng biển Địa Trung Hải đã cung cấp số liệu về trữ lượng lớn

môi trường sống hoặc trữ lượng của từng loài có thể được đưa ra bởi sự hạn chế về

hệ thống dữ liệu

Thêm vào đó, sự thay đổi giữa các loài cỏ biển và môi trường sống của chúng cũng có khả năng ảnh hưởng đến khả năng lưu trữ cacbon hữu cơ Cỏ biển có thể phát triển được trên nhiều loại môi trường khác nhau, từ cửa sông đến những vùng biển ven bờ [76] Và theo độ sâu của nước, độ sâu của nước ảnh hưởng đến sự cân bằng lượng cacbon sẵn có [77] và lượng cacbon hữu cơ được lưu trữ do sự khác biệt về kích thước hạt trầm tích [78] Chúng cũng có thể phân bố theo vĩ độ và những môi trường sống có sự thay đổi nhiệt độ đáng kể - điều này làm ảnh hưởng đến tỷ lệ hô hấp và tái khoáng hóa trầm tích [78] Kết quả là giữa cỏ biển và môi trường sống có khả năng tương tác với nhau và tác động mạnh mẽ đến khả năng hấp thụ và lưu trữ cacbon hữu cơ trong trầm tích

Những thông tin trên là kết quả khảo sát ban đầu trên một số loài cỏ biển ở Australia, nhằm đánh giá sự thay đổi trữ lượng cacbon hữu cơ trong trầm tích ở mỗi loài khác nhau Mặc dù không khảo sát toàn diện tính đa dạng về thành phần loài, tuy nhiên, nghiên cứu bao gồm 3 loài cỏ biển phổ biển ở Australia với ước tính tỉ lệ lưu trữ cacbon hữu cơ, mang đến những hiểu biết ban đầu cho chúng ta về sự thay đổi trữ lượng cacbon hữu cơ trong trầm tích ở các thảm cỏ biển

1.3 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

1.3.1 Nghiên cứu về đa dạng loài và nguồn lợi trong các thảm cỏ biển

Có thể nhận thấy, việc nghiên cứu cỏ biển ở nước ta trước năm 1960 hoàn toàn do người nước ngoài thực hiện Năm 1885, Halophila ovalis đã được một người nước ngoài tên là Balansa phát hiện thấy ở gần Quảng Yên Năm 1939, Tsang đã thu được một loài có phiến lá dài và mỏng ở Hà Cối - Quảng Ninh, đó là phát hiện đầu tiên về loài Zostera japonica ở Việt Nam; hai loài cỏ Thalassia hemprichii, Halodule pinifolia được tìm thấy ở Cửa Bé - Khánh Hoà vào năm 1949

bởi chuyên gia cỏ biển tên là Deroux Ở Bình Tân (Hòn Tre - Khánh Hoà), loài Halodule univervis cũng được Feldmann tìm thấy vào năm 1957 [11]

Từ năm 1960 đến 1995, những nhà khoa học trong nước cũng bắt đầu có những phát hiện đầu tiên về cỏ biển Tuy nhiên, đó chỉ là những ghi chép trong những chuyến khảo sát biển về các đối tượng khác mà chưa hề có những nghiên cứu cụ thể

về cỏ biển Phạm Hoàng Hộ đã ghi lại những phát hiện về cỏ biển ở Qui Nhơn (1960)

và ở Phú Quốc (1985) Vào những năm 80 và 90, hầu hết phát hiện về thành phần loài cỏ biển là từ những cuộc khảo sát của các đề tài khác của các nhà khoa học ở hai đơn vị nghiên cứu biển là: Phân Viện Hải dương học tại Hải Phòng (nay là Viện Tài nguyên và Môi trường Biển) và Viện Hải dương học Nha Trang [11]

Ở nước ta từ trước năm 1995, nhóm cỏ biển được nghiên cứu rất ít so với các nhóm động, thực vật biển khác Trong khoảng thời gian này không có đề tài nào chuyên nghiên cứu riêng về cỏ biển Từ năm 1996 trở lại đây việc nghiên cứu cỏ biển mới chính thức được đẩy mạnh Với 07 đề tài trong nước và 01 dự án quốc tế nghiên cứu về thành phần loài, phân bố, biến động thảm cỏ biển và một số nguồn lợi chủ yếu trong vùng biển và ven bờ Việt Nam Đến 2006 hiểu biết về hệ sinh thái các thảm cỏ biển Việt Nam đã đạt được những kết quả đáng kể Dựa vào các mẫu vật cỏ biển hiện có tại Viện Tài nguyên và Môi trường biển, đã xác định được 14 loài cỏ biển, thuộc 4 họ, 9 chi, trong đó có 8 loài phân bố ở cả hai miền nam bắc Việt Nam và số lượng thành phần loài cỏ biển có xu hướng tăng dần từ Bắc vào Nam [11]

Cỏ biển thường phân bố ở vùng triều ven biển, ven đảo, vùng cửa sông, rừng ngập mặn, đầm nước lợ và trong các vũng, vịnh với tổng diện tích đến 2006 khoảng 17.675 ha [10] Phân bố của cỏ biển thường liên quan đến chất đáy và môi trường nước Cỏ Lươn Zostera thường thấy ở trên các bãi bồi kín, trong vùng cửa sông hay đầm phá với chất đáy là bùn bột nhỏ hoặc bùn Các loài cỏ Halophila ovalis, Halophila beccarii, Ruppia maritima xuất hiện trên các bãi bồi - cửa sông, đầm nước lợ với chất đáy là bùn sét hoặc cát mịn Hầu hết các loài phân bố từ vùng triều giữa đến độ sâu 3 – 5 m, thậm chí loài Halophila decipiens tìm thấy ở sâu 28 m quanh đảo Bạch Long Vĩ Ở vùng biển miền Nam cỏ biển phân bố từ mực triều thấp đến độ sâu 3 – 7 m Loài Halophila pinifolia, Halodule uninervis, Halophila

ovalis, Halophila decipiens, Thalassia hemprichii, Cymodocea serrulata, Syingodium isoetifolium phân bố đến độ sâu 10 - 15 m Nghiên cứu quan hệ của độ muối với cỏ biển cho thấy, nhóm thích nghi rộng muối 5 - 32‰ gồm loài Zostera japonica, Halodule pinifolia, Halophila ovalis Nhóm loài nước lợ, dưới 25‰ như Halophila beccarii, Ruppia maritima Nhóm loài thích nghi độ muối cao trên 25‰ gồm có Enhalus acoroides, Thalassia hemprichii, Cymodocea serrulata, Cymodocea rotundata, Thalassodendron ciliatum, Halophila decipiens, Halophila minor, Halodule uninervis Nghiên cứu này đã xác định được các sinh cảnh đặc trưng và đặc điểm phân bố một số thảm cỏ biển Cho thấy, chúng được hình thành

do sự thích nghi phù hợp giữa đặc trưng môi trường đất, nước và đặc điểm sinh thái phân bố của mỗi loài

Bên cạnh đó, nhận thức được vai trò của thảm cỏ biển như một nơi cư trú lý tưởng cho các loại thuỷ sinh vật, nên bắt đầu từ những năm 1997, đa dạng sinh học của hệ sinh thái cỏ biển cũng được quan tâm nghiên cứu, tuy nhiên chưa thực sự đầy đủ và toàn diện Trong khuôn khổ dự án UNEP (2004) [79], vai trò và chức năng sinh thái của thảm cỏ biển đã được đề cập trong các nghiên cứu Qua lượng giá giá trị kinh tế các thảm cỏ biển, cho thấy, chúng có giá trị lên tới hàng tỉ đồng/ha thảm cỏ Ngoài ra, thảm cỏ biển còn là nơi sống, là nguồn thức ăn chính của hai loài động vật được liệt kê trong danh sách của IUCN và CITES, đó là dugong và rùa biển Theo thống kê của Cox từ WWF [78], cách đây khoảng 30 năm đã phát hiện

ra một đàn dugong khoảng hơn 20 con ở Côn Đảo Nhưng vào năm 2002, thì chỉ còn lại khoảng 10 cá thể dugong và 300 cá thể rùa biển Dự báo quần thể dugong ở Côn Đảo đang bị đe dọa và dẫn đến tiệt vong trong thời gian không xa Thảm cỏ biển ở Phú Quốc cùng với Campuchia là nơi sống cho khoảng 100 - 300 cá thể dugong, theo dự đoán của Cox Cũng có những thông tin về sự tồn tại của dugong ở vùng biển Khánh Hòa và Bình Thuận, nhưng chưa có những số liệu cụ thể Ngoài ra các nghiên cứu về khả năng trồng phục hồi cỏ biển tại một số thủy vực miền Bắc, miền Trung và miền Nam cũng đã được tiến hành và cho các kết quả ban đầu

Trước năm 1995, có rất nhiều dự án lớn nghiên cứu về các hệ sinh thái ven biển Việt Nam, nhưng chủ yếu tập trung vào hệ sinh thái san hô Còn những phát hiện về cỏ biển chỉ là ghi chép trong những chuyến khảo sát biển về các đối tượng khác Cho đến năm 1997-1999, một đề tài đầu tiên điều tra cỏ biển ven bờ Việt

Nam mới được thực hiện, trong đó Viện Tài nguyên và Môi trường biển chủ trì thực hiện ở phía Bắc Việt Nam và Viện Hải dương học chủ trì thực hiện ở phía Nam Việt Nam [18, 19, 80] Bên cạnh đó, còn có những phát hiện về thành phần loài cỏ biển ở vùng biển đảo xa của Việt Nam như; Trường Sa, Côn Đảo, Phú Quý [18, 80 - 82] Năm 2006, trong khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu giải pháp bảo vệ, phục hồi các hệ sinh thái rạn san hô, cỏ biển và khắc phục ô nhiễm môi trường biển tự sinh”, mã số KS.09-07 đã thực hiện thí nghiệm trồng phục hồi cỏ biển ngoài thực địa và trong phòng thí nghiệm, bước đầu cho thấy một số tín hiệu khả quan Một đề tài gần đây

về đánh giá nguồn lợi cỏ biển vùng biển Trung Bộ, Tây Nam Bộ và đề xuất các giải pháp sử dụng bền vững nguồn lợi được thực hiện từ năm 2004 đến 2006 do Viện Tài nguyên và Môi trường chủ trì Cùng thời gian thời gian đó, một dự án lớn với sự tài trợ của GEF đã được thực hiện tại 7 nước trong khu vực gồm 6 hợp phần Trong

đó, cỏ biển là một trong những hợp phần quan trọng và Viện Tài nguyên và Môi trường Biển là cơ quan đầu mối Dự án thực hiện trong 7 năm và một cơ sở dữ liệu

cỏ biển đã hình thành, qua đó Phú Quốc đã được lựa chọn là điểm trình diễn cỏ biển, san hô của dự án Trong khuôn khổ thực hiện dự án, đa dạng sinh học cỏ biển Phú Quốc được điều tra và đánh giá đầy đủ Như vậy, cho đến nay, các nghiên cứu

về biến động hệ sinh thái thảm cỏ biển mới chỉ được tiến hành nhỏ lẻ, lựa chọn tại một số địa phương như Thừa Thiên Huế, Quảng Nam trong đề tài “Đánh giá mức

độ suy thoái các hệ sinh thái vùng ven bờ biển Việt Nam và đề xuất các giải pháp quản lý bền vững”, mã số KC 09.26/06.10 do Viện Tài nguyên và Môi trường biển thực hiện (các vùng khác có cỏ biển phân bố cũng hầu như chưa được nghiên cứu tới) Tại các khu vực khác, nhất là miền Bắc nước ta, HST cỏ biển mới chỉ được nghiên cứu như một thành phần trong các đề tài, dự án và cũng chủ yếu về thành phần loài cỏ biển chứ chưa nghiên cứu đầy đủ về đa dạng sinh học và vai trò của chúng Việc nghiên cứu cũng mới ở một vài điểm, chủ yếu vào mùa hè nên kết quả nghiên cứu về HST này cũng chưa được đầy đủ Đặc biệt, phần lớn diện tích cỏ biển phân bố trong các đầm nuôi hải sản ven bờ (vịnh Tiên Yên, đầm Nhà Mạc, ven

bờ Thái Bình ) hầu như chưa được nghiên cứu

Thành phần loài động vật trong thảm cỏ biển cũng được các nhà khoa học Việt Nam quan tâm đến Đầu tiên phải kể đến công bố của Đỗ Công Thung (1998; 1999) [83, 84] khi đánh giá thành phần động vật đáy trong thảm cỏ biển Gia Luận

(Hải Phòng) và đầm Lập An (Thừa Thiên – Huế) Tiếp theo là các bài báo đánh giá nguồn giống tôm cá trong thảm cỏ biển Lập An và Tam Giang – Cầu Hai của Nguyễn Thị Thu (2001) [85], Nguyễn Thị Thu và Nguyễn Hữu Phụng (2002) [86] Một công bố gần hơn nữa của Nguyễn Văn Quân (2006) [87] là một phần kết quả nghiên cứu thành phần loài cá biển thuộc dự án UNEP/GEF/SCS tại điểm trình diễn

cỏ biển Phú Quốc

Cùng với việc đánh giá giá trị của các thảm cỏ biển trong khu vực, Việt Nam cũng đã cố gắng lượng giá hệ sinh thái cỏ biển ở một số nơi, tiêu biểu như: Tam Giang – Cầu Hai và Phú Quốc [88], mặc dù số liệu đầu vào còn hạn chế nhưng báo cáo cũng đã cho thấy giá trị quan trọng của các thảm cỏ biển ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân ven biển cũng như phát triển kinh tế Bên cạnh đó, cũng đã có một số nghiên cứu về sự suy thoái và khả năng phục hồi của các thảm cỏ biển do các nhà khoa học ở hai cơ quan là Viện Hải dương học Nha Trang và Viện Tài nguyên và Môi trường Biển thực hiện [11, 89] Các nhà khoa học đã lên tiếng cảnh báo về tình trạng suy giảm của cỏ biển Việt Nam hiện nay và với sự cố gắng bảo vệ

hệ sinh thái cỏ biển, các nhà khoa học cũng đã thử nghiệm trồng phục hồi cỏ biển [89] Đây mới là những thử nghiệm bước đầu nên tỷ lệ thành công là rất thấp do những yếu tố về môi trường và con người Nhưng đó là chính là khởi điểm và những bài học để có những phương pháp trồng cỏ biển thích hợp và hiệu quả hơn trong điều kiện Việt Nam [89-91] Các nhà quản lý và các nhà nghiên cứu đang cố gắng tìm hiểu vai trò của đại dương trong việc hạn chế sự thay đổi của khí hậu Tuy nhiên, diện tích các thảm cỏ suy giảm hay biến mất đang diễn ra hằng ngày không chỉ đối với thế giới mà còn cả Việt Nam Theo tổng kết mới nhất thông qua dự án UNEP, tổng diện tích cỏ biển toàn Việt Nam đã mất từ 30 - 60% [79, 82, 92] Vì vậy, vấn đề ưu tiên cần có những phương án bảo vệ các thảm cỏ biển, trong đó cần

có phương án giám sát các thảm cỏ biển thường xuyên trong kế hoạch quản lý

Đặc biệt, trong những năm gần đây, hàng loạt những ấn phẩm khoa học, đề tài và dự án lớn tập trung vào hệ sinh thái cỏ biển đã và đang được tiến hành Tiêu biểu là:

- Năm 1999 - 2000, đề tài “Điều tra khảo sát các bãi giống, bãi đẻ của các loài thủy sản kinh tế hệ đầm phá Thừa Thiên – Huế và đề xuất các giải pháp bảo

vệ”, trong đó cỏ biển được coi là một trong những đối tượng chủ yếu trong nghiên cứu này

- “Cỏ biển Việt Nam, thành phần loài, phân bố, sinh thái – sinh học” năm

2002 của Nguyễn Văn Tiến, Đặng Ngọc Thanh, Nguyễn Hữu Đại [11] Là công trình đầu tiên có tính hệ thống nhất về cỏ biển Việt Nam, theo đó có 15 loài cỏ biển được thống kê Phân bố trên 6.300 ha ở các vùng biển ven bờ từ Quảng Ninh tới Bà Rịa – Vũng Tàu

- Năm 2004 – 2006, đề tài “Đánh giá nguồn lợi cỏ biển vùng ven bờ Trung

Bộ, Tây Nam Bộ và đề xuất các giải pháp sử dụng bền vững nguồn lợi” Qua đề tài này, lần đầu tiên đã tổ chức điều tra nguồn lợi cỏ biển ở hầu hết các vùng ven bờ biển các tỉnh phía Nam Kết quả thu được là các tư liệu đầy đủ về đặc trưng số lượng, trữ lượng, địa thực vật của cỏ biển, v.v

- “Tiến tới quản lý hệ sinh thái cỏ biển Việt Nam” năm 2004 của Nguyễn Văn Tiến (chủ biên) [88] Là kết quả của thực hiện thỏa thuận giữa chương trình môi trường Liên Hiệp Quốc (UNEP) và Phân viện Hải dương học tại Hải Phòng, được Bộ trưởng Bộ khoa học, Công nghệ và Môi trường giao nhiệm vụ là đầu mối quốc gia thực hiện hợp phần cỏ biển thuộc Dự án UNEP/GEF “Ngăn chặn xu hướng suy thoái môi trường Biển Đông và vịnh Thái Lan”, Tiểu ban Cỏ biển đã tiến hành tổng kết đánh giá các tài liệu và thông tin hiện có về cỏ biển Việt Nam Qua

đó thành phần cỏ biển được tổng hợp lại là 14 loài thuộc 4 họ và 9 chi (hai loài cỏ Lươn biển Zostera marina và cỏ Lươn nhật Zostera japonica được coi là một loài, sau này được gọi là cỏ Lươn nhật Zostera japonica) và diện tích phân bố là 9.650

ha, từ Quảng Ninh mở rộng tới Kiên Giang [10]

- “Phương pháp nghiên cứu Cỏ biển” năm 2008 của Nguyễn Văn Tiến, Từ Thị Lan Hương [35] Cuốn sách là tài liệu tiếng Việt đầu tiên giới thiệu đầy đủ, cập nhật các phương pháp hiện đại về điều tra, khảo sát và các bước tiến hành giám sát nhằm mục tiêu quản lý và sử dụng bền vững nguồn lợi cỏ biển

- Đề tài “Đánh giá mức độ suy thoái các hệ sinh thái ven bờ biển Việt Nam

và đề xuất các giải pháp quản lý bền vững; KC 09.26/06-10” đã lấy hệ sinh thái cỏ biển là một trong những hệ sinh thái chính (Hệ sinh thái rạn san hô, Hệ sinh thái cỏ

biển, Hệ sinh thái rừng ngập mặn, trong đó tập trung nghiên cứu thảm cỏ biển ở phá Tam Giang – Cầu Hai (Thừa Thiên Huế) và Cửa Đại (Quảng Nam)

- Đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học, pháp lý cho việc đánh giá và đòi bồi thường thiệt hại do ô nhiễm dầu gây ra tại vùng biển Việt Nam; ĐTĐL.2009G/10”

và cỏ biển cũng là một trong những đối tượng chính trong nghiên cứu này

- Trong Tiểu dự án 01 của Dự án 47, có nội dung nghiên cứu về cỏ biển đó là

“Xây dựng tổng quan hiện trạng đa dạng sinh học và tình trạng sử dụng hệ sinh thái cỏ biển ở vùng ven biển Việt Nam phục vụ phát triển bền vững”

Mới đây là công bố của Nguyễn Xuân Vỵ và cộng sự (2013) đã xác định loài Halophila major (Zoll.) Miquel, bổ sung cho thành phần loài cỏ biển Việt Nam từ

14 loài lên 15 loài Cao Van Luong et al (2013) đã nghiên cứu, sử dụng công cụ GIS để tổng hợp và thống kê tổng diện tích cỏ biển phân bố ở ven bờ biển Việt Nam vào khoảng 18.630 ha [7, 9]

Có thể thấy, trong khi thế giới đã nghiên cứu cỏ biển được hơn 50 năm thì Việt Nam mới bắt đầu được khoảng 15 năm Tuy chậm so với thế giới và các nước trong khu vực, nhưng các nhà khoa học trong nước cũng đã tiếp cận và nghiên cứu

cỏ biển ở các khía cạnh khác nhau và đã đưa ra một bức tranh hoàn chỉnh về thành phần loài và phân bố của cỏ biển Việt Nam Những công bố về đối tượng này rất có

ý nghĩa cho các nhà quản lý trong việc bảo vệ hệ sinh thái cỏ biển nói riêng và quản

lý hệ sinh thái biển nói chung

1.3.2 Nghiên cứu về cacbon trong thực vật nói chung và cỏ biển nói riêng

Diện tích phân bố của cỏ biển trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng, đang suy giảm rất nhanh bởi hàng loạt các tác động do con người gây ra Trong khi đó, giá trị và ý nghĩa của cỏ biển đối với môi trường sinh thái và con

trong môi trường xung quanh nó và lưu trữ cacbon hữu cơ dưới dạng sinh khối trong rễ, thân, lá, v.v

Các nghiên cứu về lưu trữ cacbon trong thực vật biển (rừng ngập mặn, rong biển và cỏ biển) gần đây cũng chỉ áp dụng các hệ số chuyển đổi của các nghiên cứu khác để tính toán Trong Vũ Mạnh Hùng và cộng sự (2015) [93], khi nghiên cứu về

khả năng hấp thụ cacbon của rừng ngập mặn ven biển Hải Phòng đã sử dụng hệ số 0,42 [94] để chuyển đổi thành lượng cacbon trên cây từ tổng số sinh khối của cây đước Hay trong “Training on Forest Cacbon Assessment” cacbon hữu cơ được ước tính là một lượng hệ số của sinh khối (số mặc định IPCC) [95], cụ thể, để ước tính lượng cacbon hữu cơ trong sinh khối thực vật sống và chết đứng họ sử dụng hệ số 0,47; đối với thảm mục họ sử dụng hệ số 0,4 Khi nghiên cứu về năng suất sơ cấp, Cao Thị Thu Trang và cộng sự (2015) tính toán lượng cacbon hữu cơ thông qua hàm lượng oxy hòa tan (DO) với thí nghiệm bình sáng tối ở rong biển và cỏ biển tại đầm Thị Nại và đầm phá Tam Giang – Cầu Hai [96, 97]

Có thể thấy, những nghiên cứu về lưu trữ cacbon tại Việt Nam chủ yếu được thực hiện đối với rừng thường xanh, rừng trồng và các hệ thống nông lâm kết hợp thông qua rất nhiều nghiên cứu như của Vũ Tấn Phương (2008) [98], Võ Đại Hải (2009) [99], Đặng Thịnh Triều (2008) [100] và Bảo Huy (2009, 2013) [101, 102]

Nghiên cứu đánh giá nhanh khả năng lưu trữ cacbon hữu cơ của một số phương thức nông lâm kết hợp tại vùng đệm quốc gia Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc của Trần Đình Đà (2009) [103] cũng thông qua việc áp dụng phương pháp đánh giá nhanh khả năng lưu trữ cacbon của ICRAF gọi tắt là RaCSA

Chi trả dịch vụ hệ sinh thái (PES – Payments for Ecosystem Services) là một công cụ kinh tế điều tiết mối quan hệ người cung cấp dịch vụ và người hưởng lợi từ các dịch vụ của hệ sinh thái mang lại Những người sử dụng dịch vụ chi trả cho những người tham gia duy trì, bảo vệ và phát triển các chức năng của hệ sinh thái Đây là một hướng tiếp cận mới được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới và được coi

là một cơ chế tài chính bền vững cho bảo tồn tài nguyên đa dạng sinh học và xóa

đó, giảm nghèo [104-106] Theo Lê Văn Hưng (2013) [107], trong những năm 2011

và năm 2012, chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng đã mang lại nguồn thu lớn 1.172,3 tỷ đồng cho ngân sách

Xác định giá trị cacbon là cách quy đổi ngược từ trữ lượng rừng, sinh khối rừng thành tổng lượng cacbon có trong sinh khối của hệ sinh thái rừng và quy đổi

mặt của một đơn vị tín chỉ cacbon

Các dự án đầu tư, các Chương trình của Chính phủ, của các tổ chức quốc tế tại Việt Nam về PES đã thu được những kết quả tốt giúp cho các nhà quản lý hoạch định các chính sách, đặc biệt việc thực hiện Nghị định số 99/2010/NĐ-CP ngày 24/8/2010 [108] về chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng đã mang lại lợi ích to lớn cho nguồn thu quốc gia, tạo điều kiện cho công tác trồng, bảo vệ và chăm sóc rừng tốt hơn ở Việt Nam Đây cũng là cơ sở cho việc khai thác tiềm năng của các hệ sinh thái khác trên đất liền và biển cho phát triển kinh tế đất nước

Trong các cơ chế REDD và PES, cacbon có thể được tính toán, lượng giá và

sử dụng như cơ sở để chi trả cho các hệ thống canh tác lưu trữ được nhiều cacbon Xác định cacbon lưu trữ trong hệ thống thực vật ven bờ biển là vấn đề quan trọng

và cần thiết, nhất là khi các cơ quan chức năng của Việt Nam đang xúc tiến quá trình thể chế hóa “Thị trường CO2”

1.4 Một số khái niệm về đầm phá

1.4.1 Đầm phá

Từ đầm phá nói chung (lagoon, lugune, luguna, v.v.) có nguồn gốc từ chữ Latin – lacuna, được sử dụng tương đối rộng rãi để chỉ các đối tượng khác nhau Đầm phá được hiểu là một bộ phận được tách khỏi một vực nước nhờ một dạng tích

tụ chắn ngoài Theo khái niệm này, đầm phá là một phần của biển được tách ra khỏi biển nhờ một dạng tích tụ chắn ngoài (như đảo cát, doi cát, rạn san hô, v.v.), có thể

là một hồ nước ngọt được tách ra khỏi một hồ nước lớn hơn hoặc một con sông, cũng có thể là một vùng cửa sông, một nhánh sông vùng cửa hoặc một đầm lầy, v.v

có nước biển chảy vào [21]

Như vậy định nghĩa này rất rộng, chỉ nhiều đối tượng khác nhau bao gồm cả đầm phá xa bờ và ven bờ, cả nước mặn và nước ngọt Ở Việt Nam, có mặt các đầm phá xa bờ (thường được gọi là vũng) như ở các quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa

do ám tiêu san hô tạo thành, có đầm phá ven biển miền Trung nước lợ, nước mặn và thậm chí có lúc đạt trạng thái siêu mặn (đầm Lăng Cô, đầm Ô Loan), nhưng không

có đầm phá nước ngọt có nguồn gốc sông hoặc hồ như định nghĩa nói trên Ở Việt Nam cũng như nhiều nước khác trên thế giới, một vùng cửa sông hay một bộ phận cấu trúc của vùng cửa sông không được coi là đầm phá [21]

Tuy nhiên, cho tới nay đã có nhiều định nghĩa đầm phá, mỗi định nghĩa có điểm nhấn mạnh nào đó nhưng tất cả đều bổ sung cho nhau nhằm chỉ một đối tượng xác định:

(1) Vốn là một phần của biển, đại dương,

(2) Được tách ra khỏi biển, đại dương nhờ một dạng tích dụ có thể theo cơ chế cơ học – thể cát chắn, hoặc cơ chế sinh học – rạn san hô,

(3) Có cửa (một cửa hoặc nhiều cửa) ăn thông với biển

Định nghĩa đầm phá khái quát và rõ ràng hơn – đầm phá là một phần nước nông được tách ra khỏi biển hoặc đại dương nhờ một đê cát chắn, một doi cát hoặc một rạn san hô và ăn thông với biển qua một hoặc nhiều cửa [21]

1.4.2 Đầm phá ven biển

Đầm phá ven biển có khái niệm hẹp hơn đầm phá nói chung, được xác định là: (1) Một thủy vực ven bờ,

(2) Được ngăn cách với biển nhờ một dạng tích tụ cát chắn ngoài,

(3) Ăn thông với biển phía ngoài qua một hay nhiều cửa hoặc thẩm thấu, chảy ngầm qua chính thể cát chắn

Trong số các định nghĩa đầm phá ven biển hiện nay – đầm phá ven biển là một loại hình thủy vực ven bờ nước lợ, nước mặn hoặc siêu mặn, được chắn bởi một đê cát và có cửa ăn thông với biển phía ngoài [21]

Theo định nghĩa này, ở Việt Nam đã xác định được hệ thống 12 đầm phá ven

Bắc (từ Thừa Thiên – Huế tới Ninh Thuận), nằm trên khoảng 21% chiều dài đường

bờ biển Việt Nam

Đó là: 1 – Đầm phá Tam Giang – Cầu Hai (tỉnh Thừa Thiên – Huế); 2 – Đầm Lăng Cô (tỉnh Thừa Thiên – Huế); 3 – Đầm Trường Giang (tỉnh Quảng Nam); 4 – Đầm An Khê (tỉnh Quảng Ngãi); 5 – Đầm Nước Mặn (Sa Huỳnh, tỉnh Quảng Ngãi);

6 – Đầm Trà Ổ (tỉnh Bình Định); 7 – Đầm Nước Ngọt (Degi, tỉnh Bình Định); 8 – Đầm Thị Nại (tỉnh Bình Định); 9 – Đầm Cù Mông (tỉnh Phú Yên); 10 – Đầm Ô Loan (tỉnh Phú Yên); 11 – Đầm Thủy Triều (tỉnh Khánh Hòa); 12 – Đầm Nại (tỉnh Ninh Thuận)

Như vậy, định nghĩa đầm phá ven biển bao hàm 3 khía cạnh cơ bản xác định thuộc tính của đối tượng [21]: