Nghiên cứu sự phân bố và biến động của nguồn lợi cá nổi nhỏ vùng biển miền trung việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Đặng Thị Mai NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ VÀ BIẾN ĐỘNG CỦA NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Đặng Thị Mai NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ VÀ BIẾN ĐỘNG CỦA NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAM 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 – 2018 LỜI CẢM ƠN Luận văn: “Nghiên cứu phân bố biến động nguồn lợi cá nhỏ vùng biển Miền Trung Việt Nam” hoàn thành Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội hướng dẫn bảo tận tình PGS.TS Đồn Văn Bộ Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Khoa học Tự nhiên nói chung Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học nói riêng dạy dỗ, cung cấp kiến thức chuyên sâu giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu Nhân đây, em xin chân thành cảm ơn ThS Bùi Thanh Hùng (Viện Nghiên cứu Hải Sản) cung cấp số liệu cho luận văn Do kinh nghiệm cịn hạn chế nên luận văn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận góp ý thầy giáo để sửa chữa hoàn thiện luận văn Hà Nội, ngày 26 tháng 12 năm 2018 Học viên Đặng Thị Mai MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN MIỀN TRUNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG 1.1 Giới thiệu vùng biển miền Trung 1.1.1 Vị trí địa lý địa hình vùng biển miền Trung 1.1.2 Một số đặc trưng điều kiện tự nhiên 1.2 Nguồn lợi cá nhỏ vùng biển miền Trung 1.2.1 Khái quát nguồn lợi cá nhỏ biển Việt Nam 1.2.2 Nguồn lợi cá nhỏ vùng biển miền Trung 1.3 Một số phương pháp đánh giá trữ lượng nguồn lợi cá 13 1.3.1 Nội dung việc đánh giá trữ lượng 13 1.3.2 Một số phương pháp đánh giá trữ lượng 14 Chương PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG VÀ NGUỒN SỐ LIỆU SỬ DỤNG 19 2.1 Phương pháp chuyển hóa lượng 19 2.1.1 Phương pháp chuyển hóa lượng đánh giá nguồn lợi CNN 19 2.1.2 Mơ hình chu trình chuyển hóa Nitơ hệ sinh thái biển 20 2.2 Nguồn số liệu sử dụng nghiên cứu 27 2.2.1 Trường độ sâu 27 2.2.2 Trường 3D nhiệt độ nước biển 27 2.2.3 Trường xạ tự nhiên trung bình tháng mặt biển 33 2.2.4 Các tham số sinh thái mơ hình chu trình chuyển hóa Nitơ 34 Chương CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG VÀ PHÂN BỐ, BIẾN ĐỘNG NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN MIỀN TRUNG 37 3.1 Quá trình sản xuất vật chất hữu quần xã sinh vật vùng biển miền Trung 37 3.1.1 Quá trình sản xuất sơ cấp thực vật 37 3.1.2 Quá trình sản xuất thứ cấp động vật 40 3.1.3 Đặc trưng chuyển hóa lượng vùng biển 42 3.2 Ước tính trữ lượng khả khai thác nguồn lợi cá nhỏ vùng biển miền Trung 43 3.2.1 Sinh khối cá nhỏ 43 3.2.2 Năng suất cá nhỏ 46 3.2.3 Ước tính tổng trữ lượng khả khai thác nguồn lợi cá nhỏ 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 58 Phụ lục 1: Mơ hình tốn chu trình chuyển hóa Nitơ 58 Phụ lục 2: Tính tốn xạ tự nhiên mặt biển 61 Phụ lục 3: Tính tốn suất sinh học hiệu suất sinh thái 62 Phụ lục 4: Tính tốn giá trị tích phân 64 Phụ lục 5: Phân bố nhiệt độ nước biển mặt cắt 65 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tổng hợp kết đánh giá trữ lượng khả khai thác nguồn lợi cá biển Việt Nam Bảng 1.2: Trữ lượng khả khai thác (nghìn tấn/năm) nguồn lợi cá nhỏ vùng biển Việt Nam 11 Bảng 1.3: Sản lượng khai thác cá nhỏ tỉnh khu vực miền Trung 11 Bảng 2.1: Trích file T0717.txt - trường 3D nhiệt biển trung bình tháng – 2017 vùng biển miền Trung 27 Bảng 2.2: Các thông số (hằng số) sinh thái mơ hình cho vùng biển miền Trung 34 Bảng 3.1: Thống kê giá trị sinh khối TVN theo tháng số tầng (mg-tươi/m ) 37 Bảng 3.2: Thống kê giá trị sinh khối ĐVN theo tháng số tầng (mg-tươi/m ) 40 Bảng 3.3: Giá trị hiệu suất sinh thái trung bình tháng toàn vùng biển .42 Bảng 3.4: Giá trị trung bình sinh khối cá nhỏ (tấn/ơ lưới) tháng vụ cá nam 45 Bảng 3.5: Giá trị sinh khối cá nhỏ (tấn/ô lưới) tháng vụ cá bắc 46 Bảng 3.6: Thống kê suất sinh học cá nhỏ tháng (tấn/ô lưới/tháng) vụ cá nam vùng biển miền Trung 48 Bảng 3.7: Thống kê suất sinh học cá nhỏ tháng (tấn/ô lưới/tháng) vụ cá bắc vùng biển miền Trung 49 Bảng 3.8: Ước tính tổng trữ lượng khả khai thác (năng suất) năm 2017nguồn lợi cá nhỏ vùng biển miền Trung Việt Nam 49 Bảng 3.9: Khả khai thác cho phép (nghìn tấn/tháng) nguồn lợi cá nhỏ trung bình tháng vụ cá khu vực 51 Bảng 3.10: Trữ lượng khả khai thác (nghìn tấn/năm) nguồn lợi cá nhỏ vùng biển Việt Nam 52 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Phân chia ngư trường vùng biển Việt Nam Hình 1.2: Vùng biển miền Trung (vùng II) địa hình đáy Hình 1.3: Trường dịng chảy tầng mặt mùa đông (bên trái) mùa hè Hình 1.4: Phân bố nguồn lợi cá nhỏ biển Việt Nam mùa gió Tây Nam (trái), mùa gió Đông Bắc (phải) Hình 2.1: Sơ đồ chuyển hóa lượng chuỗi thức ăn hệ sinh thái biển 19 Hình 2.2: Sơ đồ chu trình chuyến hoá Nitơ hệ sinh thái biển .21 Hình 2.3: Sơ đồ khối tính tốn Chương trình NiCyMod 24 Hình 2.4: Phân bố nhiệt độ nước biển tầng mặt trung bình tháng vùng biển miền Trung 29 Hình 2.5: Phân bố nhiệt độ nước biển tầng 25 m trung bình tháng vùng biển miền Trung 30 Hình 2.6: Phân bố nhiệt độ nước biển tầng 50 m trung bình tháng vùng biển miền Trung 31 Hình 2.7: Phân bố nhiệt độ nước biển tầng 100 m trung bình tháng vùng biển miền Trung 32 Hình 2.8: Biến trình năm xạ quang hợp vùng biển miền Trung 34 Hình 3.1: Phân bố suất sơ cấp tinh TVN (mgC/m /ngày) trung bình tồn cột nước tháng 39 Hình 3.2: Phân bố suất thứ cấp ĐVN (mgC/m /ngày) trung bình tồn cột nước tháng 41 Hình 3.3: Phân bố sinh khối nhỏ (tấn/ô lưới) vùng biển tháng 44 Hình 3.4: Phân bố khu vực khả khai thác nguồn lợi cá nhỏ (tấn/ô lưới/tháng) vùng biển miền Trung 47 Hình 3.5: Phân bố tổng trữ lượng nguồn lợi CNN (tấn/ô lưới/năm) năm 2017 50 Hình 3.6: Phân phối theo tháng tổng sinh khối (nghìn tấn) khả khai thác (nghìn tấn/tháng) nguồn lợi cá nhỏ vùng II năm 2017 51 Hình P5.1: Phân bố nhiệt độ nước biển trung bình tháng 1, tháng 4, tháng 7, tháng o 10 mặt cắt vĩ tuyến 12,875 N vùng biển miền Trung 65 Hình P5.2: Phân bố nhiệt độ nước biển trung bình tháng 1, tháng 4, tháng 7, tháng o 10 mặt cắt vĩ tuyến 15,125 N vùng biển miền Trung 66 Hình P5.3: Phân bố nhiệt độ nước biển trung bình tháng 1, tháng 4, tháng 7, tháng o 10 mặt cắt kinh tuyến 110,375 E vùng biển miền Trung 67 Hình P5.4: Phân bố nhiệt độ nước biển trung bình tháng 1, tháng 4, tháng 7, tháng o 10 mặt cắt kinh tuyến 112,875 E vùng biển miền Trung 68 MỞ ĐẦU Ở Việt Nam, cá nhỏ (CNN) nguồn lợi biển quan trọng, chiếm tỷ lệ cao (60 – 80 %) [1, 16, 37] tổng sản lượng khai thác cá biển vùng biển Chúng bao gồm lồi cá nục, cá bạc má, cá trích, cá cơm, cá chuồn… sống chủ yếu tầng nước từ đến 100 m sâu đối tượng khai thác nhiều loại nghề lưới rê, lưới vây, lưới kéo, chụp, mành… Các nghề khai thác CNN Việt Nam tồn từ lâu, trước nghề khai thác cá đáy cá lớn đại dương phát triển 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 CNN khơng phong phú, đa dạng thành phần lồi, mà cịn có đặc điểm sinh vật học đặc trưng cá biển nhiệt đới Trong năm gần đây, nguồn lợi cá gần bờ chủ yếu từ 30 m nước trở vào (trong có CNN) bị khai thác mức Nguyên nhân chủ yếu phương tiện khai thác cịn lạc hậu, hoạt động theo quy mơ nhỏ lẻ, tự phát, sở hạ tầng dịch vụ hậu cần nghề cá cịn yếu, cơng tác quản lý, kiểm tra, giám sát chưa liệt, đồng [25] Bên cạnh đó, việc nghiên cứu khoa học điều tra đánh giá nguồn lợi hải sản nói chung, nguồn lợi CNN nói riêng chưa thường xuyên thực Trong đó, để xác định tiềm ngư trường, mùa vụ, giúp cho việc khai thác quản lý khai thác hiệu nguồn lợi CNN việc đánh giá trữ lượng, khả khai thác đối tượng nghiên cứu phân bố, biến động chúng vùng biển Việt Nam vô quan trọng cần thiết Hiện có số nghiên cứu nguồn lợi CNN vùng biển Việt Nam, sử dụng phương pháp truyền thống (như phương pháp thuỷ âm, phương pháp diện tích…) xác định trữ lượng, khả khai thác nguồn tài nguyên vùng biển năm, chưa đưa tranh phân bố biến động tháng Luận văn ngồi mục đích đánh giá trữ lượng khả khai thác nguồn lợi CNN cho vùng biển cụ thể – vùng biển miền Trung (VBMT) – ngư trường trọng điểm khai thác CNN, đưa tranh phân bố biến động tháng đặc trưng nêu cho vùng biển nghiên cứu Trong luận văn sử dụng phương pháp chuyển hóa lượng với “lõi” mơ hình chu trình chuyển hố Nitơ quần xã plankton biển (đối tượng thức ăn chủ yếu CNN) Đây phương pháp dựa sở đánh giá nguồn thức ăn nguyên thuỷ - dòng lượng sơ khởi chuyển hóa qua chuỗi thức ăn thẳng hệ sinh thái biển Phương pháp không cịn nghiên cứu Việt Nam lần ứng dụng (mang tính thử nghiệm) nghiên cứu nguồn lợi CNN VBMT Luận văn có tiêu đề “Nghiên cứu phân bố biến động nguồn lợi cá nhỏ vùng biển miền Trung Việt Nam”, ngồi phần mở đầu, kết luận cịn có chương phụ lục: Chương Tổng quan nguồn lợi cá nhỏ vùng biển miền Trung phương pháp đánh giá trữ lượng Chương Phương pháp chuyển hoá lượng nguồn số liệu sử dụng Chương Chuyển hoá lượng phân bố, biến động nguồn lợi cá nhỏ vùng biển miền Trung  L(i), L(ξ) ảnh hưởng cường độ chiếu sáng nhiệt độ tới trình quang hợp, tính sau: L i    với PARZ ≥ PARMIN ; exp    58 L Trong mô trên: T nhiệt độ nước biển, (heavisize) có giá trị (N – Nm) > (N – Nm) ≤ 0,  N   AMO  NRIT  NRAT , PAR Z  PAR SURF expK AZ  xạ quang hợp độ sâu Z với PARSURF xạ quang hợp mặt biển, có giá trị 41% xạ tự nhiên ISURF (ISURF tính phụ lục 2) Các kí hiệu khác số mơ hình, giải thích bảng 2.2 (chương 2)  Đối với ZOO (3) Pr od (4) Dest Trong đó: N FZ tốc độ riêng tiết Nitơ vô cơ: F ; thuộc lượng thức ăn PHY: Z Pom FZ : tốc độ riêng chết tự nhiên ZOO phụ  F Pom Z Với (PHY – PHYm ) hàm trọng số, kí hiệu khác giải thích bảng 2.1 (chương 2)  Đối với chất hữu lơ lửng (POM) Pr od POM  F Pom PHY  X P (5) Dest POM  FPomDom POM (6) Ở FPomDom tốc độ riêng phân hủy chất hữu lơ lửng thành chất hữu hòa tan: F Dom Pom 59  Đối với chất hữu hòa tan (DOM) (7) Pr od (8) Dest DOM  F Amo DOM chất hữu hòa tan thành AMO: Ở Amo F Amo  Dom Dom  Đối với Amoni (AMO) Pr od AMO  F Amo DOM   (10) Dest AMO  L (i )L () (11)  Đối với Nitrit (NRIT) NRIT Pr od Dest NRIT (12)  L (i ) L ()  Đối với Nitrat (NRAT) (13) NRAT Pr od (14) Dest NRAT  L (i ) L ( ) Trong công thức (10), (12), (14):   Nri KT 20 F  tốc độ riêng đạm hóa chuyển AMO thành NRIT Amo 3T F Nri FNra0   Nra KT 20 tốc độ riêng đạm hóa chuyển NRIT thành NRAT Nri 4T  Nra0 K5(TT 20) tốc độ riêng nghịch đạm hóa chuyển NRAT thành khí N2 60 Phụ lục 2: Tính tốn xạ tự nhiên mặt biển Bức xạ tự nhiên mặt biển ( I với C1 , C ) tính tốn sau: hệ số thực nghiệm I xạ tầng I SURF khí quyển, L  J tính sau:    Arc cos  tan Lat tan Dec   atm Trong đó: Với t j số ngày kể từ ngày tháng giêng 61 Phụ lục 3: Tính tốn suất sinh học hiệu suất sinh thái Năng suất sinh học lượng vật chất hữu tạo đơn vị thể tích (diện tích) đơn vị thời gian hoạt động sinh học sinh vật Từ mơ hình chu trình Nitơ, thấy tốc độ riêng trình (là tốc độ biến đổi đơn vị sinh khối) xác định sau:  Tốc độ riêng gia tăng sinh khối PHY trình quang hợp:  Tốc độ riêng suy giảm sinh khối PHY q trình hơ hấp: K2  FPN  Tốc độ riêng gia tăng sinh khối ZOO trình dinh dưỡng: K  Tốc độ riêng suy giảm sinh khối ZOO q trình hơ hấp: K Từ đó, suất sinh học quần xã sinh vật (quy đổi sang đơn vị thông dụng Việt Nam) tính sau (trong PHY ZOO tính µAT – gN/l): - Năng suất sơ cấp thô: PThô(mgC/m /ngày) = 39,6 K1 PHY - Hô hấp PHY: RPHY (mgC/m /ngày) = 39,6 K2 PHY - Năng suất sơ cấp tinh: PTinh(mgC/m /ngày) = PThơ – RPHY - Đồng hóa ZOO: AZOO (mgC/m /ngày) = 39,6 K3 ZOO - Hô hấp ZOO: RZOO (mgC/m /ngày) = 39,6 K4 ZOO - Năng suất thứ cấp: PZOO (mgC/m /ngày) = AZOO – RZOO 3 3 Một số hiệu suất sinh thái quần xã sinh vật tính: - Hệ số P/B ngày PHY: - H1 = PTinh*/(0,06 PHY*) Hiệu chuyển hóa lượng tự nhiên: H2 = 9,375 PTinh*/(14,3 ∙ 60 ISURF Gnang) - Hệ số P/B ngày ZOO: H3 = PZOO*/(0,06 ZOO*) 62 - Chuyển hóa lượng qua hai bậc PHY – ZOO: H4 = PZOO*/ PTinh* Các kí hiệu sử dụng số* giá trị tích phân yếu tố cột nước thiết diện 1m lớp quang hợp (hoặc từ mặt tới đáy) 63 Phụ lục 4: Tính tốn giá trị tích phân Để tính giá trị tích phân sinh khối suất, tức tính tổng lượng giá trị cột nước 1m , ta tính tổng sinh khối suất đoạn cột nước, cộng dồn theo sơ đồ (giả sử điểm tính có độ sâu 22 m có tầng 0,5 m; 10 m; 20 m đáy = 22 m (thường điểm đo nhiệt độ tầng mặt đặt mặt 0,5 m) Thuyết minh cách tính: - Giá trị tính tầng 0,5 m coi trung bình cho lớp – 0,5 m - Trung bình cộng giá trị tính tầng 0,5 10 m coi trung bình cho lớp 0,5 – 10m - Trung bình cộng giá trị tính tầng 10 20 m coi trung bình cho lớp 10 – 20 m - Trung bình cộng giá trị tính tầng 20 m 22 m (đáy) coi trung bình cho lớp 20 m – đáy Sau nhân giá trị trung bình với độ dày lớp tương ứng cộng dồn ta thu kết Đối với vùng biển nông ven bờ, điểm tính có tầng xem giá trị trung bình cho tồn cột nước, nhân giá trị với độ sâu điểm tính có kết cần tìm Đơn vị biểu diễn kết này, ví dụ sinh khối mg-tươi/m suất mgC/m /ngày, cần hiểu tổng sinh khối tổng suất toàn cột nước thiết diện 1m lớp quang hợp Đây đại lượng có ý nghĩa việc tính tốn tổng lượng vật chất vùng biển 64 Phụ lục 5: Phân bố nhiệt độ nước biển mặt cắt Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Hình P5.1: Phân bố nhiệt độ nước biển trung bình tháng 1, tháng 4, tháng 7, tháng 10 mặt cắt vĩ tuyến o 12,875 N vùng biển miền Trung 65 Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Hình P5.2: Phân bố nhiệt độ nước biển trung bình tháng 1, tháng 4, tháng 7, tháng 10 mặt cắt vĩ tuyến o 15,125 N vùng biển miền Trung 66 Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Hình P5.3: Phân bố nhiệt độ nước biển trung bình tháng 1, tháng 4, tháng 7, tháng 10 mặt cắt kinh tuyến o 110,375 E vùng biển miền Trung 67 Tháng Tháng Hình P5.4: Phân bố nhiệt độ nước biển trung bình tháng 1, tháng 4, tháng 7, tháng 10 mặt cắt kinh tuyến o 112,875 E vùng biển miền Trung 68 ... điều kiện tự nhiên 1.2 Nguồn lợi cá nhỏ vùng biển miền Trung 1.2.1 Khái quát nguồn lợi cá nhỏ biển Việt Nam 1.2.2 Nguồn lợi cá nhỏ vùng biển miền Trung 1.3 Một số phương... nguồn lợi CNN VBMT Luận văn có tiêu đề ? ?Nghiên cứu phân bố biến động nguồn lợi cá nhỏ vùng biển miền Trung Việt Nam? ??, phần mở đầu, kết luận cịn có chương phụ lục: Chương Tổng quan nguồn lợi cá nhỏ. .. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Đặng Thị Mai NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ VÀ BIẾN ĐỘNG CỦA NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÙNG BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAM Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 8440228.01 LUẬN