Cỏc dữ liệu trong mụ hỡnh
Dữ liệu cho mụ hỡnh được thu thập trờn cơ sở sử dụng nguồn số liệu của ủy ban Đại dương và Khớ quyển (NOAA) trờn website: http://www.nodc.noaa.gov/
[20]. Từđú trớch ra nhiệt độ trung bỡnh từng thỏng (12 thỏng) trờn vựng nghiờn cứu (từ vĩ độ 160B đến 220B và từ kinh độ 1050Đ đến 1100Đ). Cỏc điểm lưới tớnh cỏch nhau 1/4 độ bao gồm 257 điểm tớnh.
Cường độ bức xạ được tớnh toỏn theo cỏc điều kiện thiờn văn trung bỡnh trờn cỏc vĩ độđịa lý trong vựng nghiờn cứu và trung bỡnh cho từng thỏng.
Cỏc tham số sinh thỏi trong mụ hỡnh được chọn phự hợp điều kiện biển nhiệt đới Việt Nam và vựng nghiờn cứu do PGS. TS. Đoàn Văn Bộ cung cấp(bảng 4)
Dưới đõy là phõn bố theo mặt rộng nhiệt độ trung bỡnh thỏng 1, thỏng 4, thỏng 7, thỏng 10 tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m.
Hỡnh 7: Phõn bố nhiệt độ tầng mặt trung bỡnh thỏng 1 Hỡnh 8: Phõn bố nhiệt độ tầng mặt trung bỡnh thỏng 4 Hỡnh 9: Phõn bố nhiệt độ tầng mặt trung bỡnh thỏng 7 Hỡnh 10: Phõn bố nhiệt độ tầng mặt trung bỡnh thỏng 10
Hỡnh 11: Phõn bố nhiệt độ tầng 20m trung bỡnh thỏng 1 Hỡnh 13: Phõn bố nhiệt độ tầng 20m trung bỡnh thỏng 7 Hỡnh 12: Phõn bố nhiệt độ tầng 20m trung bỡnh thỏng 4 Hỡnh 14: Phõn bố nhiệt độ tầng 20m trung bỡnh thỏng 10
Hỡnh 15: Phõn bố nhiệt độ tầng 50m trung bỡnh thỏng 1 Hỡnh 17: Phõn bố nhiệt độ tầng 50m trung bỡnh thỏng 7 Hỡnh 16: Phõn bố nhiệt độ tầng 50m trung bỡnh thỏng 4 Hỡnh 18: Phõn bố nhiệt độ tầng 50m trung bỡnh thỏng 10
Cỏc hỡnh vẽ từ 7 đến 18 thể hiện chi tiết sự phõn bố nhiệt độ tầng mặt, tầng 20 một và tầng 50 một thỏng 1 đại diện cho mựa đụng, thỏng 4 đại diện cho mựa chuyển tiếp
đụng sang hố, thỏng 7 thể hiện cho mựa hố, thỏng 10 thể hiện cho mựa chuyển tiếp hố sang đụng. Tớnh chất mựa thể hiện rừ nột ở nền nhiệt mựa đụng thấp hơn mựa hố. Mựa
đụng với ảnh hưởng của hệ thống giú mựa đụng bắc lạnh khụ thường xuất hiện vào thỏng 10, 11, đến thỏng 3 năm sau Mựa hố với hệ thống giú mựa tõy nam thống trị, vào vịnh Bắc Bộ chuyển dần sang hướng nam và đụng nam, với tớnh chất núng, ẩm xuất hiện từ thỏng 4, 5 cho đến thỏng 9, 10 đó làm thay đổi toàn bộ hệ thống khớ hậu tại vựng biển nghiờn cứu so với trong mựa đụng. Sự hoạt động của hai loại giú này khụng chỉ ảnh hưởng trực tiếp tới nhiệt độ nước mặt biển thụng qua nhiệt độ khụng khớ đặc trưng cho từng mựa giú mà cũn tạo ra cỏc hoàn lưu di chuyển cỏc khối nước cú những tớnh chất nhiệt muối đặc trưng.
Điều đú cũng thể hiện rừ trong cỏc hỡnh từ hỡnh 19 đến 25 của biến trỡnh theo thời gian và Profile thẳng đứng của nhiệt độ tại một số điểm trờn vịnh Bắc Bộ. Theo đú từ
thỏng 11 năm trước đến thỏng 3 năm sau, do sự hoạt động mạnh mẽ của hệ thống giú mựa
đụng bắc đó đẩy khối nước lạnh ộp sỏt bờ từ phớa bắc xuống đó làm xuất hiện khu vực nước lạnh trong vịnh và xu hướng của nhiệt độ tăng từ Bắc xuống Nam.
Mựa giú Tõy Nam, nhiệt độ trung bỡnh của cỏc tầng mặt thường ớt thay đổi theo khụng gian và dao động trong khoảng 29,0-30,6oC, tầng 20 một giảm xuống và dao động trong khoảng 25,0-28,0oC đến tầng 50 một nhiệt độ giảm mạnh và dao động trong khoảng 20,0-25,0oC. Xu thế chung của nhiệt độ nước biển tầng mặt trong thời gian này ở một số
Hỡnh 20: Profile nhiệt độ trung bỡnh 12 thỏng tại điểm 109.3750E và 16.3750N
Hỡnh 21: Profile nhiệt độ trung bỡnh 12 thỏng tại điểm 107.375 0E và 18.6250N
Hỡnh 23: Biến trỡnh năm nhiệt độ nước biển cỏc tầng tại điểm 108.6250E và 20.3750N
Hỡnh 24: Profile nhiệt độ trung bỡnh 12 thỏng tại điểm 108.6250E và 20.3750N
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH 3.1. Kết quả tớnh toỏn sản xuất sơ cấp
3.1.1. Phõn bố thực vật phự du
Mựa giú đụng bắc
Trong mựa giú đụng bắc, xu hướng phỏt triển của thực vật nổi tại vịnh Bắc Bộ tăng dần từ bờ ra khơi, sinh khối của thực vật nổi ở khu vực này đạt khoảng 1055 - 1125 mg- tươi/m3 trung bỡnh 1090 mg-tươi/m3 (hỡnh 26) đối với lớp nước mặt, 1075 - 1120 mg- tươi/m3 (hỡnh 30) đối với lớp nước tầng 20m và 1085 - 1115 mg-tươi/m3 (hỡnh 34) đối với lớp nước tầng 50m. Vựng nước lạnh ven bờ phớa bắc và tõy bắc vịnh cú nhiệt độ trong khoảng 18 - 24oC cỏc tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m (hỡnh 7, 11, 15) khụng thuận lợi cho quang hợp, tại đõy sinh khối chỉđạt cỡ 1055 - 1090 mg tươi/m3.
So với cỏc thời kỳ khỏc trong năm thỡ mựa đụng khụng phải là thời kỳ phỏt triển của thực vật nổi do nhiệt độ nước giảm thấp, cường độ bức xạ khụng lớn, lượng dinh dưỡng do cỏc sụng tải ra vịnh cũng khụng nhiều. Đặc biệt, sự giảm thấp của nhiệt độ nước, với dải nhiệt tương đối rộng 18-24oC (hỡnh 7, 11, 15), là một nhõn tố bất lợi cho sự phỏt triển của thực vật nổi. Đõy là thời kỳ cú sinh khối thực vật nổi thấp nhất trong năm.
Mựa giú tõy nam
Trong mựa giú tõy nam, được xem là mựa phỏt triển của thực vật nổi với sinh khối
đạt khoảng 1184 - 1210 mg-tươi/m3 (hỡnh 28), trung bỡnh 1197 mg-tươi/m3 đối với lớp nước mặt, 1115 - 1165 mg-tươi/m3 (hỡnh 32) đối với lớp nước tầng 20m và 1110 - 1145 mg-tươi/m3 (hỡnh 36) đối với lớp nước tầng 50m. Xu hướng phỏt triển của của thực vật nổi ngược lại so với thỏng mựa đụng và thỏng chuyển tiếp, sinh khối tăng dần từ khơi vào bờ và từ nam lờn bắc. Nguyờn nhõn là nhiệt độ nước tầng mặt tương đối cao dao động từ
29 - 30,6oC tăng dần từ ngoài khơi vào bờ (hỡnh 8), đối với tầng 20m nhiệt độ dao động trong khoảng 24 - 29oC (hỡnh 12) và 21 - 26oC đối với tầng 50m (hỡnh 16). Ngoài ra lượng dinh dưỡng bổ sung từ lục địa rất dồi dào được cung cấp bởi cỏc con sụng do mưa lũ đặc biệt vựng ven bờ và cửa sụng cú sinh khối đạt 1210 mg-tươi/m3. Đõy là những điều kiện sinh thỏi thuận lợi cho quỏ trỡnh tổng hợp chất hữu cơ của thực vật nổi trong vựng biển nghiờn cứu nhất là khu vực ven bờ tõy vịnh Bắc Bộ.
Biến trỡnh năm sinh khối thực vật nổi tại cỏc điểm khu vực phớa Nam vịnh 109.3750E và 16.3750N (hỡnh 38), 109.3750E và 17.3750N (hỡnh 39), cho thấy tại tầng mặt của thỏng 5, 6 ,7, 8, 9 Sinh khối thực vật phự du đặt cực đại và dao động trong khoảng 1180 đến 1190 mg-tươi/m3 và giảm dần trong cỏc thỏng mựa đụng.
Tại tầng 20m xu hướng tương tự nhưng giỏ trị thấp hơn so với tầng mặt và đạt khoảng 1120 đến 1165 mg-tươi/m3, tại tầng 50m xu hướng khụng theo quy luật tăng vào mựa hố giảm vào mựa đụng và giỏ trịđạt khoảng 1100 đến 1140 mg-tươi/m3.
Hỡnh 38: Biến trỡnh năm sinh khối thực vật nổi tại điểm 109.3750E và 16.3750N
Biến trỡnh năm sinh khối thực vật phự dự tại cỏc điểm thuộc khu vực giữa phớa bắc 106.8750E và 18.3750N (hỡnh 40), 108.6250E và 20.3750N (hỡnh 41) cú xu hướng cực đại vào mựa hố và cực tiểu trong mựa đụng tại cả ba tầng, tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m, giỏ trị cực tiểu đạt 1060 mg-tươi/m3 và giỏ trị cực đại tại tầng mặt đạt trong khoảng 1180 đến 1200 mg-tươi/m3. Cú thể thấy phõn bố thực vật phự du theo mặt rộng và theo thời gian cú xu hướng tăng từ Bắc xuống Nam trong mựa đụng và tăng từ phớa Nam lờn phớa Bắc trong mựa hố.
Hỡnh 41: Biến trỡnh năm sinh khối thực vật nổi tại điểm 108.6250E và 20.3750N Hỡnh 40: Biến trỡnh năm sinh khối thực vật nổi tại điểm 106.8750E và 18.3750N
3.1.2. Phõn bốđộng vật phự du
Trong mựa giú đụng bắc, nột tương đồng giữa bức tranh phõn bố sinh khối và năng suất của động vật nổi thể hiện khỏ rừ tại cỏc tầng (hỡnh 42, 46, 50) và rất phự hợp với phõn bố của sức sản xuất sơ cấp của thực vật nổi, nhất là đối với sản phẩm tinh. Đõy là sự
biểu hiện rừ nhất và đỳng quy luật về quan hệ dinh dưỡng bậc thấp ở vựng biển nghiờn cứu. Xu hướng phỏt triển là tăng dần từ bờ ra ra khơi, từ bắc vào nam và đạt giỏ trị cực
đại tại cửa vịnh. Sinh khối động vật nổi tầng mặt và tầng 20m (hỡnh 42, 46) đạt giỏ trị
trong khoảng 130 - 320 mg-tươi/m3, trung bỡnh 230 mg-tươi/m3, tại tầng 50m sinh khối
đạt khoảng 170 - 330 mg-tươi/m3.
Trong mựa giú tõy nam sinh khối động vật nổi (hỡnh 44, 48, 52) dao động trong khoảng 427 - 454mg-tươi/m3 đối với tầng mặt (hỡnh 44) và 333 - 423 mg-tươi/m3 đối với tầng 20 một nước (hỡnh 48) và 269 – 379mg-tươi/m3 đối với tầng 50m.
Xu thế chung phõn bố theo mặt rộng của động vật nổi mựa giú tõy nam tại vịnh Bắc Bộ là tăng từ bờ ra khơi tại Cửa Tựng, từ nam ra bắc trong toàn vịnh.
Thỏng 4 là thỏng chuyển tiếp giữa mựa đụng sang mựa hố, xu thế phỏt triển của
động vật nổi tăng từ bờ ra khơi, về định lượng đó tăng lờn đỏng kể, giỏ trị đạt từ 269 đến 378 mg-tươi/m3 tại tầng mặt (hỡnh 43), 199 đến 349 mg-tươi/m3 tại tầng 20m (hỡnh 47) và 142 đến 322 mg-tươi/m3 tại tầng 50m (hỡnh 51).
Ngược lại trong thỏng 10 là thỏng chuyển tiếp từ mựa hố sang mựa đụng, giỏ trị đạt trong khoảng 400mg-tươi/m3ở giữa vịnh và tăng dần về phớa bờ và ngoài cửa vịnh, giỏ trị đạt khoảng 415mg-tươi/m3 tại tầng mặt (hỡnh 45), tại tầng 20m (hỡnh 49) ở vựng Ngệ An và Thừa Thiờn Huế giỏ trị đạt 407 mg-tươi/m3 và giảm dần khi ra xa bờ. Tầng 50m (hỡnh 53) xu hướng ngược lại giỏ trị đạt 359 mg-tươi/m3 và tăng dần phớa xa bờ và ngoài khơi, giỏ trị cao nhất khoảng 377 mg-tươi/m3.
Biến trỡnh năm sinh khối động vật phự dự tại cỏc điểm khu vực phớa Nam 109.3750E và 16.3750N (hỡnh 54), 109.3750E và 17.3750N (hỡnh 55) cú xu hướng tương tự biến trỡnh năm thực vật phự du, giỏ trịđạt cực đại vào cỏc thỏng mựa hố và cực tiểu trong cỏc thỏng mựa đụng. Trong thỏng 4 là thỏng chuyển tiếp từ mựa đụng sang mựa hố động vật phự du bắt đầu phỏt triển mạnh và đạt cực đại trong ba thỏng thỏng 6, thỏng 7, thỏng 8 và đến thỏng 10 sản phẩm thứ cấp bắt đầu giảm dần và cực tiểu trong thỏng 1. Tầng mặt Động vật phự du phỏt triển mạnh ở tầng mặt và tầng 20m, tại tầng 50m cú xu hướng khụng theo quy luật như tầng mặt.
Hỡnh 54: Biến trỡnh năm sinh khối động vật nổi tại điểm 109.3750E và 16.3750N
Biến trỡnh năm sinh khối động vật phự dự tại cỏc điểm khu vực phớa Bắc 106.8750E và 18.3750N (hỡnh 56), 108.6250E và 20.3750N (hỡnh 57) cho thấy tại tầng mặt từ thỏng 5
đến thỏng 10 sinh khối động vật phự du đạt cực đại và dao động trong khoảng 400 đến 440 mg-tươi/m3 (hỡnh 56), đạt 450 mg-tươi/m3 (hỡnh 57) và giảm dần trong cỏc thỏng mựa
đụng. Tại tầng 20m sinh khối đạt cực đại tại thỏng 9 và thỏng 10 giỏ trị đạt 400 mg- tươi/m3 . Tại tầng 50m sinh khối động vật phự du giao động trong khoảng 150-380 mg- tươi/m3.
Hỡnh 57: Biến trỡnh năm sinh khối động vật nổi tại điểm 108.6250E và 20.3750N Hỡnh 56: Biến trỡnh năm sinh khối động vật nổi tại điểm 106.8750E và 18.3750N
3.1.3. Phõn bố năng suất thụ
Mựa giú đụng bắc
Năng suất sơ cấp thụ tại tầng mặt cú giỏ trị từ 24 đến 69 mgC/m3/ngày (hỡnh 62), tại tầng 20m cú giỏ trị từ 36 đến 66 mgC/m3/ngày (hỡnh 66), tại tầng 50m cú giỏ trị từ 40-56 mgC/m3/ngày (hỡnh 70). Trong mựa giú đụng bắc, phõn bố năng suất thụ cú xu thế tăng dần từ bắc vào nam đạt trung bỡnh 50 mgC/m3/ngày, riờng khu vực biển ngoài khơi vịnh cú năng suất sơ cấp thụ cao, đạt khoảng 65 mgC/m3/ngày. Mặc dự thực vật nổi cú thể tập trung với mật độ cao ở khu vực ngoài khơi và cửa vịnh nhưđó thấy trờn (hỡnh 26, 30, 34), song do nền nhiệt trong mựa đụng tương đối thấp 18-24oC (hỡnh 7, 11, 15) nờn tốc độ
tổng hợp chất hữu cơ của thực vật nổi thời kỳ này khụng cao.
Mựa giú tõy nam
Hầu hết cỏc khu vực của vựng biển nghiờn cứu tại tầng mặt cú năng suất sơ cấp thụ trong khoảng 75 mgC/m3/ngày (hỡnh 64), và đồng đều trong toàn vịnh, cao hơn hẳn so với cỏc thỏng mựa đụng, dao động trong khoảng nhỏ. Điều này liờn quan chặt chẽ tới cỏc điều kiện sinh thỏi thuận, trong đú cú nền nhiệt.
Tại tầng 20m (hỡnh 68) năng suất thụ nhỏ nhất tại Cửa Tựng và cao dần lờn phớa Bắc và cửa vịnh, giỏ trị đạt từ 69-77 mgC/m3/ngày. Tại tầng 50m (hỡnh 72) suất thụ đạt giỏ trị
từ 64-66 mgC/m3/ngày.
Sức sản xuất sơ cấp thụ của vựng biển dao động chủ yếu trong khoảng 24 đến 69 mgC/m3/ngày trong mựa đụng và 75 mgC/m3/ngày trong mựa hố, trong đú lượng sản phẩm tinh chiếm khoảng 40-45%. Khu vực phớa nam cú sản phẩm thụ 69 mgC/m3/ngày, sản phẩm tinh hỡnh 74 đến 85 tại tầng mặt, tầng 20m, tầng 50m chiếm khoảng 35 mgC/m3/ngày cao hơn hẳn khu vực phớa bắc. Điều này liờn quan chặt chẽ tới cỏc điều kiện sinh thỏi thuận, trong đú lượng dinh dưỡng ở khu vực phớa nam thường cao hơn.
Biến trỡnh năm năng suất sơ cấp thụ tại cỏc điểm khu vực phớa Nam 109.3750E và 16.3750N (hỡnh 58), 109.3750E và 17.3750N (hỡnh 59):
Biến trỡnh năm năng suất sơ cấp thụ tại tầng mặt, tầng 20m trong vịnh Bắc Bộ là cực
đại tại cỏc thỏng 5 đến 11 và giảm dần cỏc thỏng mựa đụng. Theo độ sõu cũng trong cỏc thỏng này năng suất sơ cấp thụ đạt cực đại tại tầng 20m, giỏ trị và dao động trong khoảng từ 66-77 mgC/m3/ngày, trong khi đú tại tầng mặt giỏ trị chỉ đạt 66-75 mgC/m3/ngày. Tại tầng 50m năng suất sơ cấp thụ chỉ đạt 55-65 mgC/m3/ngày và khụng thể hiện rừ quy luật như cỏc tầng mặt và tầng 20m.
Hỡnh 58: Biến trỡnh năm năng suất sơ cấp thụ tại điểm 109.3750E và 16.3750N
Biến trỡnh năm năng suất sơ cấp thụ tại cỏc điểm khu vực phớa Bắc 106.8750E và 18.3750N (hỡnh 60), 108.6250E và 20.3750N (hỡnh 61):
Xu thế chung phõn bố theo thời gian năng suất sơ cấp thụ tại hai điểm phớa Bắc vịnh Bắc Bộ ở tầng mặt, tầng 20m tương tự hai điểm tại khu vực phớa Nam cỏc giỏ trị cực đại tại cỏc thỏng mựa hố, giảm dần cỏc thỏng mựa đụng, giỏ trị dao động trong khoảng từ 55- 77 mgC/m3/ngày, theo độ sõu năng suất sơ cấp thụ đạt cực đại trong lớp nước mặt đến 20m nước. Tại tầng 20m giỏ trị đạt cao nhất đạt 77 mgC/m3/ngày, trong khi đú tại tầng mặt giỏ trịđạt dưới 75 mgC/m3/ngày. Tại tầng 50m xu thế phỏt triển khụng đồng đều theo