Luận văn Đánh giá sự suy thoái và khả năng phục hồi hệ sinh thái đầm phá Tam Giang - Cầu hai, tỉnh thừa Thiên Huế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------- Đỗ Văn Mười ĐÁNH GIÁ SỰ SUY THOÁI VÀ KHẢ NĂNG PHỤC HỒI HỆ SINH THÁI ĐẦM PHÁ TAM GIANG - CẦU HAI, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------------------- Đỗ Văn Mười ĐÁNH GIÁ SỰ SUY THOÁI VÀ KHẢ NĂNG PHỤC HỒI HỆ SINH THÁI ĐẦM PHÁ TAM GIANG - CẦU HAI, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60 42 01 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Nguyễn Văn Quân PGS.TS. Lê Thu Hà Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Văn Quân, phó viện trưởng Viện Tài nguyên và Môi trường Biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và PGS.TS. Lê Thu Hà, phó chủ nhiệm Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, những người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Trong quá trình học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu, tôi nhận được sự giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của Lãnh đạo Viện Tài nguyên và Môi trường Biển, sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của cán bộ, viên chức Phòng Bảo tồn và Đa dạng Sinh học biển, cán bộ và nhân viên phòng Thí nghiệm Sinh thái học và Sinh học Môi trường - Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban chủ nhiệm đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ trọng điểm cấp nhà nước mã số KC.08.25/11-15 đã cho phép sử dụng nguồn số liệu của đề tài và hỗ trợ kinh phí để hoàn thành công trình này. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cơ quan, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, tạo mọi điều kiện học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian qua. Hà Nội, tháng 12 năm 2015 Học viên cao học Đỗ Văn Mười i MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC ............................................................................................................... i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. iv DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... v DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... vi MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 3 1.1. Khái quát về đầm phá ven biển Việt Nam ..................................................... 3 1.2. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực đầm phá Tam Giang - Cầu Hai . 5 1.2.1. Cảnh quan vùng đầm phá Tam Giang - Cầu Hai..................................... 5 1.2.2. Đặc điểm tự nhiên. ................................................................................. 6 1.2.3. Đặc điểm kinh tế - xã hội ..................................................................... 10 1.3. Tổng quan về chất lượng môi trường nước vùng Tam Giang - Cầu Hai ...... 13 1.3.1. Nhiệt độ nước ...................................................................................... 13 1.3.2. Giá trị pH ............................................................................................. 13 1.3.3. Độ mặn (SAL) ..................................................................................... 14 1.3.4. Độ đục ................................................................................................. 14 1.3.5. Đặc điểm dinh dưỡng ........................................................................... 15 1.3.6. Hàm lượng oxy hòa tan, BOD, COD .................................................... 16 1.4. Tổng quan về những nghiên cứu đã có tại đầm phá Tam Giang - Cầu Hai .. 18 1.4.1. Tình hình nghiên cứu hệ sinh thái rừng ngập mặn ................................ 18 1.4.2. Tình hình nghiên cứu hệ sinh thái cỏ biển ............................................ 20 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 22 2.1. Địa điểm và đối tượng nghiên cứu .............................................................. 22 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................ 22 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu........................................................................... 22 2.2. Thời gian nghiên cứu .................................................................................. 22 ii 2.3. Phương pháp nghiên cứu............................................................................. 22 2.3.1. Phương pháp kế thừa tài liệu ................................................................ 22 2.3.2. Phương pháp điều tra thực địa .............................................................. 23 2.3.3. Phương pháp phân tích mẫu, phân tích số liệu ...................................... 23 2.3.4. Phương pháp điều tra, phỏng vấn ......................................................... 25 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................ 27 3.1. Đa dạng sinh học hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai ................................... 27 3.1.1. Đa dạng hệ sinh thái ............................................................................. 27 3.1.2. Đa dạng quần xã sinh vật ..................................................................... 34 3.2. Đánh giá biến động, nguồn lợi hệ sinh thái đầm phá Tam Giang - Cầu Hai . 48 3.2.1. Biến động ở cấp độ hệ sinh thái ............................................................ 48 3.2.2. Biến động nguồn lợi một số nhóm sinh vật chủ đạo ............................. 57 3.3. Phân tích chuỗi nguyên nhân gây suy giảm nguồn lợi hệ sinh thái đầm phá Tam Giang - Cầu Hai ......................................................................................... 64 3.3.1. Các yếu tố tự nhiên .............................................................................. 64 3.3.2. Các yếu tố nhân tác .............................................................................. 65 3.4. Đánh giá hiệu quả phục hồi hệ sinh thái của một số mô hình đã và đang thực hiện tại đầm phá Tam Giang - Cầu Hai. ............................................................. 67 3.4.1. Mô hình nuôi cá lồng nước lợ .............................................................. 67 3.4.2. Mô hình nuôi cá lồng công nghệ cao (công nghệ Đan Mạch). .............. 68 3.4.3. Mô hình nuôi sinh thái ......................................................................... 69 3.4.4. Mô hình điểm bảo vệ nguồn lợi thủy sản .............................................. 71 3.4.5. Mô hình trồng phục hồi rừng ngập mặn dựa vào cộng đồng dân cư ...... 73 3.4.6. Mô hình sắp xếp lại các nghề khai thác cố định như nò sáo, đăng đáy .. 75 3.5. Một số giải pháp bảo vệ, phục hồi nguồn lợi hệ sinh thái đầm phá Tam Giang - Cầu Hai. .......................................................................................................... 78 3.5.1. Quản lý sự phát thải chất gây ô nhiễm từ nguồn dân cư và đô thị ......... 79 3.5.2. Quản lý các hoạt động thuỷ sản ............................................................ 80 3.5.3. Xác định cơ cấu đánh bắt và nuôi trồng hợp lý ..................................... 80 3.5.4. Quản lý các hoạt động nông nghiệp ...................................................... 81 3.5.5. Quản lý các hoạt động giao thông - cảng, bến và hạ tầng giao thông .... 81 iii 3.5.6. Quản lý các hoạt động du lịch .............................................................. 82 3.5.7. Quản lý các hoạt động khai thác lưu vực .............................................. 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 83 KẾT LUẬN ....................................................................................................... 83 KIẾN NGHỊ ...................................................................................................... 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 85 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nội dung BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa COD Nhu cầu ôxy hóa học DO Lượng ôxy hòa tan trong nước FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc IMOLA Dự án Quản lí tổng hợp hoạt động đầm phá Thừa Thiên Huế nnk nhiều người khác NXB Nhà xuất bản QCVN Quy chuẩn Việt Nam STT Số thứ tự TVNM Thực vật ngập mặn UB KH&KT Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật UBND Ủy ban nhân dân WWF Tổ chức Bảo tồn Động vật hoang dã thế giới v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Vị trí phân loại đầm phá miền Trung Việt Nam trong hệ thống phân loại đầm phá ven biển của thế giới ................................................................................. 4 Bảng 1.2. Một số đặc điểm về hành chính và dân số của các huyện vùng đầm phá Tam Giang - Cầu Hai ............................................................................................ 11 Bảng 2.1. Tọa độ các điểm khảo sát, thu mẫu tại hệ sinh thái đầm phá Tam Giang - Cầu Hai ................................................................................................................. 24 Bảng 3.1. Số lượng và tỉ lệ các loài trong thực vật phù du Tam Giang - Cầu Hai ... 35 Bảng 3.2. Số lượng và tỉ lệ các nhóm động vật đáy ................................................ 39 Bảng 3.3. Thành phần loài cỏ biển đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 2013 - 2014 .... 43 Bảng 3.4. Số lượng và tỉ lệ các taxon thực vật ngập mặn ở Rú Chá ....................... 47 Bảng 3.5. Biến động theo mùa về diện tích và độ phủ cỏ biển ............................... 49 Bảng 3.6. Diện tích một số bãi cỏ biển chủ yếu tại đầm phá Tam Giang - Cầu Hai qua một số giai đoạn .............................................................................................. 50 Bảng 3.7. Biến động chất lượng thảm cỏ biển tại Lộc Bình - Cầu Hai trước và sau khi thực hiện dự án sắp xếp loại nò sáo .................................................................. 77 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Lược đồ địa hình hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai ................................. 7 Hình 1.2. Diễn biến hàm lượng BOD trong nước khu vực đầm phá Tam Giang - Cầu Hai theo thời gian ........................................................................................... 17 Hình 1.3. Diễn biến hàm lượng COD trong nước khu vực đầm phá Tam Giang - Cầu Hai theo thời gian ........................................................................................... 18 Hình 2.1. Sơ đồ các trạm khảo sát mặt rộng tại đầm phá Tam Giang - Cầu Hai ..... 24 Hình 2.2. Sơ đồ vị trí khảo sát tại đầm phá Tam Giang - Cầu Hai .......................... 26 Hình 3.1. Lược đồ phân bố các hệ sinh thái đầm phá Tam Giang - Cầu Hai........... 27 Hình 3.2. Sơ đồ phân bố các thảm cỏ biển Tam Giang - Cầu Hai. .......................... 29 Hình 3.3. Sơ đồ vị trí phân bố thảm thực vật ngập mặn tại xã Hương Phong, thị xã Hương Trà ............................................................................................................. 30 Hình 3.4. Bãi triều cát ven đầm Thanh Lam được trồng thử nghiệm đước vòi ....... 31 Hình 3.5. Đồng lúa ven đầm Thủy Tú được sử dụng trồng cây hoa màu hoặc bỏ hoang vào mùa khô................................................................................................ 32 Hình 3.6. Các đầm nuôi thủy sản ở đầm Sam và phá Tam Giang ........................... 33 Hình 3.7. Đầm lầy ở Rú Chá được cải tạo để nuôi trồng thủy sản .......................... 34 Hình 3.8. Tỉ lệ thành phần loài trong các lớp thực vật phù du ................................ 35 Hình 3.9. Biến động phân bố số loài trên các trạm mặt rộng theo mùa ................... 36 Hình 3.10. Biến động phân bố số loài động vật phù du các mặt cắt theo mùa ........ 37 Hình 3.11. Biến động số lượng cá thể động vật phù du theo mùa ........................... 38 Hình 3.12. Tỉ lệ thành phần loài trong các nhóm động vật đáy ............................... 39 Hình 3.13. So sánh mật độ động vật đáy ở các tiểu vùng sinh thái năm 2007 ......... 40 Hình 3.14. Tỉ lệ thành phần loài trong các ngành rong biển ................................... 41 Hình 3.15. Khai thác rong biển trên đầm Thủy Tú ................................................. 42 Hình 3.16. Lược đồ phân bố các loài cỏ biển ở đầm phá Tam Giang - Cầu Hai ..... 44 Hình 3.17. Thảm TVNM ở xã Hương Phong, thị xã Hương Trà ............................ 46 vii Hình 3.18. Biến động diện tích các thảm cỏ biển đầm phá Tam Giang - Cầu Hai tại các điểm khảo sát qua một số giai đoạn ................................................................. 51 Hình 3.19. Hệ thống ao nuôi thủy sản dày đặc trên đầm Thủy Tú. ......................... 53 Hình 3.20. Âu thuyền đang được xây dựng trên đầm Cầu Hai ............................... 53 Hình 3.21. Biến động diện tích rừng ngập mặn Rú Chá qua một số giai đoạn ........ 55 Hình 3.22. Biến động diện tích các đầm nuôi thủy sản vùng ven đầm phá Tam Giang - Cầu Hai..................................................................................................... 56 Hình 3.23. Tỉ lệ thành phần loài nguồn giống khu vực Tam Giang - Cầu Hai ........ 60 Hình 3.24. Phân bố số lượng taxon và mật độ cá thể nguồn giống nổi ở đầm phá Tam Giang - Cầu Hai ............................................................................................ 60 Hình 3.25. Phân bố số lượng loài và mật độ nguồn giống đáy tại các trạm khảo sát ở Tam Giang - Cầu Hai từ 2013 - 2014 ..................................................................... 61 Hình 3.26. Tỉ lệ thành phần loài cá bột, cá con trong các bộ .................................. 62 Hình 3.27. Mật độ cá bột ở đầm phá Tam Giang - Cầu Hai .................................... 62 Hình 3.28. Phân bố số lượng cá con trên các trạm khảo sát theo mùa .................... 63 Hình 3.29. Nuôi cá lồng nước lợ ở xã Hải Dương, thị xã Hương Trà ..................... 68 Hình 3.30. Mô hình nuôi cá lồng nước lợ công nghệ cao ở xã Hải Dương ............. 69 Hình 3.31. Ao nuôi tại xã Vĩnh Xuân (huyện Phú Vang) và xã Hải Dương (thị xã Hương Trà)............................................................................................................ 70 Hình 3.32. Sơ đồ các khu bảo vệ giống thủy sản đầm phá Tam Giang - Cầu Hai ... 72 Hình 3.33. Trồng rừng ngập mặn ở bãi triều thấp thuộc phá Tam Giang ................ 74 Hình 3.34. Hệ thống nò sáo ở đầm Cầu Hai trước khi thực hiện mô hình ............... 75 Hình 3.35. Hệ thống nò sáo sau khi được giảm mật độ, giảm chiều dài và chiều rộng miệng sáo đã làm tăng mặt thoáng khu đầm Cầu Hai tháng 5/2010 ....................... 76 1 MỞ ĐẦU Phá (coastal lagoon) là một loại hình thủy vực ven bờ, phía ngoài ngăn cách với biển bởi một hệ thống các doi cát chắn (sand barrier) dọc bờ và thông với biển bởi một hoặc vài cửa [12]. Các đầm phá ven biển là một loại hình thủy vực rất tiêu biểu ở dải ven bờ miền Trung nước ta. Ở đây có tất cả 12 đầm phá với tổng diện tích khoảng 447,8 km2, lớn nhất là hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai rộng tới hơn 216 km2, nhỏ nhất là đầm Nước Mặn với khoảng 2,8 km2. Đầm phá Tam Giang - Cầu Hai là một hệ thống các đầm nối với nhau từ Bắc xuống Nam là phá Tam Giang, đầm Sam, đầm Hà Trung, đầm Thủy Tú, đầm Thanh Lam, đầm An Truyền và đầm Cầu Hai chạy dài qua địa phận năm huyện, thị xã của tỉnh Thừa Thiên Huế gồm Phong Điền, Quảng Điền, Hương Trà, Phú Vang và Phú Lộc. Giữa đầm phá và biển ngăn cách bởi các đồi cát cao, có nơi cao đến trên 20m. Hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai nằm cách cố đô Huế khoảng 7 km về phía Đông Bắc, ở tọa độ địa lý 16°42′ - 16°14′ B và 107°22′ - 107°57′ Đ, kéo dài gần 70 km dọc từ huyện Phong Điền đến huyện Phú Lộc với tổng diện tích khoảng 21.620 ha, nơi rộng nhất có thể đạt đến 10 km và hẹp nhất dưới 1km. Đầm phá Tam Giang - Cầu Hai được nối liền với Biển Đông bởi cửa Thuận An ở phía Bắc và cửa Tư Hiền ở phía Nam. Tại đây chứa đựng hàng trăm loài động vật, thực vật có giá trị kinh tế, tạo ra hàng nghìn tấn sản phẩm góp phần nuôi sống trên 500.000 người dân sống ở 5 huyện xung quanh đầm phá [16]. Sự khai thác các nguồn lợi tự nhiên và tiến hành nuôi trồng thủy, hải sản trong không gian đầm phá phục vụ cho sự phát triển kinh tế - xã hội là điều hiển nhiên. Nhưng sự khai thác quá mức hoặc khai thác không theo một kế hoạch quản lý phù hợp dẫn đến cạn kiệt một số loài sinh vật có giá trị kinh tế cao như: cua bùn, cá mú, cá dìa, tôm he, là vấn đề cần bàn đến. Những hậu quả của các tác động đó ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của dân cư ven đầm phá, không những thế, nó còn tác động ngược trở lại với sự phát triển của các nghề nuôi trồng và khai thác thủy sản trong đầm. Mặt khác, việc khai 2 khác các nguồn lợi thủy, hải sản cùng với ô nhiễm môi trường vùng đầm phá Tam Giang - Cầu Hai do tác động của con người cũng ảnh hưởng rất lớn môi trường sống của nhiều loài thủy sinh vật, ảnh hưởng đến tính chất các hệ sinh thái. Với mục đích đóng góp cho công tác bảo tồn các hệ sinh thái vùng đầm phá Tam Giang - Cầu Hai cũng như đề xuất một số giải pháp phục hồi nguồn lợi thủy sản khu vực này, đề tài “Đánh giá sự suy thoái và khả năng phục hồi hệ sinh thái đầm phá Tam Giang - Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên Huế” đã được thực hiện. Mục tiêu của đề tài: - Đánh giá sự suy thoái của hệ sinh thái đầm phá Tam Giang - Cầu Hai thông qua sự biến động về diện tích phân bố, nguồn lợi một số nhóm sinh vật chủ đạo. - Đánh giá được khả năng phục hồi hệ sinh thái thông qua một số mô hình phục hồi đã và đang thực hiện. - Bước đầu đề xuất một số giải pháp phục hồi nguồn lợi sinh vật. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Khái quát về đầm phá ven biển Việt Nam Đầm phá là một loại hình thủy vực đặc sắc về mặt địa chất cũng như sinh thái học, một trong 4 loại hình thủy vực của đới ven bờ (coastal zone) bao gồm: vũng biển ven bờ (bay), đầm phá ven biển (coastal lagoon), cửa sông châu thổ (delta) và cửa sông hình phễu (estuary) [25]. Đầm phá ven biển được hình thành ở những vùng bờ có động lực mạnh, đặc biệt là động lực sóng, với các dòng bồi tích dọc bờ, thủy triều và sóng gây nên hiện tượng dịch chuyển vật chất trong khu vực, trong quan hệ tương tác giữa lục địa và biển. Về hình thái chung, đầm phá thường có dạng một thủy vực kéo dài dọc bờ, ngăn cách với biển bởi hệ cồn cát kéo dài, một mặt thu nhận lượng nước sông từ phía lục địa đổ vào qua các cửa sông, mặt khác thông với khối nước biển qua một hay nhiều cửa về phía biển. Tuy nhiên, do vị trí của mỗi thủy vực ở từng khu vực có điều kiện địa chất, thủy văn, chế độ động lực phát triển khác nhau đã tạo nên các kiểu đầm phá khác nhau với độ lớn, hình thái cấu trúc, xu thế phát triển, tiến hóa khác nhau, dẫn đến các điều kiện sinh thái - sinh học khác nhau. Việc phân chia các kiểu đầm phá dựa trên sự phân dị của các đặc điểm trên, trên cơ sở sự thống nhất tương đối của tính chất chung của thủy vực đầm phá, trong đó đặc điểm chủ yếu là chế độ thủy văn của đầm phá phụ thuộc vào khả năng trao đổi nước giữa đầm phá và biển, vào cân bằng nước diễn ra trong đầm phá giữa khối nước sông và khối nước biển, liên quan tới vị trí độ lớn của cửa mở đầm phá ra biển và các cửa sông đổ vào đầm phá [8,9]. Dải ven biển Việt Nam có một hệ thống đầm phá tập trung chủ yếu ở ven biển miền Trung, phân bố từ vĩ độ 16B tới 11B, từ Thừa Thiên - Huế tới Bình Thuận. Các đầm phá tiêu biểu là Tam Giang - Cầu Hai, Lăng Cô (Thừa Thiên - Huế), Trường Giang, An Khê, Nước Mặn