Luận văn Đánh giá tiềm năng nguồn lợi cá nổi vùng biển vịnh Bắc Bộ

t ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Hương Thảo ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NGUỒN LỢI CÁ NỔI VÙNG BIỂN VỊNH BẮC BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Hương Thảo ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NGUỒN LỢI CÁ NỔI VÙNG BIỂN VỊNH BẮC BỘ Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 60 44 97 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Đoàn Văn Bộ Hà Nội – 2012 Lời cảm ơn Luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Hải dương học, Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS. TS. Đoàn Văn Bộ. Xin chân thành cảm ơn thầy. Cảm ơn các anh Nguyễn Ngọc Tiến và Bùi Thanh Hùng đã giúp đỡ tôi trong quá trình tìm hiểu về đề tài này. Xin cảm ơn các thầy cô đã trực tiếp giảng dạy vì kiến thức, lòng nhiệt tình và đạo đức nghề nghiệp đã truyền dạy để học viên tiếp thu và vận dụng, không chỉ trong quá trình học tập, làm luận văn mà còn áp dụng cho công việc thực tế. Xin cảm ơn cha mẹ và những người thân yêu nhất đã luôn động viên, cổ vũ con trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Xin tiếp thu và cảm ơn những ý kiến đóng góp để luận văn được hoàn thiện hơn. Hà Nội - 2012 Mục lục Danh mục hình Danh mục bảng MỞ ĐẦU...............................................................................................................................1 CHƯƠNG 1-TỔNG QUAN NGUỒN LỢI CÁ NỔI VỊNH BẮC BỘ ....................3 1.1. Khái quát về nguồn lợi cá nổi vịnh Bắc Bộ ...........................................................3 1.2. Một số phương pháp đánh giá trữ lượng cá .........................................................6 1.2.1. Phương pháp đánh dấu và bắt lại ................................................................................7 1.2.2. Phương pháp đếm trứng ..............................................................................................7 1.2.3. Phương pháp thuỷ âm..................................................................................................7 1.2.4. Phương pháp dựa trên diện tích của lưới kéo..............................................................8 1.2.5. Phương pháp quan sát .................................................................................................9 1.2.6. Phương pháp sản lượng thặng dư ................................................................................9 CHƯƠNG 2-PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP VÀ NGUỒN SỐ LIỆU SỬ DỤNG.11 2.1. Phạm vi vùng biển nghiên cứu...............................................................................11 2.2. Phương pháp chuyển hóa năng lượng .................................................................13 2.2.1. Mô hình hoá quá trình chuyển hoá năng lượng trong quần xã sinh vật nổi biển ......14 2.2.2. Tính toán đặc trưng quá trình sản xuất vật chất hữu cơ và các hiệu suất sinh thái trong quần xã sinh vật nổi biển ...........................................................................................19 2.2.3. Xác định trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ ..............................21 2.3. Các số liệu sử dụng trong nghiên cứu ..................................................................22 2.3.1. Trường độ sâu............................................................................................................22 2.3.2. Trường nhiệt độ .........................................................................................................23 2.3.3. Trường bức xạ tự nhiên trung bình tháng trên mặt biển và các tham số sinh thái của mô hình cạnh tranh ..............................................................................................................27 CHƯƠNG 3-KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG VÀ ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VỊNH BẮC BỘ .........31 3.1. Đặc trưng quá trình sản xuất sơ cấp của TVN trong vịnh Bắc Bộ................31 3.2. Đặc trưng quá trình sản xuất thứ cấp của ĐVN trong vịnh Bắc Bộ .............33 3.3. Đặc trưng chuyển hóa năng lượng trong vịnh Bắc Bộ .....................................36 3.4. Ước tính trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ .........................................................................................................................................37 3.4.1. Sinh khối cá nổi nhỏ..................................................................................................37 3.4.2. Năng suất cá nổi nhỏ .................................................................................................40 3.4.3. Ước tính trữ lượng nguồn lợi cá nổi nhỏ...................................................................43 KẾT LUẬN CHUNG.......................................................................................................48 Tài liệu tham khảo ...........................................................................................................49 Các phụ lục ........................................................................................................................51 1 Danh mục hình Hình 2.1: Phạm vi vùng biển nghiên cứu................................................................. 12 Hình 2.2: Qúa trình chuyển hóa năng lượng qua các bậc dinh dưỡng trong chuỗi thức ăn ở hệ sinh thái biển ........................................................................................ 13 Hình 2.4: Sơ đồ khối lập trình giải mô hình cạnh tranh............................................ 18 Hình 2.5: Sơ đồ kênh năng lượng qua bậc dinh dưỡng i bất kỳ ............................... 19 Hình 2.6: Sơ đồ và phương pháp tính các giá trị tích phân trong cột nước .............. 20 Hình 2.7: Độ sâu vùng biển nghiên cứu với lưới tính 0.25o..................................... 23 Hình 2.8: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 1 tại tầng mặt ở vịnh Bắc Bộ ............. 24 Hình 2.9: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 7 tại tầng mặt ở vịnh Bắc Bộ ............. 24 Hình 2.10: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 1 tại tầng 10m ở vịnh Bắc Bộ .......... 24 Hình 2.11: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 7 tại tầng 10m ở vịnh Bắc Bộ .......... 24 Hình 2.12: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 1 tại tầng 20m ở vịnh Bắc Bộ .......... 25 Hình 2.13: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 7 tại tầng 20m ở vịnh Bắc Bộ ......... 25 Hình 2.14: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 1 tại tầng 30m ở vịnh Bắc Bộ .......... 26 Hình 2.15: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 7 tại tầng 30m ở vịnh Bắc Bộ .......... 26 Hình 2.16: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 1 tại tầng 50m ở vịnh Bắc Bộ .......... 26 Hình 2.17: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 7 tại tầng 50m ở vịnh Bắc Bộ .......... 26 Hình 3.1: Phân bố năng suất sơ cấp tinh của thực vật nổi (mgC/m3/ngày) trung bình toàn cột nước trong tháng 1....................................................................................... 32 Hình 3.2: Phân bố năng suất sơ cấp tinh của thực vật nổi (mgC/m3/ngày) trung bình toàn cột nước trong tháng 7....................................................................................... 33 Hình 3.3: Phân bố năng suất thứ cấp của động vật nổi (mgC/m3/ngày) trung bình toàn cột nước trong tháng 1....................................................................................... 35 Hình 3.4: Phân bố năng suất thứ cấp của động vật nổi (mgC/m3/ngày) trung bình toàn cột nước trong tháng 7....................................................................................... 35 Hình 3.5: Phân bố sinh khối cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới) trong tháng 1 ..... 37 Hình 3.6: Phân bố sinh khối cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới) trong tháng 4 .... 38 Hình 3.7: Phân bố sinh khối cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới) trong tháng 7 .... 39 Hình 3.8: Phân bố sinh khối cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới) trong tháng 10 .. 39 Hình 3.9: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 1 ................................................................................ 40 Hình 3.10: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 4........................................................................... 41 Hình 3.11: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 7........................................................................... 42 Hình 3.12: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 10......................................................................... 43 Hình 3.13: Phân bố trữ lượng nguồn lợi cá nổi nhỏ trên vùng biển nghiên cứu (tấn/ô lưới /năm) .................................................................................................................. 44 2 Hình 3.14: Phân phối theo tháng của tổng sinh khối (nghìn tấn) và khả năng khai thác (nghìn tấn/tháng) nguồn lợi cá nổi nhỏ trên toàn vùng biển nghiên cứu ......... 45 Hình 3.15: Phân phối khả năng khai thác cho phép theo tháng của nguồn lợi cá nổi nhỏ (nghìn tấn/tháng) trên từng khu vực................................................................... 46 Hình P2.1: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 4 tại tầng mặt ở vịnh Bắc Bộ........... 54 Hình P2.2: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 10 tại tầng mặt ở vịnh Bắc Bộ......... 54 Hình P2.3: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 4 tại tầng10m ở vịnh Bắc Bộ........... 55 HìnhP2.4: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 10 tại tầng 10m ở vịnh Bắc Bộ......... 55 Hình P2.5: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 4 tại tầng 20m ở vịnh Bắc Bộ.......... 55 Hình P2.6: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 10 tại tầng 20m ở vịnh Bắc Bộ........ 55 Hình P2.7: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 4 tại tầng 30m ở vịnh Bắc Bộ.......... 56 Hình P2.8: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 10 tại tầng 30m ở vịnh Bắc Bộ........ 56 Hình P2.9: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 4 tại tầng 50m ở vịnh Bắc Bộ.......... 56 Hình P2.10: Phân bố nhiệt độ trung bình tháng 10 tại tầng 50m ở vịnh Bắc Bộ...... 56 Hình P3.1: Phân bố năng suất sơ cấp của thực vật nổi (mgC/m3/ngày) trung bình toàn cột nước trong tháng 4....................................................................................... 57 Hình P3.2: Phân bố năng suất sơ cấp của thực vật nổi (mgC/m3/ngày) trung bình toàn cột nước trong tháng 10..................................................................................... 57 Hình P4.1: Phân bố năng suất thứ cấp của động vật phù du (mgC/m3/ngày) trung bình toàn cột nước trong tháng 4 .............................................................................. 57 Hình P4.2: Phân bố năng suất thứ cấp của động vật phù du (mgC/m3/ngày) trung bình toàn cột nước trong tháng 10 ............................................................................ 57 Hình P5.1: Sinh khối nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ phân bố theo khu vực(tấn/ô lưới) trong tháng 2..................................................................................................... 58 Hình P5.2: Sinh khối nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ phân bố theo khu vực(tấn/ô lưới) trong tháng 3..................................................................................................... 58 Hình P5.3: Sinh khối nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ phân bố theo khu vực(tấn/ô lưới) trong tháng 5..................................................................................................... 58 Hình P5.4: Sinh khối nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ phân bố theo khu vực(tấn/ô lưới) trong tháng 6..................................................................................................... 58 Hình P5.5: Sinh khối nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ phân bố theo khu vực(tấn/ô lưới) trong tháng 8..................................................................................................... 59 Hình P5.6: Sinh khối nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ phân bố theo khu vực(tấn/ô lưới) trong tháng 9..................................................................................................... 59 Hình P5.7: Sinh khối nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ phân bố theo khu vực(tấn/ô lưới) trong tháng 11................................................................................................... 59 Hình P5.8: Sinh khối nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ phân bố theo khu vực(tấn/ô lưới) trong tháng 12................................................................................................... 59 Hình P6.1: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 2........................................................................... 60 Hình P6.2: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 3........................................................................... 60 3 Hình P6.3: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 5........................................................................... 60 Hình P6.4: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 6........................................................................... 60 Hình P6.5: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 8........................................................................... 61 Hình P6.6: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 9........................................................................... 61 Hình P6.7: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 11......................................................................... 61 Hình P6.8: Phân bố khu vực và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ (tấn/ô lưới/tháng) trong tháng 12......................................................................... 61 1 Danh mục bảng Bảng 2.1: Các thông số (hằng số) của mô hình cạnh tranh áp dụng tại vịnh Bắc Bộ28 Bảng 3.1: Thống kê giá trị sinh khối thực vật nổi theo tháng tại một số tầng (mg- tươi/m3) ......................................................................................................................31 Bảng 3.2: Thống kê giá trị sinh khối động vật nổi theo tháng tại một số tầng (mg- tươi/m3) ......................................................................................................................34 Bảng 3.3: Giá trị các hiệu suất sinh thái trung bình tháng trên toàn vùng vịnh Bắc Bộ ...............................................................................................................................36 Bảng 3.4: Ước tính trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ theo từng khu vực.................................................................................................44 Bảng 3.5: Khả năng khai thác cho phép (tấn/tháng) nguồn lợi cá nổi nhỏ từng khu vực..............................................................................Error! Bookmark not defined. Bảng 3.6: Trữ lượng và khả năng khai thác cá ở các vùng biển Việt Nam...............47 1 MỞ ĐẦU Phát triển kinh tế xã hội cho dù ở hình thức hay quy mô nào cũng luôn gắn liền với việc khai thác, sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Để đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững kinh tế xã hội đất nước, những nghiên cứu cơ bản về tài nguyên sinh vật biển là hướng đi rất tích cực nhằm mục đích phục vụ khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên biển Việt Nam - nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá góp phần tạo nên vị trí địa kinh tế, địa chính trị vô cùng quan trọng của Biển Đông. Đặc biệt, việc đánh giá tiềm năng nguồn lợi sinh vật biển có giá trị kinh tế, chú trọng đến nguồn lợi vùng biển xa bờ là cơ sở xây dựng bản đồ ngư trường đánh bắt thủy sản theo mùa và quy hoạch, quản lý tài nguyên biển theo vùng lãnh thổ [3]. Ở vùng biển nước ta, nghề khai thác cá nổi nhỏ đã tồn tại từ rất lâu, trước khi nghề khai thác cá đáy và cá nổi đại dương phát triển. Biển Việt Nam lại nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa và có khu hệ cá biển thuộc khu hệ động vật Ấn Độ - Tây Thái Bình Dương nên cá biển Việt Nam không chỉ phong phú, đa dạng về thành phần loài, mà còn đặc trưng cho cá biển nhiệt đới về những đặc điểm sinh vật học. Đa số chúng có kích thước không lớn [10]. Theo thống kê của Bộ Thủy sản, các loài cá đánh bắt được chủ yếu có chiều dài nhỏ hơn 200 mm, trong đó những loài cá có kích thước nhỏ hơn 100 mm cũng chiếm sản lượng không nhỏ. Qua đó thấy rằng việc nghiên cứu, đánh giá trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ là quan trọng và cần thiết. Lựa chọn nghiên cứu của luận văn giới hạn ở đối tượng là cá nổi nhỏ mà thành phần thức ăn của chúng chủ yếu là sinh vật nổi. Mục tiêu của luận văn là có được các đánh giá định lượng về trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vùng biển vịnh Bắc Bộ và các phân vùng trong vịnh, sử dụng phương pháp chuyển hóa năng lượng. Đây là phương pháp tính toán năng suất, sinh khối và trữ lượng cá nổi nhỏ dựa trên cơ sở năng lượng chuyển hóa qua các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái biển, được ứng dụng lần đầu tiên tại vịnh Bắc Bộ. Kết quả của luận văn đã được báo cáo tại Hội nghị Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội lần thứ V (10-2012) và công bố trên Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội (số 3S, tập 28, 2012) [2]. 2 Luận văn gồm phần mở đầu, nội dung, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo và các phụ lục. Nội dung chính được bố cục thành ba chương như sau: Chương 1: Tổng quan nguồn lợi cá nổi vịnh Bắc Bộ Chương 2: Phạm vi, phương pháp và nguồn số liệu sử dụng Chương 3: Kết quả nghiên cứu, đánh giá trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ. 3 Chương 1-TỔNG QUAN NGUỒN LỢI CÁ NỔI VỊNH BẮC BỘ 1.1. Khái quát về nguồn lợi cá nổi vịnh Bắc Bộ Biển Việt Nam được chia thành 4 vùng chủ yếu: Bắc Bộ, Trung Bộ, Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ. Các hoạt động khai thác hải sản trong các vùng này được phân chia thành nghề cá ven bờ và nghề cá xa bờ, dựa vào độ sâu ngư trường ở mỗi vùng biển. Ranh giới phân chia được xác định là đường đẳng sâu 50m ở vùng biển Trung Bộ và 30m ở các vùng biển còn lại. Mùa vụ khai thác chủ yếu có 2 vụ: vụ cá nam (tháng 5-10) và vụ cá bắc (tháng 11-4) tương ứng với hai mùa gió: mùa gió tây nam và mùa gió đông bắc (FICen – Trung tâm thông tin thủy sản). Dựa theo quan hệ với nhiệt độ, khu hệ cá vịnh Bắc Bộ được tạo thành bởi các nhóm loài như nhóm nhiệt đới rộng nhiệt, nhóm nhiệt đới hẹp nhiệt, nhóm ôn đới và cận nhiệt đới, trong đó thành phần nhiệt đới chiếm số lượng chủ yếu (89,3%). Do đó có thể coi khu hệ cá vịnh Bắc Bộ là một khu hệ cá nhiệt đới không hoàn toàn với hai nhóm chính là nhóm hẹp nhiệt và nhóm rộng nhiệt. Thuộc nhóm thứ nhất là những loài cá nhiệt đới (191 loài, chiếm 25,6% tổng số loài của khu hệ) mà giới hạn phân bố phía bắc của chúng là tây bắc Biển Đông và vịnh Bắc Bộ là giới hạn phân bố phía nam của chúng. Thuộc nhóm thứ hai là những loài phân bố rất rộng trong vùng biển nhiệt đới của Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương và Đại Tây Dương. Nhóm này có 476 loài, chiếm 63,7% tổng số loài trong vịnh [7]. Dựa theo điều kiện cư trú, có thể chia cá biển Việt Nam thành 4 nhóm chính: cá tầng trên (cá nổi), cá tầng đáy, cá đáy và cá sống trong rạn san hô. Trong nhóm cá nổi có khoảng 260 loài, chiếm 15% tổng số loài cá trong vùng biển. Chúng thường sống ở tầng nước bên trên, tập trung thành đàn. Những n