Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ đặc điểm thành phần loài và phân bổ thực vật phù du trong vùng đánh cá chung vịn...

Tài liệu đặc điểm thành phần loài và phân bổ thực vật phù du trong vùng đánh cá chung vịnh bắc bộ

.PDF
101
236
109

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG THÁI THỊ KIM THANH ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN LOÀI VÀ PHÂN BỐ THỰC VẬT PHÙ DU TRONG VÙNG ĐÁNH CÁ CHUNG VỊNH BẮC BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHÁNH HÒA – 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG THÁI THỊ KIM THANH ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN LOÀI VÀ PHÂN BỐ THỰC VẬT PHÙ DU TRONG VÙNG ĐÁNH CÁ CHUNG VỊNH BẮC BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Nuôi trồng thủy sản Mã số: 60.62.03.01 Quyết định giao đề tài: 1238/QĐ-ĐHNT ngày 30/12/2015 Quyết định thành lập HĐ: Ngày bảo vệ: Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. CHU VĂN THUỘC TS. NGUYỄN TẤN SỸ Chủ tịch Hội đồng: Khoa sau đại học: KHÁNH HÒA - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan mọi kết quả của luận văn “Đặc điểm thành phần loài và phân bố thực vật phù du trong Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ” là công trình nghiên cứu của cá nhân và chƣa từng đƣợc công bố trong bất cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này. Hải Phòng, ngày 20 tháng 9 năm 2016 Tác giả luận văn Thái Thị Kim Thanh iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Chu Văn Thuộc và TS. Nguyễn Tấn Sỹ đã trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài luận án thạc sĩ. Tiếp theo, tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo của trƣờng Đại học Nha Trang đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ trong suốt thời gian học tập và hoàn thành bản luận văn này. Nhân đây, tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS. Nguyễn Khắc Bát - Chủ nhiệm dự án "Điều tra liên hợp Việt - Trung đánh giá nguồn lợi hải sản trong Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ" cùng toàn thể Ban lãnh đạo và các đồng nghiệp của Viện Nghiên cứu Hải sản đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi để thực hiện luận án. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và tất cả bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án này. Hải Phòng, ngày 20 tháng 9 năm 2016 Tác giả luận văn Thái Thị Kim Thanh iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................ iii LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... iv MỤC LỤC............................................................................................................................. v DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... vii DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................... viii DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................. ix TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ................................................................................................... x MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................... 3 1.1. Tình hình nghiên cứu thực vật phù du trên thế giới ...................................................... 3 1.2 Tình hình nghiên cứu thực vật phù du ở biển Việt Nam ............................................. 10 1.3. Điều kiện tự nhiên của vùng nghiên cứu..................................................................... 17 1.3.1. Vị trí địa lý và đặc trƣng vùng biển nghiên cứu ...................................................... 17 1.3.2. Nhiệt độ nƣớc biển ................................................................................................... 17 1.3.3. Độ muối nƣớc biển ................................................................................................... 18 1.3.4. Dòng chảy ................................................................................................................. 18 1.3.5. Phân bố và biến động các muối dinh dƣỡng ............................................................ 19 Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................... 20 2.1. Đối tƣợng, thời gian và địa điểm nghiên cứu.............................................................. 20 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................................... 20 2.1.2. Thời gian nghiên cứu ................................................................................................ 20 2.1.3. Địa điểm nghiên cứu ................................................................................................. 20 2.2. Nguồn số liệu sử dụng ................................................................................................. 22 2.3. Phƣơng pháp thu và phân tích mẫu vật ....................................................................... 23 2.3.1. Đối với các mẫu TVPD ............................................................................................ 23 2.3.2. Đối với các mẫu môi trƣờng nƣớc............................................................................ 25 2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ........................................................................................... 25 v 2.4.1. Tính các chỉ đa dạng sinh học của TVPD ................................................................ 25 2.4.2. Xác định mức độ đa dạng TVPD ở vùng nghiên cứu .............................................. 25 2.4.3. Phƣơng pháp trình bày các bản đồ phân bố TVPD .................................................. 26 Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................................... 27 3.1. Đa dạng thành phần loài thực vật phù du ở Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ ........ 27 3.1.1. Thành phần loài và tính chất sinh thái của quần xã TVPD ở vùng nghiên cứu ...... 27 3.1.2. Giá trị tính đa dạng sinh học..................................................................................... 33 3.2. Đặc điểm của một số nhóm loài thực vật phù du tiêu biểu ở vùng nghiên cứu ......... 34 3.2.1. Nhóm loài ƣu thế ...................................................................................................... 34 3.2.2. Nhóm loài có khả năng gây độc, hại ........................................................................ 37 3.3. Đặc điểm phân bố của quần xã thực vật phù du ở vùng nghiên cứu .......................... 43 3.3.1. Phân bố số loài thực vật phù du ở vùng nghiên cứu ................................................ 43 3.3.1.1. Phân bố số loài TVPD theo không gian ................................................................ 43 3.3.1.2. Phân bố số loài TVPD theo thời gian .................................................................... 46 3.3.2. Phân bố số lƣợng thực vật phù du ở vùng nghiên cứu............................................. 47 3.3.2.1. Phân bố số lƣợng thực vật phù du theo không gian .............................................. 47 3.3.2.2. Phân bố số lƣợng thực vật phù du theo thời gian.................................................. 50 3.4. Mối tƣơng quan giữa mật độ thực vật phù du với một số yếu tố môi trƣờng nƣớc ... 52 3.4.1. Mối tƣơng quan giữa mật độ thực vật phù du với nhiệt độ ..................................... 52 3.4.2. Mối tƣơng quan giữa mật độ thực vật phù du với độ muối ..................................... 53 Chƣơng 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .................................................................. 55 4.1. Kết luận ........................................................................................................................ 55 4.2. Khuyến nghị ................................................................................................................. 56 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 57 Tài liệu tiếng Việt ............................................................................................................... 57 Tài liệu tiếng Anh ............................................................................................................... 60 PHỤ LỤC ............................................................................................................................ 68 vi DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ASP : Hội chứng ngộ độc gây mất trí nhớ (Amnesic shellfish poisoning) CFP : DSP : Hội chứng ngộ độc gây tiêu chảy (Diarrhetic shellfish poisoning) ĐVPD : Động vật phù du Dv : Giá trị tính đa dạng H’ : Chỉ số đa dạng IOC : Ủy ban Hải dƣơng học liên chính phủ (Intergovernmental Oceanographic Commission) NSP : Hội chứng ngộ độc thần kinh (Neurotoxic shellfish poisoning) TVPD : Thực vật phù du VĐCC : Vùng đánh cá chung Yi : Chỉ số ƣu thế Hội chứng ngộ độc cá rạn san hô (Ciguatera shellfish poisoning) vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần các loài TVPD chiếm ƣu thế trong đại dƣơng ................................. 5 Bảng 1.2. Thành phần các loài TVPD chiếm ƣu thế ở vùng biển phía tây Vịnh Bắc Bộ và phụ cận ........................................................................................................................... 14 Bảng 1.3. Nồng độ muối dinh dƣỡng trong nƣớc biển Vịnh Bắc Bộ ................................ 19 Bảng 2.1. Tọa độ các trạm khảo sát trong khu vực nghiên cứu ......................................... 20 Bảng 2.2 . Thang phân mức đa dạng thực vật phù du ....................................................... 25 Bảng 3.1. Thành phần loài TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ (2008-2015)Error! Bookmark not d Bảng 3.2. Cấu trúc các ngành thực vật phù du theo mùa ở VĐCC Vịnh Bắc Bộ ............. 31 Bảng 3.3. Các loài bổ sung vào danh mục thành phần loài TVPD trong vùng biển nghiên cứu ........................................................................................................................... 31 Bảng 3.4. Chỉ số đa dạng sinh học của quần xã TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ ......... 35 Bảng 3.5. Thành phần loài ƣu thế trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ .......................................... 37 Bảng 3.6. Thành phần loài có thể gây hại trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ .............................. 46 Bảng 3.7. Biến động số lƣợng loài TVPD giai đoạn 2008 - 2015 ..................................... 50 Bảng 3.8. Mật độ trung bình TVPD trong các vùng biển Việt Nam ................................. 51 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ mô tả chuỗi thức ăn trong đại dƣơng ......................................................... 3 Hình 2.1. Phạm vi khu vực nghiên cứu và sơ đồ hệ thống các trạm khảo sát TVPD trong Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ ............................................................................ 21 Hình 2.2. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu ........................................................................ 22 Hình 2.3. Lƣới thu mẫu thực vật phù du và Flowmeter ..................................................... 23 Hình 2.4. Bảo quản mẫu trong lọ nhựa .............................................................................. 24 Hình 2.5. Buồng đếm Sedgewick-Rafter............................................................................ 24 Hình 2.6. Kính hiển vi huỳnh quang Nikon E600.............................................................. 24 Hình 3.1. Số lƣợng taxon của các ngành TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ .................... 27 Hình 3.2. Cấu trúc thành phần loài thực vật phù du ở VĐCC Vịnh Bắc Bộ ..................... 28 Hình 3.3. Tỷ lệ thành phần loài thực vật phù du trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ .................... 29 Hình 3.4. Một số loài TVPD thƣờng bắt gặp trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ ......................... 31 Hình 3.5. Giá trị các chỉ số đa dạng sinh học của quần xã TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ ................................................................................................................................. 34 Hình 3.6. Một số loài tảo độc, hại chiếm ƣu thế trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ .................... 42 Hình 3.7. Phân bố số loài TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ về mùa Xuân ..................... 44 Hình 3.8. Phân bố số loài TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ về mùa Thu ........................ 45 Hình 3.9. Biến động số lƣợng loài TVPD giai đoạn 2008 – 2015 trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ ........................................................................................................................ 46 Hình 3.10. Phân bố số lƣợng TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ về mùa Xuân ................ 48 Hình 3.11. Phân bố số lƣợng TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ về mùa Thu .................. 49 Hình 3.12. Biến động mật độ TVPD giai đoạn 2008 – 2015 trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ. 51 Hình 3.13. Tƣơng quan giữa mật độ TVPD và nhiệt độ nƣớc biển về mùa Xuân ............ 53 Hình 3.14. Tƣơng quan giữa mật độ TVPD và nhiệt độ nƣớc biển về mùa Thu .............. 53 Hình 3.15. Tƣơng quan giữa mật độ TVPD và độ muối nƣớc biển về mùa Xuân ............ 54 Hình 3.16. Tƣơng quan giữa mật độ TVPD và độ muối nƣớc biển về mùa Thu .............. 54 ix TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Thực vật phù du (TVPD) còn gọi là vi tảo, là một trong những mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn và là khâu đầu tiên trong chu trình vật chất của biển. Hầu hết các loài TVPD là có ích, tuy nhiên cũng có một số loài có khả năng sản sinh độc tố hoặc gây hại cho môi trƣờng khi bùng phát mật độ lớn làm chết tôm, cá, nhuyễn thể… hàng loạt. Vì vậy, kết quả nghiên cứu về TVPD không chỉ phản ánh đƣợc tiềm năng sinh học của vực nƣớc mà còn cho thấy mức độ ổn định của chất lƣợng môi trƣờng thủy vực. Trên thế giới, nghiên cứu phân loại TVPD đƣợc bắt đầu từ thế kỷ 18. Nhiều công trình nghiên cứu TVPD trong đại dƣơng đã chỉ ra rằng, tảo Silic và tảo Giáp đa dạng hơn so với các ngành tảo khác. Tuy nhiên, tảo Silic luôn chiếm ƣu thế về mật độ cũng nhƣ sinh khối TVPD trong đại dƣơng. Ở Việt Nam, nghiên cứu về TVPD đƣợc tiến hành từ thế kỷ 19. Các công trình nghiên cứu lớn về phân loại, sinh khối TVPD có thể kể đến là nghiên cứu của Hàn Quốc Trƣơng (1962-1963, 1967), Shirota (1966), Nguyễn Tiến Cảnh (1978-2002), Trƣơng Ngọc An (1993), Nguyễn Hoàng Minh (2011, 2013). Trong lĩnh vực nghiên cứu tảo độc hại có Chu Văn Thuộc (2002, 2006), Nguyễn Văn Nguyên (2004, 2013), Nguyễn Ngọc Lâm (2010). Vịnh Bắc Bộ là một trong những vùng biển lớn của Việt Nam có vị trí chiến lƣợc quan trọng cả về kinh tế lẫn quốc phòng, an ninh. Đây là vùng chứa nhiều tài nguyên thiên nhiên, là một trong những ngƣ trƣờng cung cấp hải sản quan trọng cho cả hai nƣớc Việt Nam và Trung Quốc. Để hiểu rõ hơn về quần xã TVPD ở khu vực này, chúng tôi thực hiện đề tài luận văn nghiên cứu “Đặc điểm thành phần loài và phân bố TVPD trong Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ”. Mục tiêu của luận văn là: (1) Có đƣợc các dẫn liệu về đa dạng thành phần loài TVPD trong vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ; (2) Có đƣợc các dẫn liệu về phân bố của TVPD theo không gian, thời gian và mối tƣơng quan của chúng với một số yếu tố môi trƣờng nƣớc (nhiệt độ và độ muối) ở vùng nghiên cứu. Để hoàn thành mục tiêu đề ra, tác giả đã thực hiện 3 nội dung nghiên cứu: (1) Nghiên cứu sự đa dạng về thành phần loài TVPD tại Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ; (2) Nghiên cứu đặc điểm phân bố số lƣợng TVPD theo không gian và thời gian ở Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ; (3) Phân tích mối tƣơng quan giữa số x lƣợng TVPD với một số yếu tố môi trƣờng nƣớc (nhiệt độ, độ muối) ở vùng nghiên cứu. Nguồn số liệu trong luận văn sử dụng đƣợc lấy từ 16 chuyến khảo sát của dự án "Điều tra liên hợp Việt – Trung đánh giá nguồn lợi hải sản trong Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ" do TS. Nguyễn Khắc Bát làm chủ nhiệm. Tổng số có 560 mẫu TVPD đƣợc thu bằng lƣới lƣới chuyên dụng hình chóp có diện tích miệng 0,2m2, kích thƣớc mắt lƣới 80m. Miệng lƣới đƣợc gắn lƣu tốc kế (Flowmeter) để xác định lƣợng nƣớc qua lƣới. Mẫu TVPD đƣợc bảo quản trong lọ nhựa và đƣợc cố định bằng dung dịch formaldehyde với nồng độ 3 – 5%. Trong phòng thí nghiệm, mẫu TVPD đƣợc phân loại và đếm số lƣợng tế bào bằng buồng đếm Sedgewick-Rafter dƣới kính hiển vi huỳnh quang Nikon E600 (Nhật Bản) với độ phóng đại từ 40 đến 1000 lần, có gắn máy ảnh kỹ thuật số Nikon DS-Ri1 truyền hình ảnh trực tiếp trên màn hình. Phân loại TVPD bằng phƣơng pháp hình thái so sánh dựa chủ yếu vào các tài liệu của Kim Đức Tƣờng (1965), Yamaji (1973), Trƣơng Ngọc An (1993), Tomas (1997). Kết quả nghiên cứu đã ghi nhận 470 loài và dƣới loài thuộc 96 chi, 60 họ, 32 bộ, 8 lớp, 4 ngành tảo: Bacillariophyta, Pyrrophyta, Cyanobacteria và Silicoflagellata. Kết quả nghiên cứu này đã bổ sung 49 loài vào danh mục thành phần loài TVPD ở vùng biển Vịnh Bắc Bộ. Đã xác định đƣợc 32 loài và nhóm loài chiếm ƣu thế, 66 loài và nhóm loài tảo độc hại trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ. Phân bố thành phần loài có xu hƣớng tang dần từ bắc vào nam. Số lƣợng trung bình TVPD trong toàn vùng biển nghiên cứu là 2,3x106 tb/m3. Phân bố số lƣợng TVPD trong mùa Thu cao hơn so với mùa Xuân và có sự biến động rõ nét trong thời gian khảo sát. Theo mặt rộng, phân bố số lƣợng TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ thƣờng tập trung cao ở khu vực phía bắc gần đảo Bạch Long Vỹ và phía tây gần vùng biển Thanh Hóa. Mật độ TVPD và nhiệt độ, độ muối nƣớc biển thể hiện mối tƣơng quan yếu trong mùa Xuân và gần nhƣ không tƣơng quan trong mùa Thu. Điều này cho thấy nhiệt độ, độ muối không phải là yếu tố quyết định đến số lƣợng TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ. Từ khóa: Thực vật phù du, thành phần loài, mật độ, phân bố, VĐCC Vịnh Bắc Bộ xi MỞ ĐẦU Thực vật phù du (TVPD) hay còn gọi là vi tảo là một trong những mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn và là khâu đầu tiên trong chu trình vật chất của biển. Chúng hấp thụ muối dinh dƣỡng vô cơ hoà tan trong nƣớc, dƣới ánh sáng mặt trời tiến hành quang hợp tạo ra chất hữu cơ. TVPD là nguồn thức ăn của động vật phù du, các loại ấu trùng, động vật thân mềm ăn lọc, các loài cá bột và một số cá trƣởng thành. Ngoài vai trò quan trọng trong chuỗi thức ăn của biển, một số loài TVPD còn đƣợc sử dụng nhƣ là loài chỉ thị môi trƣờng do chúng có cấu tạo cơ thể đơn giản và nhạy cảm với sự thay đổi của môi trƣờng thủy vực. Hầu hết các loài TVPD là có ích, tuy nhiên cũng có một số loài có khả năng sản sinh độc tố hoặc gây nên các hậu quả xấu cho môi trƣờng khi bùng phát mật độ lớn và gây nên hiện tƣợng thủy triều đỏ, có thể làm biến đổi môi trƣờng nƣớc, gây chết tôm, cá hàng loạt. Vì vậy, nghiên cứu TVPD không những phản ánh đƣợc tiềm năng sinh học của vực nƣớc mà còn cho thấy mức độ ổn định của chất lƣợng môi trƣờng thủy vực. Ngoài ra, nghiên cứu TVPD còn làm cơ sở cho công tác dự báo và xây dựng các chỉ tiêu kế hoạch khai thác thủy sản ở các vực nƣớc, sử dụng tối ƣu sản lƣợng sinh vật trong thủy vực nhằm đạt hiệu quả cao nhất trên cơ sở bảo đảm cân bằng sinh thái và sử dụng nguồn lợi bền vững. Từ những phân tích trên đây cho thấy, việc luôn bổ sung, cập nhật các thông tin liên quan đến đa dạng thành phần loài, số lƣợng, sinh khối TVPD là rất cần thiết, góp phần đánh giá đƣợc tiềm năng sinh học của vùng biển, từ đó có những giải pháp cụ thể nhằm bảo tồn và phát triển bền vững nguồn lợi thủy sản. Vịnh Bắc Bộ với diện tích khoảng 126.250 km², là nhánh tây bắc của Biển Đông và là một phần của Thái Bình Dƣơng. Bờ phía tây Vịnh là lãnh thổ của Việt Nam, bờ phía đông của Vịnh là đảo Hải Nam của Trung Quốc. Do có sự chồng lấn về lãnh hải giữa Việt Nam và Trung Quốc ở Vịnh Bắc Bộ, vào năm 2000 Hiệp định Hợp tác Nghề cá giữa hai quốc gia đã đƣợc ký kết nhằm phục vụ cho việc khai thác, sử dụng khu vực biển chồng lấn trong Vịnh Bắc Bộ. Để thực hiện hiệp định này, Thủ tƣớng Chính phủ đã chỉ đạo việc triển khai, thực hiện "Dự án điều tra liên hợp Việt – Trung đánh giá nguồn lợi hải sản trong Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ". Cùng với việc điều tra đánh giá nguồn lợi hải sản, các yếu tố khí tƣợng - hải dƣơng, sinh vật phù du cũng đƣợc quan tâm điều tra, nghiên cứu trong dự án này. 1 Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, vai trò và ý nghĩa của nhóm TVPD, chúng tôi đã thực hiện đề tài luận văn “Đặc điểm thành phần loài và phân bố thực vật phù du trong Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ”. Mục tiêu của luận văn - Có đƣợc các dẫn liệu về thành phần loài TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ. - Có đƣợc các dẫn liệu về phân bố của TVPD theo không gian, thời gian và mối tƣơng quan giữa mật độ TVPD với một số yếu tố môi trƣờng nƣớc (nhiệt độ và độ muối) trong vùng biển nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu sự đa dạng về thành phần loài TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ. - Nghiên cứu đặc điểm của một số nhóm loài TVPD trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ. - Nghiên cứu đặc điểm phân bố của quần xã TVPD theo không gian và thời gian trong VĐCC Vịnh Bắc Bộ. - Phân tích mối tƣơng quan giữa số lƣợng TVPD với một số yếu tố môi trƣờng nƣớc (nhiệt độ, độ muối) ở vùng nghiên cứu. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn  Ý nghĩa khoa học: - Cập nhật, bổ sung cơ sở khoa học về đa dạng sinh học và nguồn lợi TVPD cho Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ. - Cập nhật, bổ sung các thông tin liên quan đến sự biến động số lƣợng TVPD theo không gian và thời gian ở Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ.  Ý nghĩa thực tiễn: - Giúp cho các nhà quản lý có những hiểu biết sâu hơn về đa dạng sinh học và nguồn lợi TVPD biển, vai trò và ý nghĩa của chúng đối với sinh thái môi trƣờng. - Cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà quản lý xây dựng các chỉ tiêu kế hoạch khai thác thủy sản, nhằm bảo tồn, phục hồi, phát triển và sử dụng hợp lý nguồn lợi sinh vật tại Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ. Với sự tâm huyết và nỗ lực của bản thân, hy vọng rằng kết quả của luận văn sẽ góp phần hữu ích cho các nhà quản lý xây dựng các chỉ tiêu, kế hoạch khai thác thủy sản và sử dụng hợp lý nguồn lợi sinh vật tại Vùng đánh cá chung Vịnh Bắc Bộ. Tác giả rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn. 2 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tình hình nghiên cứu thực vật phù du trên thế giới TVPD có vai trò vô cùng quan trọng trong các hệ sinh thái thủy vực. Chúng là những sinh vật sản xuất bậc một, là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn và là một trong những yếu tố không thể thiếu trong chu trình tuần hoàn vật chất và chuyển hóa năng lƣợng trong các thủy vực. Tổng sinh khối TVPD trong đại dƣơng ƣớc tính khoảng 1,5 tỷ tấn, với năng suất khoảng 600 tỷ tấn/năm, chiếm trên 95% tổng sản phẩm sinh học của đại dƣơng [5]. Hình 1.1. Sơ đồ mô tả chuỗi thức ăn trong đại dƣơng [103] Nghiên cứu phân loại TVPD đƣợc bắt đầu từ thế kỷ 18, Ehrenberg (1795 – 1876) là một trong những ngƣời đầu tiên nghiên cứu về vi tảo và đã phát hiện, định danh khoảng 1500 loài vi tảo [55]. 3 Ở giai đoạn đầu, các nghiên cứu về vi tảo hầu hết dành cho việc phân loại, nghiên cứu hình thái học. Vào năm 1853 và 1856, Smith đã xuất bản 2 cuốn sách “A Synopsis of the British Diatomaceae” tập 1 & 2 [92, 92], trong đó tác giả đã mô tả cấu trúc và phân bố của nhiều loài thuộc nhóm tảo Silic, bên cạnh đó tác giả cũng giới thiệu về phƣơng pháp thu và bảo quản mẫu. Những công trình nghiên cứu sau đó của Gregory John (1963), Simonsen (1979), Carmelo (1997) [48, 58, 89, 97] cũng tập trung vào việc mô tả hình thái, kích thƣớc và phân bố của các loài vi tảo. Theo tổng hợp của Matishov và cộng sự (2000) nhiều công trình nghiên cứu có giá trị TVPD đã đƣợc tiến hành nhƣ: Thành phần, phân bố trong không gian và biến động theo mùa của TVPD ở vùng biển Kola Peninsula, Nga; Danh sách phân loại các loài TVPD cũng nhƣ phân bố của chúng trong vùng biển Barents [70]; Sinh thái học và địa sinh học của một số loài TVPD ở biển Barents; Sự phân bố của một số loài tảo Silic ở biển Barents [70]; Thành phần phân loại, cấu trúc tế bào, nồng độ chất diệp lục và sự phân bố của TVPD ở biển Barents [70]; Các quần xã TVPD theo mùa và theo địa lý, ảnh hƣởng của các vùng đến phân bố TVPD, sử dụng các loài TVPD làm sinh vật chỉ thị cho các khối nƣớc khác nhau trong vùng biển Barents [70]. Năm 1991, Michael và cộng sự đã nghiên cứu sự phân bố sắc tố của TVPD trong các điều kiện vật lý và môi trƣờng khác nhau ở vùng biển Bắc Thái Bình Dƣơng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở khối nƣớc tầng mặt có hàm lƣợng nitrat phong phú thì sắc tố fucoxanthin nhiều nhất, ở vùng hàm lƣợng nitrat thấp thì sắc tố zeaxanthin nhiều nhất, các sắc tố hexanoyloxyfucoxanthin và chlorophyll b tập trung cao nhất ở gần cuối vùng chiếu sáng [71]. Năm 1999, Hillebrand và cộng sự thực hiện công trình “Tính toán thể tích cho vi tảo sống nổi và đáy” đã phân tích và đánh giá khá chi tiết về các phƣơng pháp xác định khối lƣợng tiêu chuẩn TVPD đang đƣợc sử dụng rộng rãi trên thế giới. Qua đó, tác giả đã đề xuất 20 dạng hình học chuẩn cho khoảng 850 loài với các công thức tƣơng ứng để sử dụng vào việc tính toán thể tích và diện tích bề mặt của tế bào vi tảo sống nổi và sống đáy [51]. Năm 2003, Sun và Liu đã sử dụng 20 dạng hình học chuẩn của Hillebrand và số liệu taxa về TVPD đã nghiên cứu ở vùng biển Trung Quốc và đề xuất thêm 11 dạng hình học chuẩn để xác định khối lƣợng tiêu chuẩn và diện tích bề mặt cho 10 nhóm, 284 chi và khoảng 2000 loài TVPD ở Trung Quốc [95]. 4 Hầu hết các nghiên cứu trên về TVPD trong đại dƣơng đều cho thấy tảo Silic và tảo Giáp đa dạng hơn so với các ngành tảo khác. Tảo Silic thƣờng chiếm ƣu thế về mật độ cũng nhƣ sinh khối TVPD trong các thủy vực. Theo Aubry và cộng sự (2004), tảo Silic chiếm ƣu thế quanh năm trong quần xã TVPD ở vùng tây bắc biển Adriatic trong khi mật độ tảo Giáp thƣờng xuyên thấp, chỉ phong phú vào tháng 6,7 [33]. Shipe và cộng sự (2006) đã nghiên cứu sinh khối và năng suất tảo Silic trong đại dƣơng và vùng nhiệt đới phía tây Đại Tây Dƣơng. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã chỉ ra rằng tảo Silic chiếm ƣu thế về các bậc phân loại ở cửa sông và thềm lục địa Amazon. Sự đóng góp của chúng vào hệ thực vật cũng nhƣ các tác động hóa sinh trong khu vực gần cửa sông và thềm lục địa rõ ràng hơn so với vùng ngoài khơi. Trung bình tảo Silic chiếm 29% năng suất sơ cấp ở vùng gần cửa sông, thềm lục địa và chỉ chiếm 3% ở vùng ngoài khơi. Tuy nhiên, khối lƣợng và tốc độ tạo năng suất sơ cấp giữa hai vùng này là không khác nhau [88]. Năm 2012, Leblanc và cộng sự ƣớc tính sinh khối tảo Silic trong các đại dƣơng trên toàn cầu là 444 – 582 triệu tấn carbon (C), mật độ trung bình là 6,95 x 107 tế bào/lít và sinh khối trung bình là 11,16 mgC/lít. Trong số 607 loài đƣợc xác định khối lƣợng thì có 32 chi tảo đóng góp tới 99% tổng sinh khối trên toàn cầu và 43 loài đóng góp 90% sinh khối tảo Silic toàn cầu, trong đó chiếm ƣu thế là các loài thuộc nhóm tảo Silic trung tâm [64]. Bảng 1.1. Thành phần các loài TVPD chiếm ƣu thế trong đại dƣơng Loài % đóng góp vào tổng sinh khối Dactyliosolen fragilissimus 13,6 Proboscia alata 0,9 Rhizosolenia imbricata 10,8 Chaetoceros curvisetus 0,8 Guinardia striata 8,1 Guinardia flaccida 0,8 Detonula pumila 7,7 Pseudo-nitzschia pungens 0,7 Guinardia delicatula 4,5 Fragilariopsis oceanica 0,7 Leptocylindrus danicus 4,2 Nitzschia longissima 0,6 Skeletonema costatum 3,4 Thalassiosira gravida 0,6 Rhizosolenia chunii 3,0 Eucampia zodiacus 0,5 Chaetoceros socialis 2,6 Proboscia inermis 0,5 Rhizosolenia setigera 2,5 Proboscia inermis 0,5 Lauderia annulata 2,5 Chaetoceros debilis 0,5 Loài 5 % đóng góp vào tổng sinh khối Rhizosolenia robusta 2,4 Chaetoceros decipiens 0,5 Cerataulina pelagica 2,1 Chaetoceros didymus 0,4 Ditylum brightwellii 1,8 Guinardia cylindrus 0,4 Chaetoceros compressus 1,6 Coscinodiscus wailesii 0,4 Rhizosolenia styliformis 1,6 Proboscia indica 0,4 1,4 Thalassiosira rotula 0,4 Coscinodiscus oculus-iridis 1,3 Thalassionema nitzschioides 0,4 Thalassiosira nordenskioeldii 1,3 Nitzschia closterium 0,3 Paralia sulcata 1,1 Chaetoceros lorenzianus 0,3 Asterionellopsis glacialis 1,0 Detonula confervacea 0,3 Chaetoceros affinis 0,9 Leptocylindrus mediterraneus Nguồn tham khảo: Leblanc và cộng sự (2012) [64] Mặc dù hầu hết các loài TVPD là có ích, tuy nhiên cũng có một số loài có khả năng sản sinh độc tố hoặc khi bùng phát mật độ lớn chúng sẽ gây nên hiện tƣợng thủy triều đỏ, có thể làm biến đổi môi trƣờng nƣớc, gây chết tôm, cá hàng loạt. Từ thập kỷ 80 của thế kỷ trƣớc, ngƣời ta bắt đầu quan tâm nghiên cứu các loài tảo có khả năng gây độc, hại cho môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời. Nhiều loài vi tảo đã đƣợc khẳng định hoặc nghi ngờ là nguồn gốc sinh ra các độc tố. Hầu hết các loài này sống trong môi trƣờng nƣớc biển hoặc nƣớc lợ, thuộc các ngành tảo Giáp, tảo Silic, tảo Kim và tảo Lam. Các độc tố do chúng sản sinh ra có thể gây hại trực tiếp cho khu hệ động, thực vật hoặc có thể đƣợc tích lũy trong các sinh vật khác thông qua chuỗi thức ăn nhƣ các loài động vật thân mềm hai mảnh vỏ, cá, từ đó có thể gây nguy hại cho các loài động vật ăn thịt bậc cao và con ngƣời. Năm 1989, Larsen và Moestrup đã có định hƣớng nghiên cứu độc tố và các vi tảo độc hại tiềm tàng [62]. Sau đó, nhiều công trình của Larsen (1994), Balech (1995), Scholin (1994, 1997, 1999) [35, 63, 84, 85, 86] đã tiến hành nghiên cứu về phân loại học và cấu trúc gen của các loài tảo độc hại thuộc các chi Alexandrium, Gymnodinium, Gyrodinium, Pseudo-nitzschia … Theo Sournia (1995), trong tổng số gần 5000 loài TVPD biển, có khoảng 300 loài có khả năng gây ra thủy triều đỏ [93]. 6 Ở Trung Quốc, từ năm 1993 đến năm 1998, ngƣời ta đã ghi nhận đƣợc 740 trƣờng hợp thủy triều đỏ tại các vịnh của Hồng Kông và Trung Quốc đại lục [52]. Theo Wattayakorn (2006), hiện tƣợng thủy triều đỏ ở Vịnh Thái Lan lần đầu tiên đƣợc ghi nhận vào năm 1957. Noctiluca scintillans và Trichodesmiun erythraeum là hai loài thƣờng nở hoa ở phần bên trong của Vịnh. Sự nở hoa của loài Noctiluca sp. thƣờng làm thay đổi rõ ràng màu của nƣớc biển thành màu xanh đậm trong khi loài Trichodesmium sp. nở hoa làm nƣớc biển có màu xanh vàng, sau đó chuyển sang màu nâu đỏ. Hiện tƣợng nở hoa do cả hai loài này gây ra không có tác hại trực tiếp đến cá và động vật có vỏ. Tuy nhiên chúng có thể gây nên hiện tƣợng oxy hòa tan trong nƣớc giảm đột ngột và hàm lƣợng amoniac tăng cao, từ đó dẫn đến cá chết. Loài Noctiluca sp. nở hoa gây chết cá hàng loạt tại các vịnh Sriracha và Pattaya. Sự nở hoa của hai loài Rhizosolenia sp. và Chaetoceros sp. đƣợc cho là kết quả của hiện tƣợng phú dƣỡng ở phần bên trong Vịnh. Từ năm 1957 đến năm 2001, tổng số có 97 sự cố của thủy triều đỏ đã đƣợc ghi nhận ở vịnh Thái Lan. Trong đó, chỉ có một sự cố ngộ độc gây liệt cơ (PSP) đƣợc ghi nhận vào tháng 5 năm 1983 làm cho 63 ngƣời bị bệnh và có một ngƣời chết [101]. Năm 2001, Marasigan và cộng sự đã ghi nhận sự tích lũy độc tố gây tiêu chảy (DSP) ở loài vẹm xanh Perna viridis do sự bùng phát của 2 loài tảo Giáp là Dinophysis caudata và Dinophysis miles ở vịnh Saipan, Philippines [69]. Sự phát triển của TVPD cũng nhƣ hiện tƣợng thủy triều đỏ trong các thủy vực là do sự tác động của các yếu tố môi trƣờng lên quần xã TVPD. Hầu hết các nghiên cứu đều chỉ ra rằng, TVPD phát triển mạnh là do sự phú dƣỡng của môi trƣờng nƣớc. Bên cạnh đó, chúng còn bị tác động bởi các yếu tố khác nhƣ cƣờng độ ánh sáng, dòng chảy, nhiệt độ, độ muối. Kết quả nghiên cứu của Carlos và cộng sự (1999) về hiện tƣợng nở hoa (thủy triều đỏ) của TVPD trong vùng nƣớc trồi ở ven biển Cabo Frio (Brazil) cho thấy, khi nƣớc trồi hoạt động làm tăng lƣợng muối dinh dƣỡng, khoảng một ngày sau thì TVPD bắt đầu nở hoa [37]. Yamada và cộng sự (2004) đã phân tích hiện tƣợng nở hoa của TVPD trong vùng biển Nhật Bản dựa vào hàm lƣợng chlorophyll a. Biến thiên theo mùa và giữa các năm của chất diệp lục tập trung ở vùng biển Nhật Bản/Biển Đông (JES) đã đƣợc 7 phát hiện trong không gian bằng ảnh vệ tinh màu đại dƣơng. Vào đầu mùa Xuân, hiện tƣợng nở hoa của TVPD là khác nhau về không gian. Sự nở hoa bắt đầu ở phía trƣớc địa cực và phía nam vào tháng 3, dọc theo bờ biển Primorye và kết thúc ở Hokkaido trong tháng 4 và ở giữa lƣu vực Nhật Bản vào tháng 5. Sự nở hoa của TVPD trong mùa Xuân cho thấy biến trình tƣơng ứng với tốc độ gió trong khu vực. Vào mùa Thu xuất hiện TVPD nở hoa từ đầu tháng 10 cho đến đầu tháng 12. Hàng năm, khu vực phía tây có hàm lƣợng chlorophyll a vƣợt quá 0,8 mg/lít rộng lớn hơn so với khu vực phía đông. Mức độ nở hoa trong mùa Thu là khác nhau giữa các năm, nhƣng nó không thể hiện mối tƣơng quan với tốc độ gió trung bình trong mùa Thu. Các kết quả này chỉ ra rằng, thời gian của sự nở hoa theo mùa trong khu vực Japan/East Sea bị ảnh hƣởng nhiều bởi sự thay đổi của khí hậu toàn cầu [103]. Phân tích mối quan hệ giữa đa dạng TVPD và năng suất sơ cấp ở vùng đầm phá ven biển tây nam Bồ Đào Nha, Duarte và cộng sự (2004) đã cho thấy, có mối tƣơng quan âm (p <0,05) giữa sự đa dạng và nồng độ chlorophyll a. Tốc độ quang hợp cao khi hàm lƣợng chlorophyll a thấp. Đa dạng suy giảm có liên quan với sự gia tăng sinh khối và năng suất [43]. Về mối tƣơng quan giữa TVPD và ĐVPD, kết quả nghiên cứu của Abdel-Aziz và Gharib (2006) ở Boughaz El-Maadia, ven biển Địa Trung Hải, Ai Cập cho thấy, ĐVPD đóng vai trò quan trọng đối với chu kỳ phát triển của TVPD, giữa chúng thƣờng thể hiện mối quan hệ nghịch đảo rõ ràng trong các thời kỳ khác nhau. Tuy nhiên, sự tích tụ dày đặc của TVPD là do sự tồn tại của các loài không phải là thức ăn yêu thích của ĐVPD. Phân tích hồi quy đa yếu tố đã chỉ ra rằng, một số loài ĐVPD không chọn lọc thức ăn, chẳng hạn nhƣ luân trùng Brachionus plicatilis, B. urceolaris, Moina micrura và ấu trùng chân tơ, trong khi các loài khác cho thấy có sự chọn lọc thức ăn rõ ràng với các loài TVPD nhất định, chẳng hạn nhƣ luân trùng B. calyciflorus, Synchaeta pectinata, các loài chân chèo nhỏ và trƣởng thành Oithona nana, Paracalanus parvus, Euterpina acutifrons.... Cả hai nhóm luân trùng và chân chèo đều có tƣơng quan chặt chẽ với các nhóm TVPD ƣu thế nhƣ tảo Silic, tảo Lam, tảo Lục. Sự phong phú của TVPD bị ảnh hƣởng bởi oxy hòa tan, nitrit, amoni, phốt phát và nhiệt độ, trong khi ĐVPD bị ảnh hƣởng bởi sinh khối TVPD, độ muối và nhiệt độ [30]. 8 Về mối quan hệ giữa sự phân bố TVPD với các yếu tố môi trƣờng, Fehling và cộng sự (2012) khi nghiên cứu ở Tây Bắc châu Âu cho thấy rằng, có sự khác nhau về phân bố của TVPD ở đại dƣơng và vùng thềm lục địa do sự khác biệt về tỷ lệ muối nitrat/muối silicat ở hai khu vực này và tỷ lệ này có tƣơng quan chặt chẽ với cả nhiệt độ và độ muối. Còn sự khác biệt về phân bố TVPD giữa các vùng thềm lục địa thì không chỉ liên quan đến tỷ lệ muối nitrat/muối silicat mà còn do cả hàm lƣợng của hai muối này [44]. Kết quả nghiên cứu của Saifullah và cộng sự (2014) về thành phần loài và đa dạng sinh học của TVPD ở vùng cửa sông Sarawak, Malaysia cho thấy, sự phong phú của các lớp tảo Silic và tảo Giáp bị ảnh hƣởng bởi độ muối và hàm lƣợng các muối PO4, NH4 trong khi sự phong phú của nhóm tảo Lục bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố nhiệt độ, TDS, DO, pH [83]. Ren và cộng sự (2014) nghiên cứu sự phân bố của tảo Silic ở phía bắc Thái Bình Dƣơng và mối quan hệ với các yếu tố môi trƣờng thấy rằng, có 32 loài và nhóm loài tƣơng quan mạnh mẽ với nhiệt độ nƣớc biển tầng mặt vào mùa Hè ở vùng nghiên cứu [81]. Srichandan và cộng sự (2015) khi nghiên cứu về đa dạng thành phần loài và phân bố của TVPD ở ven biển Chilika, Ấn Độ đã nhận xét rằng, độ muối và ánh sáng đóng vai trò quan trọng đối với sự phân bố, đa dạng sinh học và thành phần loài của quần xã TVPD trong khu vực này [94]. Từ năm 1998 đến năm 2012, Cecile và Watson đã tiến hành nghiên cứu các xu hƣớng biến đổi về thành phần hóa học, sinh vật học trong đại dƣơng và đánh giá xu hƣớng biến đổi thành phần TVPD (diatoms, cyanobacteria, coccolithophores and chlorophytes) trên quy mô toàn cầu. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhóm tảo Silic suy giảm đáng kể (−1.22%/năm,) liên quan đến sự giảm độ sâu của lớp nƣớc hỗn hợp (−0.20%/năm), sự gia tăng bức xạ quang hợp (0.09%/năm) và sự giảm nitrat (−0.38%/năm). Suy giảm của nhóm tảo Silic trên toàn cầu là do sự giảm nhóm tảo này ở phía bắc Thái Bình Dƣơng, nơi có độ sâu giảm, kéo theo các chất dinh dƣỡng (sắt, silicate and nitrate) cũng suy giảm [38]. Kết quả nghiên cứu của Azhikodan và Yoko (2016) về sự thay đổi của quần xã TVPD liên quan đến độ muối, hàm lƣợng vật chất lơ lửng và cƣờng độ ánh sáng ở vùng cửa sông Chikugo cho thấy, hàm lƣợng chlorophyll a cao khi độ muối thấp. 9
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

Tài liệu vừa đăng

Tài liệu xem nhiều nhất