Tài liệu 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 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 1 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 2 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 3 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 (mgtươi/m3) ......................................................................................................................31 Bảng 3.2: Thống kê giá trị sinh khối động vật nổi theo tháng tại một số tầng (mgtươi/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]. 1 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. 2 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 ngày nắng ấm và thời tiết thuận lợi chúng thường nổi lên sát mặt nước, đôi khi nổi cả mõm hoặc vây lưng lên khỏi mặt nước để thở hoặc bắt mồi. Cùng với sự di cư vào vịnh Bắc Bộ trong thời gian mùa hè và ra khỏi vịnh vào mùa thu đông của một số loài cá nổi đại dương, còn có hiện tượng di chuyển tương đối của phần lớn cá từ phía bắc và tây vịnh đến phía nam và đông vịnh trong mùa thu đông và di chuyển theo hướng ngược lại trong mùa xuân hè. Đồng thời với sự di chuyển theo chiều ngang, còn có 3 hiện tượng di động theo chiều thẳng đứng từ tầng mặt xuống tầng sâu và ngược lại theo mùa.Ví dụ, về mùa lạnh, nhiệt độ nước biển tầng mặt giảm thấp, những loài cá nổi đại dương bơi ra khỏi vùng biển, những loài cá nổi ven bờ thường bơi ra khơi, hoặc lần xuống tầng nước sâu. Các loài cá thu, cá ngừ có kích thước lớn, phân bố chủ yếu ở ngoài khơi, gần cửa vịnh và di chuyển vào gần bờ trong mùa sinh sản. Ngoài ra, theo kích thước chia thành nhóm cá nổi lớn như cá ngừ, cá cờ, cá kiếm… hoặc nhóm cá nhỏ như cá trích, cá nục, cá cơm, cá chuồn, cá bạc má, cá chỉ vàng… Theo đặc tính bắt mồi, chia thành nhóm cá ăn sinh vật nổi, nhóm ăn các loại cá khác hoặc ăn chất vẩn hữu cơ… Cá nổi nhỏ, đặc biệt là những loài thuộc giống cá nục, cá trích, cá cơm, cá chuồn… phân bố rộng khắp vùng biển ven bờ nước ta. Chúng là đối tượng khai thác chính của ngư dân. Ở vịnh Bắc Bộ, cá nổi nhỏ chiếm trên 83% trữ lượng nguồn lợi hải sản của vịnh [11] và là các đối tượng khai thác chính của nhiều loại nghề. Đánh giá của Bùi Đình Chung năm 1991 về nguồn lợi cá nổi đánh bắt bằng lưới kéo đôi ở các khu biển ven bờ tây vịnh Bắc Bộ cho thấy, có khoảng 390 nghìn tấn trữ lượng và khả năng khai thác 156 nghìn tấn/năm (các giá trị tương ứng của cá đáy là 48,4 và 31,3) [6]. Một đánh giá khác của Viện Nghiên cứu Hải Sản năm 2006: trữ lượng cá nổi 433,1 nghìn tấn, khả năng khai thác 216,5 nghìn tấn/năm [9]. Theo số liệu của Tổng cục Thống kê Việt Nam, sản lượng khai thác cá biển ở vịnh Bắc Bộ (chủ yếu ở nửa phía tây và bao gồm cả cá nổi, cá đáy) của các tỉnh từ Quảng Ninh tới Quảng Bình liên tục gia tăng hàng năm, từ 191,7 nghìn tấn năm 2005 đến 253,3 nghìn tấn năm 2010 và 268,2 nghìn tấn năm 2011 [14]. Với tỷ lệ trên 83% là cá nổi thì năm 2010-2011 sản lượng khai thác đối tượng này ở nửa tây vịnh Bắc Bộ đang ở mức 210-223 nghìn tấn/năm. Đáng lưu ý về công tác điều tra, nghiên cứu nguồn lợi cá nổi những năm qua ở biển Việt Nam nói chung và vịnh Bắc Bộ nói riêng là: Trong những năm 1965 – 1972, Trạm Nghiên cứu Cá biển (nay là Viện Nghiên cứu Hải sản) đã triển khai một số nội dung nghiên cứu cá nổi ở một số tỉnh trọng điểm như: Quảng Ninh, Thanh Hóa, Hà Tĩnh và Quảng Bình và tiếp theo năm 4 1973 – 1976, Viện Nghiên cứu Hải sản tổ chức điều tra nguồn lợi cá nổi vùng biển ven bờ phía tây vịnh Bắc Bộ (cán bộ khoa học được cử đi các tỉnh trọng điểm ven biển từ Quảng Ninh đến Quảng Bình thu thập số liệu về tình hình nguồn lợi và hiện trạng khai thác). Sau khi nước Việt Nam hoàn toàn thống nhất (1975), năm 1977, Viện Nghiên cứu Hải sản tiếp nhận tàu nghiên cứu Biển Đông (1500 CV) của Na Uy. Tàu hiện đại, được trang bị lưới kéo đáy, lưới kéo tầng giữa, lưới vây và hệ thống máy dò thủy âm đồng bộ. Từ năm 1977-1981, Viện Nghiên cứu Hải sản tiến hành 24 chuyến điều tra nghiên cứu tổng hợp môi trường, nguồn lợi cá biển ở vịnh Bắc Bộ và vùng biển Thuận Hải – Minh Hải. Năm 1979-1988: Việt Nam hợp tác với Liên Xô tiến hành Chương trình khảo sát nguồn lợi hải sản biển Việt Nam. Năm 1995 – 1997: Dự án khảo sát nguồn lợi biển Việt Nam do JICA (Nhật Bản) tài trợ đã tiến hành điều tra nguồn lợi cá nổi đại dương (chủ yếu là cá ngừ, cá thu…) ở vùng biển xa bờ từ Đồng Hới (Quảng Bình) đến Cà Mau. Năm 1996 – 1998: Dự án Đánh giá nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam (ALMRV – Giai đoạn I) sử dụng tàu HL 408 nghiên cứu nguồn lợi hải sản ở vùng nước xa bờ có độ sâu trên 50 m tại vịnh Bắc Bộ và đông tây Nam Bộ. Năm 1997 – 1998: Dự án “Điều tra cơ bản nguồn lợi hải sản và điều kiện môi trường các vùng trọng điểm phục vụ mục tiêu phát triển lâu bền ngành hải sản vùng biển gần bờ nước ta”. Gần đây, đề tài “Nghiên cứu trữ lượng và khả năng khai thác cá nổi nhỏ (chủ yếu là cá nục, cá trích, cá bạc má…) ở biển Việt Nam” thuộc chương trình KHCN trong điểm cấp Bộ, mã số KC.CB.01-14 do thạc sĩ Nguyễn Viết Nghĩa làm chủ nhiệm với nội dung bao gồm các vấn đề chủ yếu sau: (i) Phương pháp thuỷ âm và ứng dụng trong nghiên cứu nguồn lợi cá nổi nhỏ; (ii) Kết quả đánh giá hiện trạng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ ở biển Việt Nam năm 2003-2005; (iii) Kết quả đánh giá hệ số phản hồi âm của một số loài cá nổi nhỏ; (iv) Hiện trạng một số nghề khai thác cá nổi nhỏ ở Việt Nam; (v) Hiện trạng phân bố trứng cá, cá bột của 5 một số loài cá nổi nhỏ ở biển Việt Nam; và (vi) Các yếu tố hải dương học và thuỷ sinh vật có liên quan ở biển Việt Nam [9]. 1.2. Một số phương pháp đánh giá trữ lượng cá Trong các Chương trình Biển kể từ năm 1975 đã có một số kết quả nghiên cứu đánh giá trữ lượng cá ở biển Việt Nam nói chung và vịnh Bắc Bộ nói riêng của các nhà khoa học như Bùi Đình Chung, Phạm Thược, Nguyễn Tiến Cảnh…(Viện Nghiên cứu Hải Sản). Những nghiên cứu hiện có đều dựa trên các phương pháp truyền thống, kinh điển với các dữ liệu đầu vào còn nhiều bất cập nên đã có những kết quả khác nhau. Một số phương pháp đã được sử dụng như: phương pháp tính toán số lượng đàn cá theo số lượng trứng, phương pháp dựa vào quan hệ giữa các nhóm tuổi khác nhau trong sản lượng cá đánh được, phương pháp thả cá đánh dấu, phương pháp tính trữ lượng căn cứ vào tình hình đánh bắt cá trên một đơn vị diện tích, phương pháp thống kê sản lượng cá nhiều năm v.v… Nhìn chung, việc đánh giá trữ lượng của bất kỳ loài cá nào đều phụ thuộc vào các yếu tố chủ quan và khách quan như đặc điểm sinh vật học, mối quan hệ giữa các loài cá với nhau, điều kiện môi trường sống của loài cá đó và phụ thuộc rất nhiều vào mức độ khai thác. Trữ lượng cá được xem là số lượng cá thể hay khối lượng của cả quần thể có trong một khu vực biển nhất định và trong một khoảng thời gian xác định. Xác định trữ lượng cá là một trong những nội dung của việc đánh giá biến động quần thể, trong đó có việc xác định: (i) số lượng (cá thể) hoặc khối lượng (kg, tấn) của đàn cá tính trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích, và (ii) mức độ khai thác tối ưu, nghĩa là số lượng (hoặc khối lượng) tối đa cá có thể khai thác được mà không làm ảnh hưởng đến quần thể. Ở Việt Nam hiện nay, hai nhóm phương pháp phổ biến để xác định trữ lượng là: Các phương pháp trực tiếp xác định số lượng hoặc trọng lượng đàn cá và các phương pháp gián tiếp biểu thị sản lượng cá thông qua các thông số của việc khai thác. 6 1.2.1. Phương pháp đánh dấu và bắt lại Phương pháp này thường áp dụng cho các thuỷ vực kín hoặc các loài ít di cư, được thực hiện bằng cách đánh dấu một số cá thể và thả trở lại quần thể. Sau đó, cá thể đánh dấu được bắt trở lại và xác định trữ lượng. T/N=R/C Trong đó: N - Trữ lượng tính theo số lượng cá thể T - Tổng số cá thể được đánh dấu C - Tổng số cá thể đánh bắt được R - Số cá thể đánh dấu được đánh bắt lại 1.2.2. Phương pháp đếm trứng Phương pháp này thường dùng để xác định trữ lượng các quần thể cá bố mẹ tập trung tại bãi đẻ, được thực hiện bằng cách xác định tỉ lệ đực và cái trong quần thể đó rồi mới xác định toàn bộ trữ lượng quần thể. B=E/F*P Trong đó: E - Số lượng trứng ước tính của 1 ngày, được ước tính bằng cách sử dụng lưới phiêu sinh cho một đơn vị thể tích nước lọc qua. Từ số lượng cá thể trong 100cc mẫu nước tính được số lượng cá thể trên 1 lít nước. F - Sức sản xuất (hay số trứng trung bình do 1 cá cái sinh sản) P - Tỉ lệ cá cái sinh sản B - Trữ lượng quần thể cá bố mẹ 1.2.3. Phương pháp thuỷ âm Phương pháp này thường được áp dụng cho các loài cá tầng mặt, sử dụng trong các chuyến khảo sát cá nổi nhằm xác định mật độ và phân bố của cá theo chiều rộng và chiều sâu. Nhược điểm của phương pháp này là khó sử dụng ở vùng nước nông ven bờ, phải xác định được hệ số phản hồi âm của đối tượng nghiên cứu, khó phân biệt giữa các loài đã bắt gặp và vì thế ít khi được sử dụng mặc dù rất nhanh chóng cho ra kết quả. Nguyên lý là dùng sóng phản xạ của sóng âm để xác định kích cỡ và mật độ của đàn cá có trên diện tích quét, và khi nhân với diện tích cả khu biển sẽ được trữ lượng tức thời. Đặc trưng phản hồi âm và hệ số phản hồi âm 7 của từng loài cá thường được xác định trong phòng thí nghiệm. Ước tính trữ lượng nguồn lợi bằng phương pháp này sử dụng thiết bị thủy âm dò theo đường dò cố định. Trữ lượng ước tính bằng tổng trữ lượng của các khu biển [11]: B=P1*A1+P2*A2+…Pn*An (1) P= Sum(Wi*10(SAi - TSi)/10) (2) TS=20*Log(SL)+C (3) - công thức tính hệ số phản hồi âm của từng loài Trong đó: B - Trữ lượng cá Pn, An - Mật độ cá và diện tích của khu biển thứ n Wi, SAi, TSi - Tổng âm phản hồi, hệ số phản hồi âm, chiều dài của loài thứ i TS, SL - Âm phản hồi của cá thể có chiều dài SL C - Hệ số tự do trong phương trình tương quan (3), liên quan đặc trưng loài Hiện nay (2012), phương pháp thủy âm đa tần với độ chính xác cao đang được Vũ Việt Hà (Viện Nghiên cứu Hải Sản) lần đầu tiên nghiên cứu và áp dụng để đánh giá trữ lượng tức thời nguồn lợi cá nổi nhỏ vùng biển đông-tây Nam Bộ và vịnh Bắc Bộ. 1.2.4. Phương pháp dựa trên diện tích của lưới kéo Phương pháp này áp dụng khá hiệu quả cho các loài cá phân bố ở vùng biển ven bờ và sống tầng đáy. Địa điểm nghiên cứu phải có địa hình bề mặt tương đối bằng phẳng. Nguyên lý của phương pháp này là dựa vào trị số trung bình của sản lượng tại các vị trí lấy mẫu của quần thể. - Xác định diện tích quét của lưới: a = W*TV*D Trong đó: W - Chiều rộng của lưới TV - Tốc độ dắt lưới D - Thời gian dắt lưới a - Diện tích quét của lưới - Ước tính trữ lượng: B = Cw/v* (A/a) Trong đó: B - Trữ lượng 8 Cw - Sản lượng của 1 mẻ lưới kéo V - Hệ số xác suất khai thác được A - Tổng diện tích mà quần thể phân bố 1.2.5. Phương pháp quan sát Thường được áp dụng đối với các loài cá rạn san hô. Kết quả đánh giá nhanh hơn so với các phương pháp khác. Tuy nhiên phương pháp đòi hỏi phải có trang thiết bị hiện đại (như thiết bị lặn, camera dưới nước…), độ sâu của khu vực nghiên cứu không quá lớn. Nguyên lý là sử dụng máy quay để quan sát trên một mặt cắt ngang hoặc một diện tích nhất định. Hình ảnh được hiển thị trên màn hình hoặc ghi vào đĩa để lưu trữ. Diện tích quan sát thường là một hình chữ nhật diện tích 5m×50m. 1.2.6. Phương pháp sản lượng thặng dư Sử dụng số liệu sản lượng tính trên một đơn vị cường lực khai thác. Số liệu cho loại mô hình này thường được thu thập qua thống kê nghề cá trong nhiều năm. Khi nhân cường lực khai thác (dự kiến) với sản lượng trên một đơn vị cường lực khai thác thì ta sẽ có giá trị ước tính của sản lượng. Phương hướng chủ yếu hiện nay trong mô hình hoá nghề cá được dựa trên nguyên lý sản lượng thặng dư (sinh khối động) với các hướng mở rộng như là: 1) Các mô hình cấu trúc tuổi; 2) Các mô hình động lực học nghề cá; 3) Các mô hình đa loài và mô hình sinh thái và 4) Các mô hình không gian biến động quần thể. Các mô hình sản lượng thặng dư đều lấy cơ sở là tổng sinh khối của từng loài trên ngư trường (trữ lượng) hoặc năng suất chuẩn hoá (tính trên một đơn vị cường lực). Phương trình tổng quát của các loại mô hình này được thể hiện như sau: Sinh khối mới = Sinh khối cũ + Sinh khối gia tăng – Khai thác Ở đây sinh khối gia tăng là sinh khối tăng lên khi không có khai thác (hoặc sản lượng đánh bắt có thể có với điều kiện giữ nguyên sinh khối không đổi). Như vậy sản lượng thặng dư phụ thuộc vào trữ lượng và các đặc trưng sinh học, môi trường, mức độ khai thác... 9 Ngoài ra, trên thế giới đã có thêm hướng nghiên cứu, đánh giá khả năng cung cấp tài nguyên hải sản và sức tải của môi trường biển dựa trên một kênh thông tin quan trọng là quá trình chuyển hoá năng lượng trong hệ sinh thái biển. Hơn 70 công trình liên quan đến việc nghiên cứu chuyển hoá năng lượng và vật chất của quá trình sản xuất sơ cấp trong hệ sinh thái biển nhiệt đới đã được công bố trên thế giới trong những năm gần đây. Các kết quả nghiên cứu đã phân tích các mối quan hệ giữa môi trường và các nguồn lợi sinh vật thông qua xích dinh dưỡng trong biển; các ảnh hưởng của sự biến đổi xu thế chuyển hoá năng lượng lên nguồn lợi sinh vật biển. Nghiên cứu quá trình chuyển hoá năng lượng và vật chất, quá trình sản xuất và phân rã, quá trình trao đổi chất… trong hệ sinh thái biển Việt Nam cũng đã được chú ý triển khai từ những năm 1960, bắt đầu bằng việc định lượng sức sản xuất sơ cấp và mô hình hoá chu trình vật chất trong hệ sinh thái biển [8]. Tiếp cận hướng nghiên cứu tiên tiến đó, chương tiếp theo của luận văn sẽ trình bày cụ thể phương pháp chuyển hoá năng lượng trong hệ sinh thái biển để áp dụng đánh giá trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ vịnh Bắc Bộ. 10 Chương 2-PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP VÀ NGUỒN SỐ LIỆU SỬ DỤNG 2.1. Phạm vi vùng biển nghiên cứu Vùng biển nghiên cứu được giới hạn bởi đường bờ vịnh Bắc Bộ và vĩ tuyến 16,5oN ở phía nam, kinh tuyến 110oE ở phía đông (hình 2.1), trong đó ranh giới cửa vịnh, đường phân định vịnh Bắc Bộ và giới hạn vùng đánh cá chung đã được xác định trong Hiệp định phân định vịnh Bắc Bộ và Hiệp định Hợp tác nghề cá Việt Nam - Trung Quốc trong vịnh Bắc Bộ, ký ngày 25-12-2000 giữa hai Chính phủ Việt Nam và Trung Quốc [15]. Điều 2 trong Hiệp định phân định vịnh Bắc Bộ xác định 21 điểm nối tuần tự từ cửa sông Bắc Luân ra đến cửa vịnh chia vịnh Bắc Bộ ra làm hai. Cửa vịnh lấy đường thẳng từ đảo Cồn Cỏ, tỉnh Quảng Trị, Việt Nam đến mũi Oanh Ca, đảo Hải Nam, Trung Quốc (hình 2.1). Điểm 1 đến 9 phân định hải phận, điểm 9 đến 21 chia vùng đặc quyền kinh tế. Điều 3, phần II của Hiệp định Hợp tác nghề cá Việt Nam - Trung Quốc trong vịnh Bắc Bộ quy định vùng đánh cá chung như sau: Hai bên ký kết nhất trí thiết lập vùng đánh cá chung trong vùng đặc quyền kinh tế của mỗi nước, nằm về phía bắc của đường đóng cửa vịnh Bắc Bộ, về phía nam của vĩ tuyến 200 N và cách đường phân định được xác định trong Hiệp định phân định vịnh Bắc Bộ (gọi tắt là “Đường phân định”) 30,5 hải lý về mỗi phía. Vùng biển nghiên cứu bao trùm toàn bộ vịnh Bắc Bộ là một trong những vịnh lớn ở Đông Nam Á và của thế giới, có diện tích khoảng 126.250 km2 (36.000 hải lý vuông), chiều ngang nơi rộng nhất khoảng 310 km (176 hải lý), nơi hẹp nhất ở cửa vịnh rộng khoảng 220 km (119 hải lý). Vịnh có hai cửa, eo biển Quỳnh Châu nằm giữa bán đảo Lôi Châu và đảo Hải Nam với bề rộng khoảng 19 hải lý và cửa chính của vịnh từ đảo cồn cỏ (Việt Nam) tới mũi Oanh Ca (đảo Hải Nam, Trung Quốc) rộng khoảng 112 hải lý. Chiều dài bờ biển phía Việt Nam khoảng 763 km, phía Trung Quốc khoảng 695 km. Phần vịnh phía Việt Nam có khoảng 2.300 hòn đảo, đá ven bờ, có đảo Bạch Long Vĩ nằm cách đất liền Việt Nam khoảng 110 km, cách đảo Hải Nam 130 km. Vịnh Bắc Bộ có vị trí chiến lược quan trọng đối với 11 Việt Nam và Trung Quốc cả về kinh tế lẫn quốc phòng, an ninh. Vịnh là nơi chứa tài nguyên thiên nhiên biển, đặc biệt là hải sản và dầu khí. Về hải sản, đại bộ phận các ngư trường chính nằm gần bờ biển Việt Nam và tây nam đảo Bạch Long Vĩ. Vịnh Bắc Bộ là một trong những ngư trường và nguồn cung cấp hải sản quan trọng cho hai nước Việt Nam và Trung Quốc. Khu vực giữa vịnh và cửa vịnh có bồn trũng Sông Hồng có khả năng chứa dầu khí. Vịnh Bắc Bộ là cửa ngõ giao lưu lớn và lâu đời của Việt Nam ra thế giới, trong đó có Trung Quốc, có tầm quan trọng đặc biệt với sự phát triển kinh tế, thương mại quốc tế cũng như bảo vệ an ninh, quốc phòng của nước ta [12]. 105 106 107 108 109 110 Trung Quèc 22 22 Qu¶ng Ninh Hµ Néi 21 21 Tp.H¶i Phßng Th¸i B×nh Nam §Þnh §.B¹ch Long VÜ 20 20 Thanh Hãa NghÖ An §¶o H¶i Nam 19 19 Hµ TÜnh 18 18 Qu¶ng Binh Chú giải Đường phân định VBB 17 Lµo Ranh giới Cửa Vịnh Vùng đánh cá chung VN - TQ Qu¶ng TrÞ Thõa Thiªn HuÕ 105 106 107 108 Hình 2.1: Phạm vi vùng biển nghiên cứu 12 17 109 110