Nghiên cứu đa dạng sinh học và tiềm năng kinh tế rong biển tỉnh phú yên

TS Võ Văn Phú - Đại Học Khoa Học Huế đã tạo điều kiện để nghiên cứu sinh tham gia thực hiện một phần nghiên cứu của đề tài “Điều tra, đánh giá, đề xuất các khu bảo vệ, bảo tồn sinh thái

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-

Nguyễn Thị Thu Hằng

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ TIỀM NĂNG KINH

TẾ RONG BIỂN TỈNH PHÚ YÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH SINH HỌC

Hà Nội – 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

- Nguyễn Thị Thu Hằng

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ TIỀM NĂNG KINH

TẾ RONG BIỂN TỈNH PHÚ YÊN

Chuyên ngành: Sinh thái học

Mã số: 9420120

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 GS TS Nguyễn Ngọc Lâm

2 TS Nguyễn Văn Tú

Hà Nội – 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của GS.TS Nguyễn Ngọc Lâm và TS Nguyễn Văn Tú Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác

Tác giả

Nguyễn Thị Thu Hằng

Lời cảm ơn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới GS.TS Nguyễn Ngọc Lâm và TS Nguyễn Văn Tú, những người thầy bằng cả tâm huyết của mình đã hướng dẫn tôi về khoa học, gợi mở cho tôi các ý tưởng nghiên cứu và chia sẻ nhiều vấn

đề khoa học trong suốt thời gian thực hiện luận án

Lời cảm ơn cũng được gửi đến PGS.TS Đàm Đức Tiến - Viện Tài Nguyên Và Môi Trường Biển Hải Phòng, TS Hoàng Công Tín – Đại Học Khoa Học Huế, thầy Tống Phước Hoàng Sơn, TS Nguyễn Xuân Vỵ và các nhà khoa học của phòng Thực vật biển, Viện Hải Dương Học đã giúp đỡ về cơ sở vật chất, trang thiết bị, các kiến thức về viễn thám, thực nghiệm, phân loại mẫu vật,…để tôi hoàn thành tốt công trình nghiên cứu của mình

Trân trọng cám ơn Thầy PGS TS Võ Văn Phú - Đại Học Khoa Học Huế đã tạo điều kiện để nghiên cứu sinh tham gia thực hiện một phần nghiên cứu của đề tài

“Điều tra, đánh giá, đề xuất các khu bảo vệ, bảo tồn sinh thái cảnh quan vùng biển ven bờ tỉnh Phú Yên” do Sở Tài Nguyên và Môi Trường tỉnh Phú Yên cấp kinh phí

GS.TS Hoàng Nghĩa Sơn, người đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập tại cơ sở đào tạo; Quý Thầy Cô ở Viện Sinh học Nhiệt đới và Học viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành công trình nghiên cứu luận án, tôi xin trân trọng cám ơn!

Cuối cùng, công trình luận án này sẽ không hoành thành nếu không có sự khích lệ

và thấu cảm của gia đình, ba má và chồng đã chăm sóc gia đình trong những lúc nghiên cứu sinh học tập xa nhà

Tác giả

Nguyễn Thị Thu Hằng

LỜI CAM ĐOAN ……… i

LỜI CÁM ƠN ……… ii

MỤC LỤC……… iii

DANH MỤC HÌNH ……… ……… vi

DANH MỤC BẢNG ……… viii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ……….……… xi

MỞ ĐẤU ……… 1-2 Tính cấp thiết của luận án ……… 1

Mục tiêu nghiên cứu của luận án ……… 1

Các nội dung nghiên cứu chính của luận án ……… 2

Ý nghĩa khoa học và thực tiển ……… 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ……… 3-21 1.1 Nghiên cứu đa dạng sinh học và tiềm năng kinh tế rong biển 3

1.1.1 Về hệ thống 3

1.1.2 Về nuôi trồng rong biển ……… 3

1.1.3 Sử dụng rong biển ……… 4

1.2 Nghiên cứu đa dạng sinh học và tiềm năng kinh tế rong biển ở VN … 11 1.2.1 Nghiên cứu đa dạng sinh học rong biển ở Việt Nam 11

1.2.2 Nghiên cứu nguồn lợi rong biển ở Việt Nam 11

1.2.3 Nghiên cứu các hoạt chất sinh học và phần hóa học của rong biển … 14 1.2.4 Nghiên cứu sử dụng rong biển ……… 15

1.2.5 Nuôi trồng rong biển ……… 17

1.3 Khái quát điều kiện tự nhiên vùng biển nghiên cứu ……… 20

1.3.1 Vị trí địa 20

1.3.2 Điều kiện thủy văn 20

1.3.3 Chế độ động 21

1.3.4 Hiện trạng chất lượng môi trường nước vùng ven bờ tỉnh Phú Yên 21

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, TƯ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ……… 22-32 2.1 Đối tượng, đia điểm và thời gian nghiên cứu ……… 22

2.2 Tư liệu viễn thám ……… 24

2.3 Phương pháp nghiên cứu ……… 25

2.3.1 Phương pháp xác định thành phần loài rong … ……… … 25

2.3.2 Phương pháp xác định loài ưu thế ……… 26

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu khu hệ rong ……… 27

2.3.4 Phương pháp nghiên cứu phân bố của rong biển ……… 27

2.3.5 Phương pháp phân tích hàm lượng dinh dưỡng của rong biển ….… 27 2.3.6 Phân tích thành phần chính PCA ……… … … 28

2.3.7 Phương pháp ước tính sinh lượng, trữ lượng của rong biển …… 29

2.3.8 Phương pháp nghiên cứu về hiện trạng khai thác và sử dụng rong biển kinh tế ở Phú Yên ….….….….….….….….….….….….….……… 31

2.3.9 Phương pháp lập bản đồ phân bố và ước tính sinh khối rong biển bằng kỹ thuật viễn thám ……… ….….….….….….….….….………… 31

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ….….….…… 33-117 3.1 Đa dạng thành phần loài rong biển Phú Yên ……… … 33

3.1.1 So sánh đa dạng rong biển Phú Yên và các tỉnh lân cận …… …… 33

3.1.2 Đa dạng rong biển Phú Yên - Mô tả các loài ……… 34

Ngành Vi khuẩn lam – Cyanobacteria ……… 34

Ngành Rong lục – Chlorophyta … … … 35

Ngành rong Nâu – Ochrophyta ……… 56

Ngành rong Đỏ - Rhodophyta ……… 68

3.2 Tính chất và đặc trưng khu hệ rong biển ……… 94

3.2.1 Cấu trúc thành phần loài ……… 94

3.2.2 Đa dạng bậc phân loại ……… 95

3.2.3 Đặc trưng thành phần loài rong biển ……… 96

3.3 Đặc điểm phân bố rong biển của Phú Yên ……… 97

3.3.1 Phân bố giữa các khu vực nghiên cứu ……… 97

3.3.2 Phân bố theo các đới thuỷ triều ……… 98

3.3.3 Phân bố theo đặc điểm nền đáy ……… 99

3.4 Nguồn lợi ……… 100

3.4.1 Các loài, nhóm loài rong biển kinh tế ở Phú Yên ….….….………… 100

3.4.2 Thành phần dinh dưỡng của một số loài rong có tiềm năng kinh tế ở Phú Yên ….….….….….….….….….….….….….….….….….……… 104

3.4.3 Ước tính sinh lượng của các nhóm rong kinh tế ……… 108

3.4.4 Ước tính trữ lượng và phân bố của các nhóm rong kinh tế ………… 108

3.5 Hiện trạng khai thác và sử dụng rong biển kinh tế ở Phú Yên ……… 117

3.6 Hiện trạng và tiềm năng nuôi trồng rong biển ven bờ tỉnh Phú Yên … 120 3.7 Đề xuất các giải pháp bảo tồn, quản lý nguồn lợi rong biển ………… 121

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……… ………… 125-120 Kết luận ……… 125

Kiến nghị ….….….….….….….….….….….….….….….……… 126

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN….….….….….….……… 128

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ……… 129

Phụ lục 1 Phân bố thành phần loài theo mặt rộng giữa các vùng (vùng 1-

vùng 9), tỉnh Phú Yên theo đới và công dụng của rong biển ……… I-XIV Phụ lục 2 Cơ quan sinh sản của một số loài rong biển Phú Yên ……… XV-XVI Phụ lục 3 Hiệu suất của các mô hình ước tính sinh khối của Sargassum

Phụ lục 4.1-4.27 Sinh lượng, trữ lượng một số loài rong có giá trị kinh tế XIX-XXIII Phụ lục 5 Mẫu phiếu điều tra khai thác sử dụng và nuôi trồng rong biển XXIV-XXV Phụ lục 6 Kết quả điều tra hiện trạng khai thác và sử dụng rong biển kinh

tế … Phụ lục 7 Nhiệt dộ trung bình nuớc biển bề mặt vùng biển ven bờ Phú XXVI-XL

Phụ lục 8 Các nhóm giải pháp bảo tồn quản lý nguồn lợi rong biển … XLII-XLIV

DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2 1 Sơ đồ vị trí khảo sát (O) rong biển vùng biển ven bờ tỉnh Phú Yên… 23 Hình 2.2 Phạm vi phủ của các cảnh ảnh Sentinel - 2 dùng trong nghiên cứu … 25 Hình 2.3 Phạm vi phủ của các ảnh PlanetScope dùng trong nghiên cứu……… 25 Hinh 2 4 Các giai đoạn tiến hành lập bảng đồ phân bố rong Mơ……… 32 Hình 3.1 Đa dạng loài rong biển tỉnh Phú Yên và một số tỉnh lân cận ……… 33 Hình 3 2 Phân bố tỷ lệ số lượng loài giữa các ngành rong……… 94 Hình 3.3 Số lượng loài rong biển phân bố ở các thủy vực ven bờ ……… 97 Hình 3.4 Kết quả phân tích PCA 6 mẫu rong lấy ở Phú Yên ……… 106 Hình 3.5 Hàm lượng axit Glutamic, Arginine và Aspartic của 6 loài rong biển

Hình 3.6a Bản đồ phân bố Sargassum ở khu vực xã An Chấn năm 2018 … 109 Hình 3.6b Bản đồ phân bố Sargassum ở khu vực Hòn Yến năm 2018 …… 109 Hình 3.6c Bản đồ phân bố Sargassum ở khu vực khu vực Cù Lao Mái Nhà

Hình 3.6d Bản đồ phân bố Sargassum ở khu vực khu vực Bãi Nồm đến Bãi

Hình 3.6e Bản đồ phân bố Sargassum ở khu vực Hòa Lợi, Hòn Nần, Vịnh

Hình 3.6f Bản đồ phân bố Sargassum ở khu vực Bãi Rạng năm 2018 …… 110 Hình 3.6g Bản đồ phân bố Sargassum ở khu vực vịnh Xuân Đài năm 2018 … 110 Hình 3.6h Bản đồ phân bố Sargassum ở khu vực Mũi Điện năm 2018 … 110 Hình 3.6i Bản đồ phân bố Sargassum ở khu vực Hòn Nưa năm 2018 … …… 110 Hình 3.7a Bản đồ sinh khối Sargassum khu vực xã An Chấn năm 2018 … 112 Hình 3.7b Bản đồ sinh khối Sargassum ở khu vực Hòn Yến năm 2018 …… 112 Hình 3 7c Bản đồ sinh khối Sargassum khu vực Cù Lao Mái Nhà năm 2018 112 Hình 3.7d Bản đồ sinh khối Sargassum khu vực Bãi Nồm đến Bài Tràm năm

Hình 3.10 Người dân đang hái rong Mứt, rong Bông Trang ở Bãi Tiên – Đông

Hình 3.12 Rong được phơi để làm thạch ở Mỹ Quang – xã An Chấn………… 119

DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1 Vị trí các khu vực khảo sát rong biển ở vùng biển ven bờ tỉnh Phú Yên 22 Bảng 2.2 Bảng xác định tần số xuất hiện f của các loài, nhóm loài rong biển …… 26 Bảng 2.3 Phương pháp phân tích hàm lượng dinh dưỡng của rong biển ………… 28 Bảng 2 4 Các bậc độ phủ và hệ số độ phủ của rong biển ……… 30 Bảng 3 1 Đa dạng các bậc phân loại rong biển tỉnh Phú Yên……… 95 Bảng 3 2 Hệ số tương đồng của rong biển giữa các khu vực khảo sát rong biển ở

Bảng 3.6 Tổng sản lượng (tấn), diện tích che phủ (ha), sinh khối trung bình (g

/m2) của Sargassum ở vùng nước ven biển tỉnh Phú Yên, Việt Nam từ hình ảnh

PS, ảnh Sentinel và khảo sát ngầm………

115 Bảng 3 7 Trữ lượng rong biển khai thác (tấn/năm) ở vùng biển ven bờ Phú Yên

Bảng 3 8 Trữ lượng rong biển nuôi trồng (tấn/năm) ở vùng biển ven bờ Phú Yên 120 Bảng 3.9 Quy hoạch nuôi trồng rong biển tỉnh Phú Yên ……… 1213

DANH MỤC VIẾT TẮT

TLK: Trọng lượng khô

TCVN:Tiêu chuẩn Việt Nam

MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của luận án

Rong biển là nhóm thực vật bậc thấp, tự dưỡng, hầu hết sống ở biển Đây là tài nguyên biển với các giá trị sử dụng trực tiếp và gián tiếp rất cao Nên hầu hết các quốc gia có biển (Nhật Bản, Hàn Quốc, Philippine…) đều rất quan tâm đến nguồn lợi này [1] Ở nước ta hiện nay, nuôi trồng rong biển đang là một trong ngành mới (thay cho nghề nuôi tôm tuyền thống đang bị khủng hoảng về giá trị lợi nhuận và ô nhiễm đầm nuôi) những đối tượng đang có nhiều triển vọng trong việc xây dựng và phát triển kinh tế - xã hội, góp phần xóa đói, giảm nghèo cho rất nhiều hộ nông dân ven biển và các đảo tiền tiêu [2]

Tại các vùng biển ven bờ, các đảo của nước ta, hiện nay đã phát hiện được khoảng

800 loài rong biển [3] Ở Phú Yên, đã có một số nghiên cứu về rong biển, trong các nghiên cứu công bố chính thức cho tỉnh Phú Yên có 34 loài gồm 6 loài Tảo lam (Cyanophyta),

8 loài Rong lục (Chlorophyta), 9 loài Rong nâu (Phaeophyta) và 11 loài Rong đỏ (Rhodophyta) [3] Trong khi các tỉnh lân cận thuộc vùng Trung Bộ và Nam Trung Bộ cho thấy, tính đa dạng loài rong biển khá cao như Quảng Ngãi có 190 loài, Bình Định

78 loài, Khánh Hòa 516 loài, Ninh Thuận 121 loài, Bình Thuận 210 loài [3] Chính vì vậy, câu hỏi đặt ra trong đề tài luận án này là có bao nhiêu loài rong biển, đặc trưng phân

bố của loài, và sảnlượng của một số loài rong có giá trị làm thực phẩm, dược phẩm, được ghi nhận ở vùng biển ven bờ tỉnh Phú Yên?

Để có thể trả lời câu hỏi trên, nghiên cứu sinh xây dựng đề tài luận án:

“Nghiên cứu đa dạng sinh học và tiềm năng kinh tế rong biển tỉnh Phú Yên” với các mục tiêu và nội dung như sau:

Mục tiêu nghiên cứu của luận án:

Mục tiêu lâu dài:

Góp phần nghiên cứu khu hệ rong biển Việt Nam

Mục tiêu trước mắt:

- Xác định thành phần loài rong biển và các đặc trưng phân bố của chúng

- Đánh giá được các loài rong biển có tiềm năng kinh tế cơ sở để thiết lập và quản lý các khu vực khai thác, bảo tồn các loài rong biển ở tỉnh Phú Yên

Các nội dung nghiên cứu chính của luận án

- Để thực hiện được các mục tiêu trên, các nội dung nghiên cứu đã được thực hiện bao gồm:

1 Nghiên cứu thành phần loài và đặc điểm phân bố rong biển

2 Xác định các loài rong biển có tiềm năng kinh tế và phân tích thành phần hóa học của một số loài rong kinh tế

3 Lập bản đồ phân bố không gian và ước tính sinh khối của một số loài rong kinh tế ở tỉnh Phú Yên

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học

- Về tính đa dạng sinh học, rong biển tỉnh Phú Yên chưa có một nghiên cứu toàn diện và

hệ thống, chính vì vậy dữ liệu về đa dạng sinh học rong biển ở tỉnh Phú Yên nơi có các

hệ sinh thái rất đa dạng và đặc thù là sự đóng góp quan trọng cho dữ liệu đa dạng sinh học Nam Trung Bộ và Việt Nam

- Nghiên cứu về hàm lượng các hoạt chất có giá trị kinh tế từ rong biển luôn luôn là dữ liệu được trông chờ nhằm bổ sung số lượng các loài rong có giá trị kinh tế

- Dữ liệu hình ảnh của PlanetScope và Sentinel 2 cùng các kỹ thuật viễn thám áp dụng DII, BRI cải tiến kết hợp với lấy mẫu tại hiện trường để lập bản đồ phân bố không gian và ước tính sinh khối của rong biển có ý nghĩa về mặt học thuật

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Nghiên cứu đa dạng sinh học và tiềm năng kinh tế rong biển trên thế giới

Nghiên cứu đa dạng sinh học của rong biển cũng như các loài thực vật khác được bắt đầu đẩy mạnh từ khi hệ thống học các sinh giới do Carl Linnaeus đề xuất [4] Các nghiên cứu phân loại học rong biển và hệ thống học rong biển được bổ sung và đóng góp bởi nhiều nhà khoa học trong giai đoạn thế kỉ 17 đến 19 gồm Gmelin [5]; Forsskål [6]; Turner [7 ]; Mertens [8]; Agardh [9]; Lamouroux [10]; Greville [11]

Vào những năm cuối thế kỉ 19 và những năm đầu thế kỉ 20, các nghiên cứu về những khía cạnh khác nhau của rong biển như: phân loại, khu hệ, nguồn lợi, nuôi trồng và

sử dụng được mở rộng trên nhiều vùng địa lý khác nhau ở hầu hết các châu lục với những công trình của các tác giả nước ngoài đáng phải kể đến là: Okamura [12], Dawson [13], Taylor [14], Chapman [15], Tseng [16], Tseng và nnk [17], Yoshida [18], Xia Bangmei và Zhang junfu [19]; Trono và nnk [20], Kim và nnk [21]; Lüning và nnk, [22] ; Yamanaka và Akiyama [23]; Titlyano và Titlyanova [24]

1.1.2 Về nuôi trồng rong biển

Đối tượng : Trên thế giới có nhiều nước (Ấn Độ, Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản,

Mỹ, Canada, Chilê) đang trồng rong biển ở quy mô lớn với tổng sản lượng hàng năm khoảng 30,4 triệu tấn [26] Các loài rong được nuôi trồng chủ yếu thuộc khoảng 30 chi Agardhiella, Eucheuma, Gelidium, Gigartina, Gracilaria, Hydropuntia, Hypnea, Kappaphycus, Meristotheca, Porphyra (ngành rong Đỏ - Rhodophyta); Saccharina, Laminaria, Undaria,Cladosiphon (ngành rong Nâu - heterokontophyta hay Phaeophyta) và Monostroma, Ulva, Caulerpa (ngành rong Lục - Chlorophyta) Các loài thuộc các chi Agardhiella, Gelidium, Gigartina, Porphyra, Saccharina, Laminaria, Undaria, Monostroma Ulva thường được nuôi trồng ở vùng biển ôn đới còn các loài thuộc các

chi Eucheuma, Gracilaria, Hydropuntia, Hypnea, Kappaphycus, Cladosiphon, Caulerpa được nuôi trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [27] Đặc biệt là Philliphine,Tanzania, Indonesia đã và đang trồng loài rong Sụn (K alvarezii), rong Kì lân (Eucheuma spp.) rất thành công bằng phương pháp trồng trên nền đáy (fixed off-bottom method) và phương pháp giàn nổi (floating method) [24] Philiphine đã sản xuất khoảng 1.840.832 tấn tươi rong sụn mỗi năm [28]

Các mô hình trồng rong biển

+ Trong ao, đầm: trồng các loài Gracilaria spp., Kappaphycus alvarezii, Caulerpa lentillifera bằng hình thức trồng trên nền đáy, dây hoặc lưới

+ Trong hồ, bể chứa: mô hình trồng rong trong hồ hoặc bể chứa (bằng bê tông hoặc composit) được áp dụng từ những năm 70 ở Canada và Hoa Kỳ [24], hiện nay đã

mở rộng ra nhiều nước khác như Israel, Mexico, Đức, Trung Quốc, Nhật Bản [29] + Trồng rong biển kết hợp nuôi các loài hải sản khác: phương pháp nuôi ghép các đối tượng hải sản (thường là tôm, cá, thân mềm) để nâng hiệu quả nuôi trồng Các chất hữu cơ dư thừa trong quá trình nuôi (amoni, nitrat và phosphat) là nguồn hữu cơ cung cấp cho rong biển, rong biển hấp thụ những chất này và làm môi trường vùng nuôi trở nên trong sạch hơn Như vậy, không những chỉ tăng hiệu quả kinh tế trong nuôi trồng mà còn góp phần bảo vệ, cải tạo môi trường nước biển, giảm ô nhiễm vì thế có thể duy trì cân bằng tự nhiên trong các vùng nuôi tập trung, mật độ cao [30, 31]

trong ngành y dược agar là môi trường nuôi cấy vi khuẩn, sản xuất thuốc nhuận tràng, làm

vỏ bọc cho những loại thuốc khó uống ; alginates được sử dụng trong điều trị bệnh tim mạch, chống đông máu, chống oxy hóa và hạ huyết áp ; carrageenan hoạt động như một dạng sợi hòa tan, hấp thụ nước và làm chậm lại sự rỗng của dạ dày giúp chữa tiểu đường, kiểm nghiệm các loại thuốc mới [34] Từ rong biển có thể sản xuất một số loại thuốc (chữa lao, viêm khớp, cảm lạnh, cúm, giun sán dịch chiết từ hai loài Dumontiaceae sp.1 và D sp.2 (rong Đỏ) có khả năng ức chế virus herpes simplex; một số loài thuộc chi Corallina đang được sử dụng sản xuất xương thay thế; polysaccharides trong tảo bẹ có thể có chứa các chất làm giảm tỷ lệ mắc ung thư vú [24] Trung Quốc là nước đã có nhiều kinh nghiệm dân gian trong việc sử dụng rong biển làm thuốc chữa bệnh Một số loài rong biển thường được sử dụng (Saccharina japonica - tên thương phẩm: Laminaria hoặc haidai; Ecklonia kurome; một số loài thuộc chi Sargassum – haizao) và Porphyra có tác dụng để điều trị ung thư (ức chế khối u bằng polysaccharides mạch dài); Saccharina khô dùng để làm giãn cổ tử cung Một số loài khác có thể hỗ trợ điều trị sưng các mô mềm (u nang buồng trứng, khối u ở vú, sưng hạch bạch huyết…) [24]

Làm nguyên liệu chiết các loại keo (là các polysaccharit)

Chiết alginate: Phần lớn các loài rong Nâu, đặc biệt các loài thuộc chi Sargassum được dùng làm nguyên liệu chiết alginate Hiện tại, trên thế giới đã phát hiện được khoảng

400 loài Sargassum, phân bố rất rộng rãi ở các vùng khí hậu khác nhau nhưng các loài ở vùng nước lạnh (Bắc và Nam bán Cầu) có giá trị hơn ở các vùng nước ấm Một số chi khác (Turbinaria, Chnoospora) cũng được dùng để chiết alginate nhưng không nhiều Hầu hết các loài rong Nâu dùng để chiết alginate là loài tự nhiên (chưa nuôi trồng được trừ Sargassum japonica) [24]

Chiết agar (nhóm agarophytes): Nhóm này gồm các chi Gelidium, Gelidiella, Gracilariopsis và Gracilaria, trong đó Gelidium có giá trị cao hơn Trước đây, phần lớn agar-agar được chiết từ Gelidium (Pháp, Indonesia, Hàn Quốc, Mexico, Morocco, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha), một lượng nhỏ từ Gracilariopsis (Chile) và từ Gelidiella (Ấn Độ) Ngày nay, việc phát triển nuôi trồng Gracilaria thành những vùng nguyên liệu tập trung

đã giúp cho nền công nghiệp sản xuất agar-agar ngày càng phát triển và đáp ứng được nhu cầu của thế giới [24] Trong số hơn 100 loài rong Câu được biết hiện nay [24], ngoài việc được sử dụng làm nguồn nguyên liệu chính cho công nghiệp sản xuất agar, chúng còn được dùng làm thực phẩm cho con người và động vật thâ n m ề m như Bào ngư [35] Sản

lượng rong Câu hàng năm trên thế giới khoảng 74.870 tấn khô, chiếm 70% tổng sản lượng các loài rong Đỏ có chứa agar (Gelidium, Gelidiella, Pterocladia, Ahnfeltia) [33] Phần lớn sản lượng rong Câu là từ nuôi trồng với các loài chủ yếu: Gracilaria verrucosa (Italya); G lemaneiformis (Mexico, Brazil), G chilensis (Chile); H edulis (Ấn Độ); G pacifica (Mexico); G cornea (Brazil); G secundata; G truncata (New Zealand); G changii (Malaysia), G fisheri (Thái Lan), G asiatica, G tenuistipitata, G blodgettii (Trung Quốc) Phương pháp trồng chủ yếu là trải giống trên nền đáy, treo trên dây hoặc lưới bằng nguồn giống sinh sản dinh dưỡng Năng suất rong Câu cao nhất ở Chile (30 tấn khô/ha/năm); Ấn Độ (20 tấn khô/ha/năm); Italya (10 tấn khô/ha/năm); Trung Quốc (3 tấn khô/ha/năm) Tốc độ tăng trưởng trung bình của rong Câu khoảng 3-8%/ngày [24, 33]

Chiết carrageenan (nhóm carrageenophytes): Loài đầu tiên được sử dụng để sản xuất carrageenan là ở Pháp, Ireland, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha và phía Đông của Canada từ nguyên liệu là Chondrus Crispus [24] Trong những năm gần đây, carrageenan được chiết chủ yếu từ các loài thuộc chi Eucheuma (Eucheuma Cottonii và E spinosum) hay Kappaphycus (K alvarezii) Philippines là nước ngay từ những năm 70 đã cung cấp lượng nguyên liệu rất lớn để chế biến carrageenan, trong đó có chứa những dạng carrageenan đặc biệt (kappa-carrageenan, iota- carrageenan) có rất nhiều ứng dụng và sử dụng rất rộng rãi Hiện nay, ngoài Philippines, một số nước khác (Indonesia và Tanzania) cũng trồng Eucheuma Cottonii và E spinosum còn Kappaphycus alvarezii được trồng ở Việt Nam, Thái Lan, Campuchia [24]

Dùng làm thực phẩm cho người

Laminaria japonica (Kombu hoặc haidai): Kombu (tiếng Nhật) là hỗn hợp của một số loài thuộc chi Laminaria (Laminaria longissima, L japonica L angustata, L coriacea và L ochotensis) Các loài này phân bố tự nhiên ở các đảo phía bắc Hokkaido, vùng dưới triều độ sâu 2 - 15 m, nhiệt độ khoảng 3 - 20°C [16,36,37] Laminaria phân bố

tự nhiên ở Nhật Bản và Hàn Quốc sau đó được di nhập và nuôi trồng rất thành công tại Trung Quốc từ năm 1927[24]

Undaria pinnatifida (Quandai-Cai): Loài Undaria pinnatifida là loài bản địa vùng Đông Bắc Á được tìm thấy phổ biến ở Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc (vùng triều và dưới triều, nhiệt độ (5 - 15°C) Loài này cũng ghi nhận được tại Pháp, New Zealand,

và Úc Hiện nay cả hai loài Laminaria và Undaria được nuôi trồng và sử dụng ở cả Bắc

và Nam Bán Cầu tại các quốc gia: Argentina, Úc, Canada, Chile, Ireland, Na Uy, Mexico, Nam Phi, Vương quốc Anh (Scotland và Bắc Ireland) và Hoa Kỳ [20]

Hizikia fusiforme (Hizili): Hizikia fusiforme phân bố tự nhiên ở Nhật Bản (phía nam Hokkaido và Honshu) và đang được nuôi trồng ở Hàn Quốc [36,38]

Cladosiphon okamuranus (Mozuku): Cladosiphon okamuranus được thu hoạch tự nhiên ở các đảo phía Nam Nhật Bản (Kagoshima và Okinawa) Trong khoảng từ cuối tháng

10 đến tháng 4 (năm sau) [36]

Chondrus crispus (Irish Moss hoặc carrageenan Moss): Đây được coi là nguồn nguyên liệu sản xuất Carrageenan lâu đời tại Ireland và một số nước thuộc châu Âu Chondrus crispus thường được xuất khẩu sang Nhật Bản, không ăn trực tiếp mà thường dùng để làm bánh vani [24]

Palmaria palmata (Dulse): Sinh trưởng chủ yếu ở vùng triều (đôi khi dưới triều) ở Ireland, bờ của vịnh Fundy (Đông Canada) và ở đảo Manan [39]

Alaria esculenta (Winged Kelp): là loài có kích thước lớn, phân bố ở vùng triều nước lạnh Tại Ireland, Scotland (Vương quốc Anh) và Iceland, Alaria esculenta được ăn tươi hoặc nấu chín (nhiều Protein, các kim loại vi lượng và vitamin, đặc biệt niacin) [24]

Pyropia (=Porphyra) spp là nguồn thực phẩm với tên thương mại là Nori và Laver Rong thường được sấy khô và cán thành tấm mỏng màu tím - đen Ở Nhật Bản, màng này thường được bao lấy cơm và cá sống, một món ăn phổ biến Năm

1999, Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc đã sản xuất được khoảng 1.000.000 tấn tươi (1.200 USD/tấn, cao nhất trong các loài rong biển [24]

Gracilaria spp (rau /rong Câu): Là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất agar và được sử dụng như một loại rau tại Hawaii (Hoa Kỳ) trong nhiều thập kỷ Tại Indonesia, Malaysia, Philippines và Việt Nam, các loài Gracilaria được người dân ven biển dùng làm thực phẩm (đông sương /thạch, nộm) [24]

Caulerpa lentillifera (rong Nho): Chi Caulerpa có nhiều loài nhưng hai loài (C lentillifera và C racemosa) được sử dụng làm thức ăn phổ biển hơn (salad tươi) Chi Caulerpa thường phân bố ở vùng biển nông, đáy cát hoặc bùn Loài C lentillifera đang trồng rất thành công ở các đảo Mactan, Cebu (miền Trung Philippines) phục vụ thị trường trong nước (Cebu, Manila) và xuất khẩu sang Nhật Bản [40]

Monostroma và Ulva (= Enteromorpha) Hai chi này đang được nuơi trồng chủ yếu

ở Nhật Bản (bước đầu ở Hàn Quốc nhưng kết quả chưa cao) Monostroma latissimum phân

bố tự nhiên trong các vịnh phía Nam Nhật Bản, trên nền đáy ở vùng nước cạn, tĩnh (vịnh và cửa sơng) hoặc sâu hơn M latissimum cĩ chứa khoảng 20 % protein, một số loại vitamin và khống chất [36]

Các ứng dụng khác của rong biển

Làm phân bĩn: Rong biển đã được sử dụng làm phân bĩn từ lâu bằng cách trộn rong biển với cát, để cho thối sau đĩ bĩn cho cây trồng (ở Pháp, thường dùng rong Nâu cịn Argentina dùng rong Lục) Ngồi khả năng cung cấp một số nguyên tố vi lượng cho cây trồng, phân bĩn từ rong biển cịn chứa một số loại keo cĩ khả năng giữ nước và tăng độ keo của đất (nhất là vùng đất cát) [24] Các lồi (Ascophyllum, Ecklonia và fucus) thường được dùng như chất phụ gia điều hịa đất và phân bĩn vì trong rong biển cĩ chứa nhiều hợp chất nitơ, kali và photpho Afrikelp là một dạng bột rong Nâu khơ thương mại, được bán như một loại phân bĩn (từ lồi Ecklonia maxima) ờ biển châu Phi và Namibia [41] Maerl là một loại phân bĩn cĩ nguồn gốc từ rong Đỏ (Phymatolithon calcareum và Lithothamnion corallioides) Hiện nay, cĩ rất nhiều sản phẩm phân bĩn từ rong biển với tên thương mại như Maxicrop (Vương quốc Anh); Goëmill (Pháp); Algifert (Na Uy); Kelpak

66 (Nam Phi) và Seasol (Australia) [41,42]

Làm thức ăn gia súc: Từ lâu, con người đã biết sử dụng rong biển làm thức ăn cho gia súc (cừu, bị, ngựa) ở các vùng ven biển, nhất là ở các nước châu Âu Hiện nay, rong biển làm thức ăn gia súc được sản xuất ở quy mơ cơng nghiệp (dạng bột) Na Uy là một trong những nước đầu tiên sản xuất thức ăn cho gia súc từ rong biển (lồi Ascophyllum nodosum) Một số nước khác cũng đang sử dụng rong biển theo hướng này: Pháp sử dụng Laminaria digitata; Iceland (Ascophyllum và Laminaria); Vương quốc Anh (Ascophyllum)…Rong biển tươi được nghiền nhỏ, sấy khơ (70-80°C) đến khi độ ẩm cịn khoảng 15% sau đĩ được được xay nhỏ hơn và bảo quản trong túi kín Trong loại thức

ăn này cĩ chứa các chất khống (kali, phốt pho, magiê, canxi, natri, clo và lưu huỳnh); vitamin và các nguyên tố vi lượng (kẽm, coban, crom, molypden, niken, thiếc, vanadium, flo và iốt) [24] Kể từ cuối năm 1960 và đầu những năm 1970, Na Uy đã sản xuất khoảng 15.000 tấn bột rong biển làm thức ăn gia súc mỗi năm Một số cơng ty thuộc các nước (Úc, Canada, Ireland, Na Uy, Vương quốc Anh và Hoa Kỳ) cũng đã phát triển sản phẩm của

mình theo hướng sử dụng rong biển làm chất phụ gia thức ăn cho cừu, trâu, bò, ngựa, gà,

dê, chó, mèo, chim [15]

Làm thức ăn cho cá: Ở Australia, loài Macrocystis pyrifera (rong Nâu) và Gracilaria edulis (rong Đỏ) từ lâu đã được sử dụng làm thức ăn cho tôm, cá tại Nam Phi, Pyropia là thức ăn nuôi Bào ngư Một số nước vùng Thái Bình Dương dùng Palmaria mollis (tên thường gọi: Dulse) là thành phần chính nuôi Bào ngư đỏ (Haliotis rufescens), Ulva lactuca (rong Lục) được làm thức ăn cho một loài Bào ngư (Haliotis tuberculata và H discus) [24]

Làm nhiên liệu sinh học: Năm 1974, hiệp hội khí đốt của Mỹ đã sản xuất thành công nguồn nhiên liệu sinh học từ rong biển (lên men yếm khí tạo ra metan) Nguyên tắc chung là sử dụng các loài có kích thước lớn, tốc độ tăng trưởng nhanh và dễ thu hoạch bằng máy móc (Macrocystis pyrifera) Một số loài khác (Laminaria, Gracilaria, Sargassum) cũng có thể là nguyên liệu sản xuất nhiên liệu [43,44]

Làm mỹ phẩm: Dịch chiết rong biển với các loại keo alginate và carrageenan có mặt trong hầu hết các sản phẩm mỹ như kem dưỡng ẩm, bột tắm rong biển, kem bôi mặt [45]

Trồng rong biển kết hợp nuôi ghép với các loài hải sản khác để làm sạch môi trường nuôi: Một hướng sử dụng quan trọng khác của rong biển là cải thiện chất lượng nước trong việc nuôi trồng kết hợp trồng rong Câu với các đối tượng nuôi khác [35,46] Việc nuôi trồng kết hợp như trên đã mang lại lợi ích to lớn cho cả kinh tế lẫn môi trường Việc trồng rong Câu trong ao có nước thải nuôi cá bắt đầu ở Đài Loan từ năm

1960 Theo tính toán, việc này rất có lợi cho cả rong biển mà còn cho cả cá Rong biển hấp thu chất hữu cơ do cá thải ra còn môi trường nuôi cá trở nên trong sạch Việc nuôi ghép (nuôi thủy sản kết hợp trồng rong biển) cũng bắt đầu hình thành và ngày càng phát triển mạnh mẽ Tại Israel, một hệ thống tích hợp gồm: nước thải nuôi cá chuyển vào bể trồng rong Lục - Ulva làm thức ăn nuôi Bào ngư Việc nuôi kết hợp đã tạo ra giá trị thặng

dư trong toàn hệ thống (làm sạch môi trường và giảm 10% tiền thức ăn cho hệ thống) [24] Ở Hawaii, rong Câu thường được trồng trong trại nuôi tôm để hấp thụ nước thải; tại Brazil, trồng rong trong các lồng nuôi tôm; tại Chile, trồng Gracilaria với nuôi cá Hồi; ở Pháp, trồng Gracilaria trong bể nuôi hàu; hoặc Canada và Hoa Kỳ, trồng Porphyra với nuôi cá Hồi [39, 46 - 50]

Xử lý nước thải: Có hai nguồn nước thải chính mà rong biển được sử dụng để làm sạch là: nước thải nông nghiệp (chứa nhiều nitơ và photpho tổng số) và nước thải công nghiệp (kim loại nặng)

Nước thải nông nghiệp: Hiện tượng phú dưỡng xảy ra khi hàm lượng các chất dinh dưỡng trong môi trường nước vượt quá ngưỡng cho phép Lúc đó, nhiều loài rong biển (nhất là các loài hiển vi) phát triển rực rỡ, gây ra hiện tượng nở hoa làm giảm ôxy trong nước và thải độc tố làm chết các loài vật nuôi khác Rong biển có thể được sử dụng

để hấp thụ các chất hữu cơ dư thừa này Các loài rong Lục (Enteromorpha và Monostroma); rong Đỏ (Gracilaria) có tính rộng muối nên có thể sử dụng trong cả nuôi nước ngọt và nước mặn [51]

Nước thải công nghiệp: Các loại kim loại nặng tích lũy trong rong biển được phát hiện khi sử dụng rong biển làm thực phẩm, nhất là các loài rong Nâu (Sargassum, Laminaria, Ecklonia) và rong Lục (Ulva, Enteromorpha) Các loài Ecklonia maxima, Flavicans lessonia và Durvillaea potatorum có khả năng hấp phụ các ion niken, chì, kẽm

và cadmium ở mức độ khác nhau (tùy loài và nồng độ ion kim loại) Trong alginate (chiết

từ rong Nâu), cellulose hấp thụ kim loại nặng nhưng không hòa tan nên có thể thu hồi các kim loại này [27,52]

1.2 Nghiên cứu đa dạng sinh học và tiềm năng kinh tế rong biển ở Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu đa dạng sinh học rong biển ở Việt Nam

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu về rong biển giai đoạn trước năm 1954 hoàn toàn

do người nước ngoài thực hiện như: Loureiro 1790; Gaudichaud 1837; Petelot

1929 [dẫn theo 53] Các tác giả trên mới chỉ nghiên cứu về thành phần loài của một vài nhóm nhỏ ở mức độ lẻ tẻ từng khu vực (rong Câu ở Cửa Việt, rong biển ở cửa Bé, Nha Trang)

Sau năm 1954, việc nghiên cứu này mới bắt đầu do các nhà khoa học Việt Nam thực hiện v.v Một số công trình nghiên cứu đã được xuất bản như Rong biển Việt Nam - phần phía Nam [54]; Rong biển Việt Nam - phần phía Bắc [55], Rong Mơ [56] Rong Câu Việt Nam, nguồn lợi và sử dụng [57], Rong Lục (Chlorophyta)

– Các taxon vùng biển Việt Nam [58]

Hiện tại, ở Việt Nam đã phát hiện được khoảng 800 loài rong biển, thuộc bốn ngành:

Vi khuẩn lam (Rong Xanh lam = Cyanobacteria), rong Đỏ (Rhodophyta), rong Nâu (Phaeophyta) và rong Lục (Chlorophyta) [3] Trong đó, một số chi có số lượng loài nhiều gồm các chi rong Câu (Gracilaria), rong Sụn (Kappaphycus) rong Mơ (Sargassum) và rong Guột (Caulerpa) rong Đông (Hypnea), rong Mào gà (Laurencia), rong Cải biển (Ulva), rong Võng (Dictyota), rong Quạt (Padina)[59]

1.2.2 Nghiên cứu nguồn lợi rong biển ở Việt Nam

Các công trình nghiên cứu về nguồn lợi rong biển ở Việt Nam Petelot (1929) có ghi chép rong Câu ở Cửa Việt-Quảng Trị [53] Các tác giả trên chỉ mới dừng lại ở mức độ

mô tả sơ lược loài rong Câu (Gracilaria confervoides _ G asiatica) và phạm vi khảo sát còn rất hẹp

Ở miền Nam, trước 1975, chỉ có một công trình duy nhất đề cập tới nguồn lợi rong biển, đó là công trình của Lương Công Kỉnh về kết quả điều tra nguyên liệu chế biến đông sương (agar- agar) tại các tỉnh duyên hải miền Nam Việt Nam [53]

Ở miền Bắc, ngay từ những năm 1960 Trạm Nghiên cứu Biển Hải Phòng (nay là Viện Tài nguyên và Môi trường Biển) và Trạm Nghiên cứu nuôi thủy sản nước lợ, nước mặn thuộc Tổng cục Thủy sản (nay là cơ sở của Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản I) là những cơ quan đầu tiên được Nhà Nước giao nhiệm vụ điều tra đánh giá nguồn lợi rong biển và nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc trồng rong Câu Từ đó đến nay có rất nhiều công trình nghiên cứu về rong biển đã được tiến hành ở nhiều vùng Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Hà Nam, Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên – Huế [60 - 69], các đối tượng nuôi chủ yếu là rong Câu (Gracilaria), rong Sụn (Kappaphycus) và rong Guột (Caulerpa); nhóm tự nhiên là các chi rong Mơ (Sargassum), rong Đông (Hypnea), rong Mào gà (Laurencia)

Chi rong Câu (Gracilaria): Ở Việt Nam, đã phát hiện được 19 loài và 1 thứ trong họ rong Câu bao gồm 3 chi Gracilaria, Gracilariopsis và Hydropuntia (trước kia ba chi này

để riêng lẻ), đã được xác định và mô tả Trong số này, ba loài được nuôi trồng rộng rãi và

có sản lượng lớn là rong Câu chỉ vàng (Gracilaria tenuistipitata), rong Câu cước (Gracilariopsis bailinae) và một lượng nhỏ rong Câu thắt (G firma) [53, 70- 73] Các kết quả nghiên cứu cho thấy, ngoài nguồn lợi rong Câu khai thác tự nhiên không lớn, nguồn lợi chính của chi này là các loài nuôi trồng tập trung ở một số vùng: đầm nhà Mạc (Quảng Ninh), Đình Vũ, Cát Hải, Tràng Cát (Hải Phòng), Thụy Tân (Thái Bình), Hải Hậu (Nam

Định), Hoằng Hóa (Thanh Hóa), Xuân Hội, Kỳ Hải (Hà Tĩnh), sông Gianh (Quảng Bình), phá Tam Giang (Thừa Thiên- Huế), Hội An (Quảng Nam), Sa Huỳnh (Quảng Ngãi), Đề Gi, Cồn Chim (Bình Định), đầm Ô Loan, Tuy An (Phú Yên), Ninh Hòa, Cam Ranh (Khánh Hòa), đầm Nại (Ninh Thuận), bến Súc (Bà Rịa- Vũng Tàu), Hòn Chồng (Kiên Giang) [70] Hiện nay, sản lượng khoảng 7.000 tấn khô (chủ yếu từ 3 loài: rong Câu chỉ vàng (Gracilaria tenuistipitata), rong Câu thắt (G firma) và rong Câu cước (G bailinae), sản xuất khoảng 430 tấn agar/năm [57]

Chi rong Sụn (Kappaphycus): Ở Việt Nam, nhóm rong Sụn gồm có các loài Kappaphycus cottonii (Weber Bosse) Doty; Kappaphycus inermis (F.Schmitz) Doty và Kappaphycus striatus (F.Schmitz) Doty có trữ lượng tự nhiên rất thấp, phân bố rải rác ở một số tỉnh miền Trung (Thừa Thiên – Huế, Quảng Ngãi, Khánh Hòa) [74] Loài Kappahycus alvarezii Doty hiện đang được nuôi trồng tại một số tỉnh miền Trung (Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận) là loài được nhập nội từ Philippine [73,75]

Chi rong Guột (Caulerpa): Ở Việt Nam, nhóm rong Guột gồm một số loài: Caulerpa macrodisca Decne; C racemosa (Forsk.) J Ag Loài đang nuôi trồng rộng rãi là Caulerpa lentillifera [24] Rong nho biển (Caulerpa lentillifera) là loài rong biển mới được

di nhập về nuôi trồng ở Việt Nam trong những năm gần đây

Chi rong Mơ (Sargassum): Hiện nay rong Mơ Việt nam xác định được khoảng 70 loài [3] Mùa vụ chủ yếu của rong Mơ từ tháng 3 đến tháng 7 hàng năm, thời gian sinh trưởng rong Mơ khác nhau tùy theo loài, có một số loài được ghi nhận sinh trưởng tốt trong khoảng tháng 10 đến tháng 12 hàng năm Rong Mơ có trữ lượng khá lớn, ước tính đạt hơn 5000 tấn khô/năm, sản lượng rong này được thu hái tự nhiên chủ yếu ở khu vực ven biển miền Trung Sinh khối rong Mơ chỉ một phần nhỏ tiêu thụ trong nước, còn lại chủ yếu xuất khẩu qua Trung Quốc theo đường tiểu ngạch, vì thế giá trị lợi nhuận thu được rất thấp Việc khai thác tự nhiên rong Mơ cũng đặt ra nhiều vấn đề cần được quan tâm, trong đó vấn đề bảo tồn và phát triển nguồn lợi thủy sản, bảo tồn các hệ sinh thái ven bờ đã và đang là vấn đề nóng trong những thời gian gần đây Cần thiết có các quy định, chế tài để khai thác tài nguyên này một cách bền vững nhất

Chi rong Đông (Hypnea): Rong Đông là chi phân bố khá phổ biến ở ven biển nước

ta Hiện đã phát hiện 12 loài rong Đông khác nhau: H japonica, H espiri, H cervicornis… [53, 76] Rong Đông thường mọc trên nền đáy cứng từ vùng triều giữa đến phần trên

của vùng dưới triều Mùa vụ sinh trưởng từ tháng 10 – 11 đến 5-6 năm sau, phát triển tốt nhất vào tháng 3 – 4, tàn lụi vào các tháng hè Các loài rong Đông là nguyên liệu để chế biến keo carragenan, agar, làm thuốc chữa bệnh, thức ăn cho người, gia súc và làm phân bón [76, 77]

Chi rong Mứt (Pyropia = Porphyra): Hầu hết các loài thuộc chi này đều đã được nhân dân vùng ven biển khai thác và sử dụng trực tiếp làm thực phẩm dưới dạng tươi hay khô từ rất lâu vì chúng có chứa hàm lượng protein cao (Protein: 17,92-36%; lipit: 0,9%; vitamin A: 1,28%; vitamin B1: 0,44%; vitamin B2: 2,07%; vitamin C: 1,0% và nhiều các nguyên tố vi lượng khác như: canxi, photpho, natri, kali, kẽm ) [78] Ở một số nước như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc…các loài rong Mứt đã được trồng với quy mô công nghiệp và đạt được sản lượng lớn phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu với giá khoảng 14 USD/kg khô, trong khi đó giá tại thị trường Việt Nam hiện thời khoảng 800.000 đến 1.000.000 đồng/kg khô) [79] Hiện nay diện tích phân bố của rong Mứt ngày càng bị thu hẹp, sinh lượng và trữ lượng đều giảm và tại một số địa điểm đã từng có rong Mứt đến nay rất khó tìm lại được (Hòn Dấu) [79]

Chi rong Đá (Gelidiella) : Hiện nay 3 loài thuộc chi rong này được ghi nhận cho Việt Nam là Gelidiella acerosa, G myrioclada, và G lubrica Mùa vụ thường vào tháng

10 – 11, đạt sinh khối cao nhất trong tháng 4 – 5, sinh sản trong thời gian từ tháng 3 đến tháng 5 Đây là nhóm rong kinh tế đang được khai thác làm nguyên liệu chế biến Agar và thực phẩm [80]

Ngoài những loài và chi kể trên, một số chi có thể nuôi trồng thương phẩm nhưng chưa được quan tâm đến là rong Giấy (Monostroma), rong Guột chùm (Caulerpa racemosa ), rong Cải biển (Ulva) Hầu hết các loài và các chi kể trên đều có thể nghiên cứu, xây dựng mô hình nuôi trồng tại các đảo tiền tiêu của nước ta [53]

1.2.3 Nghiên cứu các hoạt chất sinh học và phần hóa học của rong biển

Trong rong biển có nhiều hoạt chất khác nhau nhưng lớn nhất là các loại keo như agar, carrageenan, alginat và manitol [81 - 83]

Hàm lượng agar trong rong Câu chỉ vàng ở khu vực Hải Phòng đạt 30 – 40% trọng lượng khô, ở đầm Ô Loan (Phú Yên): 23,09 – 38,47%, ở phá Tam Giang (Thừa Thiên Huế): 24 – 29% Rong Câu trồng trong ao đầm có bón phân cho hàm lượng agar và sức đông cao hơn rong mọc hoang dại Ví dụ: ở Cát Hải vào tháng

5/1974 rong Câu mọc hoang dại cho hàm lượng agar 30,64%, sức đông 121 g/cm2, nhưng ở rong Câu trồng có bón phân, 2 chỉ tiêu trên tương ứng: 43,69% và 263g/cm2 [70] Hàm lượng axit alginic trong các loài rong Mơ ở khu vực phía Bắc (vùng Hải Phòng) đạt giá trị trung bình khoảng 28 - 30% khi hình thành cơ quan sinh sản (Receptacles); 40% ở vùng ven biển miền Trung (Phú Yên, Khánh Hòa, Bình Thuân, Ninh Thuận ; 33,24 - 43,75%, đạt giá trị cao trong tháng 3 - 4 Hàm lượng mannitol trong rong Mơ miền Bắc 4%, miền Trung (Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận ): 6,24 - 16,74% Loài Sargassum mcclurei có hàm lượng mannitol cao hơn cả (9,3 - 16,71%) và đạt tối đa trong tháng 5 Hàm lượng iốt của các loài rong Nâu ở ven biển miền Nam dao động từ 0,05 - 0,16%, ở miền Bắc: 0,25- 0,33% (nhiều hơn các thực vật trên cạn vài trăm lần) Hàm lượng iốt thay đổi theo mùa rõ rệt: mùa đông cao hơn mùa hè [82,83]

Hàm lượng protein của các loài rong Đỏ phía Nam biến thiên trong khoảng 5,05 - 22,2%, rong Nâu: 8,05 - 21,11%, rong Lục: 15,94% [82,83] Ở miền Bắc, rong Mứt Porphyra crispata (vùng Sầm Sơn) cho 28,4% protein, rong Câu dẹp G textorii (Hòn Dấu): 18,58%, rong Mơ mềm S tenerrium (Hòn Dấu): 22,14%, rong Bún ruột Enteromorpha intestinalis (Hòa Nghĩa): 15,94% Trong loài Porphyra crispata đã phát hiện 13 loại axit amin Tổng lượng khoáng của các loài rong dao động khá lớn: ở loài rong Nâu, tổng lượng khoáng thay đổi 15,51 - 46,30%, rong Đỏ 12,25 - 57,63% Ở loài rong Mơ S mcclurei có lượng khoáng cao nhất (42,8%) trong tháng 12, thấp nhất (21,1%) vào tháng 3 Tổng lượng khoáng trong rong biển cao hơn hẳn các loài ngũ cốc và rau quả, trong đó chủ yếu là canxi, kali, lưu quỳnh Trong các loài rong Mơ vùng biển Khánh Hòa - Thuận Hải

đã phát hiện hàng loạt các nguyên tố hóa học: Al, Si, Mg, Ca, Sr, Ba, Fe, Mn, Ti, Co,

Ni, Cr, Sn, As, Bi, Cu, Pb, Zn Các nguyên tố Mg, Al, Ba, Sr, Fe đạt tới n.10-1% (theo tro) Mn, Cu, Zn, As, Ti đạt tới n.10-2% Còn Co, Mo, Cr, Sn, Pb, Ni đạt tới n.10-3% [82,83]

Trong rong biển có rất nhiều các hợp chất khác nhau gồm: các loại sắc tố, steroid, protein, enzyme, lectin, vitamin, các chất kích thích sinh trưởng và các nguyên tố hóa học [25, 84,85]

1.2.4 Nghiên cứu sử dụng rong biển

Sử dụng rong biển để xử lý ô nhiễm môi trường nước biển: Kết quả nghiên cứu trên loài rong Câu cước (G bailiniae) và rong Sụn (Kappaphycus alvarezii) bước đầu đã

cho thấy, cả hai loài đều thể hiện khả năng hấp thụ cao đối với các hợp chất muối nitơ và phospho trong nước thải ưu dưỡng [86], dùng hệ thống nuôi kết hợp Hàu và rong Câu trong việc xử lý nước thải nuôi Tôm Sú cho thấy rong Câu có thể đóng góp tới 12% trong việc làm sạch nước thải [87], đã sử dụng rong Sụn trong việc nuôi lồng bè đa đối tượng gồm cá Mú, vẹm Xanh, rong Sụn và Bào ngư cho thấy vẹm Xanh, rong Sụn góp phần cải thiện môi trường và nâng cao hiệu quả kinh tế của mô hình Ba loài rong Câu đang nuôi trồng phổ biến ở Việt Nam (rong Câu chỉ vàng, rong Câu cước và rong Câu thắt) có khả năng hấp thụ dinh dưỡng và có thể lọc 100% nước thải từ ao nuôi tôm [70]

Sử dụng rong biển để hấp thụ khí CO2 dư thừa góp phần chống hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu: Ngoài vai trò giá trị nguồn lợi rong biển còn có vai trò chức năng sinh thái quan trọng Vùng ven biển từ Quảng Ninh đến Thừa Thiên – Huế đã phát hiện tới 90 loài rong biển có khả năng hấp thụ lượng CO2 rất lớn, góp phần làm giảm hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu [88,89]

Sử dụng rong biển để sản xuất nhiên liệu sinh học: Một số loài rong biển (trước kia coi là rong tạp và gây ô nhiễm môi trường trầm trọng) có thể sử dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học thay thế nguồn nguyên liệu dầu mỏ đang ngày càng khan hiếm [90]

Sử dụng rong biển làm thực phẩm: Rất nhiều loài rong biển của nước ta có thể sử dụng làm thực phẩm như rong Cải biển (Ulva), rong Mứt (Porphyra), rong Đông (Hypnea), rong Giấy (Monostroma) Nhân dân vùng Đầm Hà, Hà Cối, Vĩnh Thực, Cái Chiên đã sử dụng rong Câu để làm nộm, nấu thạch; một số nơi sử dụng rong Đông, rong Chạc, rong Cải biển nấu súp hoặc làm salad; ngoài ra, rong Mơ được sử dụng khá phổ biến để làm nước giải nhiệt [53]

Sử dụng rong biển làm thức ăn gia súc và phân bón: Nhân dân vùng ven biển nước ta

đã thu nhiều loài thuộc ngành rong Lục và rong Đỏ để làm thức ăn cho gia súc, gia cầm [53] Vùng Trà Cổ, Vạn Hoa dùng rong Câu thừng, rong Câu gậy làm thức ăn cho lợn Ngư dân vùng ven biển (Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Thanh Hóa) dùng rong Bún, rong Đuôi chó làm thức ăn cho lợn Nhìn chung, những loài rong biển làm thức ăn cho người đều có thể chế biến thành thức ăn gia súc [53] Nhân dân vùng đảo Cái Chiên, Vĩnh Thực, Cô Tô, Cái Bầu, Quan Lạn, Cát Bà thường lấy rong Mơ bón cho lúa, khoai sắn, đậu, cải củ, mía, cà phê, cà chua, dưa hấu, … [53]

Sử dụng rong biển làm thuốc: Ở Việt Nam, việc sử dụng rong biển làm thuốc còn ít

mà nguyên nhân chính là do công nghệ bào chế phức tạp Các thí nghiệm thử lâm sàng cho thấy chế phẩm từ rong biển có tác dụng phòng trừ giun, sán ngang với Piperazine - một thuốc giun nhập ngoại [53]

Gần đây, còn có một số nghiên cứu khác về chiết một số chất (axit arachidonic, phenolic) dùng làm thực phẩm chức năng [91,92]

1.2.5 Nuôi trồng rong biển

Hiên tại, ở Việt Nam (chủ yếu tại miền Trung) đang nuôi trồng một số loài rong biển: rong Sụn (Kappaphycus alvarezii Doty); rong câu Cước (Gracilaria bailiniae) và rong Nho (Caulerpa lentillifera )

Trồng rong Câu: Hầu hết sản lượng rong Câu ở Việt Nam được sử dụng làm nguyên liệu chiết agar Hiện nay, diện tích đang nuôi trồng rong Câu khoảng 9.830 ha, chiếm khoảng 50% của diện tích có khả năng nuôi trồng (18.050 ha) Diện tích của các đầm trồng rong ở các tỉnh miền Trung thường từ 1-2 ha, còn ở các tỉnh miền Bắc và miền Nam diện tích lớn hơn (5-25 ha), với sản lượng 47.700 tấn tươi (7.000 tấn khô), năng suất trung bình khoảng 5 tấn tươi/ha/năm Việc khai thác nguồn lợi rong Câu tự nhiên chỉ tập trung vào một số các đối tượng rong Câu chỉ, rong Câu thắt, rong Câu chân vịt, rong Câu cong, rong Câu đá, rong Câu rễ tre, rong Đông móc câu (khoảng 792,5 tấn tươi), chiếm khoảng 3% tổng sản lượng Hiện nay các cơ sở chế biến agar (chủ yếu ở Hải Phòng và Thái Bình) sử dụng khoảng 5.100 tấn rong khô/năm, công suất 60-150 kg agar/ngày (cơ

sở lớn) và 10-20 kg agar/ ngày (cơ sở nhỏ) Tổng sản lượng Agar hiện nay là 430 tấn/ năm nhưng chất lượng còn thấp (hàm lượng 18 - 34% và sức đông 310-774g/cm2) Phần lớn lượng agar này được xuất khẩu qua các nước Nga, Trung Quốc, Hàn Quốc, Ấn

Độ, khoảng 35-40 tấn agar/năm [93]

Rong Câu chỉ vàng (Gracilaria tenuispititata Zhang et Xia), được nuôi trồng rộng rãi tại hầu hết các tỉnh phía Bắc (từ Quảng Ninh đến Thừa Thiên – Huế) bằng nhiều mô hình khác nhau nhưng phần lớn là trồng quảng canh kết hợp với nuôi một số loài hải sản khác trong các đầm nước lợ [53,65,94,95]

Trồng G heteroclada tại các tỉnh miền Trung và miền Nam chủ yếu ở các tỉnh Phú Yên và Bà Rịa - Vũng Tàu Những loài này, không những chỉ trồng thâm canh và bán thâm canh, mà còn nuôi ghép với tôm Hiện nay, diện tích trồng G heteroclada khoảng

100 ha, năng suất là 1,5 - 2,0 tấn khô/ ha Đây là loài có hàm lượng agar và sức đông cao để

sản xuất agar thực phẩm [96] Ở miền Bắc, nuôi thí điểm ở vùng biển Cát Bà với tốc độ phát triển khá cao, sức đông lớn (tương đương tại nơi lấy giống là Sông Cầu, Phú Yên) Đặc biệt, rong Câu cước cũng đã được nghiên cứu lưu giữ giống qua vụ Đông để chủ động nguồn giống cho vụ sau [97]

Rong Sụn (Kappaphycus alvarezii) được trồng đại trà tại Việt Nam bắt đầu từ cuối những năm 90 thế kỷ trước Loài này được di nhập từ Philippines về [76] Hiện nay, có

ba cách khác nhau trồng rong Sụn ở Việt Nam: Trồng trên bè trong khu vực biển hở dọc theo bờ biển miền Trung Việt Nam, trồng ở đầm phá nông và vịnh bán hở có đáy cát và bùn và trồng rong Sụn trong ao Có thể trồng K alvarezii trong ao quanh năm nhưng thường thu tôm rồi trồng rong (trồng rong Sụn từ tháng

10 đến tháng 3, và tôm - từ tháng 4 đến tháng 9) [96]

Do nhu cầu sử dụng rong Sụn ngày càng tăng, đã xuất hiện một số mô hình trồng rong Sụn mới như Mô hình trồng rong Sụn ở vùng nước cạn, mô hình trồng rong Sụn ở vùng nước sâu (2 - 3m trở lên), mô hình trồng rong Sụn luân canh trong ao đầm nuôi tôm

Sú ven biển Ngoài các mô hình cơ bản nói trên, hiện nay còn có một số mô hình mới cho kết quả tương đối tốt như mô hình trồng rong Sụn trong lồng lưới treo dàn phao nổi [98] vùng ven biển hở thôn Khánh Hội, xã Tri Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận trong thời gian từ tháng 11/2010 đến tháng 04/2011 Loài rong Sụn tăng 40% về sinh khối trong một lồng lưới sau 75 ngày trồng khi được nuôi trồng trong lồng lưới và năng suất đạt 75,2 tấn rong tươi/ha/năm với 2 vụ trong 6 tháng nuôi trồng

Ở một số tỉnh miền Bắc (Cát Bà – Hải Phòng), (xã Nghi Sơn, Tĩnh Gia, Thanh Hóa), Quảng Ninh) cũng đã trồng thử nghiệm thành công rong Sụn trong khoảng tháng 4 đến tháng 10 hàng năm [75], và có thể lưu giống qua vụ Đông khi thả giống xuống sâu hơn[88]

Trồng rong Nho: Rong Nho (Caulerpa lentillifera J Ag.) phân bố ở vùng biển

ấm Thái Bình Dương như Philippines, Java, Micronesia, Bikini được nhập vào nước ta từ Okinawa (Nhật Bản) vào tháng 10/2005 Tại Việt Nam, rong Nho được tìm thấy ở Phú Quốc [54]; mũi Chim thuộc Côn Đảo (Bà Rịa Vũng Tàu, 2005); đảo Phú Quý (Bình Thuận, 2006) Tuy nhiên kích thước của rong Nho lại rất nhỏ, chỉ bằng khoảng 1/4 - 1/3 so với giống đang trồng hiện nay Từ 2006, rong Nho đã được trồng ở vùng biển Hòn Khói (Ninh Hải, Ninh Hòa) và hiện nay trồng rộng rãi không chỉ ở Khánh Hòa mà còn ở Ninh Thuận và Bình Thuận Kết quả cho thấy, rong Nho trồng tại Khánh Hòa và

một số tỉnh (Ninh Thuận, Bình Thuận) trong các ao nuôi tôm có thể thu hoạch sau 15-20 ngày với chất lượng cao (hơn hẳn ở Nhật bản) Rong Nho trồng ở các tỉnh này, cho kích thước 10-20 cm (dài hơn ở Nhật bản

3-5 cm), năng suất 30 tấn / ha / năm (cao hơn so với Nhật Bản và Philippines hơn 2 lần) Sau 60 ngày trồng, rong Nho tăng trưởng gấp 10-15 lần so với khối lượng ban đầu Rong Nho có tiềm năng phát triển nuôi trồng ở nước ta, góp phần làm đa dạng sản phẩm rong biển trong nuôi trồng Ngoài ra về khía cạnh môi trường, do rong có khả năng hấp thụ dinh dưỡng rất nhanh nên có thể được sử dụng trong các mô hình nuôi thủy sản bền vững, nâng cao chất lượng môi trường, gia tăng thu nhập cho cộng đồng Có thể triển khai các kiểu

mô hình nuôi thích hợp tùy tình hình ở các địa phương Các diện tích nuôi tôm bỏ hoang ở vùng thấp triều là tiềm năng rất lớn cho việc phát triển nuôi rong Nho Các đảo xa bờ và ven bờ hoàn toàn có thể nuôi loài rong này để giảm bớt nhu cầu rau xanh phải vận chuyển

từ đất liền Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Khánh Hòa đang xây dựng đề án trồng rong Nho làm rau tươi cho Bộ đội Hải quân ở các đảo Trường Sa [99]

Một số mô hình trồng rong Nho: trồng trên nền đáy ao, đầm hoặc bể bê tông hay composit, trồng trong lồng lưới… Các mô hình này đều cho năng suất cao, chất lượng tốt đáp ứng được nhu cầu trong nước và xuất khẩu

Trong chi Caulerpa (rong Guột), ngoài loài rong Nho (C lentillifera), còn có một loài khác cũng được khai thác làm rau xanh là rong Guột chùm (C racemose) cũng đã được trồng thử nghiệm tại cát Bà, Hải phòng và cho kết quả rất khả quan [99]

1.3 Khái quát điều kiện tự nhiên vùng biển nghiên cứu

1.3.1 Vị trí địa lý

Tỉnh Phú Yên là một tỉnh thuộc vùng duyên hải Nam Trung Bộ, có tọa độ từ 13o34’35” đến 12o49’39” vĩ độ bắc và từ 109o17’40” đến 109o23’27” kinh độ đông Tỉnh Phú Yên có đường bờ biển khoảng 189 km trải dài trên 4 huyện thị: thị xã Sông Cầu, Tuy An, thành phố Tuy Hòa, huyện Đông Hòa Bờ biển dài khúc khuỷu, có nhiều dải núi chạy sát ra biển, tạo thành các eo vịnh, đầm phá Dọc bờ biển có các cửa sông, lạch như các cửa: Tân Quy (đầm Ô Loan), Đà Diễn (cửa sông Đà Rằng), Đà Nông (cửa sông Bàn Thạch) và cửa vịnh Vũng Rô có lợi thế phát triển du lịch, vận tải đường thủy, đánh bắt

và nuôi trồng thủy sản Diện tích ngư trường khoảng 6.900 km2 Hai vịnh Vũng Rô và Xuân Đài là vùng nước rộng, sâu và kín gió, thích hợp cho các loại tàu, thuyền lớn hơn

1000 tấn neo đậu, trú ẩn khi có gió bão

1.3.2 Điều kiện thủy văn

Phú Yên nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến động Nhiệt độ trung bình năm 26,6 oC, tháng lạnh nhất 23,3oC, tháng nóng nhất 29,2oC Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 và vào thời kỳ này thường chịu sự uy hiếp của lũ lụt gây nên hiện tượng ngập úng Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8 Lượng bức xạ tổng cộng trong năm khá lớn khoảng 1.700 kWh/m2/năm Số giờ nắng trung bình khoảng 2.467 giờ/năm [100]

Nhiệt độ nước có xu hướng biến đổi chậm so với nhiệt độ không khí, tháng 6 có nhiệt độ cao nhất (là thời kỳ khô nóng) và tháng 12 (thời kỳ mưa nhiều của năm) có nhiệt

độ thấp nhất Nhiệt độ nước thời kỳ mùa mưa dao động từ 23-27,6oC, trung bình 25,2oC Nhiệt độ nước trong thời kỳ mùa khô dao động từ 23,8-31,5oC, trung bình 27,8 oC Như vậy, chênh lệch nhiệt độ trung bình hai mùa vào khoảng 2,5 oC [100]

Thủy triều thuộc chế độ nhật triều không đều Hàng tháng có khoảng 20 ngày nhật triều Biên độ thủy triều kỳ nước cường từ 1,2 – 2,2 m, kỳ nước kém từ 0,5 – 1 m Biên độ triều bị tiết giảm mạnh khi truyền vào trong sông, trong đầm Tùy theo địa hình lòng sông và vị trí cách cửa biển, biên độ triều còn khoảng 0,2 – 0,5 m

1.3.4 Hiện trạng chất lượng môi trường nước vùng ven bờ tỉnh Phú Yên

Tỉnh Phú Yên có đường bờ biển dài là một lợi thế lớn của tỉnh để thúc đẩy sự phát triển các ngành công nghiệp như khai thác khoáng sản, đánh bắt và nuôi trồng thủy sản, du

lịch Tuy nhiên, cùng với sự phát triển mạnh mẽ nhưng thiếu quan tâm đến công tác quy hoạch và bảo vệ môi trường, sẽ dẫn đến những thiệt hại về môi trường chưa thể lường hết được Trung tâm Quan trắc môi trường đã tiến hành quan trắc tại các vị trí vùng biển ven bờ có một số thông số vượt giới hạn cho phép như hàm lượng TSS, COD, NH4+, Mn [100] Đặc biệt tại vị trí điểm tiếp nhận nước

thải KCN Đông Bắc Sông Cầu,các khu vực cảng cá, các khu vực hoạt động sản xuất công nghiệp và các khu vực bãi tắm [100]

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, TƯ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 Đối tượng, đia điểm và thời gian nghiên cứu

Các loài rong biển trong vùng biển ven bờ tỉnh Phú Yên được thu thập theo Quy phạm tạm thời về điều tra biển (Ủy Ban KHKT Nhà nước, 1981), từ tháng 6/2017 đến tháng 05/2019 tại 19 điểm khảo sát trên 9 khu vực ở vùng ven biển tỉnh Phú Yên được trình bày trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Vị trí các khu vực khảo sát rong biển ở vùng biển ven bờ tỉnh Phú Yên

Kí

hiệu Khu vực Điểm khảo sát Vĩ độ, N Kinh độ, E

V1 Đầm Cù Mông Bãi Nồm 13°56'86.10" 109°29'32.52"

Bãi Tràm 13°55'09.68" 109°27'97.24" Hòa Lợi 13°52'57.23" 109°28'27.62" V2 Đầm Ô Loan Hòn Nần 13°52'20.19" 109°27'21.77"

Vịnh Hòa 13°52'65.47" 109°29'09.14" Đầm Ô Loan 13°16'53.98" 109°17'8.18"

V3 Cửa Đà Diễn Cửa Đà Diễn 13° 4'57.73" 109°19'59.75" V4 Cửa Đà Nông Cửa Đà Nông 12°56'52.21" 109°25'37.03" V5 Bãi Rạng Bãi Rạng 13°65'32.26" 109°23'12.57" V6 Từ Nham Từ Nham 13°50'68.91" 109°30'01.77" V7 Ven bờ từ xã An

Ninh Đông đến cửa Đà Diễn

Mỹ Quang Bắc 13°18'60.70" 109.30'40.16" Hòn Chùa 13°17'37.51" 109°31'03.69" Hòn Dứa 13°16'66.14" 109°32'14.34" Hòn Yến 13°22'59.42" 109°30'24.42"

Cù Lao Mái Nhà

13°28'41.67" 109°32'90.91"

V8 Ven bờ thuộc

huyện Đông Hòa

Hòn Nưa 12°82'69.51" 109°39'16.88" Mũi Điện 12°89'73.99" 109°45'43.20" V9 Vịnh Xuân Đài Cù Lao Ông Xá 13°39'50.67" 109°24'15.14"

Xã X Phương 13°44'40.70" 109°28'23.17"

Tổng số gồm 747 mẫu (gồm mẫu tiêu bản ép khô, tiêu bản tế bào, mẫu tươi ngâm trong dung dịch formaline 5%, mẫu để tính sinh lượng, mẫu phân tích hoạt chất)

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí khảo sát (O) rong biển vùng biển ven bờ tỉnh Phú Yên

9 khu vực (ký hiệu từ V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9) (hình 2.1, bảng 2.1) Trong đó, các khu vực V1, V2, V9 đại diện cho hệ sinh thái đầm vịnh; các khu vực V3 và V4 đại diện cho hệ sinh thái cửa sông; các khu vực V5-V8 còn lại đại diện cho hệ sinh thái rạn san hô

Trong chuyến khảo sát vào tháng 5 năm 2019 đề tài đã thu thập 6 loài rong có sinh khối lớn, 5 loài phát triển ở khu vực Mỹ Quang là Chaetomorpha aerea, Caulerpa racemosa, Turbinaria ornata, Sargassum mcclurei, Gracilaria salicornia và một loài phát triển ở khu vực đầm Ô Loan là Gracilaria tenuistipitata, phân tích hàm lượng protein, lipit, tro và axit amin các mẫu rong thu được

Xác định những loài rong có giá trị kinh tế để tính toán trữ lượng và đánh giá tiềm năng sử dụng Đặc biệt, riêng đối với rong Mơ là loài rong có kích thước lớn và phân bố thành thảm nên bản đồ phân bố và ước tính trữ lượng bằng ảnh viễn thám (Sentinel - 2A và ảnh PlanetScope) kết hợp với khảo sát thực địa đã được lập

2.2 Tư liệu viễn thám

Việc giải đoán phân bố các thảm rong trên toàn vùng nước ven bờ tỉnh Phú Yên, chủ yếu chỉ tập trung ở đối tượng rong Mơ Về mặt sinh thái, rong Mơ ở Phú Yên nở rộ (phát triển cao nhất) vào tháng 5 – tháng 6 hàng năm, sau đó lụi tàn vào các tháng mùa Đông khi nhiệt độ nước hạ thấp Việc chọn các cảnh ảnh chụp vào trung tuần tháng 6 năm 2018

đủ đại diện cho phân bố rong Mơ ở Phú Yên vào giai đoạn cực thịnh hàng năm

Áp dụng kỹ thuật viễn thám kết hợp công nghệ GIS, nhằm đánh giá phân bố và sinh khối của các thảm rong Mơ (Sagassum) ở các vùng nước ven bờ tỉnh Phú Yên Để thực hiện công việc này, chúng tôi đã chọn các cảnh ảnh viễn thám có độ phân giải cao, độ phân giải bức xạ tốt (như ảnh Sentinel 2 (10m; 12 bit), PLanetScope (3,5 m; 12 bit) phục vụ giải đoán phân bố và ước tính sinh khối, trữ lượng

Các băng phổ của ảnh MSI - Sentinel-2 như B2, B3, B4 và B8 có độ phân giải 10m, là tư liệu chính dùng để giải đoán các sinh cảnh ven bờ Hai cảnh ảnh MSI – Sentinel-2 chụp ngày tháng 06 năm 2018 được sử dụng chính trong giải đoán các sinh cảnh ven bờ (rạn san hô, thảm cỏ biển, thảm rong) ở vùng ven bờ tỉnh Phú Yên, cụ thể: Cảnh

1C_T49PCR_A010511_20170627T031358, chụp ngày 27 tháng 06 năm 2018 phủ dãi ven

bờ từ xã Hoài Hương Huyện Hoài Nhơn tỉnh Bình Định đến xã Xuân Phương Vịnh Xuân Đài và Cảnh ảnh thứ hai, ảnh MSI – Sentinel-2B mang số hiệu L1C_T49PCQ_A010511_20170627T031358, chụp ngày 27 tháng 06 năm 2018 phủ dãi ven bờ từ xã Xuân Cảnh (vịnh Xuân Đài) đến xã Vạn Khánh huyện Vạn Ninh tỉnh Khánh Hòa Phạm vi phủ ảnh Sentinel-2 trong nghiên cứu này chỉ ra ở hình 2.2 Ảnh PlanetScope có mã số 20180628_024114_1004_1B_ AnalyticMS đã được sử dụng cho

nghiên cứu này (hình 2.3) Hình ảnh viễn thám này được chụp vào cùng ngày lấy mẫu rong cỏ biển, trùng ngày có mức thủy triều thấp nhất trong tháng (15/6/2018 âm lịch)

Hình 2.2 Phạm vi phủ của các

cảnh ảnh Sentinel - 2 dùng trong

nghiên cừu

Hình 2.3 Phạm vi phủ của các ảnh cứu PlanetScope dùng trong nghiên cứu

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp xác định thành phần loài rong biển

Việc khảo sát vùng triều dựa vào Quy phạm tạm thời điều tra tổng hợp biển (phần rong biển) của uỷ ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành năm 1981 [102] và “Quy phạm điều tra Tài nguyên và Môi trường Biển” [103] Khảo sát vùng dưới triều dựa vào tài liệu hướng dẫn của English và nnk bằng thiết bị lặn SCUBA [104], máy chụp ảnh dưới nước hiệu Olympus TG 5 kỹ thuật số (sản xuất tại Việt Nam) Thu thập mẫu vật rong được thực hiện vào những ngày nước ròng trong tháng do lúc này bãi rong đã lộ ra khá nhiều Đối với các loài mọc sâu hơn, sử dụng kính lặn và lặn vo để thu mẫu Các mẫu thu được phải đảm bảo có đủ các cơ quan cần thiết cho phân loại như bàn bám, cơ quan sinh sản, Các điểm phân bố và vị trí phân bố của rong biển cũng được ghi chép và lưu lại tọa

độ Mẫu rong tươi sau khi thu thập được ngâm trong dụng dịch formol 5% Để có các tiêu bản rong khô, mẫu rong tươi được đặt trên giấy croki, ép trong giấy thấm và phơi trong mát Mẫu vật được phân tích thành phần loài trong phòng thí nghiệm của Phòng Thực vật

biển, Viện Hải dương học (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) Việc định loại dựa vào các tiêu chuẩn về hình thái ngoài và cấu tạo trong Để nghiên cứu cấu trúc trong căn cứ vào các tiêu bản lát cắt dưới kính hiển vi Motic A300 ở các vật kính khác nhau (4X, 10X, 40X và 100X) Việc phân loại rong biển tuân theo nguyên tắc chung phân loại thực vật [105]

Tài liệu định loại căn cứ vào các tác giả như: Phạm Hoàng Hộ (1969) [54], Nguyễn Hữu Dinh và nnk, (1993) [55], Taylor (1960) [14], Cribb (1983) [106], Tseng (1983) [107], Yoshida 1998 [18], Tsutsui và nnk, 2005 [108], Titlyanov và Titlyanova, 2012 [24] Trật tự các taxon bậc ngành sắp xếp theo hệ thống của Golerbackh (1997) [109], tên các taxon sử dụng theo quy định chuẩn chung của luật danh pháp Tokyo (1994) [110] Một số thông tin bổ sung được tra cứu dựa vào tài liệu của Silva và nnk (1987) [111], Nguyen Van Tu và nnk, (2013) [3] và cập nhật theo hệ thống http://www.algaebase.org

2.3.2 Phương pháp xác định loài ưu thế

Đánh giá loài và nhóm loài ưu thế dựa trên tần số xuất hiện (f) của loài, nhóm loài rong đó tại các khu vực nghiên cứu (bảng 2.2)

Bảng 2.2 Bảng xác định tần số xuất hiện f của các loài, nhóm loài rong biển

TT Nhóm loài Tần số xuất hiện f (%)

1 Ưu thế > 70

2 Thường thấy 40 -70

3 Ít gặp 10 -40

4 Hiếm gặp <10

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu khu hệ rong biển

Để nghiên cứu khu hệ rong biển ven biển tỉnh Phú Yên, chúng tôi sử dụng phương pháp của Tseng [17] Theo nguyên tắc này thì khu hệ rong biển được chia thành các loại khu hệ tương ứng với giới hạn nhiệt độ là: khu hệ hàn đới có nhiệt độ trung bình là 0-5

oC, cận nhiệt đới 20-25oC và nhiệt đới > 25 oC Sau đó có đối chiếu với phương pháp của Cheney (1977) [112]

Tính chất khu hệ rong biển Phú Yên được xác định dựa trên chỉ số Cheney Khi C nhỏ hơn 3 thì khu hệ rong biển vùng điều tra mang tính chất á nhiệt đới; nằm trong khoảng 3-6, khu hệ có tính hỗn hợp và lớn hơn 6 khu hệ mang tính chất nhiệt đới Theo Cheney (1977) [112], theo công thức: C= (Số loài rong đỏ + số loài rong lục) /Số loài rong nâu

2.3.4 Phương pháp nghiên cứu phân bố của rong biển

Phân bố mặt rộng: Để so sánh sự tương đồng về thành phần loài giữa các khu vực khảo sát, chúng tôi đã sử dụng chỉ số tương đồng Sorensen (S) [113] Theo công thức:

S = 2C/ (A+ B) Trong đó, A là số loài tại điểm A, B là số loài tại điểm B và C là số loài chung giữa hai điểm A và B Các số liệu này được đưa vào các hàm của Ecxel để tính toán cho ra kết quả cuối cùng

Phân bố theo đới triều: Việc nghiên cứu phân bố thẳng đứng của rong biển dựa vào nguyên tắc phân chia vùng triều của Feldmann (1937) [114], Stephenson (1949) [115]

và Phạm Hoàng Hộ (1962) [116] Theo cách phân chia của các tác giả nói trên, phần ven biển bao gồm các vùng khác nhau dựa vào mực thuỷ triều, bao gồm triều cao, triều giữa

và triều thấp Mực thủy triều căn cứ vào thủy triều tại trạm Nha Trang vào tháng 6, tháng

11 năm 2017, tháng 4 tháng 6 năm 2018 [117,118]

2.3.5 Phương pháp phân tích hàm lượng dinh dưỡng của rong biển

Mẫu rong biển sau khi thu (khoảng 2 kg tươi) được rửa sạch bằng nước mặn sau đó rửa bằng nước ngọt và bảo quản ngay trong nhiệt độ ≤ 4⁰C (ngoài thực địa bảo quản bằng túi bảo quản lạnh hoặc đá khô, trong phòng thí nghiệm bằng tủ đông SANAKY sau

đó bảo quản bằng tủ lạnh sâu ở -20⁰C và -47⁰C)

Bảng 2.3 Phương pháp phân tích hàm lượng dinh dưỡng của rong biển

TT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp

1 Lipit Case NS 0008 (Ref.FAO p.212,1986) (*)

2 Prôtêin Case NS 0009 (FAO 14/7 p.221 -223,1986)

(*)

4 Axit amin TCVN 8764:2012 (ISO 13903: 2005)

Mẫu vật được gởi đến Case –Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm thành phố

Hồ Chí Minh thuộc Sở Khoa Học và Công Nghê thành phố Hồ Chí Minh (02

Nguyễn Văn Thủ, Phường Đa Kao, Quận 1, Hồ Chí Minh) để phân tích hàm lượng lipit, prôtêin, tro, axit amin theo các phương pháp ở bảng 2.3

2.3.6 Phân tích thành phần chính PCA

Phân tích thành phần chính (PCA) là một phương pháp phân tích thống kê đa biến mạnh mẽ và phổ biến, nó cho phép chúng ta điều tra tập dữ liệu đa chiều với các biến định lượng Nó được sử dụng rộng rãi trong thống kê sinh học và nhiều lĩnh vực khác Phân tích thành phần chính có thể được xem như là một phương pháp khai thác dữ liệu

vì nó cho phép dễ dàng trích xuất thông tin từ các bộ dữ liệu lớn Thuật toán phân tích thành phần chính (PCA) thực hiện sẽ chuyển đổi các cột (n cột) của tập dữ liệu lớn ban đầu thành một tập hợp mới (cũng bao gồm n cột) được gọi là các thành phần chính Phép lọc thống kê PCA sẽ rút ra các thành phần chính đầu tiên (PCA1, PCA2, PCA3,…) chiếm

ưu thế, chúng giải thích thông tin cho toàn bộ tập mẫu

Trong nghiên cứu của chúng tôi, tập dữ liệu đưa vào phân tích bao gồm 6 mẫu rong có chủng loại khác nhau với hàm lượng của 16 thành phần axit amin khác nhau Một cách tổng quát có thể biểu diễn sự biến động hàm lượng acit amin trong rong biển thành một ma trận Dij có kích thước m*n ; D = Dij

- i = 1, 2, 3,… , m là các mẫu rong biển (m = 6)

- j = 1, 2, 3,…, n là hàm lượng (tỉ lệ %) các axit amin (n = 16)

Biểu diễn số của hàm ngẫu nhiên Dij có thể xác định thông qua các phép phân tích ma trận được xác định ở dạng ; Dij =  F hi * X hj ; H = 1, n; i = 1,m; j = 1, n

Xhj : là hàm vectơ riêng (eigent vecto) thể hiện thông qua các giá trị riêng (eigent) của ma trận tương quan (hoặc ma trận tương tự, ma trận hiệp phương sai,…) của yếu tố không gian cần phân tích Fhi : là các thành phần chính - PCAi

Để xác định Xhi cần giải hệ phương trình tuyến tính viết dưới dạng ma trận

(R - h * I ) Xh = 0

R - là ma trận tương quan ( ma trận tương tự, ma trận hiệp phương sai,…) nhận được từ

ma trận Dij.; I - là ma trận đơn vị cùng bậc với R; Xh- vecto riêng của ma trận R ; h- là nghiệm của phương trình đặc trưng

Thành phần chính là tích của ma trận biến vị X’ (biến đổi trực giao từ ma trận X) với ma trận dữ liệu Dij : Fhi = D * X’

Kỹ thuật phân tích PCA được xử lý trên bộ công cụ nhúng “PCA add-in” chạy trên phần mềm Excel Trong nghiên cứu này, phân tích PCA chỉ ra hai thành phần chính đầu tiên (PCA1 và PCA2) sẽ giải thích tường minh các thông tin về biến động hàm lượng của các

thành phần axit amin chứa trong các mẫu rong biển Phân tích PCA cho phép phân nhóm các mẫu rong theo thành phần acid amin

2.3.7 Phương pháp ước tính sinh lượng, trữ lượng của rong biển

Bố trí mặt cắt: Ở vùng triều ven biển, các tuyến được đặt theo chiều phân bố thẳng đứng từ vùng triều cao đến vùng dưới triều cho đến chỗ rong còn phân bố Các tuyến được đặt song song với nhau, khoảng cách giữa chúng tùy thuộc vào độ dài của bãi điều tra, tình hình phân bố của rong và đặt các trạm nghiên cứu một cách ngẫu nhiên Chú ý sao cho khoảng cách giữa hai trạm không quá 100m

Thu mẫu theo các trạm ngẫu nhiên trên các mặt cắt bằng khung sinh lượng có diện tích 0,25 m2 Sau khi thu, rong được làm ráo nước và cân trọng lượng tươi tại hiện trường trước khi mang về phòng thí nghiệm Tại phòng thí nghiệm mẫu rong được rửa bằng nước ngọt trước khi sấy Mẫu rong được sấy bằng tủ sấy trong vòng 24 giờ ở nhiệt độ 60⁰C, để nguội trong bình hút ẩm rồi cân khô

Ước tính sinh lượng: sử dụng công thức B = (b1 +b2+…bn)/n; b1,b2,…bn là sinh lượng tại điểm ngẫu nhiên thứ nhất, thứ hai…thứ n;

Ước tính trữ lượng của rong được tính theo công thức: W = B x S [119] Trong đó: B: sinh lượng trung bình, S là diện tích phân bố rong biển

Tuy nhiên do rong trong khu vực nghiên cứu phân bố theo kiểu da báo nên chúng tôi cần tính thêm độ bao phủ của rong để tính trữ lượng cho chính xác hơn Lúc đó: Trữ lượng rong biển = sinh lượng x độ phủ x diện tích phân bố

Tính độ phủ: áp dụng phương pháp tính độ phủ của Saito và Atobe (1970) [120] Sử dụng khung sinh lượng có diện tích 0,25 m2 Khung sinh lượng này được chia thành 25 ô nhỏ hình vuông có diện tích bằng nhau Đặt khung sinh lượng dọc theo mặt cắt vuông góc với đường bờ với thời điểm bắt đầu là đai trong của thảm rong và điểm kết thúc là đai ngoài của thảm rong Cho điểm trong mỗi ô nhỏ từ 1 đến 5 (bảng 2.4) Độ bao phủ được tính theo công thức sau:

C (%) = ( Qn5 X C5) + ( Qn4 X C4) +( Qn3 X C3) +( Qn2 X C2)+ ( Qn1 X C1) Trong đó: Qnn: là tổng số ô đếm được của bậc n trong khung sinh lượng, Cn: được tra từ

hệ số của bảng 2.4

Bảng 2 4 Các bậc độ phủ và hệ số độ phủ của rong biển [119]

Tính diện tích phân bố rong biển

Diện tích phân bố của rong biển được xác định bằng phương pháp Manta – tow theo quy trình hướng dẫn của English và nnk (1997) [104] Sử dụng thiết bị định vị vệ tinh toàn cầu GPS hiệu Garmin 76S để xác định tọa độ các giới hạn của thảm rong Các tọa

độ được ghi nhận ngoài thực địa dạng điểm (points) được đưa lên bản đồ google earth chuyển sang dạng vùng (polygon) để tính diện tích phân bố của rong biển

2.3.8 Phương pháp nghiên cứu về hiện trạng khai thác và sử dụng rong biển kinh tế ở Phú Yên

Bằng phương pháp điều tra xã hội học, sử dụng phiếu điều tra ( Phụ lục 5) để điều tra về hiện trạng khai thác và sử dụng rong biển kinh tế ở Phú Yên Tổng số phiếu phát

ra là 426, tổng số phiếu thu lại 410, nguyên nhân có một số người không nộp lại phiếu điều tra

Kiểm chứng độ tin cậy của dữ liệu thống kê phiếu điều tra bằng phương pháp chia đôi dữ liệu, áp dụng công thức tính độ tin cậy Spearman – Brown:

rSB = 2*rhh/1 + rhh Trong đó : rSB: độ tin cậy Spearman- Brown; rhh: hệ số tương quan chẵn lẻ; Nếu rSB ≥0,7

dữ liệu đáng tin cậy; Nếu rSB< 0,7 dữ liệu không đáng tin cậy Hệ số tương quan chẵn lẻ sử dụng công thức trong phần mềm Excel rhh = CORREL (array 1, array 2)

2.3.9 Phương pháp lập bản đồ phân bố và ước tính sinh khối rong biển bằng kỹ thuật viễn thám

Lập bản đồ phân bố rong Mơ: Các phương pháp và kỹ thuật viễn thám khác nhau đã được sử dụng nhằm nhận dạng sự phân bố của các hệ sinh thái ngập nước như rạn san

hô, thảm cỏ biển, thảm rong Mơ ở Phú Yên, cụ thể là Một quy trình khái quát để giải đoán phân bố các thảm rong bằng công nghệ viễn thám được chỉ ra ở hình 2.4

Lập bản đồ và ước tính sinh khối của thảm rong Mơ: Bốn dải quang phổ hiệu chỉnh BRI cải tiến từ các điểm lấy mẫu sinh khối ở thực địa và hình ảnh Sentinel 2A, ảnh PlanetScope làm biến độc lập và biến phụ thuộc để phân tích hồi quy tuyến tính tương ứng Ban đầu xử lý hồi quy đơn biến, tìm ra các băng có R2 > 0,8 để phân tích hồi quy đa biến Ước tính sinh khối dự báo bằng hàm hồi quy tuyến tính đa biến và để tăng cao độ chính xác của hàm dự báo, hồi quy đa biến bằng đa thức bậc 2 được bổ sung để tính toán

Hinh 2 4 Các giai đoạn tiến hành lập bảng đồ phân bố rong Mơ