Mô hình dự báo ngư trường CPUE của 26 đặc trưng cấu trúc nhiệt biển và năng suất sinh học phương trình hồi quy nhận được ý nghĩa thống kê để phương trình dự báo.. Mặc dù đã có được vị t
Trang 19
ở vùng biển xa bờ miền Trung Đoàn Bộ1,*, Nguyễn Minh Huấn1, Nguyễn Hoàng Minh2
1Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN
334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam
2Viện Nghiên cứu Hải Sản
Nhận ngày 29 tháng 4 năm 2011
Tóm tắt Mô hình dự báo ngư trường
CPUE của 26 đặc trưng cấu trúc nhiệt biển và năng suất sinh học
phương trình hồi quy nhận được ý nghĩa thống kê để phương trình dự báo
năm
bản và phổ biển của bức tranh biến động ngư trường vùng biển
Từ khóa: Mô hình thống kê, Dự báo ngư trường, Vùng biển xa bờ
1 Mở đầu
Ở Việt Nam, cá ngừ đại dương là mặt hàng
quan trọng chiếm vị trí thứ 3 trong cơ cấu hàng
xuất khẩu thuỷ hải sản (sau tôm và cá tra) tới
hơn 60 nước trên thế giới Đây là loài đặc hải
sản có giá trị kinh tế cao và là đối tượng khai
thác chính của các nghề câu vàng, lưới rê và
lưới vây tại vùng biển xa bờ miền Trung và
giữa Biển Đông (XBMT&GBĐ) Chính vì vậy
(ngoài nguyên nhân nguồn lợi cá cá gần bờ đã
và đang bị khai thác quá mức), trong chiến lược
phát triển ngành thuỷ sản, Nhà nước vẫn xác
định mục tiêu ưu tiên phát triển các nghề đánh
_
Tác giả liên hệ ĐT: 84-4-35586898
E-mail: bodv@vnu.edu.vn
bắt xa bờ, tiến tới vươn ra các ngư trường quốc
tế, đồng thời đã chọn cá ngừ đại dương là một trong những đối tượng hàng đầu để phát triển nghề khai thác xa bờ [1]
Vươn khơi khai thác xa bờ đã và đang được
sự khuyến khích, đầu tư của Nhà nước và hiện
đã trở thành các hoạt động phổ biến của ngư dân và các doanh nghiệp, nhất là ở các tỉnh Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa Mặc dù đã
có được vị trí nhất định trong cơ cấu ngành nghề khai thác biển, song hoạt động khai thác
xa bờ cho đến nay vẫn chủ yếu dựa trên kinh nghiệm của ngư dân nên sản lượng khai thác không ổn định, đầu tư cho sản xuất kém hiệu quả, nhất là trong vài ba năm gần đây khi giá nhiên liệu và giá sản phẩm khai thác có những biến động không lường trước Điều này khẳng
Trang 2định khai thác biển nói chung, khai thác xa bờ
nói riêng không chỉ đòi hỏi về đầu tư trang thiết
bị kỹ thuật, lực lượng lao động và năng lực
quản lý phù hợp mà còn rất cần sự đóng góp
của khoa học nghề cá, trong đó dự báo ngư
trường xa bờ là vấn đề rất cần thiết
Bài báo này giới thiệu mô hình thống kê và
một số kết quả thử nghiệm mới nhất dự báo ngư
trường nghề câu vàng tại vùng biển
XBMT&GBĐ trong năm 2010 Đây là loại
nghề mới xuất hiện ở Việt Nam vài chục năm
gần đây, nhưng đã nhanh chóng phát triển và
trở thành nghề khai thác xa bờ chính với các đối
tượng khai thác chủ yếu là cá ngừ vây vàng
(Thunnus albacares) và cá ngừ mắt to (Thunnus
obesus) rất có giá trị kinh tế
2 Phương pháp và tài liệu sử dụng
Như đã biết, một trong những đặc trưng
định lượng cho ngư trường chính là năng
suất đánh bắt CPUE Phương pháp nghiên cứu
thừa nhận nguyên lý giữa ngư trường (CPUE)
và các yếu tố môi trường có tồn tại mối quan hệ
mang tính quy luật Trên thực tế, những khu
vực có điều kiện môi trường thuộc pha thuận
đều là nơi có khả năng tập trung cá và được
xem là ngư trường khai thác cho hiệu quả cao
[2, 3]
Trên cơ sở các nghiên cứu sinh học, sinh
thái các đối tượng khai thác chính của nghề câu
vàng, thấy rằng các đặc trưng cấu trúc thẳng
đứng và nằm ngang của trường nhiệt biển và
nguồn thức ăn có vai trò quan trọng nhất, ảnh
hưởng trực tiếp đến tập tính của những đối
tượng này Ví dụ, phần lớn thời gian hoạt động
của cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to vùng
biển khơi nhiệt đới là ở lớp nước có nhiệt độ
trên 15oC, trong đó nhiệt độ thích hợp từ
20-24oC [3, 4], bởi vậy độ sâu các mặt đẳng nhiệt
15oC, 20oC, 24oC cũng như độ dày lớp nước có
nhiệt độ trong khoảng 20-24oC là những yếu tố
môi trường mang ý nghĩa sinh học Tương tự, chúng ta có thể nhận thấy các cấu trúc vừa và nhỏ như lớp đồng nhất trên, lớp đột biến, các đới front, dị thường nhiệt cũng chính là các yếu tố môi trường-sinh học rất có ý nghĩa không chỉ đối với chính các đối tượng cá ngừ
mà còn có ý nghĩa xác định vùng phân bố thức
ăn của chúng Thực chất các đặc trưng cấu trúc nhiệt biển nêu trên là hậu quả tác động tổng hợp của các quá trình khí tượng, thủy văn biển ở mọi quy mô, do đó mối quan hệ “cá - nhiệt biển
và thức ăn” cũng phản ánh được hầu hết các mối quan hệ “ngư trường - môi trường” Phương pháp phân tích tương quan nhiều biến
là công cụ hiệu quả được sử dụng để đánh giá định lượng mối quan hệ này qua phuơng trình hồi quy có dạng:
i
i
i X A A
CPUE
1
trong đó CPUE (năng suất khai thác của nghề
câu vàng, tính bằng kg/100 lưỡi câu) là biến
phụ thuộc; A 0 và A i (i=1 m) – các hệ số hồi quy
(được tìm bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất với việc sử dụng thuật toán khử đuổi Gauss giải hệ phương trình đại số tuyến tính),
X i (i=1 m) – các biến độc lập, bao gồm m các
đặc trưng cấu trúc nhiệt biển và năng suất sinh học bậc thấp (bảng 1) Các đặc trưng này được tính theo các phương pháp chuẩn và thông dụng trong hải dương học [5], riêng các đặc trưng sinh vật nổi và năng suất sinh học
) được tính theo mô hình chuyển hóa Nitơ [6, 7]
tương quan nêu trên
1
Trang 3
Từ phương trình hồi quy đã thiết lập và các
dự báo cấu trúc nhiệt biển và năng suất
sinh học theo các quy mô định trước (trung bình
tuần, tháng trên các ô lưới có kích thước xác định) chúng ta sẽ tính được (dự báo) CPUE nghề câu tương ứng với quy mô đã chọn
Bảng 1 Một số đặc trưng cấu trúc nhiệt biển và năng suất sinh học
TT Ký hiệu Đơn vị đo Các yếu tố
2 Ano O C Dị thường nhiệt độ nước biển bề mặt
7 Gradz O C/m Gradien trung bình của nhiệt độ trong lớp đột biến
11 H15-20 m Khoảng cách 2 mặt đẳng nhiệt 15-20 O C
12 H20-24 m Khoảng cách 2 mặt đẳng nhiệt 20-24 O C
13 TV mg-tươi/m3 Sinh khối thực vật nổi trung bình trong lớp quang hợp
14 DV mg-tươi/m 3 Sinh khối động vật nổi trung bình trong lớp quang hợp
15 ToTV g-tươi/m 2 Tổng sinh khối thực vật nổi trong cột nước thiết diện 1m 2 lớp
quang hợp
16 ToDV g-tươi/m2 Tổng sinh khối động vật nổi trong cột nước như trên
17 NNSC mgC/m 3 /ngày Năng suất sơ cấp trung bình trong lớp quang hợp
18 NSTC mgC/m 3 /ngày Năng suất thứ cấp trung bình trong lớp quang hợp
19 ToNSC gC/m 2 /ngày Tổng năng suất sơ cấp trong cột nước như trên
20 ToNTC gC/m2/ngày Tổng năng suất thứ cấp trong cột nước như trên
21 Grad0 O C/10km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt bề mặt
22 Grad25 O C/10km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 25m
23 Grad50 O C/10km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 50m
24 Grad75 OC/10km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 75m
25 Grad100 O C/10km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 100m
26 Grad150 O C/10km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 150m
Để xây dựng phương trình hồi quy và sử
dụng làm phương trình dự báo ngư trường nghề
câu vàng tại vùng biển XBMT&GBĐ (6O
N-17ON, 107OE-117OE) theo quy mô trung bình
tháng, đã sử dụng 2 loại số liệu sau:
1) Các giá trị CPUE nghề câu vàng trung
bình tháng trên từng ô lưới 0,5 độ kinh vĩ, được
chiết ra từ cơ sở dữ liệu nghề cá xa bờ của Viện
Nghiên cứu Hải Sản, trong đó có gần 15000
lượt trạm câu thu được từ năm 2000 đến nay
trong các chuyến khảo sát (Survey), giám sát
(Observer) và sổ nhật ký khai thác (Logbook)
tại vùng biển nghiên cứu [8]
2) Số liệu trường 3D nhiệt độ nước biển cùng quy mô thời gian, không gian CPUE nghề câu, được lấy ra từ cơ sở dữ liệu hải dương học của Bộ môn Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội [8], gồm hơn 50000 lượt trạm đo nhiệt độ nước biển các tầng sâu trên vùng biển nghiên cứu Từ số liệu này đã tiến hành tính toán 26 đặc trưng cấu trúc nhiệt biển và năng suất sinh học
từng tháng và từng ô lưới
Trang 4phân tích tương quan giữa CPUE nghề câu với các
yếu tố môi trường quy mô trung bình tháng trên
các ô lưới 0,5 độ kinh vĩ Có thể thấy hệ số
tương quan chung (R) tuy không cao song cũng
đủ ý nghĩa thống kê để có thể sử dụng phương
trình hồi quy làm dự báo Kết quả phân tích
thống kê tập số liệu gần 15000 trạm câu hiện có
trong cơ sở dữ liệu cho thấy, CPUE dao động
khá rộng, từ 0 đến trên 50 kg/100 lưỡi câu,
trong đó khoảng 80% số trạm có CPUE trên 5
kg/100 lưỡi câu, chủ yếu 15-30 kg/100 lưỡi câu,
số trạm có CPUE dưới 5 kg/100 lưỡi câu
) chỉ chiếm 20% Bởi vậy, sai số tuyệt đối cho phép của các phương
trình hồi quy dao động trên dưới 5 8,5
kg/100 lưỡi câu với độ bảo đảm từ khoảng 70%
trở lên là chấp nhận được
Bảng 2 Tổng hợp thông tin cơ bản phân tích tương
quan cá-môi trường trung bình tháng của nghề câu
Tháng R
chung
Sai số cho phép
Độ bảo đảm (%)
Số số liệu
Tháng 5 0,50 8,57 92 159
XBMT&GBĐ được triển khai dự báo tại Trung
tâm Động lực học Thủy khí Môi trường,
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN
bằng mô hình GHER-3D dự báo các trường hải
dương [9] do chính Trung tâm phát triển, kết
hợp với mô hình đồng hoá số liệu từ cơ sở dữ
liệu MODAS (Modular Ocean Data Assimilation) của Phòng thí nghiệm nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ (Naval Research Laboratory -NRL) [10]
XBMT&GBĐ
1
Có thể thấy rõ xu th biến động ngư trường nghề câu trong năm 2010 như sau:
- Từ tháng 1 đến tháng 5, ngư trường chủ yếu tập trung ở phía bắc vùng biển nghiên cứu (bắc vĩ tuyến 11-12oN) và thiên lệch nhiều hơn
về phía đông kinh tuyến 111-112oE Sang tháng
6, ngư trường có sự phân tán hơn và kể từ tháng
7 xu thế dịch chuyển về phía nam và thiên lệch sang phía đông vùng biển thể hiện tương đối rõ
- Năng suất khai thác trên toàn vùng biển phần lớn đều đạt trên 5kg/100 lưỡi câu, rất ít ô lưới có giá trị dưới mức này Trong các tháng
2010) năng suất thường đạt trong khoảng 10-30 kg/100 lưỡi câu, chủ yếu 15-20 kg/100 lưỡi câu
và cao hơn những tháng ở vụ nam sau
kg/100 lưỡi câu thì dự báo được xem là tốt, từ 2,5-5 kg/100 lưỡi câu - dự báo khá và 5-7,5 kg/100 lưỡi câu - dự báo đạt
-40%
Trang 5Tháng 1-2010 Tháng 2-2010
Hình 1 Dự báo ng ngư trường nghề câu trong năm 2010.
Trang 6Tháng 5-2010 Tháng 6-2010
Hình 1 ) Dự báo ngư trường nghề câu trong năm 2010.
Trang 7Tháng 9-2010 Tháng 10-2010 Hình 1 (tiếp theo) Dự báo ngư trường nghề câu trong năm 2010
Mặc dù còn có những vấn đề cần khắc
phục, song kết quả dự báo ngư trường nghề câu
trong năm 2010 như đã nêu đã phản ánh đúng
quy luật cơ bản và phổ biển của bức tranh biến
động ngư trường vùng biển XBMT&GBĐ
Điều này cũng thống nhất với các kết quả tổng
hợp từ số liệu thống kê trước đây và kinh
nghiệm của ngư dân là: vào vụ bắc, ngư trường
thường phân bố ở phía bắc vùng biển và có
năng suất đánh bắt cao hơn vụ nam [11, 12]
4 Kết luận
1 Mô hình dự b
trưng cấu trúc nhiệt biển và năng suất sinh
phương trình dự báo
2
10
đúng quy luật cơ bản và phổ biển của bức tranh biến động ngư trường vùng biển XBMT&GBĐ
Tài liệu tham khảo
[1] Bộ Thủy sản, Báo cáo tình hình khai thác, chế biến và tiêu thụ cá ngừ đại dương ở Việt Nam, định hướng mục tiêu và một số giải pháp phát
triển đến năm 2020, Tài liệu lưu tại Viện Nghiên
cứu Hải Sản (2005)
[2] Lê Đức Tố, Đinh Văn Ưu, Đoàn Bộ, Phạm Văn Huấn, Khả năng dự báo cá khai thác ở các vùng
biển Việt Nam, Tuyển tập Hội nghị khoa học
công nghệ biển toàn quốc lần thứ 4, Tập 2: Sinh
học, nguồn lợi, sinh thái, môi trường biển TT KHTN & CNQG (1999), 1186-1199
Trang 8[3] Đinh Văn Ưu, Đoàn Bộ và ctv, Tương quan biến
động điều kiện môi trường và ngư trường nghề
câu cá ngừ đại dương ở vùng biển khơi nam Việt
Nam, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, tXXI,
No3AP (2005), 108-117
[4] Doan Bo, Le Hong Cau, Nguyen Duy Thanh,
Fishing ground forecast in the offshore waters of
CentralVietnam (experimental results for
purse-seine and drift-gillnet fisheries), VNU Journal of
Science, Earth Sciences 26 (2010) 57
[5] Phạm Văn Huấn, Phương pháp thống kê trong
hải dương học, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội,
Hà Nội, 2003
[6] Doan Bo, A model for nitrogen transformation
cycle in marine ecosystem Proceedings
Extended Abstracts Volume, Theme 1, Session 3:
Biogeochemical Cycling and Its Impact on
Global Climate Change, 6Th IOC/WESTPAC
International Scientific Symposium, 19-23 April
2004, Hangzhou, China, Published by Marine
and Atmospheric Laboratory, School of
Environmental Earth Science, Hokkaido
University, Japan (2005), 54-58
[7] Doan Bo, About a marine ecosystem model and
some results of application to open areas of
centre Vietnam, Journal of Science, VNU,
Hanoi, t XXII, No1AP (2006), 27-33
,
KC.09.14/06-10, Tru
(2010)
[9] Đinh Văn Ưu và CTV, Nghiên cứu cấu trúc ba chiều nhiệt muối và hoàn lưu Biển Đông và các
ứng dụng, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN-06-02,
Trung tâm thông tin tư liệu Quốc gia (2001) [10] http://www7320.nrlssc.navy.mil/modas/scs.html, Modular Ocean Data Assimilation System (MODAS) 1/8° Global MODAS Nowcast South
China Sea, Naval Research Laboratory (NRL)
[11] Đào Mạnh Sơn và CTV, Báo cáo tổng kết đề tài
“Nghiên cứu trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi (chủ yếu là cá ngừ vằn, ngừ vây vàng và ngừ mắt to) và hiện trạng cơ cấu nghề nghiệp khu vực biển xa bờ miền Trung và Đông
(2005)
[12] Đào Mạnh Sơn, Ng Viết Nghĩa, Hiện trạng nguồn lợi và tình hình khai thác cá ngừ đại
dương ở Việt Nam, Tạp chí Thủy sản , 2005
Fishing ground forecasting model for Long-line fishery
in the offshore waters of CentralVietnam Doan Bo1, Nguyen Minh Huan1, Nguyen Hoang Minh2
1Faculty of Hydro-Meteorology & Oceanography, Hanoi University of Science, VNU,
334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam
2Research Institute for Marine Fisheries
Monthly forecasting models for long-line fishery in the off-shore waters of central Vietnam have developed by multi-variate correlation analysis between CPUE and the 26 monthly structural characteristics of sea temperature and primary productivity on the 0.5 degree long-latitude grid cell The basic characteristics of the analysis showed that the received correlation regression equation ensures statistical significance for use in prediction The monthly forecast results for long-line fishery in 2010 under the established regression equation shows that CPUE of the fishery throughout the arears attains higher 5kg/100 hooks and higher in the winter catching season, that reflects the fundamental and popular law of the off-shore fishing grounds
Keywords: Statistical model, fishing grounds forecast, off-shore waters
