Tổng hợp các kết quả nghiên cứu hiện có về năng suất sinh học sơ cấp NSSC ở vịnh Bắc Bộ cho thấy: 1.. Hiểu biết đầy đủ về các quy luật phân bố, biến động của NSSC sẽ có ý nghĩa to lớn đ
Trang 121 _
Đặc điểm phân bố và biến động năng suất sinh học sơ cấp
ở vùng biển phía Tây vịnh Bắc Bộ
Đoàn Bộ*
Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN
Ngày nhận 02 tháng 01 năm 2009
Tóm tắt Tổng hợp các kết quả nghiên cứu hiện có về năng suất sinh học sơ cấp (NSSC) ở vịnh
Bắc Bộ cho thấy:
1 Vùng biển phía tây vịnh Bắc Bộ là thuỷ vực nhiệt đới ven bờ có sức sản xuất sơ cấp cao, giá trị trung bình NSSC thô ở trung tâm và cửa vịnh vào cỡ 100±20 mgC/m3/ngày, gần bờ và cửa sông 150±50 mgC/m3/ngày, cá biệt có nơi, có lúc đạt trên 300 mgC/m3/ngày Giá trị cực tiểu NSSC thô
là 40 mgC/m3/ngày tại cửa vịnh vào tháng 10-1959, nhỏ hơn khoảng 10 lần so với giá trị cực đại
412 mgC/m3/ngày tại tây nam đảo Cô Tô vào tháng 8-2000
2 Phân bố NSSC trong khu vực nghiên cứu có xu thế giảm từ bờ ra khơi, từ bắc vào nam, mùa hè lớn hơn mùa đông Theo độ sâu, NSSC thường đạt cực đại trong lớp nước 10-20m
1 Mở đầu∗
Năng suất sinh học sơ cấp (NSSC) là đại
lượng đặc trưng cho khả năng sản xuất vật chất
hữu cơ sơ khởi của vùng biển, trong đó sức sản
xuất sơ cấp của thực vật phù du
(Phytoplankton) thường chiếm ưu thế Đây là
nguồn vật chất cơ sở từ đó các động vật bậc cao
có thể sử dụng tiếp lên theo các kênh dinh
dưỡng của hệ sinh thái vùng biển Trên thực tế,
những vùng biển có NSSC cao cũng thường là
những nơi khai thác hải sản cho sản lượng lớn
Hiểu biết đầy đủ về các quy luật phân bố, biến
động của NSSC sẽ có ý nghĩa to lớn đối với
khoa học và thực tiễn, đặc biệt trong việc đánh
giá tiềm năng nguồn lợi hải sản của vùng biển
Ở vịnh Bắc Bộ, các nghiên cứu về NSSC
tuy được bắt đầu từ khá sớm (trong Chương
trình hợp tác Việt-Trung 1959-1960) song cho đến nay nội dung này còn chưa nhiều, lại tập trung chủ yếu ở một số khu vực biển ven bờ phía tây và hầu như chưa có khu vực nào được nghiên cứu lặp lại Do vậy khó có thể tìm ra những quy luật chung về phân bố và biến động của NSSC vịnh Bắc Bộ Ngay việc so sánh các kết quả nghiên cứu cũng có những bất cập bởi
sự khác nhau về thời gian, khu vực và nhất là phương pháp
∗ ĐT: 84-4-35586898
E-mail: bodv@vnu.edu.vn
Trên cơ sở tập hợp các nghiên cứu hiện có
từ 1960 đến nay về NSSC ở các khu vực khác nhau trong vịnh Bắc Bộ, bài báo đưa ra những đánh giá và nhận định về đặc trưng phân bố và biến động của quá trình sản xuất vật chất hữu
cơ sơ khởi của vùng biển, chú trọng nửa phía tây vịnh Bắc Bộ Nghiên cứu này được hoàn thành với sự hỗ trợ của Hội đồng Khoa học Tự nhiên giai đoạn 2006-2008 trong khuôn khổ đề
tài nghiên cứu cơ bản mang mã số 705206
Trang 22 Tài liệu và phương pháp
Tài liệu sử dụng trong nghiên cứu này được
tổng hợp từ các nguồn:
- Các kết quả tính NSSC theo phương pháp
độ lệch biến trình ngày ôxy hoà tan của Chương
trình hợp tác Việt-Trung (1959-1960) và hợp
tác Việt-Xô (1961-1962) về điều tra khảo sát
tổng hợp trên toàn vịnh Bắc Bộ [1]
- Các kết quả tính NSSC theo phương pháp
mô hình toán tại vùng biển Ba Lạt-Bạch Long
Vĩ của đề tài KT-03-10 (1991-1995) [2]
- Các kết quả tính NSSC theo phương pháp
hiệu ứng tiêu hao dinh dưỡng trong quang hợp
tại vùng triều cửa sông Hồng của đề tài
KT-03-11 (1991-1995) và tại vịnh Hạ Long của dự án
SIDA/SAREC (1996-1997) [3,4]
- Các kết quả tính NSSC theo phương pháp
bình đen-trắng và phương pháp mô hình toán
tại vùng biển Quảng Ninh của đề tài
KĐL-CIS-01 (1999-2000) [5,6]
- Năm 2003-2004, đề tài KC-09-17 thuộc Chương trình Biển KC.09/01-05 đã tiến hành các chuyến khảo sát tổng hợp vùng biển vịnh Bắc Bộ, phần chủ quyền của Việt Nam, trong đó có việc
bố trí thí nghiệm xác định NSSC tại 3 trạm liên tục 1 ngày đêm bằng phương pháp bình đen-trắng Đây là những tư liệu mới nhất bổ sung cho việc nghiên cứu NSSC ở vịnh Bắc Bộ [7]
3 Kết quả nghiên cứu
Trên cơ sở tập hợp kết quả từ các nghiên cứu hiện có, kể các các nghiên cứu mới nhất của đề tài KC-09-17 trong năm 2003-2004 có thể thấy và so sánh NSSC ở các khu vực khác nhau trong vịnh Bắc Bộ và Biển Đông như bảng 1, 2
Bảng 1 Giá trị trung bình năng suất sinh học sơ cấp thô (mgC/m3/ngày) tại các khu vực trong vịnh Bắc Bộ (tổng
hợp các kết quả nghiên cứu hiện có)
NSSC thô (mgC/m3/ngày) Các khu vực
Mùa
hè đông Mùa
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn, thời gian nghiên cứu
Ven bờ tây bắc vịnh 121
Ven bờ tây nam vịnh 105
Ven bờ đông vịnh 108
Cửa vịnh 81
Độ lệch biến trình ngày Ôxy hoà tan Hợp tác Việt- Trung, Việt-Xô điều tra
VBB 1959-1962 Lân cận cửa sông Hồng, mùa hè 120
Khu vực Bạch Long Vĩ (giữa vịnh), mùa hè 80 Mô hình toán Đề tài KT-03-10 (8/1994) Vùng triều cửa sông Hồng, cuối mùa hè 150 Đề tài KT-03-11
(10/1994) Vịnh Hạ Long, mùa đông 66
Hiệu ứng dinh dưỡng PO4
Dự án SIDA/
SAREC (1/1997) Xung quanh đảo Cô Tô Quảng Ninh, mùa hè 175 Đề tài KĐL-CIS-01
(8/2000) Đông nam đảo Cát Bà, mùa đông 146
Bình đen trắng
Đề tài KĐL-CIS-01 (12/2001)
Vùng biển ven bờ Quảng Ninh (độ sâu
<10m) mùa hè
228 Đề tài KĐL-CIS-01
(8/2001) Vùng biển thoáng Quảng Ninh mùa hè (độ
sâu 10-35m) 194 Đề tài KĐL-CIS-01 (8/2000) Vùng biển thoáng Quảng Ninh mùa đông (độ
Mô hình toán
Đề tài KĐL-CIS-01 (12/2001)
Vịnh Bắc Bộ (Khu vực Hải Phòng) 147 157 Đề tài KC-09-17
Trang 3Vịnh Bắc Bộ (Khu vực Thanh Hoỏ) 97 195
Vịnh Bắc Bộ (Khu vực Quảng Bỡnh) 232 337 Bỡnh đen trắng (2003-2004) Bảng 2 Năng suất sinh học sơ cấp thụ (mgC/m3/ngày) tại cỏc khu vực khỏc nhau trong Biển Đụng Cỏc khu vực trong Biển Đụng NSSC thụ
(mgC/m3/ngày) Phương phỏp nghiờn cứu Nguồn, thời gian nghiờn cứu Vựng nước trồi Nam Trung Bộ
(mựa hố 1993) 60±45 14C và bỡnh
đen-trắng
Nguyễn Tỏc An [8]
Vựng rạn san hụ nam VN 36±25 14C Nguyễn Tỏc An [8]
Thềm lục địa nam VN (<200m) 46±16 14C và bỡnh
đen-trắng
Nguyễn Tỏc An [8]
Vựng biển khơi miền Trung 45 Mụ hỡnh toỏn Đoàn Bộ [9-11]
Vựng biển sõu giữa Biển Đụng
(xuõn-hố 1996) 3±3 Mụ hỡnh toỏn Đoàn Bộ [12]
Đầm phỏ Tam Giang-Cầu Hai (mựa
đụng 1995) 130 Mụ hỡnh toỏn Đoàn Bộ [11]
Trong đợt khảo sỏt thỏng 10, 11 năm 2003
do đề tài KC-09-17 thực hiện, NSSC thụ ở cỏc
tầng cỏc trạm dao động từ 131 đến 375
mgC/m3/ngày, trung bỡnh cho cả 3 trạm đạt 230
mgC/m3/ngày với xu thế giảm từ bắc vào nam
và cực đại khụng rơi vào lớp nước mặt trừ trạm
22 (hỡnh 1) [7] Đõy là những giỏ trị khỏ cao so
với cỏc nghiờn cứu trước đõy, song cũng là những giỏ trị đó từng gặp ở vựng biển ven bờ phớa tõy vịnh Bắc Bộ Hụ hấp của thực vật chiếm khoảng trờn dưới 50% lượng sản phẩm
do chớnh nú tạo ra, hiệu quả tự dưỡng đạt khoảng 1,8 đến 2,2, chuyển húa năng lượng tự nhiờn đạt khoảng 0,01-0,04
0 100 200 300 400
Trạm 8 (Khu vực HảI Phòng)
Trạm 22 (Khu vực Thanh Hoá)
Trạm 34 (Khu vực Quảng Bình)
mgC/m3/ngày
Tầng mặt Tầng giữa Tầng đáy
Hỡnh 1 Năng suất sinh học sơ cấp thụ (mgC/m3/ngày) tại cỏc trạm liờn tục đợt khảo sỏt thỏng 10, 11 năm 2003
Trong đợt khảo sỏt thỏng 8 năm 2004,
NSSC thụ ở cỏc tầng cỏc trạm dao động từ 78
đến 341 mgC/m3/ngày, trung bỡnh cho cả 3 trạm đạt 159 mgC/m3/ngày, tương đương với cỏc kết
Trang 4quả nghiờn cứu hiện cú [7] Xu thế phõn bố
năng suất sơ cấp ở phớa bắc cao hơn phớa nam,
thấp nhất ở khu vực giữa miền khảo sỏt (hỡnh
2) Đặc điểm cực đại năng suất khụng rơi vào
lớp nước mặt được bảo toàn như ở đợt khảo sỏt
thỏng 11 năm 2003 Hụ hấp của thực vật cũng
chiếm khoảng trờn dưới 50% lượng sản phẩm
do chớnh nú tạo ra, hiệu quả tự dưỡng đạt khoảng 1,99 đến 2,38 (được coi là tương đương với đợt khảo sỏt trước), chuyển húa năng lượng
tự nhiờn đạt khoảng 0,006-0,012 (nhỏ hơn so với đợt trước do cường độ bức xạ tự nhiờn trong thỏng 8 dồi dào)
0 100 200 300
Trạm 8 (Khu vực Hải Phòng)
Trạm 19 (Khu vực Thanh Hoá)
Trạm 30 (Khu vực Quảng Bình
mgC/m3/ngày
Tầng mặt Tầng giữa Tầng đáy
Hỡnh 2 Năng suất sinh học sơ cấp thụ (mgC/m3/ngày) tại cỏc trạm liờn tục đợt khảo sỏt thỏng 8 năm 2004
Mặc dự cỏc tư liệu hiện cú về NSSC vịnh
Bắc Bộ chưa nhiều, song bước đầu cũng cú thể
đưa ra bức tranh phõn bố năng suất sinh học sơ
cấp trong vịnh như hỡnh 3, đồng thời rỳt ra được một số nhận xột cơ bản như sau:
Trang 5105 106 107 108 109 110
17 18 19 20 21 22
17 18 19 20 21
22 Trung Quèc
Lµo
Hµ Néi Qu¶ng Ninh
Tp.H¶i Phßng
Th¸i B×nh Nam §Þnh
Thanh Hãa
NghÖ An
Hµ TÜnh
Qu¶ng Binh
Qu¶ng TrÞ Thõa Thiªn HuÕ
§¶o H¶i Nam
§.B¹ch Long VÜ
228 194 145
150 120
121 80
80
108
105
150
140
80
19 4
Hình 3 Sức sản xuất sơ cấp thô (mgC/m3 3/ngày) tại vịnh Bắc Bộ
Về giá trị và xu thế biến động của NSSC:
- So với các khu vực khác trong Biển Đông
[8,9,10,11,12], vùng biển phía tây vịnh Bắc Bộ
là thuỷ vực nhiệt đới ven bờ có sức sản xuất sơ
cấp cao, NSSC thô ở khu vực trung tâm và cửa
vịnh (nơi có độ sâu trên 50m) có giá trị trung
bình cỡ 100±20 mgC/m3/ngày, gần bờ và cửa
sông 150±50 mgC/m3/ngày, cá biệt có nơi, có
lúc đạt trên 300 mgC/m3/ngày
- So với các khu vực khác trong Biển Đông
[8,9,10,11,12], vùng biển phía tây vịnh Bắc Bộ
là thuỷ vực nhiệt đới ven bờ có sức sản xuất sơ
cấp cao, NSSC thô ở khu vực trung tâm và cửa
vịnh (nơi có độ sâu trên 50m) có giá trị trung
bình cỡ 100±20 mgC/m
- Từ 1959 đến nay, NSSC ở vịnh Bắc Bộ
không có biến động nhiều Theo giá trị trung
bình, NSSC lớn nhất và nhỏ nhất ở các khu vực
khác nhau chỉ hơn kém nhau độ 2-3 lần, các cực
trị đã gặp cũng chỉ hơn kém nhau khoảng 10
lần Cụ thể: cực tiểu NSSC thô là 40
mgC/m3/ngày tại cửa vịnh tháng 10-1959 (tính
toán của Nguyễn Tác An qua độ lệch biến trình ngày DO [1]) nhỏ hơn khoảng 10 lần so với cực đại 412 mgC/m3/ngày tại tây nam đảo Cô Tô tháng 8-2000 (tính toán của đề tài KĐL-CIS-01 theo phương pháp bình đen trắng [6]) Tuy nhiên sự biến động như trên còn qúa nhỏ so với những biến động NSSC tại các vùng biển ôn đới (trên 50 lần) [1]
- Từ 1959 đến nay, NSSC ở vịnh Bắc Bộ
không có biến động nhiều Theo giá trị trung
bình, NSSC lớn nhất và nhỏ nhất ở các khu vực
khác nhau chỉ hơn kém nhau độ 2-3 lần, các cực
trị đã gặp cũng chỉ hơn kém nhau khoảng 10
lần Cụ thể: cực tiểu NSSC thô là 40
mgC/m
Về phân bố của NSSC:
- Xu thế chung phân bố theo mặt rộng của NSSC ở vùng biển phía tây vịnh Bắc Bộ là giảm từ bờ ra khơi, từ bắc vào nam Khu vực tây bắc vịnh (Hải Phòng, Quảng Ninh, Nam Định, Thái Bình) có NSSC cao nhất (và cũng được nghiên cứu nhiều nhất), khu vực giữa và cửa vịnh có NSSC nhỏ hơn (hình 3) Theo độ
- Xu thế chung phân bố theo mặt rộng của NSSC ở vùng biển phía tây vịnh Bắc Bộ là giảm từ bờ ra khơi, từ bắc vào nam Khu vực tây bắc vịnh (Hải Phòng, Quảng Ninh, Nam Định, Thái Bình) có NSSC cao nhất (và cũng được nghiên cứu nhiều nhất), khu vực giữa và cửa vịnh có NSSC nhỏ hơn (hình 3) Theo độ
/ngày) tại vịnh Bắc Bộ
3/ngày, gần bờ và cửa sông 150±50 mgC/m3/ngày, cá biệt có nơi, có
lúc đạt trên 300 mgC/m3/ngày
3/ngày tại cửa vịnh tháng 10-1959 (tính
toán của Nguyễn Tác An qua độ lệch biến trình ngày DO [1]) nhỏ hơn khoảng 10 lần so với cực đại 412 mgC/m3/ngày tại tây nam đảo Cô Tô tháng 8-2000 (tính toán của đề tài KĐL-CIS-01 theo phương pháp bình đen trắng [6]) Tuy nhiên sự biến động như trên còn qúa nhỏ so với những biến động NSSC tại các vùng biển ôn đới (trên 50 lần) [1]
Trang 6sâu, NSSC thường đạt cực đại trong lớp nước
10-20m
- NSSC trong mùa hè có giá trị lớn hơn
trong mùa đông tuy độ chênh lệch không nhiều
Về hiệu suất sinh thái của vùng biển:
Vịnh Bắc Bộ đặc trưng cho vùng biển nhiệt
đới ven bờ giàu dinh dưỡng Khả năng tự dưỡng
của vùng biển luôn lớn hơn 1 (thường đạt trên
dưới 2) chứng tỏ vật chất hữu cơ (năng lượng)
ban đầu được tạo ra không những đủ chi dùng cho
chính sinh vật sản xuất mà còn được tích lũy để
các sinh vật bậc cao sử dụng theo các kênh dinh
dưỡng của hệ sinh thái vùng biển
Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Tác An, Sơ bộ nhận xét về năng suất
sinh học bậc 1 ở vịnh Bắc Bộ, Tuyển tập Nghiên
cứu biển, tập II, phần 1, Nha Trang, 2004
[2] Đoàn Bộ, Phùng Đăng Hiếu, Nghiên cứu năng
suất sinh học sơ cấp của thực vật nổi vùng biển
ven bờ tây vịnh Bắc Bộ, Tuyển tập Hội nghị
khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,
Đại học Quốc gia Hà Nội lần thứ hai, Hà Nội
23-25 tháng 11 năm 2000, Chuyên ngành Khí
tượng-Thuỷ văn-Hải dương học, Sở Văn
hoá-Thông tin Hà Nội, 2001
[3] Đỗ Trọng Bình, Kết quả tính toán năng suất sinh
học sơ cấp và hiệu quả sinh thái của thực vật nổi
vào mùa khô (tháng 1-1997) tại vịnh Hạ Long,
Tài nguyên và Môi trường Biển, tập IV, NXB
Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1997
[4] Đoàn Bộ, Nguyễn Đức Cự, Nghiên cứu năng
suất sinh học sơ cấp của thực vật nổi trong hệ
sinh thái vùng triều cửa sông Hồng, Tài nguyên
và Môi trường biển, T.3, NXB Khoa học và Kỹ
thuật, Hà Nội, 1996
[5] 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
International Scientific Symposium, 19-23 April
2004, Hangzhou, China, Published by Marine
and Atmospheric Laboratory, School of Environmental Earth Science, Hokkaido University, Japan, 2005
[6] Lê Đức Tố và ctv, Báo cáo tổng kết đề tài KĐL-CIS-01“Điều tra nghiên cứu hệ thống đảo ven
bờ vịnh Bắc Bộ phục vụ cho việc qui hoạch phát triển kinh tế - xã hội bảo vệ chủ quyền và lợi ích quốc gia trên biển”, Trung tâm Thông tin-Tư
liệu Quốc gia, Hà Nội, 2001
[7] Nguyễn Thế Tưởng và ctv, Báo cáo tổng kết đề tài KC-09-17 “Điều tra tổng hợp điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và môi trường vịnh Bắc Bộ”, Trung tâm Thông tin-Tư liệu Quốc
gia, Hà Nội, 2005
[8] Nguyễn Tác An, Năng suất sinh học sơ cấp và hiệu ứng sinh thái của dòng nước trồi ở vùng
biển Nam Trung Bộ, Các công trình nghiên cứu vùng nước trồi mạnh Nam Trung bộ, NXB Khoa
học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1997
[9] Đoàn Bộ, Mô hình toán học phân bố sinh vật nổi
và năng suất sinh học sơ cấp ở vùng nước trồi
thềm lục địa Nam Trung Bộ, Tạp chí Sinh học,
Tập 19, số 4 (1997) 35
[10] Đoàn Bộ, Mô hình sinh thái thuỷ động lực và
một số kết quả áp dụng tại biển Việt Nam, Tuyển tập Hội nghị khoa học công nghệ biển toàn quốc lần thứ 4, Tập 1: Khí tượng-Thuỷ văn, Động lực
biển Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, 1999
[11] Đoàn Bộ, Sử dụng mô hình toán trong nghiên cứu hệ sinh thái biển ở vùng biển Bình Thuận- Ninh Thuận và đầm phá Tam Giang-Cầu Hai,
Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội,
T XVII, No2 (2000) 7
[12] Doan Bo, Liana Mc Manus, et all, Primary productivity of phytoplankton in study sea area
of RP-VN JOMSRE-SCS 1996, Proceedings of Scientific Conference on the Philippines - Vietnam Joint Oceanographic and Marine Scientific Research expedition in the South China Sea 1996, Hanoi, 1997
Trang 7Characteristics of distribution and change of primary
productivity in the sea area of the West tonkin bay
Doan Bo
Faculty of Hydro-Meteorology & Oceanography, College of Science, VNU
Overview of present study results on primary productivity in Tonkin Bay shows that:
1 The sea area of the west Tonkin Bay is coastal tropical waters with high primary productivity The mean value of rought primary productivity is about 100±20 mgC/m3/dayin the off-shore and open sea,150±50 mgC/m3/day and sometime over 300 mgC/m3/day in the river mouths and near-shore.The minimum value of primary productivity (40 mgC/m3/day in open sea in the Oct-1959) is about ten times less than its maximum (412 mgC/m3/day in south-west of Coto island in the Aug-2000)
2 The distribution trend of primary productivity in the sea area of west Tonkin Bay decreases from near-shore to off-shore and from north to south The primary productivity in summer is higher than that in winter, and its maximum occurs in the water layer 10-20m depth
