Nghiên cứu thành phần loài, đặc điểm phân bố và nguồn lợi hải miên ở vùng biển ven đảo tại đảo cồn cỏ tỉnh quảng trị

iii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TRẦN VĂN HƯỚNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI, ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ VÀ NGUỒN LỢI HẢI MIÊN Ở VÙNG BIỂN VEN ĐẢO TẠI ĐẢO CỒN CỎ TỈNH QUẢNG TR

iii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

TRẦN VĂN HƯỚNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI, ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ

VÀ NGUỒN LỢI HẢI MIÊN Ở VÙNG BIỂN VEN ĐẢO TẠI

ĐẢO CỒN CỎ TỈNH QUẢNG TRỊ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÒA - 2015

iv

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

TRẦN VĂN HƯỚNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI, ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ

VÀ NGUỒN LỢI HẢI MIÊN Ở VÙNG BIỂN VEN ĐẢO TẠI

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan mọi kết quả của luận văn: “Nghiên cứu thành phần loài, đặc điểm phân bố và nguồn lợi hải miên ở vùng biển ven đảo tại đảo Cồn Cỏ tỉnh Quảng Trị” là công trình nghiên cứu của cá nhân và chưa từng được công bố trong bất

cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này

Hải Phòng, ngày 20 tháng 10 năm 2015

Tác giả

Trần Văn Hướng

iv

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của quý phòng ban trường Đại học Nha Trang, Phòng Nghiên cứu Bảo tồn biển, Viện Nghiên cứu Hải sản, UBND huyện Cồn Cỏ (Quảng Trị), Đồn biên phòng Cửa khẩu cảng Cồn

Cỏ đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi được hoàn thành luận văn Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của TS Nguyễn Khắc Bát và TS Nguyễn Tấn Sỹ đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận văn Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ này

Xin trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm đề tài Độc lập cấp nhà nước: “Khảo sát hiện trạng nguồn lợi hải miên (Porifera) trong hệ sinh thái ven đảo và đánh giá khả năng cung cấp nguồn nguyên liệu cho y dược” và Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Hải sản đã cho phép tôi sử dụng mẫu vật, số liệu để thực hiện nghiên cứu này

Xin chân thành cảm ơn cán bộ trong đoàn công tác là Ths Đinh Thanh Đạt, Ths Nguyễn Văn Hiếu, KS Nguyễn Hữu Thiện, KS Nguyễn Văn Thành đã giúp đỡ

và cùng tôi khảo sát thu thập số liệu và phân tích mẫu hải miên

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hải Phòng, ngày 20 tháng 10 năm 2015

Tác giả luận văn

Trần Văn Hướng

v

MỤC LỤC

Lời cam đoan iii

Lời cảm ơn iv

Mục lục v

Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt viii

Danh mục bảng ix

Danh mục hình x

Trích yếu luận văn xii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 3

1.1.1 Đặc điểm phân loại 3

1.1.2 Nghiên cứu về phân bố sinh thái 4

1.1.3 Nghiên cứu về đặc điểm sinh học 5

1.1.3.1 Đặc điểm hình thái ngoài và cấu tạo trong của hải miên 5

1.1.3.2 Đặc điểm sinh trưởng 7

1.1.3.3 Đặc điểm dinh dưỡng 7

1.1.3.4 Đặc điểm sinh sản 8

1.1.3.5 Vòng đời 8

1.1.4 Vai trò của Hải miên trong Hệ sinh thái 8

1.1.4.1 Tác động của Hải miên tới nền đáy 8

1.1.4.2 Vai trò của hải miên đối với y dược 9

1.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 13

1.3 Một số đặc điểm điều kiện tự nhiên vùng biển Cồn Cỏ, Quảng Trị 14

1.3.1 Vị trí địa lý 14

vi

1.3.2 Địa hình, địa mạo 15

1.3.3 Khí tượng thủy văn 17

1.3.4 Một số đặc điểm và kết quả nghiên cứu đa dạng sinh học và nguồn lợi sinh vật biển Cồn Cỏ 19

Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Thời gian và phạm vi nghiên cứu 21

2.2 Đối tượng nghiên cứu, phân tích đánh giá 21

2.3 Nguồn số liệu sử dụng 23

2.4 Phương pháp nghiên cứu 24

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu, mẫu vật 24

2.4.2 Phương pháp phân tích mẫu và xử lý số liệu 26

2.4.2.1 Phân tích và xử lý số liệu 26

2.4.2.2 Phương pháp xử lý số liệu 28

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 Hiện trạng đa dạng thành phần loài 30

3.1.1 Đa dạng thành phần loài 30

3.1.2 Đặc điểm phân loại 33

3.1.2.1 Hình thái ngoài của một số nhóm loài hải miên thường gặp 33

3.1.2.2 Đăc điểm gai xương và vi xương của một số nhóm loài hải miên thường gặp 34

3.1.3 Một số loài hải miên điển hình 48

3.1.4 Chỉ số tương đồng 48

3.2 Đặc điểm phân bố 49

3.2.1 Phân bố Hải miên theo nền đáy 49

3.2.2 Phân bố Hải miên theo độ sâu 51

vii

3.2.3 Quan hệ giữa điều kiện môi trường với đặc điểm phân bố 52

3.2.4 Mối quan hệ phân bố giữa Hải miên với các hợp phần đáy khác nhau 54

3.2.4.1 Chỉ số tương đồng Bray - Curtis 54

3.2.4.2 Một số đặc điểm đặc trưng của hải miên 56

3.3 Hiện trạng nguồn lợi 58

3.3.1 Mật độ, sinh khối 58

3.3.1.1 Theo đới rạn 58

3.3.1.2 Theo dải độ sâu 59

3.3.2 Trữ lượng tức thời 60

3.4 Đề xuất các giải pháp quản lý bảo tồn nguồn lợi hải miên 60

3.4.1 Giải pháp cơ chế chính sách và hành chính 61

3.4.2 Giải pháp tuyên truyền, giáo dục cộng đồng 61

3.4.3 Giải pháp đào tạo và hợp tác quốc tế 62

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 63

4.1 Kết luận 63

4.2 Khuyến nghị 64

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

A Tài liệu tiếng Việt 65

B Tài liệu tiếng nước ngoài 65

PHỤ LỤC 69

viii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

ĐDSH : Đa dạng sinh học

ĐVPD : Động vật phù du

FAO : Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Liên hợp

quốc (Food and Agriculture Organization of the United Nations)

GPS : Hệ thống định vị toàn cầu

HST : Hệ sinh thái

IUCN : Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (The

International Union for Conservation of Nature) KT-XH : Kinh tế xã hội

NOAA : Cơ quan Khí tượng và Hải dương Hoa Kỳ

(National Oceanic Atmospheric Agency)

UBND : Uỷ ban nhân dân

UNDP : Chương trình phát triển của Liên hợp quốc

(United Nations Development Programme) UNEP : Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (United

Nations Environment Programme) WWF : Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên (World Wide

Fund For Nature)

ix

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Đặc điểm các kiểu cấu trúc cơ thể của hải miên 6Bảng 1 2 Các hoạt chất chống viêm từ Hải miên 10Bảng 1 3 Một số hợp chất liên quan đến kháng sinh và diệt nấm đƣợc chiết xuất từ Hải miên 11

x

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Hải miên thẳng đứng (Amphimedon compressa) 5

Hình 1 2 Hải miên dạng bóng (Ircinia strobilina) 5

Hình 1 3 Hải miên vàng (Cleona celata) 5

Hình 1 4 Các kiểu cấu trúc cơ thể của hải miên 7

Hình 2 1 Vị trí các trạm điều tra, nghiên cứu vùng biển ven đảo Cồn Cỏ 22

Hình 2 2 Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu 23

Hình 2 3 Ghi chép và thu thập số liệu trên khung định lượng 25

Hình 2 4 Cắt lát mẫu và cố định mẫu trên lam kính 27

Hình 2 5 Dụng cụ sử dụng cố định mẫu hải miên sau khi cắt lát 27

Hình 2 6 Soi ảnh vi xương và phân loại hải miên 28

Hình 3 1 Thành phần loài hải miên ven biển đảo Cồn Cỏ 30

Hình 3 2 Số lượng bộ, họ, giống, loài giữa các lớp hải miên ven biển đảo Cồn Cỏ 31

Hình 3 3 Số loài hải miên giữa các bộ tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ 32

Hình 3 4 Thành phần loài hải miên theo họ tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ 33

Hình 3 5 Hình thái và màu sắc của một số loài hải miên thường gặp 34

Hình 3 6 Hình thái một số loài hải miên thuộc giống Haliclona 36

Hình 3 7 Cấu trúc mạng lưới gai xương của hải miên thuộc giống Haliclona 37

Hình 3 8 Hình thái ngoài của loài Rhabdastrella globostellata 38

Hình 3 9 Cấu trúc xương (Skeleton) của nhóm hải miên Ancorinidae 39

Hình 3 10 Gai xương đặc trưng của nhóm hải miên Ancorinidae 39

Hình 3 11 Hình thái của nhóm hải miên Chondrilla sp 40

Hình 3 12 Cấu trúc vi xương (Oxyasters) đặc trưng của nhóm Chrondrilla 41

Hình 3 13 Một số cấu trúc vi xương của hải miên 42

Hình 3 14 Hình thái và cấu trúc xương loài Haliclona (Gellius) cymaeformis 43

xi

Hình 3 15 Hình thái và cấu trúc xương loài Rhabdastrella globostellata 44

Hình 3 16 Hình thái và cấu trúc xương loài Neopetrosia exigua 45

Hình 3 17 Hình thái và cấu trúc xương loài Cinachyrella australiensis 46

Hình 3 18 Hình thái và cấu trúc xương loài Chondrilla mixta 47

Hình 3 19 Phân chia các trạm khảo khảo sát theo vùng địa lý đảo Cồn Cỏ 49

Hình 3 20 Số loài hải miên được xác định tại các khu vực 50

Hình 3 21 Phân bố hải miên theo độ sâu khảo sát 52

Hình 3 22 Kết quả tính chỉ số tương đồng của hải miên tại các trạm nghiên cứu 53

Hình 3 23 Không gian 2 chiều MDS của hải miên tại các trạm nghiên cứu 54

Hình 3 24 Kết quả tính chỉ số tương đồng của phân bố hải miên với các 9 hợp phần đáy 55

Hình 3 25 Không gian 2 chiều MSD của hải miên với 9 hợp phần đáy 56

Hình 3 26 Một số hình ảnh thể hiện dặc trưng của hải miên 57

Hình 3 27 Mật độ và khối lượng tập đoàn hải miên phân theo đới rạn 59

Hình 3 28 Mật độ và khối lượng tập đoàn hải miên phân theo dải độ sâu 60

xii

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Hải miên còn gọi là Bọt biển thuộc ngành đô ̣ng vâ ̣t thân lỗ (Porifera), là động

vâ ̣t đa bào đơn giản và nguyên thủy nhất Hải miên là động vật sống bám trên nền đáy hoặc các giá thể cứng cố định và có khả năng ăn lọc, dị dưỡng Nước được lọc đưa vào bên trong thông qua lỗ hút nước, thức ăn và các chất dinh dưỡng được giữ lại, chất thải đươ ̣c đưa ra ngoài thông qua các lỗ thoát nước

Trên thế giới, nghiên cứu phân loa ̣i hải miên đ ược tiến hành từ cuối thế kỷ 19 Công trình nghiên cứu và hướng dẫn phân loại mới nhất có tính t oàn diện, sắp xếp , chuẩn hóa một cách hệ thống là của Hooper và Van Soest [22] Kết quả cho thấy, hải miên có khoảng 15000 loài (trong đó có khoảng 8000 loài đã được mô tả ) Ở Việt Nam, phân loại Hải miên thực tế còn sơ khai Việc nghiên cứu đánh giá nguồn lợi nhóm Hải miên (Porifera) hoàn toàn mới mẻ Hầu hết các kết quả nghiên cứu tập trung xác định độ phủ của các thành phần sinh vật đáy khác nhau trong hệ sinh thái rạn san

hô trong đó có nhóm hải miên Việc nghiên cứu thành phần loài, phân bố và trữ lượng hải miên cũng chưa được quan tâm đúng mức

Nội dung luận văn: “Nghiên cứu thành phần loài, đặc điểm phân bố và nguồn lợi hải miên ở vùng biển ven đảo tại đảo Cồn Cỏ tỉnh Quảng trị’’ là một bộ phận thuộc đề tài độc lập cấp nhà nước: “Khảo sát hiện trạng nguồn lợi hải miên (Porifera) trong hệ sinh thái ven đảo và đánh giá khả năng cung cấp nguồn nguyên liệu cho y dược" do TS Nguyễn Khắc Bát làm chủ nhiệm Các mục tiêu của luận văn:

(1) Xác định được hiện trạng đa dạng thành phần loài, đặc điểm phân bố, độ phủ, ước tính được trữ lượng một số nhóm loài hải miêm ưu thế tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ; (2) Đánh giá được mối quan hệ tương quan giữa: yếu tố môi trường cơ bản, cấu trúc nền đáy, các sinh vật đáy với sự phân bố thành phần loài hải miên Để hoàn thành mục tiêu đề ra, tác giả đã tiến hành nghiên cứu hiện trạng đa dạng thành phần loài, đặc điểm phân bố và hiện trạng nguồn lợi một số loài hải miên thường gặp tại vùng ven đảo tại đảo Cồn Cỏ góp phần bổ sung thông tin thành phần loài, đặc điển phân bố và trữ lượng hải miên ở Cồn Cỏ

Nghiên cứu hải miên bao gồm khảo sát thành phần loài , mâ ̣t đô ̣, phân bố thành phần loài và trữ lượng nguồn lợi hải miên th eo các dải đô ̣ sâu khác nhau (từ 0 m đến

xiii

21 m nước) trong hê ̣ sinh thái ra ̣n san hô ven đảo được tiến hành theo phương pháp lặn quan sát trực tiếp có sử dụng thiết bị SCUBA và được thực hiện theo qui trình hướng dẫn của English & Baker (1994) có kết hơ ̣p sử du ̣ng khung đi ̣nh lượng Mẫu chuẩn để phân loa ̣i đươ ̣c b ảo quản cố định trong cồn Ethanol 900

, có ghi nhãn thông tin đầy đủ etiket để phân tích trong phòng thí nghiệm Công tác thu và chụp ảnh thêm mẫu xung quanh khu vực khảo sát làm tư liệu bổ sung đa dạng thành phần loài Phân loại hải miên trong phòng thí nghiệm loại dựa trên 2 kiểu dạng mẫu phân tích chính là (1) mẫu gai (đối với các loài có cấu trúc xương) để xác định số lượng và hình thái gai bề mặt hải miên; (2) mẫu cắt lát mô để xác định cấu trúc bộ xương, hệ thống ống dẫn nước và một số cấu trúc khác theo tài liệu của Hooper và Rope (2003)

Kết quả nghiên cứu đã xác định được 115 loài hải miên thuộc 66 giống, 38 họ,

19 bộ thuộc lớp hải miên mềm Demospongiae Hải miên phân bố rộng từ 0 đến 21 m nước nhưng tập trung nhiều nhất ở dải độ sâu 3 m đến 10 m Mật độ phân bố theo đới rạn dao động từ 4,30 - 16,38 tập đoàn/m2

, khối lượng dao động từ 89,57 - 109,24 g/m2 Trữ lượng tức thời hải miên thường gặp toàn vùng biển ven đảo Cồn Cỏ khoảng 276,217 tấn

Từ khóa: Cồn Cỏ, cấu trúc xương, trạm, độ sâu, hải miên, vi xương

1

MỞ ĐẦU

Hải miên tên thường gọi là bọt biển thuộc ngành động vật thân lỗ (Porifera), là động vật đa bào đơn giản và nguyên thủy nhất Chúng được cấu tạo bởi một vài loại tế bào sắp xếp theo các lớp khác nhau Chúng có thể dài 3-4 mm nhưng cũng có những loài có thể đạt tới vài mét chiều dài hoặc vài mét đường kính cơ thể Hải miên là nguyên liệu chế biến bọt biển có nguồn gốc tự nhiên, dùng trong sinh hoạt gia đình, phẫu thuật, công nghiệp và mỹ phẩm Hơn nữa, các chế phẩm chiết xuất từ hải miên được dùng trong y dược để điều trị nhiều bệnh như say nắng, các vết thương, gẫy xương, cổ trướng, đau dạ dày, bệnh truyền nhiễm, các khối u tinh hoàn [21] Tiềm năng ban đầu của hải miên được chứng minh là có số lượng lớn các hợp chất có hoạt tính sinh học được phát hiện như một số loài sinh vật biển khác Hơn 15.000 sản phẩm sinh học được chiết xuất từ các loài sống ở biển đã được thống kê [30], [15],[16],[17]

là bằng chứng cho tiềm năng to lớn của các loài sinh vật sống ở biển

Với vai trò và ý nghĩa như vậy nên việc nghiên cứu về nhóm đối tượng này là rất quan trọng Tuy nhiên trên thế giới, nghiên cứu phân loại Hải miên vẫn còn tồn tại gây tranh cãi Các nhà Hải miên học tin rằng, số lượng loài thực tế còn cao hơn rất nhiều lần số loài đã được phát hiện (15.000 loài) và được mô tả (khoảng 8.000 loài) [22] Ở Việt Nam, công tác phân loại Hải miên thực tế còn rất sơ khai Việc nghiên cứu đánh giá nguồn lợi Hải miên (Porifera) hoàn toàn mới mẻ Hầu hết các kết quả nghiên cứu nguồn lợi và đa dạng sinh học ở các vùng biển đảo trước đây tập trung nghiên cứu xác định độ phủ của các hợp phần sinh vật đáy khác nhau trong hệ sinh thái rạn san hô trong đó có nhóm hải miên Việc nghiên cứu thành phần loài, phân bố

và trữ lượng hải miên cũng chưa được quan tâm đúng mức

Đảo Cồn Cỏ, thuộc tỉnh Quảng Trị là một đảo tiền tiêu có vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội và an ninh - quốc phòng của nước ta Vùng biển xung quanh đảo Cồn Cỏ được đánh giá là một trong những vùng có mức độ đa dạng sinh học cao của vịnh Bắc Bộ Với nguồn lợi sinh vật biển phong phú và đa dạng, vùng biển đảo Cồn Cỏ đã được IUCN đề xuất là 1 trong 16 khu bảo tồn biển Việt Nam Theo Quyết định số 742/QĐ-TTg ngày 26/5/2010 của Chính phủ [4], vùng biển đảo Cồn Cỏ là 1 trong 16 khu bảo tồn biển Việt Nam Để có được danh mục thành

2

phần loài chính xác, chi tiết đặc điểm phân bố và trữ lượng của các loài Hải miên ở

Cồn Cỏ, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thành phần loài, đặc điểm phân bố

và nguồn lợi hải miên ở vùng biển ven đảo tại đảo Cồn Cỏ tỉnh Quảng trị” với mục

tiêu cụ thể sau:

Mục tiêu của luận văn

- Xác định được hiện trạng đa dạng thành phần loài, đặc điểm phân bố, độ phủ, ước tính được trữ lượng một số nhóm loài hải miên ưu thế tại vùng biển ven đảo Cồn

Cỏ

- Đánh giá được mối quan hệ giữa: yếu tố môi trường cơ bản, cấu trúc nền đáy, các sinh vật đáy với sự phân bố thành phần loài hải miên

Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu hiện trạng đa dạng thành phần loài hải miên tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ

- Nghiên cứu đặc điểm phân bố của hải miên

- Phân tích, đánh giá được hiện trạng nguồn lợi một số loài hải miên thường gặp tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ

Ý nghĩa khoa học của luận văn

- Cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà quản lý, các nhà hoạch định chính sách trong việc thiết lập khu bảo tồn biển, nhằm bảo tồn, phục hồi, phát triển và sử dụng hợp lý nguồn lợi sinh vật biển

và phân chia thành 3 lớp: Lớp thân lỗ đá vôi Calcarea, thân lỗ Hexactinellida và lớp thân lỗ mềm Demospongiae Theo Ruppert và Barnes [35], ngành Hải miên thuộc giới

động vật trên thế giới có khoảng 5000 loài sống ở biển và 150 loài sống ở nước ngọt

Cho đến nay , công trình nghiên cứu mới nhất có tính toàn diê ̣n , sắp xếp, chuẩn hóa

mô ̣t cách hê ̣ thống là hướng dẫn phân loa ̣i của Hooper và Van Soest [22] Theo công trình này, hải miên có khoảng 15.000 loài (trong đó có khoảng 8000 loài đã được mô tả) Loại trừ các loài đã tuyệt chủng thuộc lớp Archeocyathid , hải miên được sắp xếp trong 03 lớ p (class) (theo vị trí phân loại trên) Nhưng trong nghiên cứu gần đây của El Hassan Belarbi et al [13] thì hiện nay, trên toàn thế giới có khoảng 15.000 loài hải miên trong đó có 1% sống ở nước ngọt

- Đặc điểm chung của các lớp thân lỗ

+ Lớp Calcarea (Hải miên đá vôi)

Đặc điểm chung: Lớp thân lỗ đá vôi thường có gai nhỏ trên bề mặt cơ thể, các

gai nhỏ này được hình thành từ canxi cacbonac và trên mỗi gai nhỏ có từ 3 đến 4 rãnh riêng biệt Chiều cao cơ thể của lớp này thường nhỏ hơn 10cm và màu sắc cơ thể thường là màu xám, vàng, đỏ tím và thuộc 3 kiểu cấu trúc cơ thể là Ascon, Sycon và

Leucon Chúng phân bố khắp các đại dương nhưng tập trung chủ yếu ở vùng biển

nông ven bờ

Thành phần loài: Gồm 2 phân lớp Calcinea và Carcaronea

4

+ Lớp Demospongiae (Hải miên mềm)

Đặc điểm chung: Cấu trúc cơ thể của lớp thân lỗ mềm chỉ có dạng Leucon được

hình thành từ gai silic, chúng phân bố từ vùng nước nông đến vùng nước sâu Lớp thân

lỗ mềm thường là màu sáng

Thành phần loài: Gồm 5 phân lớp, Monaxonida, Cornacuspongia,

Sclerospongiae, Tetractinomorpha và Ceractinomorpha

Đặc điểm chung: Cơ thể hình cốc đối xứng với gai silic 6 tia, lớp này sống đơn

lẻ từng cá thể Cấu trúc cơ thể chủ yếu là dạng syconoid Chiều cao cơ thể dao động từ

10 - 30cm Màu sắc cơ thể thường có màu xanh xám Chúng phân bố tại vùng biển sâu

trên khắp thế giới từ độ sâu 200 - 1.000m

Thành phần loài: Gồm 2 phân lớp Amphidiscophora và Hexasterophora

1.1.2 Nghiên cứu về phân bố sinh thái

Hải miên phân bố ở khắp các vùng biển trên thế giới, chúng xuất hiện ở tất cả các dải độ sâu, tại các dải ven bờ không bị ô nhiễm Đá, vỏ thân mềm, gỗ chìm trong nước hay vùng rạn san hô là những chất nền tốt để hải miên phát triển Một số loài hải miên có khả năng sống trong vùng đáy cát hay đáy bùn nhưng hầu hết chúng đều ưa sống trong vùng nước nông Tuy nhiên, ở khu vực biển sâu chỉ có các loài thuộc lớp hải miên thủy tinh phân bố, chúng thường không có hình dạng cơ thể nhất định Hải miên thuộc lớp này thường có có cấu trúc cơ thể dạng cốc, dạng tròn lớn và có thể có

dạng bện thừng

Hải miên bắt gặp rất nhiều tại các vùng rạn thuộc khu vực nhiệt đới Hầu hết chúng xuất hiện trong vùng gần bờ, thường phát triển thành các lớp dày hoặc mỏng trên nền đáy cứng Hải miên bám đáy mềm thường có dạng thẳng đứng và kích thước

khá cao để tránh bị vùi lấp do điều kiện môi trường Trong nghiên cứu gần đây của

Ruzicka và Gleason, D F [38] tại khu vực ôn đới, khả năng bắt gặp hải miên nhiều hơn so với các khu vực nhiệt đới nhưng số lượng loài lại ít hơn

5

1.1.3 Nghiên cứu về đặc điểm sinh học

1.1.3.1 Đặc điểm hình thái ngoài và cấu tạo trong của hải miên

a Hình thái ngoài

Hải miên có hình thái ngoài biến đổi khá đa dạng Cơ thể chúng có kích thước

bé bằng hạt gạo nhưng cũng có những loài có thể đạt tới vài mét chiều dài hoặc vài mét đường kính cơ thể Một số loài có hình dạng khá cân xứng nhưng thường thì hải miên không có hình dạng cơ thể nhất định mà chúng phát triển theo hướng thẳng đứng, kết thành khối, phát triển theo dạng cành hoặc có cơ thể rất lớn Màu sắc cơ thể hải miên thường là màu sáng như xanh, vàng, cam, đỏ và tím

Hình 1 1 Hải miên thẳng đứng (Amphimedon compressa) [40]

Hình 1 2 Hải miên dạng bóng (Ircinia strobilina) [40]

Hình 1 3 Hải miên vàng (Cleona celata) [40]

6

b Cấu tạo trong

- Các loại tế bào trong cơ thể: Hải miên là loài có cấu trúc cơ thể rỗng, tổ chức cơ thể

được cấu tạo từ tầng keo (tầng keo được hình thành chủ yếu từ các sợi keo) Phần mặt trong của cơ thể đươc bao bọc bởi tế bào cổ áo Loại tế bào này có dạng hình trụ, hình nón bao bên ngoài sợi roi Khi có dòng chảy thì các roi này có tác dụng chuyển nước vào trong cơ thể hải miên Tất cả các loài hải miên đều có lỗ hút nước, lỗ hút nước đều

có đường dẫn vào bên trong cơ thể thông qua tầng keo Tế bào mô bì dẹt hình thành một lớp vỏ bao bên ngoài cơ thể hải miên phủ bên ngoài tầng keo Các tế bào mô bì dẹt này có tác dụng thực bào các loại thức ăn có kích thước lớn không thể chuyển được vào xoang trung tâm cơ thể thông qua lỗ hút nước

- Cấu trúc cơ thể:

Bảng 1 1 Đặc điểm các kiểu cấu trúc cơ thể của hải miên

Kiểu cấu trúc cơ thể

Hình dạng Hình ống, hình bình

hoa

Hình ống Đa dạng (tùy thuộc

vào nơi sống) Kích thước Đường kính < 1mm Đường kính vài cm đường kính cơ thể lớn Cách thức

luân chuyển

nước trong

cơ thể

Nước từ ngoài đi vào ống dẫn nước trên thành cơ thể đổ trực tiếp vào xoang trung tâm

Nước từ ngoài đi vào ống dẫn nước trên thành cơ thể, qua hốc lõm rồi đổ vào xoang trung tâm

Thành cơ thể dày hơn

và có hệ thống phòng lát phức tạp Nước từ ngoài đi vào ống dẫn nước trên thành cơ thể, qua các phòng lát rồi

đổ vào xoang trung tâm

7

Hình 1 4 Các kiểu cấu trúc cơ thể của hải miên 1 Ascon; 2 Sycon, 3 Leucon [35]

Tế bào biểu mô dẹt Tế bào cổ áo Tầng keo Dòng nước

1.1.3.2 Đặc điểm sinh trưởng

Đặc điểm sinh trưởng của Hải miên biến động theo mùa, mùa hè cao hơn so với mùa đông Theo Barthel [8] giải thích được tốc độ tăng trưởng cao của Hải miên trong mùa hè là do nhiệt độ cao làm tốc độ trao đổi chất trong cơ thể Hải miên tăng Theo Macmuray vào mùa hè thì hải miên có tốc độ tăng trưởng cao hơn so với mùa đông Vào mùa hè, ảnh hưởng của yếu tố sinh thái (nhiệt độ, dòng chảy, độ sâu) và nguồn thức ăn phong phú đã tác động đến tốc đô ̣ sinh trưởng của cơ thể

1.1.3.3 Đặc điểm dinh dưỡng

Hải miên có khả năng ăn lọc, dị dưỡng Môi trường nước tồn ta ̣i các mảnh vụn

có chứa chất dinh dưỡng Khi nước được đưa vào bên trong thông qua lỗ hút nước, tại đây thức ăn và các chất dinh dưỡng được giữ lại, chất thải được đưa ra ngoài thông qua các lỗ thoát nước Dòng nước đi vào bên trong cơ thể Hải miên là do sự vận động của tiêm mao của tế bào cổ áo Các tế bào cổ áo bắt giữ và hấp thu các mảnh thức ăn Thức ăn được hấp thu tại tế bào cồ áo trong vòng 2 giờ [31] Thông thường, các mảnh vụn hữu cơ thường phải có kích thước nhỏ hơn 50µm Tế bào cổ áo có khả năng hấp thụ các mảnh nhỏ hữu cơ có kích thước nhỏ nhất và những mảnh vụn hữu cơ mà Hải miên không sử dụng được thì được thải bỏ ra bên ngoài thông qua lỗ thoát nước

Hải miên là loài không có tính ăn chọn lọc Vi khuẩn, thực vật phù du, các mảnh vụn hữu cơ và các loại thức ăn chưa phân hủy đều có thể là thức ăn cho chúng [32]

8

1.1.3.4 Đặc điểm sinh sản

Một số loài hải miên bắt đầu sinh sản khi chúng được vài tuần tuổi trong khi nhiều loài khác phải vài năm tuổi thì mới thành thục sinh dục [36]

Hải miên có khả năng tái sinh, có thể là do sự hoán đổi của các tế bào của chúng,

và chúng thiếu các mô đặc biệt Hải miên bị thương có thể tái tạo mô và xương để thay thế cho phần bị thương Những khả năng tương tự cho phép một số loài sinh sản vô tính bằng cách phân đoạn Các loài hải miên có thể vỡ ra, trôi đi, sau đó tạo nơi cư trú mới Sự hình thành của chồi nhỏ là một hình thức sinh sản vô tính Hình thức sinh sản này được phổ biến cho hải miên nước ngọt, nhưng hiếm có trong loài sinh vật biển Các chồi nhỏ dày đặc, hình cầu cứng chứa các tế bào di động được bảo vệ bởi sợi keo

và cá gai đặc biệt Trong hải miên nước ngọt, những hình cầu này sống sót qua mùa đông và sau đó tạo thành một bản sao mới trong mùa xuân Đôi khi, hải miên sinh sản hữu tính Khi các kích thích là thích hợp, các tế bào trong các cơ thể hải miên trở thành tinh trùng, được đổ vào trong nước Tinh trùng vào các cơ thể hải miên khác nhau, nơi chúng bị bắt giữ và chuyển sang các tế bào mà sau đó di chuyển qua các mô để gắn vào trứng Trứng đã thụ tinh dễ dàng phát triển thành ấu trùng, một tế bào hình cầu với lông mao ở bên ngoài Ấu trùng cuối cùng thoát ra khỏi và bơi trong một vài giờ trước khi lắng xuống đáy nơi chúng bắt đầu một hải miên mới [36]

1.1.3.5 Vòng đời

Hải miên sống tại khu vực ôn đới sống được ít nhất vài năm, nhưng tại khu vực nhiệt đới và một số loài sống biển sâu có thể sống tới 200 năm Một số loài Hải miên bắt đầu sinh sản khi chúng được vài tuần tuổi trong khi nhiều loài khác phải vài năm tuổi thì mới thành thục sinh dục

1.1.4 Vai trò của Hải miên trong Hệ sinh thái

1.1.4.1 Tác động của Hải miên tới nền đáy

- Ăn mòn sinh học: Hải miên ở dạng đơn bào thường có khả năng ăn mòn sinh

học, ăn mòn các hợp chất đá vôi của san hô ở dạng rắn thành những mảnh nhỏ hơn hoặc có khả năng ăn mòn các mảnh nhỏ này thành các hạt trầm tích [37] Trong hệ sinh thái thì chỉ tiêu để đánh giá mức độ phát triển của san hô là gần như luôn có sự cân bằng giữa sự phát triển của san hô với sự ăn mòn của Hải miên gây ra [20]

1.1.4.2 Vai trò của hải miên đối với y dược

Hải miên có vai trò rất lớn trong cuộc sống như là nguyên liệu chế biến bọt biển

có nguồn gốc tự nhiên, dùng trong sinh hoạt gia đình, phẫu thuật, công nghiệp và mỹ phẩm Ngày nay hơn 15.000 sản phẩm khác nhau được tạo ra nhờ Hải miên và trong những năm gần đây hàng trăm hợp chất mới được phát hiện [15,16,17] Hầu hết các hợp chất hoạt tính sinh học từ Hải miên có thể được phân loại như các hợp chất kháng viêm, kháng u, ức chế miễn dịch, ức chế thần kinh, kháng virus, chống sốt rét, kháng sinh, chống nhiễm trùng Các sản phẩm hóa học từ hải miên rất đa dạng Ngoài ra, với các nucleotit bất thường, các loại tecpen có hoạt tính sinh học, sterol, các chuỗi cyclic pép tít, các hợp chất từ an - kan, axit béo, peroxit và các dẫn xuất của axit amin (thường là các dẫn xuất halogen) đã được chiết xuất từ Hải miên

 Chiết xuất thuốc chống viêm

Hải miên được chứng minh là một loài có chứa các hợp chất kháng viêm (bảng 1) Manoalide là một trong những sesterterpenoids đầu tiên được phân lập từ hải miên (Laffariella variabilis) và chiết xuất ra thuốc kháng sinh [12]

- Cơ chế: Dựa vào hiện tượng ức chế sự phóng thích các axit arachidonic gây viêm từ phospholipid màng tế bào [19], nếu nồng độ axit arachidonic tăng lên, trong nội bào sẽ điều chỉnh tổng hợp các hợp chất gây viêm trung gian như protaglandin và leukotrienes, từ đó gây hiện tương viêm nhiễm

Tác dụng của thuốc phospholipase A2 không chỉ biết đến từ hợp chất Manoalide (IC50=3,9μM) từ loài hải miên thuộc bộ Dictyoceratida có tên Luffariella

variabilis mà còn từ hợp chất topsentin thuộc nhóm hợp chất bis-indolealknloid [23]

Hợp chất này kháng viêm giảm đau rất cao Hiện nó đang được thử nghiệm lâm sàng trên pha 1 Mặc dù chưa có mặt trên thị trường thuốc nhưng nó được coi là một chất

10

chuẩn trong việc kìm hãm PLA2 Tuy nhiên cơ chế ảnh hưởng của chúng đến quá trình viêm là khác nhau Hải miên có chiết xuất terpenoid có tác dụng ức chế enzym lipoxygenase một loại enzym xúc tác các phản ứng gây viêm Các sản phẩm của hải miên có tác dụng kháng viêm là các chất gây ức chế chọn lọc như các chất ức chế enzym gây bệnh vảy nến hay bệnh thấp khớp Các loại thuốc kháng viêm không chứa gốc steroid thường gây thêm nhiều tác dụng phụ như nguy cơ xuất huyết tiêu hóa và biến chứng thận [11] (bảng 1.2)

Bảng 1 2 Các hoạt chất chống viêm từ Hải miên [11]

Hợp chất Lớp hợp chất Loài/bộ Hoạt tính Tài liệu

tham khảo

Manoalide Cyclohexane

sesterterpenoid

Luffariella variabilis / Dictyoceratida

Chất ức chế phospholipase A2

Bennet, 1987

Dysidotronic axit Drimane

sesquiterpenoid

Dysidea sp / Dendroceratida

chất ức chế phospholipase A2

chất ức chế phospholipase A2

Petrosaspongia nigra / Dictyoceratida

chất ức chế phospholipase A2

Randazzo 1998a

Spongidines AD Pyridinium

alkaloid

spongia sp / Dictyoceratida

chất ức chế phospholipase A2

chất ức chế phospholipase A2

Jacobs 1994

Scalaradial Scalarane Cacospongia chất ức chế De Carvalho

Fasciospongia hang / Dictyoceratida

chất ức chế phospholipase A2

Garcia Pastor 1999

Jaspaquinol Diterpene

benzenoid

Jaspis splendens / Astrophorida

chất ức chế Lipoxygenaza

Chất ức chế Lipoxygenaza Carroll 2001

 Chiết xuất hợp chất kháng sinh và diệt nấm

Trong thời gian gần đây, nhiều nghiên cứu về kháng sinh đã được thực hiện và phát hiện nhiều hợp chất tạo kháng sinh cho cơ thể, trong đó hợp chất tách chiết từ Hải miên chiếm tỷ lệ đáng kể (Bảng 1.3) Theo Burkholder & Ruetzler [9], 18 loài trong tổng số 31 loài hải miên đưa vào nghiên cứu có khả năng chống vi trùng và có một số phản ứng mạnh lại một loạt các vi khuẩn gram dương và gram âm Hợp chất

arenosclerins A-C được tách chiết từ loài Arenosclera brasiliensis đã có phản ứng

kháng sinh trên 12 loài vi rút phân lập từ bệnh viện [39]

Bảng 1 3 Một số hợp chất liên quan đến kháng sinh và diệt nấm được chiết xuất

từ Hải miên [38]

Hợp chất Thuộc loại hợp

chất Loài/bộ Hải miên

Kiểu tác dụng

Tài liệu tham khảo

Discodermins B,

C, and D Cyclic peptide

Discodermia kiiensis/ Lithistida Diệt khuẩn Matsunaga

et al., 1985 Topsentiasterol Sulfated sterol Topsentia Diệt Fusetani et

12

nấm (D and E)

al., 1994

Arenosclerins A,

B, & C Alkylpiperidine

Arenosclera brasiliensis/Haplosclerida

Diệt khuẩn Torres et

al., 2002

Axinellamines

B-D

azoloimidazole alkaloid

Oceanapia phillipensis/

Oxazole-Leucascandra caveolata/

13

1.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Năm 1898, Lindgren [29] đã ghi nhâ ̣n 20 loài hải miên ở vùng biển Nha Trang nhưng không có loài nào thuô ̣c nhóm hải miên đào đ áy (excavating sponge) Đến năm

1952, trong báo cáo khu hê ̣ đô ̣ng vâ ̣t đáy ở vùng biển Đông Dương , Dawydoff đã thống kê la ̣i 20 loài mà Lindgren ghi nhận Năm 1961 [28], Lévi công bố thành phần

28 loài của khu hệ hải miên ở Việt Nam , đây là công trình đầu tiên báo cáo riêng về đối tươ ̣ng hải miên ở vùng biển Viê ̣t Nam

Năm 1984, trong chuyến khảo sát của tàu nghiên cứu RV «Odissey» ở vùng biển sâu xa bờ Viê ̣t nam , Oleg P Poltarukha, nhà khoa học thuộc Viện Hà n Lâm khoa ho ̣c Nga đã bắt gă ̣p các mẫu vâ ̣t hải miên ở đô ̣ sâu 450-500 m (Oleg P Poltarukha, 2010)

Đó là các loài Scalpellum stearnsii var inerme, Arcoscalpellum sociabile sociabile và

Rostratoverruca intexta Cùng ở vùng biển sâu miề n Trung và biển sâu xa bờ , trong chương trình điều tra nguồn lợi san hô đỏ , Lê Doãn Dũng đã ghi nhâ ̣n 3 loài hải miên thuô ̣c ho ̣ Clathrinidae ở đô ̣ sâu 200-350 m Tuy nhiên, số mẫu thu được rất ít , tần suất bắt gă ̣p thấp cho thấy mức đô ̣ phong phú của hải miên ở vùng biển sâu xa bờ Viê ̣t Nam không cao

Tại Việt Nam có tác giả Thái Trần Bái [5] nêu lên những đặc điểm chung của ngành động vật thân lỗ nói chung và những hiểu biết về vai trò và tác dụng cuả loài động vật này đối với hệ sinh thái tại Việt Nam nhưng chưa được nghiên cứu một cách

Công trình nghiên cứu đa dạng sinh học hải miên gần đây nhất đã được thực hiện bởi các nhà khoa học người Ý và Viện sinh thái tài nguyên sinh vật trong khuôn khổ hợp tác triển khai chương trình “Hợp tác khoa học công nghệ (2002-2005): Nghiên cứu đa dạng sinh học và bảo tồn ven biển Việt Nam” đã khảo sát đa dạng sinh học hải miên ở hồ trong hang động và vùng ven đảo Vịnh Hạ Long Kết quả nghiên cứu được

14

đã bắt gặp 63 loài hải miên mềm Trong số 46 loài bắt gặp ở hồ trong hang động, có 23 loài không bắt gặp ở các hệ sinh thái biển bên ngoài thuộc vùng Vịnh Hạ Long Kết quả nghiên cứu đã bổ sung thêm 12 loài lần đầu tiên được ghi nhận tại Việt Nam [7]

Theo nghiên cứu của Châu Văn Minh và các cộng sự (2007) [1] trong đề tài

Nghiên cứu thành phần phần hóa học của loài hải miên Xestospongia testudinaria thu

thập tại Việt Nam, kết quả đã phân lập được 8 hợp chất là saringosterol (1), 5,8 - epidioxycholest -6-en-3-ol (2), cholest-7-en-3-one (3), cholesterol (4), thymidine (5), thymine (6), batilol (7) và chimyl alcohol (8) từ cặn chiết metatnol của loài hải miên

Xestospongia testudinaria

Nhận xét chung

Trên thế giới, Hải miên là đối tượng được nghiên cứu khá lâu Đã có nhiều nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh sản và nuôi những loài Hải miên có giá trị trong lĩnh vực y học và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác của đời sống Tuy nhiên, tại Việt Nam đối tượng này còn rất mới và hầu như chưa có một nguồn tài liệu chính thống nào nêu lên đặc điểm sinh học, sinh sản phân bố của chúng trong vùng biển Việt Nam

Đã có khá nhiều chương trình nghiên cứu về đa dạng sinh học và nguồn lợi hệ sinh thái rạn san hô của nhiều cơ quan đơn vị khác nhau như Viện Hải dương học, Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Nghiên cứu Hải sản, các dự án của WWF, DANIDA, IUCN… Nhưng hải miên rất hạn chế được đề cập đến như các đối tượng hải sản khác về các thành phần loài, phân bố, trữ lượng, cũng như đặc điểm sinh học Hải miên chỉ được biết đến là một hợp phần đáy, là một nhóm chỉ thị trong việc đánh giá sức khỏe hệ sinh thái rạn san hô Do vậy, việc nghiên cứu này góp phần mô tả chi tiết danh mục thành phần loài, đánh giá trữ lượng, đặc điểm sinh học, mối quan hệ sinh thái sẽ là thông tin nền quan trọng cho việc nghiên cứu sâu hơn trong tương lai, đặc biệt là việc chiết xuất các hợp chất tự nhiên phục vụ cho y dược

1.3 Một số đặc điểm điều kiện tự nhiên vùng biển Cồn Cỏ, Quảng Trị

1.3.1 Vị trí địa lý

Đảo Cồn Cỏ có tọa độ địa lý: 17008’15” - 17010’05” vĩ độ Bắc; 107019’50” -

107012’40” kinh độ Đông, đảo có diện tích khoảng 4km2

(tính đến mức 0 hải đồ)

Cồn Cỏ nằm gần các tuyến đường hàng hải trọng yếu Quốc gia và Quốc tế như: tuyến Hải Phòng - TP Hồ Chí Minh - Singapore; Hải Phòng - Manila (Philippin); Hải Phòng - Đà Nẵng; Đà Nẵng - Bến Thủy; Hải Phòng - Vladivostoc (Nga)… Do đó, Cồn

Cỏ có vai trò quan trọng là trực tiếp góp phần đảm bảo và thúc đẩy hoạt động lưu thông của các tuyến giao thông đường biển quan trọng

Với vị trí địa lý không quá xa bờ, Cồn Cỏ có lợi thế trong gắn kết, thúc đẩy phát triển ngành kinh tế du lịch của Quảng Trị nói riêng cũng như của vùng trọng điểm du lịch miền Trung nói chung Với sự phong phú về cảnh quan cả trên cạn lẫn dưới biển, Cồn Cỏ là điểm du lịch sinh thái biển - rừng tạo thêm sức hút cho du lịch Quảng Trị

Do vị trí chiến lược và các điều kiện địa lý - kinh tế, Cồn Cỏ là một trong những đảo được xếp vào hệ thống các đảo tiền tiêu trên vùng biển Việt Nam Trên đảo có thể lập những căn cứ kiểm soát vùng biển, vùng trời, kiểm tra hoạt động của tàu thuyền, đảm bảo anh ninh quốc phòng, phát triển kinh tế, bảo vệ chủ quyền và toàn vẹn lãnh thổ trên cả đất liền, vùng trời và vùng biển [3]

1.3.2 Địa hình, địa mạo

 Đặc điểm địa hình:

Đảo Cồn Cỏ được hình thành do kết quả phun trào của hoạt động núi lửa, tạo nên địa hình vòm thoải, cao ở giữa và thấp dần ra xung quanh đảo Từ đặc điểm kiến tạo

có thể thấy ở Cồn Cỏ những dạng địa hình chính sau đây:

+ Dạng địa hình thoải, tương đối bằng: là dạng địa hình tương đối cơ bản của đảo, phần lớn có độ dốc dưới 80 Độ cao bình quân của dạng địa hình này so với mực nước biển là 5 - 10 m Đây là dạng địa hình thuận lợi để bố trí các khu dân cư, tổ chức các hoạt động kinh tế sản xuất và xây dựng các công trình phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế - đời sống và an ninh quốc phòng

16

+ Dạng địa hình đồi thấp: dạng địa hình này tập trung chủ yếu ở khu vực đồi 63 gần trung tâm đảo và khu vực Đài tưởng niệm (đồi 37) Khu đồi 63 (có độ cao 63 m, cao nhất đảo) được coi là chóp của núi lửa, có sườn dốc nhất của đảo (20 - 250

) Khu Đài tưởng niệm là dải đồi yên ngựa với 2 điểm cao 36 và 37 m Độ dốc sườn đồi từ 10

- 150 đến trên 200

+ Dạng địa hình dải thềm biển: có bề mặt khá bằng phẳng, có nơi mở rộng đến

200 m Dải thềm này phân bố chủ yếu ở phía Đông và Đông Nam đảo với độ cao từ 4

- 7 m

+ Dạng địa hình bãi biển: đây là dạng địa hình ít gặp ở đảo Cồn Cỏ Chiều rộng của bãi thường không quá 20 m được cấu thành bởi nền vụn san hô, đá cục xen lẫn đá tảng Phân bố của các bãi này tập trung chủ yếu ở bến Hà Đông, bến Nghè và bến Tranh (phía Đông, Đông Nam và Nam đảo) Những bãi này nếu được đầu tư cải tạo có thể sử dụng làm bãi tắm cho hoạt động du lịch - nghỉ dưỡng

+ Ngoài những dạng địa hình đã nêu, trên đảo còn có dạng địa hình bờ mài mòn khá phổ biến quanh đảo (gồm các bờ mài mòn trên trầm tích vụn bở, trên đá gốc Neogen và trên lớp đá bazan) Những bờ mài mòn này có thể coi như chứng tích kiến tạo của tự nhiên, góp phần làm phong phú thêm cảnh quan của đảo và tạo ra sức hút cho các hoạt động du lịch sinh thái [2]

 Đặc điểm địa chất

+ Lớp đá phun trào bazan: Phân bố cả trên cạn lẫn dưới nước ven bờ với bề dày lớp thay đổi từ 1,4 - 4,8 m Thành phần là đá phun trào bazan với chỉ tiêu cơ lý như sau: độ ẩm tự nhiên 3,2%, khối lượng thể tích 2,04 g/cm2, khối lượng riêng 2,5 g/cm2, cường độ nén phá hỏng 2,18 kg/cm2

+ Lớp cát sạn: phân bố rộng, bề dày từ 1 - 5,2 m Thành phần chủ yếu là cát sạn lẫn đá và san hô, trạng thái chặt bão hòa nước Phân tích các chỉ tiêu cơ lý cho thấy: Thành phần hạt: trên 5 mm - 22,1%, 5 - 2 mm - 24,4%, từ 2 - 0,24 mm - 42,3%, từ 0,25 - 0,01 mm - 13,5% và dưới 0,01 mm - dưới 0,005 mm chiếm 1,7% Chỉ tiêu khác:

độ ẩm tự nhiên 17,8%, khối lượng thể tích 13,6 g/cm2, khối lượng riêng 2,81 g/cm2

, dung trọng chặt 1,69 g/cm2, áp lực tính toán quy ước 3,5 kg/cm2

[2]

ở Cồn Cỏ như sau:

+ Chế độ nhiệt: Nền nhiệt bình quân trong năm là 25,30C, tuy nhiên biến động nhiệt độ giữa các tháng trong năm không lớn Thấp nhất là 23,40C vào những tháng mùa đông và cao nhất là 27,90C vào các tháng mùa hạ

+ Chế độ ẩm: Lượng mưa bình quân trong năm khá cao 2.278 mm Lượng mưa

tập trung cao nhất từ tháng 8 đến tháng 1 năm sau (chiếm 73,6% lượng mưa cả năm) Các tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 9, 10 và 11 với lượng mưa trung bình đạt khoảng 500 mm Với lượng mưa khá dồi dào và kéo dài hơn so với vùng đồng bằng Quảng Trị, nếu các hộ dân và những người sống trên đảo có giải pháp giữ nước thì đây

sẽ là nguồn nước quan trọng cho sinh hoạt và sản xuất trên đảo trong mùa khô, góp phần khắc phục tình trạng thiếu nước ngọt trên đảo

Ở Cồn Cỏ lượng bốc hơi thấp, tổng lượng bốc hơi bình quân trong năm xấp xỉ 1.013 mm chỉ bằng khoảng 44,5% lượng mưa Tuy nhiên, có thời kỳ lượng bốc hơi cao hơn lượng mưa (tháng 5, 6, 7), đây là thời gian khô hạn trên đảo, trong đó tháng 7 với lượng bốc hơi vượt lượng mưa gần 2,1 lần Với chế độ mưa và lượng bốc hơi như trên, độ ẩm không khí của đảo khá tốt, bình quân trong năm 85%

+ Chế độ gió: Tốc độ gió trung bình trong năm ở đảo Cồn Cỏ đạt 3,9 m/s, lớn

hơn gió ở Côn Đảo (2,6 m/s) và Cồn Cỏ (2,9 m/s) Tốc độ gió nhỏ nhất là 2,7 m/s (tháng 4, 5), gió mạnh nhất ở các tháng 10 - 12 (4,6 - 5,3 m/s) Các hướng gió chính là hướng Đông Bắc, Tây Bắc, Tây - Tây Bắc, Bắc và gió Tây Nam Tuy nhiên chế độ gió trên đảo cũng tạo yếu tố thuận lợi để có thể khai thác điện năng từ gió

+ Một số đặc điểm thời tiết khác ở Cồn Cỏ

 Bão: Cồn Cỏ chịu ảnh hưởng của chế độ bão miền Trung, là nơi hàng năm

phải hứng chịu nhiều cơn bão Mùa bão thường trùng với thời kỳ mưa lớn tập trung và

18

kèm theo gió mạnh Với chế độ bão miền Trung, vị trí của Cồn Cỏ càng đặc biệt quan trọng vì có thể trở thành nơi trú đậu, tránh gió bão an toàn cho tàu thuyền trên biển vào những lúc thời tiết khắc nghiệt

 Sương mù: Sương mù thường xuất hiện từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, trung

bình mỗi năm có từ 22 - 24 ngày có sương mù, mỗi tháng có từ 1 - 4 ngày có sương

mù

 Dông tố: Trung bình có 4 - 6 ngày dông/1 tháng Tuy nhiên, các tháng 12 và

tháng 1 không thấy xuất hiện dông

 Mây và nắng: Lượng mây ở Cồn Cỏ trung bình 7,4/10 bầu trời Số giờ nắng

hơn 1.900 giờ/năm và số ngày nắng trên 200 ngày/1 năm Đây là yếu tố thuận lợi cho việc ứng dụng điện mặt trời

+ Chế độ thủy triều: Cồn Cỏ nằm trong khu vực biển có chế độ bán nhật triều

không đều và có mực nước thủy triều không lớn: mực triều trung bình năm là 0,76m; lúc triều cường là 0,9 - 1,2m và lúc ròng là 0,3 - 0,6m Thời kỳ nước triều mạnh từ tháng 9 đến hết tháng 1 năm sau, mạnh nhất là tháng 10, 11 (lúc triều cực đại có thể lên tới 1,4m) Thời kỳ triều nhỏ nhất khoảng các tháng 5, 6 và 7, vào giai đoạn này lúc triều cường nhất đạt< 1m và triều ròng nhất 0,1m

+ Đặc điểm sóng: Sóng ở Cồn Cỏ khá lớn và có 3 hướng thịnh hành Từ tháng 9

đến tháng 3 năm sau, hướng sóng thịnh hành là Đông Bắc; các tháng 4 - 6, sóng thịnh hành theo hướng Đông Nam và các tháng 7, 8 sóng thịnh hành là hướng Tây Nam Độ cao trung bình của sóng là 0,7 - 0,9m, cao nhất có thể tới 3 - 3,5m Trong dông và bão, sóng ở vùng biển Cồn Cỏ rất lớn, độ cao tới 6 - 7m, đặc biệt thời điểm cực đại trong bão (9/1979) độ cao sóng lên tới 9m

+ Đặc điểm dòng chảy: Vùng biển Cồn Cỏ nằm trong khu vực có dòng chảy

tương đối mạnh và hướng dòng chảy thay đổi theo mùa Các tháng 6 - 8 hướng chảy Đông Nam - Tây Bắc, tốc độ trung bình 0,6 hải lý/giờ Những tháng còn lại dòng chảy

có hướng Tây Bắc - Đông Nam với tốc độ trung bình 0,5 - 1,0 hải lý/giờ [2]

19

1.3.4 Một số đặc điểm và kết quả nghiên cứu đa dạng sinh học và nguồn lợi sinh vật biển Cồn Cỏ

Công tác điều tra nghiên cứu đa dạng sinh học và nguồn lợi sinh vật biển Cồn

Cỏ được tiến hành chủ yếu từ năm 1996 trở lại đây Trong các năm 1996 - 1997, Viện Địa lý Hà Nội và Phân viện Hải dương học Hải Phòng thuộc Viện Khoa học& Công nghệ Việt Nam đã tiến hành triển khai 3 đợt thực địa điều tra khảo sát Cồn Cỏ với nhiều chuyên ngành khác nhau nhằm xây dựng sơ đồ quy hoạch tổng thể Cồn Cỏ, kế hoạch di dân ra đảo, phát triển KT - XH và đảm bảo an ninh quốc phòng (Viện Địa lý, 1997) Năm 1999, nghiên cứu cơ sở khoa học để xây dựng “Luận chứng khoa học kỹ thuật thiết lập và quản lý KBTB Cồn Cỏ” Từ năm 2005 đến 2007, đề tài “Cá rạn - dốc thềm lục địa” khi nghiên cứu về cấu trúc RSH Cồn Cỏ đã cho biết không có sự thay đổi trong cấu trúc rạn RSH Cồn Cỏ bao gồm 3 đới mặt bằng rạn, dốc rạn và chân rạn với các thành phần loài SHC và sinh vật sống đặc trưng của mỗi đới (Đỗ Văn Khương, 2008) [2]

Kết quả khảo sát của đề tài KC.09.04/06-10 cho thấy đa dạng sinh học (ĐDSH)

các hệ sinh thái (HST) biển xung quanh đảo Cồn Cỏ khá cao so với các đảo khác trong vịnh Bắc Bộ Có tổng số 164 loài thực vật phù du (TVPD) thuộc 3 ngành tảo: ngành

tảo silic (Bacillariophyta), tảo giáp (Pyrrophyta) và tảo lam (Cyanophyta); 67 loài

động vật phù du (ĐVPD) thuộc 3 nhóm chính nhóm giáp xác chân chèo (Copepoda)

có 48 loài (chiếm 71,6%); nhóm giáp xác râu ngành (Cladocera) có 3 loài (chiếm 4,5%); nhóm giáp xác có vỏ (Ostracoda) có 3 loài (chiếm 4,5%); 52 loài rong biển thuộc 3 ngành: ngành rong nâu (Phaeophyta) có 15 loài thuộc 6 họ (chiếm 28,85% về tổng số loài), ngành rong đỏ (Rhodophyta) có 26 loài thuộc 11 họ (chiếm 50%) và ngành rong lục (Chlorophyta) có 11 loài thuộc 7 họ (chiếm 21,15%); 135 loài động vật đáy cỡ lớn thuộc 51 họ thuộc ngành thân mềm (Mollusca) chiếm ưu thế trong cấu trúc động vật đáy của đảo với 99 loài thuộc 37 họ (chiếm 73,3% tổng số loài ĐVĐ); tiếp đến là ngành chân khớp (Arthropoda) (hầu hết là lớp giáp xác) có 24 loài thuộc 6 họ (chiếm 17,8%); ngành da gai (Echinodermata) có 12 loài thuộc 8 họ (chiếm 8,9%) Đặc biệt có 44 loài có giá trị kinh tế, 5 loài quý hiếm có nguy cơ đe doạ ở mức lớn và rất lớn; 90 loài cá rạn thuộc 48 giống và 25 họ thì có 43 loài có giá trị kinh tế, 2 loài có nguy cơ đe doạ ở mức lớn; và 114 loài san hô cứng thuộc 42 giống và 14 họ thì có 10

20

loài có nguy cơ đe doạ lớn và rất lớn được xác định phân bố xung quanh đảo Cồn Cỏ [3]

Nhận xét chung: Các kết quả nghiên cứu tại đảo Cồn Cỏ từ trước tới nay chủ

yếu tập trung nghiên cứu về đa dạng sinh học với những đối tượng cỡ lớn như cá rạn, giáp xác, da gai, ĐVPD, TVPD và những loài có giá trị kinh tế trực tiếp Chưa có một bất kỳ nghiên cứu riêng biệt về hải miên cũng như vai trò của hải miên đối với đời sống con người Vì vậy, khoảng trống sự hiểu biết về thành phần loài hải miên, đặc điểm phân loại, phân bố và vai trò của hải miên vẫn chưa được biết đến Đây là vấn đề được đề cập và nghiên cứu của luận văn

21

Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Thời gian và phạm vi nghiên cứu

 Thời gian nghiên cứu

- Thời gian nghiên cứu, khảo sát ngoài thực địa: 02 chuyến khảo sát thực địa ven biển Cồn Cỏ vào tháng 5/2013 và tháng 10/2014

- Thời gian nghiên cứu, phân tích, đánh giá trong phòng thí nghiệm: từ tháng 11/2013 đến tháng 3/2014

 Phạm vị nghiên cứu ngoài thực địa

Phạm vi nghiên cứu từ vùng triều ven bờ đến độ sâu khoảng 20m nước so với mực nước 0m hải đồ Tiến hành khảo sát 1 đợt/năm x 2 năm (khảo sát đợt 1 vào tháng 5/2013 và khảo sát đợt 2 lặp lại vào tháng 10/2014) Khảo sát 21 trạm đại diện cho các vùng sinh thái ven đảo để đánh giá tốt nhất các chỉ tiêu nghiên cứu Các trạm khảo sát được xác định vị trí bằng định vị toàn cầu GPS và được thực hiện lặp lại 2 lần trong hai năm (hình 2.1) Mỗi trạm tiến hành khảo sát ghi nhận thành phần loài, độ phủ hải miên và đặc điểm phân bố

2.2 Đối tượng nghiên cứu, phân tích đánh giá

- Nghiên cứu hiện trạng đa dạng thành phần loài, đặc điểm phân loại, độ phủ, chỉ số tương đồng

- Nghiên cứu đặc điểm phân bố: Phân bố theo nền đáy, phân bố theo độ sâu, mối quan hệ giữa: điều kiện môi trường cơ bản với đặc điểm phân bố hải miên và mối quan hệ phân bố hải miên với các sinh vật khác

- Phân tích hiện trạng nguồn lợi một số loài thường gặp: mật độ sinh khối theo nền đáy, theo độ sâu và trữ lượng tức thời một số loài hải miên ưu thế tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ

22

Hình 2 1 Vị trí các trạm điều tra, nghiên cứu vùng biển ven đảo Cồn Cỏ

23

Hình 2 2 Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu

2.3 Nguồn số liệu sử dụng

Số liệu thu thập, phân tích, sử dụng từ 02 chuyến điều tra; khảo sát tháng

5/2013 và tháng 10/2014 của đề tài: “Khảo sát hiện trạng nguồn lợi hải miên trong

Nghiên cứu đặc điểm thành phần loài, phân bố và nguồn lợi Hải miên ở biển ven đảo Cồn Cỏ, Quảng Trị

Điều tra, nghiên cứu

Trữ lượng nguồn lợi tức thời

- Đánh giá hiện trạng đa dạng TP loài, phân bố, độ phủ, trữ lượng nguồn lợi

- Đề xuất các giải pháp quản lý bảo tồn nguồn lợi hải miên

Đặc điểm phân

bố Hải miên theo nền đáy

Đặc điểm phân

bố Hải miên theo

độ sâu

MQH điều kiện môi trường

cơ bản với đặc điểm phân

bố hải miên

MQH phân

bố hải miên với các sinh vật

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu, mẫu vật

 Thiết kế hệ thống điểm điều tra thu mẫu:

Hệ thống điểm điều tra và thu mẫu hải miên được thiết kế đại diện cho cả vùng rạn san hô và vùng ven đảo Để đảm bảo thu thập mẫu vật và đánh giá nguồn lợi hải miên được chính xác, hệ thống điểm điều tra thu mẫu được thiết kế theo:

- Điều tra theo mặt rộng: Đánh giá phạm vi phân bố theo mặt rộng và mức độ

đa dạng thành phần loài của vùng điều tra ở các mức thủy triều (triều cao, triều giữa, triều thấp và dưới triều) Việc xác định giới hạn vùng triều dựa vào lịch thuỷ triều năm

2013 và 2014 theo từng địa điểm nghiên cứu

- Điều tra theo mặt cắt: Đánh giá thành phần loài, phân bố, sinh lượng, trữ lượng theo các dây mặt cắt Trên mỗi trạm khảo sát tiến hành đánh giá độ phủ hải miên bằng khung định lượng có diện tích 1 m2 (kích thước 01x01m) tại 04 vị trí khác nhau (ở các điểm 0 m; 25 m; 50 m; 75 m) của dây mặt cắt đó Tọa độ, vị trí các mặt cắt tại mỗi khu vực khảo sát được xác định bằng máy định vị vệ tinh GPS và cố định đảm bảo tính lặp lại theo không gian và thời gian trong suốt quá trình nghiên cứu của đề tài

 Phương pháp khảo sát, thu mẫu

Thu mẫu hải miên vùng dưới triều dựa theo tài liệu hướng dẫn của English, Wilkinson & Baker [14] bằng lặn có khí tài SCUBA kết hợp với sử dụng khung định lượng Mặt cắt khảo sát được dải song song với đới bờ, đảm bảo duy trì trên đới độ sâu

+ Thu mẫu định tính: Thu mẫu đa dạng thành phần loài hải miên được thực hiện dọc theo dây mặt cắt và mở rộng sang hai bên dây mặt cắt để đánh giá tối đa mức độ

đa dạng thành phần loài

+ Các mẫu vật hải miên được thu trực tiếp dưới nước trong quá trình khảo sát,

mẫu được thu vào trong lọ nhựa (gắn mã ký hiệu loài) có chứa nước biển để làm thay đổi ít nhất về hình thái và màu sắc của mẫu vật Mẫu hải miên sau đó được chụp ảnh,

bỏ nước biển và được cố định bằng dung dịch cồn 90% và đưa về phân tích xác định loài tại phòng thí nghiệm

Hình 2 3 Ghi chép và thu thập số liệu trên khung định lượng

26

 Phương pháp xác định diện tích phân bố

Diện tích rạn san hô được xác định bằng phương pháp kéo Manta-tow theo quy trình hướng dẫn của Kenchington và kết hợp dùng máy định vị vệ tinh GPS để ghi tọa

độ trong quá trình khảo sát Đường kéo Manta tow dọc theo vùng chân rạn để thu thập

số liệu các điểm toạ độ chân rạn san hô bằng máy định vị vệ tinh GPS Các điểm tọa

độ được ghi nhận ngoài thực địa trên máy GPS sẽ được nhập vào bản đồ nền số hóa MapInfor tại các khu vực nghiên cứu, sử dụng các trình tiện ích của phần mềm MapInfor 10.0 để ước tính diện tích rạn san hô cũng như các vùng sinh thái khác đến

độ sâu 20m nước Ngoài ra, các điểm bấm GPS được kiểm chứng đo đạc ngoài thực

địa nhằm giảm thiểu sai số trong quá trình tính toán

2.4.2 Phương pháp phân tích mẫu và xử lý số liệu

2.4.2.1 Phân tích và xử lý số liệu

 Phương pháp phân loại loài

Ngoài hiện trường: Phân loại những loài hải miên bằng phương pháp hình thái

so sánh (hình thái ngoài), theo mô tả của Hooper và Rope [22] Các kết quả nghiên cứu ngoài hiện trường được kiểm tra và phân tích lại dựa trên ảnh chụp và quay phim trực tiếp dưới nước chi tiết và ghi chép các thông tin cần thiết như đặc tính phân bố, tập tính sinh thái, đặc điểm bề mặt mẫu, màu sắc mẫu… để phục vụ cho việc định loại chính xác hơn Tuy nhiên, nhiều mẫu hải miên có thể bị biến đổi về màu sắc và hình thái sau khi lựa chọn, bảo quản và định loại, cho nên việc sử dụng hình ảnh màu và phân loại ngay khi mẫu còn tươi sẽ cho kết quả chính xác hơn

Trong phòng thí nghiệm: Quá trình cắt lát mô hải miên thường phức tạp hơn, có

sử dụng các thiết bị vi phẫu, kĩ thuật cắt lát, và thực hiện theo đúng quy trình của Hooper và Rope [22] Kĩ thuật cụ thể được mô tả như sau:

Làm sạch mẫu, cắt lát: Mẫu cố định trong dung dịch cồn được lấy ra, rửa sạch

bằng hoạt chất làm sạch như phenol-xylene, sử dung dao cắt vi phẫu cắt lát bằng tay Lát cắt có thể dày từ 50 - 100 μm Lát cắt được đặt trong dung dịch hỗn hợp giữa Phenol và Xylen để làm sạch Sau khi làm sạch, các lát cắt này được đặt giữa hai lam kính và được ép cố định khoảng 2h

27

Cắt lát mẫu hải miên Mẫu được cố định trên lam kính

Hình 2 4 Cắt lát mẫu và cố định mẫu trên lam kính

Cố định mẫu trên lam kính : Các lam kính gắn mẫu cắt lát hải miên được khử

mất nước ở buồng sấy ổn nhiệt 600C, thời gian khoảng 4h Sau đó mẫu được cố định ở giữa hai lam kính bằng hỗn hợp polymer, tiếp tục được sấy trong tủ ổn nhiệt ở nhiệt độ

600C khoảng 12h Kiểm tra các mẫu đã polymer hóa đóng cứng là có thể sử dụng cho việc phân loại qua kính hiển vi Đối với các loài hải miên có gai, các lát cắt có độ dày

từ 50μm trở lên để tránh bị vỡ cấu trúc xương, còn đối với các loài không có gai, lát cắt có thể mỏng hơn

Hình 2 5 Dụng cụ sử dụng cố định mẫu hải miên sau khi cắt lát