(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc hải dương với năng suất khai thác một số loài cá kinh tế ở vùng biển đông nam bộ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG DỰA TRÊN QUAN HỆ CÁ –MÔI TRƯỜNG, ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MỘT 1.1 HƯỚNG NGHIÊN CỨU DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG DỰA TRÊN QUAN HỆ 1.2 TỔNG QUAN VỀ Đ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

_

NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CẤU TRÚC HẢI DƯƠNG

VÀ NĂNG SUẤT KHAI THÁC MỘT SỐ LOÀI CÁ KINH TẾ

Ở VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM BỘ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HẢI DƯƠNG HỌC

Hà Nội - 2018

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

_

Nguyễn Văn Hướng

NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CẤU TRÚC HẢI DƯƠNG

VÀ NĂNG SUẤT KHAI THÁC MỘT SỐ LOÀI CÁ KINH TẾ

Ở VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM BỘ

Chuyên ngành: Hải dương học

Mã số: 62440228

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HẢI DƯƠNG HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS Đoàn Văn Bộ

2 TS Nguyễn Khắc Bát

Hà Nội – 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:

Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các nội dung nghiên cứu, phân tích, đánh giá do chính tôi thực hiện trên cơ sở tiếp cận nguồn số liệu của các đề tài,

dự án, nhiệm vụ do Viện Nghiên cứu Hải Sản thực hiện (trong đó bản thân tôi là một trong những thành viên trực tiếp đi khảo sát và thu thập) Các số liệu, tài liệu liên quan đến luận án từ nguồn nêu trên đã được Viện Nghiên cứu Hải Sản cho phép khai thác và sử dụng

Các tài liệu tham khảo với mục đích so sánh, phân tích và thảo luận đều được trích dẫn đầy đủ theo quy định

Toàn bộ nội dung và kết quả nghiên cứu trong luận án đảm bảo tính trung thực, tin cậy và không trùng lặp với các công trình nghiên cứu khác

Tác giả

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy PGS.TS Đoàn Văn Bộ và TS Nguyễn Khắc Bát đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành luận án Lời cảm ơn vô hạn tôi xin được gửi tới các thầy, cô trong Bộ môn, trong Khoa và Trường đã trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn và giúp đỡ tôi học tập nâng cao trình độ

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể Bộ môn Khoa học và Công nghệ biển, Ban lãnh đạo Khoa Khí tượng-Thủy văn và Hải dương học, Phòng Sau đại học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Hải Sản, Trung tâm Dự báo Ngư trường Khai thác Hải sản và Phòng Nghiên cứu Nguồn lợi Hải sản đã cho phép khai thác,

sử dụng tài liệu, tư liệu và chia sẻ kinh nghiệm trong quá trình nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Khắc Bát, TS Nguyễn Quang Hùng, ThS Nguyễn Viết Nghĩa, TS Đào Mạnh Sơn, ThS Phạm Huy Sơn, TS Vũ Việt Hà, ThS Nguyễn Hoàng Minh là chủ nhiệm các Đề tài, Dự án, Nhiệm vụ mà nghiên cứu sinh sử dụng số liệu, cũng như đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi được tham gia trực tiếp các chuyến điều tra khảo sát trên biển

Lời cảm ơn chân thành cũng xin được gửi tới gia đình và bạn bè đã động viên

và ủng hộ tôi trong suốt thời gian qua

Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2018

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG

DỰA TRÊN QUAN HỆ CÁ –MÔI TRƯỜNG, ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MỘT

1.1 HƯỚNG NGHIÊN CỨU DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG DỰA TRÊN QUAN HỆ

1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM BỘ 14

1.2.2 Chế độ khí hậu và đặc điểm khí tượng vùng biển Đông Nam Bộ 15

CHƯƠNG 2: DỮ LIỆU HẢI DƯƠNG HỌC, NGHỀ CÁ VÀ CÁC PHƯƠNG

2.2.1 Lựa chọn các yếu tố môi trường biển cho phân tích tương quan 33 2.2.2 Phương pháp tính các yếu tố hải dương học, môi trường biển 35

2.2.4 Phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính nhiều biến 39

2.3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BỘ CHỈ SỐ THÍCH ỨNG SINH THÁI 41

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ YẾU TỐ HẢI DƯƠNG HỌC, MÔI TRƯỜNG

3.1.1 Sự phân bố và biến đổi nhiệt độ nước biển 45

3.2.1 Sự phân bố và biến đổi độ muối tầng mặt 53

3.4 HÀM LƯỢNG CHLOROPHYLL-A VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM BỘ 61 3.4.1 Sự phân bố và biến đổi hàm lượng chlorophyll-a tầng mặt 61 3.4.2 Biến đổi hàm lượng chlorophll-a theo chiều thẳng đứng 64

CHƯƠNG 4: MỐI QUAN HỆ GIỮA NĂNG SUẤT KHAI THÁC MỘT SỐ

LOÀI CÁ KINH TẾ VỚI CÁC YẾU TỐ HẢI DƯƠNG HỌC, MÔI TRƯỜNG

4.1 MỐI QUAN HỆ GIỮA NĂNG SUẤT KHAI THÁC CÁ NGỪ VẰN VỚI CÁC

4.1.1 Mối quan hệ tổng hợp cá-môi trường đối với cá Ngừ Vằn 66 4.1.2 Nghiên cứu xác định bộ chỉ số thích ứng sinh thái của cá Ngừ Vằn 75

4.2 MỐI QUAN HỆ GIỮA NĂNG SUẤT KHAI THÁC CÁ NGỪ CHẤM VỚI

4.2.1 Mối quan hệ tổng hợp cá-môi trường đối với cá Ngừ Chấm 80 4.2.2 Nghiên cứu xác định bộ chỉ số thích ứng sinh thái của cá Ngừ

4.3 MỐI QUAN HỆ GIỮA NĂNG SUẤT KHAI THÁC CÁ CHỈ VÀNG VỚI CÁC

4.3.1 Mối quan hệ tổng hợp cá-môi trường đối với cá Chỉ Vàng 87 4.3.2 Nghiên cứu xác định bộ chỉ số thích ứng sinh thái của cá Chỉ Vàng

90

4.4 DỰ BÁO THỬ NGHIỆM NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ VẰN Ở

4.4.1 Kết quả dự báo thử nghiệm ngư trường khai thác cá Ngừ Vằn ở

4.4.2 Kết quả đánh giá kiểm chứng dự báo thử nghiệm ngư trường khai

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AIC Tiêu chuẩn AIC (Akaike information criterion)

Alti Dị thường độ cao động lực bề mặt biển

Ano Dị thường nhiệt độ nước biển tầng mặt

Chlo Hàm lượng chlorophyll-a tầng mặt

CPUE Năng suất khai thác (Catch Per Unit Effort)

CTD Máy đo nhiệt độ độ muối và chlorophyll-a (Conductivity

Temperature Depth profiler)

Grad0 Gradien cực đại theo phương ngang nhiệt bề mặt

Grad50 Gradien cực đại theo phương ngang nhiệt tầng 50m

Gz Gradien nhiệt theo phương thẳng đứng

H1 Độ sâu biên dưới lớp đột biến

H20 Độ sâu mặt đẳng nhiệt 20oC

H24 Độ sâu mặt đẳng nhiệt 24oC

HSI Mô hình thích ứng sinh thái (Habitat suitability index)

LCA Mô hình phân tích thế hệ dựa vào chiều dài cá

(Length-based Cohort Analysis)

nguồn lợi thủy sản bằng công nghệ vệ tinh”

NCS Nghiên cứu sinh

SI Chỉ số phù hợp (Suitability index)

Spd_cur Tốc độ dòng chảy

SST Nhiệt độ nước biển bề mặt

T1 Nhiệt độ biên dưới lớp đột biến nhiệt

VPA Mô hình phân tích chủng quần ảo (Virtual Population

Analysis) WCPFC Tổ chức nghề cá Trung - Tây Thái Bình Dương

2.2 Thống kê số lượng số liệu viễn thám biển của dự án Movimar ở

2.3 Thống kê số lượng số liệu cá Ngừ Vằn tại VBĐNB, tính đến 2016 30 2.4 Thống kê số lượng số liệu cá Ngừ Chấm và Chỉ Vàng tại vùng biển

2.5 Các yếu tố được lựa chọn để nghiên cứu tương quan cá-môi trường

đối với cá Ngừ Vằn và cá Ngừ Chấm ở vùng biển Đông Nam Bộ 34 2.6 Tỷ lệ số mẻ lưới khai thác cá Chỉ Vàng (trong CSDL) theo các dải

2.7 Các yếu tố được lựa chọn để nghiên cứu tương quan cá-môi trường

đối với cá Chỉ Vàng ở vùng biển Đông Nam Bộ 35 2.8 Định dạng số liệu các yếu tố hải dương học, môi trường biển 38

2.10 Định dạng số liệu đồng bộ cá-môi trường phục vụ phân tích tương

2.11 Hiệu quả khai thác tương ứng với chỉ số SI của các yếu tố môi

3.1 Kết quả tính một số yếu tố cấu trúc nhiệt ở vùng biển Đông Nam

Bộ (TB: Trung bình; Khoảng: Khoảng biến đổi; các ký hiệu khác

3.2 Thống kê trung bình tốc độ dòng chảy ở vùng biển Đông Nam Bộ 57 3.3 Một số yếu tố đặc trưng của dòng chảy vùng biển Đông Nam Bộ 58 4.1 Mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn với các yếu tố

hải dương học, môi trường biển trong mùa gió Đông Bắc và Tây

4.2 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn và các

yếu tố hải dương học, môi trường biển, mùa gió Đông Bắc năm

4.3 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn với các

yếu tố hải dương học, môi trường biển, mùa gió Tây Nam năm

4.4 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn với các

yếu tố hải dương học, môi trường biển (số liệu trung bình năm

4.5 Mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn với các yếu tố

hải dương học, môi trường biển trong mùa gió Đông Bắc và Tây

4.6 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn với các

yếu tố hải dương học, môi trường biển mùa gió Đông Bắc (số liệu

4.7 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn và các

yếu tố hải dương học, môi trường biển mùa gió Tây Nam (số liệu

4.8 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn với một

số yếu tố hải dương học, môi trường biển lớp mặt trong mùa gió

Đông Bắc

73

4.9 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn với một

số yếu tố hải dương học, môi trường biển lớp mặt trong mùa gió

4.10 Mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn và các yếu tố hải

dương học, môi trường biển theo tháng (số liệu trung bình nhiều

năm)

75

4.11 Bộ chỉ số thích ứng sinh thái của cá Ngừ Vằn trong mùa gió Đông

4.12 Bộ chỉ số thích ứng sinh thái của cá Ngừ Vằn trong mùa gió Tây

Nam

78

4.13 Mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá Ngừ Chấm với các yếu tố

hải dương học, môi trường biển trong mùa gió Đông Bắc và Tây

Nam

81

4.14 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Ngừ Chấm với yếu

tố hải dương học, môi trường biển trong mùa gió Đông Bắc 82 4.15 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Ngừ Chấm với yếu

tố hải dương học, môi trường biển trong mùa gió Tây Nam 82 4.16 Bộ chỉ số thích ứng sinh thái của cá Ngừ Chấm trong mùa gió

4.17 Bộ chỉ số thích ứng sinh thái của cá Ngừ Chấm trong mùa gió Tây

4.18 Mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá Chỉ Vàng với các yếu tố

hải dương học, môi trường biển trong mùa gió Đông Bắc và Tây

4.19 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Chỉ Vàng với các

yếu tố hải dương học, môi trường biển trong mùa gió Đông Bắc 89 4.20 Ma trận tương quan giữa năng suất khai thác cá Chỉ Vàng với các

yếu tố hải dương học, môi trường biển trong mùa gió Tây Nam 89 4.21 Bộ chỉ số thích ứng sinh thái của cá Chỉ Vàng trong mùa gió Đông

4.22 Bộ chỉ số thích ứng sinh thái của cá Chỉ Vàng trong mùa gió Tây

4.23 Kết quả đánh giá kiểm chứng dự báo thử nghiệm ngư trường khai

2.3 Phân bố dữ liệu khai thác cá Ngừ Chấm tại vùng biển Đông Nam

2.4 Phân bố dữ liệu khai thác cá Chỉ Vàng tại vùng biển Đông Nam Bộ 32 2.5 Sơ đồ khối mô hình HSI xác định bộ chỉ số thích ứng các yếu tố

môi trường đối với cá Ngừ Vằn, cá Ngừ Chấm và cá Chỉ Vàng ở

3.1 Biến trình năm nhiệt độ nước biển tầng mặt VBĐNB (trung bình

nhiều năm - bên trái và trong giai đoạn 2002-2017 - bên phải) 46 3.2 Biến đổi qua các năm giá trị trung bình tháng 1 (trái) và tháng 7

(phải) của nhiệt độ nước biển tầng mặt tại các điểm Đ1, Đ2, Đ3, Đ4 46 3.3 Phân bố nhiệt độ nước biển tầng mặt vùng biển Đông Nam Bộ

trung bình tháng 1 (trái) và tháng 12 (phải) 47 3.4 Phân bố nhiệt độ nước biển tầng mặt vùng biển Đông Nam Bộ

trung bình tháng 7 (trái) và tháng 8 (phải) 47 3.5 Biến trình năm nhiệt độ nước các tầng tại 4 điểm Đ1, Đ2, Đ3, Đ4 49 3.6 Phân bố độ dày lớp đồng nhất H0 (m) trung bình tháng 1 (trái) và

3.7 Biến trình năm độ dày lớp đồng nhất (H0) và biên dưới lớp đột biến

3.17 Biến trình năm hàm lượng chlorophyll-a tầng mặt VBĐNB (trung

bình nhiều năm-bên trên và trong giai đoạn từ năm 2002-2017-bên

3.18 Phân bố hàm lượng chlorophyll-a tầng mặt (mg/m3) trung bình

4.1 Tần suất xuất hiện năng suất khai thác cá Ngừ Vằn và chỉ số SI

tương ứng với các khoảng dao động một số yếu tố hải dương học,

4.2 Tần suất xuất hiện năng suất khai thác cá Ngừ Vằn và chỉ số SI

tương ứng với các khoảng dao động một số yếu tố hải dương học,

4.3 Tần suất xuất hiện năng suất khai thác cá Ngừ Chấm và chỉ số SI

tương ứng với các khoảng dao động một số yếu tố hải dương học,

4.4 Tần suất xuất hiện năng suất khai thác cá Ngừ Chấm và chỉ số SI

tương ứng với các khoảng dao động một số yếu tố hải dương học,

4.5 Tần suất xuất hiện năng suất khai thác cá Chỉ Vàng và chỉ số SI

tương ứng với các khoảng dao động một số yếu tố hải dương học,

4.6 Tần suất xuất hiện năng suất khai thác cá Chỉ Vàng và chỉ số SI

tương ứng với các khoảng dao động một số yếu tố hải dương học,

4.7 Dự báo thử nghiệm ngư trường khai thác cá Ngừ Vằn tháng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết:

Vùng biển Đông Nam Bộ (VBĐNB) là ngư trường có trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi hải sản lớn nhất cả nước [5, 34] Đây là vùng biển nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có mùa khô và mùa mưa tương phản rõ rệt, khu vực biển ven bờ chịu tác động trực tiếp của hệ thống sông Mê Kông

đổ ra Vào mùa gió đông bắc, VBĐNB chịu ảnh hưởng của hệ dòng chảy lạnh từ Thái Bình Dương qua eo biển Đài Loan và Bashi vào Biển Đông và tiếp tục men theo bờ biển miền Trung xuống phía nam Trong mùa gió Tây Nam, hệ thống dòng chảy có hướng ngược lại, đồng thời còn chịu ảnh hưởng của nước trồi khu vực Nam Trung Bộ (phạm vi về phía đông có thể tới 113oE, kéo dài từ 15oN đến 10oN, thậm chí có thể đến 8oN) [40, 47, 49, 92] Do vậy, cấu trúc các trường hải dương ở VBĐNB có nhiều nét đặc trưng theo 2 mùa gió, kéo theo môi trường sống đa dạng

và tạo nên hệ cấu trúc thành phần loài, đặc trưng phân bố và đặc tính sinh học riêng của khu hệ sinh vật biển nơi đây

Theo Đề án “Tái cơ cấu ngành thủy sản đến năm 2020” của Tổng cục Thủy sản, sản lượng khai thác cá biển tại các vùng biển Việt Nam nói chung và VBĐNB nói riêng hàng năm tuy có tăng, nhưng số lượng tàu, số lao động trực tiếp khai thác (và các chi phí khác) cũng tăng liên tục, dẫn tới năng suất khai thác tính theo tàu, theo công suất (cả chất lượng sản phẩm, thu nhập của ngư dân ) lại giảm đáng kể (trung bình giảm 3,1%/năm) [22, 31, 33] Nguyên nhân chủ yếu là do phương tiện khai thác còn lạc hậu, phát triển tự phát và hoạt động theo quy mô nhỏ lẻ, dựa theo kinh nghiệm của ngư dân là chính, cơ sở hạ tầng và dịch vụ hậu cần nghề cá còn yếu, công tác quản lý, kiểm tra, kiểm soát chưa quyết liệt, đồng bộ Bên cạnh đó, việc điều tra đánh giá nguồn lợi hải sản chưa được đầu tư đúng mức, nguồn lợi hải sản gần bờ bị khai thác quá mức trong khi nguồn lợi cũng như ngư trường ở tuyến lộng và xa bờ chưa được đánh giá, dự báo chính xác Như vậy, có thể thấy, bài toán đánh giá nguồn lợi và dự báo ngư trường chính xác nhằm đưa ra các chính sách về quản lý, tổ chức khai thác hợp lý, hiệu quả đã và đang là vấn đề cần được quan tâm,

định hướng phát triển Điều này càng có ý nghĩa đối với VBĐNB – ngư trường có trữ lượng và khả năng khai thác hải sản lớn nhất cả nước

Các công trình nghiên cứu về cở sở khoa học cho việc dự báo ngư trường khai thác đã chỉ ra sự cần thiết phải tuân theo các quy luật biến động của đời sống sinh vật biển nói chung, cá biển nói riêng liên quan mật thiết đến các quá trình khí tượng-hải dương biến đổi theo quy mô thời gian khác nhau từ dài, trung bình, ngắn và tương ứng với nó là quy mô không gian từ toàn cầu đến khu vực cụ thể Theo hướng này, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu được công bố với nhiều mô hình dự báo cho từng đối tượng, cho các nghề khai thác cá khác nhau từ đầu thế kỉ 20 đến nay Trong đó, đã có nhiều công trình nghiên cứu xác định được các khoảng thích ứng sinh thái của các yếu tố môi trường cho nhiều loài cá phục vụ nghiên cứu nguồn lợi

và dự báo chúng rất hiệu quả

Cũng với cách tiếp cận nêu trên, ở Việt Nam việc nghiên cứu cơ sở khoa học

và xây dựng mô hình dự báo ngư trường đã được thực hiện từ hơn 20 năm gần đây, song cho tới nay mới chỉ có duy nhất 01 mô hình và quy trình dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ Miền Trung do đề tài cấp Nhà nước KC09.18/11-15 nghiên cứu xây dựng (và đã triển khai ứng dụng trong dự báo nghiệp vụ) được đánh giá là hiệu quả nhất hiện nay [11] Trong khi còn nhiều đối tượng cá kinh tế khác (ngoài cá ngừ đại dương) cũng có thể được nghiên cứu và dự báo ngư trường khai thác chúng theo hướng của mô hình và quy trình này Chính vì vậy, để có được mô hình dự báo đạt hiệu quả cao thì cần có thêm các nghiên cứu về

cơ sở khoa học cho việc thiết lập mô hình dự báo, bởi mỗi loài cá đều có những đặc điểm thích nghi và phản ứng khác nhau với môi trường sống, hoặc ngay cả cùng một loài nhưng sống ở các điều kiện môi trường khác nhau (mùa vụ/khu vực) lại có những thích nghi và phản ứng riêng Trong khi đó, do vị trí địa lý khác nhau nên các điều kiện khí tượng, hải dương học, môi trường ở vùng biển khác nhau hiển nhiên không như nhau

Như trên đã nêu, VBĐNB có những đặc trưng cấu trúc các trường hải dương đặc thù, kéo theo môi trường sống và nguồn lợi đa dạng, đồng thời là ngư trường

lớn nhất cả nước Luận án với đề tài “Nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc hải dương và năng suất khai thác một số loài cá kinh tế ở vùng biển Đông Nam Bộ" đã được NCS lựa chọn và thực hiện, làm cơ sở khoa học cho việc thiết lập mô

hình dự báo cũng như đánh giá về nguồn lợi một số đối tượng cá kinh tế ở vùng biển này, đó là 1) cá Ngừ Vằn (đại diện nhóm cá ngừ đại dương), 2) cá Ngừ Chấm (đại diện nhóm cá ngừ nhỏ ven bờ) và 3) cá Chỉ Vàng (đại diện nhóm cá nổi nhỏ ven bờ)

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Xác định được mối quan hệ giữa năng suất khai thác một số loài cá kinh tế với các yếu tố hải dương học, môi trường ở vùng biển Đông Nam Bộ phục vụ xây dựng

mô hình thực nghiệm dự báo ngư trường khai thác tại vùng biển này

3 Nội dung nghiên cứu:

1) Tổng quan về phương pháp dự báo ngư trường dựa trên quan hệ cá – môi trường, về điều kiện tự nhiên và một số đối tượng cá kinh tế ở vùng biển Đông Nam

Bộ

2) Nghiên cứu, tính toán xác định cấu trúc các trường thủy động lực và môi trường biển (nhiệt độ, độ muối, chlorophyll-a, dòng chảy…) và biến động của chúng trong vùng biển nghiên cứu

3) Xác định khoảng thích ứng sinh thái các yếu tố môi trường biển đối với một

số loài cá kinh tế (cá Ngừ Vằn, cá Ngừ Chấm và cá Chỉ Vàng) ở vùng biển Đông Nam Bộ

4) Nghiên cứu, đánh giá mối quan hệ giữa năng suất khai thác một số đối tượng cá kinh tế (cá Ngừ Vằn, cá Ngừ Chấm và cá Chỉ Vàng) với các yếu tố hải dương học, môi trường biển và ứng dụng trong dự báo thử nghiệm ngư trường ở vùng biển Đông Nam Bộ

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu:

- Ý nghĩa khoa học: Kết quả đạt được của luận án là cơ sở khoa học cho việc

xây dựng mô hình dự báo ngư trường khai thác hải sản ở vùng biển Đông Nam Bộ

- Ý nghĩa thực tiễn: Sản phẩm của luận án sẽ đóng góp thêm về cơ sở dữ liệu

hải dương học nghề cá, cải tiến công nghệ dự báo ngư trường và phục vụ trực tiếp công tác dự báo ngư trường tại vùng biển Đông Nam Bộ, góp phần tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh về dự báo ngư trường trên toàn vùng biển Việt Nam theo hướng tương quan cá - môi trường

5 Những đóng góp mới của luận án:

1) Xác đinh được mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn, cá Ngừ Chấm và cá Chỉ Vàng với các yếu tố cấu trúc hải dương đặc trưng ở vùng biển Đông Nam Bộ làm cơ sở cho việc xây dựng mô hình dự báo ngư trường khai thác các đối tượng này

2) Xác định được bộ chỉ số thích ứng sinh thái của cá Ngừ Vằn, cá Ngừ Chấm và cá Chỉ Vàng góp phần xây dựng mô hình dự báo và nâng cao chất lượng các bản dự ngư trường khai thác các đối tượng nêu trên

6 Bố cục của luận án:

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung của luận

án được trình bày trong 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về phương pháp dự báo ngư trường dựa trên quan hệ cá- môi trường, điều kiện tự nhiên và một số đối tượng cá kinh tế vùng biển Đông Nam Bộ

Chương 2: Dữ liệu hải dương học, nghề cá và các phương pháp phân tích mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá và các yếu tố hải dương học, môi trường biển Chương 3: Đặc điểm một số yếu tố hải dương học, môi trường ở vùng biển Đông Nam Bộ

Chương 4: Mối quan hệ giữa năng suất khai thác một số loài cá kinh tế và các yếu tố hải dương học, môi trường ở vùng biển Đông Nam Bộ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG DỰA TRÊN QUAN HỆ CÁ –MÔI TRƯỜNG, ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MỘT SỐ ĐỐI

TƯỢNG CÁ KINH TẾ VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM BỘ 1.1 HƯỚNG NGHIÊN CỨU DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG DỰA TRÊN QUAN

HỆ CÁ-MÔI TRƯỜNG

Hiện nay trên thế giới có 3 khuynh hướng nghiên cứu đánh giá trữ lượng và dự báo khả năng khai thác quần thể cá đó là: 1) dựa vào nguyên lý Russel và các cải tiến trên cơ sở thống kê nghề cá, 2) quá trình trao đổi năng lượng (dinh dưỡng) của

cá trên cơ chế sinh lý-sinh thái thích nghi của cá với môi trường, 3) tương tác tổng hợp cá-môi trường-khai thác dưới tác động không dừng của môi trường [41]

Theo hướng này có 2 nhóm mô hình được sử dụng đó là nhóm mô hình giả định và mô hình giải tích

Mô hình giả định được phát triển dựa trên giả thiết về sự đồng nhất sinh khối của toàn bộ quần thể cá khai thác Trong đó, có ba phương pháp phổ biến của nhóm

mô hình này là: phương pháp thuỷ âm, phương pháp diện tích và phương pháp sản lượng thặng dư Theo hướng này, ở Việt Nam đã có một số công trình được công bố của Nguyễn Khắc Bát, Bùi Đình Chung, Vũ Việt Hà, Nguyễn Viết Nghĩa, Phạm Thược, Đào Mạnh Sơn…[4, 14, 15, 16, 18, 21, 33, 34, 38, 37]

Mô hình giải tích xem xét chi tiết các quá trình diễn ra trong quần thể và các kiểu khai thác khác nhau tác động lên quần thể, bao gồm mô hình LCA, VPA, MUNTIFAL… Ở Việt Nam cũng đã có các nghiên cứu theo hướng này của Đoàn

Văn Bộ, Nguyễn Phi Đính, Nguyễn Xuân Huấn, Chu Tiến Vĩnh… [7, 8, 9, 12,

20, 28, 29]

 Theo hướng thứ hai:

Đánh giá biến động nguồn lợi cá thông qua các quá trình trao đổi năng lượng (dinh dưỡng) của cá với các sinh vật khác trong hệ sinh thái biển, nhằm giải quyết các quan hệ cơ bản trong lưới thức ăn và sự chuyển hóa năng lượng qua các bậc Những mô hình theo hướng này thường rất chặt chẽ về logic vì phản ánh được bản chất của các quy luật tự nhiên Ở Việt Nam cũng đã có các công trình nghiên cứu của Nguyễn Tác An, Đoàn Văn Bộ, Nguyễn Tiến Cảnh [1, 6, 13] Tuy nhiên, do tính phức tạp của các mối quan hệ dinh dưỡng cùng với sự phức tạp của các thuật toán trong các mô hình dẫn đến việc tính toán dự báo và đánh giá trữ lượng đàn cá khai thác theo hướng này rất khó khăn

 Theo hướng thứ ba

Nghiên cứu tác động tổng hợp môi trường - sinh vật - con người đã trở thành hướng nghiên cứu dễ dàng hơn cho việc dự báo biến động nguồn lợi cá trong vài chục năm gần đây Theo hướng này, việc nghiên cứu đánh giá biến động nguồn lợi đàn cá khai thác thì yếu tố khai thác, điều kiện hải dương học và sinh học được coi

là quan trọng như nhau Cho đến nay, hầu hết các công trình nghiên cứu dự báo biến động nguồn lợi cá trên thế giới đều theo hướng này, dựa trên việc phân tích các mối tương tác phức tạp khí tượng hải dương - sinh vật

Điều này đã được khẳng định trong vài chục năm gần đây khi chúng ta đã tích lũy được nhiều kiến thức về bản chất tự nhiên của các hệ sinh thái biển đồng thời các kỹ thuật điều tra khảo sát biển, công nghệ viễn thám biển, công nghệ tính toán trên các máy vi tính ngày càng hiện đại, cho phép thu nhận và xử lý những chuỗi

số liệu dài, mau lẹ và đồng bộ cá-môi trường trên phạm vi không gian rộng

NCS cũng lựa chọn hướng nghiên cứu thứ 3 để thực hiện luận án Để hiễu rõ hơn về hướng nghiên cứu này, luận án đã tổng quan các công trình nghiên cứu ở Việt Nam cũng như trên thế giới trong mục 1.1.1 và 1.1.2 dưới đây

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Giữa điều kiện môi trường và sự tập trung của cá khai thác có tồn tại những mối quan hệ chặt chẽ Mọi thay đổi của các điều kiện môi trường đều dẫn đến biến động số lượng và phân bố của đàn cá Theo hướng nghiên cứu thứ 3, trên thế giới

đã có nhiều công trình nghiên cứu thành công với việc nghiên cứu mối quan hệ giữa các yếu tố hải dương học như là nhiệt độ, độ muối, dòng chảy, ôxy hòa tan và năng suất sinh học sơ cấp trong chuỗi thức ăn (thực vật phù du, động vật phù du, chlophyll-a ) với nhiều loài cá khác nhau và dự báo chúng rất hiệu quả cho ngư dân khai thác Đối với mỗi loài cá ở các vùng biển khác nhau người ta dùng các yếu

tố môi trường khác nhau trong mô hình dự báo Do vậy, việc nghiên cứu mối quan

hệ giữa cá với các yếu tố môi trường và lựa chọn các yếu tố môi trường để dự báo cho từng loài cụ thể là rất quan trọng và đã có nhiều công trình khoa học được công

bố về vấn đề này Dưới đây luận án sẽ điểm qua một số công trình công bố trong thời gian gần đây

Trong hải dương học, nhiệt độ bề mặt biển là một trong những nhân tố rất quan trọng Đối với hoạt động nghề cá, nhiệt độ nước biển bề mặt được xem như là các chỉ số trực tiếp liên quan đến các khu vực tập trung của đàn cá hoặc gián tiếp thông qua sự ảnh hưởng của chúng đến khu vực tập trung thức ăn cho cá [85] Nhiệt

độ bề mặt biển (SST) có thể ảnh hưởng đến phạm vi phân bố địa lý của hầu hết các loài sinh vật biển Tuy nhiên, nhiều khi quan sát mối quan hệ giữa nhiệt độ với sự phân bố hay các tập tính sinh học của loài sinh vật nào đó không được thể hiện rõ

mà phải thông qua một mối quan hệ khác ví dụ phân tích mối quan hệ của cá Ngừ Vây Vàng với cấu trúc nhiệt đại dương nhiều khi không thể giải thích được bằng trực tiếp nhiệt độ, mà có thể thông qua chuỗi thức ăn [72] Đối với cá biển, nhiệt độ

là một tham số hải dương học quan trọng để nghiên cứu môi trường sống của nhiều loài cá, mỗi loài cá đều có một khoảng thích ứng riêng với nhiệt độ như: cá Ngừ Vằn ở vùng nhiệt đới thích ứng với nhiệt độ trong khoảng từ 14,7-30,0oC trong khi

ở vùng biển Nhật Bản thấy chúng ở dải nước có nhiệt độ là 18,0-28,0oC Hay đối

với đàn cá thu lớn ở vùng biển gần bờ của miền Trung Đại Tây Dương di cư trong phạm vi khoảng nhiệt độ hẹp từ 8-13oC [55]

Việc sử dụng ngày càng nhiều dữ liệu viễn thám biển trong dự báo ngư trường khai thác các loài cá đã được nhiều công trình công bố với việc thiết lập mô hình dự báo dựa trên mối quan hệ giữa sự phân bố của các loài cá với nhiệt độ nước biển tầng mặt và hàm lượng chlorophyll-a Trong đó, phải kể đến các công trình của Silva và nnk (2000), công trình này đã chỉ ra mối quan hệ giữa sản lượng khai thác của các loài cá thu, cá cơm và cá trích tại vùng biển bắc của Chile có liên hệ mật thiết với nhiệt độ nước biển bề mặt (SST) và hàm lượng chlorophyll-a [86] Ở Ấn

Độ, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp phân tích không gian chồng bàn đồ hàm lượng chlorophyll-a và nhiệt độ nước biển bề mặt từ ảnh viễn thám độ phân giải cao (AVHRR) và số liệu nghề cá để tìm ra khu vực có khả năng tập trung các đàn cá [87] Mansor và nnk (2001) đã xây dựng hệ thống dự báo ngư trường khai thác hải sản ở Biển Đông bằng việc phân tích dữ liệu ảnh viễn thám về nhiệt độ nước biển bề mặt và chlorophyll-a (sử dụng GIS) tìm ra những khu vực có nước trồi, nước chìm hay khu vực có khẳ năng tập trung cao thực vật phù du từ đó xác định được khu vực tiềm năng tập trung các loài cá Trên cơ sở đó ông đã xây dựng thành công phần mềm DSS hay được gọi là TroFFS để phục vụ cho quá trình dự báo đàn cá trong vùng biển nhiệt đới [75] Ở Indonesia, các bản dự báo ngư trường khai thác cá bạc má cũng được xây dựng dựa trên trường nhiệt bề mặt và hàm lượng chlorophyll-a [80] Mukti và nnk (2011) phân tích mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá Ngừ Vằn với 2 thông số là nhiệt độ nước biển bề mặt và hàm lượng chlorophyll-a thu thập từ viễn thám biển Kết quả nghiên cứu đã xác định được các khoảng thích ứng sinh thái của cá Ngừ Vằn với 2 thông số này và sử dụng chúng vào xây dựng dự báo cá Ngừ Vằn ở vùng Bone Bay-Flores [78] Nhóm tác giả khẳng định rằng, yếu tố nhiệt độ nước biển và hàm lượng chlorophyll-a là nhân tố chính so với các yếu tố khác Ngoài ra ở Đài Loan, các nhà khoa học xây dựng mô hình dự báo cá ngừ đại dương dưa trên phân tích hồi quy tuyến tính mối quan hệ giữa năng suất khai thác của nghề câu vàng cá ngừ đại dương với các yếu tố hải

dương học (nhiệt độ, chlorophyll-a và lớp đột biến nhiệt độ) trong đó có sử dụng phân tích thành phần chính (PCA) ở vùng biển xích đạo Đại Tây Dương [71]

Ở vùng biển Ấn Độ Dương, để xây dựng dự báo ngư trường khai thác của cá Ngừ Vây Vàng, các nhà khoa học đến từ Học viện Công nghệ Châu Á, Nhật Bản và Sri Lanka đã sử dụng các thông số như: nhiệt độ nước biển (SST), hàm lượng chlorophyll-a và độ cao động lực bề mặt biển (SSH) từ dữ liệu viễn thám của NOAA với độ phân giải 0,25 x 0,25 độ kinh vĩ Công trình nghiên cứu đã sử dụng phương pháp xác định chỉ số thích ứng sinh thái và đã xác định được chỉ số thích ứng sinh thái của cá Ngừ Vây Vàng với SST, Chlo và SSH, mức sản lượng cao nhất với 3 yếu tố trên tương ứng dao động lần lượt là 28-30ºC; 0,1-0,4mg/m3 và 205-215cm [83, 84]

Các nghiên cứu của Chen và nnk (2008, 2009) đã sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính và mô hình thích ứng sinh thái HSI để dự báo các vùng đánh bắt

tiềm năng đối với cá Ngừ Mắt To (Thunnus obesus) ở vùng biển Ấn Độ dương và

cá thu Nhật Bản (Scomberomorus niphonius) tại vùng biển Đông Trung hoa [57, 58] Trong đó, dự báo cho đối tượng cá thu Nhật Bản (Scomberomorus niphonius)

ông đã sử dụng các yếu tố môi trường là nhiệt độ nước biển tầng mặt, độ muối tầng mặt, chlorophyll-a, độ cao mực nước biển và dị thường độ cao mực nước biển; Đối

với cá Ngừ Mắt To (Thunnus obesus) các yếu tố môi trường được dử dụng là nhiệt

độ nước biển tầng mặt, chlorophyll-a và độ cao mực nước biển

Các công trình nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, dòng chảy và các khu vực nước trồi cũng là những yếu tố rất quan trọng trong xây dựng các mô hình dự báo O’Brien và nnk (1974) đã xây dựng thành công mô hình dự báo cho loài cá Hồi Coho ở vùng biển xa bờ Oregon dựa trên mối tương quan giữa vị trí phân bố của cá Hồi Coho với sự xuất hiện của vùng nước trồi gần bờ [81] Hay như nghiên cứu của Triñanes và nnk (2002) đã xây dựng dự báo ngư trường đối với loài cá nổi trong vịnh Biscay ở phía Đông Bắc Đại Tây Dương và họ đã tìm ra các ngư trường khai thác các loài cá nổi có liên quan mật thiết đến vùng nước trồi ở đây

Năm 2015, tổ chức nghề cá Trung - Tây Thái Bình Dương (WCPFC) đã sử dụng mô sinh thái biển khơi (SEAPODYM) xây dựng dự báo phân bố của cá ngừ đại dương (Ngừ Vây Vàng, Ngừ Mắt To và cá Ngừ Vằn) và được cung cấp trên website của WCPFC (http://www.spc.int/ofp/seapodym) [66] Mô hình SEAPODYM đã sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính và HSI để mô phỏng sự phát triển của sinh vật trong hệ sinh thái biển khơi thông qua chuỗi thức ăn Trong quá trình tính toán, các mối quan hệ giữa sinh vật với sinh vật và sinh vật với môi trường đều được xem xét và sau đó dự đoán phân bố, biến động của các nhóm sinh vật theo không gian và thời gian với sự thay đổi của các yếu tố vật lý hải dương hoặc tác động của con người (áp lực khai thác) Các bản dự báo của mô hình SEAPODYM đưa ra có hạn 7 ngày và đơn vị được dự báo là mật độ (g/m2) chi tiết cho từng loài cá ngừ đại dương ở Tây Thái Bình Dương

Có thể nói, sự phát triển và khả năng ứng dụng các phương tiện khảo sát đo đạc rất hiện đại từ vệ tinh, các tàu khảo sát và các trạm phao tự động trên biển, các thông tin phản hồi của các đội tàu đánh bắt đã cho phép xây dựng và triển khai nhiều công nghệ dự báo biến động phân bố ngư trường và trữ lượng các bãi cá chính phục vụ công nghiệp đánh cá Sự kết hợp phân tích nhiều yếu tố bao gồm: i) Các trường hải dương học (nhiệt độ, độ muối nước biển, độ cao mực biển, dòng chảy, địa hình đáy biển…); ii) sức sản suất sơ cấp của thủy vực (hàm lượng chlorophyll-a, chất hữu cơ hòa tan…); iii) tập tính sinh thái, sinh học của đối tượng khai thác đã tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao phục vụ cho ngành công nghiệp khai thác hải sản

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Công tác điều tra, đánh giá nguồn lợi và khả năng khai thác hải sản ở biển Việt Nam nói chung và vùng biển Đông Nam Bộ nói riêng đã được thực hiện từ rất sớm (từ trước năm 1954) đã cung cấp lượng số liệu lớn về các yếu tố hải dương học và đưa ra được bức tranh tổng thể theo các mùa gió về đặc điểm cấu trúc một số yếu tố hải dương học như nhiệt độ, độ muối, dòng chảy biển…xác định được các khu vực

nước trồi, nước chìm ở Biển Đông đồng thời cũng đã đánh giá được trữ lượng nguồn lợi, xác định các ngư trường, bãi cá khai thác

Việc nghiên cứu thiết lập các bản dự báo ngư trường khai thác cá ở Việt Nam cũng được bắt đầu khá sớm, từ những năm 1970 Công tác dự báo khai thác cá đã thu được nhiều kết quả đáng kể, đặc biệt là việc thiết lập dự báo khai thác cá biển theo mùa vụ, theo quý và phát trên Đài tiếng nói Việt Nam Công tác dự báo được duy trì cho đến những năm 1980 Do không có kinh phí hoạt động, nên việc dự báo ngư trường khai thác hải sản bị gián đoạn vào năm 1986

Các nghiên cứu đánh giá biến động đàn cá theo khuynh hướng thứ 3 cũng bắt đầu được hình thành, đầu tiên phải kể đến kết quả nghiên cứu sinh thái đối với một

số loài cá tầng đáy và cá nục sò (bảng 1.1) của Nguyễn Phi Đính, Lê Trọng Phấn và Phạm Thược (1991) (trích bởi Lê Đức Tố (1995) [41] Đây là công trình công bố dựa trên chuỗi dữ liệu thống kê tần suất bắt gặp năng suất khai thác cá với các yếu

tố nhiệt độ, độ muối và độ sâu mà chưa có tính toán, xác định mối quan hệ tổng hợp của các yếu tố mối trường hay xác định các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự biến đổi nguồn lợi cá Do vậy, kết quả này vẫn còn rất hạn chế trong việc thiết lập mô hình

dự báo cho các đối tượng trên theo hạn ngắn

Bảng 1.1: Thống kê các kết quả nghiên cứu sinh thái đối với một số loài cá tầng đáy

Lê Đức Tố và nnk (1995) đã xây dựng được các luận cứ khoa học liên quan đến các bài toán dự báo trong lĩnh vực hải dương học nghề cá ở vùng biển Việt Nam Công trình này đã chỉ rõ vai trò quan trọng của sự biến động các trường khí tượng, hải dương tới biến động phân bố và sản lượng cá khai thác và sự cần thiết phải nghiên cứu chúng một cách cơ bản, khoa học phục vụ công tác dự báo cá Trong đó các cấu trúc hải dương được ưu tiên quan tâm như: hoạt động nước trồi, các front, các khối nước, đối với sự phân bố nguồn lợi cá ở biển Việt Nam [41,43] Tuy nhiên, sự thiếu hụt và tính không đồng bộ của nguồn dữ liệu thống kê nghề cá mà việc xây dựng dự báo môi trường và nguồn lợi còn nhiều bất cập và chưa thực hiện được

Đinh Văn Ưu và nnk (2004) nghiên cứu xây dựng thành công mô hình dự báo

cá khai thác cá ngừ đại dương (cá Ngừ Vây Vàng và mắt to) cho nghề câu vàng dựa trên phân tích mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá ngừ đại dương với các cấu trúc hải dương có liên quan Kết quả của công trình này đã dự báo được các trường hải dương và ngư trương trên quy mô lớn do đó việc thực hiện dự báo ngư trường khai thác nghiệp vụ (dự báo hạn ngắn và quy mô nhỏ) chưa thể thực hiện được trong giai đoạn này Mặc dù vậy, đây là công trình đánh dấu bước khởi đầu trong lĩnh vực nghiên cứu và xây dựng mô hình dự báo cá khai thác tại vùng biển xa bờ trên cơ sở gắn kết ngư trường với các yếu tố cấu trúc hải dương đặc trưng [50]

Để tiếp bước cho việc xây dựng cơ sở khoa học và xây dựng hoàn thiện mô hình dự báo, Đoàn Văn Bộ và nnk (2010, 2015) cũng đã nghiên cứu, xây dựng và hoàn thiện mô hình, quy trình dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương của nghề câu vàng hạn tháng và hạn 7-10 ngày Mô hình đã sử dụng phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính giữa năng suất khai thác cá ngừ đại dương vơi cấu trúc nhiệt biển và năng suất sinh học bậc thấp Cho đến nay, mô hình này đã được triển khai thành công và đang được ứng dụng dự báo nghiệp vụ ngư trường khai thác cá ngừ đại dương hạn tháng và hạn 7-10 ngày ở Việt Nam [10, 11] Tuy nhiên, trong mô hình này, 26 biến môi trường (kể cả năng suất sinh học) đều được tính từ trường 3D nhiệt độ nước biển Nghĩa là trong mô hình này việc tính toán mới chỉ dựa vào yếu

tố nhiệt độ mà chưa tính đến các yếu tố khác như độ muối, chlorophyll-a, dòng chảy…nhưng kết quả dự báo của đề tài này cũng được đánh giá là đạt yêu cầu trên 60% Bên cạnh đó, đối tượng chính của đề tài là cá Ngừ Vây Vàng và cá Ngừ Mắt

To của nghề câu cá ngừ đại dương, để áp dụng triển khai mô hình này sang các đối khác cần phải có những nghiên cứu cơ sở khoa học xác định về mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường với các đối tượng nghiên cứu đó

Hiện tại, theo khuynh hướng nghiên cứu đã trình bày ở trên, Viện Nghiên cứu Hải sản đang tiến hành đề tài cấp Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2015 -2017) “Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lượng dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương ở vùng biển Việt Nam”, với mục tiêu là đưa ra các giải pháp kỹ thuật ứng dụng công nghệ viễn thám và sinh học để nâng cao độ tin cậy của

dự báo vùng khai thác tiềm năng cá ngừ đại dương ở vùng biển Việt Nam Tuy nhiên, đề tài này vẫn đang trong quá trình thực hiện, chưa có kết quả công bố cụ thể nào

Như vậy có thể thấy rằng, nghiên cứu dự báo biến động nguồn lợi đàn cá khai thác theo hướng nghiên cứu tương tác tổng hợp cá-môi trường-khai thác dưới tác động không dừng của môi trường đã đạt được rất nhiều thành tựu trên thế giới và cả

ở Việt Nam Đây là hướng nghiên cứu đầy triển vọng để giải quyết bài toán dự báo biến động nguồn lợi cá trong thời gian gần đây và trong tương lai Ở Việt Nam, mặc

dù các kết quả nghiên cứu đã có nhiều thành tựu trong việc dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương của nghề câu nhưng cũng còn nhiều đối tượng cá kinh tế chưa được nghiên cứu dự báo, trong đó nghiên cứu cơ sở khoa học cho xây dựng

mô hình dự báo theo loài còn ít đặc biệt là dự báo hạn ngắn phục vụ cho hoạt động khai thác của ngư dân theo chuyến biển Luận án cũng lựa chọn hướng nghiên cứu này trong bài toán dự báo các đối tượng cá kinh tế ở vùng biển Việt Nam mà cụ thể

là đối tượng cá Ngừ Vằn, cá Ngừ Chấm và cá Chỉ Vàng ở vùng biển Đông Nam Bộ Đây là 3 đối tượng cá kinh tế còn ít được quan tâm nghiên cứu dự báo ở nước ta Tổng quan nghiên cứu cụ thể cho từng đối tượng này sẽ được trình bày ở phần sau

1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM BỘ 1.2.1 Vị trí địa lý và địa hình

Phạm vi nghiên cứu là vùng biển Đông Nam Bộ được xác định từ 06o00’N đến

11o30’N, và từ 105o00’E đến 113o00’E (hình 1.1) Vùng biển này có bờ biển kéo dài từ tỉnh Bình Thuận đến mũi Cà Mau, có các kiểu địa hình đường bờ biển phức tạp và đa dạng do nhiều nhân tố tác động đồng thời như thuỷ lực sông và thuỷ động lực biển Đường đẳng sâu 10m phân bố phức tạp, khu vực có độ sâu từ 10 đến 15m

có dải rất hẹp chạy song song với đường bờ, dạng bờ dốc, vòng cung Khu vực có

độ sâu từ 15 đến 50m trải rộng, thoải và độ dốc tương đối đều Khu vực có độ sâu lớn hơn từ 50m trở lên có độ dốc tương đối lớn, đường đẳng sâu 100m mở rộng cách bờ tới 300 hải lý [3, 24, 36]

Đặc điểm phân bố trầm tích bề mặt đáy biển VBĐNB bao gồm [5, 42]:

+ Trầm tích tảng ở khu vực ngoài khơi Vũng Tàu có độ sâu khoảng 30m nước + Trầm tích cát phân bố thành một đới dài từ Cà Ná mở rộng về phía nam: Loại cát lớn chiếm một dải hẹp và tạo thành dải cát bờ Phan Thiết- Hàm Tân và vùng Bạc Liêu; Loại cát nhỏ chiếm ưu thế trong vùng

+ Trầm tích bùn chứa cát chỉ có ở khu vực ngoài khơi trước cửa sông Tiền, sông Hậu tạo thành một diện tích hẹp

+ Trầm tích bùn-cát cũng phân bố chủ yếu ở khu vực ngoài khơi với diện tích không lớn

+ Trầm tích cát chứa bùn xét phân bố thành một dải hẹp từ ngoài khơi Phan Thiết xuống phía nam, phía ngoài là ranh giới của kiểu trầm tích sét biển khơi Biển Đông

+ Trầm tích bùn - sét, sét - bùn chiếm diện tích phân bố nhỏ trừ một hố và rãnh sâu ở vùng biển khơi Ninh Thuận-Minh Hải, ranh giới ngoài của dải bùn sét này gần trùng với đường đẳng sâu 20-22m

+ Trầm tích sét là kiểu trầm tích chủ yếu ở biển khơi Việt Nam nói chung và Đông Nam Bộ nói riêng

Hình 1.1: Vùng biển Đông Nam Bộ

1.2.2 Chế độ khí hậu và đặc điểm khí tượng vùng biển Đông Nam Bộ

1.2.2.1 Chế độ khí hậu

Vùng Đông Nam Bộ có khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình với nền nhiệt độ cao và có sự phân biệt khá rõ giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 4-5 đến tháng 10-11 với lượng mưa chiếm trên 90% lượng mưa cả năm Mùa khô (các tháng còn lại) có lượng mưa chỉ khoảng 7% lượng mưa cả năm [5, 42, 44]

1.2.2.2 Chế độ khí áp

Mùa gió Đông Bắc (tháng 11 - 3 năm sau), khối áp cao cực đới hoạt động

mạnh và khống chế trên toàn đại lục Châu Á; vị trí trung tâm ở vùng cao nguyên Mông Cổ - Nam Xibêri trị số khí áp trung bình xấp xỉ 1040 mb Khối khí này có tính chất lạnh và khô, làm cho nhiệt độ không khí cũng như nhiệt độ lớp mặt biển giảm mạnh trong mùa đông Tại vùng biển nước ta trong thời gian này cũng chịu sự chi phối mạnh của hệ thống khí áp này và đạt giá trị cực đại trong trong các tháng

12, 1, 2 (1016 – 1020mb), phía Đông Bắc có trị số cao hơn các khu vực khác [44]

Mùa gió Tây Nam, áp cao mùa đông được thay thế bằng hệ thống áp thấp Ấn

- Miến, trị số khí áp trung bình khoảng 1000mb Khối khí này có tính chất nóng,

ẩm, làm cho nhiệt độ nước biển tăng và cung cấp lượng ẩm rất lớn Trong mùa hè vùng biển này còn chịu ảnh hưởng của dải hội tụ nhiệt đới (vị trí của dải hội tụ nhiệt đới này dịch chuyển dần về phía nam từ tháng 5, 6 đến tháng 11, 12) [44] Nhìn chung, chế độ khí áp của vùng biển Đông Nam Bộ có những thay đổi đáng kể tùy thuộc vào sự chi phối của hai hệ thống khí áp mùa đông và mùa hè luân phiên nhau

và hoạt động của giải hội tụ nhiệt đới

1.2.2.3 Chế độ gió

Vùng biển nghiên cứu nằm trong phạm vi hoạt động luân phiên theo mùa của

2 hệ thống gió mùa Đông Bắc và Tây Nam Chế độ sóng, gió của vùng biển mang những đặc trưng mùa rõ rệt

Mùa gió Đông Bắc: Từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau, trên toàn bộ

vùng biển Trung Bộ và Đông Nam Bộ hướng gió thịnh hành là Đông Bắc, ngoài ra cón còn có hướng bắc và đông Tốc độ gió trung bình ở khu vực ven bờ thường từ cấp 3 - 4 (ngoài khơi cấp 4 - 5) Khi có front cực đới tràn về, tốc độ gió mạnh lên cấp 6 - 7, có lúc cấp 8 - 9 (bảng 1.2) Các đợt gió mùa Đông Bắc thường kéo dài 3 -

4 ngày, có khi hàng tuần lễ Do trải dài trên nhiều vĩ độ nên ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc tới vùng biển nghiên cứu có chiều hướng giảm dần từ bắc xuống nam

Mùa gió Tây Nam: Gió mùa Tây Nam bắt đầu hoạt động vào tháng 4 tại vùng

biển phía nam của nước ta, sau đó phát triển dần lên phía bắc, đến tháng 6-7 thịnh hành trên toàn vùng biển Cường độ gió trong mùa này yếu hơn so với gió mùa Đông Bắc, tốc độ trung bình thường cấp 4-5 Do sự khác nhau về điều kiện địa hình, vĩ độ địa lý mà hướng gió và thời gian thịnh hành có sự khác nhau giữa các địa phương Khu vực biển từ Đà Nẵng đến Khánh Hòa, gió mùa Tây Nam thịnh hành sớm từ tháng 3 đến tháng 6, gió hướng Đông- Đông Nam, tốc độ trung bình 3,0-3,5m/s, lớn nhất có thể lên tới 20,0- 25,0 m/s; từ tháng 6 đến tháng 8 gió hướng Tây-Tây Nam, tốc độ trung bình 3,5m/s, lớn nhất đạt tới 20,0-30,0 m/s Khu vực từ Ninh Thuận trở vào, gió mùa Tây Nam thịnh hành từ tháng 5 đến tháng 10 [44]

Bảng 1.2: Tốc độ gió (m/s) trung bình nhiều năm tại các trạm Phú Quý, Côn Đảo [47]

kê số liệu tại trạm đảo Phú Quý, Côn Đảo và Trường Sa (bảng 1.3)

Bảng 1.3: Nhiệt độ không khí ( o C) tại trạm Phú Quý, Côn Đảo và Trường Sa [47] Trạm

Trung bình nhiều năm Tháng 1 Tháng 4 Tháng 5 Tháng 7 Tháng 9 Tháng 10 Năm TB

Trường

1.2.3 Nhiệt độ nước biển

Mùa gió Đông Bắc nhiệt độ nước biển lớp bề mặt ở vùng biển Đông Nam Bộ

có xu thế tăng dần từ bờ ra khơi và từ bắc vào nam, dao động trong khoảng từ 25,0oC đến 29,0oC và ở tầng đáy từ 20,0-27,0oC [3, 42]

tầng đáy là 20,0-29,0oC Vùng ven bờ, phạm vi dao động nhiệt độ nước nhỏ hơn (27,5 - 29,5oC) Ở khu vực nước trồi, nhiệt độ tầng mặt thường thấp hơn khu vực xung quanh khoảng 1-2oC [3, 42]

1.2.4 Độ muối nước biển

Sự khác biệt độ muối ở VBĐNB giữa 2 mùa (mùa mưa và mùa khô) kể cả theo mặt rộng và theo chiều thẳng đứng là không lớn Trong mùa gió Đông Bắc, độ muối tầng mặt cũng như tầng đáy dao động trong khoảng 31,0-34,0‰, sự chênh

lệch độ muối giữa tầng mặt và tầng đáy trung bình nhiều năm là 1,48‰ Trong mùa gió Tây Nam do lượng mưa tăng đã làm độ muối ở vùng biển nghiên cứu giảm nhưng không nhiều, dao động trong khoảng 29,0-33,0‰ Thời kì độ muối cao và ít biến đổi trong năm là từ tháng 12 năm trước cho đến tháng 6 năm sau với giá trị dao động trong khoảng 31,0-34,0‰ ở tầng mặt và từ 33,0-34,0‰ ở tầng đáy [3, 31, 42]

1.2.5 Chế độ dòng chảy

Mùa gió Đông Bắc, hệ thống dòng chảy toàn VBĐNB chịu ảnh hưởng trực

tiếp của dòng ven bờ từ phía bắc đi xuống do đó dòng chảy ở khu vực ngoài khơi có hướng Bắc – Nam với tốc độ khá lớn, trung bình trong khoảng từ 20-30cm/s Ở vùng ven bờ dòng chảy theo hướng Đông Bắc- Tây Nam với tốc độ trung bình khoảng 15-20cm/s Ở vùng có độ sâu từ 30m nước trở vào, hướng dòng chảy ổn định từ tầng mặt cho tới đáy còn ở vùng biển sâu, hướng chảy thay đổi nhiều giữa các tầng nước, có nơi hướng chảy ở độ sâu 200m ngược hoàn toàn so với hướng tầng mặt [19]

Mùa gió Tây Nam dòng chảy ở vùng biển nghiên cứu chịu ảnh hưởng của hệ

thống gió mùa Tây Nam và chịu tác động của nước sông Cửu Long đổ ra nên có hướng Tây Nam- Đông Bắc với tốc độ trung bình khoảng 10-15cm/s, theo độ sâu hướng dòng chảy được duy trì từ tầng mặt cho tới đáy ở khu vực gần bờ [19]

1.3 TỔNG QUAN MỘT SỐ ĐỐI TƯỢNG CÁ KINH TẾ

Vùng biển Đông Nam Bộ là vùng rất giầu có về tài nguyên đặc biệt là tài nguyên sinh vật biển- đây là ngư trường có trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi hải sản lớn nhất cả nước Trữ lượng nguồn lợi cá ở VBĐNB được ước tính khoảng 976.000 tấn với khả năng khai thác cho phép 425.300 tấn trong đó cá nổi nhỏ có trữ lượng khoảng 349.000 tấn với khả năng khai thác cho phép 174.500 tấn

Cá đáy có trữ lượng khoảng 627.000 tấn và khả năng khai thác là 250.800 tấn Nhóm cá nổi lớn ở VBĐNB và vùng xa bờ miền trung ước tính khoảng 300.000 tấn với 37 loài thuộc 18 họ khác nhau trong đó cá Ngừ Vằn chiếm trên 60% [5, 35]

Ở vùng biển này vẫn còn nhiều loài cá có giá trị kinh tế và khả năng khai thác còn lớn để có thể phát triển nghề cá xa bờ nhưng chưa được nghiên cứu dự báo Do vậy NCS đã lựa chọn một số đối tượng cá kinh tế làm đối tượng nghiên cứu trong luận án bao gồm: cá Ngừ Vằn, cá Ngừ Chấm và cá Chỉ Vàng để xây dựng cơ

sở khoa học cho việc thiết lập mô hình dự báo ngư trường khai thác chúng Dưới đây luận án sẽ tổng quan các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về các đối tượng này

1.3.1 Cá Ngừ Vằn (Katsuwonus pelamis)

Cá Ngừ Vằn thuộc họ cá thu ngừ (Scombridae) (hình 1.2), là một trong những loài cá ngừ rất có giá trị kinh tế Theo số liệu thống kê của FAO, 1996, tổng sản lượng khai thác cá ngừ nói chung của 80 nước trên thế giới đạt khoảng 4 triệu tấn/năm, trong đó cá Ngừ Vằn chiếm khoảng 50%, tiếp đến cá Ngừ Vây Vàng

(Thunnus albacares) - 30%, cá Ngừ Mắt To (Thunnus obesus) - 10% và cá ngừ vây xanh (Thunnus thynnus) - 5%, còn lại các loại cá ngừ khác 5% [62]

Hình 1.2: Cá Ngừ Vằn (Katsuwonus pelamis)

Nhiều công trình của các tác giả trên thế giới đã chỉ ra rằng, cá Ngừ Vằn có tập tính di cư theo đàn, con nhỏ có thể di chuyển được 25-105km trong một đêm Theo Quỹ Toàn cầu về thiên nhiên, cá Ngừ Vằn có khuynh hướng đi cùng với các loài cá cá voi hoặc cá mập và ngừ nhỏ khác, chúng tập trung ở tầng nước bề mặt, phân bố ở vùng nước xa bờ và chuyển theo hướng từ bắc xuống nam [64, 73] Đầu thập kỷ 60, sản lượng cá Ngừ Vằn trên thế giới chiếm 25% tổng sản lượng cá ngừ

Trong những năm gần đây, sản lượng cá Ngừ Vằn tăng lên tới 40%, trong đó đánh bắt được ở Thái Bình Dương chiếm 80% [68] Ở Thái Bình Dương sản lượng đánh bắt cá Ngừ Vằn cao nhất từ tháng 5 đến tháng 9 [89]

Cá Ngừ Vằn có phổ thức ăn rộng, ở giai đoạn cá con, chúng sử dụng các sinh vật phù du làm thức ăn chính, sau đó chuyển sang ăn thịt Chúng có thể bắt các loại

cá nổi nhỏ, giáp xác, chân đầu, sứa, v.v Bên cạnh đó, loài cá này cũng ăn thịt lẫn nhau Cá Ngừ Vằn đánh bắt được có kích thước vào khoảng 40-80cm lớn nhất có thể đạt khoảng 108cm [67] Cá lần đầu tiên tham gia vào quá trình sinh sản có chiều dài đạt từ 40-50cm Con cái có chiều dài khoảng 45-90cm có thể đẻ từ 80.000 - 2.000.000 trứng/mùa Mùa đẻ chính của chúng là vào tháng 4-5 và tháng 9-10 hàng năm, nhưng có thể kéo dài quanh năm ở vùng Xích đạo

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc dự báo đối tượng này như kết quả nghiên cứu của Froese và Puly (1996) thấy rằng, xu hướng di chuyển và năng suất đánh bắt cá Ngừ Vằn có mối quan hệ với nhiệt độ nước biển Cá Ngừ Vằn phân bố ở ngoài khơi có nhiệt độ biến đổi từ 14,7oC đến 30,0oC, đẻ trứng ở nơi có nhiệt độ thấp nhất là 25oC và có xu hướng tạo đàn [63] Mật độ cá Ngừ Vằn ở giai đoạn cá bột, có liên quan đến nhiệt độ nước xung quanh Nhiệt độ nước thích hợp để chúng tập trung cao khoảng từ 23-28oC Vì vậy, nhiệt

độ nước tầng mặt rất quan trọng để quyết định lượng bổ sung hàng năm của loài này [68] Theo Kawasaki (1991) ở vùng biển Nhật Bản, đối với cá thể từ 2 đến 3 năm tuổi, độ biến thiên nhiệt độ môi trường thích hợp từ 18-28oC Vùng nước có nhiệt

độ cao hơn 28oC, không thích hợp với loài cá này [69]

Các nghiên cứu khác cho thấy, ở vùng biển Nhật Bản và phía tây vùng biển Philippin, xác định khu vực phân bố của cá ngừ có thể dựa vào yếu tố nhiệt độ tầng mặt để dự báo sản lượng vì nhiệt độ là yếu tố giới hạn sự phân bố của mỗi loài cá ngừ Tuy nhiên, tùy thuộc vào từng giai đoạn, từng thời kỳ mà yếu tố “quan trọng”

có thể là nhiệt độ, độ mặn, chất nền đáy hay mật độ phân bố của sinh vật phù du Cũng dựa vào yếu tố nhiệt độ, tác giả đã xác định được bãi đẻ và thời gian sinh sản

của cá Ngừ Vằn ở các vùng biển thuộc khu vực Thái Bình Dương [65] Patrick Lehodey và nnk (1998), bước đầu đưa ra mối tương quan giữa sản lượng đánh bắt với mật độ phân bố của động - thực vật phù du Trong đó, động - thực vật phù du được coi là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn [74]

Những nghiên cứu về cá biển Việt Nam, trong đó có phân tích các đặc điểm sinh học, tuy không nhiều so với các vùng nước khác trên thế giới, đặc biệt là các vùng nước ôn đới, nhưng cũng đạt được một khối lượng đáng kể như công trình của Nguyễn Xuân Huấn (1996) [29] Ngay từ thời Pháp thuộc, một số nhà nghiên cứu người Pháp đã có các công trình nghiên cứu về cá biển Việt Nam như H.E Sauvage, 1876; G.Tirant, 1883; Chabanaud, 1926; Chevey, 1932; Chevey và Lemasson, 1937… nhưng hầu như chưa đề cập tới đối tượng cá ngừ Đến năm 1959

- 1960 đoàn điều tra nguồn lợi cá Việt - Trung đã xác định được 3 loài cá ngừ, năm

1960 - 1961 đoàn điều tra nguồn lợi cá Việt - Xô đã có chương trình điều tra riêng

về cá ngừ trên tàu Onda, xác định thêm 2 loài nữa, nâng tổng số cá ngừ đã phát hiện lên 5 loài Trong chương trình điều tra cá nổi Thuận Hải - Minh Hải trên tàu Biển Đông, cùng các điểm quan sát ven bờ biển từ Quảng Bình tới Vũng Tàu và trên các tàu điều tra của Liên Xô (cũ) từ năm 1968-1985, và trong chương trình nghiên cứu nguồn lợi cá ở biển Việt Nam giữa Viện Nghiên cứu Hải sản với Viện Nghiên cứu Nghề cá và Hải dương Biển Đen (AzCHERNIRO) và Viện Nghiên cứu Nghề cá và Hải dương Thái Bình Dương (TINRO), đã xác định được 9 loài cá ngừ ở các vùng biển Việt Nam, trong đó có cá Ngừ Vằn [15]

Các nghiên cứu về cá Ngừ Văn ở nước ta cho đến nay chủ yếu chú trọng về nghiên cứu phân bố và đặc điểm sinh học sinh thái Bùi Đình Chung (1992) đã xác định, ở vùng biển Việt Nam, cá Ngừ Vằn chủ yếu đánh bắt được có kích thước từ 50-60cm, trọng lượng khoảng 2kg; khu vực phân bố từ vịnh Bắc Bộ tới vịnh Thái Lan, nhưng chủ yếu gặp ở vùng biển miền Trung với kích thước từ 47-58cm, trọng lượng 2,4-2,9kg [15] Phạm Thược (1994) cũng đã xác định, cá Ngừ Vằn đánh bắt được ở vùng biển Vũng Tàu có chiều dài chủ yếu từ 50-55cm [40] Ở vùng biển Khánh Hòa, Nguyễn Phi Đính (1996) đã xác định chiều dài cá đánh bắt được dao

động trong khoảng 46-68cm, trung bình là 55,6cm [20] Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Tiến Cảnh (1997) ở vùng biển Quần đảo Trường Sa cho thấy, chiều dài cá Ngừ Vằn chủ yếu ở các nhóm 42-46cm; 49-52cm; 59-64cm và 43-50cm [13]

Nghiên cứu dự báo ngư trường khai thác đối tượng cá Ngừ Vằn đã được thực hiện từ năm 2002 đến 2010 Phương pháp dự báo đối tượng trong giai đoạn này là phương pháp thống kê về sản lượng khai thác hàng năm của đối tượng này ở vùng biển Việt Nam Do vậy, chất lượng dự báo còn nhiều tranh cãi Năm 2015, Đoàn Văn Bộ và nnk đã ứng dụng mô hình LCA dự báo trữ lượng và khả năng khai thác cho đối tượng cá Ngừ Vằn trong năm 2015 [12] Đây là kết quả dự báo thử nghiệm

và mang tính định hướng cho khai thác chứ chưa phải dự báo ngư trường hạn ngắn Như vậy có thể thấy, các kết quả ở Việt Nam chủ yếu chú trọng đến việc nghiên cứu về phân bố, cấu trúc thành phần loài, đặc điểm sinh học, sinh thái…của đối tượng cá Ngừ Vằn Các kết quả nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc xây dựng

mô hình dự báo nghiệp vụ (dự báo hạn tháng, hạn tuần và hạn ngắn hơn… phục vụ trực tiếp cho sản xuất khai thác) cho đối tượng cá này vẫn còn rất hạn chế Việc nghiên cứu ứng dụng mô hình dự báo của đề tài mã số KC09.18 cho đối tượng này cũng đang được thực hiện nhưng kết quả dự báo vẫn chưa được đánh giá Do đó, cần có nhiều nghiên cứu hơn nữa về cơ sở khoa học như mối quan hệ giữa môi trường với nguồn lợi cá Ngừ Vằn hay bộ chỉ số thích ứng sinh thái của đối tượng cá này nhằm xây dựng mô hình dự báo có chất lượng cao trong tương lai

1.3.2 Cá Ngừ Chấm (Euthynus affinis)

Cá Ngừ Chấm là một trong các loài thuộc nhóm cá ngừ ven bờ (Neritic tuna) thuộc họ cá Thu ngừ (Scombridae) (hình 1.3) Đây là nhóm đối tượng khai thác có giá trị kinh tế, quan trọng của nghề khai thác cá ngừ của Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới Cá có chiều dài tới chẽ vây đuôi tối đa khoảng 100cm và trọng lượng khoảng 13,6kg, nhưng cá khai thác phổ biến trong khoảng 40-60cm Cá trưởng thành (3-5 tuổi) ở các vùng biển khác nhau có độ dài khác nhau như ở vùng

biển Philippin độ dài đạt khoảng 40cm trong khi ở vùng biển Ả Rập khoảng 65cm

50-Hình 1.3: Cá Ngừ Chấm (Euthynus affinis)

Cá Ngừ Chấm là loài sống ở vùng nước ấm có nhiệt độ trong khoảng từ 29,0oC Mặc dù vậy, chúng cũng có thể lặn tại các khu vực nước lạnh dưới 10,0oC ở vùng biển ôn đới [56] Cá Ngừ Chấm phân bố ở các vùng nước ấm của Ấn Độ Dương, Tây Thái Bình Dương, Đông Phi, Ấn Độ, Srilanca, Inđônêsia, Malaysia, Philippin, Nhật Bản, Trung Quốc và Việt Nam…[53, 70, 88, 91, 94]

18,0-Ở vùng biển ngoài khơi Nhật Bản, cá Ngừ Chấm được tìm thấy tại vùng nước

có nhiệt độ từ 18,0-28,0°C trong khi đó ở vùng biển Thái Lan loài này đánh bắt được cao nhất trong tháng 2, tháng 3 và tháng 4 với nhiệt độ bề mặt dao động trong khoảng 28,6-32,2oC [93, 94] Nghiên cứu của Collette và Nauen (1983) cũng cho thấy, cá Ngừ Chấm là loài sống ven các hòn đảo và quần đảo ở Ấn Độ Dương và Tây Thái Bình Dương trong vùng nước ấm với nhiệt độ từ 18°C đến 29°C [59] Ngư cụ khai đối tượng này chủ yếu là lưới vây, lưới rê, kích thước cá khai thác được trong khoảng từ 24-45cm, chủ yếu là 36cm [59] Theo báo cáo của FAO năm

2009, từ năm 1975 đến 1981, sản lượng khai thác cá Ngừ Chấm của thế giới dao động từ 44,000 đến 65,000 tấn/năm Các nước có trữ lượng lớn nhất hiện nay là Philippin và Thái Lan Loài này được coi là dồi dào ở nhiều nơi trong phạm vi phân

bố của nó, đây là loài có tính di cư cao, thích ở gần bờ biển, tạo thành các đàn lớn

và thường kết hợp với các loài khác Tại Indonesia, sản lượng cá Ngừ Chấm khai

thác được từ Ấn Độ Dương là lớn nhất trong số các loại cá ngừ khai thác được trong giai đoạn 2001-2010

Ở Việt Nam, cá Ngừ Chấm phân bố chủ yếu ở vùng biển miền Trung và Nam

Bộ, trữ lượng khoảng 23,9 nghìn tấn chiếm khoảng 2,1% trong nhóm cá thu, ngừ [5] Mùa vụ khai thác quanh năm và khai thác chủ yếu bằng lưới vây và lưới rê, kích thước khai thác được trong khoảng từ 24-45cm, chủ yếu là 36cm

Cho đến nay, ở Việt Nam những nghiên cứu về đặc điểm sinh học sinh thái, sự phân bố của đối tượng này rất ít đặc biệt là chưa có nghiên cứu cụ thể nào về biến động nguồn lợi cá Ngừ Chấm Bên cạnh đó, nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc xây dựng mô hình dự cho đối tượng này hầu như chưa có công trình công bố nào

Do vậy, việc nghiên cứu các đặc điểm sinh học sinh thái, biến động nguồn lợi và xây dựng cơ sở khoa học cho việc dự báo ngư trường khai thác đối tượng này cũng như các loài cá ngừ nhỏ ven bờ là rất cần thiết

1.3.3 Cá Chỉ Vàng (Selaroides leptolepis)

Cá Chỉ Vàng thuộc họ cá khế (Carangidae) (hình 1.4) phân bố chủ yếu ở các vùng biển nhiệt đới phía Tây Thái Bình Dương, giới hạn phía Bắc là Nhật Bản và phía Nam là Australia [82]

Hình 1.4: Cá Chỉ Vàng (Selaroides leptolepis)

Cá Chỉ Vàng có tập tính hợp đàn, thường phân bố nhiều ở những khu vực có nền đáy mềm và khu vực ven bờ, cửa sông Kích thước tối đa của cá Chỉ Vàng khoảng 22cm, trong sản lượng khai thác chiếm ưu thế là nhóm cá có kích thước trên dưới 15cm Thức ăn chủ yếu của cá Chỉ Vàng là các loài động vật phù du [63] Trên

thế giới, cá Chỉ Vàng đã được nghiên cứu nhiều ở các vùng biển Malaysia, Philippines và Thái Lan [77, 79]

Ở Việt Nam, cá Chỉ Vàng phân bố chủ yếu ở vùng biển ven bờ, tập trung ở dải

độ sâu không quá 50m nước VBĐNB là khu vực có nguồn lợi cá Chỉ Vàng phong phú hơn so với các vùng biển khác Năng suất khai thác cá Chỉ Vàng bằng lưới kéo đáy khoảng 2,0-3,0 kg/giờ ở VBĐNB và dưới 1,0kg/giờ ở vùng biển vịnh Bắc bộ Kích thước cá khai thác chủ yếu trong khoảng 11,0-14,0cm [22]

Trữ lượng nguồn lợi cá Chỉ Vàng ở vùng biển phía Nam Việt Nam ước tính khoảng 177-351 ngàn tấn [17] Cấu trúc quần thể cá Chỉ Vàng có sự khác biệt khá

rõ giữa mùa gió Đông Bắc và mùa gió Tây Nam Ở mùa gió Tây Nam, trữ lượng và

độ phong phú nguồn lợi cá Chỉ Vàng thuộc nhóm dưới 10cm chiếm ưu thế so với ở mùa gió Đông Bắc, chứng tỏ lượng bổ sung của các loài cá này chủ yếu diễn ra vào mùa gió Tây Nam Khu vực phân bố tập trung của cá Chỉ Vàng có sự khác biệt giữa mùa gió Trong mùa gió Đông Bắc, vùng biển giới hạn từ 9o00N xuống phía nam cá Chỉ Vàng phân bố với mật độ cao hơn so với vùng biển từ 9o00N trở lên phía bắc Ở mùa gió Tây Nam, khu vực phân bố tập trung nằm rải rác, trong đó các vùng biển phía đông Nam đảo Phú Quý, ngoài khơi đảo Côn Sơn và khu vực phía Nam mũi

Cà Mau là nơi có mật độ phân bố cao hơn [14, 22]

Kích thước khai thác được trung bình khoảng 14 cm bắt gặp nhiều ở các tháng

10, 11 và 12 Các tháng 3, 4, 5, 6 và tháng 10 bắt gặp 2 nhóm chiều dài Trong đó, nhóm thứ nhất có chiều dài chiếm ưu thế là 6cm (đây có thể là thế hệ mới sinh ra sau mùa sinh sản) và nhóm thứ hai có chiều dài chiếm ưu thế là 14 cm [23]

Nghiên cứu về cơ sở khoa học cho việc xây dựng dự báo ngư trường khai thác đối tượng này đã được Nguyễn Văn Lục và nnk thực hiện từ năm 1991 Trong công trình này, nhóm tác giả đã nghiên cứu mối quan hệ giữa yếu tố môi trường với năng suất khai thác cá Chỉ Vàng Kết quả cho thấy, cá Chỉ Vàng có mối quan hệ chặt chẽ với môi trường, chúng xuất hiện với năng suất khai thác từ 0,2-45,0kg/giờ ở vùng nước có độ dày lớp tựa đồng nhất tầng mặt (H0) từ 10-35m, nhiệt độ tầng đáy (Tđ) khoảng 25,12-27,7oC, độ muối tầng đáy (Sđ) từ 32,58-33,45%o … và chất đáy từ

48-89% cát Tuy vậy, sản lượng cá Chỉ Vàng cũng đạt giá trị cao ở vùng nước có điều kiện H0 trong khoảng 20-28m, Tđ trong khoảng 27,0-27,7oC, Sđ trong khoảng 32,65-32,88%o và chất đáy có 48-50% là cát [32] Đây là công trình đầu tiên ở Việt Nam đã xây dựng được bộ chỉ số thích ứng sinh thái của đối tượng cá Chỉ Vàng dựa vào thống kê tần suất bắt gặp các mức năng suất cao với các dải yếu tố môi trường Tuy nhiên, để tăng cường cơ sở khoa học cho nghiên cứu biến động nguồn lợi và dự báo ngư trường khai thác cho đối tượng này cần có thêm những nghiên cứu tương

tự, đồng thời cũng cần có các nghiên cứu xác định mối quan hệ tổng hợp, xây dựng được các phương trình tương quan cụ thể giữa năng suất khai thác cá Chỉ Vàng với các yếu tố môi trường phục vụ cho việc xây dựng mô hình dự báo ngư trường cho đối tượng này

Tóm lại, thông qua toàn bộ chương 1, NCS đã rút ra nhận định cơ bản về hiện trạng nghiên cứu cũng như định hướng của luận án, như sau:

1) Định hướng nghiên cứu tương quan cá-môi trường là cơ sở khoa học tin cậy cho việc xây dựng các mô hình dự báo ngư trường khai thác hải sản theo nghề hoặc theo đối tượng/nhóm đối tượng Ở Việt Nam hướng nghiên cứu này đã được áp dụng thành công trong xây dựng mô hình và quy trình dự báo ngư trường nghề câu

cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ Các nghiên cứu dự báo ngư trường khai thác cho các đối tượng khác, vùng biển khác hầu như chưa có

2) Vùng biển Đông Nam Bộ là ngư trường có trữ lượng, sản lượng và khả năng khai thác nguồn lợi hải sản lớn nhất cả nước, trong đó cá Ngừ Vằn, Ngừ Chấm

và Chỉ Vàng là những loài cá kinh tế rất có giá trị và chiếm tỷ trọng cao trong sản lượng khai thác Hiện tại nghiên cứu về các đối tượng này mới dừng lại ở phân bố, cấu trúc thành phần loài, đặc điểm sinh học, sinh thái mà chưa đi sâu vào nghiên cứu theo định hướng tương quan cá-môi trường để tiến tới dự báo

CHƯƠNG 2

DỮ LIỆU HẢI DƯƠNG HỌC, NGHỀ CÁ

VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUAN HỆ CÁ-MÔI TRƯỜNG 2.1 CÁC NGUỒN DỮ LIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN

2.1.1 Dữ liệu hải dương học

Luận án sử dụng các số liệu thực đo nhiệt độ, độ muối, hàm lượng chlorophyll-a trong các chuyến điều tra khảo sát của các chương trình, đề tài, dự

án và các nhiệm vụ nghiên cứu khoa học khác do Viện Nghiên cứu Hải Sản chủ trì, thực hiện tại VBĐNB từ năm 1978 đến 2013 Phân bố các trạm khảo sát (hình 2.1)

và thống kê số lượng số liệu (bảng 2.1) cho thấy nguồn dữ liệu này khá phong phú,

có thể sử dụng để phân tích biến động các yếu tố theo quy mô tháng tại vùng biển này Các dữ liệu này cùng với toàn bộ các dữ liệu khí tượng, hải dương học (gió, nhiệt độ nước biển, độ muối, dòng chảy, động-thực vật phù du, chlorophyll-a ) của các chương trình, đề tài, dự án thực hiện từ năm 1961 đến nay trên các vùng biển Việt Nam đã được tổng hợp thành cơ sở dữ liệu (CSDL) hải dương học lưu trữ tại Viện Nghiên cứu Hải Sản

Hình 2.1: Phân bố các trạm điều tra khảo sát hải dương học tại VBĐNB

Bảng 2.1: Thống kê số lượng số liệu điều tra khảo sát hải dương học

tại vùng biển Đông Nam Bộ từ năm 1978 đến 2013

Số trạm Số số liệu Số trạm Số số liệu Số trạm Số số liệu

tố hải dương học và nhiều nghiên cứu khác (sai lệch tối đa của nhiệt độ chỉ ±0,5oC, của độ muối chỉ ±0,2‰) Số lượng số liệu của dự án Movimar chiết xuất riêng cho VBĐNB được thống kê trong bảng 2.2