Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hải dương học: 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

Mục tiêu nghiên cứu của luận án là xác định được môi quan hệ giữa cấu trúc hải dương và năng suất khai thác của một số loài cá kinh tế ở vùng biển Động Nam Bộ phục vụ xây dựng mô hình thực nghiệm dự báo ngư trường khai thác tại vùng biển này.

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

(DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HẢI DƯƠNG HỌC

Hà Nội - 2018

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đoàn Văn Bộ

TS Nguyễn Khắc Bát

Phản biện: ………

………

Phản biện: ………

………

Phản biện: ………

………

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp tại

vào hồi giờ ngày tháng năm 20

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội

MỞ ĐẤU

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 [1, 2] 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

Sản lượng khai thác cá biển tại các vùng biển Việt Nam nói chung

và VBĐNB nói riêng hàng năm tuy có tăng, nhưng năng suất khai thác tính theo tầu, theo công suất lại giảm đáng kể 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

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 môi quan hệ giữa cấu trúc hải dương và năng suất khai thác của một số loài cá kinh tế ở vùng biển Động 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 các phương pháp dự báo ngư trường dựa trên quan

hệ cá – môi trường 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 cấu trúc thủy động lực

và môi trường biển đối với một số loài cá có giá trị 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 cấu trúc hải dương đặc trưng với năng suất khai thác một số đối tượng cá kinh tế (cá ngừ vằn, cá ngừ chấm và cá chỉ vàng) và ứng dụng các kết quả nghiên cứu 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 cho 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 các yếu tố hải dương liên quan đến sự tập trung cao 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

Chương 2: Dữ liệu hải dương học, nghề cá và các phương pháp phân tích mối quan hệ giữa các yếu tố hải dương học với năng suất khai thác cá

Chương 3: Đặc điểm mộ số yếu tố hải dương, môi trường ở vùng biển Đông Nam Bộ

Chương 4: Mối quan hệ giữa năng suất khai thác một số loài cá kinh tế với các yếu tố hải dương, 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, VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

VÀ MỘT SỐ ĐỐI TƯỢNG CÁ KINH TẾ VBĐNB

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

 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 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

NCS cũng lựa chọn hướng nghiên cứu thứ 3 để thực hiện luận án Hướng 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 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 dự 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

1.2 VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM BỘ

1.2.1 Vị trí địa lý và địa hình, nguồn lợi cá biển

Vùng biển Đông Nam Bộ 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

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

1.3 TỔNG QUAN MỘT SỐ ĐỐI TƯỢNG CÁ KINH TẾ

1.3.1 Cá ngừ vằn (Katsuwonus pelamis)

Cá ngừ vằn thuộc họ cá thu ngừ (Scombridae), là một trong những loài cá ngừ rất có giá trị kinh tế Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc dự báo đối tượng này 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) 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 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) 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 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 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 cộng sự thực hiện từ năm 1991 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 (tổng quan), 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, 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

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 Cùng với nguồn dữ liệu điều tra khảo sát nêu trên, luận án còn sử dụng dữ liệu viễn thám biển tầng mặt (nhiệt độ, hàm lượng chlorophyll-a, dị thường độ cao mực biển và dòng chảy) và dữ liệu trường 3D nhiệt biển của dự án Movimar từ năm 2011 đến 2016

2.1.2 Dữ liệu nghề cá

Số liệu nghề cá sử dụng trong luận án là năng suất khai thác (CPUE – Catch Per Unit Effort) cá ngừ vằn, cá ngừ chấm của nghề lưới rê và cá chỉ vàng của nghề lưới kéo đáy, lấy từ CSDL nghề cá (VietFish-Base) lưu trữ tại Viện Nghiên cứu Hải Sản

2.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN MỐI QUAN HỆ CÁ-MÔI TRƯỜNG

2.2.1 Lựa chọn các yếu tố môi trường biển cơ bản cho phân tích tương quan

Dựa vào các yếu tố sinh thái trội và sự di chuyển, phân bố của cá theo độ sâu để lựa chọn các yếu tố hải dương, môi trường biển trong phân tích mối quan hệ giữa cá-môi trường theo đó, luận án đã lựa chọn 14 yếu tố xuất hiện chủ yếu trong phạm vi từ tầng mặt đến độ sâu 150m và 10 yếu tố xuất hiện chủ yếu trong phạm vi từ tầng mặt đến độ sâu 50m cho đối tượng cá chỉ vàng

2.2.2 Phương pháp tính các yếu tố hải dương, môi trường biển

Các yếu hải dương, môi trường biển được tính theo các công thức thông dụng trong hải dương học và được tính trung bình tháng, trung bình mùa và trung bình trên từng ô lưới 0,5 x 0,5 độ kinh vĩ tại VBĐNB

2.2.3 Đồng bộ các dữ liệu cá và môi trường

Để thực hiện việc phân tích tương quan giữa năng suất khai thác

cá với các yếu tố môi trường luận án đã thống kê, phân tích hai

nguồn dữ liệu nói trên và lựa chọn việc tính toán các dữ liệu theo quy

mô không gian trung bình ô lưới 0,5x0,5 độ kinh vĩ (quy về tâm ô) Theo thời gian, các dữ liệu được tính toán trung bình theo 3 cấp:

- Trung bình 2 mùa gió (nhiều năm), tương ứng với 2 vụ cá ở VBĐNB: vụ cá nam từ tháng 4 đến tháng 9, vụ cá bắc từ tháng

10 đến tháng 4 năm sau

- Trung bình tháng (nhiều năm) cho 12 tháng trong năm

- Chọn dữ liệu theo thời gian thực (tức thời) trong giai đoạn 2012-2015

2.2.4 Phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính nhiều biến

Sử dụng phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính đa biến giữa năng suất khai thác (CPUE) và các yếu tố hải dương, môi trường biển để xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính phản ánh mối quan

hệ cá-môi trường, phươn trình tổng quát như sau:

y = a0 + a1x1 + a2x2 + + amxmtrong đó y – biến phụ thuộc, là năng suất khai thác (CPUE) cá ngừ vằn hoặc cá ngừ chấm của nghề lưới rê, hoặc cá chỉ vàng của nghề lưới kéo; xj (j=1 m) là m yếu tố hải dương, môi trường biển; a0 và aj(j=1 m)

Để loại bớt biến, đã sử dụng phương pháp thống kê thông qua tiêu chuẩn thông tin AIC (Akaike information Criterion) dưới đây:

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

Mô hình thích ứng sinh thái HSI (Habitat Suitability Index) được

sử dụng để xác định “khoảng giá trị thuận” (optimal) của yếu tố môi

trường đối với đời sống sinh vật Chỉ số SI của yếu tố môi trường ứng với khoảng dao động thứ k được xác định theo công thức:

Bảng 2.1: Hiệu quả khai thác tương ứng với chỉ số SI của các yếu tố

môi trường Giá trị SI Mức năng suất khai thác (CPUE)

ĐÔNG NAM BỘ

Dựa trên nguồn số liệu và các phương pháp xử lý, tính toán trình bày ở chương 2, luận án đã lựa chọn và tính toán một số yếu tố hải dương, môi trường biển cơ bản làm đầu vào cho phân tích mối quan

hệ cá-môi trường tại VBĐNB Tuy nhiên, trước khi đưa vào phân tích mối quan hệ này, cũng cần phải xem xét đặc điểm phân bố và biến động của các yếu tố theo không gian, thời gian trên toàn vùng biển, có so sánh với các kết quả nghiên cứu trước đây để khẳng định lại kết quả tính toán của luận án

Kết quả phân tích cho thấy, các yếu tố cấu trúc nhiệt muối, hàm lượng chlorophyll a và dòng chảy ở VBĐNB thể hiện sự khác biệt rõ nét giữa các tháng trong năm, giữa hai mùa gió, giữa khu vực ven bờ với khu vực ngoài khơi, giữa khu vực nước trồi, nước chìm với các khu vực khác Đây là những điều kiện quan trọng tạo nên môi trường sống đa dạng và cấu trúc thành phần loài, đặc trưng phân bố, đặc tính sinh học riêng của khu hệ sinh vật biển nơi đây

Chương 4 MỐI QUAN HỆ GIỮA NĂNG SUẤT KHAI THÁC MỘT SỐ LOÀI CÁ KINH TẾ VỚI CÁC YẾU TỐ HẢI DƯƠNG, MÔI TRƯỜNG Ở

VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM BỘ 4.1 MỐI QUAN HỆ GIỮA NĂNG SUẤT KHAI THÁC CÁ NGỪ VẰN VỚI CÁC YẾU TỐ HẢI DƯƠNG, MÔI TRƯỜNG BIỂN

4.1.1 Mối quan hệ tổng hợp cá-môi trường đối với cá ngừ vằn

Kết quả phân tích với bộ dữ liệu "đồng bộ tức thời” giữa năng suất khai thác cá ngừ vằn với các yếu tố hải dương, môi trường thấy rằng, giữa chúng có mối quan hệ tương đối chặt chẽ (hệ số tương quan bội Ro=0,61) Trong đó, các yếu tố đáng chú ý là Ano, T1, H1, Gra25, Chlo, Alti bởi chúng có hệ số tương quan cặp cao với năng suất khai thác cá ngừ vằn (bảng 4.1) Bên cạnh đó luận án đã phân tích mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá ngừ vằn và các yếu tố môi trường với số liệu trung bình tháng của các năm 2014-2015 cũng cho kết quả tương tự như làm với số liệu ”đồng bộ tức thời” (Ro=0,62)

Xét riêng theo mùa gió cho thấy, trong mùa gió tây nam, năng suất khai thác cá ngừ vằn có mối quan hệ tương đối chặt chẽ với các biến cấu trúc hải dương (hệ số tương quan bội Ro=0,72) trong khi ở mùa gió đông bắc hệ số tương quan Ro nhỏ nhơn (Ro=0,62)

Bảng 4.1: Mối quan hệ giữa năng suất khai thác cá ngừ vằn với các yếu

tố hải dương, môi trường biển trong mùa gió đông bắc, tây nam (số liệu

đồng bộ tức thời) Thời gian Ro N Phương trình hồi quy tuyến tính đa biến