Thực vật nổi (phytoplankton) vùng biển phía tây vịnh Bắc Bộ và Phụ Cận

57 Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển T11 (2011). Số 4. Tr 57 - 73 THỰC VẬT NỔI (PHYTOPLANKTON) VÙNG BIỂN PHÍA TÂY VỊNH BẮC BỘ VÀ PHỤ CẬN NGUYỄN HOÀNG MINH, VŨ MINH HÀO, NGUYỄN VĂN QUẢNG Viện Nghiên cứu Hải sản PHẠM THƯỢC Trung tâm tư vấn, chuyển giao công nghệ, nguồn lợi thuỷ sinh và môi trường Tóm tắt: Thực vật nổi (TVN) vùng biển phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận ñã ñược phân tích, ñánh giá dựa trên nguồn số liệu thu thập ñược từ năm 1959 ñến 2009. Tổng số loài TVN ñã xác ñịnh ñược là 449 loài, 100 chi, 43 họ, 10 bộ, 4 lớp, 4 ngành và ñược chia thành 3 nhóm sinh thái chính. Các chỉ số sinh thái học (chỉ số ña dạng - H’; chỉ số ñiều hòa - E, chỉ số giá trị tính ña dạng - Dv) cho thấy quần xã TVN ở vùng biển nghiên cứu khá ổn ñịnh và phong phú. Kết quả tính toán chỉ số tương ñồng Sorensen và phân tích khoảng cách Manhattan cho thấy quần xã TVN ở vùng biển nghiên cứu giống với vùng biển ðông, Tây Nam bộ hơn so với vùng biển Trung bộ và xa bờ. ðã xác ñịnh ñược 27 loài thường xuyên chiếm ưu thế trong vịnh Bắc bộ và phụ cận, trong ñó có 7 loài thường xuyên chiếm ưu thế trong năm, 5 loài chiếm ưu thế trong một vài tháng và 15 loài chiếm ưu thế trong một thời gian nhất ñịnh. Trong năm, quần xã TVN có hai ñỉnh cao về số lượng (tháng 3, 8) và hai khe thấp (tháng 4, 12), khe thấp nhất vào tháng 12. Số lượng trung bình TVN trong mùa gió Tây Nam phong phú hơn mùa gió ðông Bắc. Từ khóa: Thực vật nổi, chỉ số sinh thái, vịnh Bắc bộ. I. MỞ ðẦU Thực vật nổi (TVN) giữ vai trò chuyển hoá muối dinh dưỡng hoà tan trong nước thành các hợp chất hữu cơ qua quá trình quang hợp, nên TVN là khâu mở ñầu trong chu trình vật chất ở thuỷ vực. Vì thế chúng là mồi ăn của các sinh vật tiêu thụ thứ cấp như ñộng vật nổi, các loại ấu trùng, các loài ñộng vật thân mềm ăn lọc, các loài cá bột và một số loài cá trưởng thành... Bên cạnh ñó chúng còn ñược xem như là một thông số chỉ thị của chất lượng nước, do một số loài phát triển mạnh trong ñiều kiện "phú dưỡng" của vùng nước hoặc tàn lụi nhanh khi ñiều kiện môi trường bất lợi. Sự phong phú về thành phần loài, mật ñộ TVN sẽ có ý nghĩa cho những nghiên cứu về ñặc ñiểm phân bố và phát 58 triển các nhóm sinh vật tiêu thụ ở bậc tiếp theo cũng như những thay ñổi về môi trường thủy vực. Thực vật nổi vùng biển phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận ñã ñược quan tâm nghiên cứu từ những năm 1959 của thế kỷ trước. Trên cơ sở ñó có rất nhiều công trình nghiên cứu về TVN ñã ñược công bố, những kết quả nghiên cứu này ñã cung cấp những thông tin rất cơ bản về thành phần loài, biến ñộng số lượng TVN ở vùng biển vịnh Bắc bộ và phụ cận (Gurianova, 1972; An and Lương, 1980; Cảnh, An et al., 1986; An, 1993; Cảnh, 1996; Tạng, 1997; Thanh and nnk, 2003; Thạo, Minh et al., 2008). ðể tổng hợp một cách có hệ thống các tư liệu từ các công trình nghiên cứu lịch sử và cập nhật các tư liệu hiện hành. Chúng tôi xây dựng báo cáo “Thực vật nổi vùng biển phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận”, ñánh dấu kết quả một chặng ñường 50 năm nghiên cứu, cung cấp những tư liệu về hiện trạng ña dạng sinh học, biến ñộng số lượng TVN trong vùng biển, góp phần phục vụ thiết thực cho công tác nghiên cứu khoa học và học tập. II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Phạm vi nghiên cứu Vùng biển vịnh Bắc bộ và phụ cận: nằm ở phía Tây Bắc Biển ðông, phạm vi từ 17o 00’N - 21o50’N và 105o40’E - 110o00’E. Diện tích (chỉ riêng phía Việt Nam) khoảng 22.207,5 hải lý vuông, tương ứng 76.171,7km2. Vùng ñánh cá chung vịnh Bắc bộ từ vĩ tuyến 20 000’ Bắc xuống cửa vịnh, bề rộng là 30,5 hải lý kể từ ñường phân ñịnh về mỗi phía; có tổng diện tích khoảng 33.600 km2 (hình 1). 2. Tài liệu Bộ số liệu gốc về SVPD từ các chương trình, ñề tài, dự án như: Chương trình nghiên cứu tổng hợp vịnh Bắc bộ Việt Trung (1959 - 1962); Chương trình thăm dò cá vịnh Bắc bộ Việt Xô (1959 - 1961); Chương trình nghiên cứu tổng hợp ven bờ phía Tây vịnh Bắc bộ (1962 - 1965); ðiều tra vùng biển ven bờ Quảng Ninh - Hải Phòng (1970 - 1971); ðiều tra nguồn lợi ven bờ Thanh Hoá (1998 - 2000); Dự án ñánh giá nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam (ALMRV) (1999 - 2002); ðề tài ñánh giá nguồn lợi cá nổi nhỏ (2003 - 2005); Dự án Việt Trung ở vùng ñánh cá chung vịnh Bắc bộ (2006 - 2010) thu thập ñược, hiện ñang ñược lưu trữ tại Trung tâm Quốc gia Quan trắc và Cảnh báo Môi trường Biển - Viện Nghiên cứu Hải sản (bảng 1). 59 Bảng 1: Số liệu TVN ở vùng biển vịnh Bắc Bộ và phụ cận (1959 - 2009) Tháng Số liệu Tháng Số liệu 1 264 7 276 2 169 8 256 3 209 9 177 4 309 10 371 5 224 11 157 6 188 12 317 Tổng số 2.917 Hình 1: Sơ ñồ trạm nghiên cứu vịnh Bắc bộ và phụ cận 60 3. Phương pháp nghiên cứu * Phương pháp thu mẫu TVN Trong các ñợt ñiều tra, phương pháp nghiên cứu TVN ñược tiến hành theo quy ñịnh của Hội Nghề cá miền Tây Thái Bình Dương (1956) (Liên Xô, Mông Cổ, Triều Tiên, Trung Quốc và Việt Nam) và Quy trình của Uỷ ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước năm 1981 22, Quy ñịnh về phương pháp QT&PT môi trường của Cục Bảo vệ Môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường (2002) 7, có thể tóm tắt như sau: TVN ñược thu bằng lưới kiểu Nansen số 64 (1cm2 có 64 x 64 = 4096 lỗ, cạnh khoảng 80 – 100 µ), miệng lưới rộng 0,2 m2, kéo thẳng từ cách ñáy 2m (nơi có ñộ sâu < 100m) hoặc 100 m (nơi có ñộ sâu > 100 m) ñến mặt nước; trong miệng lưới có ñặt máy ño lượng nước qua lưới (flowmeter). Xác ñịnh số lượng TVN trên buồng ñếm Sedgwick - Rafter, kính hiển vi có bàn di ñộng với ñộ phóng ñại 100, 200, 400, 1000 lần. Số lượng TVN ñược tính ra tế bào/m3. Tài liệu phân loại chính: Trương Ngọc An, (1993) 1; Kim ðức Tường, (1965) 20; Isamu Yamaji, (1973) 24; Carmelo R. Tomas, (1996) 19 và một số tài liệu khác [10, 11,14]. Hệ thống phân loại của TVN ñược sắp xếp theo ñơn vị phân loại của Tomas C. R. (1996) và tham khảo thêm của Guiry, M.D. & Guiry, G.M. 2010 ( 12. * Xử lý số liệu + ðồng bộ dữ liệu: Các chuyến khảo sát từ trước năm 1990 không sử dụng máy ño lượng nước qua lưới, ñều ñược xử lý ñể tiện cho việc tính toán. Bằng phương pháp hồi quy tuyến tính, ñã tìm ra ñược phương trình hồi quy giữa thu mẫu TVN có gắn máy ño lượng nước qua lưới và không có gắn máy ño (N. T. Cảnh, N. H. Minh, 2006). Phương trình hồi quy có dạng (α = 0,05; R = 0,97, n = 64): Y = 1,97 x X (Hệ số b không có ý nghĩa thống kê) Trong ñó: - Y: số lượng TVN ñược hiệu chỉnh theo số liệu có gắn máy ño - X: số lượng TVN (tb/m3) ñã tính toán khi không có máy ño. + Tính toán số liệu: - Sử dụng công thức chỉ số ña dạng của Shannon - Weiner, 1963 6,18: 61 ∑ = s i ii PP 1 2logH’ = - - Chỉ số bình quân của Pielou, 1966 [18]: E = H’/log2S - Giá trị tính ña dạng Dv (Chen Qingchao, 1994) 6: Dv = H′. E Trong ñó: Pi = ni / N; ni – số lượng cá thể của loài thứ i; N – tổng số cá thể; S: số loài trong mẫu. - Chỉ số tương ñồng Sorensen, 1948 18: K = 2c/(a+b) Trong ñó: - a và b số loài ñược phát hiện trong mỗi một quần xã so sánh; - c: số loài trùng nhau giữa hai quần xã. III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Cấu trúc thành phần loài TVN Từ các kết quả của các công trình nghiên cứu trước ñây ñã thống kê ñược 449 loài TVN ở phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận (vùng ñánh cá chung) thuộc 100 chi, 43 họ, 10 bộ, 4 lớp, 4 ngành . Trong ñó ngành tảo Silic (Bacillariophyta) có số loài cao nhất 256 loài chiếm 57,0% tổng số loài, tiếp ñến là ngành tảo Giáp (Dinoflagellata) có 187 loài - 41,6%, ngành tảo Kim (Silicoflagellata) và ngành vi khuẩn Lam (Cyanobacteria) ñều có 3 loài - chiếm 0,7% (hình 2). Bacillariophyta 57,0% Cyanobacteria 0,7% Dinoflagellata 41,6% Silicoflagellata 0,7% Hình 2: Tỷ lệ % số loài TVN vùng biển vịnh Bắc Bộ và phụ cận 62 Số loài thống kê ở trên không bao gồm các loài thuộc các Ngành tảo Lục (Chlorophyta), ngành tảo Mắt (Euglena) và nhiều loài thuộc ngành vi khuẩn Lam có nguồn gốc nước ngọt, lợ thường bắt gặp trong nhiều chuyến khảo sát ở vùng cửa sông hoặc khu vực ven bờ trong thời kỳ mùa mưa, khi dải nước ở khu vực này ñã bị ngọt hóa do lượng nước ñổ ra từ lục ñịa. Nếu tính cả các loài này vào thì số lượng loài ở ñây sẽ lớn hơn 500 loài và thuộc 6 ngành. Kết quả thống kê cho thấy số lượng loài TVN ở vùng biển phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận chiếm tới 83,6% so với tổng số loài TVN ñã tìm thấy ở biển Việt Nam (537 loài) 4, nhiều hơn 1 loài so với vùng biển Trung Bộ (448 loài), 32 loài so với vùng biển ðông Nam bộ (417 loài), 54 loài so với vùng biển xa bờ (395 loài) và 35 loài so với vùng biển Tây Nam bộ (415 loài). Ở ñây chúng tôi sử dụng phân vùng biển của Bộ Thủy sản (cũ) nay là Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn 4. Trong tổng số loài ñã xác ñịnh ñược có 10 loài (6 loài tảo Silic và 4 loài tảo Giáp) chỉ thấy xuất hiện ở vùng biển nghiên cứu và 270 loài (166 loài tảo Silic, 99 loài tảo Giáp, 2 loài tảo Kim và 3 loài tảo Lam) xuất hiện ở tất cả các vùng biển của Việt Nam. Có thể thấy không có sự khác biệt nhiều về thành phần loài giữa các vùng biển của Việt Nam. Bảng 2: Số lượng taxon của TVN vùng biển phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận Ngành Số lớp Số Bộ Số Họ Số chi Số loài Bacillariophyta 1 2 21 70 256 Dinoflagellata 1 6 20 27 187 Cyanobacteria 1 1 1 1 3 Silicoflagellata 1 1 1 2 3 Tổng cộng 4 10 43 100 449 (Toàn biển Việt Nam: 4 ngành, 4 lớp, 11 bộ, 48 họ, 119 chi, 537 loài) Khu hệ TVN ở ñây có cấu trúc khá phong phú về số họ, chi. Kết quả phân tích cho thấy: số họ TVN ở VBB và phụ cận chiếm tới 89,6% tổng số họ ñã phát hiện ở biển Việt Nam, trong ñó ngành tảo Silic có số họ cao nhất - 21 họ, tiếp ñến là tảo Giáp 20 họ, ngành vi khuẩn Lam và tảo Kim có 1 họ. Số chi TVN ở ñây cũng chiếm 84,0% tổng số chi TVN ở biển Việt Nam, ngành tảo Silic có số chi cao nhất - 70 chi, tiếp ñến là ngành tảo Giáp có 27 chi, ngành tảo Kim có 2 chi và ngành vi khuẩn Lam có 1 chi (Bảng 2). Số chi có số loài nhiều hơn 5 loài là 15 chi chủ yếu thuộc 2 ngành tảo Silic (8 chi) và tảo Giáp (7 chi) chiếm 15,5% tổng số chi, các chi còn lại có từ 1 ñến 5 loài chiếm tới 84,5% tổng số chi. 63 Chi có số lượng loài nhiều nhất là Ceratium (82 loài) thuộc tảo Giáp, tiếp ñến là Chaetoceros (59 loài), Coscinodiscus (25 loài) (tảo Silic), chi Protoperidium có 23 loài và chi Peridinium có 22 loài (tảo Giáp) 2. ðặc tính thành phần loài TVN ðặc tính thành phần loài của bất kỳ một khu hệ sinh vật nào cũng ñều ñược xác ñịnh bằng ñiều kiện môi trường hiện tại, lịch sử nguồn gốc và sự phát triển của khu hệ 3, 8]. Vịnh Bắc bộ có hai khối nước chủ yếu có tính chất cơ bản khác nhau - khối nước ven bờ ñộ muối thấp ở phía Bắc và Tây vịnh (< 32,5‰) và khối nước biển ngoài ñộ muối cao hơn 33,5‰ chạy từ cửa vịnh vào. Giữa 2 khối nước trên là khu hỗn hợp ở giữa vịnh, ñộ muối từ 32,5 - 33,5‰ 8, 23. Trong những khối nước trên có các nhóm loài ven bờ ñộ muối thấp và nhóm loài biển ngoài ñộ muối cao tương ứng. Vùng nước giữa vịnh không có nhóm loài riêng biệt, là vùng phân bố lẫn lộn của một số loài thích nghi phạm vi nhiệt ñộ và ñộ muối rộng, trong 2 nhóm loài nói trên [3, 4, 5, 8]. Dựa vào sự phân bố mặt rộng, sự biến ñộng về số lượng theo mùa và tính chất sinh thái của 449 loài TVN ñã ñịnh loại ñược, có thể chia TVN thành 3 tập hợp sau: 1. Nhóm loài nước nhạt gần bờ thường bắt gặp ở các trạm nằm ở phía Tây, Tây Bắc của vịnh Bắc bộ nơi có ñộ muối < 32,5‰ và có số lượng tương ñối lớn vào thời kỳ mùa mưa (tháng 5 - 10), có số lượng tương ñối lớn như: Skeletonema costatum, Bellerochea malleus, Thalassionema nitzschioides, Niztchia pungens, Chaetoceros paradoxus, C. distan, Hemidiscus harmanianus, Hemidiscus indicus (tảo Silic), ñặc biệt loài Chaetoceros abnormis chỉ phân bố ở vùng cửa sông. 2. Nhóm loài ñộ muối cao, ñặc trưng cho vùng biển khơi, bắt gặp nhiều ở vùng cửa và giữa vịnh Bắc bộ, nơi có ñộ muối luôn > 32,5‰. Bao gồm nhóm loài ñại diện ñặc trưng: Chaetoceros messanensis, Chaetoceros atlanticus var. skeleton, Coscinodiscus excentricus (tảo Silic). 3. Nhóm loài hỗn hợp do sự giao nhau của hai khối nước (32,5 - 33,5‰), ở ñây thường thấy các loài biển khơi tương ñối rộng nhiệt, rộng muối như Chaetoceros coartatus, C. diversus, Planktoniella sol, Coscinodiscus nobilis (tảo Silic - Bacillariophyta). Trong tập hợp này cũng thấy xuất hiện một số loài ven bờ như Thalassionema nitzschioides, Rhizosolenia imbricata, Hemidiscus harmanianus, Stephanopyxis palmeriana v.v. Qua phân tích số liệu tổng hợp ñược, chúng tôi nhận thấy có khoảng 206 loài TVN xuất hiện quanh năm, bao gồm 152 loài tảo Silic, 50 loài tảo Giáp, 3 loài vi khuẩn Lam và 1 loài tảo Kim; 136 loài trong cả năm có một vài tháng không xuất hiện, còn 107 loài chỉ 64 xuất hiện trong một thời gian nhất ñịnh. Nếu chia thành phần loài TVN ở vịnh Bắc bộ và phụ cận theo hai mùa gió thì thành phần loài TVN trong mùa gió tây nam (tháng 5 - 10) có 429 loài phong phú hơn so với mùa gió ðông Bắc (tháng 11 ñến tháng 4 năm sau) có 374 loài. 3. Các chỉ số ña dạng sinh học + Chỉ số ña dạng H’: ða dạng về loài ñược thể hiện dưới hai hình thức cơ bản ñó là sự “giàu có” hay ñộ “phong phú” về loài và tính “bình quân” dựa trên ñộ phong phú tương ñối hoặc bằng các chỉ số “vai trò” và vị trí của nó trong cấu trúc của quần xã 18. ðể xác ñịnh sự “giàu có” hay “phong phú” về số loài và số lượng cá thể, sử dụng thông số H’(Shannon- Weiner, 1963) và công thức tính mức bình quân E (Pielow, 1966) ñể tính toán. Chỉ số H’ càng lớn khi số lượng loài càng lớn và số lượng cá thể của mỗi loài càng nhỏ và ngược lại. Chỉ số E càng tiến gần ñến 1 thì quần xã càng ổn ñịnh và ngược lại. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu ở vùng biển phía Tây vịnh Bắc Bbộ và phụ cận trước ñây cho thấy giá trị H’ dao ñộng từ 1,29 bit ñến 5,98 bit với giá trị trung bình ñạt 4,26 ± 0,78 bit. Giá trị E trung bình ñạt 0,73 ± 0,13 với mức ñộ dao ñộng từ 0,21 - 0,95 (Bảng 3). Qua ñó có thể thấy cấu trúc quần xã TVN ở vùng biển nghiên cứu khá ổn ñịnh, mức ñộ biến ñộng theo thời gian nhỏ. Tuy nhiên, cũng không loại trừ khả năng biến ñổi cục bộ ở một phạm vi hẹp nào ñấy, theo từng vùng và theo thời gian khác nhau trong năm. Theo hai mùa gió, chỉ số ña dạng H’ cho thấy có sự khác biệt, tương tự như kết quả phân tích ñặc tính thành phần loài TVN. Nghĩa là TVN trong mùa gió Tây Nam phong phú hơn so với mùa gió ðông Bắc. Kết quả kiểm ñịnh phương sai (ANOVA) về chỉ số H’ cho thấy có sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê với ñộ tin cậy 95% (p = 0,002). + Giá trị tính ña dạng Các chỉ số H’ và E ở trên ñược tính toán chủ yếu dựa vào số lượng loài, số lượng cá thể của từng loài trong mẫu. Do ñó các chỉ số này chưa phản ánh ñầy ñủ bản chất vốn có của quần xã trong vùng nghiên cứu. ðể tìm hiểu ñược một cách tương ñối về tính ña dạng của quần xã, Trần Thanh Triều, 1994 ñã ñưa ra chỉ số giá trị tính ña dạng (Dv) cho SVPD ở vùng biển nhiệt ñới và phân mức ñánh giá tính ña dạng như sau: Dv < 0,6 thì tính ña dạng kém; 0,6 ÷ 1,5: trung bình; 1,6 ÷ 2,5: tương ñối phong phú; 2,6 ÷ 3,5: phong phú và > 3,5: rất phong phú 6. Trên cơ sở ñó ñã tính toán giá trị tính ña dạng của TVN vùng biển nghiên cứu Dv = 3,18± 0,98 (Bảng 3), vậy TVN vùng biển nghiên cứu thuộc mức ñộ tính ña dạng phong phú. Kết quả này một lần nữa khẳng ñịnh ñộ phong phú của TVN ở vùng biển nghiên cứu. 65 Bảng 3: Giá trị trung bình các chỉ số sinh thái học TVN vùng biển phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận H' E Dv Mùa gió min max TB SD min max TB SD min max TB SD ðông Bắc 2,66 5,98 4,06 0,66 0,51 0,95 0,68 0,10 1,53 5,57 2,82 0,88 Tây Nam 1,29 5,89 4,34 0,82 0,21 0,94 0,75 0,13 0,28 5,37 3,33 0,98 TB 1,29 5,98 4,26 0,78 0,21 0,95 0,73 0,12 0,28 5,57 3,18 0,98 (Ghi chú: min: nhỏ nhất; max: cao nhất; TB: Trung bình; SD: ñộ lệch chuẩn) + Chỉ số tương ñồng Sorensen Chỉ số tương ñồng Sorensen thể hiện mức ñộ tương ñồng giữa hai quần xã sinh vật. Kết quả tính toán giá trị chỉ số Sorensen giữa vùng biển vịnh Bắc bộ và phụ cận với các vùng biển khác của Việt Nam ñược trình bày trong bảng 4. Bảng 4: Ma trận chỉ số tương ñồng Sorensen TVN giữa các vùng biển Việt Nam Vùng biển VBB TB DNB XB TNB VBB 1,000 0,856 0,875 0,792 0,884 TB 1,000 0,849 0,848 0,832 DNB 1,000 0,794 0,885 XB 1,000 0,781 TNB 1,000 (Ghi chú: VBB: vịnh Bắc bộ; TB: Trung bộ; DNB: ðông Nam bộ; XB: Xa bờ; TNB: Tây Nam bộ.) Từ Bảng 4 cho thấy giá trị chỉ số tương ñồng Sorensen thấp nhất giữa vùng biển vịnh Bắc bộ và phụ cận với vùng biển xa bờ ñạt 0,792, cao nhất giữa VBB - TNB ñạt 0,884. Giá trị chỉ số tương ñồng giữa các vùng biển là khá cao, có nghĩa cấu trúc quần xã TVN ở vịnh Bắc bộ và phụ cận không có nhiều khác biệt so với các vùng biển khác của Việt Nam. Kết quả này tương tự như phần phân tích về cấu trúc thành phần loài TVN. Tuy nhiên không loại trừ những khác biệt nhỏ ở cấp ñộ taxon giữa các vùng biển và ở trong những khoảng thời gian, không gian khác nhau. 66 ðể tìm hiểu rõ hơn mức ñộ giống nhau về quần xã TVN giữa vịnh Bắc bộ và phụ cận với các vùng biển khác của Việt Nam, chúng tôi dùng phương pháp khoảng cách Manhattan ñể phân tích cụm (cluster analysis) theo phương pháp nhóm từng cặp theo trung bình cộng, không cần phân tích (Unweight Pair-group Method) (Hunt and Hoise, 2006). Kết quả phân tích ñược trình bày trong hình 3. XB TB VBB TNB DNB 90 100 110 120 130 140 150 160 Kh o a n g c a c h lie n ke t t ru n g bi n h 1 2 1 3 Hình 3: Biểu ñồ hiện trạng biểu thị khoảng cách Manhattan giữa các taxon TVN theo các vùng biển. (Ghi chú: VBB: vịnh Bắc bộ; TB: Trung bộ; DNB: ðông Nam bộ; XB: Xa bờ; TNB: Tây Nam bộ) Từ hình 3 cho thấy có hai cụm cấp 1 là TNB - DNB và XB - TB, một cụm cấp 2 gồm VBB và TNB-DNB. Có nghĩa là quần xã TVN ở vùng biển vịnh Bắc bộ giống với vùng biển ðông - Tây Nam bộ nhiều hơn so với vùng biển xa bờ và miền Trung. Sự giống nhau này liên quan ñến ñiều kiện môi trường sống, tính chất ñịa lý giữa các vùng biển, bởi vì 3 vùng biển nêu trên ñều là vùng gần bờ, nơi có nhiều hệ thống sông lớn ñổ ra, ñộ muối thấp hơn, có nhiều loài nước nhạt ven bờ sinh sống. Trong khi ñó vùng biển Trung bộ không nhiều hệ thống sông lớn, thềm lục ñịa hẹp, ñộ sâu lớn nên ñặc tính khối nước gần với khối nước biển khơi (vùng xa bờ), nhất là trong thời kỳ mùa khô. Chính ñiều này ñã tạo nên sự khác biệt về thành phần loài TVN so với những vùng biển gần bờ khác. 67 + Loài ưu thế: Bảng 5: Loài ưu thế ở vùng biển phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận TT Tên loài Yi TT Tên loài Yi 1 Bacillaria paxillifera* 0,044 15 Guinardia striata* 0,023 2 Bacteriastrum hyalinum*** 0,035 16 Hemiaulus sinensis* 0,021 3 Bacteriastrum hyalinum var. princeps** 0,023 17 Lauderia annulata* 0,022 4 Bacteriastrum varians* 0,056 18 Lauderia borealis* 0,021 5 Bellerochea malleus** 0,032 19 Nitzschia pungens** 0,050 6 Chaetoceros affinis** 0,039 20 Probosia alata f. gracillima 0,067 7 Chaetoceros compressus* 0,082 21 Pseudo-nitzschia spp.*** 0,186 8 Chaetoceros curvisetus*** 0,078 22 Pseudosolenia calcar-avis * 0,022 9 Chaetoceros distans* 0,032 23 Rhizosolenia alata * 0,055 10 Chaetoceros diversus* 0,029 24 Skeletonema costatum** 0,111 11 Chaetoceros lorenzianus*** 0,084 25 Thalassionema frauenfeldii*** 0,075 12 Chaetoceros paradoxus* 0,020 26 Thalassionema nitzschioides*** 0,050 13 Climacodium frauenfeldianum* 0,020 27 Thalassiosira subtilis*** 0,063 14 Ditylum sol* 0,021 Ghi chú: * loài ưu thế trong một thời gian nhất ñịnh; **: loài ưu thế trong một vài tháng; ***: loài ưu thế trong năm. Bất kỳ một quần xã nào cũng có một hay một số loài ưu thế (dominants), nghĩa là có số lượng tương ñối lớn so với các loài khác. Những loài còn lại là những loài thứ yếu (subdominants) và loài ngẫu nhiên (unexpected). Việc xác ñịnh loài ưu thế chính là tìm hiểu ñặc tính cấu trúc và sự phát triển của quần xã sinh vật. Căn cứ vào số lượng (Ni) và tần số xuất hiện (Fi) của từng loài ở các trạm thu mẫu ñể xác ñịnh loài ưu thế cho vùng 68 nước nghiên cứu. Lấy tiêu chuẩn ñạt mức ưu thế cho quần xã sinh vật phù du ở vùng biển nhiệt ñới với Yi > 0,02 làm tiêu chuẩn cho loài ưu thế [6], ñã xác ñịnh ñược 27 loài TVN thay nhau chiếm ưu thế theo các thời gian khảo sát khác nhau (Bảng 5). Trong ñó có 7 loài thường xuyên chiếm ưu thế trong năm như: Bacteriastrum hyalinum, Chaetoceros curvisetus, Chaetoceros lorenzianus, Pseudo-nitzschia spp., Thalassionema frauenfeldii, Thalassionema nitzschioides, Thalassiosira subtilis; 5 loài chiếm ưu thế trong một vài tháng và 15 loài chiếm ưu thế trong một thời gian nhất ñịnh. Bảng 5 trình bày giá trị trung bình chỉ số ưu thế của từng loài. 4. Biến ñộng số lượng TVN Vịnh Bắc bộ nói chung và dải ven bờ phía Tây vịnh nói riêng nằm ở khu vực nhiệt ñới gió mùa, lượng nước mưa phân bố không ñồng ñều, lượng nước ñổ ra từ lục ñịa lớn, mực nước nông và ñặc ñiểm ñịa hình ñáy ñã gây ra những thay ñổi chủ yếu trong chu kỳ hàng năm của chế ñộ nhiệt, muối và sự trao ñổi nước với Biển ðông. Tất cả những ñiều ñó ñều có tác ñộng mạnh ñến sự sinh trưởng, phát triển và phân bố của TVN nói riêng và sinh vật nổi nói chung trong từng giai ñoạn khác nhau trong năm theo không gian và thời gian. Số lượng TVN ở ñây luôn dao ñộng rất lớn, ñiều ñó phản ánh thực trạng môi trường của khối nước hay của vùng nước nghiên cứu. Sự thay ñổi số lượng cũng phản ánh ñược hiện tượng ña chu kỳ của vùng nước nông nhiệt ñới. Hay nói theo cách khác thì sự phát triển của TVN ở vùng nhiệt ñới phụ thuộc vào hàm lượng muối dinh dưỡng. Mà ñiều này phụ thuộc vào khối lượng nước ñược mang ra từ dòng nước lục ñịa, phụ thuộc vào mức ñộ xáo trộn giữa lớp nước tầng mặt và các lớp nước tầng gần ñáy. Tổng hợp từ 2.917 dữ liệu có ñược về số lượng TVN trong các kết quả nghiên cứu trước ñây cho thấy, số lượng TVN thấp nhất quan trắc ñược là 667 tb/m3, cao nhất ñạt 663.466.000 tb/m3 và trung bình là 5.486.000tb/m3. Trong năm TVN vùng biển nghiên cứu có hai ñỉnh cao về số lượng vào tháng 3 và tháng 8 số lượng TVN ñều ñạt trên 12.000.000 tb/m3. Tháng 1 và tháng 7 cũng có số lượng tương ñối lớn (trên 8 triệu tb/m3), các tháng còn lại có số lượng thấp hơn, khe thấp nhất vào tháng 12 (1.325.000 tb/m3) (hình 4). ðiều này phản ánh ñúng tính ña chu kỳ của TVN ở vùng vĩ ñộ thấp. Cũng với toàn bộ số liệu có ñược, số lượng trung bình TVN trong vùng biển nghiên cứu vào mùa gió ðông Bắc (từ tháng 11 ñến tháng 4 năm sau) ñã ñược xác ñịnh là 4.825.000 tb/m3 thấp hơn so với mùa gió Tây Nam (từ tháng 5 ñến tháng 10) - 6.117.000 tb/m3. Kết quả kiểm ñịnh phi tham số Wilcoxon cho thấy sự khác biệt giữa hai mùa có ý nghĩa thống kê với ñộ tin cậy 95%, p << 0,01. So với các vùng biển khác của Việt Nam thì số lượng trung bình nhiều năm TVN ở vùng biển phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận thấp hơn so với vùng biển Tây Nam bộ - 69 8.667.000 tb/m3, cao hơn so với vùng biển ðông Nam Bộ - 3.992.000 tb/m3, Trung Bộ - 994.000 tb/m3 và xa bờ - 82.000 tb/m3 (5). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Thang 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 x 1. 00 0t b/ m 3 x 1. 000tb/m 3: KW-H(11,2917) = 226,9086, p = 0,0000 Hình 4: Biến ñộng số lượng trung bình nhiều năm TVN±95% khoảng tin cậy ở vùng biển phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận (KW-H: kiểm ñịnh Kruskal-Wallis) Kết quả nghiên cứu của Zernova (1962) ở Bắc Ấn ðộ Dương cho thấy số lượng trung bình TVN ở biển Andaman cao nhất ñạt 10.169 tb/m3, vịnh Aden ñạt 6.000tb/m3 và biển A rập ñạt 2.000tb/m3 4. Kabanova (1964) cũng cho kết quả nghiên cứu ở vùng biển này, vùng biển Andaman có mật ñộ khoảng 16.670tb/m3, còn biển A Rập và vịnh Bengal trong khoảng 800-1.670 tb/m3 4. Tại vùng biển Singapore, A. Than (1970) cho thấy trong 12 tháng khảo sát chỉ có tháng 4 và tháng 5 là có số lượng trung bình ñạt 2.667.200- 2.834.0000 tb/m3 còn ña số các tháng khác ñều dưới 834.000 tb/m3, bình quân cho cả năm chỉ ñạt 958.500 tb/m3 4. Qua những dẫn liệu trên, có thể thấy TVN ở vùng biển phía tây vịnh Bắc Bộ và phụ cận ñã có mức ñộ phong phú hơn nhiều. 70 VBB T B DNB XB T NB Vung bien 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 x 1. 00 0t b/ m 3 x 1 . 000tb/m 3: KW-H(4,5711) = 1340,4418, p = 0,0000 Hình 5: Biến ñộng số lượng trung bình nhiều năm ± 95% khoảng tin cậy ở các vùng biển của Việt Nam (KW-H: kết quả kiểm ñịnh Kruskal-Wallis). (VBB: vịnh Bắc bộ; TB: Trung bộ; DNB: ðông Nam bộ; XB: xa bờ; TNB: Tây Nam bộ) IV. KẾT LUẬN ðã xác ñịnh ñược tổng số 449 loài 100 chi, 43 họ, 10 bộ, 4 lớp, 4 ngành. Ngành tảo Silic có số loài cao nhất, tiếp ñến là tảo Giáp, tảo Kim và vi khuẩn Lam. So với biển Việt Nam, khu hệ TVN ở ñây có cấu trúc khá phong phú về số họ, chi. Thành phần loài TVN ñược chia thành 3 tập hợp chính: nhóm loài nước nhạt gần bờ, nhóm loài ñộ muối cao, nhóm loài hỗn hợp do sự giao nhau của hai khối nước. Cấu trúc quần xã TVN ở vùng biển nghiên cứu khá ổn ñịnh, với giá trị H’ dao ñộng từ 1,29 bit ñến 5,98 bit, trung bình 4,26 ± 0,78 bit. Giá trị E trung bình ñạt 0,73 ± 0,13 với mức ñộ dao ñộng từ 0,21 - 0,95. Thực vật phù du vùng biển nghiên cứu thuộc mức ñộ phong phú với giá trị Dv= 3,18± 0,98. 71 Giá trị chỉ số tương ñồng giữa các vùng biển là khá cao. Khu hệ TVN ở vùng biển vịnh Bắc bộ và phụ cận giống vùng biển ðông - Tây Nam bộ hơn so với vùng biển Trung bộ và xa bờ. ðã xác ñịnh ñược 27 loài thường xuyên chiếm ưu thế trong vịnh Bắc bộ và phụ cận, trong ñó có 7 loài thường xuyên chiếm ưu thế trong năm, 5 loài chiếm ưu thế trong một vài tháng và 15 loài chiếm ưu thế trong một thời gian nhất ñịnh. Số lượng TVN thấp nhất quan trắc ñược là 667 tb/m3, cao nhất ñạt 663.466.000 tb/m3, trung bình - 5.618.000tb/m3. Trong năm TVN có hai ñỉnh cao về số lượng vào tháng 3 và tháng 8, tháng 1 và tháng 7 cũng có số lượng tương ñối lớn, các tháng còn lại có số lượng thấp hơn, thấp nhất vào tháng 12. Số lượng TVN trong mùa gió Tây Nam cao hơn so với mùa gió ðông Bắc. Lời cảm ơn: Nhóm tác giả xin gửi lời cảm ơn ñến TSKH. Nguyễn Tiến Cảnh ñã chia sẻ những ý kiến giá trị trong lĩnh vực nghiên cứu. Xin cảm ơn các cán bộ Trung tâm Môi trường, Viện Nghiên cứu Hải sản ñã tiến hành thu thập và lưu trữ nguồn số liệu, ñồng thời, nhóm tác giả cũng xin cảm ơn ñến ban chủ nhiệm của tiểu dự án “ðiều tra tổng thể hiện trạng ña dạng sinh học các hệ sinh thái biển Việt Nam phục vụ phát triển bền vững” ñã tạo ñiều kiện cho nghiên cứu này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trương Ngọc An, Hàn Ngọc Lương, 1980. Thực vật nổi ở sông Hồng, sông Ninh Cơ và sông ðáy tỉnh Hà Nam Ninh. Tuyển tập nghiên cứu biển, tập II (phần 1): 87 - 109. 2. Trương Ngọc An, 1993. Tảo Silic phù du biển Việt Nam, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 3. Nguyễn Tiến Cảnh, Nguyễn Văn Khôi, Trương Ngọc An, 1986. Phân bố mặt rộng của tảo Silíc (Bacillariophyta) và Chân mái chèo (Copepoda) trong những vùng sinh thái khác nhau của biển Việt Nam, Tạp chi Thủy sản I (3). 4. Nguyễn Tiến Cảnh, 1996. Sinh vật phù du và ñộng vật ñáy biển Việt Nam, Nguồn lợi thuỷ sản Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, trang 148-172. 5. Nguyen Tien Canh, Vu Minh Hao, 2000. Distribution, abundance and species composition of phytoplankton in the vietnamese seawater, April-May/ 1999, SEAFDEC 4th Technical Seminar of the Interdepartmental Collaborative Research Program in the South China Sea, area IV: Vietnamese Waters. 72 6. Chen Qing Chao and coordinators, 1994. Studies on the zooplankton biodiversity of the Nansha islands and neighbouring waters, Oceangraphy Publishing Agency, Pekin, pp 112, 53 - 61. 7. Cục Môi trường - Bộ khoa học Công nghệ và Môi trường, 2002. Quy ñịnh phương pháp quan trắc-phân tích môi trường và quản lý số liệu, tr. 35-43. 8. Gurianova E. F., 1962. Khu hệ vịnh Bắc bộ và các ñiều kiện sinh sống của nó, Sinh vật biển và nghề cá biển Việt Nam, Vụ Kỹ thuật Tổng cục Thủy sản - Bộ thủy sản, Hà Nội, trang 282 - 323. 9. Kabanova, Yu.G., 1964. Primary production and biogenic element content of the Indian Ocean Waters, Trud, Inst, Ocean, Acad, Sci, 64. 10. Kokubo S., 1960. Khuê tảo phù du, NXB Khoa học Kỹ thuật, Thượng Hải. 11. Konovalova,G.V., Orlova,T.L., Pautova, L.A., 1981. Atlas of marine phytoplankton of Japan, Science, Leningrad. 12. Guiry, M.D. & Guiry, G.M., 2010. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. searched on 01 June 2010. 13. Brian P. V. Hunt and Graham W. Hoise, 2006, The seasonal succession of zooplankton in the Southern Ocean south of Australia, part I: The seasonal ice zone. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 53: 1182-1201. 14. Shirota A., 1966. The plankton of South Vietnam, Fresh Water and Marine Plankton. Overseas Technical Cooperation Agency Japan. 15. Taylor F.J.R., 1976. Dinoflagellates from the international Indian Ocean Expedition, Tuttgart. 16. ðặng Ngọc Thanh and nnk, 2003. Biển ðông. Sinh vật và sinh thái biển, NXB ñại học Quốc gia Hà Nội. IV: 389. 17. Nguyễn Dương Thạo, Nguyễn Hoàng Minh, Thái Thị Kim Thanh, 2008. Sinh vật phù du vùng ñánh cá chung Việt Nam - Trung Quốc trong vịnh Bắc bộ, Tuyển tập Nghiên cứu Nghề cá biển, tập V, NXB Nông nghiệp, Hà Nội. 18. Vũ Trung Tạng , 2001. Cơ sở Sinh thái học, NXB Giáo dục, 2001, trang 107 - 113. 19. Tomas C. R., 1996. Identifying marine diatoms and dinoflagellates, Academic Press Inc., Newyork. 73 20. Kim ðức Tường, 1964. Khuê tảo phù du biển Trung Quốc, NXB Khoa học kỹ thuật thượng Hải. 21. Tranter, D.J., 1962. Zooplankton abundancein Autralian Waters, Aust. J. Mar. Fresh. Res. 3,2. 22. Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước, 1981. Quy phạm tạm thời ñiều tra tổng hợp biển, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 23. Nguyễn Văn Việt, Nguyễn Hoàng Minh, Nguyễn Văn Quảng, Bùi Thanh Hùng, 2006. Chế ñộ nhiệt - muối, dòng chảy và sinh vật phù du vùng biển Việt Nam 2003 - 2005, Báo cáo chuyên ñề, Viện Nghiên cứu Hải sản. 24. IsamuYamaji, 1973. Illustrations of the marine plankton of Japan, Hoikusha Publishing Co. LTD, Osaka, Japan. PHYTOPLANKTON IN THE WESTERN AREA OF TONKIN GULF AND ADJACENT AREAS NGUYEN HOANG MINH, PHAM THUOC, VU MINH HAO, NGUYEN VAN QUANG Summary: Based on phytoplankton data collected in Tonkin Gulf and adjacent from 1959 to 2009, phytoplankton is studied. The total of phytoplankton species has been identified to be 449 species, 100 genuses, 43 families, 10 orders, 4 classes, 4 phylums and be divided into three ecological groups. The biological indexes (diversity index - H’, Evenness index - E, diversity of value index - Dv) show that phytoplankton community in Tonkin Gulf and adjacent areas is abundant and stable. Sorensen index and analysis of Manhattan distance also show that phytoplankton in Tonkin Gulf is similar to the south-east and south-west areas than middle and offshore of Vietnam seawaters. There are 27 dominant species in Tonkin Gulf and adjacent areas, among those species there are 7 dominant species always present all year round, 5 species are dominant at a few month and 15 species are dominant at a short time in a year. Phytoplankton density is changed in two cycles within a year with two peaks in March and August, the bottom in April and December. The average of phytoplankton density in south-west monsoon is higher than that in north-east monsoon. Keyword: Phytoplankton; Biological index, Tonkin Gulf. Ngày nhận bài: 25 - 10 - 2010 Người nhận xét: PGS. TSKH. Lê Trọng Phấn