(Luận Văn Thạc Sĩ) Nghiên Cứu Thành Phần Loài Và Phân Bố Da Gai Khu Vực Ven Biển Vịnh Hạ Long - Quảng Ninh.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Nguyễn Văn Minh

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ PHÂN BỐ CỦA NGÀNH
DA GAI Ở KHU VỰC VỊNH HẠ LONG – QUẢNG NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THỰC NGHIỆM

Hà Nội - năm 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Nguyễn Văn Minh

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ PHÂN BỐ CỦA NGÀNH
DA GAI KHU VỰC VỊNH HẠ LONG – QUẢNG NINH
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm

Mã số: 8420114

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN MẠNH HÀ

Hà Nội - năm 2021


i

MỤC LỤC
Lời cam đoan .................................................................................................... iii
Lời cảm ơn ....................................................................................................... iv
Danh mục các kí hiệu và chữ viết tắt ................................................................ v
Danh mục bảng................................................................................................ vi
Danh mục hình.................................................................................................vii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................. 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH DA GAI.......................................................... 3
1.1.1. Giới thiệu về 5 lớp thuộc nghành Da gai ............................................... 3
1.1.2. Các đặc trưng sinh học của da gai [22] ................................................. 10
1.1.3. Tiềm năng, ứng dụng và tầm quan trọng của động vật da gai .............. 11
1.2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MÔI TRƯỜNG SỐNG CỦA DA GAI.... 14
1.2.1. Vị trí địa lý khư vực nghiên cứu ........................................................... 14
1.2.2. Thủy, hải văn ......................................................................................... 17
1.2.3. Đặc điểm hóa lý nước Vịnh Hạ Long ................................................... 20
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ THÀNH PHẦN LOÀI VÀ PHÂN BỐ
CỦA NGHÀNH DA GAI ............................................................................... 24
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................ 25
1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................ 26
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................ 28

2.1. ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN NGHIÊN CỨU ...................... 28
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................ 30
2.2.1. Phương pháp kế thừa............................................................................. 30
2.2.2. Phương pháp khảo sát, thu mẫu ngoài thực địa .................................... 30


ii

2.2.2. Phương pháp định loại nhóm da gai ..................................................... 32
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 37
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ....................................................... 38
3.1. THÀNH PHẦN LOÀI DA GAI Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............. 38
3.1.1. Thành phần loài ..................................................................................... 38
3.1.2. Một số loài da gai thường gặp khu vực nghiên cứu.............................. 39
3.2. CẤU TRÚC THÀNH PHẦN DA GAI KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...... 47
3.2.1. Đa dạng cấu trúc thành phần loài Da dai khu vực nghiên cứu ............. 47
3.2.2. Mối tương quan thành phần loài giữa các điểm nghiên cứu. ................ 48
3.3. CHỈ SỐ TƯƠNG ĐỒNG ......................................................................... 49
3.3.1. Chỉ số tương đồng thành phần loài ở khu vực nghiên cứu ................... 49
3.3.2. Chỉ số tương đồng giữa khu vực nghiên cứu và các khu vực lân cận .. 50
3.3.3. Chỉ số tương đồng giữa khu vực nghiên cứu và các khu vực khác ...... 51
3.4. PHÂN BỐ ................................................................................................ 52
3.4.1. Đặc điểm phân bố.................................................................................. 52
3.4.2. Phân bố theo cấu trúc nền đáy .............................................................. 53
3.4.3. Phân bố theo độ sâu............................................................................... 53
3.5. GIÁ TRỊ BẢO TỒN................................................................................. 54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 57
PHỤ LỤC 1 .................................................................................................... 60
PHỤ LỤC 2 ..................................................................................................... 57

PHỤ LỤC 3 ..................................................................................................... 57


iii

Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu trong luận văn này là cơng trình
nghiên cứu của tơi dựa trên những tài liệu, số liệu do chính tơi tự tìm hiểu và
nghiên cứu. Chính vì vậy, các kết quả nghiên cứu đảm bảo trung thực và khách
quan nhất. Đồng thời, kết quả này chưa từng xuất hiện trong bất cứ một nghiên
cứu nào. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực nếu sai tôi hồn
tồn chịu trách nhiệm.
Hải Phịng, ngày 24 tháng 11 năm 2021
Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Minh


iv

Lời cảm ơn
Trước hết, tơi xin được tỏ lịng biết ơn và gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS.
Trần Mạnh Hà đã trực tiếp hướng dẫn tơi tận tình trong q trình thực hiện và
hồn thành đề tài nghiên cứu này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ nghiên cứu phòng Sinh thái Tài
nguyên Động vật biển và ban Lãnh đạo Viện Tài nguyên Môi trường Biển đã
giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và các thầy cô trong Học Viện
Khoa học và Công nghệ, Khoa Công nghệ sinh học đã giảng dạy, hỗ trợ, tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện luận

văn.
Tơi xin gửi lời tri ân sâu sắc của mình tới gia đình, bạn bè, người thân
ln động viên để tơi có động lực trong cơng việc và hồn thành tốt luận văn
này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!


v

Danh mục các kí hiệu và chữ viết tắt
Kí hiệu

NCBI

Tên đầy đủ

Tiếng Anh

Trung tâm thông tin Công nghệ sinh

National Center for

học Quốc gia (Hoa Kỳ)

Biotechnology Information

CSDL

Cơ sở dữ liệu

DNA

Gen

EMBL

Phịng thí nghiệm Sinh học Phân Tử
Châu Âu

European Molecular Biology
Laboratory


vi

Danh mục bảng
Bảng 1.1. pH nước Vịnh Hạ Long .................................................................. 21
Bảng 1.2. Hàm lượng TSS (mg/l) trong nước Vịnh Hạ Long ........................ 22
Bảng 1.3. Hàm lượng DO (mg/l) nước Vịnh Hạ Long .................................. 22
Bảng 1.4. Hàm lượng muối (‰) nước Vịnh Hạ Long ................................... 23
Bảng 1.5. Hàm lượng độ đục (mg/l) nước Vịnh Hạ Long ............................. 24
Bảng 1.6. Nhiệt độ nước Vịnh Hạ Long ......................................................... 24
Bảng 3.1. Thành phần loài da gai ở khu vực vịnh Hạ Long ........................... 38
Bảng 3.2. Số lượng và tỷ lệ % các họ, loài có trong các lớp. ......................... 47


vii

Danh mục hình
Hình 1.1 Sao biển Linckia laevigata (Linnaeus, 1758) .................................... 3

Hình 1.2. Huệ biển Trichimetraophiata (A.H. Clark, 1911) ............................ 4
Hình 1.3. Cầu gai Diadema setosum (Leske, 1778) ......................................... 5
Hình 1.4. Hải sâm Holothuria (Halodeima) atra (Jaeger, 1833) ...................... 8
Hình 1.5. Lồi đi rắn Ophioscolex glacialis Muller & Troschel, 1842...... 10
Hình 1.6. Sơ đồ địa hình đáy Vịnh Hạ Long .................................................. 20
Hình 2.1. Vị trí các trạm khảo sát trong khu vực nghiên cứu. ....................... 28
Hình 2.2. Sơ đồ đường bơi dọc theo mặt cắt khi khảo sát động vật đáy cỡ lớn
......................................................................................................................... 30
Hình 2.3. Sơ đồ ghi chép số liệu động vật đáy trên dây mặt cắt .................... 31
Hình 2.4. Cuốc Ponnar Grab .......................................................................... 31
Hình 2.5. Hình thái giải phẫu ngồi của sao biển (Theo EnchantedLearning.com)
......................................................................................................................... 34
Hình 2.6. Hình thái giải phẫu ngồi của Cầu gai (Theo
EnchantedLearning.com) ................................................................................ 35
Hình 2.7. Hình thái giải phẫu ngồi của Hải sâm (Purcell et al. 2012).......... 36
Hình 2.8. Hình dạng các loại xúc tu (Carpenter & Niem 1998) .................... 36
Hình 2.9. Hình dạng các loại xương (Carpenter & Niem 1998) .................... 37
Hình 3.1. Amphipolis kochii Lütken, 1872 ................................................... 40
Hình 3.2. Ophiophragmus japonicus Matsumoto, 1915 ................................ 41
Hình 3.3. Ophionereis dubia amoyensis Clark, 1953 ..................................... 42
Hình 3.4. Diadema setosum Leske, 1778 ....................................................... 43
Hình 3.5. Echinothrix diadema (Linnaeus, 1758) .......................................... 44
Hình 3.6. Echinothrix calamaris (Pallas, 1774) ............................................. 45
Hình 3.7. Holothuria leucospilota Brandt, 1835 ............................................ 46


viii

Hình 3.8. Biểu đồ thể hiện số lượng lồi giữa các điểm nghiên cứu. ............ 48
Hình 3.9. Tỷ lệ tương đồng thành phần loài ở các điểm nghiên cứu ............. 49

Hình 3.10. Tỷ lệ tương đồng thành phần lồi ở các khu vực lân cận............. 50
Hình 3.11. Tỷ lệ tương đồng thành phần loài ở các khu vực khác ................ 51
Hình 3.12. Đồ thị phân bố thành phần lồi theo cấu trúc nền đáy ................. 53


1

MỞ ĐẦU
Vịnh Hạ Long thuộc tỉnh Quảng Ninh, nằm trong hệ tọa độ: 106°58'107°22'E và 20°45'-21°15'N, có diện tích: 1553km² và bao gồm 1969 hòn đảo
lớn nhỏ, sâu nhất 25m và trung bình 5m [1]. Năm 1994, vịnh Hạ Long được
UNESCO cơng nhận là Di sản Thế giới, có cảnh quan thiên nhiên nổi bật với
vẻ đẹp mang giá trị thẩm mỹ cao. Ngày 11 tháng 11 năm 2011, Vịnh Hạ Long
đã được bình chọn là một trong 7 kỳ quan thiên nhiên thế giới mới do Tổ chức
New7Wonders thực hiện.
Đa dạng sinh vật của Vịnh Hạ Long không chỉ thể hiện ở cấp độ nguồn
gen, cấp độ loài mà còn cả ở cấp hệ sinh thái như hệ sinh thái rừng ngập mặn,
hệ sinh thái cỏ biển, hệ sinh thái bãi triều đáy đá, hệ sinh thái rạn san hô, Vịnh
cung cấp môi trường sống cho vô số sinh vật biển, đường bờ và thực vật và
động vật biển làm cho hệ sinh thái ven biển thêm đa dạng của một vùng biển
ven bờ nhiệt đới. Trong hệ sinh thái biển của Vịnh Hạ Long gồm có 185 lồi
thực vật phù du, 140 loài động vật phù du sinh sống, 300 loài động vật nhuyễn
thể, 200 loài giun nhiều tơ, 13 loài da gai, 326 loài động vật tự du [2]. Các đảo
tại vịnh Hạ Long có các lồi động vật thân mềm đa dạng, đặc biệt là các lồi
cư trú trong hốc đá, và có tới 60 lồi. Hải sản Hạ Long được khai thác và nuôi
trồng bao gồm bào ngư, hải sâm, sá sùng, tôm, cá, mực (mực ống, mực nang,
mực thước), bạch tuộc, sò huyết, trai và điệp nuôi lấy ngọc [3]. Tài liệu của
Phân viện Hải dương học Hải Phịng cho thấy trong 1.151 lồi động vật tại Hạ
Long thì đã có tới gần 500 lồi cá, 57 lồi cua [4]. Từ đó có thể cho thấy được
Vinh Hạ Long có tiềm năng rất lớn trong ngành kinh tế đánh bắt thủy hải sản
và phát triển các dịch vụ du lịch.

Ngày nay với sự phát triển đơ thị hóa và áp lực phát triển cơng nghiệp đã
tác động nghiêm trọng đến các hệ sinh thái biển, bao gồm các sinh vật trong
biển và thảm thực vật như các dải chắn ngăn chặn bảo vệ lũ lụt và bão. Các hệ
sinh thái này giúp lưu trữ carbon, giảm ơ nhiễm và chất dinh dưỡng, hình thành
đất, hỗ trợ nghề cá, làm đa dạng và cân bằng hệ sinh thái trong môi trường biển.
Da gai là một nhóm động vật khơng xương sống chiếm ưu thế được tìm
thấy trong nhiều quần xã sinh vật biển. Chúng đóng một vai trò quan trọng


2

trong cấu trúc của quần xã sinh vật đáy biển [5]. Nhiều loài da gai là loài ăn
tạp, ăn nhiều loại thực vật và sinh vật biển sống và chết. Chúng có chức năng
quan trọng trong việc tiêu hóa vật chất thực vật chết dưới đáy đại dương và do
đó giữ cho nước sạch. Các quần thể động vật da gai phong phú rất cần thiết cho
các rạn san hô khỏe mạnh. Chúng có thể hữu ích trong việc giảm ô nhiễm nước
trong môi trường biển. Một trong những vấn đề trong việc xác định mức độ
phong phú tương đối của động vật da gai sống biểu sinh trên vùng đáy của Vịnh
Hạ Long là rất cần thiết, so sánh với các cuộc khảo sát sinh vật đáy trước đây
có thể cung cấp thêm thông tin dữ liệu định lượng trong Vịnh Hạ Long, góp
phần có thêm thơng tin hữu ích, làm tiền đề cho những nghiên cứu sâu hơn và
hướng tới những biện pháp bảo tồn và phát triển kinh tế và du lịch.
Do đó, chúng tơi quyết định lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần
loài và phân bố của ngành Da gai ở khu vực Vịnh Hạ Long – Quảng Ninh”
theo các nội dung sau:
Đánh giá đa dạng thành phần loài của ngành Da gai tại khu vực nghiên
cứu.
- Đánh giá sự phân bố của các nhóm thuộc ngành Da gai tại khu vực
nghiên cứu.

-


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.

GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH DA GAI
Ngành Da gai (Echinodermata) là nhóm động vật khơng có xương sống.
Chúng phân bố hầu hết các vùng biển và đại dương với những độ sâu khác
nhau. Trên thế giới hiện này, ngành da gai có khoảng 7000 lồi cịn sống và
khoảng 13000 hóa thạch của các lồi đã tuyệt chủng [6,7]. Là ngành lớn thứ 2
trong các động vật miệng thứ sinh sau nhóm động vật có dây sống. Ngành Da
gai được chia thành 5 nhóm: Crinoidea (huệ biển), Ophiuroidea (đi rắn),
Asteroidea (sao biển), Echinoidea (cầu gai) và Holothuroidea (hải sâm). Trong
đó một số lồi có ý nghĩa kinh tế quan trọng như làm thực phẩm và xuất khẩu,
hoặc chứa chất hoạt tính sinh học như saponn, prostaglandin (trong Hải sâm,
Cầu gai, Sao biển).
1.1.1. Giới thiệu về 5 lớp thuộc nghành Da gai
❖ Lớp Sao biển (Asteroidea)

Tác giả: Nguyễn Văn Minh
Địa điểm thu: Cồn Cỏ.

Hình 1.1 Sao biển Linckia laevigata (Linnaeus, 1758)
a. Đặc điểm hình thái
Sao biển là lồi đơng vật không xương sống, thuộc ngành Da gai
(Echinodermata), lớp Asteroidea. Là nhóm động vật có cấu tạo điển hình của
động vật Da gai. Sao biển hình sao, cơ thể dẹp theo chiều lưng bụng, có đối

4

xứng tỏa tròn bậc năm, gồm một đĩa trung tâm ở giữa và 5 hay nhiều cánh xếp
xung quanh [8].
b. Phân loại
Lớp Sao biển (Asteroidea) được chia thành 7 bộ (order): Brisingida,
Forcipulatida, Notomyotida, Paxillosida, Spinulosida, Valvatida và Velatida
[9]. Đến nay có khoảng 1.600 lồi sao biển phân bố ở tất cả các đại dương trên
thế giới [10,11,12]. Ở Việt Nam đã gặp 60 loài sao biển. Sao biển Astropecten
velitaris bắt gặp nhiều ở Vịnh Bắc Bộ. Một số loài thường hay bắt gặp là: Luidia
prionota, Crospidaster Hesperus, Creaster nodosus, Linckia laucigata và
Anthenea pentagonula [8]. Những nơi có nhiều Sao biển phải kể đến là các
vùng biển Australia, Đơng Thái Bình Dương và Bắc Mỹ. Đặc biệt, vùng biển
nhiệt đới Ấn Độ Dương − Thái Bình Dương là nơi tập trung đại đa số các loài
sao biển.
c. Phân bố
Sao biển phân bố chủ yếu ngồi mơi trường biển, một số lồi phân bố ở
vùng nước lợ [7, 13, 14].
❖ Lớp Huệ biển (Crinoidea)

Tác giả: Messing, Charles
Nguồn: />
Hình 1.2. Huệ biển Trichimetraophiata (A.H. Clark, 1911)


5

a. Đặc điểm

Cơ thể huệ biển sống bám có 3 phần: cuống, đế và cánh. Cuống có nhiều
đốt khớp với nhau nhờ cơ nên uốn được. Ở gốc cuống có rễ bám vào giá thể.
Phần đài hình đĩa, ở giữa đáy là tấm lưng giữa, từ đó xuất phát các cánh. Hình
thái và số lượng của cành cong, gai cánh và đặc điểm của các tấm xương được
dùng trong phân loại học huệ biển [8].
b. Phân loại
Huệ biển là nhóm động vật Da gai cổ nhất còn tồn tại đến ngày nay, có
khoảng 5000 lồi hóa thạch với hơn 540 loài đã biết. Phân lớn huệ biển sống
bám với cuống dài, một số ít sống tự do [15]. Ở Việt Nam đã biết khoảng 60
loài, một số loài thường hay bắt gặp là: Comatula pectimata, Comanthus
parvicirra và Zygometra commata [8].
c. Phân bố
Phần lớn huệ biển có cuống sống ở biển sâu, cịn huệ biển khơng có
cuống sống ở biển nơng, đáy cứng và có nhiều đá nhỏ, một số ít sống ở đáy cát
hay cát bùn [8].
❖ Lớp Cầu gai (Echinoidea)

Tác giả: Nguyễn Văn Minh
Địa điểm thu: Cồn Cỏ.

Hình 1.3. Cầu gai Diadema setosum (Leske, 1778)


6

a. Đặc điểm
Cầu gai hay cịn gọi là nhím biển (hay nhum biển, chôm chôm biển)
thuộc lớp cầu gai (Echinoidea) ngành động vật da gai (Echinodermata), có hai
phân lớp: cầu gai đều xuất hiện vào kỉ Silua và cầu gai khơng đều xuất hiện vào
kỉ Jura. Cầu gai có khoảng 800 loài hiện sống và 2.500 loài tuyệt chủng [16].

Cầu gai cịn được gọi là nhím biển hay cà ghim bởi xung quanh lồi này
có hàng trăm que nhọn, có đối xứng tỏa trịn. Nhím biển sống gần các rạn san
hơ, rạn đá ven biển. Khi nhìn thống qua, thì Cầu gai giống như một vật bất
động, khơng có khả năng di chuyển. Dấu hiệu rõ rang nhất để chứng minh
chúng thật sự là động vật là ở những cây gai, tua tủa dính vào vỏ bằng các nối
kiểu một quả bóng gắn vào một hốc tế bào (ball-and-socket), các gai này có thể
chia về mọi phía. Có 2 loại gai là gai thường làm nhiệm vụ vận chuyển và gai
kìm là chứ năng tự vệ [17]. Khi chỉ bị chạm nhẹ, Cầu Gai phản ứng bằng cách
hướng hết gai về phía chạm. Cầu gai khơng có mắt, khơng có chân, khơng có
cơ quan để di chuyển.
Cầu gai sống nhiều ở độ sâu khác nhau từ đới gian triều tới biển sâu.
Hiện biết khoảng hơn 70 loài thuộc các chi Salmacis; Temnopleurus; Diadema;
Clypeaster [16].
b. Phân loại và phân bố
Có mặt ở hầu hết các vùng biển trên thế giới; Sống trong rạn san hô, từ
vùng triều đến độ sâu khoảng 70 mét, sống trên thềm biển, đáy đá và vùi trong
cát biển.
Trong nước: Ở vịnh Bắc Bộ đã bắt gặp khoảng 20 lồi, thường gặp
Astropyga radiata có thân lớn (khoảng 20 cm) và dẹp; Temnopleurus
toreumaticus nhỏ (đường kính 4 – 5cm) sống thành đàn ở vùng đáy bùn cát từ
vùng triều đến độ sâu 50m; Laganum decagonale có vỏ mỏng gần trong suốt,
con lớn nhất dài khoảng 4,6 cm, rộng 4,4 cm sống phổ biến ở đáy bùn nhuyễn.
Lovenia subcarinate hình trứng dài khoảng 6 cm sống ven bờ vùng đáy bùn
nhuyễn chỗ nước sâu 10 - 35 cm, tập trung nhiều ở ven bờ và vùng đông bắc
vịnh [8].
Ven biển Miền Trung và Quần đảo Hoàng Sa; Ở vùng biển Cơn Đảo,
phát hiện được 13 lồi thuộc 9 họ; Ở Vịnh Nha Trang phát hiện 7 loài; Tại vùng


7

biển Vịnh Phong Vân – Bến Gỏi, Vịnh Thái Lan, Phú n, Khánh Hịa, Phan
Thiết, thường xuất hiện nhiều lồi có giá trị kinh tế cao.
Trên thế giới: Lồi phân bố rộng ở vùng Ấn Độ - Tây Thái Bình Dương,
vùng biển Bác Đại Tây Dương từ eo biển Anh Quốc sang New Jersey (Hoa
Kỳ).
c. Các loài cầu gai dung làm thực phẩm
Vùng biển Địa Trung Hải: Tại Địa Trung Hải, cầu gai ăn được nổi tiếng
nhất là Paracentrotus lividus. Lồi này được xem là một món ăn ngon đặc biệt,
bán tại các nhà hàng ở các thành phố ven biển nơi chúng bị đánh bắt. Chúng có
thể đến tận vùng biển phía Nam Ái Nhĩ Lan, đường kính có thể đến 8 cm. Vỏ
ngoài thường được bán để làm quà lưu niệm.
Vùng Bắc Đại Tây Dương: Tại vùng biển Bắc Đại Tây Dương, từ eo biển
Anh quốc (English Channel) sang đến New Jersey (Mỹ), loài thường gặp nhất
là Strongylocentrus droebachiensis. Tuy nhiên chúng khơng được nhiều nơi ưa
thích. Lồi này xuất hiện rất nhiều tại vùng biển Maine (Mỹ). Thị trường tiêu
thụ của loài động vật da gai này tương đối giới hạn chỉ một vài chợ buôn bán
hải sản quanh New York như Fulton Fish Market. Việc chuyên chở cũng kiến
cho thị trường không phát triển.
Xa hơn về phía Nam Đại Tây Dương, có nhiều lồi cầu gai nhỏ hơn, ít
ăn được trừ lồi Cidaris tribuloides trong vùng West Indies.
Vùng Á Châu, Đông Nam Á: Tại Đông Nam Á, đa số cầu gai chỉ to bằng
cỡ quả táo tây, loài Diadema setosum tuy rất dồi dào nhưng cũng chỉ được tiêu
thụ tại một số địa phương (ngay tại Thái Lan loài này chỉ được dân tại đảo Kor
Samuy ăn), do ở con vật này nhiều gai dài (có thể đến 20 cm) và nhọn đâm thấu
qua da. Gai rất dễ gãy, mỗi gai được bao bọc bởi những lớp tế bào hạch tiết ra
một dịch có chất độc, đây là loài cầu gai đen ở Việt Nam. Vùng ven biển Phan
Thiết (Bình Thuận) được xem là xứ của Cầu Gai (Nhum), do đó có một số địa
danh liện hệ đến Nhum như sông Nhum, cầu Nhum, bến Nhum … Lồi
Diadema palmeri (Palmer’s needle-spined urchin), vỏ có đường kính khoảng

10 cm, gai dài đến 13 cm, vỏ màu lam – đen, có khi có đốm trắng trên gai. Tại
Việt Nam, Cầu Gai là một ăn thuộc loại ‘đặc sản’ tại các vùng biển Phan Thiết.
❖ Lớp Hải sâm (Holothuroidea)


8

Tác giả: Nguyễn Văn Minh
Địa điểm thu: Cồn Cỏ.

Hình 1.4. Hải sâm Holothuria (Halodeima) atra (Jaeger, 1833)
a. Đặc điểm
Hải sâm (Holothuria scabra) là động vật biển khơng xương sống, có thân
dạng ống, dài như quả dưa chột, nên còn được gọi là ‘dưa chuột biển – Sea
cucumber’. Thân hải sâm phình ra ở đoạn giữ và thon lại ở hai đầu với gai thịt
nhỏ. Hải sâm có hai đầu, phía đầu trước có miệng ở mặt bụng. Mặt lưng màu
xám đậm, hai bên hông màu trắng, mặt bụng trắng, do bụng lõm vào giữa,
miệng ở phần bụng, có 20 xúc tu hình tán nhỏ, màu vàng nâu. Hậu mơn ở cuối
thân, tuyến sinh dục nhỏ. Da hải sâm mềm, dưới da có các phiến xương nằm
rải rác trong các lớp mơ. Ngồi cùng là lớp canxi cứng màu trắng (chiều dày
phụ thuộc vào độ lớn) để bảo vệ cơ thể hải sâm, sau đó là lớp da mềm, kế đến
là lớp thịt, trong cùng là nội quan, hệ tiêu hóa.
Hải sâm là lồi động vật đáy nằm trong nhóm các loài động vật da gai
của biển, chúng sống ở các độ sâu khác nhau của biển, từ ven biển đến độ sâu


9

8.000 m, thường ở các vùng vịnh và nơi có nhiều đá ngầm. Trên Thế giới, hải
sâm phân bố nhiều ở các nước Trung Quốc, Nhật Bản, Australia, Ấn Độ,

Malaysia và vùng biển Đông Phi. Ở Việt Nam, hải sâm phân bố chủ yếu ở các
vùng biển Quảng Ninh, Hải Phịng, Phú n, Khánh Hịa, Vũng Tàu, đảo Phú
Quốc, Cơn Đảo, Kiên Giang … phổ biển là các loài: hải sâm đen Holothuria
vagabunda, hải sâm trắng H.Scabra, hải sâm vú Microthele nobilis Selenka,
hải sâm mít Actinnopyga echinotes Jaeger, hải sâm hồ phách H. thelennota, hải
sâm nâu. Hiện nay mật độ hải sâm tại một số nơi của vùng biển Việt nam:
Khánh hịa (0÷3 con/500 m2), đảo Phú Qúy (0÷2 con/500m2), Quảng trị (0÷9
con/500m2)
Hải sâm có thể tồn tại và phát triển ở khoảng nhiệt độ và nồng độ muối
khá rộng và ngưỡng oxy khơng q cao, khoảng nhiệt độ thích hợp cho sự tồn
tại và phát triển của hải sâm trương đối rộng: từ 10oC – 31oC, vì vậy sự thay
đổi nhiệt độ của các tháng trong năm không ảnh hưởng nhiều đến sự sống của
chúng. Hải sâm kém thích nghi với nồng độ muối. Nồng độ muối thích hợp là
20%o – 34,5%o. Hải sâm trưởng thành thích nghi với sự thay đổi nơng độ muối
kém, cịn hải sâm non khả năng thích nghi với sự thay đổi nơng độ muối tốt
hơn. Hải sâm có thể sống trong mơi trường có hàm lượng oxy giảm hoặc nhỏ
hơn mức cho phép.
b. Phân loại
Lớp Hải sâm có khoảng 1100 lồi cịn tồn tại và được mơ tả [7, 18].
Ở Việt Nam có khoảng 90 loài hải sâm, các họ và các giống có nhiều
lồi là Holothuriidae (Holothuria, Sticpus); Cucumaridae (Colochirus,
Cucumaria); Sinaptidae (Protankyra) [8].
Lớp Hải sâm được chia thành 5 bộ là Apodida, Elasipodida,
Aspidochirotida, Molpadiida, Dendrochirotida. Các bộ của lớp Hải sâm đã
được hai tác giả Pawson (1982) [19] và Smiley (1994) [20] xác định .
c. Phân bố
Hải sân phân bố ở khắp các đại dương trên toàn thế giới, đặc biệt hay
được tìm thấy ở các rạn san hơ [7, 19, 21].
❖ Lớp Đuôi rắn (Ophiuroidea)

10

Tác giả: Kajetan Deja
Nguồn: />
Hình 1.5. Lồi đi rắn Ophioscolex glacialis Muller & Troschel, 1842
a. Đặc điểm
Lớp Đi rắn nhìn ngồi hơi giống sao biển tuy cấu tạo trong có nhiều
khác nhau. Cánh của đuôi rắn tách biệt rõ rệt với đĩa trung tâm. Xương của
cánh phát triển. Đặc biệt hai dãy tấm chân ống dính thành cột sống ẩn vào trong
là ống xương gồm nhiều đốt khớp vào nhau. Cánh có thể uống cong khi di
chuyển. Chân ống giữ nhiệm vụ cảm giác và hơ hấp là chính. Hệ tiêu hóa thiếu
ruột sau, hậu mơn và túi gan. Ấu trùng ophiopluteus của đuôi rắn giống ấu trùng
của cầu gai [8].
b. Phân loại và phân bố
Lớp Đi rắn có khoảng 2100 loài trên toàn thế giới. Ở nước ta đã biết
khoảng 90 lồi đi rắn. Các lồi phổ biến ở vịnh Bắc Bộ là Amphioplus
depressus, Ophiactis savigni, Ophiothrix oxigua. Một số loài hay bắt gặp ở vùng
biển nước ta Ophiothrix longipeola, Ophiura crassa, Ophiscoma erinaceus.
Đuôi rắn phân bố tập trung ở khu vực Ấn Độ - Tây Thái Bình dương. [8].
1.1.2. Các đặc trưng sinh học của da gai [22]
❖ Hệ thống mạch nước
Thay vì máu, da gai có hệ thống mạch nước, được sử dụng để di chuyển
và săn mồi. Da gai bơm nước biển vào cơ thể qua một tấm sàng hoặc
madreporit, và nước này lấp đầy các chân ống của da gai. Da gai di chuyển


11

dưới đáy biển hoặc băng qua đá hoặc rạn san hơ bằng cách đổ đầy nước vào

chân ống của mình để kéo dài chúng ra và sau đó sử dụng các cơ bên trong chân
ống để rút chúng lại.
Chân ống cũng cho phép động vật da gai bám vào đá và các chất nền
khác và bám chặt con mồi bằng cách hút. Sao biển có lực hút rất mạnh ở chân
ống của chúng, thậm chí cho phép chúng cạy mở hai lớp vỏ của loài hai mảnh
vỏ.
❖ Thức ăn của da gai
Nhiều loài da gai là loài ăn tạp, ăn nhiều loại thực vật và sinh vật biển
sống và chết. Chúng có chức năng quan trọng trong việc tiêu hóa vật chất thực
vật chết dưới đáy đại dương và do đó giữ cho nước sạch. Các quần thể động
vật da gai phong phú rất cần thiết cho các rạn san hơ khỏe mạnh.
Hệ tiêu hóa của da gai tương đối đơn giản và sơ khai so với các sinh vật
biển khác; một số loài ăn và thải chất thải ra ngoài qua cùng một lỗ. Một số loài
chỉ ăn trầm tích và lọc bỏ chất hữu cơ, trong khi những lồi khác có khả năng
bắt mồi, thường là sinh vật phù du và cá nhỏ, bằng cánh tay của chúng.
❖ Sự sinh sản của da gai
Hầu hết động vật da gai sinh sản hữu tính, mặc dù con đực và con cái
hầu như không thể phân biệt được với nhau khi nhìn bên ngồi. Trong q trình
sinh sản hữu tính, động vật da gai phóng trứng hoặc tinh trùng vào nước, được
con đực thụ tinh trong cột nước. Trứng được thụ tinh sẽ nở thành ấu trùng bơi
tự do và cuối cùng lắng xuống đáy đại dương.
Da gai cũng có thể sinh sản vơ tính bằng cách tái tạo các bộ phận cơ thể,
chẳng hạn như cánh tay và gai. Sao biển được biết đến với khả năng tái tạo
những cánh bị mất. Trên thực tế, ngay cả khi ngôi sao biển chỉ còn lại một phần
nhỏ của đĩa trung tâm, nó có thể mọc ra một ngơi sao biển hoàn toàn mới.
1.1.3. Tiềm năng, ứng dụng và tầm quan trọng của động vật da gai
Những sinh vật thuộc ngành da gai thường chứa những thành phần hóa
học có khả năng gây độc mạnh cho cá và các vi sinh vật sống quanh nó. Nhìn
chung, các hợp chất được phát hiện từ các sinh vật ngành da gai thường nằm ở

12

các nhóm chất ceramide có đường (cerebroside) và các saponin. Các saponin
thường cho thấy hoạt động như một thuốc tẩy trên màng tế bào thông qua việc
tương tác với các cholesterol màng dẫn đến hiệu quả tiêu bào. Do đó, các
saponin hoạt động như một chất chống lại các kẻ săn mồi của các loài da gai
(structural and chemical defense…).
Mặc dù không phải là nguồn thực phẩm quan trọng đối với con người,
nhưng một số dạng nhím biển được coi là món ngon ở một số nơi trên thế giới,
nơi chúng được sử dụng trong các món súp. Một số động vật da gai tạo ra độc
tố gây tử vong cho cá, nhưng có thể được sử dụng để làm thuốc chữa bệnh ung
thư ở người.
Trong hải sâm chứa hàm lượng lớn protein và các acid amin quý như
lysine, proline, các nguyên tố vi lượng như P, Cu, Fe..đặc biệt là Se là một chất
giải độc kỳ diệu, làm vô hiệu hóa các kim loại nặng đi vào cơ thể. Kết quả
nghiên cứu dược lý học hiện đại cho thấy, hải sâm có khả năng chống lại sự lão
hóa của cơ thể, cải thiện khả năng miễn dịch, nâng cao trí nhớ cho bộ não, có
chức năng chống lại sự mệt mỏi của cơ thể, hỗ trợ khả năng tăng trưởng và phát
triển của con người, tăng cường sức đề kháng của cơ thể giúp cơ thể mau chóng
phục hồi, bồi bổ khí huyết, ngồi ra hải sâm cịn là thực phẩm tuyệt vời cho
người bệnh tiểu đường, giúp cân bằng lượng đường trong máu, giúp cải thiện
bệnh tiểu tiện nhiều lần về đêm, giúp phòng chống các bệnh lý về đường tiêu
hóa và bệnh về gan, là dược liệu q cho việc chăm sóc sắc đẹp, hải sâm cịn
có tác dụng ngăn ngừa ung thư hiệu quả, là thực phẩm tốt giúp hỗ trợ điều trị
các bệnh ung thư, hải sâm có tác dụng rất tốt cho việc hỗ trợ điều trị các bệnh
tim mạch, tăng cường khả năng đàn hồi của tim mạch, giúp hạn chế co thắt
mạch máu, tăng cường lưu lượng máu lên não và khả năng tuần hồn máu khắp
cơ thể. Chính vì vậy nhiều nước đã xem hải sâm phơi khô bỏ ruột là nguồn thực
phẩm quý giá (Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản, các nước Đông Nam Á và

Đông Phi).
Cầu gai là một món ăn đặc sản giá trị được ưa chuộng ở nhiều nước trên
thế giới, đặc biệt là ở Nhật Bản với giá khoảng 200 USD /kg trứng dạng “Roe”
thành phẩm. Phần sản phẩm sử dụng được của cầu gai là tuyến sinh dục của


13

chúng. Tuyến sinh dục của cầu gai được ví như một đặc sản bổ dưỡng với hàm
lượng các acid béo khơng no (polyunsatuted fatty acids, PUFAs), trong đó đặc
biệt là hàm lượng Eicosapentaenoic acid (EPA, C20:5n-3), Docosahexaenoic
(DHA, C22:6 n-3) và β-carotene (Dincer and Cakli, 2007)
Sản lượng da gai được khai thác hàng năm trên thế giới là 60 -70.000
tấn. Một số động vật da gai còn được khai thác để dùng làm dược liệu, một số
khác do có mật độ lớn nên được sử dụng làm phân bón. Điều đặc biệt bộ xương
của động vật da gai hoá thạch là vật chỉ thị địa tầng rất quan trọng.
Những năm gần đây, khai thác cầu gai tự nhiên khơng cịn mang tính ổn
định và có chiều hướng sụt giảm khơng thể phục hồi được; và hệ quả là sản
lượng khai thác khơng đủ để có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị
trường nữa. Để chủ động trong việc cung ứng cầu gai cho thị trường, việc nuôi
cầu gai đã được nghiên cứu ở các nước phát triển cách đây 15-20 năm. Để đáp
ứng nhu cầu, ở Việt Nam cũng đã có mốt số nơi ni cầu gai. Điển hình ở vùng
Kiên Giang, năm 2019 Hứa Thái Nhân cùng các công sự đã nghiên cứu thực
hiện đánh giá hiện trạng khai thác và tiềm năng nuôi cầu gai (nhum) ở vùng
biển Kiên Giang, Việt Nam. Để định danh loài, mẫu cầu gai được thu và vận
chuyển sống về Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ để phân tích và phỏng vấn
trực tiếp cán bộ quản lí, hộ khai thác cầu gai (34 hộ) ở 2 huyện đảo Phú Quốc
và Kiên Hải. Kết quả định danh loài bằng phương pháp hình thái và gen cho
thấy có 5 lồi: nhum sọ dừa (Tripneustes gratilla), nhum trắng (Echinotrix
calamaris), cầu gai đen (Diadema setosum), cầu gai Salmacis sphaeroides và

cầu gai Salmacis dussumieri phân bố phổ biến tại vùng biển Kiên Giang, trong
đó có 3 lồi có giá trị kinh tế là nhum sọ, nhum trắng và cầu gai đen. Kết quả
điều tra cho thấy nghề khai thác cầu gai bắt đầu từ 2014, sản lượng khai thác
trung bình khoảng 36.000 con/ngày, với số lượng 155±188 con/chuyến/hộ.
Mùa vụ khai thác quanh năm. Chi phí đầu tư cho nghề khai thác cầu gai thấp
khoảng 0,12 triệu đồng/hộ và lợi nhuận dao động lớn (0,15-6,0 triệu
đồng/hộ/ngày), tỷ suất lợi nhuận là 23. Hiện nay, việc khai thác cầu gai ở Kiên
Giang gặp nhiều khó khăn về thời tiết, thị trường tiêu thụ không ổn định và
nguồn lợi ngày càng suy giảm nên dẫn đến tiềm năng khai thác ngày càng cạn


14

kiệt. Tuy nhiên, tiềm năng nuôi cầu gai là rất lớn do điều kiện về
diện tích mặt nước (206 km bờ biển) và giá trị kinh tế của loài rất cao [37].
1.2.

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MÔI TRƯỜNG SỐNG CỦA DA GAI

Để đánh giá về điều kiện tự nhiên và môi trường khu vực nghiên cứu,
chúng tôi đã tham khảo các kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu q
trình đục hố và bồi lắng trầm tích đáy Vịnh Hạ Long góp phần bảo vệ và phát
huy các giá trị của Di sản Thiên nhiên Thế giới” (năm 2014 – 2015). Dưới đây
là một số kết quả đánh giá sơ lược về điều kiện tự nhiên và môi trường được
thu thập từ đề tài.
1.2.1. Vị trí địa lý khư vực nghiên cứu
Vịnh Hạ Long là một trong các vịnh lớn của cả nước có diện tích 1553
km2, phía Nam tiếp giáp với Vịnh Bắc Bộ, phía Đơng và Đơng Bắc tiếp giáp
với Vịnh Bái Tử Long, phía Tây Nam tiếp giáp với đảo Cát Bà của TP. Hải
Phòng. Trung tâm vịnh có độ sâu lớn nhất 25m, độ sâu trung bình 5m, bề rộng

của vịnh 22 km, bề dài 20 km [1]. Trong Vịnh Hạ Long phân bố các đảo, phần
lớn các đảo có thành phần cacbonnat của hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs) và hệ tầng
Cát Bà (C1 cb) các đá trầm tích có cấu tạo phân lớp dày, dạng khối, hoặc trứng
cá màu xám có chứa hóa thạch [23], và là vịnh nửa kín có cấu tạo từ đá gốc.
Những đặc trưng và vẻ đẹp về địa chất, địa mạo được các tác giả đề cập đến [4,
23]. Bên cạnh các dạng tài nguyên phi sinh vật nêu trên, tài nguyên sinh vật
được thống kê có đến 10 hệ sinh thái phân bố trong vịnh gồm cả trên cạn lẫn
dưới nước, các hệ sinh thái này đang đứng trước nhiều nguy cơ suy giảm đa
dạng của các lồi sinh vật trong đó đề cập đến các nguy cơ đến từ du lịch và
dịch vụ, đơ thị hóa, khai thác than, ô nhiễm môi trường, nhà bè và lồng bè trên
biển [25,26].
a.

Đặc điểm khí tượng

Vùng Hạ Long thuộc tiểu vùng khí hậu Hồng Gai - Cẩm Phả, mang tính
chất chuyển tiếp giữa tiểu vùng khí hậu vùng duyên hải Đơng Bắc (Móng Cái
- Tiên n) sang tiểu vùng tây, tây nam (Quảng n - Đơng Triều). Chế độ
hồn lưu ở vịnh bị chi phối bởi hai khối không khí là: khối khơng khí cực đới
lục địa châu Á, với dịng khơng khí lạnh hoạt động quanh năm nhưng mạnh


15

nhất vào mùa đơng; khối khơng khí nhiệt đới Ấn Độ Dương trong mùa hè và
nhiệt đới xích đạo Thái Bình Dương với áp thấp nhiệt đới thường xun có bão
trong mùa hè. Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa đông từ tháng 11 đến tháng 4 năm
sau, mùa hè từ tháng 5 đến tháng 10. Nét nổi bật nhất là chế độ mưa ẩm ở đây
rất phong phú.
• Chế độ nhiệt - ẩm

Nhiệt độ:
Nhiệt độ vùng đất liền tại Bãi Cháy, Hòn Gai, Cẩm Phả,.. thường chịu
sự chi phối điều hịa của nước biển và có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đất liền,
đảo với biển; nhiệt độ cao nhất là mùa hè từ 28 oC - 36,6oC, và thấp nhất vào
mùa Đơng từ 16oC - 18oC, có năm nhiệt độ xuống đến 3 oC - 6oC. Biên độ dao
động ngày đêm của nhiệt độ tương đối nhỏ do ảnh hưởng điều hòa của biển.
Trên đất liền, biên độ trung bình vào khoảng 6 oC - 7oC, cịn ngoài đảo chỉ 4 oC
- 5oC.
Độ ẩm: Khu vực Vịnh Hạ Long và phụ cận chịu tác động của nhiệt độ,
gió và thủy triều nước biển lên xuống, thường thường vùng trên và giáp đất liền
có độ ẩm thay đổi hơn trên vùng vịnh, độ ẩm trong khu vực vịnh thấp hơn đất
liền. Độ ẩm khơng khí trong vùng khoảng 82 - 85%. Độ ẩm trung bình cao nhất
vào tháng 3 và thấp nhất vào tháng 11, 12. Mùa đông độ ẩm tương đối thay đổi
không đều, vào các đợt gió đầu mùa và giữa mùa, độ ẩm đạt giá trị thấp, cịn
nửa cuối mùa thì lại cao. Vào mùa hè, độ ẩm tương đối phân bố khá đều giữa
các tháng, trung bình khoảng 82 %.
• Chế độ mưa
Lượng mưa trong vùng nghiên cứu có sự biến đổi theo mùa trong năm
và phụ thuộc vào các vùng khác nhau. Lượng mưa trung bình năm tương đối
lớn đạt trên 2.000 mm, có nơi trên 2.500 mm.
Mùa hè mưa nhiều, chiếm 80- 85% tổng lượng mưa cả năm. Vào mùa
mưa có mưa rất lớn do tác dụng chắn của địa hình, nhất là khi dòng áp thấp hay
bão. Lượng mưa cao nhất vào tháng 7 và tháng 8. Mùa đông là mùa khơ, ít mưa