ĐẶC TRƯNG PHÂN BỐ CHLOROPHYLL-A TRONG NƯỚ C VÙNG THỀM LỤC ĐỊA NAM VIỆT NAM

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.76 MB, 16 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

ĐẶC TRƯNG PHÂN BỐ CHLOROPHYLL-A TRONG NƯỚC VÙNG THỀM LỤC ĐỊA NAM VIỆT NAM

Nguyễn Hữu Huân, Phan Minh Thụ

Viện Hải dương học, Nha Trang

Tóm tắt Mẫu nước phân tích chlorophyll-a được thu thập trong suốt các chuyến khảo sát VG, chương trìnmh hợp tác giữa Việt Nam và Cơng hịa Liên bang Đức về khoa học biển từ 2003-2006. Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng chl-a thực vật nổi trong vùng nghiên cứu dao động mạnh theo khơng gian và thời gian. Trong mùa gió Tây Nam, đặc biệt là trong thời kỳ hoạt động mạnh của nước trồi, hàm lượng chl-a trong vùng thềm lục địa Nam Việt Nam cao hơn đáng kể so với thời kỳ khơng có hoạt động của nước trồi - thời kỳ chuyển tiếp giữa mùa gió Đơng Bắc sang gió Tây Nam (0,485 – 0,647mg/m3 trong mùa gió Tây Nam so với 0,174 – 0,334mg/m3 trong mùa chuyển tiếp). Ngồi ra, trong mùa gió Tây Nam, có sự hình thành các tâm chl-a cao ở các tầng nước, nhất là trong lớp nước ưu quang (0 – 60m) hình thành 3 tâm chl-a rõ rệt ở 3 khu vực: cửa sơng Mê kơng, Nam Bình Thuận và Bắc Khánh Hịa, trong khi trong mùa chuyển tiếp, sự hình thành các tâm chl-a cao không rõ ràng, các vùng chl-a cao và thấp xen kẽ nhau dạng “da báo”.

THE CHARACTERISTICS OF CHLOROPHYLL-A DISTRIBUTION IN THE SOUTHERN WATERS OF VIETNAM

Nguyen Huu Huan, Phan Minh Thu

Institute of Oceanography, 01 Cauda, Vinh Nguyen,

Nhatrang City, Vietnam

Abstract Sea water samples for chlorophyll-a were collected during expeditions of VG, that is a cooperation in marine science between Vietnam and German from periode of 2003-2006. The analyses showed that the chl-a content in the waters fluctuated significantly according to spatial and temporal aspects. During the southwestern monsoon period, especially in the upwelling time, the chl-a content in the studied waters is more remarkable than that in the non-upwelling time – intermonsoon time between northeastern wind and southeastern wind (0.485 – 0.647 mgchl-a/m3 in the period of southeastern wind against 0.174 – 0.334 mgchl-a/m3 in the period of intermonsoon). In addition, in the upwelling period, the peaks of chl-a have being made in upper layers, especially euphotic layer with three chl-a peaks at Mekong estuary, the south of Binh Thuan province and the north of Khanh Hoa province. In the intermonsoon, there is not the appearance of shape peaks of chl-a, and they distributed alternately.

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

I. GIỚI THIỆU

Vùng thềm lục địa là một phần hết sức quan trọng của các đại dương. Mặc dù chỉ chiếm khoảng 10% diện tích đại dương nhưng chúng cung cấp đến 99% sản

lượng cá toàn cầu (Antoine và cs., 1996). Do tốc độ sản xuất sản phẩm sơ cấp

và mật độ thực vật nổi cao nhờ nguồn dinh dưỡng và ánh sáng dồi dào cho quá trình quang hợp nên sản lượng sản phẩm sinh học nói chung và sản lượng cá

nói riêng trong vùng này rất lớn (Antoine và cs., 1996).

Vùng thềm lục địa Nam Việt Nam, ngoài những đặc trưng thềm lục địa nói chung, cịn có những đặc thù riêng khá đặc sắc. Trước hết, trong vùng biển này có vùng nước trồi Ninh Thuận - Bình Thuận - nơi đã được nhiều nghiên cứu ghi nhận là nơi có nguồn dinh dưỡng dồi dào cho quá trình sản xuất sơ cấp

(Võ Văn Lành và cs., 1997). Thêm vào đó, nó cịn bao gồm cả vùng cửa sơng

Đồng Nai và Cửu Long - một hệ thống cửa sông với nguồn phù sa và dinh dưỡng hàng năm rất lớn (Nguyen Huu Huan and Phan Minh Thu, 2000; Phan Minh Thu, 2000; Lã Văn Bài, 2003). Những đặc điểm trên càng tạo điều kiện thuận lợi cho vùng thềm lục địa Việt Nam trở thành một vùng biển có sức sản xuất sinh học khá cao. Chlorophyll-a (Chl-a), một sắc tố quang hợp ưu thế trong thực vật phù du, được các nhà khoa học hải dương sử dụng rộng rãi như là yếu tố đại diện cho sinh khối carbon của thực vật nổi. Chl-a nói riêng, sắc tố thực vật nói chung được sử dụng khơng chỉ là thông số đánh giá năng suất sinh

học của vực nước (Võ Văn Lành và cs., 1997; Nguyễn Tác An and Võ Duy Sơn, 1998; Platt and Sathyendranath, 2001; Nguyễn Tác An và cs., 2004; Patti và cs., 2008) mà cịn đóng vai trị như một chất chỉ thị sinh học trong đánh giá

chất lượng môi trường (Hakanson and Blenckner, 2008). Đặc trưng chl-a trong các vực nước tự nhiên rất phức tạp, phụ thuộc vào đặc điểm của loài, sự đa dạng sinh học và diễn biến thành phần sinh vật trong vực nước. Chính vì vậy, diễn biến phân bố theo khơng gian và thời gian của sinh khối thực vật nổi phụ thuộc rất mạnh vào các yếu tố sinh vật và phi sinh vật (Nguyen Huu Huan và Phan Minh Thu, 2000). Báo cáo này trình bày đặc trưng phân bố và những biến động không gian và thời gian của chl-a ở vùng thềm lục địa Nam Việt Nam.

II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Vùng nghiên cứu là vùng thềm lục địa Nam Việt Nam, bao gồm vùng biển

Khánh Hòa, vùng nước trồi mạnh Nam Trung Bộ và vùng biển Vũng Tàu – Cơn Đảo (Hình 1). Nghiên cứu được tiến hành theo 4 đợt khảo sát tổng hợp

trong khuôn khổ dự án nghị định thư hợp tác giữa Việt Nam và Cộng hòa Liên bang Đức: VG3, VG4, VG7 và VG8. Tổng số trạm nghiên cứu đặc trưng phân bố chl-a là 119 trạm với 910 mẫu (Bảng 1).

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Bảng 1 Thống kê các chuyến khảo sát

Thời tiết tương đối tốt, thu mẫu đúng các trạm và kế hoạch dự định

2 VG4 03/05/200421/04 - 37 277 Xuất hiện gió dơng với tốc độ 9,8m/s vào ngày 28/4/04

Xuất hiện tảo lam tại mặt cắt 81-101; mặt cắt 61-65 được khảo sát lặp lại

Thời tiết xấu, sóng cấp 6 kéo dài nên các mặt cắt từ 7 đến 10 đều không thu mẫu đầy đủ được

2. Phương pháp thu mẫu và phân tích mẫu

Mẫu nước được thu từ hệ thống Rosset (CTD) với 12 bình thu mẫu tại các tầng nước định sẵn. Tầng nước lấy mẫu cho từng trạm được quyết định dựa vào những dữ liệu sơ bộ từ đầu dò huỳnh quang đánh giá trực tiếp hàm lượng chl-a sao cho trong các mẫu thu được có ít nhất 1 mẫu nằm ở tầng nước có hàm lượng chl-a cực đại. Tại những trạm có độ sâu nhỏ hơn 100m, mẫu có độ sâu nhất được thu là mẫu ở tầng nước cách bề mặt đáy khoảng 2 - 3 mét.

3. Phương pháp phân tích mẫu

Mẫu nước sau khi thu sẽ được lọc ngay tại hiện trường bằng giấy lọc GF/F đường kính 25mm, kích thước lỗ 0,45µm. Lượng nước được lọc trong khoảng từ 0,5 – 5,0 lít trong điều kiện áp suất lọc khơng vượt quá 0,5atm. Toàn bộ mẫu sau khi lọc được cho vào ống nghiệm, bọc trong túi đen trong suốt quá trình lưu giữ, chiết mẫu để xác định chl-a.

Mẫu sau khi lọc được chiết bằng 10ml acetol 90% trong 24 giờ và đo trên máy quang phổ khả kiến UV-Visible với cuvet 1cm tại các bước sóng 630, 647, 664 và 750 nm. Hàm lượng chl-a được tính tốn theo Jeffrey and Humphrey (1975).

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

4. Phương pháp xử lý số liệu

Toàn bộ số liệu được xử lý trên phần mềm Excel, phân bố không gian được nghiên cứu trên Surfer 7.0 và Grapher 6.0. Ngồi ra, số liệu phân bố cịn được xử lý theo phương pháp của Platt and Sathyendranath (2001).

Hình 1. Bản đồ trạm thu mẫu các đợt khảo sát (+: Chuyến VG3, Ì: Chuyến VG4, ×: Chuyến VG7, : Chuyến VG8)

III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Về tổng thể, hàm lượng chl-a trong vùng thềm lục địa Nam Việt Nam biến động mạnh và phức tạp theo cả phương thẳng đứng lẫn phương ngang theo các thời kỳ gió mùa khác nhau (Bảng 2, các hình 2, 3, 4, 5 và 6). Trong đợt khảo sát VG3, hàm lượng chl-a trong toàn cột nước dao động trong khoảng: 0,010 – 3,880 mg/m3, trung bình: 0,485 ± 0,584 mg/m3; VG7 dao động trong khoảng: 0,026 – 7,168 mg/m3, trung bình: 0,647 ± 0,919 mg/m3; VG4 dao động trong khoảng: 0 – 0,709 mg/m3, trung bình: 0,174 ± 0,161 mg/m3 và VG8 dao động

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

trong khoảng: 0 – 1,615 mg/m3, trung bình: 0,334 ± 0,311 mg/m3 (Bảng 2). Hàm lượng chl-a lớn hơn 1mg/m3 (>1mg/m3) chỉ bắt gặp chủ yếu trong vùng ven bờ, các trạm trong khoảng độ sâu từ 0 - 50m và chỉ xuất hiện trong thời kỳ gió mùa Tây Nam (VG3 và VG7). Trong thời kỳ chuyển tiếp gió mùa Đơng Bắc sang Tây Nam (VG 4 và VG 8), hầu như hàm lượng chl-a đều dưới 1mg/m3 (chỉ có 3 trong số 157 mẫu VG8 có hàm lượng chl-a lớn hơn 1mg/m3). Ở các tầng nước sâu (>100m), phần lớn các trạm, đặc biệt vào thời kỳ chuyển tiếp gió mùa, hàm lượng chl-a cực nhỏ (<0,01mg/m3). Trung bình hóa các giá trị chl-a thu được cho thấy: trong thời kỳ gió mùa Tây Nam (tháng 7: các chuyến VG3 và VG7), hàm lượng chl-a cao hơn hẳn trong thời kỳ chuyển tiếp (tháng 3 - 4: các chuyến VG4 và VG8) ở cả tầng mặt, tầng chl-a cực đại và trung bình tồn cột nước (Bảng 2). Trên tồn cục, có thể phát hiện 3 trung tâm có hàm lượng chl-a cao tại khu vực: cửa sơng Mê kơng, khu vực nước trồi Nam Bình Thuận và vùng Khánh Hòa.

Bảng 2. Giá trị thống kê hàm lượng chl-a vùng biển Nam Việt Nam

1. Đặc trưng phân bố chl-a theo không gian

1.1. Phân bố chl-a theo phương ngang

Trong tất cả các chuyến khảo sát, tại hầu hết các tầng nước đều hình thành các tâm có hàm lượng chl-a cao (Hình 2-6). Các tâm cao này biến động di chuyển theo cột nước. Tuy nhiên, sự di chuyển mạnh nhất thường xảy ra ở tầng nước ở

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

độ sâu từ 20m đến 60m. Hàm lượng chl-a cao (>1mg/m3) chỉ bắt gặp tại các tầng nước từ 0 – 60 mét (chủ yếu trong khoảng độ sâu: 20 – 30 m) với sự hình thành các tâm chl-a cao rõ ràng, tập trung tại 3 khu vực: vùng cửa sông Mê kông (khu vực Vũng Tàu), khu vực Nam Bình Thuận và vùng Khánh Hịa (các hình 2-5). Ở các tầng 100 – 150 m sâu, các tâm chl-a cao khơng cịn nữa mà sự phân bố chl-a gần như đồng nhất với hàm lượng khá thấp (<0,1mg/m3).

Hình 2. Phân bố chl-a trong các tầng 5m (a), 20m (b), 40m (c), 50m (d), 70m (e) và 100m (f) của chuyến khảo sát VG03

(A) (B)

(C) (D)

(E) (F)

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Hình 3. Phân bố chl-a (mg/m3) trong các tầng 5m (A), 20m (B), 40m (C), 60m (D), 100m (E) và 150m (F) của chuyến khảo sát VG07

(B) (A)

(D) (C)

(F) (E)

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Kết quả chuyến khảo sát VG3 (Hình 2, 6) cho thấy, tại tầng 0 và 20m, tồn tại hai tâm chl-a cao: một tâm ở vùng Nam Bình Thuận (trạm 91), hàm lượng chl-a là 1,33 mg/m3, và một tâm khác ở vùng biển Khánh Hòa (trạm 32), hàm lượng chl-a là 1,52 mg/m3. Ở các tầng nước 40 – 50 m, tại vùng Khánh Hịa – Bình Thuận, có đến 3 tâm cao chl-a xen kẽ nhau và có xu hướng dịch chuyển về phía Nam. Ở các tầng 70 – 100 m, chỉ còn lại một tâm chl-a cao gần như ổn định ở vùng Khánh Hòa (trạm 13).

Trong khi đó, ở VG7 (Hình 3), tại các tầng nước 5m và 10m, chỉ có tồn tại một tâm chl-a cao tập trung tại khu vực thuộc các trạm VT (hàm lượng chl-a lần lượt là: 3,32 và 2,63 mg/m3) và trạm 101 (hàm lượng chl-a lần lượt là: 6,47 và 7,17 mg/m3), tức là tâm chl-a cao đã có sự dịch chuyển về phía Nam so với chuyến VG3, với hàm lượng chl-a cũng cao hơn nhiều so với đợt khảo sát VG3 (so sánh ở độ sâu 0 – 20 m). Tuy nhiên, ở các tầng nước sâu (>40m), tâm chl-a cao ở khu vực Khánh Hịa đã có mặt trở lại nhưng cũng có sự dịch chuyển về phía Tây Bắc ở các tầng 40 – 100m, sau đó lại dịch chuyển về phía Đơng Nam tại tầng nước 100m. Ngồi ra, về phía Tây Nam của tâm chl-a cao thuộc vùng Bình Thuận, trong cả VG3 và VG7 đều có sự hình thành một “lưỡi chl-a ” tương đối cao so với trung bình chung tồn khu vực.

Những nghiên cứu về nước trồi vùng Nam Trung Bộ cho biết, một trong những nguyên nhân chính gây nên hiện tượng nước trồi là tác động của mùa gió Tây Nam. Trường gió mùa Tây Nam trong khu vực nước trồi khá phức tạp,

biến động mạnh theo không gian và thời gian (Võ Văn Lành và cs., 1997;

Nguyen Tac An and Phan Minh Thu, 2007). Cũng theo các nghiên cứu trên thì, nước trồi có thể tồn tại từ dải ven bờ và thềm lục địa từ Bình Thuận đến Bình

Định, mạnh nhất là vùng Ninh Thuận - Bắc Bình Thuận (Võ Văn Lành và cs.,

1997). Nước trồi tồn tại từ tháng 5 đến tháng 9, mạnh nhất vào tháng 7-8 (Võ

Văn Lành và cs., 1997). Do vậy, sự hình thành các tâm chl-a cao ở đây trùng

vào thời kỳ xảy ra nước trồi mạnh. Trong thời kỳ này, vùng nước được bổ sung nguồn dinh dưỡng từ các khối nước lân cận và khối nước của tầng đáy. Chính vì vậy, thực vật nổi có điều kiện phát triển mạnh. Đây cũng là một trong những lý do làm cho hàm lượng chl-a trong mùa gió Tây Nam (VG3 và VG7) cao hơn thời kỳ chuyển tiếp từ gió mùa Đơng Bắc sang Tây Nam - thời kỳ không xảy ra hiện tượng nước trồi (VG4 và VG8) (Bảng 2). Tuy nhiên, thực tế khảo sát cho thấy, mặc dù tâm nước trồi mạnh tồn tại ở vùng biển Ninh Thuận - Bắc Bình

Thuận (Võ Văn Lành và cs., 1997), nhưng tâm chl-a cao lại lệch về phía Nam

Bình Thuận. Điều này cũng đã được nhiều tác giả xác nhận khi nghiên cứu

vùng nước trồi mạnh Nam Trung Bộ (Võ Văn Lành và cs., 1997). Các tác giả

trên ghi nhận rằng, vùng có hiệu quả sinh thái cao nhất lại nằm ở tam giác Cà Ná – Phú Quý – Phan Thiết, tức là ở rìa phía Tây Nam của tâm nước trồi mạnh. Đó là một trong những đặc trưng nổi bật của vùng nước trồi mạnh Nam Trung Bộ.

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

(B)

(D) (C)

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Hình 5. Phân bố chl-a (mg/m3) trong các tầng 5m (A), 20m (B), 40m (C), 60m (D), 80m (E) và 100m (F) của chuyến khảo sát VG08

(B) (A)

(E) (F)

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

1.2. Phân bố chl-a theo phương thẳng đứng

Thông thường, trong cùng cột nước, hàm lượng chl-a sẽ đạt cực đại ở các tầng trên cùng hay tầng ưu quang (khoảng 0 – 50m), nơi mà hàm lượng dinh dưỡng phong phú và nguồn ánh sáng dồi dào cho quá trình quang hợp. Tuy nhiên, kết

(A) (B)

(C) (D)

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

quả nghiên cứu theo phương thẳng đứng cho thấy, hàm lượng chl-a trong vùng thềm lục địa Nam Việt Nam thường có giá trị cao nhất khơng phải ở tầng mặt (tầng hấp thụ nhiều ánh sáng nhất và là tầng xáo động mạnh) mà nằm ở tầng ổn định - tầng chl-a cực đại (Hình 7A-D). Điều này cũng phù hợp với các nghiên cứu trước đây ở vùng Biển Đông và khác vùng biển khác (Platt and Sathyendranath, 2001; Phan Minh Thụ, Nguyễn Tác An, 2005; Nguyen Tac An and Phan Minh Thu, 2007). Ở các trạm ven bờ, có độ sâu nhỏ (<50m), chl-a cực đại thường bắt gặp trong các tầng nước từ 10 – 30m, đặc biệt tại các trạm có độ sâu nhỏ hơn 30m thì chl-a cực đại thường tập trung ở các tầng nước từ: 0 – 15 m. Tại các trạm có độ sâu lớn, chl-a cực đại thường tập trung trong các tầng nước có độ sâu trong khoảng 40 – 60m. Từ các độ sâu lớn hơn (>80m), hàm lượng chl-a giảm dần. Trong một số trường hợp, tại mỗi trạm có thể hình thành một đỉnh cao chl-a thứ 2 ở độ sâu 60 m trở đi nhưng thường đỉnh cao này nhỏ hơn đỉnh cao thứ nhất và xu thế chung trong toàn cột nước thì, hàm lượng chl-a giảm dần theo độ sâu sau tầng cực đại chl-a đầu tiên (trong tầng nước từ 40 – 60m). Điều này có liên quan đến 2 yếu tố cơ bản là nguồn dinh dưỡng và ánh sáng. Những vùng có độ sâu thấp là những khu vực gần bờ, gần cửa sông nên nguồn dinh dưỡng tương đối phong phú và gần như đồng nhất trong suốt cột nước. Tuy nhiên, do ở vùng gần bờ thường có độ đục cao (vật lơ lửng ven bờ cao) nên các tầng nước dưới sâu không có điều kiện ánh sáng thuận lợi như các tầng nước bên trên. Do vậy, các tầng nước bên trên có điều kiện thuận lợi cho thực vật nổi sinh trưởng và phát triển và vì thế mà hàm lượng chl-a tại các tầng nước này đạt cực đại. Đối với những vùng có độ sâu lớn (>50m), do độ trong suốt lớn (ít vật chất lơ lửng trong nước) nên khả năng xuyên sâu của ánh sáng tốt hơn. Thêm vào đó, tại những nơi có hiện tượng nước trồi, do quá trình vận động của nước trồi từ dưới đáy lên nên tại những tầng có độ sâu trong khoảng 30 – 60 là những tầng thuận lợi cho sinh trưởng và phát triển của thực vật nổi (nước trồi xuất phát từ tầng nước 100 – 125m nên khi vận động đi lên chỉ gây tác động mạnh trong lớp nước từ mặt biển đến các tầng nước này) Cũng dễ dàng thấy rằng, chl-a không đạt cực đại tại tầng nước mặt – nơi có ánh sáng dồi dào vì đây là tầng nước ln có sự xáo trộn rất lớn do các yếu tố động lực nên khơng thích hợp cho sự phát triển và sinh trưởng của sinh vật nói chung trong đó có thực vật phù du.

Từ độ sâu 150 m, hầu như hàm lượng chl-a không đáng kể. Điều này phù hợp với nhiều nghiên cứu trước đây (Harris, 1986; Platt and Sathyendranath, 2001). Ở lớp nước sâu trên 150m, cường độ ánh sáng dường như bằng 0, do đó hoạt động quang tổng hợp không thể xảy ra trong tầng nước này. Ưu thế của tầng nước này là hoạt động dị dưỡng diễn ra mạnh mẽ.

</div>

ĐẶC TRƯNG PHÂN BỐ CHLOROPHYLL-A TRONG NƯỚ C VÙNG THỀM LỤC ĐỊA NAM VIỆT NAM

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về