Báo cáo nghiên cứu khoa học " Đặc điểm phân bố và biến động năng suất sinh học sơ cấp ở vùng biển phía Tây vịnh Bắc Bộ " ppsx

TạpchíKhoahọcĐạihọcQuốcgiaHàNội,KhoahọcTựnhiênvàCôngnghệ25,Số1S(2009)21‐27
21
_______
Đặc điểm phân bố và biến động năng suất sinh học sơ cấp
ở vùng biển phía Tây vịnh Bắc Bộ
Đoàn Bộ*
Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN
Ngày nhận 02 tháng 01 năm 2009
Tóm tắt. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu hiện có về năng suất sinh học sơ cấp (NSSC) ở vịnh
Bắc Bộ cho thấy:
1. Vùng biển phía tây vịnh Bắc Bộ là thuỷ vực nhiệt đới ven bờ có sức sản xuất sơ cấp cao, giá trị
trung bình NSSC thô ở trung tâm và cửa vịnh vào cỡ 100±20 mgC/m
3
/ngày, gần bờ và cửa sông
150±50 mgC/m
3
/ngày, cá biệt có nơi, có lúc đạt trên 300 mgC/m
3
/ngày. Giá trị cực tiểu NSSC thô
là 40 mgC/m
3
/ngày tại cửa vịnh vào tháng 10-1959, nhỏ hơn khoảng 10 lần so với giá trị cực đại
412 mgC/m
3
/ngày tại tây nam đảo Cô Tô vào tháng 8-2000.
2. Phân bố NSSC trong khu vực nghiên cứu có xu thế giảm từ bờ ra khơi, từ bắc vào nam, mùa hè
lớn hơn mùa đông. Theo độ sâu, NSSC thường đạt cực đại trong lớp nước 10-20m.

1. Mở đầu
∗
Năng suất sinh học sơ cấp (NSSC) là đại

lượng đặc trưng cho khả năng sản xuất vật chất
hữu cơ sơ khởi của vùng biển, trong đó sức sản
xuất sơ cấp của thực vật phù du
(Phytoplankton) thường chiếm ưu thế. Đây là
nguồn vật chất cơ sở từ đó các động vật bậc cao
có thể sử d
ụng tiếp lên theo các kênh dinh
dưỡng của hệ sinh thái vùng biển. Trên thực tế,
những vùng biển có NSSC cao cũng thường là
những nơi khai thác hải sản cho sản lượng lớn.
Hiểu biết đầy đủ về các quy luật phân bố, biến
động của NSSC sẽ có ý nghĩa to lớn đối với
khoa học và thực tiễn, đặc biệt trong việc đánh
giá tiềm năng nguồn lợi hải sản của vùng biển.
Ở vịnh Bắc Bộ, các nghiên cứu về NSSC
tuy được bắt đầu từ khá sớm (trong Chương
trình hợp tác Việt-Trung 1959-1960) song cho
đến nay nội dung này còn chưa nhiều, lại tập
trung chủ yếu ở một số khu vực biển ven bờ
phía tây và hầu như chưa có khu vực nào được
nghiên cứu lặp lại. Do vậy khó có thể tìm ra
những quy luật chung về phân bố và biến động
của NSSC vịnh Bắc Bộ. Ngay việc so sánh các
kết quả nghiên cứu cũng có những bất cập bởi
sự khác nhau về th
ời gian, khu vực và nhất là
phương pháp.
∗
ĐT: 84-4-35586898.
E-mail:

Trên cơ sở tập hợp các nghiên cứu hiện có
từ 1960 đến nay về NSSC ở các khu vực khác
nhau trong vịnh Bắc Bộ, bài báo đưa ra những
đánh giá và nhận định về đặc trưng phân bố và
biến động của quá trình sản xuất vật chất hữu
cơ sơ khởi của vùng biển, chú trọng nửa phía
tây vịnh Bắc Bộ. Nghiên cứu này được hoàn
thành với sự hỗ trợ của Hội đồng Khoa học Tự
nhiên giai đoạn 2006-2008 trong khuôn khổ đề
tài nghiên cứu cơ bản mang mã số 705206.
Đ.Bộ/TạpchíKhoahọcĐHQGHN,KhoahọcTựNhiênvàCôngnghệ25,Số1S(2009)21‐27
22
2. Tài liệu và phương pháp
Tài liệu sử dụng trong nghiên cứu này được
tổng hợp từ các nguồn:
- Các kết quả tính NSSC theo phương pháp
độ lệch biến trình ngày ôxy hoà tan của Chương
trình hợp tác Việt-Trung (1959-1960) và hợp
tác Việt-Xô (1961-1962) về điều tra khảo sát
tổng hợp trên toàn vịnh Bắc Bộ [1].
- Các kết quả tính NSSC theo phương pháp
mô hình toán tại vùng biển Ba Lạt-Bạch Long
Vĩ của đề tài KT-03-10 (1991-1995) [2].
- Các kết quả tính NSSC theo phươ
ng pháp
hiệu ứng tiêu hao dinh dưỡng trong quang hợp
tại vùng triều cửa sông Hồng của đề tài KT-03-
11 (1991-1995) và tại vịnh Hạ Long của dự án
SIDA/SAREC (1996-1997) [3,4].
- Các kết quả tính NSSC theo phương pháp

bình đen-trắng và phương pháp mô hình toán
tại vùng biển Quảng Ninh của đề tài KĐL-CIS-
01 (1999-2000) [5,6].
- Năm 2003-2004, đề tài KC-09-17 thuộc
Chương trình Biển KC.09/01-05 đã tiến hành các
chuyến khảo sát tổng hợp vùng biển vịnh Bắc Bộ,
phần chủ quy
ền của Việt Nam, trong đó có việc
bố trí thí nghiệm xác định NSSC tại 3 trạm liên
tục 1 ngày đêm bằng phương pháp bình đen-
trắng. Đây là những tư liệu mới nhất bổ sung cho
việc nghiên cứu NSSC ở vịnh Bắc Bộ [7].
3. Kết quả nghiên cứu
Trên cơ sở tập hợp kết quả từ các nghiên
cứu hiện có, kể các các nghiên cứu mới nhất
của đề
tài KC-09-17 trong năm 2003-2004 có
thể thấy và so sánh NSSC ở các khu vực khác
nhau trong vịnh Bắc Bộ và Biển Đông như
bảng 1, 2.
Bảng 1. Giá trị trung bình năng suất sinh học sơ cấp thô (mgC/m
3
/ngày) tại các khu vực trong vịnh Bắc Bộ (tổng
hợp các kết quả nghiên cứu hiện có)
NSSC thô
(mgC/m
3
/ngày)
Các khu vực
Mùa

hè
Mùa
đông
Phương pháp
nghiên cứu
Nguồn, thời gian
nghiên cứu
Ven bờ tây bắc vịnh 121
Ven bờ tây nam vịnh 105
Ven bờ đông vịnh 108
Cửa vịnh 81
Độ lệch biến trình
ngày Ôxy hoà tan
Hợp tác Việt- Trung,
Việt-Xô điều tra
VBB 1959-1962
Lân cận cửa sông Hồng, mùa hè 120
Khu vực Bạch Long Vĩ (giữa vịnh), mùa hè 80
Mô hình toán Đề tài KT-03-10
(8/1994)
Vùng triều cửa sông Hồng, cuối mùa hè 150 Đề tài KT-03-11
(10/1994)
Vịnh Hạ Long, mùa đông 66
Hiệu ứng dinh
dưỡng PO
4
Dự án SIDA/
SAREC (1/1997)
Xung quanh đảo Cô Tô Quảng Ninh, mùa hè 175 Đề tài KĐL-CIS-01
(8/2000)

Đông nam đảo Cát Bà, mùa đông 146
Bình đen trắng
Đề tài KĐL-CIS-01
(12/2001)
Vùng biển ven bờ Quảng Ninh (độ sâu
<10m) mùa hè
228 Đề tài KĐL-CIS-01
(8/2001)
Vùng biển thoáng Quảng Ninh mùa hè (độ
sâu 10-35m)
194 Đề tài KĐL-CIS-01
(8/2000)
Vùng biển thoáng Quảng Ninh mùa đông (độ
sâu 10-35m)
82


Mô hình toán
Đề tài KĐL-CIS-01
(12/2001)
Vịnh Bắc Bộ (Khu vực Hải Phòng) 147 157 Đề tài KC-09-17

.B/TpchớKhoahcHQGHN,KhoahcTNhiờnvCụngngh25,S1S(2009)2127
23
Vnh Bc B (Khu vc Thanh Hoỏ) 97 195
Vnh Bc B (Khu vc Qung Bỡnh) 232 337
Bỡnh en trng (2003-2004)
Bng 2. Nng sut sinh hc s cp thụ (mgC/m
3
/ngy) ti cỏc khu vc khỏc nhau trong Bin ụng

Cỏc khu vc trong Bin ụng NSSC thụ
(mgC/m
3
/ngy)
Phng phỏp
nghiờn cu
Ngun, thi gian nghiờn cu
Vựng nc tri Nam Trung B
(mựa hố 1993)
6045
14
C v bỡnh en-
trng
Nguyn Tỏc An [8]
Vựng rn san hụ nam VN
3625
14
C Nguyn Tỏc An [8]
Thm lc a nam VN (<200m)
4616
14
C v bỡnh en-
trng
Nguyn Tỏc An [8]
Vựng bin khi min Trung 45 Mụ hỡnh toỏn on B [9-11]
Vựng bin sõu gia Bin ụng
(xuõn-hố 1996)
33
Mụ hỡnh toỏn on B [12]
m phỏ Tam Giang-Cu Hai (mựa

ụng 1995)
130 Mụ hỡnh toỏn on B [11]

Trong t kho sỏt thỏng 10, 11 nm 2003
do ti KC-09-17 thc hin, NSSC thụ cỏc
tng cỏc trm dao ng t 131 n 375
mgC/m
3
/ngy, trung bỡnh cho c 3 trm t 230
mgC/m
3
/ngy vi xu th gim t bc vo nam
v cc i khụng ri vo lp nc mt tr trm
22 (hỡnh 1) [7]. õy l nhng giỏ tr khỏ cao so
vi cỏc nghiờn cu trc õy, song cng l
nhng giỏ tr ó tng gp vựng bin ven b
phớa tõy vnh Bc B. Hụ hp ca thc vt
chim khong trờn di 50% lng sn phm
do chớnh nú to ra, hiu qu t d
ng t
khong 1,8 n 2,2, chuyn húa nng lng t
nhiờn t khong 0,01-0,04.

0
100
200
300
400
Trạm 8
(Khu vực

HảI Phòng)
Trạm 22
(Khu vực
Thanh Hoá)
Trạm 34
(Khu vực
Quảng Bình)
mgC/m3/ngày
Tầng mặt
Tầng giữa
Tầng đáy

Hỡnh 1. Nng sut sinh hc s cp thụ (mgC/m
3
/ngy) ti cỏc trm liờn tc t kho sỏt thỏng 10, 11 nm 2003.

Trong t kho sỏt thỏng 8 nm 2004,
NSSC thụ cỏc tng cỏc trm dao ng t 78
n 341 mgC/m
3
/ngy, trung bỡnh cho c 3 trm
t 159 mgC/m
3
/ngy, tng ng vi cỏc kt

.B/TpchớKhoahcHQGHN,KhoahcTNhiờnvCụngngh25,S1S(2009)2127
24
qu nghiờn cu hin cú [7]. Xu th phõn b
nng sut s cp phớa bc cao hn phớa nam,
thp nht khu vc gia min kho sỏt (hỡnh

2). c im cc i nng sut khụng ri vo
lp nc mt c bo ton nh t kho sỏt
thỏng 11 nm 2003. Hụ hp ca thc vt cng
chim khong trờn di 50% lng s
n phm
do chớnh nú to ra, hiu qu t dng t
khong 1,99 n 2,38 (c coi l tng ng
vi t kho sỏt trc), chuyn húa nng lng
t nhiờn t khong 0,006-0,012 (nh hn so
vi t trc do cng bc x t nhiờn
trong thỏng 8 di do).

0
100
200
300
Trạm 8
(Khu v

c
H

i Phòng)
Trạm 19
(Khu vực
Thanh Hoá)
Trạm 30
(Khu vực
Quảng Bình
mgC/m3/ngày

Tầng mặt
Tầng giữa
Tầng đáy

Hỡnh 2. Nng sut sinh hc s cp thụ (mgC/m3/ngy) ti cỏc trm liờn tc t kho sỏt thỏng 8 nm 2004.
Mc dự cỏc t liu hin cú v NSSC vnh
Bc B cha nhiu, song bc u cng cú th
a ra bc tranh phõn b nng sut sinh hc s
cp trong vnh nh hỡnh 3, ng thi rỳt ra
c mt s nhn xột c bn nh sau:



.B/TpchớKhoahcHQGHN,KhoahcTNhiờnvCụngngh25,S1S(2009)2127
25
105 106 107 108 109 110
105 106 107 108 109 110
17
18
19
20
21
22
17
18
19
20
21
22
Trung Quốc

Lào
Hà Nội
Quảng Ninh
Tp.Hải Phòng
Thái Bình
Nam Định
Thanh Hóa
Nghệ An
Hà Tĩnh
Quảng Binh
Quảng Trị
Thừa Thiên Huế
Đảo Hải Nam
Đ.Bạch Long Vĩ
228
194
145
150
120
121
80
80
108
105
150
140
80
19
4
Hỡnh 3. Sc sn xut s cp thụ (mgC/m

3
/ngy) ti vnh Bc B.
3
V giỏ tr v xu th bin ng ca NSSC: V giỏ tr v xu th bin ng ca NSSC:
- So vi cỏc khu vc khỏc trong Bin ụng
[8,9,10,11,12], vựng bin phớa tõy vnh Bc B
l thu vc nhit i ven b cú sc sn xut s
cp cao, NSSC thụ khu vc trung tõm v ca
vnh (ni cú sõu trờn 50m) cú giỏ tr trung
bỡnh c 10020 mgC/m
3
/ngy, gn b v ca
sụng 15050 mgC/m
3
/ngy, cỏ bit cú ni, cú
lỳc t trờn 300 mgC/m
3
/ngy.
- So vi cỏc khu vc khỏc trong Bin ụng
[8,9,10,11,12], vựng bin phớa tõy vnh Bc B
l thu vc nhit i ven b cú sc sn xut s
cp cao, NSSC thụ khu vc trung tõm v ca
vnh (ni cú sõu trờn 50m) cú giỏ tr trung
bỡnh c 10020 mgC/m
- T 1959 n nay, NSSC vnh Bc B
khụng cú bin ng nhiu. Theo giỏ tr trung
bỡnh, NSSC ln nht v nh nht cỏc khu vc
khỏc nhau ch hn kộm nhau 2-3 ln, cỏc cc
tr ó gp cng ch hn kộm nhau khong 10
ln. C th: cc tiu NSSC thụ l 40

mgC/m
3
/ngy ti ca vnh thỏng 10-1959 (tớnh
toỏn ca Nguyn Tỏc An qua lch bin trỡnh
ngy DO [1]) nh hn khong 10 ln so vi cc
i 412 mgC/m
3
/ngy ti tõy nam o Cụ Tụ
thỏng 8-2000 (tớnh toỏn ca ti KL-CIS-01
theo phng phỏp bỡnh en trng [6]). Tuy
nhiờn s bin ng nh trờn cũn qỳa nh so vi
nhng bin ng NSSC ti cỏc vựng bin ụn
i (trờn 50 ln) [1].
- T 1959 n nay, NSSC vnh Bc B
khụng cú bin ng nhiu. Theo giỏ tr trung
bỡnh, NSSC ln nht v nh nht cỏc khu vc
khỏc nhau ch hn kộm nhau 2-3 ln, cỏc cc
tr ó gp cng ch hn kộm nhau khong 10
ln. C th: cc tiu NSSC thụ l 40
mgC/m
V phõn b ca NSSC: V phõn b ca NSSC:
- Xu th chung phõn b theo mt rng ca
NSSC vựng bin phớa tõy vnh Bc B l
gim t b ra khi, t bc vo nam. Khu vc
tõy bc vnh (Hi Phũng, Qung Ninh, Nam

nh, Thỏi Bỡnh) cú NSSC cao nht (v cng
c nghiờn cu nhiu nht), khu vc gia v
ca vnh cú NSSC nh hn (hỡnh 3). Theo
- Xu th chung phõn b theo mt rng ca

NSSC vựng bin phớa tõy vnh Bc B l
gim t b ra khi, t bc vo nam. Khu vc
tõy bc vnh (Hi Phũng, Qung Ninh, Nam

nh, Thỏi Bỡnh) cú NSSC cao nht (v cng
c nghiờn cu nhiu nht), khu vc gia v
ca vnh cú NSSC nh hn (hỡnh 3). Theo
/ngy) ti vnh Bc B.
3
/ngy, gn b v ca
sụng 15050 mgC/m
3
/ngy, cỏ bit cú ni, cú
lỳc t trờn 300 mgC/m
3
/ngy.
3
/ngy ti ca vnh thỏng 10-1959 (tớnh
toỏn ca Nguyn Tỏc An qua lch bin trỡnh
ngy DO [1]) nh hn khong 10 ln so vi cc
i 412 mgC/m
3
/ngy ti tõy nam o Cụ Tụ
thỏng 8-2000 (tớnh toỏn ca ti KL-CIS-01
theo phng phỏp bỡnh en trng [6]). Tuy
nhiờn s bin ng nh trờn cũn qỳa nh so vi
nhng bin ng NSSC ti cỏc vựng bin ụn
i (trờn 50 ln) [1].

Đ.Bộ/TạpchíKhoahọcĐHQGHN,KhoahọcTựNhiênvàCôngnghệ25,Số1S(2009)21‐27

26
sâu, NSSC thường đạt cực đại trong lớp nước
10-20m.
- NSSC trong mùa hè có giá trị lớn hơn
trong mùa đông tuy độ chênh lệch không nhiều.
Về hiệu suất sinh thái của vùng biển:
Vịnh Bắc Bộ đặc trưng cho vùng biển nhiệt
đới ven bờ giàu dinh dưỡng. Khả năng tự dưỡng
của vùng biển luôn lớn hơn 1 (thường đạt trên
dưới 2) chứng tỏ vật chất hữu cơ (năng l
ượng)
ban đầu được tạo ra không những đủ chi dùng cho
chính sinh vật sản xuất mà còn được tích lũy để
các sinh vật bậc cao sử dụng theo các kênh dinh
dưỡng của hệ sinh thái vùng biển.
Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Tác An, Sơ bộ nhận xét về năng suất
sinh học bậc 1 ở vịnh Bắc Bộ, Tuyển tập Nghiên
cứu biển, tập II, phần 1, Nha Trang, 2004.
[2] Đoàn Bộ, Phùng Đăng Hiếu, Nghiên cứu năng
suất sinh học sơ cấp của thực vật nổi vùng biển
ven bờ tây vịnh Bắc Bộ, Tuyển tập Hội nghị
khoa học Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên,
Đại học Quốc gia Hà Nội lần thứ hai, Hà Nội
23-25 tháng 11 năm 2000, Chuyên ngành Khí
tượng-Thuỷ văn-Hải dương học, Sở Văn hoá-
Thông tin Hà Nội, 2001.
[3] Đỗ Trọng Bình, Kết quả tính toán năng suất sinh
học sơ cấp và hiệu quả sinh thái của thực vật nổi

vào mùa khô (tháng 1-1997) tại vịnh Hạ Long,
Tài nguyên và Môi trường Biển, tập IV, NXB
Khoa học và K
ỹ thuật, Hà Nội, 1997.
[4] Đoàn Bộ, Nguyễn Đức Cự, Nghiên cứu năng
suất sinh học sơ cấp của thực vật nổi trong hệ
sinh thái vùng triều cửa sông Hồng, Tài nguyên
và Môi trường biển, T.3, NXB Khoa học và Kỹ
thuật, Hà Nội, 1996.
[5] Doan Bo, A model for nitrogen transformation
cycle in marine ecosystem, Proceedings
Extended Abstracts Volume, Theme 1, Session 3:
Biogeochemical Cycling and Its Impact on
Global Climate Change, 6
Th
IOC/WESTPAC
International Scientific Symposium, 19-23 April
2004, Hangzhou, China, Published by Marine
and Atmospheric Laboratory, School of
Environmental Earth Science, Hokkaido
University, Japan, 2005.
[6] Lê Đức Tố và ctv, Báo cáo tổng kết đề tài KĐL-
CIS-01“Điều tra nghiên cứu hệ thống đảo ven
bờ vịnh Bắc Bộ phục vụ cho việc qui hoạch phát
triển kinh tế - xã hội bảo vệ chủ quyền và lợi ích
quốc gia trên biển”, Trung tâm Thông tin-Tư
liệu Quốc gia, Hà Nội, 2001.
[7] Nguyễn Thế Tưởng và ctv, Báo cáo tổng kết đề
tài KC-09-17 “Đi
ều tra tổng hợp điều kiện tự

nhiên, tài nguyên thiên nhiên và môi trường vịnh
Bắc Bộ”, Trung tâm Thông tin-Tư liệu Quốc
gia, Hà Nội, 2005.
[8] Nguyễn Tác An, Năng suất sinh học sơ cấp và
hiệu ứng sinh thái của dòng nước trồi ở vùng
biển Nam Trung Bộ, Các công trình nghiên cứu
vùng nước trồi mạnh Nam Trung bộ, NXB Khoa
học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1997.
[9] Đoàn Bộ, Mô hình toán học phân bố sinh vật nổ
i
và năng suất sinh học sơ cấp ở vùng nước trồi
thềm lục địa Nam Trung Bộ, Tạp chí Sinh học,
Tập 19, số 4 (1997) 35.
[10] Đoàn Bộ, Mô hình sinh thái thuỷ động lực và
một số kết quả áp dụng tại biển Việt Nam, Tuyển
tập Hội nghị khoa học công nghệ biển toàn quốc
lần thứ 4, Tập 1: Khí tượng-Thuỷ văn, Động l
ực
biển Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ
Quốc gia, 1999.
[11] Đoàn Bộ, Sử dụng mô hình toán trong nghiên
cứu hệ sinh thái biển ở vùng biển Bình Thuận-
Ninh Thuận và đầm phá Tam Giang-Cầu Hai,
Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội,
T. XVII, No2 (2000) 7.
[12] Doan Bo, Liana Mc Manus, et all, Primary
productivity of phytoplankton in study sea area
of RP-VN JOMSRE-SCS 1996, Proceedings of
Scientific Conference on the Philippines -
Vietnam Joint Oceanographic and Marine

Scientific Research expedition in the South
China Sea 1996, Hanoi, 1997.




Đ.Bộ/TạpchíKhoahọcĐHQGHN,KhoahọcTựNhiênvàCôngnghệ25,Số1S(2009)21‐27
27
Characteristics of distribution and change of primary
productivity in the sea area of the West tonkin bay
Doan Bo
Faculty of Hydro-Meteorology & Oceanography, College of Science, VNU

Overview of present study results on primary productivity in Tonkin Bay shows that:
1. The sea area of the west Tonkin Bay is coastal tropical waters with high primary productivity.
The mean value of rought primary productivity is about 100±20 mgC/m
3
/day in the off-shore and open
sea, 150±50 mgC/m
3
/day and sometime over 300 mgC/m
3
/day in the river mouths and near-shore. The
minimum value of primary productivity (40 mgC/m
3
/day in open sea in the Oct-1959) is about ten
times less than its maximum (412 mgC/m
3
/day in south-west of Coto island in the Aug-2000).
2. The distribution trend of primary productivity in the sea area of west Tonkin Bay decreases

from near-shore to off-shore and from north to south. The primary productivity in summer is higher
than that in winter, and its maximum occurs in the water layer 10-20m depth.