Nghiên cứu biến động sinh khối của quần thể sargassum tinggoldianum dưới tác động của môi trường tại vùng biển shimoda, shizuoka, nhật bản

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

Nguyễn Huyền Trang

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SINH KHỐI CỦA QUẦN THỂ
SARGASSUM RINGGOLDIANUM DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA
MÔI TRƢỜNG TẠI VÙNG BIỂN SHIMODA, SHIZUOKA, NHẬT BẢN
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Lê Đức Minh

Hà Nội - 2015


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn TS. Lê Đức Minh,
người đã giúp em chọn đề tài và tận tình hướng dẫn em hoàn thành luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn GS.TS. Takeo Hama, người đã tạo mọi điều kiện
để em thực tập và hoàn thành các thí nghiệm trong luận văn tại trường Đại học
Tsukuba, Nhật Bản.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Shigeki Wada và các anh chị ở trung
tâm Nghiên Cứu Môi Trường Biển Shimoda, trường Đại học Tsukuba, Nhật Bản đã
nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong Khoa Môi trường nói
riêng cũng như trường Đại học Khoa học Tự Nhiên nói chung đã dạy dỗ chỉ bảo
trong quá trình học tập, rèn luyện cuộc sống.

Cuối cùng em muốn gửi lời cảm ơn bố mẹ và gia đình, bạn bè đã luôn ở bên
cạnh ủng hộ và động viên em trong suốt thời gian qua.
Hà nội, tháng 9 năm 2015
Học viên

Nguyễn Huyền Trang


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 . Trữ lƣợng rong mơ mọc tự nhiên ven biển Việt Nam ............................6
Bảng 2. Trữ lƣợng rong câu mọc tự nhiên ven biển Việt Nam .............................7
Bảng 3. Một số loại rong biển kinh tế ven biển Việt Nam .....................................9
Bảng 5. Dự đoán tăng trƣởng dân số thành phố Shimoda tới năm 2040 ...........20
Bảng 6. Sản lƣợng đánh bắt và doanh thu qua các năm .....................................21
Bảng 7. Kế hoạch sử dụng đất trồng năm 2013, 2014, 2016................................23
Bảng 8. Sinh khối trung bình Sargassum ringgoldianum từ tháng 11/2013 đến
tháng 2/2014 ...............................................................................................41
Bảng 9. Mối tƣơng quan giữa sinh khối Sargassum, chiều dài với các yếu tố môi
trƣờng .........................................................................................................47


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Túi khí hình bầu dục và thân, lá Sargassum .........................................12
Hình 2. Bản đồ phân bố Sargassum ringgoldianum .............................................13
Hình 3. Chỉ số phát triển của S. ringgoldianum dƣới điều kiện địa chất khác
nhau.. ..........................................................................................................14
Hình 4. Chỉ số phát triển của S. ringgoldianum dƣới điều kiện nhiệt độ khác
nhau . ..........................................................................................................15
Hình 5. Chỉ số phát triển của S.ringgoldianum dƣới nồng độ COD khác nhau ...... 15
Hình 6. Chỉ số phát triển của S. ringgoldianum dƣới các giá trị độ mặn khác

nhau. ...........................................................................................................16
Hình 7. Chỉ số phát triển của S. ringgoldianum dƣới điều kiện độ sóng khác
nhau. ...........................................................................................................16
Hình 8. Vị trí địa lý thành phố Shimoda ...............................................................17
Hình 9. Biểu đồ nhiệt độ đảo Izu. ..........................................................................18
Hình 10. Biểu đồ lƣợng mƣa ở đảo Izu.. ...............................................................18
Hình 11. Khu vực lấy mẫu ......................................................................................25
Hình 12. Khung sinh lƣợng và túi lấy mẫu, thƣớc dây khoanh vùng lấy mẫu 27
Hình 13. Máy đo pH ................................................................................................28
Hình 14. Máy đo nhiệt độ .......................................................................................28
Hình 15. Dụng cụ dùng xử lý mẫu .........................................................................29
Hình 16. Mẫu đặt trong tủ sấy ...............................................................................29
Hình 17. Sự phân bố chiều dài cá thể rong biển tháng 11/2013 ..........................31
Hình 18. Sự phân bố chiều dài cá thể rong biển tháng 12/2013 ..........................32
Hình 19. Sự phân bố chiều dài cá thể rong biển tháng 1/2014 ............................33
Hình 20. Sự phân bố chiều dài cá thể rong biển tháng 2/2014. ...........................34
Hình 21. Mật độ rong biển ở các chiều dài khác nhau ........................................35
Hình 22. Biểu đồ mật độ trung bình rong biển tại Shimoda từ tháng 11/2013
đến tháng 2/2014. ......................................................................................36
Hình 23. Biểu đồ thể hiện chiều dài trung bình của rong biển tại Shimoda từ
tháng 11/2013 đến tháng 2/2014. ....................................................................37


Hình 24. Biểu đồ cấu trúc hàng tháng của Sargassum ringgoldianum từ tháng
12/2013 đến tháng 2/2014. ..............................................................................38
Hình 25. Sinh khối mất đi và tăng lên hàng tháng của S. ringgoldianum ..........40
Hình 26. Đồ thị sinh khối trung bình của S.ringgoldianum từ 11/2013-2/2014. 41
Hình 27. Mối quan hệ giữa sinh khối và chiều dài thân và mật độ rong biển ...42
Hình 28. Đồ thị thể hiện sự biến động nhiệt độ nƣớc biển trong thời gian
nghiên cứu ........................................................................................................43

Hình 29. Đồ thị thể hiện sự biến động pH các tháng ...........................................45
Hình 30. Giá trị pH trong toàn thời gian nghiên cứu. .........................................46
Hình 31. Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa sinh khối rong biển với pH nƣớc
biển. ..................................................................................................................47
Hình 32. Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa sinh khối rong biển với nhiệt độ
nƣớc biển. .........................................................................................................48
Hình 33. Sự thay đổi nhiệt độ nƣớc biển và kích thƣớc S.ringgoldianum ở vịnh
Odawa, Nhật Bản. ...........................................................................................49


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................... 3
1.1. Tổng quan về rong biển .......................................................................... 3
1.1.1. Tầm quan trọng của rong biển ......................................................... 3
1.1.1.1. Đối với con người ..................................................................... 3
1.1.1.2. Vai trò trong hệ sinh thái .......................................................... 5
1.1.2. Trữ lượng rong biển tại Việt Nam ................................................... 6
1.1.3. Các nghiên cứu trước đây về rong biển ........................................... 7
1.1.3.1. Thế giới ..................................................................................... 7
1.1.3.2. Việt Nam ................................................................................... 8
1.2. Giới thiệu về khu vực nghiên cứu và loài Sargassum ringgoldianum . 11
1.2.1. Sargassum ringgoldianum ............................................................. 11
1.2.2. Khu vực nghiên cứu....................................................................... 17
1.2.2.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................... 17
1.2.2.2. Điều kiện kinh tế-xã hội.......................................................... 19
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 25
2.1. Đối tượng nghiên cứu: .......................................................................... 25
2.2. Phạm vi nghiên cứu: ............................................................................. 25

2.3. Phương pháp nghiên cứu: .................................................................... 25
2.3.1. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: ................................... 25
2.3.2. Phương pháp khảo sát thực tế, lấy mẫu [12,38]. ........................... 26
2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu: ............................................................ 30
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 31
3.1. Sự biến đổi sinh khối của rong biển theo thời gian .............................. 31
3.1.1. Kích thước, mật độ rong ................................................................ 31
3.1.2. Cấu trúc sản xuất ........................................................................... 38


3.1.3. Mối quan hệ giữa sinh khối, mật độ và kích thước ....................... 42
3.2. Biến động của điều kiện môi trường .................................................... 43
3.2.1. Nhiệt độ ......................................................................................... 43
3.2.2. pH................................................................................................... 45
3.3. Xác định mối quan hệ giữa sinh khối rong biển với sự biến động pH 47
3.4. Xác định mối quan hệ giữa sinh khối rong biển với sự biến động nhiệt
độ ............................................................................................................... 48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 52
PHỤ LỤC


MỞ ĐẦU
Rong biển nói chung và quần thể Sargassum ringgoldianum nói riêng là một
thành phần quan trọng của hệ sinh thái ven biển và mang lại nguồn lợi kinh tế cao
cũng như cung cấp nhiều dịch vụ hệ sinh thái khác cho con người. Tuy nhiên, có rất
ít nghiên cứu về loài này được thực hiện.
Lượng CO2 phát thải vào khí quyển ngày càng tăng do các hoạt động của
con người. Bên cạnh đó, nước thải từ các hoạt động sống của con người và các
nguyên nhân khác khiến cho pH đại dương giảm dẫn đến chuyển biến cục bộ hệ

thống chuyển đổi cacbon [40]. Quá trình này gây ra những tác động tiêu cực đến
hệ sinh thái biển, đe dọa môi trường sống của nhiều loài sinh vật biển đặc biệt là
các loài rong biển. Trong khi đó, rong biển có vai trò rất quan trọng về mặt sinh
thái học. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa, cân bằng hệ sinh
thái ven biển, là nơi cư trú, ươm nuôi ấu trùng, sinh trưởng và sinh sản của rất
nhiều loài thủy hải sản.
Vấn đề thay đổi pH trong nước biển là một trong những mối quan tâm hàng
đầu của thế giới. Tình trạng axit hóa gây ra sự suy giảm nghiêm trọng hệ sinh thái
vùng biển trong đó san hô chịu ảnh hưởng nặng nề do không hình thành được lớp
vỏ CaCO3. San hô có vai trò rất lớn đối với hệ sinh thái và đời sống con người.
Chúng cung cấp nơi cư trú, sinh sản, ươm nuôi ấu trùng của các loài sinh vật, điều
hòa môi trường, bảo vệ bờ biển khỏi các cơn bão, kho dự trữ gen [24]; cung cấp ¼
lượng cá và thức ăn cho con người. Ngoài ra san hô còn đem lại nguồn lợi kinh tế
thông qua các hoạt động du lịch, giải trí cho con người, đem lại nguồn thu hàng tỉ
đô la cho các quốc đảo không có nguồn tài nguyên để khai thác và kể cả các quốc
gia phát triển như Úc ( rạn Great Barrier Reef ước tính mang lại 5,5 tỉ AUD và hơn
53.000 công việc mỗi năm cho nước này) [37]. Tuy nhiên, các tác động của con
người làm phát thải CO2 , xả thải các chất độc hại như cyanua trong đánh bắt cá,
khai thác quá mức đang làm cho tình trạng suy thoái san hô ngày càng nhanh hơn.
Sự suy thoái rạn san hô ở phía bắc bờ biển Jamaica diễn ra chỉ trong vòng 1 thập kỷ
(Hughes, 1994). Ở vùng biển Caribbean, khoảng 80% độ phủ san hô biến mất từ

1


năm 1997 tới năm 2001 [Gardner và cs, 2003]. Riêng ở Việt Nam, gần 80% số loài
và hơn 90% độ phủ san hô bị mất đi [36]. Do đó, vấn đề phát thải khí nhà kính và
sụt giảm pH nước biển cần phải được giải quyết cùng với các biện pháp quản lý phù
hợp để bảo vệ hệ sinh thái san hô. Vấn đề pH nước biển cũng đã có nhiều nghiên
cứu, trong đó có một số nghiên cứu chỉ ra rằng pH cao hơn ở vùng quần thể rong

biển. Người ta cho rằng quá trình quang tổng hợp của thảm thực vật là nguyên nhân
chính của sự dao động mạnh này [45]. Khi quang hợp, rong biển tiếp nhận lượng
CO2 từ nước biển khiến cho pH nước biển tăng lên. pH tăng lên là tín hiệu tốt cho
sự phát triển của san hô, ngăn chặn tình trạng suy thoái hiện nay. Để nghiên cứu kỹ
hơn về vấn đề này luận văn “Nghiên cứu biến động sinh khối của quần thể
Sargassum ringgoldianum dưới tác động môi trường tại vùng biển Shimoda,
Shizuoka, Nhật Bản” được thực hiện nhằm xác định sự biến động sinh khối của
quần thể Sargassum ringgoldianum và mối quan hệ của chúng với các yếu tố môi
trường như nhiệt độ và độ pH. Toàn bộ nghiên cứu được thực hiện nhờ sự giúp đỡ
của GS.TS. Takeo Hama ở khoa Môi trường, trường Đại học Tsukuba, Nhật Bản và
TS. Shigeki Wada cùng cộng sự tại trung tâm nghiên cứu môi trường biển Shimoda,
Shizuoka, Nhật Bản.
Mục tiêu nghiên cứu:
+ Xác định sự biến động sinh khối của quần thể Sargassum ringgoldianum
tại vùng biển Shimoda, Nhật Bản.
+ Xây dựng mối quan hệ giữa sự biến động sinh khối rong biển với một số
yếu tố môi trường.
Nhiệm vụ nghiên cứu
+ Xác định sinh khối rong biển Sargassum ringgoldianum hàng tháng
+ Xác định sự thay đổi cấu trúc hàng tháng
+ Thu thập dữ liệu hàng tháng của các yếu tố môi trường như pH, nhiệt độ
+ Xác định mối quan hệ giữa sinh khối rong biển và sự biến động pH, nhiệt
độ nước biển.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1.

Tổng quan về rong biển

1.1.1. Tầm quan trọng của rong biển
1.1.1.1. Đối với con ngƣời
Chế biến thực phẩm
Rong biển từ lâu được biết đến là nguồn thực phẩm quan trọng của con
người. Là thực phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cao nhưng lượng calories lại thấp,
rong biển hiện được xem là thức ăn tốt cho sức khỏe. Ngày nay, xuất phát từ nhu
cầu nâng cao chất lượng cuộc sống, các nhà khoa học đã và đang nghiên cứu
chuyển nguồn rong biển thành các sản phẩm có giá trị như nghiên cứu trích ly
phlorotannin từ rong nâu Sargassum và ứng dụng tạo sản phẩm đồ uống giàu
phlorotannin. Phlorotannin chiết xuất từ Sargassum ringgoldianum có khả năng
chống gốc tự do mạnh gấp 5 lần so với catechin trong trà xanh [34].Chất
carrageenan trong rong biển được tách chiết và sử dụng làm chất phụ gia trong công
nghệ thực phẩm, dùng làm phụ gia chế biến và bảo quản hiệu quả, không độc hại
thay thế cho hàn the trong sản xuất các sản phẩm làm từ tinh bột như bún….[19].
Nhờ khả năng hình thành keo khỏe và có vị béo tự nhiên nên carrageenan được sử
dụng trong các sản phẩm thay thế các sản phẩm béo. Carrageenan được bổ sung vào
bia rượu làm tăng độ trong. Trong sản xuất bánh pudding, kem, phomat...,
carrageenan được sử dụng rất nhiều. Carrageenan có khả năng liên kết với protein
qua gốc amin vì vậy carrageenan được sử dụng trong công nghiệp sữa với vai trò
làm cho các sản phẩm sữa có độ ổn định khá cao, tạo nhũ tương, chống tách lỏng
mà không cần dùng đến tinh bột và lòng trắng trứng [6].
Y học
Rong biển cũng được sử dụng như một nguồn dược liệu. Những nghiên cứu
của Phân viện Khoa học vật liệu Nha Trang về hàm lượng trong rong biển
Sargassum ở vùng Hòn Chồng, Nha trang năm 1995 cho thấy nguyên tố Mg có hàm
lượng khá cao từ 2,92 đến 9,45 x 10-3g/g; sắt có hàm lượng cỡ 10-4, còn lại Cr, Co,

3


Ag có hàm lượng cỡ 10-6. Người ta còn phát hiện chất alginat, trong rong biển có
thể chữa được bệnh nhiễm phóng xạ vì chất này vào cơ thể sẽ hấp thu chất phóng xạ
đã bị nhiễm rồi thải ra ngoài [50].
Ngoài ra còn có một loại đường khác là mannitol ở trong vách tế bào có tác
dụng trong chữa bệnh tiểu đường. Rong biển Sargassum chứa protein và các
nguyên tố cần thiết cho con người như iod, các nguyên tố vi lượng, vitamin, acid
amin thiết yếu. Hàm lượng Iod trong rong biển cao hơn hàm lượng Iod của các cây
trên lục địa vài trăm lần vì vậy rong biển Sargassum được dùng trong điều trị bướu
cổ. Nhiều nghiên cứu khoa học trong thời gian gần đây cũng đã xác nhận các loại
rong biển có tác dụng kháng khuẩn, kháng virus và ung thư. Chất cellulose có nhiều
trong rong biển kích thích sự co bóp của ruột, đẩy nhanh quá trình bài tiết, hạ thấp
nồng độ những chất có nguy cơ gây ung thư trong đường ruột, từ đó làm giảm mắc
ung thư kết tràng và ung thư trực tràng [13].
Theo báo Telegraph (2010) dẫn một cuộc nghiên cứu mới đây, các loài rong
biển cũng chứa nhiều thành phần hoạt chất sinh học giúp giảm lượng cholesterol, hạ
huyết áp. Kết quả báo cáo được đăng tải trên chuyên san Hiệp hội Nghiên cứu Ung
thư Mỹ phát hiện chiết xuất từ tảo có thể ngăn chặn sự tăng trưởng của các tế bào
ung thư dẫn đến ung thư hạch bạch huyết. Rong biển Sargassum được dùng hàng
ngày cho những bệnh nhân ung thư có chỉ định xạ trị để hạn chế tác dụng nhiễm xạ
đối với tế bào lành và đào thải nhanh chất phóng xạ ra ngoài cơ thể. Hơn thế nữa
rong biển Sargassum kết hợp với một số thảo dược khác như một nguốn bổ sung
khoáng chất và vi lượng rất cao cho cơ thể người bệnh, nhanh chóng đào thải những
chất độc sinh ra từ tế bào ung thư và hoá chất điều trị [50].
Bùi Minh Lý và cs (2008) đã nghiên cứu công nghệ và thiết bị sản xuất
Fucoidan quy mô pilot từ một số loài rong Nâu và nhận thấy hàm lượng Fucoidan
rất cao: 4-8% khối lượng khô. Qua kết quả nghiên cứu của các tác giả đã xác định
thành phần và cấu trúc của Fucoidan trong rong Nâu có liên quan đến hoạt tính

kháng ung thư và kháng vi rút, ngăn chặn máu khó đông.

4


Sản xuất công nghiệp
Thành phần hóa học có trong vách tế bào của Sargassum có ý nghĩa rất lớn.
Acid Alginic là một loại polysaccharide rất có giá trị sử dụng. Đây là loại nguyên
liệu quan trọng dùng để chiết xuất keo Alginate, dùng trong nhiều ngành công
nghiệp như: công nghiệp giấy, sơn, dệt, mỹ phẩm, công nghiệp thực phẩm, hoặc
làm phụ gia cho xi măng, sản xuất một số dụng cụ (băng gạc, chân tay giả,…) trong
ngành y [31,42].
Nhiên liệu sinh học
Trong mấy năm gần đây, rong Sargassum được chú ý như nguồn sinh khối
khổng lồ, dễ nuôi trồng, mau phát triển và dễ khai thác, khả dĩ làm nguyên liệu cho
các nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học. Theo các nhà khoa học, rong biển có thể
được dùng để kết hợp với một số enzyme và cho chúng lên men tạo năng lượng [8].
Từ rong biển, người ta có thể sản xuất ra lượng cồn gấp 5 lần năng suất sản xuất từ
ngô, gấp 2 lần năng suất sản xuất cồn từ mía đường. Chỉ cần sử dụng chưa tới 3%
diện tích mặt nước ở các vùng ven biển là có thể sản xuất đủ lượng rong biển để
thay thế 60 tỷ thùng dầu [IBtimes, 2011].
Ngoài ra rong biển và phế phẩm từ rong biển còn được tận dụng sản xuất
phân bón hữu cơ. Phân rong biển có thể đẩy nhanh quá trình nảy mầm, quá trình
đồng hóa chất dinh dưỡng và làm tăng tính chịu bệnh, chịu rét của cây trồng [49].
1.1.1.2. Vai trò trong hệ sinh thái
Rong biển có vai trò rất quan trọng về mặt sinh thái học. Chúng đóng vai trò
quan trọng trong việc điều hòa, cân bằng hệ sinh thái ven biển. Rong là một mắt
xích quan trọng trong mối quan hệ hữu cơ và sự tương tác giữa các thành tố trong
hệ sinh thái rạn san hô, là nơi cư trú, ươm nuôi ấu trùng, sinh trưởng và sinh sản
của rất nhiều loài thủy hải sản như cá chuồn, cá dìa, mực [48]. Rong biển được coi

như bức tường chắn sóng cho đất liền..

5


1.1.2. Trữ lƣợng rong biển tại Việt Nam
Ở nước ta hiện nay, rong biển đang là một trong những sản phẩm có nhiều
triển vọng đóng góp lớn vào công cuộc xây dựng và phát triển kinh tế xã hội. Rong
biển Việt Nam gồm những chi có sản lượng lớn Sargassum, Hormophysa,
Hydroclathrus (rong Nâu); Gracilaria, Hydropuntia, Hypnea, Kappaphycus (Rong
Đỏ); Ulva, Chaetomorpha, Cladophora (Rong Lục), hiện nay có thể khai thác
79.126,3 tấn rong khô trên diện tích 75.322,0 ha . Một số nhóm rong kinh tế như
rong Câu (Gracilaria), rong Đông (Hypnea), rong Mơ (Sargassum), rong Mào gà
(Laurencia) và rong Kỳ lân (Eucheuma, Kappaphycus)... là những đối tượng được
nuôi trồng rộng rãi phục vụ các nhu cầu trong nước và xuất khẩu.

Bảng 1 . Trữ lƣợng rong mơ mọc tự nhiên ven biển Việt Nam
Vùng ven biển

Trữ lượng (tấn

Tỷ lệ

tươi)

(%)

Quảng Ninh đến Thừa Thiên Huế

25.000

33,4

Đà Nẵng đến Ninh Thuận

35.000

46,6

Bình Thuận đến Kiên Giang (gồm Côn Đảo, Phú

15.000

20,0

75.000

100

Quốc)
Tổng cộng

Nguồn [21]
Bảng 1 và Bảng 2 cho thấy tổng trữ lượng rong mơ và rong câu ở ven biển
nước ta, ước tính khoảng 70.000-75.000 tấn rong mơ và 11.000 tấn rong câu. Trong
đó loài Sargassum mcclurei chiếm 30%, loài S. binderi chiếm 15%, S. siliquosum
10%, S. herklotsii 13%. Những loài còn lại chiếm 32% tổng trữ lượng.

6

Bảng 2. Trữ lƣợng rong câu mọc tự nhiên ven biển Việt Nam
Vùng ven biển

Trữ lượng (tấn tươi)

Tỷ lệ (%)

Quảng Ninh đến Thừa Thiên Huế

6.500

59,0

Đà Nẵng đến Kiên Giang

4.500

41,0

Tổng cộng

11.000

100
Nguồn [21]

Theo Ts.Bùi Minh Lý (2009), ven biển Khánh Hòa có 21 loài rong Mơ phổ
biến, 4 loài ở ven bờ có tần suất xuất hiện 95% (S. serratum, S. mcclurei, S. binderi,
S. polycystum); rong Mơ là loài ưu thế nhất ở các khu vực, trữ lượng chiếm 98%

tổng trữ lượng của bãi rong, độ bao phủ trung bình đạt 43,71%, mật độ cây trung
bình 43,8±20,2 cây/m2 và sinh lượng trung bình đạt 456.1± 64,2 g khô/m2; diện tích
phân bố các thảm rong Mơ được ước tính là 1.167,33 ha, trữ lượng 7.302,12 tấn
khô/năm, tập trung ở 4 khu vực chính như sau: Vịnh Vân Phong, đầm Nha Phu,
vịnh Nha Trang và vịnh Cam Ranh.
1.1.3. Các nghiên cứu trƣớc đây về rong biển
1.1.3.1. Thế giới
Trên thế giới đã có nhiều đề tài về sinh khối rong biển và các yếu tố môi trường.
Năm 2002, các nhà khoa học trường Đại học Tohoku, Nhật Bản đã nghiên
cứu làm sáng tỏ chu trình sống và ước tính năng suất hàng năm của quần thể
Sargassum yezoense [46]. Năm 2005, kết quả điều tra về sinh khối của năm loài
Sargassaceae ở vịnh Wakasa được công bố bởi Kousuke Yatsuya và cs [33].
Ở Malaysia, nhằm mục đích cho bảo tồn và quản lý nguồn rong biển có tính
kinh tế, hai loài Sargassum baccularia và Sargassum binderi đã được tiến hành điều
tra sinh khối [28]. Nghiên cứu cũng chỉ ra các yếu tố ảnh hưởng tới sự phát triển
của hai loài này.
Các nước khác trên thế giới như Đan Mạch, Ireland và Italy, các nhà nghiên
cứu hướng sự chú ý tới loài Sargassum muticum. Kết quả cho thấy sinh khối

7


Sargassum thay đổi theo mùa và sự phát triển của loài này chịu ảnh hưởng lớn của
nhiệt độ, dinh dưỡng đặc biệt là nitrogen và độ đục của nước biển [27, 32, 35].
Nghiên cứu của Lise và Juel đại học Copenhagen, Đan Mạch chỉ ra rằng pH
nước biển cao hơn và biến động lớn hơn ở vùng rong biển sinh sống [26]. Ngoài ra,
các nghiên cứu khác về rong biển như trích ly các hoạt chất sinh học cũng được thực
hiện. Các công trình nghiên cứu khác đã tiến hành chiết xuất các hợp chất phenol như
phlorotannin, các hợp chất flavonoid nhằm ứng dụng vào y học [Blondinet và
cs,1994; Fran và cs, 2000]. Hiện nay, các hỗn hợp polysacarit chiết tách

từ một số loài rong như S. polycystum, S. fusiforme và S.duplicatum đã được sử dụng
như là những hợp chất chống oxy hóa, tăng cường miễn dịch, sức đề kháng trên tôm
sú

(Penaeus monodon),

[Chotigeat

Độ (Fenneropenaeus chinensis)

và

cs,,

2004],

tôm

he

Ấn

[Huang và cs, 2006], tôm thẻ chân trắng

(Litopenaeus vannamei) [Yeh và cs, 2006; Giang và cs, 2011].
1.1.3.2. Việt Nam
Ở Việt Nam từ năm 1905 đã có tài liệu không rõ tác giả về nghiên cứu
rong câu và một số loài rong thực phẩm ở Quảng Bình. Năm 1929, Petelot có ghi
chép về rong ở cửa Việt, Quảng Trị. Các tài liệu trên chỉ mô tả sơ lược một loài
rong câu và khảo sát trong phạm vi rất hẹp. Ở miền Nam trước 1975 có một công

trình đề cập tới khía cạnh điều tra nguyên liệu chế biến agar tại các tỉnh duyên
hải miền Nam. Ở miền Bắc Việt Nam từ năm 1960, việc nghiên cứu nguồn lợi
rong biển bắt đầu được quan tâm. Nhiều công trình điều tra của các tác giả ở
nhiều khu vực khác nhau được thực hiện như Quảng Ninh [Đỗ Thị Như, 1966;
Huỳnh Quang Năng, 1969], Nam Định [Nguyễn Hữu Dinh và cs, 1973], Nghệ
Tĩnh [Nguyễn Văn Tiến và cs, 1977], Bình-Trị-Thiên [Trương Quang Lung,
1981]. Trong lĩnh vực khai thác chế biến nguồn lợi rong biển có các công trình
của Đỗ Văn Sĩ (1988), Nguyễn Văn Thục (1984).
Ngoài ra, một hướng nghiên cứu cũng rất được chú ý ở nước ta trong hơn 30
năm qua là tìm hiểu các cơ sở khoa học cho việc trồng rong biển như đề tài cấp bộ

8


do Viện Hải dương học Nha Trang thực hiện “Cơ sở khoa học cho việc phát triển
trồng rong nho biển ở Việt Nam” từ năm 2006-2007, rong nho đã được trồng thành
công tại Cam Ranh, Hòn Khói – Ninh Hoà. Trong báo cáo hội nghị quốc gia biển
Đông, Lê Như Hậu và cs đã trình bày các kết quả nghiên cứu về hiện trạng, đặc
điểm tự nhiên và mô hình trồng rong câu cũng như các biện pháp kỹ thuật hỗ
trợ [7]. Năm 2012, các nhà khoa học của Phân viện hàn lâm khoa học Viễn Đông,
Nga và Viện nghiên cứu ứng dụng công nghệ Nha Trang cùng nhau thực hiện
nghiên cứu đặc điểm sinh học, khả năng trồng thâm canh, trữ lượng rong Mơ làm
cơ sở cho việc trồng đại trà, mở rộng diện tích trồng rong [20]. Một số loại rong
biển kinh tế ven biển Việt Nam được thể hiện trong Bảng 3.
Bảng 3. Một số loại rong biển kinh tế ven biển Việt Nam

TT Tên loài

Nơi phân bố

Tác dụng

Rong lục-Chlorophyta
1

Rong giấy (Monostroma oxyspermum)

QN, TH

Thực phẩm

2

Rong cải biển hoa(Ulva conglobata)

QN, HP, TH, NT

Làm thuốc

3

Rong đại bò (Codium repens)

QN, HP

Trị giun

Rong nâu-Phaeophyta
4

Rong

võng

gân

(Dictyopteris QN

Chế thuốc mê

menbranaceae)
5

Rong mơ mềm (Sargassum tenerrimun)

QN, HP, KH

Chữa huyết áp

6

Rong mơ sợi (S. piluliferum)

QN, HP, QB, KH Alginat, than hoạt
tính

7

Rong mơ mảnh (S.gracillimum)

HP, TH, NT

Alginat, phân bón

HP

Thực phẩm

Rong đỏ- Rhodophyta
8

Rong mứt tròn (Porphyra suborbiculata)

9


9

Rong

măng

leo

(Asparagopsis QN, QT, KH

thực phẩm

taxiformis)
10

Thuốc kháng sinh,

Rong sụn (Kappaphycus alvarezii)

KH, NTH, BT

Carageenan, thực
phẩm

11

Rong câu thắt

QN, HP, KG

Agar, thực phẩm

Rong câu chân vịt

KH, NTH,

Agar, thực phẩm

(G. eucheumoides)

BT,PY, BT

Rong câu mảnh

KH, HT, TT,

(G. tenuistipitata)

KGKH, NTH, BT

(G. blodgettii )
12

13

Agar, thực phẩm

Chú thích:
QN: Quảng Ninh

QB: Quảng Bình

TT: Thừa Thiên Huế

HP: Hải Phòng

QT: Quảng Trị

TH: Thanh Hóa

VT: Vũng Tàu

NTh: Ninh Thuận

PY: Phú Yên

KH: Khánh Hòa

NT: Nghệ Tĩnh

BT: Bình Thuận
Nguồn:[21]

Cho đến nay, hầu hết các nghiên cứu về rong biển ở nước ta đều tập trung về
điều tra trữ lượng, phân loại, đánh giá đa dạng thành phần loài, điều kiện sinh thái
[2,9,11]. Nghiên cứu của Phạm Hoàng Hộ (1969), Nguyễn Hữu Dinh (1993) đã
tổng kết được trong gần 1.000 loài rong biển ở Việt Nam thì ngành rong Nâu
(Phaeophyta) chiếm 143 loài trong đó Sargassum được phát hiện là 22 loài ở miền
Bắc và 13 loài ở miền Nam.
Năm 2007, trong hội nghị quốc gia biển Đông, Lê Như Hậu và Nguyễn Hữu
Đại đã công bố kết quả nghiên cứu hiện trạng nguồn lợi, sử dụng rong có chứa agar
ở Việt Nam và tiềm năng phát triển nuôi trồng đồng thời đưa ra đề xuất cho việc
quản lý và khai thác một cách hợp lý [7].

10


Năm 2011, các nhà khoa học viện nghiên cứu quản lý biển và hải đảo tiến
hành điều tra đặc điểm quần xã rong đảo Lý Sơn, Quảng Ngãi. Kết quả nghiên cứu
cho thấy thành phần loài rong biển ở Lý Sơn khá đa dạng, đã xác định được tổng
cộng 4 Ngành, 24 bộ, 45 họ và 140 loài rong biển. Trong đó ngành rong Đỏ
(Rhodophyta) có 11 Bộ, 22 họ và 77 loài, chiếm 55% tổng số loài rong biển tại Lý
Sơn; ngành rong Lục (Chlorophyta) có 6 Bộ, 11 họ và 28 loài, chiếm 20% tổng số
loài rong biển tại Lý Sơn; ngành rong Nâu (Phaeophyta) có 5 Bộ, 8 họ và 22 loài,

chiếm 16% tổng số loài rong biển tại Lý Sơn; ngành rong Lam (Cyanophyta) 4 Bộ,
4 họ và 13 loài, chiếm 9% tổng số loài rong biển tại Lý Sơn [18].
Bên cạnh đó cũng có một số nghiên cứu tách chiết các hợp chất có hoạt tính
sinh học nhằm ứng dụng trong y học, công nghệ thực phẩm, thủy sản, ngành sơn,
dệt, giấy. Từ năm 2008-2010, Bùi Minh Lý cùng các cs tiến hành nghiên cứu xây
dựng tổ hợp công nghệ thu nhận các polysacarit từ rong biển. Kết quả thu được tạo
cơ sở cho việc xây dựng tổ hợp sinh dược học sản xuất các sản phẩm polysacarit có
hoạt tính sinh học khác nhau. Các sản phẩm polysacarit thu được đạt tiêu chuẩn chất
lượng tương đương với các sản phẩm do Nga và Mỹ sản xuất [12]. Năm 2013,
Huỳnh Trường Giang cùng cs cũng công bố kết quả nghiên cứu trích ly polysaccarit
từ rong mơ Sargassum microcystum trên tạp chí khoa học Đại học Cần Thơ [5].
Cho đến nay, chưa có nhiều nghiên cứu về loài Sargassum ringgoldianum và
mối quan hệ giữa sinh khối rong biển với các yếu tố môi trường cũng như các yếu
tố ảnh hưởng đến sự dao động pH nước biển.

1.2.

Giới thiệu về khu vực nghiên cứu và loài Sargassum ringgoldianum

1.2.1. Sargassum ringgoldianum
Cấu trúc
Sargassum ringgoldianum là một loài rong biển thuộc chi Sargassum, họ
Sargassaceae, lớp rong nâu (Phaeophyta). Chiều dài từ 1-2m, đường kính từ 3-5m,
mọc thành bụi. Thân có dạng trụ tròn, màu nâu, gồm một đĩa bám hình nón cao bám
vào nền đá gần bờ hoặc các bãi đá cuội. Trục chính sớm phân nhánh sơ cấp tỏa tròn,

11


các nhánh bên dẹt và giống các lá. Nhánh mang các bào phòng giống trục dinh

dưỡng nhưng hẹp và ngắn hơn. Nhiều túi khí hình bầu dục tròn giúp cây đứng thẳng
nhờ đó bộ lá dễ dàng quang hợp, đường kính rễ từ 2-3mm, có cuống hình trục dài
3-8mm. Lá hình bầu dục, đầu lá tròn, có thể dài hơn 20cm, mép lá không có răng
cưa, có gân giữa (Hình 1)[16].

Hình 1. Túi khí hình bầu dục (trái) và thân, lá Sargassum (phải)
Sinh trƣởng, phát triển
Sargassum ringgoldianum phát triển mạnh từ tháng 4 đến tháng 7 và đạt đến
cực đại vào tháng 7, từ tháng 12 tới tháng 2 cây con mới mọc, nhánh chính, lá con
và túi khí bắt đầu xuất hiện tuy nhiên số lượng không nhiều. Khi mùa xuân đến
(tháng 3-tháng 5), các nhánh tăng nhanh về kích thước, số lượng túi khí quan sát
thấy tăng lên. Kích thước và sinh khối rong biển sẽ tăng lên dần dần và đạt cực đại
vào khoảng tháng 7. Từ tháng 7 tới tháng 11, kích thước các lá tăng nhanh chóng
đồng thời cơ quan sinh sản xuất hiện [43]. Sargassum ringgoldianum sinh sản sinh
dưỡng và sinh sản hữu tính [53].
Phân bố
Sargassum ringgoldianum phân bố ở bờ biển Thái Bình Dương và biển Nhật Bản
từ bờ biển Honshu đến Kyushu (Hình 2) [30]. Báo cáo của viện hải dương học Trung
Quốc cũng cho thấy sự xuất hiện của loài này ở tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc [52].

12


Hình 2. Bản đồ phân bố Sargassum ringgoldianum

13


Điều kiện địa chất
Konno (1985) đã điều tra cho thấy độ sâu có ảnh hưởng tới sự phát triển của

S. ringgoldianum do có sự khác biệt về nền địa chất. Độ che phủ tương đối của
Sargassum ở độ sâu 1-5cm là khoảng 30%, 5～12.5cm là 50％、12.5～25cm là
70%, 25～50cm là 100%. Khi ở độ sâu 25-50cm, độ che phủ là tối đa (Hình 3).
Nền đáy cứng tại vùng này là đá tảng và san hô chết [53].

Hình 3. Chỉ số phát triển của S. ringgoldianum dƣới điều kiện địa chất khác nhau.
Chú thích: I (1-5 cm), II (5-12,5 cm), III (12,5-25 cm), IV (25-50 cm), V
(trên 50 cm)[53].
Nhiệt độ nƣớc
Trong các khu vực phân bố S. ringgoldianum, thường nhiệt độ nước thấp
nhất vào tháng 2 và cao nhất vào tháng 8. Vào tháng 2, S. ringgoldianum phát
triển tốt nhất khi nhiệt độ nước từ 7 oC -16oC và 22oC -27oC vào tháng 8. Cây
phát triển kém nhất khi nhiệt độ trên 18 oC vào tháng 2 và lớn hơn 29 oC vào
tháng 8 (Hình 4) [53].

14


Hình 4. Chỉ số phát triển của S. ringgoldianum dƣới điều kiện nhiệt độ khác
nhau [53].
COD
Giới hạn trên nồng độ COD là 1,3 mg/l. Khi nồng độ COD nhỏ hơn hoặc bằng
1,3 mg/l thì SI=1, nồng độ COD lớn hơn hoặc bằng 1,7 mg/l thì SI=0 (Hình 5) [53].

Hình 5. Chỉ số phát triển của S.ringgoldianum dƣới nồng độ COD khác nhau [53].
Độ mặn
Độ mặn thích hợp nhất cho sự phát triển của Sargassum là 24,6-33. Độ mặn
nhỏ hơn hoặc bằng 10, SI=0. Giới hạn dưới mà Sargassum có thể phát triển được từ

15

10-15. Độ muối bằng 10, các cá thể hầu như không tăng trưởng. Độ muối bằng 5,
các cá thể đều chết. Tốc độ tăng trưởng tốt ở độ mặn cao (Hình 6) [53].

Hình 6. Chỉ số phát triển của S. ringgoldianum dƣới các giá trị độ mặn khác
nhau [53].
Sóng
Sargassum phân bố ở cả vùng sóng yếu, sóng vừa và sóng mạnh tuy nhiên sự
phát triển quan sát thấy rõ nhất ở vùng sóng vừa (Hình 7) [53].

Hình 7. Chỉ số phát triển của S. ringgoldianum dƣới điều kiện độ sóng khác
nhau [53].

16


1.2.2. Khu vực nghiên cứu
1.2.2.1. Điều kiện tự nhiên
Vị trí địa lý
Thành phố Shimoda là một thành phố cảng nằm ở phía đông nam của bán
đảo Izu, tỉnh Shizuoka, Nhật Bản. Tọa độ 34 độ 40 phút vĩ độ bắc, 138 độ 57 phút
kinh độ Đông, phía bắc giáp Kawazu, phía nam giáp Minamizu. Tổng diện tích
104,70 km² (Hình 8).

Hình 8. Vị trí địa lý thành phố Shimoda

17

Khí hậu
Thành phố nằm trong vùng khí hậu cận nhiệt đới ẩm. Nhiệt độ trung bình
hàng năm khoảng 17 độ, lượng mưa 1900mm mỗi năm . Điều kiện khí hậu ấm áp ở
đây rất thuận lợi cho nhiều loại cây trồng sinh trưởng, nơi đây có đầy đủ đa dạng
hoa trái của vùng cận nhiệt đới và vùng cận Bắc cực (Hình 9 và 10) [55].

Hình 9. Biểu đồ nhiệt độ đảo Izu. Dữ liệu từ năm 2000-2012.

Hình 10. Biểu đồ lƣợng mƣa ở đảo Izu. Dữ liệu từ năm 2000-2012.
Nguồn:[51]

18