Cơ sở vật chất và năng lượng của quá trình sản xuất sơ cấp ở vùng bỉển Việt Nam

Dưới khái niệm đặc trưng sản xuất của thực vật phù du, chúng tôi muốn bàn đến những đặc trưng có tính quy luật của sinh vật đổi với quá trình sống, phát triển và vaỉ trò dinh dưỡng, chuyển hoá năng lượng trong hệ sinh thái như kích thích tế bào, cường độ quang hợp, hàm lượng sắc tố, số lượng cũng như sinh khối của chúng.

Mặc dù việc nghiên cứu thực vật phù du ở vùng biển Việt Nam đã được tiến hành từ nhiều năm nay. Nhưng do những hạn chế về phương pháp, lại không liên tục về thời gian và không gian, nhất là do vấn đề nghiên cứu còn nhiều hạn chế do đó các kết quả thu được đến nay chỉ còn tính lịch sử và cho phép tham khảo được một số đặc trưng hết sức tổng quát trong phân bố địa lý của thực vật phù du.

Khi phân tích những đặc trưng sản xuất của thực vật phù du mặc dù chúng tôi đã cố gắng gạn lọc những tài liệu có liên quan, kết hợp với những kết quả của các thí nghiệm đặc thù phạm vi địa lý hẹp, nhưng những nhận xét dưới đây thường có tính gần đúng và không khỏi có những hạn chế, cần được xem xét và phân tích kỹ càng hơn.

a. Chỉ số kích thước

Thực tế nghiên cứu và đo khả năng sản xuất của thực vật phù du kể cả những đặc trưng sinh lý, sinh thái đều biến đổi theo tỷ lệ với kích thước của tế bào. Điều này có ý nghĩa hết sức to lổm đối với vấn đề phương pháp luận nghiên cứu sức sản xuất của thực vật ở trong biển.

Nhiều nhà nghiên cứu đã sử dụng đặc điểm này để xác lập các hàm tương quan giữa khả năng sản xuất, hàm lượng Carbon, tốc độ phân chia... với kích thước (thể tích) của tế bào. Kết quả nghiên cứu đo đạc hơn 500 loài thực vật phù du, chủ yếu là thu mẫu ở vùng biển ven bờ, vùng thềm lục địa, các quần đảo san hô Trường Sa, Nam Du, Thổ C hu... cho thấy phần lớn chúng có kích thước cỡ 6 - 6 0 |im. Đường cong phân bố kích thước có một cực đại (bảng 2. 26). Nằm ở vùng kích thước từ 10' 3 - 10"4 (chiếm 42%). Đối với phân bố thực vật phù du thu mẫu bàng phương pháp lọc đảo ngược qua giấy lọc “hạt nhân” có kích thước lỗ 100 - 118 Ịim), thì đỉnh cực đại nằm ở vùng có kích thước từ 10‘4 - 10 5 [Mỉ (khoảng 37%). Qua bảng 2.26 ta thấy có đến 80 - 90% tổng số thực vật có kích thước nhỏ hơn 1 0 5ịim.

Chương II. Thành phần hoá học và năng suất sinh học sơ cấp vùng biển Việt Nam 155 Bảng 2.26. Khả năng phân bố lượng thực vật phù du theo các kích thước Kích thước thể tích ụm % tổng sổ vùng Thuận Hải - Minh H ả i(1) % tổng số vùng ven bờ Quảng Ninh(2) 10 - 10 3 9,57 4,27 10‘3- 1CT4 41,47 28,56 10'4- 10'5 37,38 36,66 «9o I b 7,44 14,76 10’6 - 10‘7 3,18 12,85 10’7 - 1 0 '8 - 2,85 * Chú thích:

(l) - Theo phương pháp “ỉọc đảo ngược ” qua màng lọc hạt nhân, kích thước lỗ 5ịim.

w _ Vớt bằng hrới Juday N°- 68 (Kích thước ỉ ỉ 8 ịxm) (theo tài liệu của Trương Ngọc An). Ở vùng biển ven bờ Việt Nam, vùng có số lượng thực vật phù đu khoảng 107 - 1 0 8 tế bào/m3 sinh khối chủ yếu tạo nên do bọn tảo có kích thước 1 0 ' 4 - 1 0 ‘5 ịim, và có khoảng 75 - 95% tổng số thực vật đơn bào có kích thước nhỏ hơn 100 |im và có thể tích tế bào cỡ 1 0 ‘5 |i3.

Ta có thể sử dụng khái niệm và hệ số không đơn vị để làm tiêu chuẩn khi nghiên cứu mối quan hệ định lượng giữa sức sản xuất sơ cấp kích thước của tế bào. Thực chất của phương pháp là ta có thể chọn kích thước của một loài tảo nào đó làm đơn vị gốc, dựa vào đó tìm hệ số kích thước cho toàn bộ các loài tảo còn lại đó là một trong những chỉ số định lượng khi so sánh. Thực hiện phương pháp đó với đầm Nha Phu (vùng biển ven bờ Khánh Hòa). Chúng tôi chọn giông tảo Rhizeselenia làm đơn vị gốc, chỉ sổ kích thước của các giống khác so với

Rhizeselenia được trình bày ở bảng 2.27. Qua bảng ta thấy hàm lượng Carbon tỷ

lệ với chỉ số kích thước. Phân tích mối quan hệ định lượng giữa sức sản xuất sơ cấp và chỉ số kích thước tế bào, có giá trị khoảng 0,71 - 0,90 với độ tin cậy p ~ 0,99. Trong lúc đó hệ số tương quan giữa sức sản xuất sơ cấp với số lượng tế bào là 0,81 - 0,90 với p = 0,99, với sinh khối chỉ có giá trị 0,45 - 0,61 với p = 0,95. Rõ ràng mối quan hệ với chỉ sô kích thước và sô lượng là có giá trị chăc chăn và tin cậy về mặt thống kê học.

Những kết quả nêu ở bảng 2.27 cho thấy chỉ số kích thước tế bào là một trong những chỉ tiêu định lượng rất quan trọng trong khi nghiên cứu khả năng sản xuất của thực vật phù du.

Thí nghiệm phân lập thực vật phù du bằng các giấy siêu lọc có kích thước lỗ cỡ 2\im và qua lưới N° - 63 (lỗ 118 Ị i m ) ta thấy tảo cực nhỏ (nhỏ hơn 2 Ịim) sản

xuất cỡ 6% sức sản xuất sơ cấp (cỡ 5,8 mgC/m3/ngày) so với 96,9 mgC/m /ngày loại tảo có kích thước bé hơn 30|im, sản xuất cỡ 14 - 79% sức sản xuất sơ cấp, còn các loài tảo có kích thước nhỏ hơn 100 Ị L i m sản xuất cỡ 75 - 95% sức sản

xuất sơ cấp. Kết quả đó phù hợp với các nhận xét của Andergen (1965), Teixeira và cộng sự (1967), Saije và Takesue (1965), cho rằng cường độ quang hợp mạnh nhất thường thấy ở các loài tảo có kích thước cỡ 5 - 50 |j,m. Một cách tổng quát ta thấy ở vùng biển Nam Việt Nam có đến 75 - 95% số ỉượng thực vật có khả năng sản xuất bình quân ngày khoảng 4.10‘6mgC/tế bào,

Bảng 2.27. Chỉ số kích thước và hàm lượng Cácbon của thực vật phù du ở vũng Nha Phu (Tính theo tài liệu của Nguyễn Trọng Nho,1979)

Giống Thể tích Vp3 Trọng lượng W(mg) (104) Chỉ số kích thước Hàm lượng Cacbon Pikg (10*9) Trong lượng (% từ ơ ĩ) Navicula 1568 1,6 500 137,4 8,5 Thailassienema 1979 2,0 400 166,7 8,2 Hemiaulus 16960 17,3 46 853 4,9 Bacteriastrum 17202 17,5 46 863 4,9 Thailassiethrix 22619 23,1 35 1062 4,6 Chaeteceres 24587 25,2 32 1114 4,4 Oscillateria 49019 50 16 6181 18,0 Triceratium 82352 84 10 2793 3,3 Cyclotella 113103 115 ,7 3606 3,1 Biddulphia 176470 180 4 4989 2,8 Nitzchia 212058 216 4 5821 2,6 Rhizeselenia 785400 801 1 15740 1,9 Guinardia 655721 669 1 13710 2 Trung bình 5,5

Chương II. Thành phần hoá học và năng suất sinh học sơ cấp vùng biển Việt Nam

157

b. Cường độ quang hợp của thực vật đơn bào ở các thủy vực ven hờ Việt Nam Đây là đặc trưng định lượng chỉ rõ khả năng sản xuất (P) của một đơn vị sinh khối thực vật (B) trong một đơn vị thời gian. Đó chính là hệ số P/B mà ta thường sử dụng. Đối với thực vật phù du ở biển trong điều kiện chiếu sáng đầy đủ, hệ số P/B này có giá trị trong khoảng 0,4 - 4,5. Điều đặc biệt là vùng nước càng giàu dinh dưỡng càng nhiều thực vật thì P/B có giá trị càng thấp. Ở vùng nước có lượng thực vật cỡ 109tb/m3 với sinh khối 104 mg/m3, hệ số P/B có giá trị 0,1. Còn ở vùng nghèo thực vật, số lượng cỡ 2.1 0 4 tế bào/m3 với sinh khối 0 , 2 mg/m3, có hệ số P/B là 1. Nguyên nhân chủ yếu làm cho P/B có giá trị thấp ỉà do mật độ dày đặc làm ảnh hưởng đến hàm lượng sắc tố và khả năng sản xuất của thực vật. Dựa vào kết quả đo thể tích của tế bào và các hàm thực nghiệm, hàm lượng carbon của các loài tảo đơn bào ở vùng Nha Phu - Khánh Hòa được trình bày ở bảng 2.27. Qua đó ta thấy các giống tảo như: Rhizeselenia, Guinardia, Nitzchia,

Biddulphỉa, Triceratỉum, Cycỉoteỉỉa hàm lượng carbon chiếm khoảng 2,5% trọng

lượng tươi; còn Chaeteceres, Thalassỉethrix, Bacterỉastrum, Hemỉlauaỉu chiếm 4,5%, thạch tảo Osciỉleteria chiếm 18%, trung bình 5,3% trọng lượng tươi.

Kết quả phân tích hoá học, Carbon chiếm 17% tỷ trọng khô các vật chất lơ lửng vớt bằng lưới Juday N°- 6 8. Hàm lượng của thực vật phù du chiếm cỡ 50 - 60% vật chất lơ lửng và trọng lượng chiếm 18% trọng lượng tươi. Như vậy hàm lượng Carbon chiếm khoảng 5,45% trọng lượng tươi, xấp xỉ với cách tính ở trên. Kết quả nghiên cứu hàm tương quan carbon của thực vật phù du ở Thái Bình Dương cho thấy hàm lượng Carbon thực vật dao động trong khoảng 2 - 10%, trung bình là 6% trọng lượng tươi, có cao hơn chút ít đối với thực tế ở Việt Nam. Sử dụng kết quả dùng để tính hệ số P/B này, nó đao động trong khoảng 0,63 - 8,97, trung bình là 1,40 gần với giá trị đặc trưng cho vùng biển nhiệt đới P/B = 1,50. Tốc độ phát triển cực đạì của tảo ở Nha Phu trong điều kiện thí nghiệm đạt 2,04 lần/ngày, trung bình 1 , 3 9 lần/ngày. Ở đây cân lưu ý, đôi với một sô loài tảo khi trôi dạt vào vùng ven bờ đã ở trạng thái tàn lụi, như loài tảo lam

T.erytheraeum có sinh khối cỡ 30 g /m \ nhưng sức sản xuất sơ cấp không quá

200 - 300mgC/m3 nên hệ số P/B rất nhỏ, khoảng 0,1 - 0,3 (Nguyễn Tác An 1982), điều đó còn thấy rõ khi phân tích hàm lượng Phaeophytill trong vùng tương ứng.

c. Hàm lượng sắc tố (chlorophyll)

Mặc dù hàm lượng sắc tố thay đổi rất lớn, nhưng nó vẫn được sử dụng làm đặc trưng để đánh giá định lượng thực vật phù du. Theo Vinberg (1961) hàm lượng chlorophyll chiém 2,5% trọng lượng tươi (trọng lượng khô chỉ chiếm 18% trọng lượng tươi) nó liên quan với hàm lượng Carbon thực vật bằng bảng thức:

c = 16 (Chlorophyll) (1 1)

Chỉ số Chlorophyll (Chlor) / c thực vật có thể chỉ rõ đặc trưng sinh lý của tế bào, nó thay đổi phụ thuộc vào hàm lượng dinh dưỡng của môi trường. Trong hệ sinh thái biển khi Chlor/C nhỏ hơn 0,014 thực vật thường đói dinh dưỡng, còn Chlor/C lớn hơn 0,014 điều kiện cung cấp dinh dưỡng đầy đủ (Hebsen 1971, Eplay 1973) (Thomas - Dedsen 1972).

Ngoài ra cường độ hấp thụ Carbon đối với một đơn vị Chlorophyll trong một đơn vị thời gian (Chỉ số A mgC/mg Chlor/giờ) phản ánh đầy đủ tình trạng cân bằng dinh dưỡng của vùng. Giá trị A = 3,0 mgC/mgChlor/ giờ, khi N 03 < 0,1 g nguyên tử/1 còn khi NO3 > 3 g nguyên tử/1 thì có giá trị gấp hơn hai lần 6,2 ± 2,7 mgC/mgChlor/ giờ. Chính vì vậy tìm hiểu hàm lượng sắc tố ở trên tàu “N hasm eianev” tháng 8/1982 hàm lượng Chlorophyll có giá trị trung bình là 1,60 ± 0,50 mg/m3, giá trị cực đại đo được ở vùng Hòn Thu đến 8mg/m3. Trên tàu “V inogradev” tháng 7/1983 giá trị sắc tố trung bình là 0,54 ± 0,39 mg/m3 và ở vùng cửa sông Cửu Long đạt 1 mg/m3.

Tuy còn rời rạc, nhưng xét tình hình cụ thể có thể chấp nhận hàm lượng sắc tố đối với Cácbon thực vật (Chlorophyll a/c) cỡ 0,22 ( j iffrogC/i/or ^ kâp

3 , , X I

thụ là = 5 mgC/mg Chlor a/giờ. Các chỉ sô thưc nghiêm đó cho thấy các điều

0,6

kiện sinh thái ở vùng nghiên cứu thuận lợi cho khả năng quang hợp của thực vật trong quá trình sản xuất sơ cấp.

Hàm lượng sắc tố chlorophyll a ở thực vật đơn bào đáy dao động trong khoảng 10 - 170 mg/m2 và chỉ số hấp thụ Carbon ở các quần xã sinh vật đáy dao động trong khoảng 0,2 - 1,4 mgC/mg Chlor ứ/giờ.

Chương II. Thành phần hoá học và nâng suất sinh học sơ cấp vùng biển Việt Nam

159

Sử đụng các kết quả đo sắc tố, ta xem xét sinh khối của thực vật đơn bào. Kết quả đo hàm lượng sắc tố cho thấy hàm lượng Carbon sinh vật, tính theo biểu thức (12) dao động trong khoảng 17,6 - 128 mgC/m3, rõ ràng lượng thực vật phù du dao động trong khoảng 352 mg tươi - 2560 mg tươi thực vật/m3. Thú vị hơn nữa là hàm lượng sắc tố thường tỷ lệ với hàm lượng vật chất lơ lửng. Ở vùng biển xích đạo, mối quan hệ đó được thể hiện bằng bảng thức:

Lg(Chlor) = 0,951 Gv = 0,065 (12)

Trong đó: Chlor - mg/m3: Hàm lượng Chlorophyll V: Thể tích vật chất lơ lửng (ml/m3)

Dựa vào kết quả trên ta lược tính vật chất lơ lửng ở vùng biển của ta khoảng l,30ml/m3 xấp xỉ với kết quả đo hàm lượng vật chất lơ lửng ở trên tàu Nhasm eianev tháng 8/1982 ~ với khoảng 1,45 ml/m3.

Bằng phương pháp để lắng, hàm lượng chất bao gồm cả thực vật phù du cỏ giá trị trung bình là 2,56 ml/m3 nghĩa là gần gấp hai lần so với các kết quả đo đạc và tính toán nêu trên. Ở những vùng có hàm lượng chlorophyll từ 5 - 10 mg/m3 hàm lượng chất vẩn có thể đạt giá trị 12,65 ml/m nghĩa là xấp xỉ kết quả đo bàng phương pháp lấng đọng cỡ 10,15 ml/m3. Ở đây cần chú ý, tổng lượng thực vật phù du chỉ chiếm khoảng 8 - 81%, trung bình là 15% thể tích vật chất lơ lửng, ta có thể suy đoán lượng thực vật phù du ở vùng biển ven bờ trung bình là 0,38ml/m3 dao động trong khoảng 0,1 - 1,5 ml/m3, tương đương 25 mgC/m3 và 7 - 95 mgC/m3 (1 ml/m3 tương đương 0,065 gC/m3, theo Cushing, 1977). Như trên đã nói, hàm lượng Carbon chiếm 5,4% trọng lượng tươi thực vật do đó căn cử theo kết quả đo đạc về sắc tố về vật chất lơ lửng ta tính sinh khối trung bình của thực vật phù du ở đây là 470 mg/m3 (dao động trong khoảng 130 - 1760 mg/m3). Một cách tổng quát vùng biển ven bờ có hàm lượng Chorophyil a trung bình 0,6 ± 0 , 3 mg/m3 là vực nước có những điều kiện sinh thái thích hợp cho quá trình sản xuất sơ cấp.

d. Moi quan hệ định lượng giữa sức sản xuất sơ cấp với số lượng thực vật Trên quan điểm vòng xích đinh dưỡng trong hệ sinh thái hay khả năng sản xuất, chuyển hoá năng lượng số lượng thực vật phù du đóng vai trò quan trọng đặc biệt. Tuy nhiên không ai có thể phủ nhận được một thực tế khách quan là cùng một lượng thực vật phù du, có thể tương ứng nhiều trị số của sức sản xuất

sơ cấp. Điều sai lệch đó có thể chấp nhận được bởi hai lý do. Một mặt, đó ỉà dấu hiệu phản ánh khả năng sai sót và không thống nhất về phương pháp đo đạc sức sản xuất sơ cấp cũng như định lượng thực vật phù du. Mặt khác (khá chủ yếu) là khả năng sản xuất của thực vật, bên cạnh số lượng tế bào còn phụ thuộc cả một tổ hợp các điều kiện sinh thái như trạng thái sinh lý của thực vật, khả năng cân bằng đinh dưỡng của vực nước cụ thể, độ chiếu sáng... Dựa vào tập tục cạnh tranh sinh tồn của sinh vật dễ dàng phán đoán rằng với cùng một số lượng cá thể thực vật nếu ở vùng nước có điều kiện sinh thái thích hợp thì sức sản xuất có giá trị cực đại. Ngược lại trong điều kiện ức chế (như thiếu ánh sáng, đói dinh dưỡng) thì số lượng tế bào càng cao, sức sản xuất càng thấp. Đen nghiên cứu định lượng thực vật phù du, chúng tôi sử dụng phương pháp lọc đảo ngược qua giấy lọc hạt nhân, có lỗ nhỏ hơn 5 um và phương pháp lọc qua lưới Juday với vải lưới số 6 8, thấy được lượng thực vật khá phong phú, cực đại có thể đến 470 triệu tế bào với sinh khối 15g tươi/m3 ở vùng Nha Phu - Phú Khánh, số lượng thực vật phù du trung bình 87,7 triệu tb/m3 (dao động khoảng 11,3 - 468,7 triệu) với sinh khối 5,22 g tươi/m3 (dao động trong khoảng 0,74 - 15,03 g/m3) (Nguyễn Trọng Nho và cộng sự, 1980).

Mặc khác, kết quả đo đạc sức sản xuất sơ cấp bằng phương pháp c 14 và vận dụng các hệ số tính toán thích hợp, ta thấy với giá trị sức sản xuất trung bình là 38 - 55 mgC/m3, ngày, giá trị cường độ sản xuất riêng P/B là 1,4, hàm lượng carbon thực vật phù du có giá trị 25 - 39 mgC/m3. Như trên đã phân tích hàm lượng Carbon 5,4% trọng lượng tươi, sinh khối của thực vật cỡ 460 - 700 mg tươi/m3, số lượng tế bào cỡ 50 - 80 triệu (1 mg Carbon chứa 2 triệu tế bào). Tất cả những số liệu tính toán phù hợp với một thực tế đo đạc hàm lượng sắc tố trong biển. Các kết quả đó đều cao hơn số liệu nghiên cứu trên tàu “Bỉển Đông” và NCB 03 đên 20 — 30 lân. Theo báo cáo (Nguyễn Văn Khôi, 1982) số lượng thực vật trung bình là 2,42 triệu tế bào/m3, đao động trong khoảng 0,5 - 6 triệu. Điều này có thể giải thích được là với kích thước ỉỗ cỡ 118 chỉ có thể vớt được khoảng 15 - 25% lượng thực vật phù du có trong nước. Một điều đáng chú ý đã có nhiều tác giả muốn tìm tương quan giữa sức sản xuất sơ cấp với số lượng thực vật phù du và sinh khối của chúng và mối tương quan giữa sức sản xuất sơ cấp với số lượng của thực vật trong biển và đại dương có thể biểu diễn bằng công

Chương II. Thành phần hoá học và năng suẩt sinh học sơ cấp vùng biển Việt Nam

161

thức sau đây:

IgP = 0,31 Ig N - 1,4

Ở đây: P: Sức sản xuất sơ cấp (mgC/m3/ngày) N: Số lượng tế bào (tế bào/m2)

và mối tương quan giữa số lượng với sinh khối:

lgB = lg N - 5 (14)

(13)

Ở đây: B: Sinh khối (mg/m3)

Những biểu thức trên chủ yếu có tính tượng trưng vì có độ sai lệch rất lớn. Sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu, chúng tôi tính phương trình xấp xỉ hàm giữa sức sản xuất sơ cấp (P) với số lượng tế bào (N) và sinh khối (B) của chúng. Kết quả tính toán cho các hàm tương quan sau:

B: mg/m3 - Sai số cỡ 60%

lgB = 0,50 IgN - 0,175 - Sai số 70%;

Ta có thể vận dụng các bảng thức trẽn để đánh giá xu thế khả năng sản xuất sơ cấp ở vùng biển Việt Nam với sinh khối thực vật vùng ven bờ có thể đạt 3 - 5 g tươi/m3, còn ở vùng thềm lục địa không dưới 0,5 g tươi/m3. Đó là nguồn thức ăn sơ khởi cho toàn bộ động vật dị dưỡng sinh sống trong vùng.

e. Cơ sở năng lượng và khả năng cân bằng dinh dưỡng

Cũng như những vùng biển nhiệt đới khác, vùng biển Việt Nam có lượng bức xạ quang hợp dồi dào. Lượng bức xạ quang hợp vào giữa trưa đạt giá trị cực đại cỡ 250

w/m2,

hệ số tắt có giá trị 0,05 - 0,401ux/m. ở độ sâu 40

-

50 mét độ chiếu sáng còn đạt giá trị 1 - 5% so với độ chiếu sáng ở tầng mặt, có nghĩa tầng quang hợp có thể kéo dài đến tận đáy ở vùng biển nông. Ở độ sâu 5 - 20 m độ chiếu sáng có giá trị 1000 - 4000 lux rất thích hợp cho quá trình quang hợp của thực vật.

Hàm lượng hữu cơ có hiệu ứng dinh dưỡng ở vùng biển Việt Nam khá lớn có giá trị 0,4 - 1,5 gC/m3, chiếm khoảng 20 - 40% lượng hữu cơ hòa tan ở vùng

lgP = 0,345 l g N - 0.375 P: mgC/m3, ngày

N: Số lượng thực vật (tế bào/m3). Sai số biểu thức trên cỡ 70%.

IgP = 0,28 lgB + 1,1 (16)

nước ven bờ (bảng 2.28). Điều đáng chú ý là các quần xã sinh vật đáy có xu thế thải các chất hữu cơ vào môi trường nước, cường độ của quá trình dao động trong khoảng 8 - 1 5 0 mg/m2/giờ (trong điều kiện chiếu sáng) và 80 - 1 2 0 mg/m2/giờ (trong điều kiện tối). Đó là nguồn năng lượng và vật chất đáng kể cho các quá trình hoạt động dị dưỡng đối với các hệ sinh thái vùng biển nhiệt đới.

Muối dinh dưỡng là một trong những yếu tố hạn che khả năng quang hợp của thực vật ở vùng biển nhiệt đới. Kết quả phân tích hoá học cho thấy hàm lượng tức thời của Phốt phát tương đối phong phú ở vùng ven bờ, gần cửa sông, vùng biển có hiện tượng trồi nước... cỡ 2 - 27 mgP/m3, còn phần lớn các vực nước đều nhỏ hơn lm gP/m 3.

Bảng 2.28a. Nguồn dự trữ hữu cơ có hiệu ứng dinh dưỡng ờ vùng biển ven bờ Nam Việt Nam

Vùng biển Trạm Độ sâu BOD toàn phần ( mí 0 2/l) Dự trữ hữu cơ (mgC/m2)

Thời gian tái tạo (ngày) Vùng Cừa Văn 4/1981 1 25 1,97 1520 4,3 2 22 0,69 530 7,5 3 13 0,62 480 9,8 4 7 0,97 750 2,2 5 3 0,41 310 3,9 Đảo Hòn Ke 4/1981 1 6 0,71 550 2,0 2 12 3 18 1,03 790 2,9 4 2 1,56 1200 12,3 Vân Phong 4/1981 1 6 2 10 0,44 340 2,7 3 17 Hòn Gốm 4/1981 1 5 1,50 1160 3,4

Chương II. Thành phần hoá học và năng suất sinh học sơ cấp vùng biẻn Việt Nam 163 2 12 3 7 2,49 1920 22,5 4 8 1,41 1090 24,9 5 15 ! Hòn Nưa 4/1981 1 2 2,14 1650 22,5 Vũng Rô 4/1981 1 2 6,28 4840 22,8 2 12 1,66 1280 4,2 3 3 0,76 590 1,6 4 10 0,71 550 2,6 Hòn Đọi 4/1981 1 2 0,59 450 3,3 2 8 3 20 0,37 290 2,5 Vũng Tre 1 2 2,45 1890 4,7 4/1981 ₂ 6 3 12 1,39 1070 2,3 Hòn Mỹ Rằng 4/1981 1 2 2,76 1700 5,0 Đầm Nha Phu 1 1,5 0,79 610 10,9 4/1981 2 2 1,66 1280 2,9 3 3 1,37 1060 3,6 Hòn Thị 1 1 1,55 1210 3,3 4/1981 _{2 12 1,04 800 2,1} Đầm Thuỷ Triều 9/1984 Trung bình 3,96 3149 17,9 11/1984 13 2,82 2228 8,7 2/1985 Trạm 2,58 4256 10,0 5/1985 2,71 2144 9,0 Đầm 3-2 1 1,5 4,97 3926 11 10/1984 _{2 1,55 2,8 2212 6} 3 1,5 2,66 2100 4,4

B ả ng 2.28b. Nguồn dự trữ hữu cơ có hiệu ứng dinh dưỡng ở vùng nước xung quanh đảo san hô

Vùng biền Trạm Độ sâu BOD toàn phần ( ml 0 2/l) Dự trữ hữu cơ<mgC/m2)

Thời gian tái tạo (ngày) Sinh Tồn 5/1981 1 2 2,03 15560 18,8 2 2 5,93 4590 21,7 3 4 1,26 970 3,5 4 10 0,69 530 1,8 5 50 0,69 530 8,0 Trường Sa 5/1981 1 8 0,56 440 1,8 2 15 0,53 410 1,8 Hòn Cù Lao 4/1981 1 2 0,59 454 1,9 2 15 0,65 500 2,4 3 2 2,32 1790 1,9 4 15 0,96 740 22,9 Hòn Tranh 1 2 0,83 640 1,8 2 8 1,67 1280 3,1 Nam Du Hòn Trương 5/1984 1 1 0,49 380 4 2 7 1,74 1370 6 3 10 1,12 880 5 4 1 0,48 380 4 5 6 0,55 430 5 6 16 1,05 820 4

Hàm íượng muối Ammonia, một trong những sản phẩm đầu tiên của quá trình phân giải hữu cơ, giải phóng dinh dưỡng có giá trị tương đối lớn, đao động trong khoảng 10 — 200mgN/m3. Tỷ lệ Si:N:P trong vùng có giá trị 32:7:1. Tổng hợp các kết quả ta thấy hàng ngày thực vật phù du chỉ sử dụng khoảng 10% p và 10 - 20% N lượng dinh dưỡng hoà tan, như vậy thì lượng dinh dưỡng hoà tan trong nước có thể cung cấp trong khoảng 7 - 1 2 ngày cho quá trình sản xuất sơ cấp của thực vật. Mặt khác căn cứ vào giá trị thực của chỉ số Chlor/C ta thấy hàm lượng dinh dưỡng ở đây luôn thoả mãn cho quá trình quang hợp.

Chương II. Thành phần hoá học vả năng suất sinh học sơ cấp vùng biển Việt Nam

165

Nhưng khi thí nghiệm bổ sung dinh dưỡng Phốt pho với hàm lượng 0,25 mg/1 sức sản xuất sơ cấp tăng trung bình là 130%, thêm vào đó ta thấy kết quả phân tích hoá học như nêu ở trên thì một trong những yếu tố hạn chế khả năng hoạt động của thực vật phù du lại là hàm lượng dinh dưỡng hoà tan trong nước. Ket quả này phù hợp với nhiều ý kiến của các nhà nghiên cứu trên thế giới. Đối với vùng biển ven bờ Việt Nam, khi xét đến khả năng cân bằng dinh dưỡng, phải đặc biệt chú ý đến 3 quá trình. Đó là hiện tượng nước trồi “upwelling”, khả năng phân giải sinh hoá và quá trình trao đổi dinh dưỡng với các chất đáy. Một trong những hiện tượng nổi bật trong bức tranh động lực học vùng này là khả năng trồi nước từ các tầng sâu iên ở những vùng biển rộng lớn. Một số đặc trưng định ỉượng của vùng nước trồi đã được xác định rõ. Dòng trồi thường phát sinh từ tầng nước ở độ sâu 200 - 300m, tốc độ trồi khá mạnh (0,6 - 3,5.10' 3cm/giây). Quá trình động lực học đặc thù này làm phá vỡ hầu hết các cấu trúc bình thường của các trường hải dương học như nhiệt độ, độ mặn và hàm lượng dinh dường. Hàm lượng dinh dưỡng ở vùng nước ở độ sâu 200 - 300m có giá trị 28,87 m g P 04/m3; 5,13mg N 02/m3 ; 211,59mg N 03/m 3; và 784,72mg S i03/m3. Với tốc độ tròi như trên hàng ngày dòng trồi có thể bồi tải lượng dinh dưỡng như sau:

P0

4

từ 1501,24 - 8758 mgPCym2;

N0

2

từ 270,4 - 1549 mgNOj/m

2

NO

3

từ 11024,3 - 64024 mgNCtym2; S

1

O

3

từ 48020 - 237070 mgSi0

3

/m

2

Hàng ngày dòng trồi mang lên tầng mặt trung bình 5,1 gPCVm2 (dao động trong khoảng 1,5 - 8,7 g) tức khoảng 28 - 50% lượng phốt phát; 0,3 - 6 ,lg N 0 2, khoảng 1%; N 03 - 38 g/m2, khoảng 30 - 40%; và Silic trung bình

139 g S i02/m2ĩ khoảng 20 - 30%, như vậy dòng trồi đóng vai trò đáng kể. Ngoài lượng dinh dưỡng do dòng trồi tải đến, còn kể đến lượng dinh dưỡng do sông ngòi tải ra biển và các quá trình động lực học khác.

Bên cạnh vai trò của các quá trình động ỉực, khả năng phân rã sinh hóa cũng rất quan trọng. Đặc biệt đối với vùng phía Nam, như dãy đập chắn lại những lượng tảo xanh phát triển ở ngoài khơi, khi tàn lụi bị dòng chảy, sóng, gió, dôn vào bờ biển của nước ta một lượng sinh khôi tảo lớn, có khi đên 20 — 40 g/m . Đó là nguồn dinh dưỡng đáng kế. Ngoài ra rong bậc thấp ven bờ như rau câu, rong mơ các cây sú vẹt... Trong điều kiện nhiệt đới, tốc độ phân rã rất nhanh, khả năng phân rã dinh dưỡng trong quá trình sinh họáiđược mô tả bằng biểu thức sau:

c = Co e'kt (T l) (17) C: Lượng đinh dưỡng tại thời điểm t, c 0: Hàm lượng khoáng dinh dưỡng. Kết quả phân tích cho thấy: N chiếm 9,89% ở thực vật phù du, 2% rong rêu, 1,2% sú vẹt, p chiếm 0,89% ở thực vật phù du, 0,5% ở rong rêu, 0,08% ở sú vẹt.

Nghiên cứu quá trình trao đổi dinh dưỡng giữa hai môi trường nước và đáy, thấy phần lớn các chất đáy đều có khả năng thải dinh dưỡng vào nước nhưng cường độ không lớn lắm, cỡ 0,4 - 9 |ig p/m2/giờ và 3 - 60 figN/m2/giờ. Ở các vực nước, khả năng cố định cỡ 2 - 8 6 ỊigNitơ/m2/giờ.

f. Anh hưởng nhiễm bẩn dầu mỏ đối với quá trình sản xuất sơ cấp

Hiện nay và trong tương lai, nước ta đã bắt đầu khai thác nguồn lợi dầu khí ở vùng thềm lục địa. Nhiều vấn đề xã hội, kinh tế và khoa học đã được đặt ra giải quyết nhằm sử dụng nguồn lợi dầu khí một cách có hiệu quả nhất. Việc nghiên cứu ảnh hưởng nhiễm bẩn dầu đối với hệ sinh thái biển nhiệt đới, đặc biệt đối với vùng nước ven bờ, vùng cửa sông, vùng các ao đầm, vùng vịnh có môi trường các loại hải sản quý như tôm, rau câu, các vùng đảo san hô và các quần xã sú v ẹ t... trở nên thời sự và cấp thiết.

Khi giải quyết vấn đề chống nhiễm bẩn để bảo vệ môi trường và các nguồn ỉợi sinh vật trong biển, chúng ta thường chú ý nghiên cứu một là xác định nguồn gốc, xu hướng, cường độ lan truyền và thời gian tồn tại chất nhiễm bẩn vào môi trường, tích luỹ vào các cơ thể thuỷ sinh... hai là nghiên cứu định lượng giá trị tới hạn của chất nhiễm bẩn đối với các cá thể thuỷ sinh, nhất là khả năng ảnh hưởng đến quá trình hoạt động sống, quá trình sản xuất của chúng trong những điều kiện sinh thái cụ thể.

Một số kết quả nghiên cứu nhiễm bẩn trong các vùng biển và đại dương cho thấy, phần lớn các chất nhiễm bẩn lan truyền không đồng đều trong các vùng biển. Chúng thường tích tụ tập trung tại các vùng ven bờ, vùng thềm lục địa, vùng cửa sông, vùng ranh giới tiếp giáp giữa các môi trường: nước, không khí và nước đáy, là những nơi sinh vật tập trung với mật độ cao, sinh khối lớn và năng suất sinh học của chúng đều lớn, là những nơi vỗ béo và là bãi đẻ của nhiều loài sinh vật biển. Đó chính là nơi tập trung khai thác các nguồn lợi hải sản chủ yếu

Chương II. Thành phần hoá học và năng suất sinh học sơ cấp vùng biển Việt Nam

167

của nhiều quốc gia trên thế giới. Đối tượng chủ yếu của quá trình gây nhiễm độc

No documento Hóa học biển, năng suất sinh học và các vấn đề môi trường trong vùng biển Việt Nam - Nguyễn Tác An (páginas 152-172)