Luận án Đánh giá nguồn lợi cá nổi nhỏ và các rủi ro sinh thái của một số nghề khai thác chủ yếu ở vùng biển vịnh Bắc Bộ, Việt Nam

Nội dung tài liệu: Luận án Đánh giá nguồn lợi cá nổi nhỏ và các rủi ro sinh thái của một số nghề khai thác chủ yếu ở vùng biển vịnh Bắc Bộ, Việt Nam

1. BỘ GIÁO DỤC BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN NGHIÊN CỨU HẢI SẢN NGUYỄN VIẾT NGHĨA ĐÁNH GIÁ NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÀ CÁC RỦI RO SINH THÁI CỦA MỘT SỐ NGHỀ KHAI THÁC CHỦ YẾU Ở VÙNG BIỂN VỊNH BẮC BỘ, VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ HẢI PHÒNG, NĂM 2020 1
2. BỘ GIÁO DỤC BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN NGHIÊN CỨU HẢI SẢN NGUYỄN VIẾT NGHĨA ĐÁNH GIÁ NGUỒN LỢI CÁ NỔI NHỎ VÀ CÁC RỦI RO SINH THÁI CỦA MỘT SỐ NGHỀ KHAI THÁC CHỦ YẾU Ở VÙNG BIỂN VỊNH BẮC BỘ, VIỆT NAM Chuyên ngành: Thủy sinh vật học Mã số: 94201018 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Đỗ Công Thung HẢI PHÒNG, NĂM 2020 2
3. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án tiến sĩ “Đánh giá nguồn lợi cá nổi nhỏ và các rủi ro sinh thái của một số nghề khai thác chủ yếu ở vùng biển vịnh Bắc Bộ Việt Nam” là công trình nghiên cứu độc lập của riêng tôi. Các nội dung nghiên cứu, phân tích, đánh giá do chính tôi thực hiện. Các số liệu sử dụng trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã được Viện Nghiên cứu Hải sản cho phép sử dụng. Cá nhân tôi là chủ nhiệm của đề tài “Nghiên cứu trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ ở biển Việt Nam”, dự án “Điều tra tổng thể hiện trạng và biến động nguồn lợi hải sản ở biển Việt Nam”; là thành viên chính thực hiện các dự án: “Điều tra thu thập số liệu nghề cá phục vụ dự báo ngư trường khai thác hải sản”, “Chương trình giám sát hoạt động nghề cá tại Việt Nam - Movimar”; “Đánh giá nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam”. Tất cả những tham khảo, kế thừa với mục đích so sánh, phân tích và thảo luận đều được trích dẫn đầy đủ, đúng quy định. Toàn bộ nội dung, kết quả nghiên cứu trong luận án do cá nhân tôi tìm ra và được phản ánh trung thực, khách quan, tin cậy và đã được chính tôi công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành. Nghiên cứu sinh Nguyễn Viết Nghĩa i
4. LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận án Tiến sĩ, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn khoa học GS.TS. Đỗ Công Thung và PSG.TS. Đỗ Văn Khương. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc vì sự giúp đỡ quý báu đó. Bên cạnh đó, tôi xin được tri ân cố GS.TSKH. Vũ Trung Tạng, người đã khích lệ, truyền cảm hứng nghiên cứu khoa học cho tôi. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, Hội đồng Khoa học và Đào tạo của Viện nghiên cứu Hải sản đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu. Xin cảm ơn các thành viên tham gia thực hiện các đề tài, dự án: “Nghiên cứu trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi nhỏ ở biển Việt Nam”, dự án “Điều tra tổng thể hiện trạng và biến động nguồn lợi hải sản ở biển Việt Nam”; dự án “Điều tra thu thập số liệu nghề cá phục vụ dự báo ngư trường khai thác hải sản”, dự án “Đánh giá nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam” đã cung cấp những số liệu quý giá để tôi thực hiện các nội dung nghiên cứu của Luận án. Tôi cũng xin được bày tỏ lời cảm ơn đến TS. Reidar Toresen, TS. Kaare Hansen, Viện Nghiên cứu Biển Bergen, Na Uy và các đồng nghiệp tại Viện Nghiên cứu Hải sản đã có những góp ý quý báu để tôi hoàn thiện Luận án. Cuối cùng, tôi xin được cảm ơn những tình cảm, sự quan tâm, chia sẻ, động viên của gia đình đã tiếp thêm ý chí và nghị lực để tôi hoàn thành Luận án. Hải Phòng, ngày tháng năm 2020 Nghiên cứu sinh Nguyễn ViếT Nghĩa ii
5. MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii MỤC LỤC .................................................................................................................... iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN ................................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ viii DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................ x TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ..................................... xiii PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 3 2.1. Mục tiêu chung ............................................................................................... 3 2.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................... 3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 3 3.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 3 3.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 4 4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 5 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ............................................................. 5 1. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU .............................. 8 1. Điều kiện tự nhiên vùng biển vịnh Bắc Bộ ............................................................. 8 2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ........................................................................... 9 2.1. Nghiên cứu nguồn lợi cá nổi nhỏ bằng phương pháp thủy âm ....................... 9 2.2. Nghiên cứu sinh thái học của các loài cá nổi nhỏ ......................................... 14 2.3. Nghiên cứu đánh giá rủi ro sinh thái đối với nghề cá ................................... 16 3. Tình hình nghiên cứu trong nước .......................................................................... 22 3.1. Nghiên cứu về nguồn lợi cá nổi nhỏ ............................................................. 22 3.1.1. Khái quát lịch sử nghiên cứu qua các giai đoạn .................................... 22 3.1.2. Nghiên cứu về thành phần loài .............................................................. 25 3.1.3. Nghiên cứu nguồn lợi cá nổi nhỏ bằng phương pháp thủy âm .............. 25 3.1.4. Nghiên cứu về phân bố của cá nổi nhỏ .................................................. 28 3.1.5. Nghiên cứu về đặc điểm sinh học các loài nổi nhỏ ............................... 29 3.2. Nghiên cứu sinh thái học các loài cá nổi nhỏ ............................................... 32 3.3. Nghiên cứu đánh giá rủi ro sinh thái của các nghề khai thác hải sản ........... 33 4. Luận giải định hướng nghiên cứu của luận án ...................................................... 34 4.1. Về lựa chọn đối tượng, vùng biển nghiên cứu .............................................. 34 4.2. Về đánh giá nguồn lợi cá nổi nhỏ ................................................................. 34 4.3. Về sinh thái học nguồn lợi cá nổi nhỏ .......................................................... 35 4.4. Về tiếp cận sinh thái trong quản lý nghề cá .................................................. 35 2. CHƯƠNG 2. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................... 37 iii
6. 1. Tài liệu nghiên cứu ................................................................................................ 37 2. Tiếp cận nghiên cứu .............................................................................................. 38 3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 38 3.1. Thiết kế nghiên cứu ...................................................................................... 38 3.1.1. Thiết kế điều tra thủy âm kết hợp đánh lưới kiểm tra tín hiệu .............. 39 3.1.2. Thiết kế điều tra bằng lưới kéo đáy ....................................................... 40 3.1.3. Thiết kế điều tra các yếu tố môi trường, hải dương học ........................ 41 3.2. Nghiên cứu đánh giá nguồn lợi cá nổi nhỏ ................................................... 42 3.2.1. Thực hiện điều tra .................................................................................. 42 3.2.2. Phân tích và xử lý số liệu ....................................................................... 42 3.3. Nghiên cứu tương quan giữa các yếu tố môi trường và cá nổi nhỏ .............. 46 3.4. Đa dạng loài của quần xã cá nổi nhỏ ............................................................ 48 3.5. Nghiên cứu sự quần tụ đàn của quần xã các loài cá nổi nhỏ ........................ 48 3.6. Đánh giá hiện trạng và biến động nghề khai thác cá nổi nhỏ ....................... 50 3.7. Nghiên cứu đánh giá rủi ro sinh thái của nghề khai thác cá nổi nhỏ ............ 52 3. CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................... 59 1. Nguồn lợi cá nổi nhỏ ............................................................................................. 59 1.1. Thành phần loài ............................................................................................ 59 1.2. Tần suất xuất hiện ......................................................................................... 60 1.3. Cấu trúc thành phần sản lượng ..................................................................... 62 1.4. Biến động độ phong phú tương đối .............................................................. 67 1.5. Đặc điểm phân bố của cá nổi nhỏ ................................................................. 68 1.6. Biến động trữ lượng nguồn lợi cá nổi nhỏ .................................................... 71 2. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến phân bố cá nổi nhỏ ............................ 72 2.1. Đặc điểm các yếu tố môi trường, hải dương học .......................................... 72 2.2. Độ phong phú tương đối (NASC; m²/nmi²) của cá nổi nhỏ .......................... 73 2.3. Phân bố của các loài cá nổi nhỏ liên quan đến các yếu tố hải dương ........... 77 2.4. Tương quan giữa các yếu tố hải dương và phân bố cá nổi nhỏ .................... 82 3. Đặc điểm quần xã cá nổi nhỏ ................................................................................ 92 3.1. Chỉ số đa dạng sinh học quần xã cá nổi nhỏ ................................................. 92 3.2. Sự tụ họp loài ‘species assemblages’ của quần xã cá nổi nhỏ ...................... 94 4. Hiện trạng các nghề khai thác cá nổi nhỏ ........................................................... 100 4.1. Cơ cấu đội tàu và cường lực khai thác ........................................................ 100 4.2. Năng suất khai thác ..................................................................................... 101 4.3. Ngư trường khai thác .................................................................................. 103 4.4. Sản lượng khai thác .................................................................................... 105 5. Rủi ro sinh thái của nghề khai thác cá nổi nhỏ ................................................... 107 5.1. Phân tích các nguy cơ gây rủi ro sinh thái và các yếu tố sinh thái ............. 107 5.2. Các nhóm loài đánh giá rủi ro sinh thái ...................................................... 116 5.3. Phân tích SICA (cấp độ 1) .......................................................................... 118 iv
7. 5.4. Phân tích PSA (cấp độ 2) ............................................................................ 124 6. Thảo luận chung .................................................................................................. 127 6.1. Biến động trữ lượng nguồn lợi cá nổi nhỏ ở vịnh Bắc Bộ .......................... 127 6.2. Biến động về phân bố cá nổi nhỏ ở vịnh Bắc Bộ ........................................ 129 6.3. Tương quan cá nổi nhỏ và các yếu tố môi trường ...................................... 129 6.4. Ứng dụng mô hình GAM để dự báo ngư trường khai thác cá nổi nhỏ ....... 130 6.4. Đánh giá rủi ro sinh thái và quản lý nghề cá dựa vào hệ sinh thái ............. 131 4. CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 134 1. Kết luận ............................................................................................................... 134 2. Đề xuất, kiến nghị ............................................................................................... 135 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 136 6. PHỤ LỤC ............................................................................................................... i v
8. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN CHỮ VIẾT TẮT GIẢI THÍCH NỘI DUNG ERAEF Đánh giá Rủi ro sinh thái của Nghề cá (Ecological Risk Assessment for the Effects of Fishing) EBFM Quản lý Nghề cá dựa vào Hệ sinh thái (Ecosystem Based Fisheries Management) FAO Tổ chức Nông lương Liên hợp Quốc (The Food and Agriculture Organization) MSC Hội đồng Quản lý Biển (Marine Stewardship Council) AFMA Cục Quản lý Nghề cá Úc (Australian Fisheries Management Agency) RIMF Viện Nghiên cứu Hải sản (Research Institute for Marine Fisheries) IMR Viện Nghiên cứu Biển Bergen (Institue of Marine Research) SICA Phân tích phạm vi, cường độ và hậu quả (Scale, Intensity and Consequence Analysis) PSA Phân tích năng suất sinh học, độ nhạy cảm (Productivity, Susceptibility Analysis) CA Phân tích nhóm (Cluster Analysis) PCA Phân tích Thành phần chính (Principal Component Analysis) NASC Nautical Area Scattering Coefficient (m2/nmi2) GLM Mô hình Hồi quy tổng quát (Generalized Linear Model) GAM Mô hình Hồi quy tổng quát bổ sung (Generalized Addictive Model) TEP Loài nguy cấp (Threaterned, Endangered, Protected) VBB Vịnh Bắc Bộ vi
9. CHỮ VIẾT TẮT GIẢI THÍCH NỘI DUNG ALMRV Dự án Đánh giá Nguồn lợi Sinh vật Biển Việt Nam SST Nhiệt độ nước biển tầng mặt (Sea Surface Temperature) SSHa Độ cao Dị thường mực nước biển (Sea Surface Height Anomaly) CHR Chlorophyll a VEL Dòng chảy địa chuyển (Velocity) CPUE Năng suất khai thác (đơn vị tính đối với lưới kéo đáy là kg/h) NPUE Độ phong phú tương đối (đơn vị tính đối với lưới kéo đáy là cá thể/h) vii
10. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1-1. Kết quả nghiên cứu, đánh giá trữ lượng nguồn lợi cá nổi nhỏ ở vùng biển vịnh Bắc Bộ qua các giai đoạn từ năm 1976 đến năm 2007 ........................................ 27 Bảng 2-1. Nguồn tài liệu, số liệu sử dụng trong các nội dung nghiên cứu của luận án 37 Bảng 2-2: Hệ số phản hồi âm của các loài đại diện cho các nhóm loài sử dụng trong đánh giá trữ lượng nguồn lợi cá nổi nhỏ ở vùng biển vịnh Bắc Bộ. .................... 44 Bảng 2-3: Các yếu tố hải dương học sử dụng trong mô hình GAM’s.......................... 47 Bảng 2-4: Các biến sử dụng trong nghiên cứu về tập tính tụ họp các loài trong quần xã cá nổi nhỏ ở vịnh Bắc Bộ ..................................................................................... 50 Bảng 2-5. Các tác động rủi ro sinh thái của nghề cá đối với các yếu tố sinh thái (loài khai thác chính; loài khai thác không chủ ý; loài nguy cấp; môi trường sống; quần xã) ........................................................................................................................ 53 Bảng 2-6. Các yếu tố tác động chính trong phân tích SICA đánh giá rủi ro sinh thái của nghề cá (Scale - phạm vi không gian, thời gian; Intensity - cường độ; Consequence - hệ quả). .............................................................................................................. 54 Bảng 2-7. Thang điểm các tác động chính trong phân tích SICA đánh giá rủi ro sinh thái của nghề cá (Scale - phạm vi không gian, thời gian; Intensity - cường độ; Consequence - hệ quả). ........................................................................................ 55 Bảng 2-8. Thang điểm cho các thuộc tính sức sản xuất (Productivity attribute) của các loài sử dụng trong phương pháp phân tích PSA đánh giá rủi ro sinh thái của nghề cá .......................................................................................................................... 56 Bảng 2-9. Thang điểm cho các thuộc tính độ nhạy cảm (Susceptibility attribute) của các loài sử dụng trong phương pháp phân tích PSA đánh giá rủi ro sinh thái của nghề cá .......................................................................................................................... 57 Bảng 3-1: Thống kê số lượng họ, giống, loài cá nổi nhỏ bắt gặp trong các chuyến điều tra ở vịnh Bắc Bộ, giai đoạn từ năm 1996 đến năm 2017. ................................... 59 Bảng 3-2. Độ phong phú tương đối (CPUA – kg/km²) của cá nổi nhỏ trong các chuyến điều tra bằng lưới kéo đáy ở vịnh Bắc Bộ, giai đoạn 1996 – 2017. ..................... 67 Bảng 3-3. Trữ lượng nguồn lợi (x1.000 tấn) các nhóm cá nổi nhỏ ở vùng biển vịnh Bắc Bộ ước tính bằng phương pháp thủy âm, giai đoạn từ năm 2003 đến năm 2017. 72 Bảng 3-4. Đặc điểm các yếu tố môi trường, hải dương học thu thập được trong các chuyến điều tra ở vùng biển vịnh Bắc Bộ, giai đoạn 2012-2017. ........................ 73 Bảng 3-5: Độ phong phú tương đối trung bình (NASC; m²/nmi²) của các loài cá nổi nhỏ trong các chuyến điều tra thủy âm ở vùng biển vịnh Bắc Bộ, giai đoạn 2012-2017. ............................................................................................................................. 74 Bảng 3-6: Mô hình GAMs tương quan giữa độ phong phú tương đối (sA) của cá nổi nhỏ và các yếu tố hải dương học ở vùng biển vịnh Bắc Bộ. ....................................... 84 Bảng 3-7. Chỉ số đa dạng sinh học loài của quần xã cá nổi nhỏ ở vịnh Bắc Bộ, giai đoạn từ năm 1996 đến năm 2017. ................................................................................. 92 Bảng 3-8: Sản lượng khai thác (tấn) của các nghề khai thác cá nổi nhỏ (lưới vây, chụp và vó mành) ở vùng biển vịnh Bắc Bộ (tháng 7/2014 - 6/2016). ...................... 106 Bảng 3-9. Kết quả phân tích định tính xác định các hoạt động có nguy cơ gây rủi ro sinh thái của nghề lưới vây ở vịnh Bắc Bộ. ............................................................... 107 viii