CHƯƠNG 1. Tính cấp thiết của đề tài Tảo nở hoa là hiện tượng xảy ra khi mật độ tế bào tảo tăng đột ngột từ vai chục hoặc vài trăm tế bào/mL lên hơn 10.000 tế bào/mL (WHO, 2003). Khi mật độ tảo đạt mức khoảng 100.000 tế bao/mL, nó có thé gây ra tác động tiêu cực đến sức khỏe của con người và các sinh vật khác. Nguyên nhân dẫn đến sự bùng phát của tảo nở hoa là hậu quả của sự dư thừa chất dinh dưỡng từ phân bón, nước thải và nước mưa tràn, kết hợp với điều kiện thuận lợi như ánh sáng mặt trời đầy đủ, nhiệt độ âm áp và dòng nước chảy chậm.
Hồ Dầu Tiếng, một công trình thuỷ lợi quan trong, nam trải dai trên địa phận các tỉnh Tây Ninh, Bình Phước, Bình Dương với diện tích mặt nước của hồ lên đến 27. Hồ Dầu Tiếng đóng vai trò quan trọng như một hồ chứa đa năng, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau trong khu vực. Nó không chỉ là một biện pháp kiểm soát lũ mà còn cung cấp nguồn nước sinh hoạt, tưới tiêu, rửa mặn, và cải thiện chất lượng nước của sông Sài Gòn. Đồng thời, hồ Dầu Tiếng còn hỗ trợ cho hoạt động nuôi trồng thủy sản (Dao et al.
Tuy nhiên, chất lượng nước tại hồ Dầu Tiếng đang giảm sút do nhiều hoạt động như khai thác cát, nuôi trồng thủy sản, chăn nuôi, và khai hoang. Trong mùa khô, môi trường ấm áp và ánh sáng đồi dao tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loại tảo (Watson et al. Trên hồ Dầu Tiếng, tảo xuất hiện với sự đa dạng và thường nở hoa, đồng thời sản xuất độc tố gây ô nhiễm môi trường và gây hậu quả nghiêm trọng cho hệ sinh thái. Trong số các loài tao, tảo lam, hay còn gọi là vi khuẩn lam, là loại phố biến nhất (Nguyen Hoang, et al.
Hiện nay, có hai phương pháp chính dé giám sát tao nở hoa là phương pháp quan trắc và viễn thám. Mặc dù việc sử dụng quan trắc dé giám sát tảo nở hoa mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại một số nhược điểm như không thé theo đõi tảo nở hoa trong các vùng rộng lớn hoặc khó tiếp cận. Hơn nữa, việc duy trì và vận hành các trạm quan trắc đòi hỏi chi phí và nguồn lực đáng kể. Ngoài ra, sự biến động tự nhiên của môi trường cũng là một yếu tô quan trọng cần được xem xét.
Các biến động trong điều kiện thời tiết, dòng chảy nước, và mật độ tảo nở hoa có thê gây ra sự biến động không mong muốn trong dữ liệu quan trắc, làm giảm tính chính xác và đáng tin cậy của thông tin thu thập được. Vì thế, hiện 1 nay phương pháp viễn thám được sử dụng phổ biến nhờ những ưu điểm mà nó mang lại. Đầu tiên, nó có khả năng giám sát trên diện rộng, bao gồm cả các khu vực khó tiếp cận hoặc hẻo lánh. Thứ hai, tính liên tục của viễn thám cho phép theo đối sự phát triển của tao nở hoa theo thời gian một cách thường xuyên.
Thứ ba, thông tin cung cấp từ công nghệ này thường có độ chính xác và đáng tin cậy, đặc biệt là về mật độ và phân bồ của tảo nở hoa. Ngoài ra, viễn thám cũng tiết kiệm thời gian và chi phí so với các phương pháp truyền thống. Khả năng da dạng hóa dữ liệu từ viễn thám cũng là một điểm mạnh, cho phép sử dụng nhiều loại dữ liệu như ảnh đa phổ, radar, và đữ liệu độ phân giải cao. Viễn thám được sử dụng rộng rãi trên khắp thé giới trong giám sát tao nở hoa ở khu vực hồ, sông, và ven biển.
Dựa trên ảnh vệ tinh, một số chỉ số được phát triển dé tính toán nồng độ tao nở hoa như FAI, AFAI, ABDI, SABI và đã được ứng dụng tại một số khu vực như hồ Iron Gate và Copco, California, My (Kislik et al., 2022), hồ Hulun, Trung Quốc (Cao et al., 2021), hồ Trị An (Nguyen et al., 2020), đặc biệt là ở hồ Dầu Tiếng (Dao et al., 2023; Nguyen Hoang et al., 2021; Bui et al. Trong đó, chỉ số FAI và ABDI được đánh giá cao do khả năng phát hiện và đo lường chính xác tảo nồi và tảo nở hoa. Ở Việt Nam, việc sử dụng mạng lưới nơ-ron nhân tạo (ANN) và các thuật toán hai kênh (2BDA) và ba kênh (3BDA) đã cho thấy hiệu quả cao trong dự đoán và lập bản đồ phân bố của tảo nở hoa. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào sử dụng các chỉ số như FAI, AFAI, ABDI, SABI ở nước ta.
Xuất phát từ các lý do trên, đề tài “Giám sát tảo nở hoa tại hồ Dầu Tiếng dựa trên ảnh vệ tỉnh Sentinel-2” đã được thực hiện. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát là áp dung dit liệu vệ tinh từ Sentinel-2 dé giám sát sự nở hoa của tảo tại hồ Dầu Tiếng trong giai đoạn 2019- 2024 nhằm mục đích cung cấp một cái nhìn toàn diện và chính xác về quy mô, phân bồ và xu hướng biến đổi của tảo nở hoa trong thời gian qua, từ đó giúp tăng cường khả năng dự báo và quản lý hiệu quả về hiện tượng này. Các mục tiêu cụ thể như sau: e Thanh lập bản đồ phân bố tảo nở hoa ở hồ Dầu Tiếng hàng tháng từ tháng 1/2019 đến tháng 5/2024. e _ Phân tích tính chu kì va xu hướng tảo nở hoa trên hồ Dầu Tiếng hàng tháng trong giai đoạn trên.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là tảo nở hoa. Pham vi nghiên cứu là hồ Dầu Tiếng trong giai đoạn 1/2019 - 5/2024, bỏ qua đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại tảo nở hoa. TONG QUAN TAI LIEU 2. Tống quan về tảo nở hoa Tao là các vi sinh vật quang hợp phô biến trong hầu hết các môi trường sống, từ dang đơn bào nhỏ đến đạng đa bào phức tạp.
Khi mật độ tảo trong môi trường nước tăng nhanh chóng, chúng có thể tạo ra hiện tượng được gọi là "tảo nở hoa". Đây là thuật ngữ chỉ sự bùng phát đột ngột của các tế bào tảo, vượt quá mức trung bình của một vùng nước cụ thê. Hiện tượng này xảy ra khi mật độ tế bao tảo tăng đột ngột từ vài chục hoặc vài trăm tế bào/mL lên hơn 10.000 tế bao/mL. Khi mật độ tảo dat mức khoảng 100.000 tế bào/mL, nó có thể gây ra tác động tiêu cực đến sức khỏe của con người và các sinh vật khác (WHO, 2003).
kShiốnih Điểm lăng cực đại Hình 2. Mỗi quan hệ mang tinh thời vụ của mạng lưới vi sinh vật (hệ thong tái sinh) và sự nở hoa (Assmy et al., 2019) Sự bùng phát tao nở hoa gây ra những tốn thất kinh tế, xã hội va sinh thái đáng kẻ, ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực như nguồn nước uống, ngành thủy sản, nông nghiệp, du lịch và bất động sản. Khi tảo nở hoa, chúng làm giảm lượng ánh sáng mặt trời cần thiết cho các loài thực vật dưới nước, là nguồn thức ăn và môi trường sông của cá va các sinh vật khác. Điều này có thé gây ra những tác động tiêu cực lớn đến hệ sinh thái, bao gồm thay đổi màu 4 nước, làm mat mỹ quan của ao/hé, gây ra mùi hôi hoặc vị khó chịu.
Hơn nữa, sự bùng phát của tảo cũng có thê làm giảm khả năng phục hồi của mạng lưới thức ăn và môi trường sống, góp phần tạo ra tình trạng thiếu oxy và gây ra cái chết hoặc đầu độc cho các sinh vật sống trong hệ sinh thái thủy sinh, bao gồm cả cá. Trong những thập kỷ gần đây, sự nở hoa của tảo đã bùng phát mạnh mẽ trên toản cầu, được thúc day bởi việc tang lượng chất đinh dưỡng và các yếu tố khí hậu như nhiệt độ, lượng mưa và bức xạ mặt trời (Cao et al. Sự bùng phát của tảo nở hoa là hậu quả của sự dư thừa chất dinh dưỡng từ phân bón, nước thải và nước mưa tràn, kết hợp với điều kiện thuận lợi như ánh sáng mặt trời đầy đủ, nhiệt độ 4m áp và dòng nước chảy chậm. Đầu tiên, tảo nở hoa thường bắt nguồn từ sự ô nhiễm chất dinh dưỡng, đặc biệt là du thừa lượng nitơ và phốt pho, được gọi là hiện tượng "phú dưỡng hoá".
Những chất dinh dưỡng này thường xâm nhập vào môi trường nước từ nhiều nguồn, bao gồm nước thải từ các nhà máy công nghiệp, bề tự hoại, nước mưa chảy từ khu dân cư và trang trại, cũng như từ lượng mưa. Khi nitơ và phốt pho tăng cao trong nước kết hợp với nhiệt độ, ánh sáng mặt trời và dòng chảy thấp có thé kích hoạt sự bùng phát tảo nở hoa. Bên cạnh đó, ngoài các nguồn thải từ bên ngoài, điều kiện khí hậu, thuỷ văn thuận lợi cũng góp phần làm gia tăng sự nở hoa của tảo, cụ thể là ở môi trường ấm áp và ít nhiễu loạn. Tảo phát triển thành từng đám, bao phủ bởi một lớp sén sệt và có khả năng nỗi, tạo ra cặn lớn trên bề mặt, sự sinh sôi này thường làm nước chuyên sang màu lục.
Mùa xuân đến đầu mùa thu thường là thời điểm nỗi bật nhất trong năm vi kha năng phát triển mạnh ở vùng nước 4m trong điều kiện ánh sáng cao đã cho phép chúng tạo ra sự nở hoa mạnh mẽ. Tảo thường xuất hiện doc theo bờ biển, bờ hồ và lòng hồ, những nơi dư thừa chất dinh dưỡng, nơi tiếp nhận nguồn nước từ bên ngoài. Vị trí địa lý Hồ Dầu Tiếng được hình thành bởi sự chặn dòng thượng lưu của sông Sài Gòn, với việc khởi công xây dựng bắt đầu từ năm 1981 và hoàn thành vào năm 1985. Hệ thống công trình thuỷ lợi này nằm trải dài trên các tỉnh Tây Ninh, Bình Phước, Bình Dương, Long An và thành phố Hồ Chí Minh.
Diện tích mặt nước của hồ là 27.000 ha, nằm trên vùng đồi núi thấp của ba tỉnh Tây Ninh, Bình Phước và Bình Dương, với độ cao trung bình khoảng 50 m so với mực nước biên. Đập chính và các cau trúc quan trọng khác nằm trên sông Sài Gòn, cách thị tran Dầu Tiếng, huyện Dau Tiếng, tinh Bình Dương khoảng 10 km về phía Bắc. Hệ thống kênh tưới và tiêu nước nằm giữa sông Sài Gòn và Vàm Cỏ Đông, bao gồm các khu vực thuộc tỉnh Tây Ninh, thành phó Hồ Chí Minh, Bình Dương và Long An (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2000) (Hình 2. Hồ Dầu Tiếng là một hồ chứa đa chức năng, được sử dụng đề ngăn lũ, cung cấp nước sinh hoạt, tưới tiêu, rửa mặn, cải thiện chất lượng nước của sông Sài Gòn và hỗ trợ nuôi trồng thủy sản (Dao et al.