Tổng quan nghiên cứu

Hệ sinh thái tùng, áng tại khu vực Vịnh Bái Tử Long, Vịnh Hạ Long và quần đảo Cát Bà là một dạng địa mạo karst ngập triều đặc thù của hệ sinh thái đất ngập nước nhiệt đới. Toàn vùng biển đảo Đông Bắc hiện có khoảng 62 áng với diện tích 289,4 ha và 57 tùng với diện tích hơn 1.000 ha, tạo nên những thủy vực biệt lập với độ trong suốt cao và môi trường sinh thái độc đáo. Vườn quốc gia Bái Tử Long sở hữu hệ tài nguyên sinh vật đa dạng với 2.235 loài động thực vật, trong đó có 108 loài quý hiếm được ghi nhận trong Sách Đỏ Việt Nam và Danh lục Đỏ thế giới. Mặc dù hệ động thực vật bậc cao đã được thống kê chi tiết, các nghiên cứu chuyên sâu về sinh vật phù du và động vật đáy không xương sống, đặc biệt là quần xã giáp xác nhỏ, vẫn còn khoảng trống dữ liệu đáng kể.

Nghiên cứu tập trung giải quyết vấn đề thiếu hụt cơ sở dữ liệu nền tảng về đa dạng sinh học và cấu trúc phân bố không gian của giáp xác nhỏ tại các thủy vực karst khép kín. Mục tiêu cụ thể là xác định thành phần loài, phân tích cấu trúc phân loại học, đánh giá mức độ phong phú và làm rõ quy luật phân bố của giáp xác nhỏ theo tầng nước tại hai thủy vực đại diện là Áng Ông Hương và Áng Ông Tích. Thời gian khảo sát và thu thập mẫu vật thực hiện từ tháng 4 năm 2018 đến tháng 10 năm 2018. Kết quả nghiên cứu đã ghi nhận 65 loài giáp xác nhỏ, trong đó bổ sung tới 36 loài mới cho danh lục sinh vật của Vườn quốc gia Bái Tử Long, cung cấp chỉ số sinh học quan trọng phục vụ công tác giám sát chất lượng nước và bảo tồn hệ sinh thái biển đảo.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ sinh thái học thủy vực nhiệt đới và lý thuyết phân vùng sinh thái trong môi trường karst ngập mặn. Cấu trúc quần xã sinh vật được phân tích dựa trên mô hình tương tác giữa điều kiện hải dương học ven bờ với nền đáy và tầng nước. Hệ thống phân loại giáp xác hiện đại tuân theo khung chuẩn hóa của Martin & Davis năm 2001, kết hợp các chuyên khảo phân loại giáp xác chân chèo Copepoda của Boxshall & Halsey năm 2004 và giáp xác bơi nghiêng Amphipoda của Lowry & Myers năm 2013.

Quá trình đánh giá cấu trúc sinh học sử dụng ba khái niệm trụ cột: tính phong phú loài qua chỉ số Margalef, mức độ đa dạng sinh học qua chỉ số Shannon-Weiner, và độ đồng đều quần thể theo phân bố không gian. Khung lý thuyết này phân chia giáp xác nhỏ thành bốn nhóm hình thái - chức năng chủ đạo gồm giáp xác chân hàm Maxillopoda, giáp xác chân mang Branchiopoda, giáp xác hai mảnh vỏ Ostracoda và giáp xác bậc cao Malacostraca. Sự phân tầng sinh thái giữa tầng mặt lơ lửng và nền đáy trầm tích đóng vai trò cốt lõi để lý giải thích nghi tiến hóa của các loài trong môi trường nước biển kín.

Phương pháp nghiên cứu

Mạng lưới khảo sát thiết lập 6 trạm thu mẫu cố định đại diện cho các tiểu sinh cảnh: 3 điểm tại Áng Ông Hương từ phía Nam, khu vực giữa áng đến phía Bắc và 3 điểm tại Áng Ông Tích gồm vũng nước lợ nhạt, vũng nước mặn và bãi triều bên trong áng. Việc lựa chọn hai áng này dựa trên tính đại diện về cấu trúc địa mạo karst, độ kín của thủy vực và mức độ trao đổi nước với vịnh ngoài.

Mẫu định tính tầng mặt (độ sâu 0-1 mét) được thu bằng lưới vớt sinh vật nổi hình chóp nón với tốc độ kéo 0,5 đến 1,0 m/s; tại vùng nước sâu trên 2 mét, lưới Juday thẳng đứng được sử dụng. Mẫu định lượng tầng mặt thu qua thể tích nước lọc tiêu chuẩn tương ứng 10 mét dây kéo cột nước. Mẫu tầng đáy được thu bằng gàu đáy Petersen có diện tích 25x25 cm (0,0625 m²) ở vùng nước sâu và ô tiêu chuẩn 0,25 m² (50x50 cm) đào sâu 20-30 cm tại bãi triều, kết hợp cào đáy tam giác (30x30x30 cm). Toàn bộ mẫu vật được cố định bằng dung dịch formol 5% hoặc cồn 70%. Trong phòng thí nghiệm, mẫu được phân tích trên buồng đếm Bogorov, giải phẫu hiển vi và định loại dưới kính hiển vi quang học Olympus CH40 có ống vẽ camera lucida ở các độ phóng đại 200 lần, 400 lần và 1000 lần. Dữ liệu được xử lý thống kê bằng phần mềm chuyên dụng PRIMER 6.0 và Microsoft Excel 2010.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích hình thái và cấu trúc phân loại đã xác định được 65 loài giáp xác nhỏ thuộc 42 giống, 31 họ, 6 bộ và 4 lớp khác nhau. Cụ thể:

  • Lớp chân hàm Maxillopoda chiếm ưu thế tuyệt đối với 48 loài, chiếm tỷ lệ 73,85% tổng số loài giáp xác nhỏ ghi nhận, phân bố trong 26 giống và 19 họ. Trong lớp này, bộ Cyclopoida chiếm 17 loài (26,16% tổng số loài), bộ Calanoida chiếm 15 loài (23,07%) và bộ Harpacticoida chiếm 14 loài (21,53%).
  • Lớp Malacostraca (bộ Amphipoda) đứng thứ hai với 11 loài, chiếm tỷ lệ 16,92% tổng số loài, phân bố trong 8 giống và 6 họ.
  • Lớp chân mang Branchiopoda (bộ Diplostraca / Cladocera) ghi nhận 7 loài, chiếm tỷ lệ 10,76% tổng số loài, thuộc 6 giống và 5 họ.
  • Lớp Ostracoda ghi nhận 1 đại diện thuộc giống Paracypris, họ Candonidae, bộ Podocopia, chiếm tỷ lệ 1,54%.

Nghiên cứu đã bổ sung 36 loài mới cho khu hệ sinh vật Vườn quốc gia Bái Tử Long, chiếm tới 55,38% tổng số loài phát hiện. Về phân bố không gian, tầng mặt ghi nhận 39 loài thuộc 26 giống, 18 họ; tầng đáy ghi nhận 31 loài thuộc 24 giống, 21 họ. Chỉ có 5 loài thích nghi rộng xuất hiện đồng thời ở cả hai tầng nước gồm Parvocalanus crassirostris, Pseudodiaptomus bulbosa, Oithona brevicornis, Oncaea venusta và Cletocamptus deitersi.

Thảo luận kết quả

Tỷ lệ trung bình 1,55 loài trên mỗi giống và 2,09 loài trên mỗi họ phản ánh tính đa dạng phân loại bậc cao đặc trưng cho khu hệ sinh vật nhiệt đới biển, nơi mỗi chi thường chỉ có một vài loài chuyên biệt thích ứng với các hốc sinh thái hẹp. Sự ưu thế của bộ Harpacticoida về số họ (10 họ, chiếm 32,25% tổng số họ) và số giống (12 giống, chiếm 28,57% tổng số giống) minh chứng cho sự đa dạng vi môi trường tại lớp trầm tích đáy tùng, áng. Dữ liệu phân bố này có thể được trực quan hóa hiệu quả thông qua biểu đồ cột chồng so sánh tỷ lệ thành phần loài giữa tầng mặt và tầng đáy, kết hợp sơ đồ nhiệt phản ánh mật độ cá thể tại 6 trạm khảo sát.

Đáng chú ý, nhóm giáp xác bơi nghiêng Amphipoda tại hai áng nghiên cứu ghi nhận 11 loài, chiếm 19,29% tổng số 57 loài Amphipoda từng được công bố trên toàn vùng Vịnh Bắc Bộ. Phát hiện loài Vietophoxus longirostris tại Bái Tử Long mở rộng ranh giới phân bố địa lý của loài này từ vùng biển phía Nam (Bà Rịa - Vũng Tàu, Kiên Giang) ra khu vực biển đảo Đông Bắc Bộ. Sự xuất hiện của 36 loài mới phần lớn tập trung ở tầng đáy do điều kiện trầm tích giàu hữu cơ, được che chắn tốt khỏi sóng gió đại dương và có độ mặn ổn định từ 26‰ đến 32‰.

Đề xuất và khuyến nghị

  • Thiết lập mạng lưới trạm quan trắc sinh học định kỳ hàng quý tại 62 áng và 57 tùng trên địa bàn Vườn quốc gia Bái Tử Long. Ban Quản lý Vườn quốc gia chủ trì phối hợp với các viện nghiên cứu chuyên ngành thực hiện trong giai đoạn 2026-2028, theo dõi biến động chỉ số đa dạng Shannon-Weiner duy trì ở ngưỡng trên 2,5.
  • Khoanh vùng bảo vệ nghiêm ngặt 289,4 ha diện tích các áng tự nhiên và thiết lập hành lang đệm chống xâm hại do hoạt động nuôi trồng thủy sản. Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh ban hành quy chế bảo tồn trong vòng 12 tháng tới, cấm tuyệt đối việc xả thải chưa qua xử lý vào các cửa hang ngầm thông biển.
  • Xây dựng cơ sở dữ liệu phân tử và mã vạch DNA cho toàn bộ 65 loài giáp xác nhỏ đã ghi nhận nhằm chuẩn hóa định danh và phát hiện các loài chỉ thị môi trường. Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam điều phối triển khai từ năm 2026 đến năm 2027 với chỉ tiêu giải trình tự 100% các mẫu loài đáy hiếm gặp.
  • Kiểm soát tải lượng khách du lịch sinh thái và tàu thuyền tham quan khu vực tùng, áng karst, áp dụng hạn ngạch không quá 150 lượt thuyền/ngày tại các vùng lõi nhạy cảm. Sở Du lịch tỉnh Quảng Ninh cùng cộng đồng địa phương hoàn thành phương án phân luồng trước mùa du lịch năm 2027 nhằm giảm thiểu 30% lượng chất thải hữu cơ lơ lửng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Nhà nghiên cứu sinh thái học thủy vực và hải dương học: Cung cấp tập dữ liệu định danh chuẩn xác 65 loài giáp xác nhỏ, làm dẫn liệu đối sánh cho các nghiên cứu sinh thái vùng biển ven bờ và hệ thống hồ karst nhiệt đới.
  • Cán bộ quản lý Vườn quốc gia và Khu bảo tồn biển: Ứng dụng mô hình phân bố loài và chỉ số sinh học làm bộ công cụ giám sát sức khỏe hệ sinh thái, phục vụ xây dựng kế hoạch quản lý bảo tồn bền vững.
  • Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Động vật học: Sử dụng như tài liệu chuyên khảo tham khảo về phương pháp thu mẫu tầng mặt, tầng đáy và kỹ thuật phân loại hình thái giáp xác nhỏ hiển vi.
  • Chuyên gia đánh giá tác động môi trường (ĐTM): Sử dụng cấu trúc quần xã giáp xác nhỏ làm sinh vật chỉ thị chất lượng nước trong các dự án phát triển kinh tế biển đảo tại Quảng Ninh và Vịnh Bắc Bộ.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao quần xã giáp xác nhỏ tại hệ sinh thái tùng, áng lại có mức độ biệt lập cao? Tùng và áng karst là các trũng trũng khép kín hoặc chỉ thông với biển ngoài qua hang ngầm và cửa hẹp, tạo nên môi trường nước trong và sóng yếu. Điều kiện thủy văn biệt lập với độ mặn dao động 26-32‰ tạo hốc sinh thái chuyên biệt, khiến thành phần loài phân hóa rõ rệt so với vùng biển mở bên ngoài.

Nghiên cứu đã ghi nhận bao nhiêu loài giáp xác nhỏ mới cho Vườn quốc gia Bái Tử Long? Đề tài đã ghi nhận 36 loài mới bổ sung cho danh lục sinh vật của Vườn quốc gia, chiếm 55,38% tổng số 65 loài phát hiện. Phần lớn các loài mới bổ sung này thuộc nhóm sống tầng đáy của bộ Harpacticoida và bộ Amphipoda, vốn ít được khảo sát trong các giai đoạn nghiên cứu trước đây.

Phương pháp lấy mẫu giáp xác nhỏ tầng đáy có điểm gì khác biệt so với tầng mặt? Mẫu tầng mặt dùng lưới sinh vật nổi chóp nón kéo theo cột nước 10 mét, trong khi mẫu tầng đáy sử dụng gàu Petersen diện tích 0,0625 m² ở độ sâu trên 1 mét hoặc đào ô tiêu chuẩn 0,25 m² sâu 20-30 cm tại bãi triều, sau đó lọc qua rây chuyên dụng để loại bỏ bùn cát.

Ý nghĩa sinh thái của loài Vietophoxus longirostris được ghi nhận trong nghiên cứu là gì? Loài Vietophoxus longirostris thuộc bộ Amphipoda trước đây chỉ được ghi nhận tại vùng biển phía Nam như Bà Rịa - Vũng Tàu và Kiên Giang. Việc tìm thấy loài này tại Áng Ông Tích chứng minh sự kết nối khu hệ động vật đáy ven bờ và mở rộng đáng kể vùng phân bố địa lý sinh vật của loài lên phía Bắc.

Chỉ số tỷ lệ số loài trên số giống (1,55) phản ánh điều gì về cấu trúc quần xã? Tỷ lệ 1,55 loài/giống (với 65 loài thuộc 42 giống) cho thấy mức độ phân hóa loài trong từng chi rất thấp nhưng số lượng chi họ lại rất phong phú. Đây là đặc trưng tiêu biểu của quần xã sinh vật vùng nhiệt đới, nơi tính đa dạng phân loại bậc cao được duy trì qua sự chiếm lĩnh nhiều hốc sinh thái vi mô.

Kết luận

  • Xác định được 65 loài giáp xác nhỏ thuộc 42 giống, 31 họ, 6 bộ và 4 lớp tại hệ sinh thái tùng, áng Vườn quốc gia Bái Tử Long.
  • Bổ sung 36 loài mới cho danh lục sinh vật của khu vực nghiên cứu, mở rộng vùng phân bố khoa học cho nhiều loài giáp xác đáy đặc trưng nhiệt đới.
  • Lớp chân hàm Maxillopoda chiếm ưu thế cao nhất với 48 loài (73,85%), tiếp theo là Malacostraca với 11 loài (16,92%) và Branchiopoda với 7 loài (10,76%).
  • Làm rõ sự sai khác về cấu trúc quần xã theo không gian với 39 loài ở tầng mặt, 31 loài ở tầng đáy và 5 loài phân bố giao thoa hai tầng nước.
  • Công trình thiết lập cơ sở dữ liệu định lượng nền tảng đầu tiên về giáp xác nhỏ trong hệ sinh thái karst ngập mặn vịnh đảo Đông Bắc.

Trong giai đoạn 2026-2030, các nghiên cứu tiếp theo cần mở rộng điều tra chu kỳ mùa tại toàn bộ 62 áng trên Vịnh Bắc Bộ và ứng dụng công nghệ sinh học phân tử để giải mã sâu hơn cấu trúc tiến hóa của các quần xã thủy sinh đặc hữu. Các nhà quản lý và nhà khoa học cần chung tay triển khai ngay các giải pháp khoanh vùng bảo tồn nhằm giữ gìn nguyên vẹn giá trị di sản tự nhiên độc đáo này.