Tổng quan nghiên cứu

Vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, với diện tích khoảng 1.553 km² và gần 2.000 đảo lớn nhỏ, là một trong những khu vực đa dạng sinh học biển quan trọng của Việt Nam. Nơi đây được UNESCO công nhận là Di sản Thiên nhiên Thế giới từ năm 1994 và được bình chọn là một trong bảy kỳ quan thiên nhiên thế giới mới vào năm 2011. Hệ sinh thái biển tại Vịnh Hạ Long rất phong phú với hơn 185 loài thực vật phù du, 140 loài động vật phù du, 300 loài động vật nhuyễn thể, 200 loài giun nhiều tơ, 13 loài da gai và 326 loài động vật tự du. Đặc biệt, ngành Da gai (Echinodermata) đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc quần xã sinh vật đáy biển, góp phần duy trì sự cân bằng sinh thái và hỗ trợ phát triển các rạn san hô khỏe mạnh.

Tuy nhiên, sự phát triển đô thị hóa và công nghiệp đã gây áp lực lớn lên các hệ sinh thái biển, làm suy giảm đa dạng sinh học, trong đó có ngành Da gai. Nghiên cứu thành phần loài và phân bố của ngành Da gai tại Vịnh Hạ Long nhằm mục tiêu đánh giá đa dạng sinh học, xác định sự phân bố các nhóm da gai, từ đó cung cấp cơ sở khoa học cho công tác bảo tồn và phát triển bền vững nguồn lợi thủy sản cũng như du lịch sinh thái tại khu vực. Nghiên cứu được thực hiện trong tháng 6 năm 2021, tập trung khảo sát tại nhiều điểm khác nhau trong Vịnh Hạ Long, với các chỉ số đa dạng sinh học và phân bố được đo lường cụ thể.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết sinh thái về đa dạng sinh học và phân bố loài trong môi trường biển ven bờ. Ngành Da gai gồm năm lớp chính: Crinoidea (huệ biển), Asteroidea (sao biển), Ophiuroidea (đuôi rắn), Echinoidea (cầu gai) và Holothuroidea (hải sâm). Các loài da gai có vai trò sinh thái quan trọng như tiêu hóa vật chất hữu cơ chết, duy trì sự trong sạch của môi trường nước và hỗ trợ cấu trúc rạn san hô. Lý thuyết về chỉ số tương đồng Sorenson được áp dụng để đánh giá mức độ giống nhau về thành phần loài giữa các điểm khảo sát, giúp phân tích sự phân bố và đa dạng của ngành Da gai trong khu vực.

Các khái niệm chính bao gồm: đa dạng loài, phân bố không gian, chỉ số tương đồng, hệ sinh thái biển ven bờ và vai trò sinh thái của ngành Da gai. Mô hình phân tích tập trung vào mối quan hệ giữa điều kiện môi trường (pH, độ muối, nhiệt độ, oxy hòa tan) và sự phân bố của các loài da gai.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ khảo sát thực địa tại 9 điểm khác nhau trong Vịnh Hạ Long vào tháng 6 năm 2021. Phương pháp chọn mẫu bao gồm thu mẫu trực tiếp bằng thiết bị lặn SCUBA, thu mẫu định lượng bằng dây mặt cắt 100 m và cuốc sinh học, cùng với lưới vét để thu mẫu định tính. Mỗi điểm khảo sát được thu 3 mẫu để đảm bảo tính đại diện. Cỡ mẫu tổng cộng khoảng 400 m² cho mỗi dây mặt cắt, với các đoạn khảo sát được chia nhỏ để tăng độ chính xác.

Phân tích số liệu sử dụng phần mềm Excel 2010 để nhập liệu và vẽ biểu đồ, phần mềm Primer 6 để tính chỉ số tương đồng Sorenson giữa các điểm khảo sát. Timeline nghiên cứu kéo dài trong tháng 6 năm 2021, bao gồm thu thập mẫu, xử lý mẫu tại phòng thí nghiệm và phân tích dữ liệu. Phương pháp kế thừa cũng được áp dụng để so sánh kết quả với các nghiên cứu trước đây nhằm đánh giá sự thay đổi thành phần loài theo thời gian.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Đa dạng loài ngành Da gai tại Vịnh Hạ Long: Tổng cộng 12 loài thuộc 5 lớp da gai được xác định, bao gồm các loài thuộc lớp Đuôi rắn (Ophiuroidea), Cầu gai (Echinoidea), Hải sâm (Holothuroidea), Sao biển (Asteroidea) và Huệ biển (Crinoidea). Số lượng loài tại các điểm khảo sát dao động từ 5 đến 11 loài, với điểm khảo sát số 3 (Hồ Tùng Ngón) có đa dạng cao nhất với 10 loài.

  2. Phân bố không gian của các loài: Các loài da gai phân bố không đồng đều, tập trung nhiều ở các khu vực có cấu trúc nền đáy đa dạng như rạn san hô và đáy đá. Loài Diadema setosum (cầu gai đen) và Amphipolis kochii (đuôi rắn) là những loài phổ biến nhất, xuất hiện tại hầu hết các điểm khảo sát với tỷ lệ xuất hiện trên 80%.

  3. Chỉ số tương đồng Sorenson: Chỉ số tương đồng giữa các điểm khảo sát dao động từ khoảng 0,5 đến 0,85, cho thấy sự tương đồng thành phần loài khá cao giữa các khu vực lân cận trong Vịnh Hạ Long. So sánh với các khu vực lân cận khác, chỉ số tương đồng giảm xuống dưới 0,6, phản ánh sự khác biệt về điều kiện môi trường và cấu trúc sinh thái.

  4. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường: Các thông số hóa lý nước như pH dao động từ 7,33 đến 8,04, độ muối từ 8,9 ‰ đến 29 ‰, nhiệt độ nước từ 20,8°C đến 33,1°C và oxy hòa tan từ 5,1 mg/l đến 9,88 mg/l. Mùa mưa có pH và độ đục cao hơn mùa khô, trong khi độ muối và oxy hòa tan thấp hơn. Sự biến động này ảnh hưởng đến mật độ và phân bố của các loài da gai, đặc biệt là các loài nhạy cảm với độ mặn và oxy như hải sâm.

Thảo luận kết quả

Sự đa dạng và phân bố của ngành Da gai tại Vịnh Hạ Long phản ánh đặc điểm sinh thái phức tạp của vùng biển ven bờ nhiệt đới. Mức độ đa dạng loài tương đối cao so với các vùng biển khác của Việt Nam, tuy nhiên số lượng loài ghi nhận thấp hơn một số nghiên cứu trước đây do phạm vi khảo sát hạn chế và tác động của biến đổi môi trường. Các loài phổ biến như Diadema setosum đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cấu trúc rạn san hô và cân bằng sinh thái.

Chỉ số tương đồng Sorenson cho thấy sự liên kết sinh thái giữa các điểm khảo sát trong Vịnh, phù hợp với các nghiên cứu về phân bố loài trong môi trường biển ven bờ. Sự khác biệt về thành phần loài giữa các khu vực có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ xuất hiện loài và bản đồ phân bố không gian.

So với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với mô hình phân bố ngành Da gai tại các vùng biển nhiệt đới, nơi các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ mặn và oxy hòa tan là những nhân tố chính ảnh hưởng đến sự sống và phát triển của các loài. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh vai trò của ngành Da gai trong việc giữ gìn chất lượng nước và hỗ trợ đa dạng sinh học rạn san hô, góp phần vào phát triển bền vững kinh tế biển và du lịch sinh thái.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường giám sát và bảo vệ môi trường biển: Thiết lập hệ thống quan trắc thường xuyên các chỉ số môi trường như pH, độ muối, oxy hòa tan để kịp thời phát hiện và xử lý các tác động tiêu cực đến ngành Da gai. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh, thời gian: liên tục hàng năm.

  2. Phát triển các khu bảo tồn biển và rạn san hô: Bảo vệ các khu vực có đa dạng ngành Da gai cao, đặc biệt là các rạn san hô và đáy đá, nhằm duy trì môi trường sống tự nhiên cho các loài. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý Vịnh Hạ Long, thời gian: 3-5 năm.

  3. Nghiên cứu và phát triển nuôi trồng ngành Da gai: Khuyến khích nghiên cứu nuôi trồng các loài có giá trị kinh tế như cầu gai và hải sâm để giảm áp lực khai thác tự nhiên, đồng thời tạo nguồn thu nhập bền vững cho cộng đồng địa phương. Chủ thể thực hiện: Viện Hải dương học, các trường đại học, thời gian: 2-4 năm.

  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục, truyền thông về vai trò sinh thái và kinh tế của ngành Da gai, khuyến khích cộng đồng tham gia bảo vệ nguồn lợi thủy sản. Chủ thể thực hiện: UBND tỉnh Quảng Ninh, các tổ chức phi chính phủ, thời gian: liên tục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Sinh học biển: Luận văn cung cấp dữ liệu chi tiết về thành phần loài và phân bố ngành Da gai, hỗ trợ nghiên cứu chuyên sâu về đa dạng sinh học và sinh thái biển.

  2. Cơ quan quản lý tài nguyên biển và môi trường: Thông tin về phân bố và đa dạng ngành Da gai giúp xây dựng chính sách bảo tồn và quản lý bền vững nguồn lợi thủy sản tại Vịnh Hạ Long.

  3. Người nuôi trồng và khai thác thủy sản: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển nuôi trồng các loài da gai có giá trị kinh tế, đồng thời cảnh báo về tác động môi trường đến nguồn lợi tự nhiên.

  4. Các tổ chức phát triển du lịch sinh thái: Hiểu biết về đa dạng sinh học ngành Da gai giúp thiết kế các tour du lịch sinh thái bền vững, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Ngành Da gai gồm những lớp nào và đặc điểm chính của chúng?
    Ngành Da gai gồm 5 lớp chính: Huệ biển (Crinoidea), Sao biển (Asteroidea), Đuôi rắn (Ophiuroidea), Cầu gai (Echinoidea) và Hải sâm (Holothuroidea). Mỗi lớp có đặc điểm hình thái và sinh thái riêng, ví dụ cầu gai có gai dài bảo vệ, hải sâm có thân mềm dạng ống, sao biển có cánh tay tỏa tròn.

  2. Tại sao ngành Da gai quan trọng đối với hệ sinh thái biển?
    Da gai giúp tiêu hóa vật chất hữu cơ chết, giữ cho nước biển sạch, hỗ trợ cấu trúc rạn san hô và duy trì cân bằng sinh thái. Một số loài còn có giá trị kinh tế và dược liệu quan trọng.

  3. Phương pháp thu mẫu ngành Da gai trong nghiên cứu này là gì?
    Sử dụng lặn SCUBA thu mẫu trực tiếp, dây mặt cắt 100 m để đếm số lượng, cuốc sinh học và lưới vét để thu mẫu định tính và định lượng. Mẫu được xử lý và phân tích tại phòng thí nghiệm.

  4. Các yếu tố môi trường nào ảnh hưởng đến phân bố ngành Da gai?
    Các yếu tố như pH, độ muối, nhiệt độ nước và hàm lượng oxy hòa tan ảnh hưởng đến sự sống và phân bố của các loài da gai. Mùa mưa và mùa khô có sự biến động các chỉ số này, tác động đến mật độ loài.

  5. Làm thế nào để bảo tồn ngành Da gai tại Vịnh Hạ Long?
    Bảo tồn cần kết hợp giám sát môi trường, phát triển khu bảo tồn biển, nghiên cứu nuôi trồng bền vững và nâng cao nhận thức cộng đồng về vai trò của ngành Da gai trong hệ sinh thái biển.

Kết luận

  • Xác định được 12 loài ngành Da gai thuộc 5 lớp tại Vịnh Hạ Long, với sự phân bố không đồng đều nhưng đa dạng sinh học cao.
  • Chỉ số tương đồng Sorenson cho thấy sự liên kết sinh thái giữa các điểm khảo sát trong vịnh và sự khác biệt với các khu vực lân cận.
  • Điều kiện môi trường như pH, độ muối, nhiệt độ và oxy hòa tan có ảnh hưởng rõ rệt đến phân bố và mật độ ngành Da gai.
  • Ngành Da gai đóng vai trò quan trọng trong duy trì chất lượng môi trường biển và hỗ trợ phát triển kinh tế thủy sản, du lịch sinh thái.
  • Cần triển khai các giải pháp bảo tồn, giám sát môi trường và phát triển nuôi trồng để bảo vệ nguồn lợi ngành Da gai bền vững.

Next steps: Mở rộng phạm vi khảo sát, tăng cường nghiên cứu đa dạng sinh học theo mùa và áp dụng công nghệ sinh học phân tử để phân loại chính xác hơn. Kêu gọi sự phối hợp giữa các cơ quan quản lý, nhà khoa học và cộng đồng địa phương trong công tác bảo tồn.

Các nhà nghiên cứu và quản lý tài nguyên biển nên sử dụng kết quả này làm cơ sở để xây dựng các chương trình bảo tồn và phát triển ngành Da gai tại Vịnh Hạ Long, góp phần bảo vệ di sản thiên nhiên và phát triển kinh tế bền vững.