DỰ BÁO SỰ BIẾN ĐỘNG MỘT SỐ THÀNH PHẦN
ĐA DẠNG SINH HỌC HỒ BA BỂ BẰNG MÔ HÌNH
TÍNH TOÁN.
Lưu Lan Hương, Nguyễn Thuỳ Dương
Trường ĐHKHTN, ĐHQG HN
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hồ Ba Bể là một thắng cảnh nổi tiếng không chỉ của Việt
Nam mà còn của thế giới. Hồ Ba Bể đã được các nhà khoa
học quan tâm và nghiên cứu khá nhiều. Các nghiên cứu
thực hiện ở hồ Ba Bể chủ yếu tập trung vào lĩnh vực thuỷ
sinh học và đầm hồ học. Trong các nghiên cứu đã có, việc
dự báo diễn thế sinh thái và môi trường hồ Ba Bể mới chỉ
dừng ở mức định tính theo kinh nghiệm. Gần đây một số
mô hình tính toán gián tiếp mới chỉ dự báo hàm lượng
Phôtpho trung bình của hồ. Việc sử dụng mô hình toán học
để dự báo biến động thuỷ sinh vật và diễn thế sinh thái thuỷ
vực đã được thực hiện ở nhiều nước trên thế giới. Ở Việt
Nam, Công việc này còn mới mẻ và chỉ thực hiện ở một số
thuỷ vực tiêu biểu như hồ Tây ở Hà Nội. Để góp phần quản
lý có hiệu quả và phát triển hệ sinh thái hồ Ba Bể một cách
bền vững, chúng tôi thực hiện đề tài: “Dự báo sự biến động
một số nhóm sinh vật hồ Ba Bể bằng mô hình toán”.
1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1. Đối tượng
Hồ Ba Bể là hồ nước ngọt tự nhiên nằm trên vùng núi cao
phía Bắc nước ta. Hồ chứa đựng nguồn động thực vật
phong phú, đa dạng và độc đáo. Cùng với hệ thống sông
suối trong vùng, hồ Ba Bể đóng vai trò quan trọng đối với
sự giao lưu đi lại của người dân địa phương. Hồ cũng là nơi
cung cấp nguồn thủy sản quan trọng cho nhân dân địa
phương và giữ vai trò to lớn trong việc điều tiết lũ sông
Năng. Vì vậy hồ Ba Bể có nhiều chức năng kinh tế và môi
trường quan trọng đối với các địa phương trong vùng và
các vùng lân cận.
Trong đề tài này chúng tôi tiến hành dự báo sự phát triển
của một số nhóm sinh vật trong hồ như: thực vật nổi (F),
động vật nổi (Z), động vật đáy (B), các nhóm cá ăn thực vật
nổi (S), nhóm cá ăn động vật nổi (MH), nhóm cá ăn động
vật đáy (C).
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng một số phương
pháp cơ bản như thống kê số liệu, phân tích hệ thống, hồi
quy, kỹ thuật mô phỏng. Chúng tôi áp dụng mô hình hệ
sinh thái của Yu. M. Svirezhev, V. P. Krysanova và A. A.
Voinov để phân tích biến động sinh khối của các nhóm sinh
vật. Sau đó, mô phỏng mô hình bằng phần mềm Stella II để
dự báo sự biến động của các nhóm sinh vật đó của hồ trong
thời gian tới.
2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
2.1. Áp dụng mô hình biến động sinh khối thuỷ sinh vật
Mô hình hệ sinh thái của Yu. M. Svirezhev, V. P.
Krysanova và A. A. Voinov bao gồm 11 tiểu mô hình, 45
phương trình và 112 các thông số khác nhau. Nó được thừa
nhận là một mô hình phản ánh khá hoàn chỉnh các quá trình
biến đổi vật chất diễn ra trong hồ. Ngoài các hàm số bắt
buộc trong mô hình là các yếu tố khí hậu, nhiệt độ nước và
tổng số bức xạ mặt trời, còn có các yếu tố điều khiển như
nguồn dinh dưỡng N, P và chế độ thoáng khí.
Trong phạm vi nghiên cứu, chúng tôi chỉ đề cập đến mô
hình biến động sinh khối của 6 nhóm sinh vật trên và mối
quan hệ của nó với một số thành phần có liên quan: ánh
sáng, nhiệt độ, ôxy hòa tan (O), các chất dinh dưỡng (Nitơ-
N, Phospho-P, các mùn hữu cơ-D),...
2.2. Dự báo sự biến động của các nhóm sinh vật
Áp dụng mô hình trên chúng tôi tiến hành mô phỏng để dự
báo sự phát triển của các nhóm sinh vật trong hồ theo 3
phương án sau đây:
Phương án 1: Sử dụng số liệu điều tra thực tế trong những
năm gần đây để mô phỏng
Phương án 2: Mô phỏng theo xu hướng phát triển hiện nay
của các nhóm sinh vật trong hồ qua xử lý dữ liệu bằng
phương pháp hồi quy.
Phương án 3: Mô phỏng cho sự phát triển bền vững của hồ
Mỗi bước mô phỏng là 1 năm, mỗi năm số liệu chạy dao
động theo 4 mùa. Kết quả mô phỏng cụ thể như sau:
Phương án 1
Tiến hành mô phỏng theo số liệu điều tra thực tế, ta thấy
thực vật nổi (F) và động vật nổi (Z) đã phát triển rất nhanh,
sinh vật tiêu thụ (Z) sẽ phát triển sau khi sinh vật sản xuất
(F) tăng nhanh về sinh khối.
Từ hình 1 ta thấy thực vật nổi phát triển rất mạnh kéo theo