Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Thử nghiệm ứng dụng viễn thám và GIS vào dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:66

Thêm vào BST

Báo xấu

74
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu: Bước đầu xây dựng thử nghiệm mô hình ứng dụng dữ liệu ảnh viễn thám độ phân giải thấp và GIS vào dự báo khai thác cá ngừ đại dương (Thunnus albacares và Thunnus obesus) ở vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Thử nghiệm ứng dụng viễn thám và GIS vào dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN DUY THÀNH THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội, 2013
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN DUY THÀNH THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM Chuyên ngành: Bản đồ - Viễn thám và Hệ thông tin địa lý Mã số: 60.44.76 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Ngọc Thạch Hà Nội, 2013
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nguyễn Duy Thành
LỜI CẢM ƠN Là một học viên cao học của Khoa Địa lý, ĐH KHTN, ĐHQG Hà Nội, em muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến các Thầy – Cô trong và ngoài Khoa, những người đã giúp đỡ em trên con đường học tập và nghiên cứu trong giai đoạn vừa qua. Những thông tin kiến thức mà em nhận được qua quá trình học tập sẽ giúp em vững bước trên con đường nghiên cứu của riêng mình trong giai đoạn tiếp theo. Đặc biệt, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch, trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp đã gặp không ít khó khăn nhưng bằng tri thức và kinh nghiệm, Thầy đã tận tình chỉ bảo em tìm hướng tháo gỡ giải quyết các vấn đề một cách hợp lý nhất để hoàn thành luận văn này. Em cũng muốn gửi lời cảm ơn đến Viện Nghiên cứu Hải sản và Trung tâm Trung tâm Động lực học Thuỷ khí Môi trường, ĐHKHTN là những cơ quan cho phép em được khai thác dữ liệu để thực hiện luận văn đồng thời em muốn gửi lời cảm ơn tới các đồng nghiệp đã động viên và giúp đỡ em hoàn thiện luận văn ở mức tốt nhất có thể. Sau cùng, em muốn gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè và gia đình, đặc biệt là bố mẹ và vợ em là những người luôn động viên và giúp đỡ em kịp thời vượt qua những khó khăn trong cuộc sống để hoàn thành khóa học.
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH PHẦN MỞ ĐẦU...................................................................................................................... 1 .......................................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................ 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................................. 2 4. Các k t quả đạ được của đề tài ............................................................................. 3 5. C u trúc của đề tài .................................................................................................. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 4 1.1. Đặt vấn đề............................................................................................................ 4 1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu .............................................................. 7 2 Nước ngoài ........................................................................................................ 7 22 ệ Na ............................................................................................................ 9 1.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 11 1.3.1. P ươ g á uyê g a ................................................................................ 11 1.3.2. P ươ g áp phân tích thống kê .................................................................... 12 1.3.3. P ươ g á v ễn thám .................................................................................. 14 1.3.4. P ươ g á GIS............................................................................................ 14 1.3.5. P ươ g á bả đồ ....................................................................................... 15 1.4. Giới hạn phạm vi nghiên cứu .......................................................................... 16 1.4.1. Khu vực nghiên cứu ........................................................................................ 16 1.4.2. Thời gian nghiên cứu ...................................................................................... 17 43 ư l ệu, dữ liệu sử dụng .................................................................................. 17 CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU............................................... 21 2.1. Vị trí địa lý ........................................................................................................ 21 2.1.1. Mô tả vùng biển nghiên cứu............................................................................ 21 2.1.2. Tiề ă g ủa vùng nghiên cứu trong nghề cá xa bờ .................................... 21 2.1.3. Vị trí về an ninh và chủ quyền lãnh hải .......................................................... 21
2.2. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................ 22 22 K ượng hả vă ........................................................................................... 22 2.2.2. Phân bố nhiệ độ ............................................................................................. 22 2.2.3. Dòng chảy ....................................................................................................... 23 2 2 4 Hà lượng chlorophyll-a tầngmặt ................................................................. 23 2.2.5. Nguồn lợi cá nổi lớn vùng biển xa bờ ............................................................. 25 2.3. Các đặc điểm sinh học sinh thái cá ngừ đại dương....................................... 26 23 Cá đặ đ ểm sinh học sinh thái cá ngừ vây vàng .......................................... 26 2 3 2 Cá đặ đ ểm sinh học sinh thái cá ngừ mắt to .............................................. 32 2.3.3. Sả lượ g đá bắ và á gư ụ đá bắt .................................................. 35 CHƯƠNG III: THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO CÁ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM............ 37 3.1. Một số yếu tố hải dương học ........................................................................... 37 3.2. Sản lượng và năng suất khai thác cá ngừ đại dương .................................... 40 3.2.1. Sả lượng khai thác cá ngừ đạ dươ g ........................................................... 40 3 2 2 Nă g su t khai thác và xu th bi độ g ă g su t cá ngừ đạ dươ g .......... 42 3.3. Phương trình tương quan giữa cá và một số yếu tố môi trường ................. 44 3.4. Kết quả nghiên cứu .......................................................................................... 45 3.4.1. Mô hình nghiên cứu và quy trình dự báo........................................................ 45 3.4.2. K t quả dự báo gư rường khai thác cá ngừ đại dươ g thử nghiệm. ........... 48 3.4.3. Kiểm chứ g và đá g á k t quả dự báo thử nghiệm. .................................... 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................ 53 1. Kết luận ............................................................................................................. 53 2. Kiến nghị ........................................................................................................... 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................... 56
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AATSR - the Advanced Along Track Scanning Radiometer ALMRV – Assessment of the Living Marine Resources in Vietnam AMSRE - the Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer CLS Collecte localization satellite CPUE Catch per unit effort GHRSST - A Group for High Resolution Sea Surface Temperature MOVIMAR monitor the ocean and water resources of Vietnam project NOAA The National Oceanic and Atmospheric Administration NWP - Numerical Weather Prediction OSTIA -The Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis SEAFDEC Southeast Asian Fisheries Development Center SEVIRI - the Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager SST - Sea Surface Temperature TMI - the Tropical Rainfall Measuring Mission Microwave Imager VASEP – Vietnam Association Seafood Exporters and Producers,
DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Thành phần sản lượng (Tỷ lệ % so với tổng sản lượng) cá ngừ bắt được bảng các nghề qua số liệu điều tra độc lập và giám sát hoạt động khai thác .............. 6 Bảng 2. Bảng thống kê sản lượng của từng nghề khai thác theo thời gian............... 13 Bảng 3. Bảng thống kê CPUE theo không gian (ô lưới) .......................................... 13 Bảng 4. Nguồn số liệu câu vàng cá ngừ.................................................................... 18 Bảng 5. Giá trị cực trị chlorophyll-a các tháng trong năm ở vùng biển xa bờ Trung bộ............................................................................................................................... 24 Bảng 6. Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác bằng câu vàng qua số liệu điều tra độc lập và giám sát hoạt động khai thác ...................................................... 41 Bảng 7. Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác bằng câu vàng qua số liệu điều tra độc lập, tháng 4/5 giai đoạn 2000- 2008...................................................... 41 Bảng 8. Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác bằng câu vàng qua số liệu giám sát hoạt động khai thác, tháng 4/5 giai đoạn 2000- 2009 ................................ 42 Bảng 9. Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác bằng câu vàng qua số liệu nhật ký khai thác, tháng 4/5 giai đoạn 2000- 2009 ................................................... 42 Bảng 10. Biến động năng suất trung bình khai thác cá đại dương từ 2000 đến 2009 trong chuyến biển tháng 4/5...................................................................................... 43 Bảng 11. Các yếu tố môi trường biển cơ bản .......................................................... 44 Bảng 12. Tổng hợp thông tin cơ bản liên quan cá môi trường trung bình tháng nhiều năm của nghề lưới câu vàng ..................................................................................... 45 Bảng 13. Cấp chia dự báo ......................................................................................... 51 Bảng 14. Kết quả đánh giá cấp dự báo ..................................................................... 51 Bảng 15. Sai số tương đối ......................................................................................... 51 Bảng 16. Sai số tuyệt đối .......................................................................................... 52
DANH MỤC HÌNH Hình 1. Giới hạn vùng biển nghiên cứu .................................................................... 16 Hình 2. Phần mềm chuyên dụng Themsis viewer dung để chiết rút dữ liệu hải dương ........................................................................................................................ 17 Hình 3. Bản đồ ký hiệu khu ô trong phạm vi dự báo ................................................ 20 Hình 4. Nhiệt độ đặc trưng các tháng trong năm ở vùng biển xa bừ Trung bộ ........ 23 Hình 5. Xu thế biến động hàm lượng chlorophyll-a và nhiệt độ tằng mặt qua các tháng trong năm ở vùng nghiên cứu ......................................................................... 25 Hình 6. Nhiệt độ bề mặt trung bình tháng 3/2013 ................................................... 37 Hình 7. Nhiệt độ bề mặt trung bình tháng 4/2013 .................................................... 37 Hình 8. Nhiệt độ trung bình tầng 50m tháng 3/2013 ................................................ 38 Hình 10. Nhiệt độ và dòng chảy 3D trong tháng 3 (trái) và tháng 4 (phải) năm 2013. . 39 Hình 9. Nhiệt độ trung bình tầng 50m tháng 4/2013 ................................................ 38 Hình 11. Chlorophyll tháng 4 năm 2013. ................................................................. 40 Hình 12. Biểu đồ xu thế biến động ........................................................................... 43 Hình 13. Sơ đồ quy trình công nghệ xây dựng bản đồ dự báo khai thác hạn tháng . 48 Hình 14. Bản dự báo cá ngừ đại dương thử nghiệm (tháng 4 – trái) và (tháng 5 - phải). ......................................................................................................................... 50
Trang 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Khai thác tiềm năng từ biển nói chung và khai thác nguồn lợi hải sản nói riêng đã, đang và sẽ đối mặt với rất nhiều yếu tố rủi ro trên biển. Chính vì vậy, an toàn trên biển để hoạt động sản xuất luôn được quan tâm. Dự báo ngư trường khai thác nguồn lợi hải sản (sau đây gọi tắt là dự báo khai thác) sẽ góp phần cảnh báo nguy cơ có thể xảy ra hiện tượng thời tiết bất thường trên biển vì dự báo các trường hải dương và khí tượng là phần không tách rời của dự báo ngư trường khai thác, ngư trường khai thác cá ngừ đại dương thường là ngư trường xa bờ. Bên cạnh đó, việc tổ chức và điều phối hoạt động khai thác dựa vào kết quả dự báo sẽ góp phần giảm bớt áp lực ở những ngư trường truyền thống, có nghĩa là sẽ giảm nguy cơ mâu thuẫn trong khai thác. Trước bối cảnh, giá nhiên liệu luôn có những diễn biến khó lường và thường có xu thế tăng nhiều hơn giảm, trong khi đó, sản lượng khai thác đánh bắt được lại tăng không đáng kể. Do đó, hiệu quả hoạt động khai thác hải sản đang dần kém hấp dẫn, đặc biệt là hoạt động khai thác hải sản xa bờ. Dự báo khai thác sẽ cung cấp cả thông tin về không gian và thời gian khai thác, giúp cho người hoạt động khai thác có được thông tin cần thiết nhằm giảm chi phí cho việc tìm kiếm ngư trường vốn đang trở lên tốn kém và mất an toàn. Dữ liệu để thiết lập dự báo khai thác được sử dụng thông qua việc thiết lập chương trình điều tra, khảo sát, giám sát và nhật ký khai thác, thực tế, nguồn dữ liệu này nếu sử dụng cho việc kiểm chứng, đánh giá chất lượng dự báo là rất có hiệu quả. Thực tế, dữ liệu thu thập qua các chương trình này sẽ gặp phải một số hạn chế như chi phí lớn, nhiều người thực hiện, chuỗi dữ liệu theo thời gian gián đoạn, ảnh hưởng nhiều bởi yếu tố thời tiết…dẫn đến việc lập dự báo khai thác thiếu tính chính xác vì không đủ thông tin. Bên cạnh đó, ứng dụng công nghệ khoa học mới trong công tác thành lập bản đồ chuyên đề như GIS, phương pháp thống kê không gian, các mô hình dự báo…vào lĩnh vực này còn hạn chế đã vô hình làm giảm tính chính xác, năng suất lao động thấp (lập bản dự báo theo phương pháp truyền thống mất nhiều thời gian).
Trang 2 Hoạt động khai thác dựa trên kết quả dự báo sẽ không chỉ làm giảm thiểu va chạm không đáng có trên biển mà còn có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc bảo vệ chủ quyền lãnh hải, mỗi ngư dân trên biển là một chiến sỹ canh giữ vùng nước, vùng trời của Tổ quốc. Trước đòi hỏi yêu cầu thực tiễn, trước diễn biến phức tạp về quyền - chủ quyền lãnh hải và trước sự phát triển về khả năng ứng dụng các phương tiện và công nghệ hiện đại “thử nghiệm ứng dụng viễn thám và GIS vào dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam” có ý nghĩa cả về khoa học, chính trị và kính tế xã hội, đó cũng chính là lý do được chọn cho luận văn tốt nghiệp với nội dung này. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung Bước đầu xây dựng thử nghiệm mô hình ứng dụng dữ liệu ảnh viễn thám độ phân giải thấp và GIS vào dự báo khai thác cá ngừ đại dương (Thunnus albacares và Thunnus obesus) ở vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam. Mục tiêu cụ thể Ứng dụng dữ liệu ảnh viễn thám độ phân giải thấp từ dự án MOVIMAR (MODIS, NOAA-AVHRRH, SEAWIFF…) vào nghiên cứu trường nhiệt mặt biển (SST), chlorophyll và dòng chảy. Ứng dụng công nghệ GIS để mô hình hóa dữ liệu từ ảnh viễn thám độ phân giải thấp kết hợp với dữ liệu thống kế phục vụ dự báo ngư trường cá ngừ đại dương. Kiểm chứng và đánh gía kết quả dự báo thử nghiệm. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Điều tra, thu thập các thông tin, tài liệu, tư liệu, dữ liệu lịch sử có liên quan về nhiệt độ, chlorophyll và dòng chảy. Điều tra, thu thập các thông tin, tài liệu, tư liệu, dữ liệu lịch sử có liên quan về nguồn lợi nghề cá ngừ đại dương.
Trang 3 Nghiên cứu các đặc trưng sinh học sinh thái cá ngừ đại dương (Thunnus albacores và Thunnus obesus). Nghiên cứu xác định mối tương quan giữa biến động ngư trường với trường nhiệt mặt biển phục vụ xây dựng dự báo. Xây dựng thử nghiệm bản dự báo khai thác ngắn hạn quy mô tháng cho đối tượng là cá ngừ đại dương. Kiểm chứng, đánh giá kết quả dự báo thử nghiệm. 4. Các k t quả đạt được của đề tài Đưa ra được mô hình và quy trình dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam. Bản dự báo thử nghiệm ngư trường khai thác cá ngừ địa dương tháng 4 và tháng 5 năm 2013. 5. C u trúc của đề tài Phần mở đầu Chương I. Tổng quan về vấn đề và phương pháp nghiên cứu Chương II. Đặc điểm khu vực liên quan đến nội dung nghiên cứu Chương III. Thử nghiệm ứng dụng viễn thám và GIS vào dự báo cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ trung bộ Việt Nam
Trang 4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. Đặt vấn đề Ở Việt Nam, cá ngừ đại dương là một trong những mặt hàng chiếm vị trí quan trọng trong cơ cấu hàng xuất khẩu thuỷ hải sản tới nhiều nước trên thế giới; Nhật Bản, Mỹ, Hàn Quốc, Mexico, các nước Châu Âu, Trung Đông chiếm tỷ trọng lớn về giá trị xuất khẩu. Theo Hiệp hội chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam (VASEP), tính đến hết tháng 7/2012, Kim ngạch xuất khẩu cá ngừ Việt Nam kể từ đầu năm đến nay đã đạt 343,4 triệu USD, tăng bình quân 48,2%, tính riêng trong tháng 7 con số này là 57,4 triệu USD, tăng 126,8% so với cùng kì năm ngoái [18]. Chính vì vậy (bên cạnh nguyên nhân nguồn lợi hải sản ven bờ đã và đang suy giảm nghiêm trọng do bị khai thác quá mức), trong chiến lược phát triển ngành thuỷ sản đến 2020, Nhà nước xác định mục tiêu ưu tiên phát triển các nghề đánh bắt xa bờ, tiến tới vươn ra các ngư trường quốc tế, đồng thời đã chọn cá ngừ đại dương là một trong những đối tượng hàng đầu để phát triển nghề khai thác xa bờ [5]. Vươn khơi khai thác xa bờ đã và đang được sự khuyến khích, đầu tư của Nhà nước và hiện đã trở thành các hoạt động phổ biến của ngư dân và các doanh nghiệp, nhất là ở các tỉnh Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa.. Mặc dù đã có được vị trí nhất định trong cơ cấu ngành nghề khai thác biển, song hoạt động khai thác xa bờ cho đến nay vẫn chủ yếu dựa trên kinh nghiệm của ngư dân nên sản lượng khai thác không ổn định, đầu tư cho sản xuất kém hiệu quả, nhất là trong vài ba năm gần đây khi giá nhiên liệu và giá sản phẩm khai thác có những biến động không lường trước. Điều này khẳng định rằng, khai thác biển nói chung và khai thác xa bờ nói riêng không chỉ đòi hỏi về đầu tư trang thiết bị kỹ thuật, lực lượng lao động và năng lực quản lý phù hợp mà còn rất cần sự đóng góp của khoa học nghề cá, trong đó dự báo khai thác xa bờ là một yêu cầu cấp thiết. Dự báo ngư trường khai thác được chia thành: Một là, dự báo hạn ngắn (short-term forecast) là dự báo có quy mô thời gian 1 tuần đến 10 ngày, nửa tháng, một tháng và ba tháng. Dự báo khai thác cá ngắn hạn tập trung dự đoán những thay đổi rất có thể xảy ra trong một tương lai gần ở những nơi cá tập trung:
Trang 5 Hai là, dự báo hạn dài (long-term forecast) là dự báo có quy mô thời gian từ 6 tháng đến 1 năm tương ứng với chu kỳ mùa và chu kỳ năm, dự báo này là những dự định khả năng biến đổi hoặc ổn định trong chu kỳ dài của các điều kiện hải dương và điều kiện đánh cá cho một vùng biển nghiên cứu dưới tác động đặc trưng bằng 2 cực trị gió mùa tương ứng với biến động sản lượng cá khai thác theo mùa: Ba là, dự báo siêu dài hạn (super long-term forecast) có khoảng thời gian từ 2 năm đến 20 năm, là dựa trên giả định về một đại lượng còn chưa biết, trên cơ sở dự báo khí tượng-hải dương. Kết quả công tác dự báo ngư trường khai thác đã và đang được thực hiện và ứng dụng vào thực tiễn từ trước đến nay thật đáng trân trọng. Tuy vậy, lượng thông tin được sử dụng trong việc thiết lập các bản dự báo khai thác vẫn đang dừng lại dữ liệu nghề cá (dữ liệu đơn biến) mà chưa ứng dựng dữ liệu hải dương học vào công tác này, đặc biệt là dữ liệu hải dương học khai thác từ dữ liệu ảnh vệ tinh. Nhằm nâng cao chất lượng dự báo khai thác đề tài KC.09.14/06-10 đã xây dựng dự báo dựa trên mối tương quan giữa các yếu tố môi trường với nguồn lợi nghề cá, tuy vậy, kết quả của đề tài này còn cần được kiểm chứng, them vào đó, mô hình ứng dụng dữ liệu viễn thám của đề tài vẫn chưa thể hiện rõ tính ưu việt của nguồn tư liệu viễn thám. Cá ngừ đại dương được xem là đối tượng khai thác chính của các loại nghề xa bờ trong đó có nghề câu vàng cá ngừ đại dương (sau đây gọi tắt là nghề câu vàng), rê trôi và vây khơi. Có 3 loài thuộc họ cá thu ngừ (Scombridae) nằm trong nhóm cá ngừ đại dương gồm có cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares), cá ngừ mắt to (Thunnus obesus) và cá ngừ vằn (Katsuwonus pelamis). Ngoài cá ngừ vằn, 2 loại cá cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to đều có kích thước lớn (từ 700 - 2000 mm, khối lượng từ 1,6 - 64 kg), có giá trị kinh tế cao và có nhu cầu lớn trên thị trường thế giới [9]. Tại Hội thảo Đánh giá sản lượng cá ngừ Việt Nam, tổ chức từ ngày 2 - 6/4/2012 tại Đà Nẵng cho thấy, Bình Định hiện có 508 tàu khai thác cá ngừ, Khánh Hòa có 97 tàu, Phú Yên có 522 tàu, cá ngừ cập cảng của 3 tỉnh này chủ yếu là cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to (VASEP). Theo bản thỏa thuận khung đã ký kết giữa UBND
Trang 6 tỉnh Phú Yên với các nhà đầu tư Nhật Bản tháng 3 năm 2011 về hợp tác thu mua, chế biến, bảo quản và xuất khẩu cá ngừ đại dương, giá khung mục tiêu thu mua cá ngừ đại dương cho ngư dân Phú Yên được ấn định từ 12 – 20 USD/kg (Báo Nông nghiệp). Tỷ lệ phần trăm bắt gặp trong tổng sản lượng từ các chuyến điều tra và giám sát của cá ngừ vây vàng bằng nghề câu vàng cho sản lượng cao nhất đặc biệt đối với chương trình điều tra [7]. Bảng 1. Thành phần sản lượng (Tỷ lệ % so với tổng sản lượng) cá ngừ bắt được bảng các nghề qua số liệu điều tra độc lập và giám sát hoạt động khai thác Tỷ lệ % Loài Ng ề âu và g Rê trôi Vây k ơ Điều tra Giám sát Điều tra Giám sát Điều tra Giám sát Cá Ngừ vây vàng 34,88 28,42 3,20 5,37 0,02 - Cá Ngừ mắt to 6,08 17,14 0,65 2,27 0,05 0,36 Cá Ngừ vằn 0,61 0,27 49,50 21,65 - 0,14 Cá ngừ khác 0,24 0 6,8 42,28 3,64 18,26 Tổng 41,81 45,83 60,15 71,57 3,71 18,76 Loài khác 58,19 54,17 39,85 28,43 96,29 81,24 Nguồn: Mai Văn Điện và Bách Văn Hạnh Bảng 1 cho thấy sản lượng khai thác cá ngừ vây vàng chiếm tỷ lệ phần trăm cao nhất trong cả hai chương trình khảo sát (34,88%) và giám sát hoạt động (28,42%) trong nghề câu vàng so với các loài khác thuộc nhóm cá ngừ đại dương. Theo Đào Mạnh Sơn, tỷ lệ sản lượng của cá ngừ đại dương trong tổng sản lượng khai thác của các chuyến điều tra bằng nghề câu vàng khá cao, nằm trong nhóm 6 loài cá nổi lớn chiếm sản lượng ưu thế của nghề câu vàng. Cụ thể, cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares) chiếm 16,00 - 37,20%, cá ngừ mắt to (Thunnus obesus) chiếm 1,88 - 9,56 % tổng sản lượng khai thác.
Trang 7 Để có thể ứng dụng dữ liệu ảnh viễn thám độ phân giải không gian cao hiện vẫn rất khó trong các lĩnh vực khoa học vì giá thành của những loại dữ liệu ảnh này còn khá cao, ngược lại, dữ liệu ảnh viễn thám độ phân giải thấp đang được sử dụng khá phổ biển vào nhiều ngành nghề khoa học khác nhau, giá thành của nó ở mức độ hợp lý. Tuy vậy, việc khai thác và đưa vào ứng dụng tư liệu này cho công tác dự báo ngư trường khai thác (gọi tắt là dự báo) đến nay vẫn chưa được áp dụng tại Việt Nam. Công nghệ GIS đã bước đầu được đưa vào ứng dụng để lập các bản dự báo mà Viện Nghiên cứu Hải sản đã thực hiện, tuy nhiên, việc ứng dụng công nghệ này đang dừng lại ở mức độ thành lập bản đồ chuyên đề về thông thường là bản đồ dự báo (bằng phần mềm Mapinfo), chưa được áp dụng công nghệ GIS để tích hợp giữa các mô hình và các cơ sở dữ liệu (CSDL) nghề cá và hải dương học vào trong môi trường GIS (ArcGIS, Mapinfo…) phục vụ công tác dự báo. Do vậy, dự báo khai thác có hiệu quả và phát triển nghề cá biển bền vững cần xây dựng được một quy trình dự báo khai thác phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam. Trong khuôn khổ luận văn tốt nghiệp này, tác giả tập trung vào khai thác dữ liệu viễn thám độ phân giải thấp, ứng dụng công nghệ GIS và nghiên cứu đối tượng cá ngừ đại dương – cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares) và cá ngừ mắt to (Thunnus obesus) với tên đề tài là “T ử g ệ ứ g dụ g v ễ á và GIS vào dự báo gư rườ g k a á á gừ đạ dươ g ở vù g b ể xa bờ Trung Bộ ệ Na ”. 1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu 1.2.1. Nướ goà Trên thế giới, việc dự báo phân bố và biến động nguồn lợi hải sản nói chung và ngư trường nói riêng là một hướng ưu tiên phát triển của sinh học biển và hải dương học nghề cá, nhất là ở các quốc gia có các đội tàu đánh bắt xa bờ và đại dương phát triển mạnh như Mỹ, Nhật, Nga, Nauy, Hàn Quốc, Đài Loan và Ấn Độ. Tại quốc gia này, công tác dự báo khai thác xây dựng từ việc khai thác các tư liệu ảnh vệ tinh để thu thập thông tin, dữ liệu và chiết rút dữ liệu (nhiệt độ, chlorophyll-a, dòng chảy...) kết hợp với nguồn dữ liệu nghề cá phục vụ công tác dự báo khai thác. Tại Ấn độ, khai thác sử dụng tư liệu ảnh NOAA AVHRR cho nghiên cứu chỉ số nhiệt độ bề
Trang 8 mặt biển (SST) và chlorophyll phục vụ công tác dự báo nghề cá để tìm kiếm những khu vực có tiềm năng đánh bắt cho sản lượng cao [23]. Ngoài chỉ số về SST và chlorophyll, chỉ số độ cao nhiệt độ bề mặt nước biển (SSH) cũng được phân tích từ dữ liệu ảnh viễn thám kết hợp với dữ liệu cá ngừ vây vàng từ nghề câu vàng để tìm ra các mối tương quan có ý nghĩa giữa sản lượng khai thác đối tượng này với các yếu tố hải dương học phục vụ cho việc dự báo vùng tập trung cá ngừ vây vàng trong thời gian gần thực (near real time) [6]. Trung Quốc, công tác dự báo khai thác cũng được tiến hành thường xuyên, các nghiên cứu tập trung vào việc thiết lập các dự báo khai thác hải sản ngắn hạn. Bên cạnh đó, các nghiên cứu cũng đã cung cấp các dự báo khai thác dài hạn phục vụ cho việc định hướng phát triển nghề cá. Bên cạnh đó, chương trình nghiên cứu cá nổi đại dương (PFRP) do Đại học Hawaii tiến hành từ năm 1996 đến nay ở khu vực Tây Thái Bình Dương đã ứng dụng công nghệ phân tích ảnh viễn thám các trường hải dương, đánh dấu cá ngừ và nghiên cứu về đặc điểm sinh thái học để xây dựng các dự báo khai thác cá nổi lớn đại dương. Trong khu vực, Trung tâm phát triển nghề cá Đông Nam Á (SEAFDEC) đã chú trọng và đặt nền tảng vào lĩnh vực dự báo khai thác, kết quả thể hiện qua các ấn phẩm như: Pelagic Tuna Longline (Câu vàng cá ngừ) phát hành tháng 11/2003, Tuna purse seine (Nghề vây cá ngừ), tháng 3/2004, On board Fish handling and preservation technology (Công nghệ sơ chế và bảo quản thuỷ sản trên tàu cá), tháng 9/2005…Tại Hội thảo khoa học được tổ chức ngay 6-7 tháng 3 năm 2012 tại Holiday Inn Melaka, Malaysia, nhóm tác giả Nurdin, S, Lihan, T & Mustapha, A.M thuộc trường đại học Kebangsaan chỉ ra rằng dự báo ngư trường khai thác cá bạc má bằng công nghệ viễn thám với chỉ số SST dao động 29.94 ± 0.230C và chlorophyll-a 0.31 ± 0.10 mg/m3 thích hợp cho mật độ phân bố cá bạc má cao[20]. Như vậy, ở nhiều nước trên thế giới việc ứng dụng dữ liệu viễn thám vào công tác dự báo ngư trường khai thác cá biển đã được thực hiện và phục vụ có hiệu quả cho ngành công nghiệp khai thác hải sản.
Trang 9 1.2.2. ệ Na Ở Việt Nam, công tác này đã góp một phần thông tin cho ngư dân khai thác, quản lý hoạch định chính sách trong lĩnh vực khai thác hải sản. Hiện nay, công tác dự báo ngư trường khai thác đang được Bộ, Ngành và các địa phương hết sức quan tâm, tuy nhiên, dự báo ngư trường khai thác đảm bảo chất lượng cao để khai thác có hiệu quả đang được đặt ra. Theo Lê Đức Tố (1995), những đảm bảo khoa học cho dự báo khai thác cần phải tuân theo các quy luật biến động của đời sống sinh vật biển bao gồm nguồn lợi khai thác liên quan mật thiết đến các quá trình khí tượng- hải dương biến đổi theo quy mô thời gian khác nhau từ dài, trung bình và ngắn và tương ứng với nó là quy mô không gian từ toàn cầu đến khu vực cụ thể. Một số nghiên cứu lĩnh vực dự báo khai thác được thực hiện từ khá sơm, giai đoạn 1960-1962 Chương trình hợp tác Việt Nam và Liên Xô, giai đoạn 1962-1965 triển khai nhiều đợt tổng thể về nghề cá đáy và mô trường ở vùng biển Vịnh Bắc Bộ... thông qua các đề tài từ cấp bộ đến cấp Nhà nước. Giai đoạn gần đây, các đề cấp Nhà nước liên tục được thực hiện với các nội dung nghiên cứu liên quan trực tiếp đến công tác dự báo khai thác nhằm nâng cao chất lượng dự báo khai thác, nổi bật là đề tài; Một là đề tài “Luận chứng khoa học cho việc dự báo bi động sả lượng và phân bố nguồn lợ á”, giai đoạn 1991-1995 (Lê Đức Tố chủ nhiệm) [14]. Mục đích của đề tài là nhằm nghiên cứu và tìm ra khả năng dự báo khai thác cá ở vùng biển nước ta. Đây được coi là đề tài nghiên cứu theo hướng Hải dương học nghề cá đầu tiên ở Việt Nam. Đề tài đã xây dựng được các luận cứ khoa học liên quan đến các bài toán dự báo trong lĩnh vực Hải dương học nghề cá vùng biển Việt Nam, chỉ rõ vai trò quan trọng của sự biến động các trường khí tượng, hải dương tới biến động phân bố và sản lượng cá khai thác và sự cần thiết phải nghiên cứu chúng một cách cơ bản, khoa học phục vụ công tác dự báo cá. Đề tài đã bước đầu ứng dụng một số mô hình dự báo và quản lý nguồn lợi cá khai thác (mô hình xác suất, VPA, LCA) tại vùng biển Nam Trung Bộ và vịnh Bắc Bộ đối với một số loài cá ( nục sò, chỉ vàng, mối thường, mối hoa, mối vạch) đạt kết quả khá tốt. Các kết quả nghiên
Trang 10 cứu còn cho thấy vai trò quan trọng của các cấu trúc hải dương như hoạt động nước trồi, các front, các khối nước,... đối với phân bố nguồn lợi cá biển Việt Nam. Trong quá trình xây dựng và khai thác cơ sở dữ liệu hải dương học nghề cá, đề tài đã nhận thấy nhiều bất cập trong việc xây dựng dự báo môi trường và nguồn lợi cá biển ở nước ta, cụ thể là sự thiếu hụt và tính không đồng bộ của nguồn dữ liệu thống kê nghề cá, đặc biệt là ở vùng biển xa bờ. Hai là đề tài “Ng ên cứu c u trúc ba chiều nhiệt muố và oà lưu B ển Đô g và á ứng dụ g”, giai đoạn 1996-2000 (Đinh Văn Ưu chủ nhiệm) [16]. Đề tài đã tạo cơ sở khoa học cho việc dự báo các trường hải dương, đã được triển khai, sử dụng mô hình tiên tiến và công nghệ tính toán hiện đại. Các kết quả đáp ứng các yêu cầu dự báo các cấu trúc hải dương đặc trưng liên quan tới phân bố và biến động nguồn lợi cá mà trước đây chưa làm được, cho thấy tính khả thi của việc áp dụng các mô hình dự báo biển hiện đại phù hợp với điều kiện ở nước ta. Tuy nhiên, mục tiêu của đề tài chỉ dừng lại ở việc dự báo các trường hải dương trên quy mô lớn, mà chưa gắn kết được với các bài toán dự báo cá khai thác. Ba là đề tài “Xây dựng mô hình dự báo cá khai thác và các c u trúc hải dươ g ó l ê qua ục vụ đá bắt xa bờ ở vùng biển Việt Nam”, giai đoạn 2001- 2004 (Đinh Văn Ưu chủ nhiệm) [17]. Đề tài đã triển khai và đánh dấu sự khởi đầu về xây dựng cơ sở khoa học của mô hình dự báo cá khai thác tại vùng biển xa bờ, đồng thời bước đầu thiết lập hệ thống thông tin dự báo khai thác và các cấu trúc hải dương có liên quan. Đề tài đã đưa ra quy trình dự báo đa quy mô ( hạn dài, hạn vừa và hạn ngắn) ở vùng biển xa bờ miền Trung và Đông Nam bộ. Kết quả đề tài cũng đã xây dựng được các tập bản đồ điều kiện hải dương học nghề cá vùng biển xa bờ; các bản dự báo vụ cá Nam năm 2004 (mùa, quý, tháng); sổ tay hướng dẫn khai thác nghề câu vàng. Tuy vậy, đề tài còn có một số tồn tại như; một là các CSDL hải dương và CSDL nghề cá còn tồn tại độc lập với nhau, thiếu tính liên tục và chưa đồng bộ; hai là dự báo các trường hải dương học chưa đi sâu vào các cấu trúc nhỏ do thiếu nguồn dữ liệu đầu vào và chưa cập nhật được các nguồn dữ liệu viễn thám; ba là các nghiên cứu về sinh học, sinh thái cá ngừ đại dương phục vụ dự báo chưa
Trang 11 được quan tâm; bốn là chưa xây dựng được quy trình dự báo khai thác hạn ngắn; năm là việc kiểm chứng và đánh giá kết quả dự báo còn chưa được triển khai một cách có hiệu quả. Bốn là đề tài “Ứng dụng và hoàn thiện qui trình công nghệ dự báo gư rường phục vụ khai thác hải sản xa bờ”giai đoạn 2007-2010 (Đoàn Văn Bộ chủ nhiệm) [4]. Đề tài đã đạt được; Một là có được hệ thống các CSDL hải dương học, nghề cá hoàn chỉnh cho phép đánh giá và dự báo ngư trường theo công nghệ tiên tiến phục vụ quản lý khai thác hợp lý nguồn lợi hải sản xa bờ; Hai là có quy trình dự báo theo phương pháp tương quan đa biến giữa ngư trường với các yếu tố môi trường biển cơ bản; Ba là có được các kết quả kiểm chứng (lý thuyết) các dự báo với mực độ tin cậy cao, tuy vậy, các kết quả này chưa được kiểm chứng thực tế. Như vậy, Dự báo khai thác được quan tâm từ rất sớm, giai đoạn 1997-2010, công tác này là nhiệm vụ thường niên " à lậ dự báo k a á á và ộ số loà ả sả ằ sử dụ g ợ lý guồ lợ " do Viện Nghiên cứu Hải sản thực hiện. Đề tài đã thu được nhiều kết quả trong việc xây dựng bản dự báo khai thác cá và các loài hải sản theo nghề, mùa vụ ( vụ bắc và vụ nam), theo tháng. Các bản dự báo được gửi đến Đài tiếng nói Việt Nam, Chi cục Bảo vệ nguồn lợi thuỷ sản các tỉnh ven biển và phát hành rộng rãi đến các cá nhân, tổ chức liên quan phục vụ thực tiễn sản xuất (gián đoạn ở 6/2011-3/2013). 1.3. Phương pháp nghiên cứu 1.3.1. P ươ g á uyê g a Phương pháp chuyên gia là phương pháp tổng hợp thu thập các ý kiến chuyên gia trong lĩnh vực dự báo khai thác và các lĩnh vực có liên quan đưa ra những dự đoán khách quan về tương lai phát triển của lĩnh vực khoa học kỹ thuật này dựa trên việc xử lý có hệ thống các đánh giá của chuyên gia. Đây là phương pháp dự báo mang tính định tính, cụ thể nội dung của nó gồm; a. Thành lập nhóm chuyên gia Nhóm chuyên gia được lập thành 2 nhóm cơ bản là nhóm các chuyên gia dự báo và nhóm chuyên gia phân tích;