Nhằm nghiêu cứu biến động đặc trưng thành phần quần xã và đặc trưng hình thái/chức năng sinh thái (traits) sinh vật phù du vùng ảnh hưởng của sông Mê Kông, các động tức thời của biến động khí hậu (như ENSO) đến cấu trúc quần xã và các đặc trưng về vi lưới thức ăn trong vùng cửa sông Mê Kông dựa trên các số liệu thực địa và thí nghiệm được đánh giá trong năm có hoạt động El Nino + ngay sau thời kỳ El Nino (2016-2017) và năm hậu El nino (2017-2018) và đánh giá các biến động mùa và giữa các năm của vùng lưỡi sông (plume) Mê Kông, GS. TS. Đoàn Như Hải tại Viện Hải Dương học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng các cộng sự đã thực hiện đề tài: “Đáp ứng của sinh vật phù du với động học chu trình sinh địa hóa trong vùng ảnh hưởng của sông Mê Kông”.

Biến động theo thời gian của hàm lượng vật lơ lững (Hình trái), hàm lượng chlorophylla (Hình phải) dọc mặt cắt cửa sông Mekong ra khơi cách bờ 120 km

Sau một thời gian thực hiện (từ 01/08/2017 đến 31/08/2021), đề tài thu được các kết quả theo các nội dung chính như sau:

1. Về đặc trưng thành phần quần xã và đặc trưng chức năng/hình thái sinh thái (traits) sinh vật phù du vùng ảnh hưởng của sông Mê Kông.

- Đề tài phát triển một phương pháp phân định các hệ sinh thái dựa trên các biến môi trường có tác động rõ ràng và có lợi ích sinh học; có chuẩn hóa tích hợp thời gian; và thông số tính toán từ các phép đo hải dương học chuẩn mực. Phương pháp này có thể áp dụng rộng rãi, đơn giản và hiệu quả khi xác định được phân bố không gian của quần xã thực vật phù du. Đề tài cũng so sánh hai hệ thống vùng cửa sông Amazon và Mê Kông và cho thấy các thông số sử dụng để phân định hệ sinh thái là áp dụng tốt.

- Đề tài mô tả và thảo luận phân bố, độ phong phú và tình trạng cộng sinh của các tảo silic là vật chủ trong thời kỳ gió mùa tây nam. Các loài này gọi là DDAs. Trong khu vực nghiên cứu các loài DDA phân bố ở khắp các khu vực có đặc trưng sinh thái khác nhau. Dù vậy, các tỉ lệ nhiễm (tính toán trên mật độ của vật chủ có cộng sinh) và mức độ nhiễm được thấy thấp nhất ở vùng có ảnh hưởng bởi nước trồi.

Đề tài đã nghiên cứu đánh giá tác động của vùng cửa sông Me-Kong và hoạt động nước trồi đến các đặc trưng sinh thái cơ bản (traits) của động vật phù du. Các đặc trưng cơ bản phân tính gồm đặc trưng dinh dưỡng, hình thức thức ăn và sinh sản. Các đặc trưng này được định lượng và phân tích không gian theo vùng địa lý và độ sâu của 4 vùng sinh thái cơ bản đã được phân tích là vùng sông MeKong (MKR) vùng nước trồi (UpW), vùng thềm lục địa/ven bờ (OnSW) và vùng biển khơi (OSW).

- Đề tài phân tích các đặc trưng sinh thái cụ thể sử dụng mô hình hóa cũng được thực hiện trên các loài khác nhau đó là hai loài tảo hai roi Tripos furca và T. fusus. Cả hai loài này thường hay nở hoa nhưng tần suất chỉ ghi nhận T. furca gây chết sinh vật biển nuôi và tự nhiên cao hơn. Tuy vậy, những hiểu biết về đặc trưng sinh thái học của 2 loài này còn hạn chế. Nghiên cứu này áp dụng mô hình MaxEnt sử dụng dữ liệu đầu vào từ nguồn số liệu của các chuyến khảo sát trong vùng biển nam và đông nam bộ nhằm xác định và so sánh entropy của hai loài T. furca và T. fusus dựa trên mức độ ảnh hưởng của 6 biến môi trường (nitrate, phosphate, silicate, độ mặn, nhiệt độ và oxy).

- Đề tài nghiên cứu tính đa dạng loài và ảnh hưởng của nước trồi, vùng ven bờ và ngoài khơi đến cấu trúc quần xã trùng lông.

2. Tác động tức thời của biến động khí hậu (như ENSO) đến cấu trúc quần xã và các đặc trưng về vi lưới thức ăn trong vùng cửa sông Mê Kông.

- Phân tích các đặc trưng của môi trường (nguồn ni tơ) và tương tác với các bậc dinh dưỡng khác nhau cùng với nguồn thức ăn (sinh khối thực vật phù du) của động vật phù du được phân tích bằng các đồng vị bền trong amino acid của chúng. Vị trí dinh dưỡng trong bình (TP) của động vật phù du được xác định ở 4 hệ sinh thái đặc trưng của vùng biển Nam Việt Nam bao gồm: lưỡi cửa sông Mekong, vùng nước trồi ven bờ, vùng nước trên thềm lục địa và vùng nước biển khơi. Các dồng vị bền của amino acid ở các lớp kích thước động vật phù du cùng với trong nước và chất lơ lửng được sử dụng để đánh giá sự thay đổi của nguồn gốc ni tơ và TP của động vật phù du của cả 4 hệ sinh thái. Các kết quả đã chứng minh có sự thay đổi nguồn ni tơ cho các hoạt động sản suất sinh học từ NO3 của vùng gân bờ, cạn và xáo trộn mạnh đến nguồn ni tơ tái sử dụng từ các thực vật phù du cố định đạm ở vùng nước nghèo dinh dưỡng có tầng sáo trộn sâu hơn.

- Các thí nghiệm phân tích vi lưới thức ăn được thiết lập trong năm 2016 (là năm El nino) và các năm 2018, 2019. Đây là tập số liệu phong phú và mới nhất ở Việt Nam và Đông Nam Á. Tổng cộng có >20 thí nghiệm được thực hiện và một phần của phân tích máy đo dòng tế bào cũng được thực hiện. Xây dựng thuật toán viễn thám để phát hiện 2 dạng của loài tảo hai roi thuộc chi Noctiluca ở Việt Nam và một số khu vực khác trên thế giới. Nghiên cứu này lấy cơ sở từ các đặc trưng sinh thái (trait) về dinh dưỡng (dạng hỗn dưỡng có tảo cộng sinh và dạng dị dưỡng không có tảo cộng sinh), đặc trưng quang học (của tế bào) cùng với các đặc trưng quang học khác của các nhóm tảo khác nhau để xây dựng thuật toán đặc thù cho loài tảo gây nở hoa này.

- Ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa và ENSO cũng có tác động đến đặc trưng sinh thái các loài gây nở hoa vùng nước trồi ven biển. Tác động đến các loài còn gây tương tác với vi môi trường và tính uyển chuyển của loài. Ở vùng biển nước trồi, loài tảo gây nở hoa Phaeocystis globosa là một đặc trưng điển hình về cách thích ứng với môi trường thông qua quá trình thích nghi. Trong năm 2019, trong thời kỳ hoạt động nước trồi chúng tôi khảo sát vi môi trường bên trong tập đoàn của loài này để đánh giá hệ vi sinh vật tại đó nhằm tìm hiểu vì sao loài có thể bùng phát với số lượng lớn ở những năm ENSO khác nhau.

- Ảnh hưởng của biến động khí hậu (như ENSO) được nghiên cứu tác động như thế nào đến cấu trúc quần xã thực vật phù du (TVPD). Số liệu TVPD ở vùng biển Ninh Thuận - Bình Thuận vào năm sau El Niño (2016) và năm ENSO trung tính (2017) được phân tích sử dụng các chỉ số đa dạng sinh học, thành phần loài và mật độ TVPD nhằm so sánh và tìm hiểu tác động của ENSO đến cấu trúc quần xã thực vật phù du vùng nước trồi ven bờ Nam Trung bộ, Việt Nam. Các chỉ số về số lượng loài, độ giàu có loài Margalef, chỉ số đa dạng Shannon, Simpson và mật độ TVPD vào năm trung tính (2017) cao hơn đáng kể so với sau năm sau El Niño (2016) với chỉ số cân bằng Pielou giữa hai thời kỳ không khác biệt. Dựa trên phân tích cấu trúc quần xã SIMPER cho thấy hai thời kỳ rất khác nhau, 82,26%.

3. Biến động mùa và nhiều năm của vùng lưỡi sông (plume) Mê Kông.

Kết quả phân tích các năm 2010 đến 2017 cho thấy:

- Lưỡi nước sông Mekong vươn xa cực đại đạt mức 75 – 80 km vào tháng 7 - 8 hàng năm trùng vào thời kỳ mưa lớn ở vùng hạ lưu. Trong lúc đó vào tháng 03 – 04 năm sau, lưỡi nước sông chỉ vươn xa ở mức 18 – 20 km.

- Sự gia tăng độ đục, hàm lượng vật lơ lững cao xảy ra từ tháng 6 đến tháng 10 hàng năm, khởi đầu với sự tăng nguồn tiếp trầm tích từ sông Mekong và đạt cực đại vào gió mùa mùa hè với lưu lượng cực đại xảy ra vào tháng 9 - tháng 10 hàng năm. Trong khi mực nước hạ lưu sông Mêkông giảm, nồng độ trầm tích lơ lửng vẫn tiếp tục gia tăng ở vùng biển ven bờ ở hai hoặc ba tháng tiếp (tháng 11 đến tháng 1 năm sau).

- Trong khi sự biến thiên theo thời gian của hàm lượng vật lơ lững bị chi phối mạnh mẽ bởi yếu tố mùa thì xu thế biến động chu kỳ dài của lưỡi nước sông liên quan đến sự suy giảm nguồn bồi tích sông Mêkông đổ ra biển. Sự xây dựng các đập chắn thủy điện ở phần thượng lưu sông Mekong có lẽ là một trong nhân tố chính gây ra sự suy giảm nguồn tiếp bồi tích sông Mekong.

- Bằng phân tích biến động hàm lượng Carbon vô cơ không tan – PIC, cho phép phân chia tương đối lưỡi nước sông ở các vùng khác nhau ven bờ Mekong và vùng nước trồi Nam Trung Bộ, chúng bao gồm (1) vùng chịu ảnh hưởng các lưỡi nước sông phía Bắc Phan Thiết; (2) vùng chịu ảnh hưởng lưỡi nước sông Đồng Nai; (3) vùng chịu ảnh hưởng lưỡi nước sông hệ thống sông Tiền; (4) vùng chịu ảnh hưởng lưỡi nước sông hệ thống sông Hậu; (5) vùng chịu ảnh hưởng lưỡi nước mặn ven bờ Sóc Trăng – Bạc Liêu, (6) vùng chịu ảnh hưởng lưỡi nước mặn ven bờ Hòn Khoai – Cà Mau. - Các kết quả phân tích, cũng đã phát hiện các dị thường của lưỡi nước sông độ đục cao vươn xa ra biển vào các năm xảy ra El Nino ở pha suy tàn, cũng như dị thường của lưỡi nước sông “vắt” qua vùng ven bờ Mekong và cách bờ khoảng 60 km vào tháng 7 – 8 trong những năm gần đây tức 2013 – 2017. Các dị thường này, gợi ý cho ta về ảnh hưởng có thể có của biến đổi khí hậu, của nhiệt độ nước biển tăng đến các biến động bất thường của lưỡi nước sông Mekong. Hy vọng rằng các khảo sát bổ sung, các phân tích chi tiết hơn trong thời gian tới sẽ giải quyết trọn vẹn các vấn đề vừa nêu trên.

Trong thời gian thực hiện đề tài, từ nghiên cứu các loài Protoperidinium, đề tài nhận thấy loài P. bipes là loài phổ biến ở vùng biển nghiên cứu cũng như nhiều nơi trên thế giới. Vì vậy khi khảo sát mẫu tại vùng cực mà đề tài có điều kiện tham gia thu mẫu, đề tài thấy ngoài loài P. bipes còn hiện diện 1 loài khác rất giống với nó. Loài được xác định là mới cho thế giới, Protoperidinium smithii H. Doan-Nhu, L. Phan-Tan et L. Nguyen-Ngoc sp. nov, đã được xuất bản trong tạp chí ISI uy tín Polar Biology (ISSN: 0722-4060).

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 20653/2022) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)