Ảnh minh họa

Nuôi trồng thủy sản (NTTS) cung cấp 47% nguồn thực phẩm từ nghề cá và là một trong những ngành sản xuất phát triển nhanh nhất trong thời đại ngày nay (FAO, 2012). Nuôi trồng thủy sản, như với bất kỳ hoạt động kinh tế khác, nó cũng sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên, phụ thuộc chặt chẽ với điều kiện đầu vào (như nước, giống, thức ăn) cũng như các quá trình tham gia (ví dụ: sức tải môi trường, mật độ nuôi, các giải pháp giảm tải chất thải nguy hại (bao gồm thức ăn thừa) trong quá trình nuôi, giám sát môi trường và quản lý dịch bệnh, …). Tương tác của NTTS lên môi trường có thể được đánh giá, so sánh thông qua các lợi ích về xã hội, kinh tế và cả vấn đề môi trường, chẳng hạn như cung cấp thực phẩm, tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập, cải thiện dinh dưỡng và sức khỏe, giảm tải áp lực lên nguồn giống tự nhiên, … Tương tác với môi trường cũng có thể tạo ra những tác động tiêu cực. Chất thải được tạo ra bởi các hoạt động nông nghiệp, NTTS xả thải vào môi trường có thể có tác động tiêu cực đến tài nguyên thiên nhiên, giảm chất lượng và số lượng của chúng. Để giảm thiểu tác động tiêu cực của NTTS lên môi trường sống việc giám sát chất lượng nước ở vùng nuôi là cần thiết. Hiện nay, việc giám sát chất lượng môi trường nước đã được thực hiện rộng rãi trên thế giới và cả ở Việt Nam, phục vụ cho các mục đích khác nhau như giám sát chất lượng môi trường nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải do hoạt động công nghiệp, giám sát môi trường ở các vùng nuôi trồng thủy sản, … Các chỉ số chất lượng nước bao gồm các đặc tính vật lý, hóa học và sinh học xác định bằng cách lấy mẫu từ thực địa và sau đó phân tích các mẫu trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, việc giám sát môi trường bằng các phương pháp lấy mẫu truyền thống đòi hỏi tốn nhiều thời gian, công sức và cả tiền bạc. Hơn thế nữa, tính không đồng nhất về thời gian của việc lấy mẫu ở vùng ven bờ, làm bức tranh phân bố chung của các yếu tố môi trường đôi khi bị sai lệch nhiều so với thực tế. Việc áp dụng ảnh vệ tinh kết hợp với sử dụng tài liệu đo đạc thực tế, nhằm xác định các thuật toán địa phương của các thông số môi trường, là một cách tiếp cận hiệu quả, nó cho phép khắc phục dần các nhược điểm trên, nhằm tạo điều kiện thuận tiện cho việc giám sát chất lượng môi trường nước bằng sử dụng tư liệu ảnh viễn thám đa thời gian. Hàm lượng Chlorophyll-a, nhiệt độ nước biển tầng mặt, hàm lượng vật lơ lửng và độ đục là các tham số môi trường cơ bản ven biển thường được đo đạc trong các các mạng lưới giám sát môi trường vùng ven bờ (Gohin et al., 2011), đồng thời chúng có thể xác định tốt bằng tư liệu ảnh viễn thám màu, với độ tin cậy đủ cao. Chlorophyll-a là sắc tố diệp lục sinh ra nhờ quang hợp, nó được sử dụng như một chỉ thị thể hiện sự phong phú của thực vật phù du và thể hiện trạng thái dinh dưỡng hiện hữu của các hệ sinh thái thủy sinh. Chlorophyll-a là chỉ số thể hiện trạng thái dinh dưỡng vì hoạt động như một liên kết giữa nồng độ chất dinh dưỡng, đặc biệt là phốt pho và sản phẩm của tảo. Sự nở hoa của vi tảo, thường bị ảnh hưởng bởi hiện tượng phú dưỡng trong nước, liên quan trực tiếp đến hàm lượng chlorophyll-a vì nó rất cần thiết cho quá trình quang hợp (Allan và ctv., 2007). Chlorophyll-a được sử dụng trong quang hợp oxy và được tìm thấy trong thực vật, tảo và cyanobacteria. Việc hiểu rõ mối quan hệ giữa chlorophyll-a với các chất dinh dưỡng, các yếu tố môi trường, việc xem xét yếu tố nào là ảnh hưởng mạnh nhất lên sự thay đổi trạng thái dinh dưỡng của hệ sẽ hỗ trợ cho chúng ta tốt hơn trong quản lý NTTS tập trung. Nhiều nhà nghiên cứu đã chứng minh việc tăng nồng độ chlorophyll-a gây ra sự giảm sự thích ứng phổ ở các bước sóng ngắn, đặc biệt là trong dải màu xanh lam (Dekker và Petter, 1993; Ritchie và ctv., 2003). Chlorophyll-a là một trong những thông số quan trọng trong giám sát môi trường vùng nuôi NTTS, và dễ dàng trích xuất từ các loại ảnh viễn thám màu hải dương khác nhau. Bài báo này tập trung trình bày khả năng trích xuất các thông số môi trường (hàm lượng chlorophyll-a, hàm lượng chất lơ lững, nhiệt độ nước biển tầng mặt) từ tư liệu ảnh viễn thám độ phân giải cao như Landsat 8 - OLI (30 m) và ảnh Sentinel 2 - MSI (10 m) phục vụ giám sát chất lượng môi trường vùng nuôi trồng thủy sản. Việc trích xuất các thông số môi trường vào thời điểm xảy ra sự cố môi trường làm cá Bớp và các vật nuôi chết hàng loạt ở vùng nước đỉnh vịnh Vân Phong - Khánh Hòa cuối năm 2016 sẽ được sử dụng như một ví dụ minh họa.

Vào những ngày cuối tháng 11 năm 2016, hiện tượng chết hàng loạt của cá Bớp nuôi đã xảy ra ở trong vịnh Vân Phong, huyện Vạn Ninh tỉnh Khánh Hòa. Thông qua việc trích xuất các thông số nước ven biển như hàm lượng chlorophyll-a, hàm lượng chất lơ lửng, nhiệt độ bề mặt biển từ ảnh viễn thám có độ phân giải cao như vệ tinh Landsat-8 (Landsat-8/OLI), và MultiSpectral Instrument Sentinel 2 (Sentinel 2 - MSI) cho phép giải thích nguyên nhân gây chết hàng loạt của cá Bớp nuôi trong khu vực. Hàm lượng chlorophyll-a, nhiệt độ nước biển cao bất thường ở đỉnh vịnh Vân Phong vào tháng 10 và tháng 11 năm 2016. Sự hâm nóng nước biển ở vùng nước nông, nước lưu thông kém là các yếu tố quyết định sự tăng cao thường xuyên của nhiệt độ nước ở các khu vực này. Nhiệt độ nước biển cao sẽ kích thích cho sự tăng trưởng và phát sinh hiện tượng nở hoa của tảo gây hại trong điều kiện thích hợp. Tảo Ceratium fucas nở hoa phát sinh vào cuối tháng 10 năm 2016 từ chất thải do NTTS ở Tuần Lễ trôi về phía Nam và đạt đỉnh vào tháng 11 năm 2016. Tảo Ceratium fucas nở hoa gây “thủy triều đỏ”, làm giảm mạnh lượng oxy hòa tan trong nước. Thêm vào đó, với mật độ dày, tảo bám vào mang cá, gây nên hiện tượng nghẽn mang, khiến cá chết do thiếu oxy. Vùng đất bồi khu dân cư mới Vĩnh Yên hình thành từ 2011 là yếu tố tiềm tàng gây ra tảo gây hại nở hoa và ô nhiễm vùng nước ở đỉnh vịnh Vân Phong.