Luận án tiến sĩ Môi trường Đất và Nước: Nghiên cứu đặc tính môi trường đất, nước ảnh hưởng đến khả năng phát triển cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) vùng biển Tây Đồng bằng sông Cửu Long

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:196

Thêm vào BST

Báo xấu

62
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án nhằm xác định các yếu tố môi trường đất và nước làm cơ sở phân vùng sinh thái rừng ngập mặn với loài cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) trong quần xã. Sự hiện diện, sinh trưởng, tái sinh, trồng rừng và đánh giá thích nghi cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái biển Tây dưới tác động của các điều kiện tự nhiên của vùng nghiên cứu, làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp tái sinh phục hồi, trồng rừng mới, quản lý bảo vệ rừng và phát triển bền vững rừng ngập mặn trước mắt và lâu dài tại vùng nghiên cứu và các vùng khác có điều kiện tương tự.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Môi trường Đất và Nước: Nghiên cứu đặc tính môi trường đất, nước ảnh hưởng đến khả năng phát triển cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) vùng biển Tây Đồng bằng sông Cửu Long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ THÁI BÌNH HẠNH PHÚC NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN CÂY MẤM ĐEN (AVICENNIA OFFICINALIS L.) VÙNG BIỂN TÂY ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC Cần Thơ năm 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ THÁI BÌNH HẠNH PHÚC NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN CÂY MẤM ĐEN (AVICENNIA OFFICINALIS L.) VÙNG BIỂN TÂY ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Môi trường Đất và Nước Mã ngành: 9440303 LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS. THÁI THÀNH LƯỢM GS.TS. LÊ QUANG TRÍ Cần Thơ năm 2017
LỜI CẢM ƠN Để thực hiện được đề tài này ngoài sự nỗ lực của bản thân còn là sự đóng góp giúp đỡ của nhiều người. Vì vậy, khi hoàn thành luận án tốt nghiệp này tôi xin chân thành cảm ơn đến: Ban Giám Hiệu Trường, Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, Khoa sau Đại học Trường Đại học Cần Thơ, cùng quý GS, PGS. TS và thầy cô trong nhà trường đã tận tình giảng dạy tôi trong suốt thời gian qua. Ban Giám đốc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Kiên Giang đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành khóa học và luận án tốt nghiệp. Ban Giám đốc và cán bộ Trung tâm Quan trắc Tài nguyên - Môi trường và Trung tâm Kỹ thuật Tài nguyên - Môi trường thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Kiên Giang đã tận tình giúp đỡ, hỗ trợ trong quá trình làm luận án. Ban Quản lý Rừng phòng hộ ven biển Hòn Đất - Kiên Hà và Ban Quản lý Rừng phòng hộ ven biển An Biên - An Minh đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình điều tra rừng và làm thí nghiệm ngoài thực địa. Tôi xin chân thành biết ơn sâu sắc: GS.TS Lê Quang Trí, Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành khóa tốt nghiệp này với tất cả tinh thần trách nhiệm và lòng nhiệt tình. PGS.TS. Thái Thành Lượm, Hiệu trưởng Trường Đại học Kiên Giang đã tạo điều kiện, giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn tập thể đồng nghiệp, bạn bè gần xa đã giúp đỡ động viên tôi trong suốt thời gian qua. Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn và ghi nhận lại những giúp đỡ quý báu trên nguyện phục vụ cho ngành và làm việc được tốt. Cần Thơ, ngày tháng năm 2017 Học viên thực hiện Thái Bình Hạnh Phúc i
TÓM TẮT Rừng ngập mặn ven biển có vai trò to lớn đến sự phát triển đồng bằng qua quá trình bồi tụ phù sa, kèm với nó là sự phát triển rừng ngập mặn để cố định đất, bảo vệ đê điều, chắn gió cho nông nghiệp. Mấm đen Avicennia officinalis L. loài cây xuất hiện chiếm ưu thế vùng đất mới bồi ở biển Tây Kiên Giang thuộc đồng bằng sông Cửu Long. Nghiên cứu mối liên hệ giữa môi trường đất, nước đến sự sinh trưởng và phát triển loài cây này cần thiết cho khoa học và thực tiễn. Do tính cấp thiết của đề tài là nhằm khôi phục và phát triển rừng để đối phó với những hiểm họa thiên tai, chắn sóng, bảo vệ đê điều, phòng ngừa biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Do đó, cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) đã được chọn làm đối tượng nghiên cứu dưới tác động của các đặc tính môi trường đất và nước vùng biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang ở đồng bằng sông Cửu Long. Các phương pháp nghiên cứu được thực hiện là áp dụng phương pháp phân vùng sinh thái lâm nghiệp quốc gia xác định các tiêu chí để phân vùng sinh thái rừng. Tổng số ô điều tra là 68 ô trên 68 tuyến. Số lượng mẫu đất điển hình là 24 mẫu đất tính cho 4 tiểu vùng,, các chỉ tiêu phân tích gồm các tính chất vật lý và các chỉ tiêu hóa học đất. Phân tích tương quan và hồi quy để đánh giá các yếu tố môi trường ảnh hưởng lên đặc điểm sinh trưởng của Mấm đen. Bố trí thí nghiệm trong phòng và ngoài đồng để nghiên cứu kỹ thuật canh tác cây Mấm đen. Ứng dụng phương pháp đánh giá thích nghi đất đai của tổ chức Lương Nông thế giới (FAO, 1978 và 1983) về đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen trong vùng nghiên cứu. (I) Kết quả nghiên cứu cho thấy khu vực nghiên cứu được chia ra làm 2 vùng sinh thái ven biển chính và 4 tiểu vùng sinh thái ven biển khác nhau. Kết quả điều tra có 17 loài thuộc 11 họ thực vật bao gồm 14 loài cây thân gỗ, 3 loài dạng cây bụi. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy đặc điểm sinh trưởng của các loài cây rừng ngập mặn và cây Mấm đen ở các tiểu vùng có sự khác biệt sinh trưởng về chiều cao tiểu vùng 1 và 2 là 5,76±2,14 m và 5,98±2,36 m thấp hơn so với tiểu vùng 3 và 4 là 7,51±3,20 m và 8,22±2,66 m; chỉ tiêu về đường kính tiết diện tán và cấp sinh trưởng cũng tương tự. Về mối quan hệ giữa các loài trong khu vực nghiên cứu ở mức tương đồng 40% thực vật chia thành 5 nhóm chính có 47 kiểu quần xã, với 6 loài ưu thế là: Mấm trắng (Avicennia alba), Mấm đen (Avicennia officinalis L.), Đước (Rhizophora apiculata), Giá (Excoecaria agallocha), Bần chua (Sonneratia caseolaris) và Mấm biển (Avicennia marina). (II) Về yếu tố môi trường nước, độ mặn từ 5,03±1,31‰ đến 16,47±4,61‰; pH từ 6,55±0,77 đến 7,52±0,43; TSS từ 160,12±39,32mg/l đến 266,36±118,41 mg/l; DO > 5 mg/l; COD từ 14,22±5,42 mg/l đến 17,61±5,88 ii
mg/l; NH4 từ 0,09±0,09 đến 0,3±0,16 mg/l; các chỉ số về môi trường nước thích hợp cho cây rừng ngập mặn và cây Mấm đen đã điều tra. Về tính chất đất cho thấy: CHC từ 4,24±0,08% - 7,58±0,33%; sét từ 17,78±2,84% - 58,96±1,05%; thịt từ 21,46±1,05% - 46,44±2,69%; cát từ 2,12±0,44% - 60,76±10,22%; tổng muối hoà tan từ 5,66±0,49‰ – 11,07±1,03‰; pH từ 6,85±0,37 – 8,2±0,12; EC từ 8,84±0,77 mS/cm - 17,3±1,61 mS/cm; NH+4 từ 1,92±0,27 mg/kg – 4,68±0,91 mg/kg; NO-3 từ 0,06±0,02 mg/kg – 0,68±0,16 mg/kg; P dễ tiêu từ 3,02±0,89 mg/kg – 11,42±0,79 mg/kg; K từ 0,14±0,02 cmol/kg – 0,27±0,03 cmol/kg; P tổng số từ 0,03% – 0,08%; Sắt từ 0,67±0,04% - 1,41±0,06%; kết quả phân tích tương quan hồi quy cũng cho thấy sự tương quan không rõ ràng, hầu hết không có mối tương quan lớn giữa các yếu tố môi trường đến sự sinh trưởng và phát triển của cây Mấm đen, điều này cho thấy cây Mấm đen có khả năng sinh trưởng và phát triển rộng trên các đặc tính môi trường đất và nước khác nhau. (III) Kết quả thí nghiệm về mức độ ngập đến tái sinh và sinh trưởng cây Mấm đen cho thấy các mức độ ngập 0 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm thời gian ngập 12 giờ/ngày so với tỷ lệ sống không có ý nghĩa nên cho thấy cây Mấm đen có khả năng sinh tồn ở các mức độ ngập khác nhau. Đồng thời, kết quả thí nghiệm cũng cho thấy hai nghiệm thức sạ hạt và tái sinh tự nhiên có các chỉ số sinh trưởng thấp hơn 2 nghiệm thức trồng cây con nhưng vẫn có khả năng phát triển thành rừng, tuy nhiên thời gian phát triển thành rừng sẽ kéo dài hơn. Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy trong điều kiện ngoài thực địa sau 3,5 năm trồng rừng đã khép tán và phân 3 tầng rõ rệt, phân bố số cây theo cấp chiều cao và đường kính tập trung ở tầng giữa, trong khi rừng tự nhiên số cây tập trung ở tầng thấp. Từ các kết quả trên cho thấy cây Mấm đen có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt và rộng trên các điều kiện môi trường đất nước khác nhau cũng như sinh trưởng tốt trong quần thể rừng ngập mặn. (IV) Đồng thời qua nghiên cứu cũng cho kết quả cây Mấm đen có khả năng thích nghi tương đối tốt với 2 vùng sinh thái và từ kết quả này cho thấy có thể phát triển rộng về điều kiện môi trường tự nhiên của cây Mấm đen trên vùng ven biển Tây Kiên Giang và các vùng có điều kiện tương tự. Từ đó đề nghị phát triển mạnh cây Mấm đen trên các vùng này để bảo vệ vùng ven biển. Từ khóa: Cây Mấm đen, môi trường đất, môi trường nước, rừng ngập mặn, vùng sinh thái ven biển, biển Tây Kiên Giang. iii
ABSTRACT Coastal mangrove forests have been played a major role in the development of delta through the sedimentation and the development of the coastal mangrove forests that have significantly stabilized the soil, dykes protection and prevention of wind for agriculture. Avicennia officinalis L. also becomes dominant plants on newly established mudflats on the Western coastline of Kien Giang province in the Mekong Delta. This study is try to find out the relationship between soil and water environment to the growth and development of Avicennia officinalis L. that are very essential for both science and practice. The urgency of this research is to restore and develop mangrove forests in order to respond with natural disasters, waves, dykes protection, climate change adaptation and sea level rise. Therefore, Avicennia officinalis L. was selected to study in correlation with soil and water environment characteristics in the Western coastline of the Mekong Delta. The methods of study were done by application of zoning of coastal ecology of national forest method for indicating the criteria of forestry ecological zoning. There were total of 68 investigation plots for 68 cross-section. Total of 24 soil samples were taken in 4 ecological sub-zones, including the elements of soil physic and chemical elements. Correlation and regressive analysis were used for assessment of environmental characteristics to the growth and development of Avicennia officinalis L. Net house and field experiments were carried out for study on the cultural practice of Avicennia officinalis L. The land evaluation (FAO, 1978 & 1983) were used for land suitability classification of Avicennia officinalis L. in the study area. (I) The results of study showed that the study area have been divided into the two major coastal ecological zones. In two major coastal ecological zones were also divided into the four coastal ecological sub-zones. Based on the study result in the mangrove forest there are 17 speciesof 11 familias including 14 woody plants and 3 species of shrubs. The results also showed that the mangrove forest species and Avicennia officinalis L. in the sub-zones gave the difference of height of that sub-zone 1 and 2 as 5,76 ±2,14 m and 5,89±2,36 m were lower than sub-zone 3 and 4 as 7,51±3,20 m and 8,22±2,66 m; the factors of diameter of tree, basal area of crown and growth class also gave the same results. The relationship between the species in the study area in degree of similar 40% the plant species divided into 5 main groups and 47 types of communities, with 6 dominance species such as Avicennia alba, Avicennia officinalis L., Rhizophora apiculata, Excoecaria agallocha, Sonneratia caseolaris and Avicennia marina. iv
(II) Water environmental factors, salinity is from 5.03±1,31‰ to 16.47±4.61‰; pH is from 6.55±0.77 to 7.52±0.43; TSS is from 160.12±39.32 mg/l to 266.36±118.41 mg/l; DO > 5 mg/l; COD is from 14,22±5,42 mg/l to 17,61±5,88 mg/l; NH4 is from 0,09±0,09 to 0,3±0,16 mg/l specific water parameters suitable for mangrove trees and Avicennia officinalis. Soil characteristics showed that: CHC ranged from 4.24±0.08% to 7.58±0.33%; clay is from 17.78±2.84% to 58.96±1.05%; silt i s from 21.46±1.05% to 46.44±2.69%; sand i s f r o m 2.12±0.44% to 60.76±10.22%; total salt is from 5.66±0.49‰ to 11.07±1.03‰; pH i s f r o m 6.85±0.37 to 8.2±0.12; EC is between 8.84±0.77 mS/cm and 17,3±1.61 mS/cm; NH+4 is from 1.92±0.27 mg/kg to 4.68±0.91 mg/kg; NO-3 is from 0.06±0.02 mg/kg to 0.68±0.16 mg/kg; P is from 3.02±0.89 mg/kg to 11.42±0.79 mg/kg; K is from 0.14±0.02 cmol/kg to 0.27±0.03 cmol/kg; total P is from 0.03% to 0.08%; Fe is from 0.67±0.04% to 1.41±0.06%. Results correlation and regressive analysis showed that the correlation not gave too clearly in that most of factors were not correlation between the growth of Avicennia officinalis L. and the environmental characteristics of water and soils from this indicated that Avicennia officinalis L. can grow and develop with the large and different environment of soils and water. (III) Results of study on the water level for regeneration and growth of the Avicennia officinalis L. showed that the level of water 0 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm and the time in water 12h/day gave the not significant difference this showed that Avicennia officinalis L. can survive at the different flooding level. In beside that, the field study showed the two treatment of the direct sowing seeds and natural regeneration gave the growing indicates lower than trees with planted by seedling, but they can be able to develop forming the forest, however, the time for development of forest forming was longer. The study under the field condition, however, after 3,5 years the forest have had thick canopy and dividing into three class clearly, distribute of the number tree following the height class and the diameter rates gave living at middle class, meanwhile the natural mangrove forest lived the lower class. From those results showed that Avicennia officinalis L. be able well and largely growth and development under the different environments of soils and water as well as can grow well in the mangrove forest communities. (IV) Results also showed that Avicennia officinalis L. gave highly suitable classification of two ecological zones of study area and from this result indicate that Avicennia officinalis L. can be developed largely at the v
Western coastline of Kien Giang and the similar area. From that Avicennia officinalis L. can be proposed to develop for coastal protection. Keywords: Avicennia officinalis L., soil environment, water environment, mangrove forest, coastal ecological zone, Western coastline of Kien Giang. vi
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu mà chính tôi đã thực hiện. Tất cả các số liệu trong Luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Tác giả Luận án Thái Bình Hạnh Phúc vii
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .......................................................................................... i TÓM TẮT ..............................................................................................ii ABSTRACT .......................................................................................... iv LỜI CAM ĐOAN .................................................................................vii MỤC LỤC ...........................................................................................viii DANH SÁCH BẢNG ...........................................................................xii DANH SÁCH HÌNH ........................................................................... xiv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ................................................................ xv Chương 1: GIỚI THIỆU ......................................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề ..................................................................................... 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu...................................................................... 3 1.2.1 Mục tiêu tổng quát ........................................................................... 3 1.2.2 Mục tiêu cụ thể ................................................................................ 4 1.3 Nội dung nghiên cứu ..................................................................... 4 1.3.1 Nội dung 1: Phân vùng sinh thái rừng ngập mặn và loài cây Mấm đen ven biển khu vực nghiên cứu.............................................................. 4 1.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến sự hiện diện và sinh trưởng cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu ......................................................................................... 4 1.3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến sinh trưởng cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) dưới tác động của vùng bãi bồi ngập triều biển Tây tỉnh Kiên Giang ................................................... 5 1.3.4 Nội dung 4: Đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen và đề xuất giải pháp để phát triển cây Mấm đen khu vực nghiên cứu ......................... 5 1.4 Phạm vi, đối tượng nghiên cứu ...................................................... 5 1.4.1 Phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 5 1.4.2 Đối tượng nghiên cứu ...................................................................... 5 1.5 Ý nghĩa nghiên cứu ....................................................................... 5 1.5.1 Ý nghĩa khoa học ............................................................................. 5 viii
1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................. 6 1.6 Tính mới của đề tài ....................................................................... 6 Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................... 7 2.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu ................................................. 7 2.1.1 Các vấn đề chung về rừng ngập mặn ................................................ 7 2.1.2 Các nghiên cứu trên Thế giới ......................................................... 10 2.1.3 Các nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................... 18 2.1.4 Tình hình nghiên cứu về rừng ngập mặn ở vùng biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang ............................................................................................. 28 2.2 Đặc điểm khu vực nghiên cứu ..................................................... 30 2.2.1 Vị trí địa lý .................................................................................... 30 2.2.2 Địa hình ......................................................................................... 30 2.2.3 Khí hậu, thời tiết ............................................................................ 31 2.2.4 Thuỷ văn........................................................................................ 32 2.2.5 Thổ nhưỡng ................................................................................... 33 2.2.6 Tình hình phát triển Lâm nghiệp vùng ven biển tỉnh Kiên Giang ... 34 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................... 37 3.1 Nội dung 1: Phân vùng sinh thái rừng ngập mặn và loài cây Mấm đen ven biển khu vực nghiên cứu ...................................................... 37 3.1.1 Phương pháp nghiên cứu phân vùng sinh thái ................................ 37 3.1.2 Phương pháp nghiên cứu tổng quan rừng ngập mặn ....................... 37 3.1.3 Phương pháp xử lý số liệu.............................................................. 42 3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến sự hiện diện và sinh trưởng cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu .................................................................................. 42 3.2.1 Phương pháp tham khảo tài liệu, lấy mẫu đất, nước và phân tích ... 42 3.2.2 Phương pháp phân tích tương quan và hồi quy giữa chỉ tiêu sinh trưởng của Mấm đen và các yếu tố môi trường ....................................... 44 3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến sinh trưởng cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) dưới tác động của vùng bãi bồi ngập triều biển Tây tỉnh Kiên Giang ...................................... 45 ix
3.3.1 Phương pháp nghiên cứu tác động của mực nước ngập (thí nghiệm trong vườn ươm) .................................................................................... 45 3.3.2 Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật canh tác cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) khu vực bãi bồi tự nhiên ................................................... 46 3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu.............................................................. 48 3.4. Nội dung 4: Đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen và đề xuất giải pháp để phát triển cây Mấm đen khu vực nghiên cứu ......... 49 3.4.1 Phương pháp đánh giá thích nghi cho cây Mấm đen ...................... 49 3.4.2 Phương pháp đề xuất giải pháp phát triển cây Mấm đen và rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu ................................................................ 49 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................. 51 4.1 Phân vùng sinh thái rừng ngập mặn và loài cây mấm đen ven biển khu vực nghiên cứu ........................................................................... 51 4.1.1 Phân vùng sinh thái rừng ngập mặn ............................................... 51 4.1.2 Tổng quan rừng ngập mặn trên các tiểu vùng sinh thái ven biển Tây tỉnh Kiên Giang ...................................................................................... 57 4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến sự hiện diện và sinh trưởng cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu ........................................................................................ 70 4.2.1 Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu – thủy văn và môi trường ......... 71 4.2.2 Phân tích tương quan và hồi quy giữa các yếu tố môi trường đất, nước với đặc điểm sinh học của Mấm đen .............................................. 91 4.3 Nghiên cứu kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến sinh trưởng cây Mấm đen dưới tác động của vùng bãi bồi ngập triều biển Tây tỉnh Kiên Giang ................................................................................................ 95 4.3.1 Nghiên cứu khả năng tái sinh và sinh trưởng cây Mấm đen dưới tác động mực nước ngập (Thí nghiệm trong vườn ươm)............................... 96 4.3.2 Kết quả nghiên cứu kỹ thuật canh tác cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) khu vực bãi bồi tự nhiên ................................................... 99 4.3.3 Đánh giá chung từ kết quả nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng trên vùng đất bãi bồi ............................................................................................. 111 4.4 Đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen và đề xuất giải pháp để phát triển cây Mấm đen khu vực nghiên cứu .............................. 113 x
4.4.1 Đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen theo các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu ................................................................ 113 4.4.2 Đề xuất giải pháp phát triển rừng ngập mặn và cây Mấm đen khu vực nghiên cứu ..................................................................................... 118 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................... 127 5.1 Kết luận..................................................................................... 127 5.2 Kiến nghị .................................................................................. 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 129 PHỤ LỤC ........................................................................................... 137 xi
DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1. Phân bố các loài trong chi Mấm ở Việt Nam theo các vùng sinh thái ven biển khác nhau........................................................................................ 21 Bảng 2.2. Các nhóm đất chính tỉnh Kiên Giang ............................................. 34 Bảng 2.3 Hiện trạng rừng ngập mặn vùng ven biển tỉnh Kiên Giang đến năm 201635 Bảng 3.1. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích đất .................................... 43 Bảng 3.2 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích môi trường nước ................ 44 Bảng 4.1. Các đặc trưng để phân chia tiểu vùng sinh thái rừng ngập mặn vùng biển Tây Kiên Giang ..................................................................................... 53 Bảng 4.2 Thành phần thực vật rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu tỉnh Kiên Giang57 Bảng 4.3 Đặc điểm sinh học các loài cây rừng ngập mặn ở tiểu vùng 1 ......... 58 Bảng 4.4 Đặc điểm sinh học các loài cây rừng ngập mặn ở tiểu vùng 2 ......... 59 Bảng 4.5 Đặc điểm sinh học các loài cây rừng ngập mặn ở tiểu vùng 3 ......... 60 Bảng 4.6 Đặc điểm sinh học các loài cây rừng ngập mặn ở tiểu vùng 4 ......... 61 Bảng 4.7 Tổng hợp các kiểu quần xã rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu ..... 68 Bảng 4.8 Kết quả khảo sát đặc điểm sinh trưởng thực vật tại khu vực nghiên cứu ................................................................................................................ 69 Bảng 4.9 Khí hậu - thủy văn tại khu vực nghiên cứu ..................................... 71 Bảng 4.10 Yếu tố môi trường nước tại 4 vùng sinh thái khu vực nghiên cứu . 73 Bảng 4.11 So sánh trung bình yếu tố môi trường nước tại 4 vùng sinh thái ở khu vực nghiên cứu ....................................................................................... 73 Bảng 4.12 Yếu tố môi trường nước tại 4 vùng sinh thái khu vực nghiên cứu . 76 Bảng 4.13 So sánh trung bình yếu tố môi trường nước tại 4 vùng sinh thái ở khu vực nghiên cứu ....................................................................................... 76 Bảng 4.14 Cao độ địa hình tại các tiểu vùng sinh thái ở khu vực nghiên cứu . 79 Bảng 4.15 Thành phần cơ giới đất của các tiểu vùng sinh thái có rừng tại khu vực nghiên cứu .............................................................................................. 79 Bảng 4.16 Thành phần cơ giới đất bãi bồi tại khu vực nghiên cứu ................. 81 Bảng 4.17 Tính chất hóa học môi trường đất có rừng tại khu vực nghiên cứu 82 Bảng 4.18 Tính chất hóa học môi trường đất có rừng tại khu vực nghiên cứu 85 Bảng 4.19 Tính chất hóa học môi trường đất có rừng tại khu vực nghiên cứu 88 xii
Bảng 4.20 Tính chất hóa học môi trường đất bãi bồi tại khu vực nghiên cứu . 90 Bảng 4.21 Tương quan giữa môi trường nước và đặc điểm sinh học của Mấm đen khu vực nghiên cứu ................................................................................ 91 Bảng 4.22. Tương quan giữa tính chất vật lý đất và đặc điểm sinh học của Mấm đen ....................................................................................................... 92 Bảng 4.23 Tương quan giữa đặc điểm sinh học của Mấm đen và tính chất hóa học đất .......................................................................................................... 94 Bảng 4.24 Tỷ lệ sống của loài cây Mấm đen ở các chế độ ngập khác nhau trong điều kiện thí nghiệm............................................................................. 96 Bảng 4.25 Sinh trưởng chiều cao của loài cây Mấm đen trong các nghiệm thức thí nghiệm ..................................................................................................... 97 Bảng 4.26 Diện tích lá trên cây con của loài Mấm đen trong các nghiệm thức thí nghiệm ..................................................................................................... 98 Bảng 4.27 Tổng hợp kết quả các nghiệm thức thí nghiệm ............................. 99 Bảng 4.28 Mật độ (N) trung bình trong các nghiệm thức của thí nghiệm theo thời gian ...................................................................................................... 102 Bảng 4.29 Kết quả về tỷ lệ sống trong các ô thí nghiệm từ tháng 3 - 2014 đến tháng 12 - 2015 ........................................................................................... 103 Bảng 4.30 Sinh trưởng rừng trồng thí nghiệm giai đoạn rừng khép tán tháng 3- 2014 đến tháng 6-2017 ................................................................................ 105 Bảng 4.31 Phân bố số cây theo cấp chiều cao của nghiệm thức rừng trồng bằng cây con Mấm đen có xuất xứ Kiên Lương (nghiệm thức cây con Kiên Lương)106 Bảng 4.32 Phân bố số cây theo cấp chiều cao của nghiệm thức rừng trồng bằng cây Mấm đen có xuất xứ An Biên (NT2) ............................................ 107 Bảng 4.33 Phân bố số cây theo cấp đường kính thân cây của nghiệm thức rừng trồng bằng cây Mấm đen có xuất xứ Kiên Lương (NT1) ............................. 108 Bảng 4.34 Phân bố số cây theo cấp đường kính thân cây của nghiệm thức rừng trồng bằng cây Mấm đen có xuất xứ An Biên (NT2) ................................... 108 Bảng 4.35 Tổng hợp các chỉ tiêu môi trường sinh thái trong các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu tại Kiên Giang ...................................................... 114 Bảng 4.36 Phân cấp yếu tố khả năng thích nghi đất đai cho cây Mấm đen trong các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu ................................................. 115 Bảng 4.37 Diện tích đất lâm nghiệp vùng bãi biển tỉnh Kiên Giang .... 117 xiii
DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Bản đồ phân bố rừng ngập mặn trên thế giới................................... 13 Hình 2.2. Bản đồ hiện trạng phân bố rừng ngập mặn ven biển Việt Nam....... 20 Hình 2.3. Bản đồ vị trí tỉnh Kiên Giang ......................................................... 31 Hình 3.1 Công tác điều tra rừng phục vụ nghiên cứu ..................................... 38 Hình 3.2 Bản đồ bố trí ô đo đếm rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu ........... 41 Hình 3.3 Sơ đồ thí nghiệm tác động mực nước ngập ..................................... 46 Hình 3.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm với 4 khối từ biển vào ............................... 47 Hình 3.5 Sơ đồ các bước và nội dung nghiên cứu .......................................... 50 Hình 4.1 Bản đồ phân bố rừng ngập mặn ở tỉnh Kiên Giang ......................... 55 Hình 4.2 Bản đồ các tiểu vùng nghiên cứu .................................................... 56 Hình 4.3 Mối quan hệ giữa các loài tại tiểu vùng 1 ........................................ 63 Hình 4.4 Mối quan hệ giữa các loài tại tiểu vùng 2 ........................................ 64 Hình 4.5. Mối quan hệ giữa các loài tại tiểu vùng 3 ....................................... 65 Hình 4.6 Mối quan hệ giữa các loài tại tiểu vùng 4 ........................................ 66 Hình 4.7 Mối quan hệ giữa các quần xã ở khu vực nghiên cứu ...................... 67 Hình 4.8 Sinh trưởng chiều cao cây con trong các nghiệm thức thí nghiệm . 100 Hình 4.9 Thí nghiệm trồng rừng lúc mới trồng (A) và sau 2 năm (B) .......... 104 Hình 4.10 Tỷ lệ cấp chiều cao của rừng trồng thí nghiệm và rừng tự nhiên . 109 Hình 4.11 Tỷ lệ cấp D1,3 của rừng trồng thí nghiệm và rừng tự nhiên .......... 111 xiv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AA, Aa : Cây Mấm trắng AM, Am : Cây Mấm biển AO, Ao : Cây Mấm đen D1,3 : Đường kính thân cây ở vị trí ngang ngực G tán : Tiết diện tán cây Dt : Đường kính tán cây ĐTQHR : Điều tra quy hoạch rừng EA, Ea : Cây Giá EC : Độ điện giải FAO : Tổ chức Lương nông Quốc tế GIS : Hệ thống thông tin địa lý GIZ : Tổ chức hỗ trợ kỹ thuật Đức GS.TS. : Giáo sư tiến sĩ He : Tình hình sinh trưởng của cây theo cấp điểm từ 1 - 5 Hvn : Chiều cao thân cây vút ngọn IDRISI : Phần mềm số hóa IPCC : Ủy ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu pH : Chỉ số độ chua QCVN : Quy chuẩn Việt Nam RNM : Rừng ngập mặn SAR : Mối quan hệ cấu trúc hóa học SC, Sc : Bần chua t0kk : Nhiệt độ không khí TGLX : Tứ giác Long Xuyên TN1, TN2 : Thế nền 1 và 2 TNMT : Tài nguyên môi trường TP. HCM : Thành phố Hồ Chí Minh TV : Tiểu vùng Ukk : Ẩm độ không khí UN–REDD : Chương trình của Liên hiệp quốc về giảm phát thải do mất rừng và suy thoái rừng USDA : Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ xv
ĐBSCL : Đồng bằng Sông Cửu Long Sở NN&PTNT : Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn RCFEE: Trung tâm Nghiên cứu sinh thái và Môi trường rừng VN-REDD programme Việt Nam: Chương trình của Việt Nam về giảm phát thải do mất rừng và suy thoái rừng xvi
Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Việt Nam có 3.260 km đường bờ biển chạy dài qua 29 tỉnh thành, đoạn từ Móng Cái tỉnh Quảng Ninh đến Đất Mũi tỉnh Cà Mau giáp biển Thái Bình Dương còn gọi là biển Đông, đoạn từ Đất Mũi tỉnh Cà Mau đến Hà Tiên tỉnh Kiên Giang giáp Vịnh Thái Lan còn gọi là biển Tây. Với đường bờ biển dài nên nhiều miền, vùng có điều kiện tự nhiên khác nhau nên có sự phân bố của các loài cây rừng ngập mặn cũng khác nhau. Rừng ngập mặn là hệ sinh thái đặc trưng ở vùng cửa sông ven biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, có tài nguyên sinh học phong phú và đa dạng, là ranh giới giữa đất liền và biển cả nên có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc bảo vệ đê biển, cố định phù sa lấn biển, hạn chế các tác hại của sóng gió bão, bảo vệ đất bồi, chống xói lở bờ biển, hạn chế xâm nhập mặn, bảo vệ môi trường sinh thái, là cái nôi cho các loài thủy sản sinh sôi và phát triển. Theo báo cáo đánh giá lần thứ tư của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) năm 2007 thì nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,74oC trong thời kỳ 1906 - 2005 và mực nước biển trung bình toàn cầu tăng khoảng 1,8±0,5 mm/ năm trong thời kỳ 1961- 2003. Kiên Giang và Cà Mau là hai tỉnh thuộc Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) chịu tác động trực tiếp của biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Vì vậy, vai trò của rừng ngập mặn càng chiếm vị trí quan trọng đối với hai tỉnh này. Kiên Giang và một phần Cà Mau có vùng ven biển nằm trong Vịnh Thái Lan còn gọi là biển Tây với chiều dài bờ biển hơn 400 km. Vùng biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang bao gồm các huyện thị thành phố: An Minh, An Biên, TP Rạch Giá, Hòn Đất, Kiên Lương và thị xã Hà Tiên, có trên 208 km đường bờ biển, trong đó có khoảng 170 km có phân bố rừng ngập mặn với tổng diện tích quy hoạch rừng và đất rừng ven biển là 8.365 ha, trong đó diện tích có rừng là 5.578 ha (Sở NN&PTNT Kiên Giang, 2012). Tuy nhiên, trong thời gian qua, vì nhiều lý do khác nhau mà diện tích rừng ngập mặn bị tàn phá nghiêm trọng, làm ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống người dân vùng ven biển, theo số liệu từ Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thì diện tích rừng ngập mặn trên phạm vi cả nước năm 1943 là 408.500 ha, đến năm 1982 chỉ còn 252.000 ha (Tổng cục Lâm nghiệp, 2010). Từ năm 1992 cho đến nay, Chính Phủ Việt Nam và các tổ chức Quốc tế đã rất quan tâm xây dựng và thực hiện nhiều chương trình lớn, nhằm khôi phục và phát triển rừng trên phạm vi cả nước, trong đó rừng ngập mặn là đối 1
tượng đặc biệt quan trọng. Các dự án trồng rừng trong thời gian qua đã mang lại những kết quả tích cực, diện tích rừng ngập mặn năm 2012 là 323.712 ha, tăng 71.712 ha so với năm 1982. Tuy nhiên, bên cạnh các kết quả đạt được thì không ít địa phương có tỷ lệ trồng rừng ngập mặn thành rừng chưa cao (Ngô Đình Quế và cộng sự, 2012). Tuy nhiên, không phải trên toàn tuyến biển nước ta đều có điều kiện thuận lợi cho rừng ngập mặn phát triển và phát huy vai trò phòng hộ, trên các miền, vùng, tiểu vùng ven biển có những nơi do điều kiện tự nhiên khác nhau mà hình thành nên các kiểu rừng ngập mặn với thành phần loài cây khác nhau, cũng có những nơi không có rừng ngập mặn phát triển. Vùng ven biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang chịu ảnh hưởng lớn của hai chế độ nước, trước hết là nước mặn của Vịnh Thái Lan và nước ngọt nội địa theo các sông đổ ra biển hoà cùng nước mặn tạo thành môi trường nước mặn, lợ không đồng đều ở các khu vực khác nhau trên toàn chiều dài tuyến biển. Mặt khác, môi trường nước mặt của vùng ven biển chịu sự tác động của nhiều yếu tố như: diện tích nuôi tôm quảng canh và công nghiệp tập trung, các khu dân cư sinh sống, các cơ sở chế biến thủy sản dọc theo vùng cửa sông ven biển và ở một số vùng lượng nước lũ đổ về hàng năm mang theo phù sa và các chất hòa tan từ thượng nguồn đưa ra cửa sông và vào rừng ngập mặn ven biển làm tích luỹ bùn đáy, tích luỹ sinh học các chất ô nhiễm trong thực vật. Bên cạnh đó, dãy đất ven biển từ thị xã Hà Tiên kéo dài qua huyện Kiên Lương và một phần của huyện Hòn Đất tương đối hẹp và có nhiều cát, còn lại một phần của huyện Hòn Đất và hai huyện An Biên và An Minh chủ yếu là đất bùn đã ổn định và đất bùn mềm nhão chưa ổn định. Quy luật bồi đắp phù sa hình thành đồng bằng là do sự tích lũy phù sa nâng dần bãi bồi nhô lên mặt nước khi thủy triều xuống thấp, các loài cây tiên phong của rừng ngập mặn chinh phục bãi bồi lắng đọng phù sa, trong đó loài cây Mấm đen (Avicennia officinalis.L) có hệ rễ rất phát triển, có rễ đất và rễ thở, rễ thở hình tia còn gọi là cật Mấm mọc ngược từ dưới đất lên cao từ 10 cm - 40 cm, mật độ rễ rất dày và phân bố rộng xung quanh gốc cây, đây là đặc điểm đặc sắc của loài cây Mấm đen, hệ rễ thở hình tia chính là điểm tựa để giữ phù sa lắng tụ, bảo vệ đất bồi, chịu đựng được trước sóng gió và ngập sâu hàng ngày theo chế độ thuỷ triều. Mặt khác, cây Mấm đen (Avicennia officinalis. L) là loài cây có phân bố rộng trong vùng này, hầu hết chúng có mặt ở những địa hình khác nhau, ở những nơi bãi bồi mới xuất hiện thì có cây Mấm đen theo nước phát tán hạt đến để tái sinh, nên được ngành lâm nghiêp (Sở Nông nghiệp và PTNT Kiên Giang) chọn làm cây trồng chính trên diện 2