Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu khả năng tích tụ Carbon của rừng ngập mặn tự nhiên tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:149

Thêm vào BST

Báo xấu

153
lượt xem 31
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn tham khảo luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu khả năng tích tụ Carbon của rừng ngập mặn tự nhiên tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh sau đây để nắm bắt những nội dung về nhân tố điều tra; tỉ trọng gỗ các loài nghiên cứu; phương trình tính sinh khối; Carbon tích tụ trong ô đo đếm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu khả năng tích tụ Carbon của rừng ngập mặn tự nhiên tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Mộng Hằng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH TỤ CARBON CỦA RỪNG NGẬP MẶN TỰ NHIÊN TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Mộng Hằng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH TỤ CARBON CỦA RỪNG NGẬP MẶN TỰ NHIÊN TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60 42 01 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. VIÊN NGỌC NAM Thành phố Hồ Chí Minh – 2014
1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu thu thập, kết quả và hình ảnh nêu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Các trích dẫn về bảng biểu, kết quả nghiên cứu của những tác giả khác; tài liệu tham khảo trong luận văn đều có nguồn gốc rõ ràng và theo đúng quy định. TP. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 09 năm 2014 Người viết cam đoan Nguyễn Thị Mộng Hằng
2 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - PGS. TS. Viên Ngọc Nam, Thầy đã hướng dẫn tôi rất nhiệt tình, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. - Các Anh trong Ban Quản lý rừng phòng hộ Cần Giờ đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thu thập số liệu và thu mẫu cho luận văn. - Các Thầy, Cô giảng dạy tại Khoa Sinh học và các Thầy Cô tại Phòng Thí nghiệm Di truyền và Thực vật, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. - Tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè trong lớp Sinh thái học – Cao học khóa 23 đã động viên giúp đỡ tôi rất nhiều về tinh thần và vật chất để tôi hoàn thành luận văn này. TP. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 09 năm 2014 Nguyễn Thị Mộng Hằng
3 MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục các bảng Danh mục các hình Danh mục các kí hiệu và chữ viết tắt MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 9 Chương 1. TỔNG QUAN............................................................................................ 12 1.1. Tổng quan về rừng ngập mặn............................................................................. 12 1.1.1. Rừng ngập mặn và vai trò của rừng ngập mặn ........................................... 12 1.1.2. Phân bố rừng ngập mặn .............................................................................. 12 1.1.3. Các nghiên cứu tại rừng ngập mặn cần giờ ................................................ 16 1.2. Các nghiên cứu về tích tụ carbon ....................................................................... 17 1.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới ....................................................................... 17 1.2.2. Nghiên cứu tại việt nam .............................................................................. 25 1.3. Các phương pháp nghiên cứu............................................................................. 35 1.4. Phương pháp xây dựng phương trình sinh khối ................................................. 38 1.5. Nhận định tổng quan .......................................................................................... 41 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 43 2.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................... 43 2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 44 2.2.1. Điều tra các nhân tố liên quan .................................................................... 44 2.2.2. Xác định tỉ trọng gỗ các loài nghiên cứu .................................................... 44 2.2.3. Xây dựng phương trình tính sinh khối chung cho các loài nghiên cứu tại rừng ngập mặn tự nhiên cần giờ ................................................................ 45 2.2.4. Xác định hệ số chuyển đổi .......................................................................... 45 2.2.5. Xem xét tương quan giữa lượng carbon tích tụ với các nhân tố điều tra ... 45 2.2.6. Tính toán giá trị bằng tiền khả năng hấp thu CO2 ở rừng ngập mặn tự nhiên Cần Giờ ............................................................................................ 45
4 2.3. Phương pháp luận............................................................................................... 45 2.4. Phương pháp thực hiện....................................................................................... 46 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN .......................................... 54 3.1. Kết quả các nhân tố điều tra ............................................................................... 54 3.1.1. Tổ thành loài khu vực nghiên cứu .............................................................. 54 3.1.2. Đặc trưng thống kê về đường kính trung bình, chiều cao trung bình, mật độ cây và trữ lượng trong 30 ô đo đếm ............................................... 57 3.2. Tỉ trọng gỗ các loài nghiên cứu.......................................................................... 58 3.3. Xây dựng phương trình tính sinh khối ............................................................... 60 3.3.1. Tương quan giữa chiều cao vút ngọn (Hvn) và đường kính (D1,3) .............. 60 3.3.2. Xác định sinh khối cây cá thể ..................................................................... 62 3.3.3. Tương quan sinh khối cây (AGB) theo đường kính (D1,3) ......................... 65 3.3.4. Xây dựng phương trình tính sinh khối cho các loài nghiên cứu tại rừng ngập mặn tự nhiên cần giờ ......................................................................... 67 3.4. Carbon tích tụ trong ô đo đếm............................................................................ 74 3.4.1. Sinh khối cây trên mặt đất của các loài trong ô đo đếm ............................. 74 3.4.2. Sinh khối cây trên mặt đất của các ô đo đếm ............................................. 75 3.4.2. Carbon cây trên mặt đất và lượng CO2 tích tụ của 30 ô đo đếm ................ 77 3.5. Hệ số chuyển đổi các phương trình .................................................................... 80 3.5.1. Hệ số chuyển đổi phương trình sinh khối ................................................... 80 3.5.2. Hệ số chuyển đổi phương trình carbon ....................................................... 83 3.6. Tương quan giữa lượng carbon tích tụ với các nhân tố điều tra ........................ 85 3.7. Tính toán giá trị bằng tiền khả năng hấp thu CO2 .............................................. 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 90 PHỤ LỤC
5 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Đặc điểm sinh thái, phân bố các loài cây ngập mặn nghiên cứu tại rừng ngập mặn Cần Giờ .............................................................................................. 43 Bảng 2.2. Hệ số chuyển đổi sinh khối theo đường kính .............................................. 51 Bảng 3.1. Thống kê các loài cây, số lượng cây của từng loài và các chỉ số đo đếm trung bình (D1,3, Hvn, Vcây) ........................................................................ 55 Bảng 3.2. Chỉ số giá trị quan trọng IVI (%) của các loài trong ô đo đếm ................... 56 Bảng 3.3. Thống kê mô tả các yếu tố lâm phần (Đường kính, chiều cao, mật độ, trữ lượng của 30 ô đo đếm ................................................................................ 57 Bảng 3.4. Tỉ trọng gỗ các loài nghiên cứu tại RNM tự nhiên Cần Giờ ....................... 59 Bảng 3.5. Các loài có chỉ số IVI cao và số cây cần lấy để xây dựng phương trình sinh khối ........................................................................................................... 61 Bảng 3.6. Các phương trình tương quan giữa chiều cao và đường kính ..................... 61 Bảng 3.7. Thống kê các yếu tố của các cây cá thể ....................................................... 63 Bảng 3.8. Hệ số tương quan giữa AGB với chiều cao (Hvn) và đường kính (D1,3) ..... 65 Bảng 3.9. Phương trình tương quan giữa AGB và D1,3 ............................................... 65 Bảng 3.10. Phương trình sinh khối và độ sai lệch trung bình ...................................... 69 Bảng 3.11. Phương trình sinh khối của các loài nghiên cứu và độ sai lệch trung bình .... 69 Bảng 3.12. Phương trình sinh khối theo phương trình 3.4 và 3.4c .............................. 70 Bảng 3.13. Sinh khối cây trên mặt đất của 30 ô đo đếm .............................................. 76 Bảng 3.14. Phân tích ANOVA, so sánh trung bình sinh khối theo các phương trình ...... 77 Bảng 3.15. Carbon tích tụ của ô đo đếm ...................................................................... 79 Bảng 3.16. Các phương trình sinh khối của các loài ngập mặn tại Cần Giờ theo phương trình chung 3.4 và theo Viên Ngọc Nam ..................................... 81 Bảng 3.17. Các phương trình tương quan giữa sinh khối phương trình 3.4 (AGBa) và phương trình 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 (AGBb) .................................................... 82 Bảng 3.18. Hệ số chuyển đổi giữa phương trình 3.4 (AGBa) và các phương trình 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 (AGBb) .................................................................................... 83 Bảng 3.19. Phương trình carbon các loài ..................................................................... 84
6 Bảng 3.20. Tương quan giữa các phương trình AGC .................................................. 84 Bảng 3.21. Hệ số chuyển đổi giữa phương trình AGC ................................................ 84 Bảng 3.22. Lượng tích tụ carbon và các nhân tố điều tra theo hecta ........................... 86 Bảng 3.23. Ma trận tương quan của AGC với các nhân tố điều tra ............................. 87
7 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Vị trí 30 ô đo đếm được bố trí tại khu vực nghiên cứu ............................... 47 Hình 2.2. Bố trí ô đo đếm và định vị ô đo đếm bằng máy GPS ................................... 48 Hình 2.3. Xác định đường kính thân cây và thu mẫu gỗ tính tỉ trọng .......................... 48 Hình 2.4. Các mẫu gỗ sau khi thu thập với các đường kính khác nhau ....................... 48 Hình 2.5. Các bước tính tỉ trọng gỗ .............................................................................. 49 Hình 3.1. Tỉ trọng gỗ các loài nghiên cứu tại RNM tự nhiên Cần Giờ ........................ 59 Hình 3.2. AGB tính theo các phương trình (1), (2), (3), (4) ......................................... 66 Hình 3.3. Sinh khối Mắm trắng theo các phương trình của các tác giả Komiyama (3.4a), Chave (3.4b), Viên Ngọc Nam (3.4c) và phương trình 3.4 .............. 71 Hình 3.4. Sinh khối loài Cóc trắng theo các phương trình của các tác giả Komiyama (3.4a), Chave (3.4b), Viên Ngọc Nam (3.4c) và phương trình 3.4 .............. 71 Hình 3.5. Sinh khối loài Đước đôi theo các phương trình của các tác giả Komiyama (3.4a), Chave (3.4b), Viên Ngọc Nam (3.4c) và phương trình 3.4 .............. 72 Hình 3.6. Sinh khối loài Dà vôi theo các phương trình của các tác giả Komiyama (3.4a), Chave (3.4b), Viên Ngọc Nam (3.4c) và phương trình 3.4 .............. 72 Hình 3.7. Sinh khối loài Dà quánh theo các phương trình của các tác giả Komiyama (3.4a), Chave (3.4b), Viên Ngọc Nam (3.4c) và phương trình 3.4 .............. 73 Hình 3.8. Sinh khối cây trên mặt đất và chỉ số IVI của các loài trong ô đo đếm ......... 75 Hình 3.9. Tỉ lệ phần trăm lượng CO2 hấp thụ ở 30 ô đo đếm....................................... 78 Hình 3.10. Mối tương quan giữa phương trình 3.4 (AGBa) và các phương trình 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 (AGBb)..................................................................................... 82
8 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ABD Above ground biomass density - Trữ lượng sinh khối trên mặt đất AGC Above ground Carbon density – Trữ lượng carbon trên mặt đất AGB Above ground biomass - Sinh khối trên mặt đất B Biomas - Sinh khối BEF Hệ số biến đổi CO2 Carbon Dioxide - Cacbonic D1,3 Đường kính đo tại chiều cao 1,3 mét GIS Geographical Information System - Hệ thống thông tin địa lí GPS Global Position System - Hệ thống định vị toàn cầu Hvn Chiều cao vút ngọn H2 O Nước IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change – Ban Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu PT Phương trình REDD Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation - Chương trình giảm phát thải do phá rừng và thoái hóa rừng RNM Rừng ngập mặn TB Trung bình UNDP Chương trình môi trường của Liên Hiệp Quốc UNFCCC United Nations Frame Convention on Climate Change – Công ước khung của Liên Hiệp Quốc vế biến đổi khí hậu. VOB Volume over bark - Thể tích tính cả vỏ VQG Vườn quốc gia WB World Bank - Ngân hàng thế giới WD Wood density - Tỷ trọng gỗ
9 MỞ ĐẦU I. ĐẶT VẤN ĐỀ Khí nhà kính chỉ chiếm 1 % bầu khí quyển nhưng có vai trò giúp giữ nhiệt, sưởi ấm cho trái đất, nếu không có khí nhà kính nhiệt độ trái đất sẽ thấp hơn khoảng 300 C. Tuy nhiên với các hoạt động của con người như sử dụng nhiên liệu hóa thạch, sản xuất ximăng, chuyển đổi mục đích sử dụng đất (phá rừng để canh tác nông nghiệp) và các hoạt động công nghiệp khác đã làm dày thêm lớp khí nhà kính, chúng bao bọc trái đất lại và dẫn đến sự nóng lên toàn cầu. Những tác động do hậu quả của sự nóng lên toàn cầu đối với con người cũng như các hệ sinh thái đến nay vẫn còn chưa lường hết được. Theo ước tính của IPCC (1996) cacbonnic (CO2) là một trong các khí nhà kính hiện tại chiếm tới 60 % nguyên nhân nóng lên toàn cầu. theo tính toán, hiện nay nồng độ CO2 tăng khoảng 10 % mỗi năm [35]. Chính vì vậy, để hạn chế sự biến đổi khí hậu cần phải làm giảm lượng khí CO2 đang ngày càng gia tăng. Trước tình trạng này người ta đã nhận thấy vai trò quan trọng của các cánh rừng, ngoài những lợi ích về kinh tế, giải trí, du lịch, cung cấp lâm sản, chống lại bão lụt, điều hòa dòng chảy…. rừng còn có vai trò rất quan trọng trong việc hấp thụ CO2 tạo thành sinh khối, làm giảm đáng kể lượng CO2 trên toàn cầu, từ đó làm chậm đi hoặc ngăn chặn quá trình nóng lên toàn cầu. Nhiều nỗ lực từ các chính sách quốc tế đã được thực hiện nhằm giải quyết các vấn đề có liên quan đến biến đổi khí hậu. Hiện nay chương trình “Giảm thiểu khí phát thải từ phá rừng và suy thoái rừng – REDD”, đang được tiến hành. Theo đó, các nước phát triển sẽ đáp ứng một số mục tiêu giảm phát thải bằng cách mua các tín chỉ carbon của các nước đang phát triển từ những cánh rừng tự nhiên. Các báo cáo của Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC, 2007), Ngân hàng thế giới (WB), chương trình Môi trường của Liên hiệp quốc (UNDP) đều cảnh báo Việt Nam là một trong những quốc gia chịu tác động cao do biến đổi khí hậu. Chính vì vậy Việt Nam cần nghiên cứu đưa ra phương pháp ước tính trữ lượng carbon của rừng tự nhiên để tham gia vào chương trình REDD, làm cơ sở cho việc theo dõi, giám sát mất, suy thoái rừng và chi trả các dịch vụ môi trường [36].
10 Rừng ngập mặn (RNM) là một hệ sinh thái rất đặc biệt, đây là hệ sinh thái chuyển tiếp giữa biển và đất liền, ngoài sự đa dạng sinh học cao, sự thích nghi tuyệt vời của sinh vật với điều kiện môi trường sống khắc nghiệt, rừng ngập mặn còn có một đặc điểm là có cường độ quang hợp cao, điều đó chứng tỏ khả năng hấp thụ CO2 của RNM là rất quan trọng trong việc làm giảm lượng khí CO2. Hiện nay đã có khá nhiều các nghiên cứu liên quan đến việc xác định sinh khối, khả năng tích lũy carbon của RNM, nhưng chủ yếu chỉ nghiên cứu trên từng loài riêng biệt và đối với loại rừng trồng thuần loại. Mặt khác, đối với mỗi vùng điều kiện sống khác nhau hiển nhiên khả năng hấp thụ CO2 của các loài, thậm chí các cây trong cùng một loài là có sự khác nhau. Nếu áp dụng cùng một kết quả cho các khu vực khác trên thế giới vào Việt Nam thì sẽ không chính xác. Xuất phát từ thực tế trên, đề tài “Nghiên cứu khả năng tích tụ carbon của RNM tự nhiên tại Khu Dự trữ sinh quyển Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh” được thực hiện nhằm góp phần hoàn thiện hơn phương pháp xác định sinh khối của các cây RNM tự nhiên tại Cần Giờ, tính toán lượng cacbon tích tụ cho RNM tự nhiên Cần Giờ, qua đó cung cấp thông tin làm cơ sở cho việc chi trả dịch vụ môi trường rừng. II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Xây dựng phương trình tính sinh khối chung cho các loài nghiên cứu tại rừng ngập mặn tự nhiên Cần Giờ. - Cung cấp thông tin làm cơ sở cho việc chi trả dịch vụ môi trường rừng. III. ĐỊA ĐIỂM, GIỚI HẠN VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 3.1. Địa điểm nghiên cứu - Đề tài được tiến hành tại Khu Dự trữ sinh quyển RNM Cần Giờ. 3.2. Giới hạn đề tài - Trong phạm vi luận văn cao học, đề tài tập trung nghiên cứu trên một số loài phổ biến cho RNM tự nhiên Cần Giờ như Đước đôi, Mắm trắng, Dà vôi, Dà quánh, Bần trắng, Cóc trắng, Mắm biển dọc theo tuyến đường rừng Sác. - Đề tài chỉ tiến hành tính lượng cacbon trên mặt đất. 3.3. Thời gian thực hiện - Đề tài được thực hiện từ tháng 1 năm 2014 đến tháng 10 năm 2014.
11 IV. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 4.1. Ý nghĩa khoa học - Đóng góp cơ sở cho phương pháp xác định khả năng tích tụ carbon ở thực vật RNM tự nhiên theo phương pháp xác định tỉ trọng gỗ của từng loài và thể tích của cây. - Xây dựng phương trình chung để xác định sinh khối của RNM tự nhiên cho một số loài cây phổ biến ở RNM Cần Giờ. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Cung cấp cơ sở dữ liệu về khả năng tích tụ cacbon của RNM tự nhiên tại Cần Giờ cho việc chi trả dịch vụ môi trường.
12 Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ RỪNG NGẬP MẶN 1.1.1. Rừng ngập mặn và vai trò của rừng ngập mặn Rừng ngập mặn (Mangrove) là hệ sinh thái phân bố ở những vùng chuyển tiếp giữa đất liền và biển, thường gặp ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới. RNM bao gồm những cây thân gỗ, cây bụi và cây thân thảo thuộc nhiều họ khác nhau nhưng có đặc điểm chung là cây thường xanh, đặc điểm giống nhau và thích nghi trong điều kiện sống có độ mặn cao, thường xuyên ngập triều, chịu tác động của gió mạnh, nhiệt độ cao, thể nền chưa ổn định và yếm khí [4]. RNM là tài nguyên quý giá về nhiều mặt như cung cấp lâm sản cho con người, là nơi cư trú và cung cấp thức ăn cho các loài thủy sản thông qua vật rụng, hạn chế xói mòn, chống bão lũ, giúp bảo vệ bờ biển. Mặt khác hệ sinh thái rừng ngập mặn cũng là nơi có sự đa dạng sinh học rất độc đáo [29]. Theo nghiên cứu, RNM được xem là hệ sinh thái có tiềm năng hấp thụ và lưu trữ carbon cao nhất [28], [30]. Đặc biệt, trước tình hình biến đổi khí hậu, hàm lượng CO2 tăng cao gây sự mất cân bằng của chu trình carbon toàn cầu, mà nguyên nhân là do các hoạt động khai thác quá mức của con người (ví dụ như nuôi trồng thủy sản, nông nghiệp và các dự án ven biển), sự nóng lên toàn cầu dẫn đến mực nước biển dâng cao đang đe dọa sự phát triển của RNM cũng như các dịch vụ hệ sinh thái mà nó cung cấp [29]. 1.1.2. Phân bố rừng ngập mặn 1.1.2.1. Rừng ngập mặn trên thế giới Rừng ngập mặn trên thế giới được phân bố ở giữa 300 Bắc và Nam của xích đạo. Giới hạn RNM của thế giới ở phía Bắc là ở Bermuda và đảo Kyushu (330 N) và giới hạn Nam là cảng Auckland Harbour của New Zealand (370 S) (Walsh, 1947 được Taal, 1994 trích dẫn). Theo ISME (1997), RNM thế giới được giới hạn giữa 300 Bắc và Nam của xích đạo, giới hạn ở phía Bắc tại Bermuda (32020’N) và ở Nhật Bản (31022’N), phía Nam ở Australia (38045’S), New Zealand (38003’S) và bờ biển đông Nam Phi (32059’S).
13 Để đánh giá RNM trên thế giới thì ISME và ITTO đã thực hiện dự án bằng sử dụng ảnh vệ tinh để tính diện tích, đến năm 1997 đã công bố là 18.107.700 ha. Số liệu này tương đối chính xác để đánh giá RNM trên thế giới [5]. Riêng vùng Nam và Đông Nam Á, RNM đã được nhiều tác giả đề cập đến, với tổng diện tích là 75.173.000 ha chiếm 42% diện tích RNM của thế giới (ISME, 1997). Cây RNM phát triển tốt ở các vùng bờ biển của nhiệt đới nơi có vùng chuyển tiếp vùng đất liền và biển thích hợp cùng với trầm tích hạt mịn (Taal, 1994). Tuy vậy cây RNM cũng có khả năng sinh trưởng trên nền đất như núi đá (Sú ở Quảng Ninh), cát (Mắm biển ở ven biển Quảng Ninh, Bạc Liêu, Cần Giờ….) dung nham núi lửa và trầm tích carbon (Cooper, 1993) [5]. 1.1.2.2. Rừng ngập mặn tại Việt Nam Theo Maurand (1943), Việt Nam có 400.000 ha RNM, trong đó ở Nam bộ có 250.000 ha (Vũ Văn Cương, 1964) (Vùng Rừng Sát chiếm 40.000 ha, Cà Mau chiếm 150.000 ha), miền Trung và miền Bắc là 40.000 ha và các nơi khác là 20.000 ha. Diện tích RNM của Việt Nam đã giảm một cách rõ rệt với nhiều lí do qua từng thời kì như do chiến tranh, phá rừng xây dựng khu công nghiệp, khu dân cư, khu du lịch….. Đặc biệt do quá trình phát triển nuôi trồng thủy sản thiếu kiểm soát đã làm cho diện tích RNM giảm đến mức báo động. Theo điều tra của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cho thấy diện tích RNM chỉ còn 156.000 ha vào năm 2000, giảm còn 39,1 % so với năm 1943. Do tình hình chặt phá RNM nuôi tôm ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long, Đông Nam bộ, đến nay các khu vực này đã được trồng tại nhiều rừng ngâp mặn với loài chủ yếu là Đước đôi, ở khu vực đồng bằng sông Hồng là loài cây Bần chua, Trang và Vẹt dù. Kết quả kiểm kê rừng toàn quốc 1999 (Quyết định số 286/ Ttg của Chính phủ ngày 02/05/1997) và công bố vào tháng 11 năm 2000 thì tổng diện tích RNM ở nước ta là 156.608 ha, trong đó rừng tự nhiên là 59.732 ha chiếm 38,1 %, rừng trồng là 98.876 ha chiếm 61,9 %. Hiện nay một số khu vực RNM đã được chuyển qua thành vườn quốc gia, khu bảo tồn thiên nhiên. Những khu rừng này thuộc quy chế quản lý là rừng đặc dụng,
14 không được tác động vào rừng, chủ yếu là tập trung bảo vệ. Một số khu rừng trồng cũng thuộc rừng đặc dụng với mật độ cao, đã quá tuổi thành thục nhưng không được tác động các phương pháp lâm sinh như tỉa thưa hay khai thác để trồng lại. Rừng trồng không có cơ chế tự cân bằng như rừng tự nhiên, do đó một số khu rừng đặc dụng là rừng trồng cần có những biện pháp kĩ thuật lâm sinh tác động kịp thời để cho rừng sinh trưởng và phát triển tốt hơn. Một số khu RNM đã chuyển sang xây dựng những khu du lịch, khu dân cư. Hiện nay còn một số khu RNM với diện tích nhỏ nhưng là rừng nguyên sinh ở Phú Quốc và Côn Đảo. Đây là nguồn tài nguyên quý cần được bảo vệ [5]. 1.1.2.3. Rừng ngập mặn Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ Trước năm 1976, RNM Cần Giờ có tên là Rừng Sát thuộc khu rừng Sát miền Đông Nam với tổng diện tích là 66.611 ha (Lê Đức Thọ, 1973) trong đó có 18 khu rừng cấm (59.616 ha) và khu rừng bảo vệ (6.995 ha) [5]. Riêng phạm vi quản lý của Ty Sài Gòn – Gia Định quản lý 31.910 ha và chia ra như sau: quận Quảng Xuyên (10.848 ha), quận Cần Giờ (17.248 ha), quận Nhơn Trạch (3.814 ha). Đến nay khu rừng Ba Giồi (huyện Nhơn Trạch) thuộc tỉnh Đồng Nai. Như vậy diện tích rừng Cần Giờ là 28.096 ha. Hiện nay, theo số liệu từ ban quản lí rừng phòng hộ Cần Giờ, RNM Cần Giờ có diện tích là 31.773,26 ha có rừng trong đó rừng trồng là 18.963,13 ha (chiếm 59 % tổng diện tích đất có rừng), trong rừng trồng chủ yếu là loài Đước đôi (chiếm 90 % diện tích rừng trồng). Về thành phần loài, theo số liệu thống kê gần đây nhất (2006) do Phạm Văn Ngọt và Viên Ngọc Nam đã ghi nhận ở RNM Cần Giờ có 220 loài thực vật bậc cao có mạch với 155 chi, thuộc 60 họ được xếp vào 2 ngành: Ngành Dương xỉ (Polypodiophyta) có 6 loài và Ngành Mộc lan (Magnoliophyta) có 214 loài. Trong thành phần loài thực vật có 36 loài cây ngập mặn chủ yếu, 46 loài cây tham gia RNM, 138 loài nhập cư, sống trên đất cao, có 2 loài cây ngập mặn ở Cần Giờ có tên trong sách đỏ Việt Nam (1997) là Chùm lé (Azima sarmentosa) và Cóc đỏ (Lummitzera littlorea (Jack)Voigt.) Đến nay, sau 30 năm RNM Cần Giờ đã cơ bản phục hồi với diện tích gần bằng diện tích rừng tự nhiên có trước chiến tranh, với các loài cây trồng mới như Đước đôi,
15 Đưng, Dà vôi, Gõ biển…các loài cây rừng tái sinh tự nhiên gồm Mắm trắng, Mắm đen, Bần chua, Bần trắng, Vẹt tách, Vẹt dù, Giá, Xu ổi, Dà vôi…. và nhiều loài cây thân thảo khác [5]. - Về vị trí địa lí RNM Cần Giờ nằm gọn trong huyện Cần Giờ của TP Hồ Chí Minh. Đây là vùng đất phù sa bồi tụ nằm ở cửa sông lớn thuộc hệ thống sông Đồng Nai, Sài Gòn, Vàm Cỏ. Tọa độ: từ 10° 22’14’’ - 10° 37’39’’ vĩ độ Bắc, từ 106° 46’12’’- 107° 00’50’’ kinh độ Đông. Phía Đông tiếp giáp với tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa Vũng Tàu. Phía Tây giáp với tỉnh Tiền Giang và tỉnh Long An. Phía Bắc giáp với huyện Nhà Bè thành phố Hồ Chí Minh. Phía Nam giáp với biển Đông. - Về địa hình thổ nhưỡng RNM Cần Giờ do đất phù sa bồi tụ, mặt đất không thật bằng phẳng, thấp dần từ Bắc xuống Nam. Ở trung tâm hình thành các lòng chảo cao -0,5 m ± 0,5 m. Ngoài dòng cát ven biển, Cần Giờ còn có núi Giồng Chùa (cao 10,1 m) và một số gò đất hoặc cồn cát rải rác cao từ 1 - 2 m. Chia đất đai ở Cần Giờ thành 5 dạng: Đất ngập triều 2 lần trong ngày, một lần trong ngày, vài lần trong tháng; ngập vào cuối năm, dạng đất cao rất ít ngập. Từ các thế đất khác nhau, nên độ ngập triều, độ mặn, phèn, tính chất lý - hóa cũng khác nhau, cho nên việc phân bố các loại cây trồng cũng theo những quy luật chặt chẽ. - Về khí hậu Khí hậu RNM Cần Giờ mang đặc tính nóng ẩm và chịu sự chi phối của qui luật gió mùa cận xích đạo với 2 mùa nắng và mưa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa nắng từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ cao và ổn định. Cần Giờ là huyện có lượng mưa thấp nhất TP. Hồ Chí Minh (130 mm/tháng). Chế độ gió: Có hai hướng gió chính trong năm là Tây Tây Nam từ tháng 5 - 10 dương lịch và Bắc Đông Bắc từ tháng 11 - 4 âm lịch năm sau. Độ ẩm và lượng bốc hơi: Độ ẩm cao hơn các nơi khác trung bình từ 80 - 85% lượng bốc hơi trung bình là 1204 mm/tháng Chế độ nhiệt và bức xạ: Nhiệt độ trung bình trong năm là 27° C lượng bức xạ
16 trung bình ngày trên 300 Calo/cm2. Số giờ nắng 7 - 9 giờ/ngày. - Về đặc tính thủy văn Hệ thống sông ngòi ở huyện Cần Giờ chằng chịt, nguồn nước từ biển đưa vào từ hai cửa chính hình phễu là vịnh Đông Tranh và vịnh Gành Rai, nguồn nước từ sông đổ ra là nơi hội lưu của sông Sài Gòn và sông Đồng Nai ra biển bằng hai tuyến chính là sông Lòng Tàu và Soài Rạp; ngoài ra còn có sông Thị Vải, Gò Gia và các sông phụ lưu. Diện tích sông rạch là 22.161 ha chiếm 21,27 % diện tích. Chế độ thủy triều: RNM Cần Giờ nằm trong vùng chế độ bán nhật triều không đều với 2 lần nước lớn và hai lần nước ròng trong ngày, 2 đỉnh triều thường bằng nhau nhưng chân triều lệch xa. Độ mặn: Nước mặn theo dòng triều ngược lên thượng lưu trong thời kỳ triều lên hòa lẫn với nước ngọt từ nguồn đổ về thành nước lợ, sau đó tiêu đi trong thời gian triều hết. Do đó càng vào sâu trong đất liền độ mặn càng giảm - Về diện tích tự nhiên và dân số Tổng diện tích tự nhiên toàn huyện trên 71.361 ha chiếm gần 1/3 diện tích toàn thành phố, trong đó rừng và đất rừng chiếm 54 %. Dân số trên toàn huyện 70.697 người (Nguồn thống kê năm 2010 của huyện Cần Giờ) được chia làm 6 xã và 01 thị trấn gồm: Bình Khánh, An Thới Đông, Tam Thôn Hiệp, Lý Nhơn, Long Hòa, Thạnh An và Thị trấn Cần Thạnh. Thế mạnh của Cần Giờ được xác định là rừng và biển [52]. 1.1.3. Các nghiên cứu tại rừng ngập mặn Cần Giờ Với vị trí địa lí rất gần thành phố Hồ Chí Minh, RNM Cần Giờ có vai trò như lá chắn bảo vệ thành phố, điều hòa khí hậu….trong chiến tranh rừng cũng là nơi cho bộ đội trú ẩn, hoạt động và cũng là nơi bị hủy hoại do thuốc khai hoang. Sau ngày thống nhất, được chuyển về cho thành phố Hồ Chí Minh quản lí và bắt đầu chương trình khôi phục RNM. Đến năm 2000, về cơ bản RNM Cần Giờ đã hoàn thành công tác trồng rừng. Rừng đã sinh trưởng và phát triển tốt và đã được UNESCO công nhận là Khu Dự trữ sinh quyển đầu tiên ở Việt Nam vào năm 2000. Từ khi bắt đầu trồng để phục hồi rừng đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu có liên quan đến khôi phục và bảo vệ RNM Cần Giờ. Các công trình nghiên cứu của các tác giả được thực hiện tại Cần Giờ có liên quan đến các vấn đề như: điều tra thành
17 phần loài thực vật, động vật (Vũ Văn Chương, Barry và cs, Viên Ngọc Nam và cs, Nguyễn Bộ Quỳnh, Phạm Văn Ngọt, Hoàng Đức Đạt và cs); xây dựng khu rừng giống để chủ động cung cấp giống ổn định với chất lượng cao, khoanh vùng chim thú tại rừng phòng hộ (Viên Ngọc Nam và cs); nghiên cứu về vấn đề các phương pháp trồng rừng và các biện pháp lâm sinh (Nguyễn Sơn Thụy, Viên Ngọc Nam và cs……). Gần đây, một số nghiên cứu về sinh khối, khả năng tích tụ carbon cũng đã được thực hiện tại RNM Cần Giờ (Viên Ngọc Nam và cs, 2001, 2009, 20010, 2011, 2012). Ngoài ra còn nhiều nghiên cứu khác về khôi phục và phát triển bền vững hệ sinh thái RNM Cần Giờ thành phố Hồ Chí Minh (1978 – 2000) [17]. 1.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ TÍCH TỤ CARBON 1.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới RNM là một kiểu hệ sinh thái rất đặc biệt, là nơi chuyển tiếp giữa vùng đất liền và bờ biển, nơi môi trường sống thường xuyên chịu tác động của các yếu tố ngoại cảnh bất lợi đối với sự phát triển của thực vật như nền đất không ổn định, sóng, thủy triều, độ mặn cao, thường xuyên ngập nước, cường độ ánh sáng cao… Nhưng cây RNM đã dần thích nghi và mang nhiều đặc điểm giúp chúng có thể tồn tại và phát triển trong môi trường khắc nghiệt ấy. Các đặc điểm thích nghi của thực vật ngập mặn đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu. Ngày nay, hàm lượng CO2 tăng cao do các hoạt động sống, sinh hoạt, sản xuất và khai thác của con người đã làm mất sự cân bằng của chu trình Carbon trong tự nhiên được xem là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng biến đổi khí hậu, mà các hậu quả do hiện tượng này gây ra đến nay các nhà khoa học vẫn chưa thể dự đoán hết được. Chính trong bối cảnh của sự nóng lên toàn cầu, sự hấp thụ carbon của các hệ sinh thái rừng đã và đang nhận được nhiều sự chú ý nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới, đặc biệt đối với RNM. Với các mối đe dọa của sự thay đổi mực nước biển, yêu cầu cấp thiết cần phải thu thập các thông tin sinh khối RNM. Sinh khối RNM đã được nghiên cứu trong 20 năm qua (Clough và Scott, năm 1989, Clough và cộng sự, 1997; Komiyama và cs. 1988, 2000, 2002; Ong và các cộng sự, 1995, 2004; Tamai và cs, 1986) bằng cách sử dụng mối quan hệ tương quan sinh trưởng. Sau đây là một số
18 công trình nghiên cứu về việc xác định sinh khối và tích tụ carbon của một số khu rừng đã được tiến hành trên thế giới. Ketterings và cs (2001) đã xây dựng phương trình sinh khối để dự đoán sinh khối cây trên mặt đất cho rừng tự nhiên hỗn giao ở Sepunggur thuộc tỉnh Jambi, Indonesia. Tác giả đã xác định các nhân tố đường kính ngang ngực của thân cây, các tham số a, b. Mối quan hệ của các nhân tố trên với sinh khối được thể hiện theo phương trình: B = a*Db Trong đó: - B: Sinh khối - D: Đường kính ngang ngực - a, b: Tham số Tham số b được ước lượng từ mối quan hệ tại khu vực nghiên cứu cụ thể giữa H và D theo phương trình: H = k*Dc với b = 2+c. Tham số a được tính từ tỷ trọng gỗ trung bình của mỗi địa điểm nghiên cứu theo phương trình: a = r*ρ Trong đó: - r: Mối quan hệ không ổn định giữa các khu vực nghiên cứu. - ρ: Tỉ trọng gỗ. Như vậy mô hình tính sinh khối sẽ là: B = r*ρ*D2 + c Tác giả đã chặt hạ 29 cây thuộc các loài khác nhau, đo đếm các chỉ tiêu về đường kính, chiều cao, sinh khối, tỉ trọng gỗ các loài tại khu vực nghiên cứu (tỉ trọng trung bình cho các loài là 0,6 kg/dm3), xác định phương trình tương quan giữa D1,3 và Hvn là: H = 2,54*D0,62 và đưa ra được phương trình tính sinh khối cây cá thể là: B (kg/tree) = 0,066*D2,59 Tham số a được xác định là a = 0,066, từ công thức a = r*ρ ta có r = a/ρ = 0,066/0,6 = 0,11. Từ đó tác giả đã đưa ra được phương trình chỉ ra mối tương quan