Tóm tắt luận án Tiến sĩ Môi trường đất và nước: Nghiên cứu ảnh hưởng của đất than bùn và chế độ ngập nước lên sinh khối rừng tràm ở vườn quốc gia U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài cung cấp thông tin, số liệu phục vụ công tác quản lý và phát triển ổn định rừng tràm ở VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau. Việc bảo tồn hệ sinh thái đất ngập nước rừng tràm trên đất than bùn là công việc lâu dài và cần có nhiều giải pháp tổng hợp trong công tác quản lý rừng đặc dụng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt luận án Tiến sĩ Môi trường đất và nước: Nghiên cứu ảnh hưởng của đất than bùn và chế độ ngập nước lên sinh khối rừng tràm ở vườn quốc gia U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Môi trường đất và nước Mã ngành: 62 44 03 03 TRẦN THỊ KIM HỒNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẤT THAN BÙN VÀ CHẾ ĐỘ NGẬP NƯỚC LÊN SINH KHỐI RỪNG TRÀM Ở VƯỜN QUỐC GIA U MINH HẠ, TỈNH CÀ MAU Cần Thơ, 2017
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Người hướng dẫn chính: TS. Dương Văn Ni Người hướng dẫn phụ: TS. Nguyễn Văn Bé Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường Họp tại: Phòng Bảo vệ luận án tiến sĩ (Phòng họp 3, lầu 2, Nhà điều hành), Khu II – Trường Đại học Cần Thơ.  Vào lúc giờ ngày tháng năm Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Xác nhận xem lại của Chủ tịch Hội đồng Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ Thư viện Quốc gia Việt Nam
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Trần Thị Kim Hồng, Nguyễn Bình Long, Dương Văn Ni, Nguyễn Văn Bé, 2015. Khảo sát sự sinh trưởng cây tràm (Melaleuca cajuputi) ở các độ dày than bùn Vườn quốc gia U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ. Số 40/2015. Trang 92-100. Trần Thị Kim Hồng, Nguyễn Văn Bé, Dương Văn Ni (2016). Sinh khối rừng tràm và chất lượng nước ở các điều kiện ngập khác nhau tại Vườn quốc gia U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau. Tạp chí Khoa học Đất. Số 49/2016. Trang 134-139.
Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của luận án Trong điều kiện biến đổi khí hậu đang là vấn đề cấp thiết thì cây có vai trò giảm thiểu tác động thông qua hấp thụ CO2 (IPCC, 2003). Đặc điểm chính của cây tràm có khả năng chịu đựng được điều kiện ngập nước, hạn hán hay nhiễm mặn ở mức nhẹ, nhiễm phèn (Da, 2012; Sam và Binh, 1999; Okubo và ctv, 2003). Chính vì vậy mà đã có nhiều nghiên cứu về khả năng thích ứng của cây tràm với biến đổi khí hậu. Việc giữ cho rừng tràm luôn ngập nước có ảnh hưởng như thế nào đến sự sinh trưởng và sinh khối cây tràm thì đây là vấn đề cần được quan tâm và nghiên cứu. Điều kiện tự nhiên của Vườn quốc gia (VQG) U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau là có rừng tràm trên đất than bùn và than bùn phân bố thành các độ dày khác nhau ở các nơi. Vì vậy, chất lượng đất than bùn cũng như độ dày tầng than bùn cũng là yếu tố cần xem xét bên cạnh việc giữ nước phòng chống cháy rừng. Việc giữ nước phòng chống cháy rừng qua nhiều năm có làm ảnh hưởng đến mật độ tràm và cây tràm có tồn tại vĩnh viễn để tạo ra môi trường thích hợp cho bảo tồn đa dạng sinh học hay không thì nghiên cứu tổng hợp về điều kiện môi trường đất và nước là cần thiết để phục vụ cho công tác quản lý rừng bền vững và lâu dài. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của đất than bùn và chế độ ngập nước lên sinh khối rừng tràm ở VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau” được thực hiện. 1.2. Mục tiêu luận án - Đánh giá độ dày tầng than bùn và chất lượng than bùn đến sinh khối rừng Tràm. - Xác định mức độ ngập khác nhau và chất lượng nước lên sinh khối rừng Tràm - Đánh giá mức độ dày tầng than bùn và mức độ ngập khác nhau lên sinh khối và CO2 của rừng Tràm. -1-
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện tại VQG U Minh Hạ, ấp Vồ Dơi, xã Trần Hợi, huyện Trần Văn Thời, tỉnh Cà Mau. Số liệu đất than bùn, nước và cây tràm được khảo sát và thu thập tại khoảnh 13, 14 tiểu khu II; khoảnh 23, 24, 26, 27 thuộc tiểu khu 4 và khoảnh 3 thuộc tiểu khu 75 của vùng lõi VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau. 1.4 Những đóng góp mới của luận án Xác định mối quan hệ giữa đất than bùn và sinh khối tràm ở các độ dày than bùn Đất than bùn tại VQG U Minh Hạ giàu đạm (0,58 - 1,23%N) nhưng chưa phải là môi trường tốt cho sự phát triển của cây tràm. Do than bùn dễ cháy nên việc giữ nước phòng chống cháy rừng đã làm cho rừng tràm bị suy thoái dần và được thể hiện rõ nhất qua mật độ cây. Khi độ dày than bùn càng cao thì mật độ cây càng thấp. Sinh khối khô rừng Tràm tại các nghiệm thức độ dày than bùn dao động từ 72,3 – 95,9 tấn/ha và sinh khối có xu hướng giảm dần khi độ dày tầng than bùn cao hơn. Giá trị sinh khối rừng cao nhất ở độ dày than bùn 20 – 40 cm (95,9 tấn/ha), thấp nhất ở độ dày than bùn 60 – 80 cm (72,3 tấn/ha) và ở độ dày than bùn 40 – 60 cm có giá trị 81,1 tấn/ha. Xác định mối quan hệ giữa độ sâu ngập và sinh khối tràm ở các mức ngập Mật độ cây ở các nơi tràm có độ sâu ngập thấp nhất (60 cm). Sinh khối khô bình quân của rừng Tràm VQG U Minh Hạ từ 75 - 91 tấn/ha ở các độ ngập. Ở độ ngập thấp (60 cm (75 tấn/ha) và ở độ ngập 30 – 60 cm là 85 tấn/ha. Điều này chứng tỏ cây tràm mặc dù có thể chịu đựng được tình trạng ngập nước nhưng năng suất cao nhất khi cây sống ở điều kiện ngập ít hơn. Mối quan hệ đa nhân tố giữa các yếu tố môi trường đất – nước và sinh khối Tràm -2-
Các chỉ tiêu chất lượng môi trường nước như pH, DO, BOD 5, N-NO3-, N-NH4 và môi trường đất như: dung trọng, pH, tổng đạm, tổng lân, chất hữu + cơ và N-NH4+ đã được đưa vào sử dụng hàm đa biến. Kết quả cho thấy các yếu tố pH, DO, N-NH4+ trong nước và pH, tổng đạm, tổng lân, N-NH4+ của độ dày tầng than bùn thì chưa thể hiện rõ sự tác động lên yếu tố sinh khối rừng Tràm. Yếu tố mức độ ngập, BOD5 và N-NO3- của nước và dung trọng, mùa và chất hữu cơ của đất có tác động đến sinh khối của rừng Tràm. 1.5 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài cung cấp thông tin, số liệu phục vụ công tác quản lý và phát triển ổn định rừng tràm ở VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau. Việc bảo tồn hệ sinh thái đất ngập nước rừng tràm trên đất than bùn là công việc lâu dài và cần có nhiều giải pháp tổng hợp trong công tác quản lý rừng đặc dụng. Đối với rừng tràm trên đất than bùn nếu quản lý bằng việc luôn giữ cho rừng ngập quanh năm và mực nước được giữ càng sâu thì rừng không bị cháy nhưng mật độ cây tràm càng giảm vì bị chết dần. Do đó, để có thể vừa phòng cháy vừa đảm bảo cho rừng tràm phát triển ổn định thì độ dày tầng than bùn 20 – 40 cm và độ sâu ngập thấp hơn 30 cm là điều kiện tối ưu nhất và cho giá trị sinh khối cao nhất. -3-
Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu - Xác định độ dày tầng than bùn tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau và chất lượng đất ở các độ dày than bùn khác nhau - Xác định độ sâu ngập và chất lượng nước ở các độ sâu ngập tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau - Khảo sát, đo đếm một số chỉ tiêu sinh trưởng trên cây tràm ở các độ dày than bùn và các độ sâu ngập khác nhau - Đánh giá sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 của rừng tràm ở các điều kiện độ dày than bùn và độ sâu ngập khác nhau - Đề xuất biện pháp quản lý cho rừng Tràm VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau. 2.2 Phương pháp thực hiện 2.2.1. Thiết lập ô mẫu ngoài thực địa 18 ô mẫu bao gồm 9 ô mẫu trong rừng tràm trên đất than bùn có 3 độ dày than bùn khác nhau (20 - 40 cm, 40 - 60 cm, 60 - 80 cm) và 9 ô mẫu trong rừng tràm có 3 độ sâu ngập khác nhau (< 30 cm, 30 - 60 cm, > 60 cm) được thiết lập tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau. Mỗi độ sâu ngập và độ dày than bùn có 3 ô mẫu và diện tích mỗi ô là 100 m2 (10 m x 10 m). Bảng 2.1 Các chỉ tiêu thu mẫu và số mẫu thu thập tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau Địa điểm Chỉ tiêu Số ô mẫu Số lần thu mẫu Tổng cộng Tổng cộng Mẫu đất Dung Trọng 9 4 36 216 mẫu TN 9 4 36 TP 9 4 36 CHC 9 4 36 N-NO3- 9 4 36 N-NH4+ 9 4 36 pH 9 2 18 Mẫu nước DO 9 5 45 198 mẫu BOD 9 5 45 N-NH4+ 9 5 45 N-NO3- 9 5 45 pH 9 2 18 Mẫu tràm 18 18 ô đo đếm 2.2.2 Phương pháp thu mẫu đất và nước - Dung trọng: dùng ống trụ bằng kim loại có thể tích 100 cm3, dùng tay ấn mạnh xuống đất cho ngập ống hình trụ, sau đó đậy hai đầu ống trụ đem về phòng thí nghiệm phân tích. -4-
- Các chỉ tiêu N-NH4+, N-NO3-, Nitơ tổng, Photpho tổng, pH, CHC: sử dụng khoan tay để khoan lấy 1 kg đất than bùn, cho vào bọc nilon và đưa về phòng thí nghiệm để phân tích. - Chỉ tiêu DO: được thu riêng. Sau khi thu, mẫu được cố định bằng 1 ml MnSO4 và 1 ml KI-NaOH (cho mỗi lọ 125 ml) ngay tại hiện trường và trữ lạnh ở 40C (trong tối). - N-NH4+, N-NO3-, BOD5: mẫu được thu bằng can nhựa 2 lít. Khi thu dùng tay cầm can nhựa nhúng vào dòng nước ở giữa dòng, miệng can hướng về phía dòng nước tới. Đậy kín miệng can. Sau khi thu mẫu, trữ lạnh ở 40C. 2.2.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong đất Bảng 2.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong đất STT Chỉ tiêu Phương pháp 1 Dung trọng Phương pháp sấy ở nhiệt độ 105oC 2 N-NH4+ Phương pháp so màu 3 Nitơ tổng Phương pháp Kjendhal 4 Photpho tổng Phương pháp so màu 5 pH Đo trực tiếp ngoài hiện trường 6 N-NO3- Phương pháp so màu 7 CHC Phương pháp nung Bảng 2.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong đất STT Chỉ tiêu Phương pháp 1 DO Phân tích bằng phương pháp Winkler cải tiến 2 BOD5 Phân tích bằng phương pháp Oxitop 3 N-NH4+ Đo bằng máy sắc ký ion Thermor 1100, USA 4 N-NO3- Phân tích bằng phương pháp Thiết Clorua (SnCl2) 5 pH Đo trực tiếp ngoài hiện trường 2.2.4 Phương pháp đo đếm các chỉ tiêu cây tràm trong ô tiêu chuẩn - Mật độ: đếm tất cả số cây sống trong ô mẫu, tính ra cây/ha; - Đường kính ngang ngực (DBH): dùng thước kẹp đo đường kính thân cây ở vị trí cách mặt đất 1,3 m; - Chiều cao dưới cành (Hdc): là chiều cao được tính từ mặt đất đến đoạn cành phân nhánh đầu tiên của cây, được đo bằng thước đo chiều cao; - Chiều cao vút ngọn (Hvn): là chiều cao tính từ mặt đất đến vút ngọn cây, được đo bằng thước đo chiều cao. -5-
2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu - Sử dụng chương trình SPSS 20.0 để xử lý và thống kê số liệu. - Các phương trình được chọn để tính toán số liệu là: o Wtổngkhô = 0,144 * D1,3 2,160 o Ct = 0,066 * D1,3 2,1267 o CO2= C*44/12 (tấn/ha) - Phân tích hồi qui đa biến cho các số liệu chất lượng môi trường đất ở các độ dày than bùn và chất lượng môi trường nước ở các mức ngập với sinh khối để tìm ra các yếu tố có tác động đến sinh khối rừng Tràm. - Thống kê mô tả: Tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, sai số chuẩn, max, min của các chỉ tiêu thí nghiệm. - Dùng phép thử Duncan so sánh sự khác biệt 1 nhân tố giữa các độ dày than bùn và các độ ngập đến đường kính, chiều cao, mật độ, sinh khối và CO2. - Dùng phép thử Duncan so sánh sự khác biệt 1 nhân tố giữa các độ dày than bùn và các độ ngập đến các chỉ tiêu đất và nước. - Dùng phép thử Duncan so sánh sự khác biệt 1 nhân tố giữa mùa và các chỉ tiêu đất và nước. - Kiểm định 2 nhân tố tương quan giữa mùa * độ dày than bùn và mùa * độ ngập nước đến các chỉ tiêu đất và nước. -6-
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Chất lượng môi trường đất ở các độ dày than bùn 3.1.1 Dung trọng đất than bùn Dung trọng đất ở 3 độ dày than bùn: 20 – 40 cm, 40 – 60 cm và 60 – 80 cm tại VQG U Minh Hạ tương đối thấp, dao động từ 0,19 - 0,37 g/cm3. Dung trọng đất than bùn có xu hướng giảm khi độ dày than bùn tăng. Trong 3 độ dày than bùn khảo sát, dung trọng có giá trị cao nhất độ dày than bùn 20 - 40 cm (0,24 g/cm3±0,02 đến 0,34 g/cm3±0,03). Giá trị thấp nhất ở độ dày than bùn 60 - 80 cm (0,20 g/cm3±0,01 đến 0,23 g/cm3±0,02). Dung trọng đất VQG U Minh Hạ ở các nghiệm thức tràm có độ dày than bùn 20 – 40 cm khác biệt có ý nghĩa so với độ dày than bùn 40 - 60 cm và 60 - 80 cm. Sự khác biệt này là do ảnh hưởng bởi quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ trong đất diễn ra chậm trong điều kiện môi trường ngập nước. Vì vậy, đất than bùn càng sâu thì quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ diễn ra càng chậm. (Ghi chú: Đợt 1: 9/2014, Đợt 2: 11/2014, Đợt 3: 1/2015, Đợt 4: 9/2015) Hình 3.1 Dung trọng của đất than bùn ở các nghiệm thức Nếu so sánh theo mùa (đợt khảo sát) thì lần khảo sát đợt 3 (giữa mùa khô) dung trọng có giá trị cao nhất. Điều này do ảnh hưởng bởi đặc điểm của đất than bùn là là loại đất giàu chất hữu cơ và phân hủy chậm trong điều kiện môi trường ngập nước mà trong lần khảo sát này, ở 2 tầng đất than bùn 20 - 40 cm và 40 - 60 cm hầu như không -7-
bị ngập nước vì đây là thời điểm giữa mùa khô (tháng 1), do đó các chất hữu cơ trong đất phân hủy nhanh hơn, làm tăng dung trọng. 3.1.2 pH của đất than bùn Đất than bùn tại các nghiệm thức tràm khảo sát đều có tính axit, pH thấp dao động từ 3,67±0,58 đến 4,46±0,58. Giá trị pH của đất ở 3 độ dày than bùn hầu như không có sự khác biệt, đất đều có tính axit và cực kỳ chua, loại đất này ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây tràm. Tràm là loại cây có khả năng chịu phèn tốt, nhưng không phải ưa phèn. Vì vậy, đất có độ pH thấp sẽ ảnh hưởng đến độ hòa tan và dạng chất dinh dưỡng hữu dụng có trong đất, do đó có thể gây hạn chế sự phát triển của cây. (Ghi chú: Đợt 1: 9/2014, Đợt 2: 11/2014, Đợt 3: 1/2015, Đợt 4: 9/2015) Hình 3.2 pH của đất than bùn 3.1.3 Hàm lượng chất hữu cơ trong đất than bùn Hàm lượng chất hữu cơ trong đất than bùn VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau là rất cao. Ở 3 độ dày than bùn, hàm lượng chất hữu cơ dao động từ 83,71 - 94,00%. Chất hữu cơ trong đất ở 3 độ dày than bùn 20 - 40 cm, 40 - 60 cm và 60 - 80 cm không có sự khác biệt ý nghĩa. Thảm thực vật trong khu vực khảo sát khá giống nhau. Tuy nhiên, ở độ dày than bùn 60 - 80 cm là có hàm lượng chất hữu cơ cao nhất (90,81 ±0,87 đến 92,75%±0,54), ở độ dày than bùn 40 - 60 cm dao động từ 86,72±3,06 đến 91,75%±0,91 và ở độ dày than bùn 20 - 40 cm hàm lượng chất hữu là 88,21±3,56 đến 91,36%±3,37. Vì đất than bùn có hàm lượng chất hữu cơ cao nên loại đất này có độ xốp cao, độ nén dẽ thấp. Đất có độ nén dẽ thấp sẽ ảnh hưởng đến khả năng đứng vững của cây, làm cho cây dễ bị đổ ngã do ngoại lực tác động. -8-
(Ghi chú: Đợt 1: 9/2014, Đợt 2: 11/2014, Đợt 3: 1/2015, Đợt 4: 9/2015) Hình 3.3 Chất hữu cơ của đất than bùn ở các nghiệm thức Hàm lượng chất hữu cơ trong đất than bùn cao là do đất than bùn trong rừng tràm được hình thành từ quá trình phân hủy xác bã thực vật dưới tác động của vi sinh vật và quá trình hình thành than bùn đòi hỏi một thời gian lâu dài hàng trăm hoặc hàng ngàn năm (Trần Mạnh Trí và ctv., 2010). Đất có hàm lượng hữu cơ cao cũng có thể do khu vực khảo sát là vùng đất trũng và có độ pH thấp, chất hữu cơ thường bị phân hủy kém trong điều kiện chua, ngập nước thường xuyên. 3.1.4 Tổng Nitơ trong đất than bùn Hàm lượng đạm tổng số trong đất than bùn tương đối cao. Ở độ dày than bùn 20 - 40 cm, Nitơ tổng có giá trị dao động khoảng 0,58 - 1,23%N, ở độ dày 40 - 60 cm là 0,69 - 1,07%N và ở độ dày 60 - 80 cm tổng Nitơ có giá trị 0,69 - 0,98%N. Theo Đỗ Ánh (2003), đất có trên 0,2%N là đất giàu, điều này cho thấy đất than bùn tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau là loại đất có độ phì nhiêu tiềm tàng cao, nhờ vào quá trình phân hủy vật rụng và thảm thực vật trong rừng tràm, tạo điều kiện tốt cho sự sinh trưởng và phát triển của cây rừng. Qua các đợt khảo sát hàm lượng Nitơ tổng ở độ dày than bùn 20 - 40 cm, 40 - 60 cm và 60 - 80 cm đều không có sự khác biệt. Hàm lượng đạm tổng số có mối tương quan với hàm lượng chất hữu cơ trong đất, hàm lượng đạm tổng số thường cao khi hàm lượng chất hữu cơ trong đất cao và ngược lại. Kết quả phân tích về hàm lượng chất hữu cơ trong đất tại các ô nghiên cứu cho thấy chất hữu cơ cao và không có sự khác biệt giữa 3 độ dày than bùn. Vì vậy, hàm lượng đạm tổng số trong đất ở các ô nghiên cứu cũng cao và không có sự khác biệt giữa 3 nghiệm thức. -9-
(Ghi chú: Đợt 1: 9/2014, Đợt 2: 11/2014, Đợt 3: 1/2015, Đợt 4: 9/2015) Hình 3.4 Nitơ tổng của đất than bùn ở các nghiệm thức 3.1.5 Hàm lượng N-NH4+trong đất than bùn Ở cả 3 độ dày than bùn, chỉ tiêu N-NH4+ không có sự khác biệt trừ số liệu lần khảo sát đợt 4. Qua các lần thu mẫu, giá trị N-NH4+ có xu hướng tăng ở các độ dày than bùn cao. N-NH4+ được hình thành từ quá trình amon hóa ở cả 2 điều kiện hiếu khí hay yếm khí. Ở độ dày than bùn 20 – 40 cm, hàm lượng N-NH4+ có giá trị thấp nhất trong 3 nghiệm thức (3,04 - 11,9 mg/kg), tiếp đến độ dày 40 – 60 cm (1,74 - 16,08 mg/kg) và độ dày 60 – 80 cm là cao nhất (3,49 - 17,03 mg/kg), điều này do một phần N-NH4+ ở lớp than bùn phía trên đã bị oxy hóa thành nitrat, làm cho hàm lượng amon trong đất giảm. Hình 3.5 Hàm lượng N-NH4+ trong đất ở các nghiệm thức - 10 -
3.1.6 Chỉ tiêu N-NO3- trong đất than bùn Hàm lượng N-NO3- trong đất than bùn dao động từ 0,23 - 2,85 mg/kg. Đạm nitrat trong đất được hình thành do quá trình nitrat hóa, nhờ vào hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí. N-NO3- có xu hướng giảm ở những độ dày than bùn cao. Giữa 3 độ dày than bùn khảo sát hàm lượng N-NO3- có sự khác biệt do ảnh hưởng bởi quá trình oxy hóa khử. Ở các lớp than bùn càng sâu thì lượng oxy trong đất càng giảm, đất sẽ chuyển dần từ môi trường hiếu khí sang môi trường yếm khí, từ đó làm giảm tính oxy hóa và tăng tính khử trong đất.Vì vậy, N-NO3- trong đất than bùn có xu hướng giảm dần khi độ dày than bùn càng cao. Vào thời điểm thu mẫu mùa mưa, rừng tràm bị ngập nước, hàm lượng N-NO3- trong đất cũng thấp hơn mùa khô. 3.1.7 Photpho tổng trong đất than bùn Nhìn chung lân tổng cộng không có sự khác biệt ý nghĩa và mức độ dao động lân trong đất than bùn là tương đối thấp. Ở độ dày than bùn 20 – 40 cm, lân tổng cộng có giá trị là 0,03 - 0,12%P2O5 và độ dày than bùn 40 - 60 cm và 60 - 80 cm là 0,03 - 0,07% P2O5. Theo Lê Văn Căn (1968) trong Đỗ Ánh (2003) khi % P2O5 tổng số dưới 0,06 là đất nghèo lân, từ 0,06 - 0,1 là đất trung bình và trên 0,1 là đất giàu lân. Ở 3 độ dày than bùn khảo sát đất có hàm lượng lân tổng số ở mức trung bình. Theo E.Detrunk (1931) trong Đỗ Ánh (2003) đất giàu lân mới có độ màu mỡ cao và ngược lại đất có độ màu mỡ cao đều giàu lân và giữa lân tổng số với năng suất cây trồng có mối tương quan thuận với nhau. Kết quả nghiên cứu cho thấy đất than bùn là loại đất có độ màu mỡ ở mức trung bình. Hình 3.6 Hàm lượng lân tổng cộng trong đất ở các nghiệm thức Tuy nhiên, giữa các đợt khảo sát thì lân tổng cộng khác biệt có ý nghĩa rõ nhất là đợt 3. Ở đợt 2, lân tổng cộng có giá trị thấp nhất (0,03 - 0,05%P2O5). Có sự khác biệt - 11 -
này có thể là do ảnh hưởng bởi quá trình khoáng hóa lân hữu cơ. Đất than bùn ở vùng nghiên cứu chủ yếu được hình thành từ xác bã thực vật. Vì vậy, lân tồn tại trong đất chủ yếu là dạng lân hữu cơ, lân hữu cơ sẽ được chuyển hóa thành lân vô cơ nhờ vào hoạt động của nhóm vi sinh vật phân hủy photpho hữu cơ giúp cây có thể hấp thụ được. Kết quả cho thấy lân tổng số trong đất thấp, bên cạnh đó pH của đất cũng thấp dẫn đến lân hữu dụng trong đất cũng sẽ thấp, điều này có thể sẽ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây tràm. 3.2 Sinh trưởng và sinh khối cây tràm ở 3 độ dày than bùn 3.2.1 Mật độ tràm Kết quả đo đếm tất cả các cây tràm trong các ô tiêu chuẩn ở các nghiệm thức tràm có độ dày than bùn khác nhau cho thấy, mật độ tràm dao động từ 1.100 – 2.000 cây/ha. Tràm ở VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau có mật độ ở mức trung bình. Hình 3.7 Mật độ tràm ở các nghiệm thức tràm có độ dày than bùn khác nhau So sánh mật độ cây tràm ở 3 nghiệm thức cho thấy: Mật độ tràm có xu hướng giảm dần ở các nghiệm thức có độ dày tầng than bùn cao. Đối với độ dày than bùn 20 - 40 cm, mật độ cây là 1.623±327 cây/ha, độ dày than bùn từ 40 - 60 cm có mật độ 1.048±120 cây/ha và mật độ tràm thấp nhất ở có độ dày than bùn 60 - 80 cm (936±131 cây/ha). Điều này phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Văn Thêm (2008) ảnh hưởng của đất đến rừng là giúp cây đứng vững nhưng đất có độ dày than bùn càng cao thì độ xốp của đất càng cao làm ảnh hưởng đến khả năng bám của hệ rễ làm cho cây dễ bị đổ ngã do mưa bão hay là gió mạnh, làm cho cây bị chết. - 12 -
3.2.2 Đường kính ngang ngực (DBH) và chiều cao (Hdc, Hvn) Ở nghiệm thức tràm có mật độ càng cao, không gian sống càng bị thu hẹp nên các cá thể phải vươn cao để cạnh tranh về ánh sáng, mật độ càng dày thì cây chủ yếu phát triển theo chiều cao nên đường kính sẽ nhỏ. Mặt khác, với mật độ thưa có đủ ánh sáng nên cây phát triển theo chiều ngang nhiều hơn điều này ảnh hưởng đến đường kính trung bình của cây trong các nghiệm thức. Nghiệm thức tràm có độ dày than bùn từ 20 - 40 cm thì cây có đường kính trung bình là 15,93 cm±3,35 thấp hơn và khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức tràm có độ dày than bùn cao hơn. Tràm có đường kính cao nhất là ở độ dày than bùn 40 – 60 cm (17,95 cm±4,33), còn ở độ dày than bùn 60 – 80 cm đường kính ngang ngực ở mức trung bình (17,85 cm±4,06). So với kết quả về mật độ thì giá trị đường kính cho kết quả gần như ngược lại: ở độ dày than bùn 20 – 40 cm có mật độ cây cao hơn 2 độ dày than bùn còn lại thì đường kính có giá trị thấp hơn. Điều này là do tràm có mật độ càng cao, không gian sống càng bị thu hẹp nên các cây cá thể phải vươn cao để cạnh tranh về ánh sáng nên mật độ càng dày thì cây chủ yếu phát triển theo chiều cao nên đường kính sẽ nhỏ. Đối với chiều cao vút ngọn và chiều cao dưới cành của cây tràm không có sự khác biệt ở các độ dày than bùn do mật độ cây ở đây thuộc vào nhóm có mật độ trung bình và thưa nên sự phát triển của cây cá thể không cạnh tranh nhiều về ánh sáng và dinh dưỡng nên chiều cao cây tương đối đồng đều. Chiều cao dưới cành ở độ dày than bùn 20 – 40 cm có số liệu từ 6 – 14 m, tiếp theo ở độ dày 40 – 60 cm (4 – 14 m) và độ dày than bùn 60 – 80 cm có giá trị từ 5 – 14 m. Mặc dù giữa các nghiệm thức không có sự khác biệt về giá trị này nhưng trong từng ô mẫu thì chiều cao cây có sự chênh lệch khá lớn. Chiều cao tới ngọn tràm ở độ dày than bùn 20 – 40 cm có giá trị trung bình là 13,6 m±2, tiếp theo ở độ dày 40 – 60 cm tràm có chiều cao vút ngọn trung bình cao nhất (14,3 m±2) và ở các nghiệm thức tràm có độ dày than bùn 60 – 80 cm có giá trị thấp nhất (13,8 m±1,9). 3.2.3 Sinh khối khô cây tràm và sinh khối rừng tràm tại VQG U Minh Hạ Sinh khối khô cây tràm tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau khác biệt có ý nghĩa giữa đất tràm có độ dày than bùn 20 – 40 cm và hai độ dày than bùn còn lại. Ở độ dày than bùn 20 – 40 cm, sinh khối cây tràm có giá trị thấp nhất (60,7 kg/cây). Ở hai nghiệm thức còn lại (40 – 60 cm và 60 - 80 cm), sinh khối cây có giá trị lần lượt là 78,9 kg/cây và 77,4 kg/cây. Các cây tràm ở hai nghiệm thức này có đường kính ngang ngực lớn nên dẫn đến sinh khối cây lớn. Sinh khối cây tràm tập trung phần lớn là ở thân cây, tràm có tuổi càng cao có xu hướng cho sinh khối càng lớn. Kết quả này cũng phù - 13 -
hợp với những nhận xét của nhiều tác giả khác trong nghiên cứu về sản lượng và sinh khối của các loài cây gỗ ở Việt Nam và thế giới. Hình 3.8 Sinh khối khô rừng tràm ở các nghiệm thức Sinh khối rừng phụ thuộc rất nhiều vào các chỉ tiêu sinh học của cây tràm và mật độ tràm tại vùng nghiên cứu. Trong kết quả nghiên cứu, sinh khối khô của rừng Tràm tại các nghiệm thức dao động từ 72,3 – 95,9 tấn/ha và sinh khối có xu hướng giảm dần khi độ dày tầng than bùn cao hơn. Giá trị sinh khối rừng cao nhất ở độ dày than bùn 20 – 40 cm (95,9 tấn/ha), thấp nhất ở độ dày than bùn 60 – 80 cm (72,3 tấn/ha) và ở độ dày than bùn 40 – 60 cm có giá trị 81,1 tấn/ha. 3.2.4 Các loài thực vật bậc cao trong rừng tràm ở các độ dày than bùn khác nhau Khảo sát thành phần loài thực vật bậc cao trong rừng tràm VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau cho thấy có 27 loài. Số lượng loài tăng dần khi độ dày than bùn càng cao. Ở độ dày than bùn từ 20 – 40 cm có số lượng loài thấp nhất (9 loài), kế tiếp là độ dày than bùn từ 40 – 60 cm (12 loài) và số lượng loài nhiều nhất ở độ dày than bùn từ 60 - 80 cm (14 loài). Nguyên nhân có thể là ở độ dày than bùn thấp mật độ tràm còn cao, vì vậy các loài thực vật bậc cao khác phải cạnh tranh với cây tràm để giành không gian sống và các yếu tố về dinh dưỡng, ánh sáng,…Khi độ dày than bùn tăng, mật độ tràm ở đây đã giảm xuống kết hợp với điều kiện ẩm ướt và độ tơi xốp cao của đất than bùn tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển các loài thực vật bậc cao và cây bụi, dây leo sẽ chiếm ưu thế dần (Thái Văn Trừng, 1998). Nhóm thực vật thân gỗ gồm có cây tràm (Melaleuca cajuputy), tràm bông vàng (Acacia auriculiformis), trâm (Eugenia - 14 -
zeylanica), bùi (Ilex thorelli) và móp (Alstonia spathulata) chiếm tỉ lệ 18,5 % số loài khảo sát được. Nhóm thảm tươi cũng chiếm tỉ lệ 22,2 % số loài khảo sát bao gồm sậy (Phragmites karka),choại (Stenocholena palustris), dớn (Blechnum serrulentum), cỏ 3 cạnh (Cyperus compactus), mây nước (Flagellaria indica), cỏ bắc (Leersia hexandra). Nhóm thân leo, bò chiếm tỉ lệ cao nhất 40,7 % gồm cứt quạ lớn (Gymnopetalum integrifolium), bòng bong (Lygodium microphylum), chìa vôi (Cissus modeccoides), dây giác (Cayratia trifolia),….Nhóm cây thân bụi có tỉ lệ thấp 18,5 % bao gồm bình bát (Annona glabra), bí bái (Evodia lepta), múi (Glochidion littorale),… Ở các độ dày than bùn khác nhau mức độ đa dạng loài thực vật bậc cao cũng khác nhau: Đa dạng loài cao nhất ở độ dày than bùn 60 - 80 cm (H=3,95), kế tiếp là độ dày than bùn 40 - 60 cm (H=2,77) và thấp nhất là độ dày than bùn 20 - 40 cm (H=1,5). Như vậy, khi độ dày than bùn càng cao, mật độ cây thân gỗ (tràm) càng thấp và số loài cây bụi, dây leo sẽ nhiều hơn. 3.2.5 Hồi qui đa biến của sinh khối rừng ở các độ dày than bùn và các chỉ tiêu chất lượng môi trường đất Khi xem xét mô hình hồi qui tuyến tính đa biến của sinh khối rừng ở các độ dày than bùn và các chỉ tiêu chất lượng môi trường đất như dung trọng, pH, tổng đạm, tổng lân, chất hữu cơ, N-NO3- và N-NH4+ cho thấy: các chỉ tiêu dung trọng và chất hữu cơ tác động rõ đến sinh khối khô của rừng Tràm (P
Trong năm, mực nước trong rừng tràm được quản lý và phân thành 3 cấp: thấp, trung bình và cao. Vào mùa mưa, lượng mưa kéo dài trong 6 tháng phân bố tương đối đều, mưa nhiều, bốc hơi ít nên mặt đất rừng trong toàn khu vực đều bị ngập nước. Toàn bộ rừng bị ngập bởi lượng nước mưa giữ lại, thời gian bắt đầu từ tháng 6 đối với những khu vực đất sét và tháng 8,9 đối với khu vực đất than bùn. Độ ngập bình quân 70 – 80 cm, nơi ngập sâu nhất là khu vực đất sét 1,2 m, nơi ngập ít nhất là khu vực đất than bùn 20 – 30 cm, chế độ ngập giảm dần vào mùa khô và khô kiệt vào tháng 3, 4. Kênh mương trên toàn bộ lâm phần khu vực VQG U Minh Hạ có tổng chiều dài hơn 70 km, trung bình khoảng 1 km có 1 kênh chính với chiều ngang 8 – 10 m và sâu bình quân 1,5 – 2 m. Hệ thống này được thiết lập với mục tiêu chính là giữ nước lại trong mùa khô để hạn chế cháy rừng và tạo điều kiện thuận lợi trong giao thông, vận chuyển. Rừng tràm ở VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau thường xuyên được giữ nước ít nhất là 3 tháng trong năm vào mùa mưa và mực nước dao động từ 0 đến hơn 60 cm tùy vị trí. 3.3.1.2 Chỉ tiêu pH và DO trong nước pH trong nước dao động từ 4,21- 4,83 và không có sự khác biệt giữa các mức độ ngập. Tuy nhiên, khi so sánh giữa mùa mưa và mùa khô thì giá trị pH mùa mưa thấp hơn mùa nắng. Ở môi trường pH tương đối thấp như VQG U Minh Hạ thì không thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển, làm quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ diễn ra chậm hơn. pH trong nước thấp là do ảnh hưởng bởi pH trong đất, qua phân tích ở trên cũng cho thấy đất than bùn là loại đất chua, có pH thấp, do vậy đã ảnh hưởng trực tiếp đến độ pH của nước mặt trong rừng tràm. Nguồn nước mặt trong rừng ở VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau có hàm lượng DO rất thấp. DO trong nước ở tất cả các ô nghiên cứu chỉ dao động trong khoảng 1,12 - 3,76 mg/l, DO thấp là do vi sinh vật cần sử dụng nhiều oxy hòa tan để phân giải các chất hữu cơ có trong nước và trong đất, hơn nữa nước trong rừng tràm là dạng nước tĩnh, ít được trao đổi, rừng tràm nhiều tuổi nên có độ tán che cao, ánh sáng mặt trời không chiếu được trực tiếp vào mặt nước. Điều này làm quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước diễn ra chậm hơn. DO trong nước ở các độ sâu ngập khác nhau không có sự khác biệt ở các đợt thu mẫu 2,3 và 4 nhưng có sự khác biệt (P
cm là 1,33 mg/l±0,27 đến 2,75 mg/l±0,77 và ở các ô tiêu chuẩn có độ sâu ngập lớn hơn 60 cm hàm lượng DO là 1,55 mg/l±0,39 đến 3,40 mg/l±0,33. (Ghi chú: Đợt 1: 9/2014, Đợt 2: 11/2014, Đợt 3: 1/2015, Đợt 4: 9/2015, Đợt 5: 11/2015) Hình 3.9 Nồng độ DO trong nước ở các nghiệm thức 3.3.1.3.Chỉ tiêu BOD5 trong nước BOD là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước. Kết quả phân tích cho thấy, chỉ tiêu BOD5 trong các nghiệm thức hầu như không có sự khác biệt, độ sâu ngập 60 cm là 9,00 - 53,20 mg/l. Chỉ tiêu BOD5 trong nước tại các ô tiêu chuẩn có sự dao động tương đối lớn và có giá trị cao do ảnh hưởng bởi hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước và đất tại rừng tràm ở VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau. - 17 -