ĐÁNH GIÃ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CARBON TRÊN CÂY RỪNG NGẬP MẶN TẠI VUỞN QUỐC GIA MŨI CÀ MAU Nguyễn Như Quỳnh1, Lê Tấn Lợi1 2 1 Học viên cao học Khoa Môi Trường và TNTN, Trường Đại học Cần Thơ 2 Bộ môn Tàí n[.]
Trang 1ĐÁNH GIÃ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CARBON TRÊN CÂY RỪNG NGẬP MẶN
TẠI VUỞN QUỐC GIA MŨI CÀ MAU
Nguyễn Như Quỳnh1, Lê Tấn Lợi1 2
1 Học viên cao học Khoa Môi Trường và TNTN, Trường Đại
học Cần Thơ
2 Bộ môn Tàí nguyên đất đai, Khoa Môi trường và TNTN,
Trường Đại học cần Thơ
‘Email: ltloi@ctu.edu.vn
TÓM TẮT
Đề tài được thực hiện nhằm xác định khả năng tích lũy c trên cây và mối tương quan giữa khả năng tích lũy với các đặc tính cãu trúc của rừng ngập mặn tại vườn Quốc gia Mũi cà Mau Nghiên cứu được thực hiên trên 3 trạng thái rừng là ngập thường xuyên, ngập không thường xuyên và ngập có kiểm soát Trên mỗi trạng thái rừng, các sõ liệu như mật độ cây, đa dạng loài, đường kính thân được thu thập Sinh khối cây và carbon tích lũy được xác định theo phương trình tương quan của Viên Ngọc Nam (2010) Kết quả cho thấy cấu trúc và khả năng tích lũy carbon trong cây của trạng thái rừng ngập có kiểm soát cao hơn so với trạng thái rừng còn lại, tuy nhiên chí số đa dạng loài lại thấp nhất Hàm lượng carbon ờ cà ba trạng thái rừng đều có mõi tương quan rất chặt với chiều cao cây và đường kính thân cây với hệ
sõ r > 0,90.
Từ khóa:cãu trúc rừng, trạng thái rừng, tích lũy carbon, vườn Quốc gia Mũi cà Mau.
1 DẶT VẤN ĐỀ
Rừng ngập mặn là một hệ sinh thái đặc
trưng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới không
chỉ mang lại lợi ích về kinh tế, rừng ngập mặn
còn đóng vai trò to lớn trong việc bảo vệ môi
trường, điều hòa khí hậu, giữ phù sa và chống
xói mòn (Phan Nguyên Hồng và ctv., 2007)
điều hòa khí hậu, giảm hiệu ứng khí nhà kính
thông qua việc hấp thu co2 và cung cấp 02 để
duy trì sự sống (Nguyễn Thị Hồng Hạnh và ctv.,
2015) Có khoảng 1/12 lượng co2 trong khí
quyển và lưu trữ khoảng 72% tổng lượng
carbon trong các bể chứa trên toàn cầu (Malhi
et a/., 2002) Theo Ong và ctv (1995), hệ sinh
thái rừng ngập mặn được đánh giá có năng
suất sơ cấp và tạo ra sinh khối tích và lũy
carboncao hơn các hệ sinh thái rừng khác Vì
thế, sự tồn tại của rừng ngập mặn có ý nghĩa
vô cùng quan trọng trong việc bảo vệ bờ biển,
chống xâm nhập mặn, góp phần tích lũy
carbon, ngoài ra còn đóng vai quan trọng trong
việc tạo ra các dịch vụ hệ sinh thái trong vùng
đất ngập nước (Viên Ngọc Nam, 2016)
Với điều kiện thuận lợi về chiều dài ven biển và hệ thống sông rạch, ĐBSL có điều kiện hình thành hệ sinh thái rừng ngập mặn phong phú với đặc tính đa dạng sinh học cao cùng với nhiều loài động thực vật quý hiếm Đặc biệt tỉnh Cà Mau là tỉnh có diện tích rừng ngập mặn lớn nhất với 51.363,5ha (Phùng Thái Dương, 2021), là hệ sinh thái rừng còn nhiều diễn thế rừng tự nhiên và rừng trồng thuần loài hoặc trồng hỗn giao (Phan Nguyên Hồng và ctv., 2007).
Do rừng ngày càng đa dạng hơn trong cách quản lý đã làm ảnh hưởng đến sự tích lũy carbon trên từng điều kiện cụ thể Vì thế, nghiên cứu này được thực hiện nhằm góp phần làm phong phú hơn nguồn dữ liệu khoa học về sự tích tụ carbon và làm cơ sở cho việc
và xây dựng sơ sở dữ liệu số phục vụ công tác quản lý đất đai nói chung và phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn tại huyện Ngọc Hiển tỉnh Cà Mau nói riêng
2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CƯU
2.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện tại Vườn Quốc gia Mũi Cà Mau trên3 trạng thái rừng ngập mặn bao gồm: Rừng ngập thường xuyên (NTX): là rừng phòng hộ ven biển có địa hình thấp và có
Trang 2điều kiện ngập hàng ngày theo triều biển gần
như không có sự tác động của con người;
Rừng ngập không thường (NKTX) xuyên có
đặc tính giống như rừng ngập mặn thường
xuyên, nhưng có địa hình cao hơn nên chỉ bị
ngập vào thời gian triều biển dâng cao theo
điều kiện tự nhiên, rất ít bị tác động của con
người; Rừng ngập có kiểm soát (NKS) là khu
vực thuộc các hộ dân quản lý kết hợp với nuôi
tôm nên nước được quản lý theo thủy triều mỗi
tháng 2 lần
Trên mỗi trạng thái rừng thiết lập 3 ô tiêu
chuẩn với diện tích 200m2 (10m X 20m) và lặp
lại 3 lần trên mỗi trạng thái rừng
2.2 Phân tích và đo đạc các chì tiêu
2.2.1 Đo sinh khối và tích tụ Carbon
• Đường kính thân cây (Dí 3)
Đường kính thân cây được tính theo công thức:
D i ,3 (cm) = C1 3/71
D1|3: Đường kính thân cây tại chiều cao 1,3m c13: là chu vi thân cây tại vị trí 1,3m K 3.14
• Sinh khối cây: được tích theo công thức của Viên Ngọc Nam và ctv (2010)
Sinh khối (W) = a*Di, 3b
Trong đó: Dì,3: Đường kính thân cây tại chiều cao 1,3m a, b: hệ số tùy thuộc vào các loại rừng
Bảng 1. Công thức tính sinh khối và trữ lượng carbon các loài cây RNM đặc trưng
(Viên Ngọc Nam và ctv., 2010)
Đước
(Rhizophora apiculate) w = 0,6171 X (Di,3)2,2896 c = 0,3482
„ \2,2965
Hvn = 1/(0,0220 + 0,4022/Di.3) Mấm (Avicienia alba) w = 0,0813 X (Du)2'2213 c = 0,4076X (D i ,3) Hvn = 1/(0,0965 + 0,5904/D i 3 ) Vẹt
(Bruruguiera gymnorrhiza) w = 0,0758 X (D1i3)2'3314 c = 0,3014
_ /n \2,2953
X (D i ,3) Hvn = 1/(0,0320 + 0,6894/D i 3 ) Tra (Coccoloba uvifera) w = 0,0738 > : (D i ,3)2' 329 c = 0,2914„X(D1.3)\2,2961 Hvn= 1/(0,0318 + 0,6754/D i 3 )
2.2.2 Chì số đa dạng loài
Chì số đa dạng loài (H’) (Shannon c E.,
Wiener w., 1963), được tính toán bằng công thức:
H’= Z^Jl09 (Ni/N)
Trong đó, H’ là chỉ số đa dạng loài hay chỉ
số Shannon-Wiener; Ni là số lượng cá thể của
loài thứ i và N là tổng số số lượng cá thể của
tất cả các loài tại vị trí nghiên cứu
Số liệu thu được xử lý thống kê bằng phần
mềm SPSS với kiểm định Duncan (p < 0,05) và
tương quan hồi quy đơn biến (simple linear
regression)
3 KẾT QUẢ NGHIÊN cứu
3.1 Hiện trạng cây rừng ngập mặn
3.1.1 Mật độ và chỉ sô H’ của cây trên 3
trạng thái rừng
Các loài như Đước đôi (Rhizophora
apiculta Blume), Mấm trắng (Avicennia alba),
Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza) và Tra
(Coccoloba uvifera) đều phân bố ở cả hai trạng thái rừng ngập thường xuyên và ngập không thường xuyên, còn đối với rừng ngập có kiềm soát chỉ có một loài Đước đôi (Rhizophora
apiculta Blume) chiếm ưu thế Mật độ cây ở trạng thái ngập có kiểm soát cao hơn so với ở trạng thái ngập thường xuyên và không thường xuyên tương ứng là 9833 cây/ha, 5667 cây/ha
và 5367 cây/ha (Hình 1) Nguyên nhân là do mỗi trạng thái rừng chịu tác động bời điều kiện ngập khác nhau Trong đó, rừng ngập có kiểm soát nằm ờ khu vực nội địa, nền đất được ổn định và là rừng trồng chù yếu là cây Đước
(Rhizophora apiculta Blume) (Phạm Hạnh Nguyên, 2014)
Kết quả cho thấy, mức độ đa dạng của những loài cây ngập mặn cao nhất được ghi nhận tại trạng thái rừng ngập không thường xuyên với chỉ số H’ = 1,47, tiếp theo là trạng thái ngập thường xuyên với chỉ số H' = 1,25 và
Trang 3ngập có kiểm soát có chỉ số H’ = 0 do đa số là
loài Đước (Hình 2) Hai trạng thái rừng ngập
thường xuyên và không thường xuyên do chịu
tác động điều kiện ngập do triều tự nhiên nên
khả năng phát tán và phát triển các loài cây rừng ngập mặn nhiều hơn, trong khi ngập có kiểm soát do người dân trồng chủ yếu
Hình 1 Mật độ (trái) và chỉ số H’(phải) của loài cây ngập mặn cùa 3 trạng thái rừng
3.7.2 Chiều cao và đường kính thân cây ở
các trạng thái rừng
Chiều cao cây ờ cả ba trạng thái rừng có
sự khác biệt đáng kể giữa các loài và giữa các
trạng thái rừng (Hình 2) Loài cao nhất là Đước
(Rhizophora apiculata) có tỷ lệ cá thể cao nhất
trong điều kiện rừng ngập có kiểm soát vàở cả
3 trạng thái rừng Điều này cho thấy rừng ngập
có kiểm soát bị ảnh hưởng bởi sự ngập nước
và có chăm sóc khác như tỉa thưa tìa cành, vì vậy các chiều cao cây loài Đước phát triển cao hơn hai trạng thái rừng còn lại
soát
Trạng thái rừng
Hình 2 Chiều cao cây (trái) và đường kính thân (phải) của 3 trạng thái rừng
Kết quả cho thấy các loài Đước
(Rhizophora apiculata) trong rừng ngập có kiểm
soát, trong khi cây Mấm (Avicennia alba) chiếm
ưu thế hơn ở 2 trạng thái rừng còn lại và có sự
khác biệt có ý nghĩa so với những loài cây khác
Do loài Đước (Rhizophora apicưlata) không bị
cạnh tranh và được chăm sóc trong trạng thái rừng ngập có kiểm soát, trong khi loài Mấm
(Avicennia alba) lại thích hợp hơn trong điều kiện ngập vì vậy khả năng cạnh tranh mạnh hơn dẫn đến đường kính cây lớn hơn các loài khác trong cùng trạng thái rừng (Hình 2)
Trang 43.2 Khả năng tích lũy c trên cây
Nghiên cứu về sinh khối, là cơ sỏ' để xác
định sự tích tụ carbon của cây rừng ngập mặn
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng lượng
carbon có mối liên hệ rất gần với sinh khối tươi
của cây Đước Vi thế cây có sinh khối cao sẽ
có lượng carbon tích lũy cao Lượng carbon
tích lũy và sinh khối tươi có sự khác biệt đáng
kể về mặt thống kê giữa các trạng thái rừng
Trong rừng ngập có kiểm soát, sinh khối cây
Đước đạt cao nhất là 88,14 tấn/ha vì thế lượng
carbon tích lũy trong cây cũng đạt cao nhất là 50,58 tấn/ha, tiếp theo là rừng ngập không thường xuyên và không thường xuyên với lượng sinh khối và carbon tích lũy tương ứng là 33,37 tấn/ha và 14,66 tấn/ha, 23,64 tấn/ha và 10,17 tấn/ha (hình 3)
Do rừng ngập có kiểm soát cây Đước
(Rhizophora apiculata) chiếm ưu thế và có mật
độ cây cao nhất, đường kính cây lớn nhất và chiều cao cây cao nhất vì có kiểm soát con người nên có ưu thế hơn
Hình 3 Hàm lượng carbon và sinh khối tươi của các trạng thái rừng
3.3 Tương quan giữa lượng carbon tích lũy
và các yếu tố cấu trúc rừng
D i ,3 (cm)
Kết quả tính toán tương quan giữa hàm
lượng carbon tích lũy và đường kính thân cây
(D13) ở 3 trạng thái rừng ngập cho thấy có mối
tương quan rất chặt chẽ ở cả 3 trạng thái rừng
Trong đó, rừng ngập có kiểm soát có hệ số
tương quan r = 0,93 Đối với rừng ngập thường
xuyên loài Đước (R apiculata), loài Mấm (A
alba) và Tra (C uvifera) có hệ số r lần lượt là
0,95, 0,92 và 0,98 Đối với rừng ngập không
thường xuyên tát cả các loài đều có hệ số
tương quan r = 1, điều này cho thấy mối quan
hệ giũ’a khả năng tích lũy carbon và đường
kính cây (D1.3) là tương quan thuận Do đó, đường kính thân cây càng lớn, hàm lượng carbon tích lũy trên cây càng cao và ngược lại (Hình 4)
chiều cao cây (Hvn)
Tương tự như đường kính thân cây, chiều cao cây cũng có mối tương quan chặt chẽ với
sự tích lũy carbon với p < 0,001 Trong đó, rừng ngập có kiểm soát với loài chiếm ưu thế là Đước (R apiculata) có hệ số r = 0,99 Trong rừng ngập thường xuyên và ngập không thường xuyên, cả 3 loài cây rừng đều có r > 0,95 Điều này chứng tỏ rằng, khi cây càng cao thì hàm lượng tích lũy carbon trên cây càng lớn và ngược lại (Hình 5)
Trang 5Hình 4. Tương quan giữa đường kính thân và hàm lượng c của 3 trạng thái rừng:
NCKS (trên), NKTX (giữa), NTX (dưới)
Chiều cao cây (m)
> Tra Expon (Mấm) -Expon (Đước) - Expon (Tra)
X Rhizophora
• Avicennia
Chiều cao cây (m)
A Bruguiera -Expon (Rhizophore)
— - Expon (Bruguiera) Expon (Avicennia)
Hình 5 Tương quan giữa Hvn và hàm lượng c của 3 trạng thái rừng:
NCKS (trên), NTX (giữa), NKTX (dưới)
Trang 64 KẾT LUẬN
Khu vực nghiên cứu có 4 loài phân bố trên
ba trạng thái rừng như Đước (Rhizophora
apiculta Blume), Mấm (Avicennia alba), Vẹt
(Bruguiera gymnorrhiza) và Tra (Coccoloba
uvifera) Trong đó, Đước (Rhizophora apiculta
Blume) là loài chiếm ưu thế
Rừng ngập có kiểm soát có mật độ cây,
chiều cao cây và đường kính cây cao nhất dẫn
đến sinh khối tươi và tích tụ carbon cao nhất so
với rừng ngập thường xuyên và rừng ngập
không thường xuyên, nhưng có chỉ số đa dạng
loài H’ thấp nhất
Hàm lượng carbon tích lũy trên cây ở điều kiện ngập có kiểm soát cao hơn so với 2 trạng thái rừng còn lại Hàm lượng carbon ở cả ba trạng thái rừng có mối tương quan rất chặt chẽ với chiều cao cây và đường kính thân cây với
hệ số r > 0,95
Cần mở rộng nghiên cứu ở nhiều nơi và khảo sát chi tiết hơn nữa các điều kiện tác động đến sự tích tụ carbon
Trường Đại học cần Thơ VN14-P6 bằng nguồn vốn vay ODA từ Chính phủ Nhật Bản đã tài trợ cho đề tài nghiên cứu này.
TÀI LIỆU THAM KHÁO
1 Malhi, Y„ Meir, p và Brown, s (2002), Forests,
carbon and global climate, 133 Philosophical
Transactions of the Royal Society of London A:
Mathematical, Physical and Engineering
Sciences, 360(1797):1567 - 1591.
2 Nguyền Thị Hòng Hạnh (2015), Nghiên cứu
định lượng carbon trong đát rừng ngập mặn
xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam
Định Kỷ yếu Hội thảo Câu lạc bộ Khoa học -
Công nghệ các trường Đại học Kỹ thuật lần
thứ 47, tr 260 - 267.
3 Ong J E., Gong w K„ Clough B F (1995),
Structure and productivity of a 20 year-old stand
of Rhizophora apiculata Bl Mangrove forest
Journal of Biogeography 22, pp 417- 424
4 Phan Nguyên Hồng và ctv (2007), Vai trò của hệ
sinh thái rừng ngập mặn và rạn san hô trong việc
giảm nhẹ thiên tai và cải thiện cuộc sống ở vùng ven biển, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.
5 Phùng Thái Dương (2021), Đánh giá biến động rừng ngập mặn tỉnh Cà Mau trẽn cơ sờ ảnh vệ tinh giai đoạn 1988- 2018 Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Khoa học tự nhiên, Tập 1, số 66.
6 Viên Ngọc Nam (2010), Phương trình sinh khối các bộ phận của loài Đước đôi (Rhizophora
apiculata) ờ Nam Bộ Tập san các công trình nghiên cứu khoa học, Khoa Lâm nghiệp 2005 -
2009, pp 53 - 62 Trường Đại học Nông Lâm
Tp Hồ Chí Minh.
7 Shannon c E., Wiener w (1963), The mathematical theory of communities Illinois: Urbana University, Illinois Press.
SUMMARY Assessing the ability for carbon accumulation of mangrove trees
in National Park of Ca Mau Cape
Nguyen Nhu Quynh1, Le Tan Loi 2
‘Master student of Environment and Natural resources Faculty, Can tho University
2 Environment and Natural Resources Faculty, Can Tho University
The project was carried out with the goal of determining the carbon accumulation in the Mangrove trees and the correlation between carbon accumulation and forest structure at National Park of Ca Mau Cape The study was conducted on three forest status of frequent flooding, non- frequent flooding and controlled flooding On each forest status, the data such as tree density, species diversity, trunk diameter were collected Tree biomass and carbon accumulation were determined according to the correlation equation of Vien Ngoc Nam et al (2010) The results showed that the structure and ability of carbon accumulation in the Mangrove trees of the controlled flooding forest was higher than that the other two forest status, but the species diversity index was the lowest Carbon content in all three forest status is very closely correlated with tree height and trunk diameter with a coefficient > 0.95.
Keywords: Forest structure, forest status, carbon accumulation, National park of Ca Mau Cape.
Người phản biện: GS.TSKH. Phan Liêu
Email: phlieu.iege.vn@gmail.com
Ngày nhận bài: 20/4/2022
Ngày thông qua phản biện: 15/5/2022
Ngày duyệt đăng: 25/5/2022