Nghiên cứu, đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn trồng thuần loài bần chua (sonneratia caseolaris) 7, 6, 5 tuổi tại xã đa lộc, huyện hậu lộc, tỉnh thanh hóa

Chính vì vậy, với khuôn khổ một luận văn thạc sĩ, tôi đã lựa chọn nghiên cứu khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng, thông qua ba bể chứa chính với tên đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá khả nă

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẠO BỂ CHỨA CACBON CỦA RỪNG NGẬP MẶN TRỒNG THUẦN LOÀI

BẦN CHUA (Sonneratia caseolaris) 7, 6, 5 TUỔI TẠI XÃ ĐA

LỘC, HUYỆN HẬU LỘC, TỈNH THANH HÓA

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

TRẦN HOÀNG ÁNH NGỌC

HÀ NỘI, NĂM 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẠO BỂ CHỨA CACBON CỦA RỪNG NGẬP MẶN TRỒNG THUẦN LOÀI

BẦN CHUA (Sonneratia caseolaris) 7, 6, 5 TUỔI TẠI XÃ ĐA

LỘC, HUYỆN HẬU LỘC, TỈNH THANH HÓA

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Trần Hoàng Ánh Ngọc

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn thạc sĩ với tên đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn trồng thuần loài bần chua (Sonneratia caseolaris) 7, 6, 5 tuổi tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa” Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Hồng Hạnh đã hướng dẫn, chỉ

bảo tận tình và động viên giúp tôi hoàn thành bài báo cáo luận văn này

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Chính quyền địa phương và Trung tâm Khí tượng Thủy văn huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi có thể đi thực địa và cung cấp những kiến thức quý báu cũng như chia sẻ tài liệu, dữ liệu liên quan tới luận văn

Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến quý thầy cô Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý giá trong suốt thời gian học cao học tại trường

Cảm ơn các anh chị, bạn bè những người bạn đồng hành trong quãng thời gian học cao học, những người đã luôn sát cánh, giúp đỡ, động viên và là nguồn động lực để tôi vươn lên

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót vì vậy tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy – cô để luận văn được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

HỌC VIÊN

Trần Hoàng Ánh Ngọc

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nội dung nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Sự tích lũy cacbon trong sinh khối rừng ngập mặn 4

1.1.1 Các công trình nghiên cứu trên thế giới 4

1.1.2 Các công trình nghiên cứu trong nước 7

1.2 Sự tích lũy cacbon trong đất rừng ngập mặn 9

1.2.1 Các nghiên cứu trên thế giới 9

1.2.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam 11

1.3 Vị trí địa lý, đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu 13

1.3.1 Vị trí địa lí 13

1.3.2 Đặc điểm khí tượng, thủy văn 14

1.3.3 Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng 18

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Đối tượng nghiên cứu 20

2.1.1 Đặc điểm hình thái 20

2.1.2 Đặc tính sinh thái 21

2.1.3 Giá trị của cây bần chua 22

2.2 Địa điểm nghiên cứu và đăc điểm rừng trồng 23

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu 23

2.2.2 Đặc điểm rừng trồng 23

2.3 Phương pháp nghiên cứu 24

2.3.1 Phương pháp tổng hợp và kế thừa 24

2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 24

2.3.3 Phương pháp lấy mẫu đất 25

2.3.4 Phương pháp xác định hàm lượng cacbon tích lũy trong đất 26

2.3.5 Phương pháp xác định lượng cacbon trong cây và quần thể rừng 29

2.3.6 Phương pháp xác định hàm lượng cacbon tích lũy của rừng 30

2.3.7 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu 30

2.4 Thời gian nghiên cứu 31

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 32

3.1 Đặc trưng mật độ, đường kính, chiều cao cây tại khu vực nghiên cứu 32

3.2 Sinh khối rừng trồng thuần loài bần chua (Sonneratia caseolaris) – cơ sở xác định lượng cacbon trong sinh khối rừng 36

3.2.1 Sinh khối cây rừng trồng thuần loài bần chua 7, 6, 5 tuổi 37

3.2.2 Sinh khối tổng số của rừng ngập mặn trồng thuần loài bần chua tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 41

3.3 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối rừng trồng thuần loài bần chua (Sonneratia caseolaris) tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 47

3.3.1 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối cây bần chua 47

3.3.2 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối rừng 51

3.4 Sự tích lũy cacbon trong đất rừng bần chua (S caseolaris) 57

3.4.1.Lượng cacbon (% cacbon) trong đất rừng 57

3.4.2.Lượng cacbon (tấn/ha) tích lũy trong đất rừng ở các độ tuổi khác nhau 61

3.5 Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn trồng thuần loài bần 7, 6, 5 tuổi tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa thông qua các bể chứa chính 64

3.5.1 Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon trong sinh khối trên mặt đất – bể chứa cacbon trong thực vật trên mặt đất (AGB) 66

3.5.2 Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon trong sinh khối dưới mặt đất – bể chứa cacbon trong thực vật dưới mặt đất (BGB) 68

3.5.3 Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon trong sinh khối tổng số của rừng 70

3.5.4 Khả năng tạo bể chứa cacbon trong đất rừng 71

3.5.5 Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn trồng thuần loài bần chua 7, 6, 5 tuổi tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 74

KẾT LUẬN: 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

PHỤ LỤC 85

Giảm phát thải khí nhà kính thông qua các nỗ lực hạn chế mất

rừng và suy thoái rừng tại các nước đang phát triển (Reducing Emission from Deforestation and Degradation in developing countries).……

Giai đoạn sau của REDD, Giảm phát thải khí nhà kính thông qua các nỗ lực hạn chế mất rừng và suy thoái rừng; Bảo tồn trữ lượng cacbon rừng; Quản lý bền vững tài nguyên rừng; và Tăng cường trữ lượng cacbon rừng

Rừng ngập mặn Rừng 5 tuổi Rừng 6 tuổi Rừng 7 tuổi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tích lũy cacbon trong cây rừng ngập mặn 6

Bảng 1.2 Tích lũy cacbon của rừng ngập mặn vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ 9

Bảng 1.3 Lượng cacbon trong đất của một số loại RNM ở các độ sâu khác nhau tại miền Nam Thái Lan 10

Bảng 1.4 Lượng cacbon tích lũy trong đất RNM ở Cà Mau và Cần Giờ 11

Bảng 1.5 Đặc điểm thời tiết các tháng tại khu vực nghiên cứu 15

Bảng 2.1 Thời gian nghiên cứu của luận văn ……… 31

Bảng 3.1 Đặc trưng mật độ, đường kính thân cây bần chua (Sonneratia caseolaris) tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 32

Bảng 3.2 Đặc trưng chiều cao cây rừng bần chua (m) 35

Bảng 3.3: Sinh khối cây rừng trồng thuần loài bần chua 7, 6, 5 tuổi tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa (kg/cây) 37

Bảng 3.4 Sinh khối trên mặt đất của cây bần chua qua hai đợt nghiên cứu 37

Bảng 3.5 Sinh khối dưới mặt đất của cây bần chua qua hai đợt nghiên cứu 39

Bảng 3.6: Sinh khối trên mặt đất của quần thể rừng bần chua 42

Bảng 3.7 Sinh khối dưới mặt đất của quần thể rừng bần chua 43

Bảng 3.8 Sinh khổi tổng số của rừng trồng thuần loài bần chua 44

Bảng 3.9 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của cây 48

Bảng 3.10: Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất của cây (kg/cây) 49

Bảng 3.11: Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối cây (kg/cây) 51

Bảng 3.12 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của rừng (tấn/ha) 52

Bảng 3.13: Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất của rừng 53

Bảng 3.14 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối tổng số của rừng (Tấn/ha) 54

Bảng 3.15 So sánh kết quả nghiên cứu với một số rừng khác 55

Bảng 3.16: Lượng cacbon (%) trong đất rừng 58

Bảng 3.17: Hàm lượng cacbon tích lũy trong đất rừng (tấn/ha) 61

Bảng 3.18: So sánh hàm lượng cacbon tích lũy trong đất ở các RNM khác nhau 63

Bảng 3.19 Khả năng tạo bể chứa cacbon trong sinh khối trên mặt đất của rừng 66

Bảng 3.20 Khả năng tạo bể chứa cacbon trong sinh khối dưới mặt đất của rừng 69

Bảng 3.21: Khả năng tạo bể chứa cacbon trong sinh khối rừng (Tấn/ha/năm) 70

Bảng 3.22: Khả năng tạo bể chứa cacbon tích lũy ở các độ sâu khác nhau của đất 72 Bảng 3.23: Khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng thông qua ba bể chứa chính (Tấn/ha/năm) 74

Bảng 3.24: So sánh với một số rừng thuộc khu vực Đồng bằng Bắc Bộ 76

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Vị trí địa lý xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 14

Hình 2.1 Cây bần chua (Sonneratia caseolaris) tại khu vực nghiên cứu 20

Hình 2.2 Rễ, thân, lá và quả cây bần chua 21

Hình 2.3 Hình ảnh rừng tại khu vực nghiên cứu 24

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định mật độ, đo đường kính thân cây 25

Hình 2.5: Thiết bị lấy mẫu đất và quá trình lấy mẫu đất 26

Hình 3.1 Đặc trưng mật độ rừng theo độ tuổi 32

Hình 3.2 Đặc trưng đường kính thân cây theo tuổi rừng qua hai đợt nghiên cứu 34

Hình 3.3 Đặc trưng chiều cao thân cây (m) 36

Hình 3.4 Sinh khối trên mặt đất của cây bần chua (Sonneratia caseolaris) 38

Hình 3.5: Sinh khối dưới mặt đất của cây bần chua (Sonneratia caseolaris) 40

Hình 3.6: Sinh khối tổng số của cây bần chua (Sonneratia caseolaris) 41

Hình 3.7: Sinh khối trên mặt đất của rừng (Tấn/ha) 42

Hình 3.8 Sinh khối dưới mặt đất của quần thể rừng bần chua (Tấn/ha) 44

Hình 3.9: Sinh khối tổng số của rừng bần chua (Sonneratia caseolaris) 45

Hình 3.10: So sánh sinh khối trên và dưới mặt đất của quần thể rừng bần chua 46

Hình 3.11 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của cây 49

Hình 3.12 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất của cây 50

Hình 3.13: Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối cây (kg/cây) 51

Hình 3.14: Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của rừng (tấn/ha) 52

Hình 3.15: Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất của rừng 53

Hình 3.16 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối rừng (tấn/ha) 54

Hình 3.17 Hàm lượng cacbon (% cacbon) trong đất 60

Hình 3.18: Lượng cacbon tích lũy trong đất (tấn/ha) 62

Hình 3.19: Khả năng tạo bể chứa cacbon trong sinh khối trên mặt đất 67

Hình 3.20: Khả năng tạo bể chứa trong sinh khối dưới mặt đất của rừng 69

Hình 3.21: Khả năng tạo bể chứa cacbon trong đất của rừng 73

Hình 3.22: Khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng 75

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Môi trường đang phải tiếp nhận một lượng lớn khí nhà kính từ các hoạt động sinh hoạt và sản suất của con người, hàm lượng khí nhà kính gia tăng làm mất cân bằng nhiệt trên trái đất, là một trong những nguyên nhân chính gây nên biến đổi khí hậu Trong các khí nhà kính thì CO2 (Cacbon dioxyt) được coi là tác nhân chủ yếu gây nên biến đổi khí hậu do chiếm nồng độ lớn nhất trong khí quyển Biến đổi khí hậu đang trở thành vấn đề nóng bỏng nhất, là mối quan tâm hàng đầu của rất nhiều quốc gia trên thế giới, nó không còn đơn thuần chỉ là vấn đề về môi trường mà còn

là vấn đề về sự phát triển kinh tế, xã hội và con người

Để chủ động ứng phó và thích ứng với biến đổi khí hậu thì mục tiêu hàng đầu được đặt ra là giảm mức độ phát thải khí nhà kính – đặc biệt là khí CO2 vào môi trường Trong đó có giải pháp là trồng rừng và bảo vệ rừng Một trong các tác dụng của hệ sinh thái rừng là việc có thể cô lập và lưu trữ một lượng lớn khí nhà kính

CO2

Việt Nam là một nước có nguồn tài nguyên rừng vô cùng phong phú, trong đó nổi bật là rừng ngập mặn Rừng ngập mặn có khả năng hấp thụ khí nhà kính –nguyên nhân chính gây nên biến đổi khí hậu Hiện nay, diện tích rừng ngập mặn ở Việt Nam và trên thế giới đang có xu thế bị suy giảm, đó cũng là một nguyên nhân chủ yếu làm gia tăng lượng khí nhà kính CO2 và biến đổi khí hậu

Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC: The Intergovermental Panel on Climate Change) đã đưa ra chương trình giảm phát thải khí nhà kính từ mất rừng và suy thoái rừng tại các nước đang phát triển (REDD: Reducing Emission from Deforestation in developing countries) Hội nghị cũng đã chính thức công bố các dự án thử nghiệm cho phép các nước đang phát triển có thể tham gia chương trình REDD+ (Giai đoạn sau của REDD, các nước đang phát triển giảm tỉ lệ mất rừng và suy thoái rừng so với giai đoạn tham khảo để nhận được hỗ trợ tài chính từ các nước phát triển) Theo hệ thống này, các nước sẽ đo đếm và giảm lượng phát thải CO2 từ mất rừng và suy thoái rừng trong phạm vi biên giới nước mình Sau một thời gian nhất định, các nước sẽ tính toán lượng giảm phát thải CO2

và nhận được số tín chỉ cacbon rừng tương ứng Các tín chỉ này sau đó có thể được đem ra bán trên thị trường cacbon toàn cầu

Việt Nam là nước chịu tác động mạnh mẽ của biến đổi khí hậu, vì vậy REDD+ là một trong những giải pháp quan trọng nhằm giải quyết tình trạng này

Chương trình hành động quốc gia về REDD+ đã được phê duyệt tháng 6/2012 Để tham gia vào chương trình REDD và REDD+, Việt Nam cần phải tính toán được trữ lượng cacbon của rừng hay ước tính được sinh khối, trữ lượng cacbon rừng lưu trữ

và lượng CO2 hấp thụ hoặc phát thải trong quá trình quản lý rừng Từ đó, có thể xác định tín chỉ cacbon rừng trong giảm phát thải và thu được nguồn tài chính từ dịch

vụ mua bán tín chỉ cacbon Theo IPCC 2006 và CIFOR (2012) để định lượng cacbon rừng tham gia vào chương trình REDD và REDD+ thì có 5 bể chứa cacbon trong rừng là :

(1) Bể chứa cacbon trong thực vật ở trên mặt đất (above ground biomass – AGB) (2) Bể chứa cacbon trong thực vật dưới mặt đất (below ground biomass – BGB), chủ yếu có trong rễ cây rừng

(3) Bể chứa cacbon trong thảm mục hay lượng rơi (litter)

(4) Bể chứa cacbon trong cây gỗ chết (chết đứng hoặc ngã đổ) (dead wood)

(5) Bể chứa cacbon trong đất, dưới dạng cacbon hữu cơ (soil organic cacbon – SOC)

Trong quá trình xác định bể chứa cacbon của rừng không nhất thiết phải làm thông qua cả 5 bể chứa, mà số bể chứa được chọn dựa trên đặc điểm của từng loại rừng Tuy nhiên, có 3 bể chứa bắt buộc phải xác định là: 1) Bể chứa cacbon trong thực vật ở trên mặt đất (above ground biomass – AGB); 2) Bể chứa cacbon trong thực vật dưới mặt đất (below ground biomass – BGB); 5) Bể chứa cacbon trong đất, dưới dạng cacbon hữu cơ (soil organic cacbon – SOC)

Chính vì vậy, với khuôn khổ một luận văn thạc sĩ, tôi đã lựa chọn nghiên cứu khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng, thông qua ba bể chứa chính với tên đề tài:

“Nghiên cứu, đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn trồng thuần loài bần chua (Sonneratia caseolaris) 7, 6, 5 tuổi tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Định lượng được lượng cacbon tích lũy trong rừng ngập mặn trồng thuần loài

bần chua (Sonneratia caseolari) 7, 6, 5 tuổi tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh

Thanh Hóa

Cung cấp thông tin và cơ sở dữ liệu cho việc thực hiện các chương trình giảm phát thải khí nhà kính và ứng phó với BDKH như REDD và REDD+ ở dải ven biển Bắc Trung bộ Việt Nam

3 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu đặc điểm sinh học, đặc tính sinh thái của rừng trồng thuần loài

bần chua (Sonneratia caseolaris) tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa:

tuổi rừng, năm trồng, mật độ cây rừng, đường kính thân cây và chiều cao của cây Nghiên cứu sinh khối của cây (bao gồm sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất) tương ứng với các tuổi rừng – cơ sở xác định lượng cacbon trong cây và quần thể rừng ngập mặn tại khu vực nghiên cứu

Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong sinh khối cây và quần thể rừng (sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất) của rừng ngập mặn trồng thuần loài bần chua

(Sonneratia caseolaris) 7, 6, 5 tuổi tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa

Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong đất rừng ngập mặn trồng thuần loài

bần chua (Sonneratia caseolaris) 7, 6, 5 tuổi tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh

Thanh Hóa

Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon (thông qua ba bể chứa) của rừng ngập

mặn trồng thuần loài bần chua (Sonneratia caseolaris) 7, 6, 5 tuổi tại xã Đa Lộc,

huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Năm 2013, lượng khí thải cacbon dioxit (CO2) trong khí quyển đã tăng ở mức cao nhất trong gần 30 năm trở lại đây (theo thông báo ban hành ngày 9 tháng 9 năm

2014 của Tổ chức Khí tượng Thế giới – WMO) Sự gia tăng nhanh chóng nồng độ khí CO2 trong khí quyển là một trong những nguyên nhân chính gây nên biến đổi khí hậu toàn cầu Biến đổi khí hậu và mối quan hệ của nó với phát thải CO2 từ suy thoái và mất rừng đang là một vấn đề được quan tâm hàng đầu của toàn cầu Cộng đồng quốc thế ngày càng công nhận mạnh mẽ hơn về việc rừng được lồng ghép vào một giải pháp chống biến đổi khí hậu toàn cầu thì các nước đang phát triển cần phải được đền đáp cho những nỗ lực giảm thiểu mất rừng (khi rừng bị chặt trắng để chuyển đổi sang mục đích sử dụng đất khác) và suy thoái rừng (khi tài nguyên rừng

1.1 Sự tích lũy cacbon trong sinh khối rừng ngập mặn

Trong quá trình vận động, cacbon trong nhóm sinh vật sản xuất sau khi chuyển hóa chỉ một phần nhỏ được sử dụng làm thức ăn cho sinh vật tiêu thụ, còn phần lớn tích tụ ở dạng sinh khối của thực vật, trong các mô cơ thể: thân, cành, lá,

rễ, hoa, quả Trong quá trình hoạt động sống, các thành phần của quần xã sinh vật sẽ trả lại cacbon dưới dạng CO2 cho khí quyển thông qua quá trình hô hấp, cháy rừng

và thảm mục rừng Các quần xã RNM là một tác nhân làm cho khí hậu dịu mát hơn, giảm nhiệt độ tối đa Rừng ngập mặn có khả năng lưu giữ một lượng lớn khí CO2, đồng thời còn có khả năng làm chậm dòng chảy và làm giảm các tác hại của sóng

Vì vậy, nghiên cứu sinh khối rừng chính là cơ sở để đánh giá lượng cacbon tích lũy trong cây rừng nói chung và cây rừng ngập mặn nói riêng

Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn

1.1.1 Các công trình nghiên cứu trên thế giới

Lượng cacbon trong hệ sinh thái rừng ngập mặn chủ yếu được tích lũy ở dạng tăng sinh khối các bộ phận trên mặt đất (thân, cành, lá, hoa, quả, rễ trên mặt đất), rễ dưới mặt đất của cây và quần thể rừng

Sato K và Kanatomi M (2000) [49] cho biết, khả năng tích lũy cacbon của RNM có thể tương đương hoặc lớn hơn các loại rừng nội địa và đóng góp trong việc chuyển hóa và cân bằng các loại khí nhà kính vùng ven biển Matsui, 1998 [41] chỉ

ra rằng HST RNM hàng năm tích lũy vào khoảng 3,7 tấn C/ha/năm, tương đương với 13,91 tấn CO2/ha/năm

Một số nghiên cứu đã cho thấy, quá trình tích lũy cacbon trong sinh khối RNM là 97,1 tấn/ha, cao hơn so với tích lũy cacbon trong rừng mưa nhiệt đới là 29,5 tấn/ha nhưng lại thấp hơn so với rừng mưa ôn đới (129,82 tấn/ha) (Nguyễn Hoàng Trí, 2006) [19]

Đối với rừng trồng, theo nghiên cứu của Hai Ren và cộng sự (2010) [34],

nghiên cứu rừng bần (Sonneratia apetala) trồng tại Trung Quốc ở giai đoạn 4, 5, 8

và 10 tuổi có sinh khối là 47,9 tấn/ha; 71,7 tấn/ha; 95,9 tấn/ha và 108,1 tấn/ha Tác giả cũng đã chỉ ra rằng sinh khối trên mặt đất và sinh khối dưới mặt đất của rừng

tăng dần theo tuổi rừng Sinh khối của loài bần (Sonneratia apetala) tăng trưởng

nhanh ở giai đoạn từ 4 đến 5 tuổi, sau giai đoạn 5 tuổi thì tích lũy sinh khối chậm Sinh khối thân và rễ chiếm tỉ lệ lớn nhất là 60% so với tổng sinh khối Tỷ lệ BGB/AGB ở thân và rễ ở rừng trồng 4, 5, 8, 10 tuổi là 0,2; 0,2; 0,3 và 0,3

Với rừng ngập mặn tự nhiên, công trình nghiên cứu đầu tiên đánh giá sinh khối và tăng trưởng của rừng có tính chất hệ thống và tương đối hoàn chỉnh là của Golley F.B., Odum và Wilson (1958 – 1962) trên đối tượng rừng đước đỏ

(Rhizophora mangle) ở Puerto Năm 1975, ông cùng với cộng sự tiếp tục nghiên

cứu sinh khối của rừng đước ở Panama và cho kết quả sinh khối tổng số là 62,7

tấn/ha của rừng đước đỏ (R mangle) và 278,9 tấn/ha của rừng đước (R brevistyla)

(Vũ Đoàn Thái, 2003) [15]

Okimoto Y và cộng sự, 2007 [43] đã nghiên cứu trên đối tượng là rừng trang

(Kandelia obovata) 5 tuổi, 10 tuổi và 15 tuổi trồng tại cửa sông Lèn, Thanh Hóa

Kết quả nghiên cứu đã ước tính được khả năng cố định CO2 trong sinh khối trên mặt đất của các tuổi rừng lần lượt là 28,5; 13,7; 1,45 tấn/ha/năm

Nguyễn Thanh Hà và công sự, 2002 [31] nghiên cứu tại một số rừng ngập mặn

ở miền Nam Thái Lan và Indonesia, kết quả nghiên cứu của tác giả chỉ ra rằng sự tích lũy cacbon trong cây rừng ngập mặn tùy thuộc vào loại rừng, đặc điểm về cấu trúc, tuổi cây Kết quả nghiên cứu được thể hiện dưới bảng 1.1

Bảng 1.1: Tích lũy cacbon trong cây rừng ngập mặn

Địa điểm

nghiên cứu Loài cây chính Mật độ cây (cây/ha)

Tổng cacbon trong rừng (tấn/ha)

Sosobok,

Indonesia

Bần chua (Sonneratia caseolaris (L.) Engler) 478 117,4 Đước đôi (Rhizophora

apiculata Blume) 761 354,3 Vẹt dù (Bruguiera

gymnorrhiza (L.) Savigny) 400 313,5

Ranong,

Thái Lan

Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza) - Cui biển (Heritira littoralis Aiton ex

trồng) Rừng đước đôi (Rhizophora apiculata Blume) 7 tuổi 2300 163,6

Nguồn: Nguyễn Thanh Hà và cs (2002) [31] Mật độ cây và loài cây là các yếu tố chi phối đến khả năng tích lũy cacbon trong RNM Kết quả nghiên cứu của Sathirathai S (2003) [48] về khả năng tích lũy cacbon hàng năm của RNM Tha Po, Thái Lan ở các loài được kết quả như sau:

Mật độ cây: Mật độ rừng cao nhất là loài mắm biển (Avicennia marina (Forsk) Vierh) với số lượng là 2337,50 cây/ha, thứ hai là loài giá (Excoecaria agallocha L.) với 1262,50 cây/ha, thứ ba là tra lâm vồ (Thespesia populnea) có 406,25 cây/ha, thấp nhất là cây đước đôi (Rhizophoza apiculata Blume) 306,25 cây/ha

Sinh khối: Từ kết quả nghiên cứu về mật độ cây rừng tác giả tính được lượng sinh khối tổng số của rừng Theo đó, sinh khối của rừng cũng như tổng lượng cacbon tích lũy sau một năm của rừng ngập mặn tại làng Tha Po, Thái Lan giảm

dần theo thứ tự như sau: Cao nhất là loài mắm biển (Avicennia marina (Forsk)

Vierh) có sinh khối là 29,06 tấn/ha – tương ứng với tổng lượng cacbon tích lũy

trong năm là 8,19 tấn/ha/năm Thứ hai là loài giá (Excoecaria agallocha L.) với giá

trị sinh khổi thu được là 7,69 tấn/ha – tương ứng tổng lượng cacbon tích lũy

hàngnăm là 4,94 tấn/ha/năm Đứng thứ ba là loài đước đôi (Rhizophoza apiculata

Blume) với kết quả sinh khối là 4,31 tấn/ha – tương đương tổng cacbon tích lũy là

1,19 tấn/ha/năm Thấp nhất là tra lâm vồ (Thespesia populnea) có giá trị sinh khối rừng là 4,13 tấn/ha – tương ứng tổng cacbon tích lũy là 0,81 tấn/ha/năm

Có thể thấy rằng tuy mật độ cây tra lâm vồ (Thespesia populnea) trong rừng cao hơn đước đôi (Rhizophoza apiculata Blume) nhưng sinh khối và tổng lượng

cacbon tích lũy hàng năm của loài đước đôi lại cao hơn

Như vậy, sinh khối cây và lượng cacbon tích lũy không chỉ phụ thuộc vào mật

độ cây mà còn phụ thuộc vào loài cây và sự thích nghi và phát triển của từng loại

cây đối với khu vực rừng trồng

1.1.2 Các công trình nghiên cứu trong nước

Các công trình nghiên cứu về sinh khối RNM của Trần Văn Ba (1984) [1], Phạm Văn Ngọt (2003) [13], Viên Ngọc Nam (2003) [11], Nguyễn Hoàng Trí (1986) [17] … Chủ yếu đánh giá về năng suất sinh học của rừng

Năm 1972, Phạm Hồng Chương đã nghiên cứu sinh khối của một số loài cây trong 1 ô tiêu chuẩn 100m2 trong rừng Sát Chí Linh ở Vũng Tàu với tổng sinh khối

là 46,93 tấn/ha trong đó đước đôi (Rhizophara apiculata) là 18,73 tấn/ ha và mắm (avicenia officinalis) là 37,66 tấn/ha (Viên Ngọc Nam (2003) [11]

Đặc biệt, đóng góp lớn nhất cho các công trình nghiên cứu khoa học về HST RNM, đánh giá vai trò của RNM trong việc bảo vệ các vùng ven biển là của Phan Nguyên Hồng Từ năm 1961 đến nay, Phan Nguyên Hồng đã có nhiều nghiên cứu

về RNM như: sinh thái RNM, diễn thế và quan hệ giữa RNM và thủy sản, sinh thái RNM Trong luận án Tiến sĩ khoa học sinh học “Sinh thái thảm thực vật rừng ngập mặn tại Việt Nam” 1991 tác giả đã đề cập tương đối đầy đủ nhiều công trình nghiên cứu về RNM tại Việt Nam

Mỵ Thị Hồng (2006) [8] đã nghiên cứu đối tượng bần chua (Sonneratia) trồng

tại xã Nam Hưng, huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình cho thấy kết quả như sau: cacbon tích lũy trong sinh khối rừng 3 tuổi là cao nhất với 7,877 tấn/ha; tiếp đến là rừng 4 tuổi 3,212 tấn/ha và thấp nhất là rừng 2 tuổi với 2,717 tấn/ha Hàm lượng cacbon tích lũy trong sinh khối rừng bần chua 4 tuổi thấp hơn so với rừng 3 tuổi được giải thích là do quần thể bần chua 4 tuổi được trồng xen kẽ với cây trang nên mật độ bần chua 4 tuổi thấp hơn nhiều so với bần chua 3 tuổi được trồng thuần loài Nguyễn

Thị Hồng Hạnh (2012) [3] đã nghiên cứu định lượng cacbon trong sinh khối cây

bần chua (Sonneratia caseolaris) trồng tại xã Nam Hưng, huyện Tiền Hải, tỉnh Thái

Bình Kết quả cho thấy trữ lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất (AGB) và sinh khối dưới mặt đất (BGB) đạt giá trị cao nhất là rừng 4 tuổi (9,776 tấn/ha và 4,042 tấn/ha), tiếp theo là rừng 3 tuổi (5,829 tấn/ha và 2,654 tấn/ha), thấp nhất là rừng 2 tuổi (2,005 tấn/ha và 0,867 tấn/ha)

Trong thời gian gần đây, đã có một số nghiên cứu về sinh khối cây rừng ngập mặn như Nguyễn Hà Quốc Tín, Lê Tấn Lợi (2015) [14] đã khảo sát sinh khối và tích lũy cacbon trên mặt đất cửa RNM tại cồn Ông Trang, Ngọc Hiển, Cà Mau Tác

giả lựa chọn nghiên cứu trên 3 đối tượng là vẹt tách (Bruguiera parviflora), đước đôi (Rhizophora apiculata), mắm trắng (Avicennia alba) Kết quả nghiên cứu cho

thấy tổng sinh khối cao nhất của rừng đước đôi là 233, 56 tấn/ha tương ứng cacbon tích lũy trên mặt đất là 109,77 tấn/ha Thứ hai là vẹt tách với giá trị sinh khối và cacbon tích lũy lần lượt là: 170,23 tấn/ha và 80,01 tấn/ha Thấp nhất mắm trắng với giá trị là 120, 83 tấn/ha và 56,79 tấn/ha

Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) [5], “ Nghiên cứu định lượng cacbon tích lũy

để đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn ở vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ” Kết quả nghiên cứu đã bổ sung vào danh mục tính toán sinh khối và

hệ số quy đổi từ sinh khối sang cacbon tích lũy đối với loài trang (Kandelia obovata) và bần chua (Sonneratia caseolaris) Xây dựng được phương trình tính

toán sinh khối rừng dựa trên đường kính thân cây Cụ thể như sau:

- Đối với loài trang: B = 0,10316D1,85845.

- Đối với loài bần chua: B= 0,000596D4,04876.

Hệ số quy đổi từ sinh khối sang hàm lượng cacbon tích lũy đối với loài trang

(Kandelia obovata) là 0,4955 và bần chua (Sonneratia caseolaris) là 0,4953

Bảng 1.2 Tích lũy cacbon của rừng ngập mặn vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ

Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất (tấn/ha)

Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất (tấn/ha)

Hải

Phòng

Bần chua

(Sonneratia caseolaris)

10T 26,99 ± 1,03 5,70 ± 0,31 11T 28,96 ± 1,19 5,81 ± 0,27 13T 73,99 ± 2,92 6,57 ± 0,27

Bần

10T 16,39 ± 0,59 2,82 ± 0,26 11T 6,54 ± 0,40 0,97 ± 0,05 13T 15,59 ± 0,69 2,21 ± 0,11 Nguồn: Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) [5] Ngoài ra, tác giả Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) [5] cũng đã xây dựng được quy trình hướng dẫn định lượng cacbon tích lũy của rừng ngập mặn trồng ven biển đồng bằng Bắc Bộ

1.2 Sự tích lũy cacbon trong đất rừng ngập mặn

1.2.1 Các nghiên cứu trên thế giới

Từ đầu thế kỷ 21 đến nay, đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu sâu hơn vào chu trình cacbon trong các HST ven biển nhiệt đới Việc tích lũy cacbon trong đất rừng ngập mặn cũng đóng góp một phần lớn trong việc tích lũy CO2 – hạn chế gia tăng hiệu ứng nhà kính đang diễn ra trên toàn cầu

Công trình nghiên cứu của Batjes N H (2001) [25] đã nghiên cứu hàm lượng cacbon tích lũy trong đất RNM ở đầm lầy Denegal và cho kết quả về hàm lượng cacbon tích lũy trong đất RNM là 90 – 257 tấn/ha Năm 2000, Fujimoto K và cộng

sự đã nghiên cứu một số loại RNM ở Thái Lan và đánh giá lượng cacbon trong đất

ở các độ sâu khác nhau (bảng 1.3)

Bảng 1.3 Lượng cacbon trong đất của một số loại RNM ở các độ sâu khác nhau tại

miền Nam Thái Lan

Địa điểm Loại rừng Độ sâu của đất

(cm)

Tổng cacbon (tấn/ha)

Đước đôi (Rhizophora apiculata) Vẹt (Bruguiera gymnorrhiza

với rừng đước đôi (Rhizophora apculata) thuần loại có khả năng tích lũy cacbon

cao hơn các loại rừng khác Cùng địa điểm nghiên cứu ở RNM nhiệt đới miền Nam Thái Lan, Alongi D M và cộng sự (2000)[23] đã cho thấy xấp xỉ 60% tổng trọng lượng cacbon hữu cơ đi vào trầm tích của rừng

Năm 2003, Bouillon S và cộng sự [26] nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong trầm tích RNM ở châu thổ sông Godovari, Ấn Độ và phía Tây Nam Srilanka

đã chỉ ra rằng lượng cacbon tích lũy trong trầm tích RNM trung bình là 0,6 – 31% trọng lượng khô, có khi lên tới 75%

Matsui N và cộng sự (2000) [42] nghiên cứu sự tích lũy cacbon trong RNM ở vịnh Sawi của miền Nam Thái Lan ước tính đạt 1208 tấn C/ha (tính đến độ sâu

8,5m) Rừng ráng (Acrostichum sp.) lượng cacbon tích lũy trong đất là 347 tấn/ha tương ứng với độ dâu 40cm Lượng cacbon tích lũy trong đất rừng dà (Ceriops sp.)

tới độ sâu 45cm là 312 tấn/ha Rừng đước (Rhizophora sp.) có lượng cacbon tích

lũy tới độ sâu 40cm là 312 tấn/ha

Năm 1996, Cahoon D R và cộng sự [27] cũng nghiên cứu lượng cacbon trong đất RNM ở cửa sông Tijuana của Mê hi cô cho kết quả là lượng cacbon tích lũy trong đất RNM trung bình là 343 g/m2/năm tương ứng là 3,43 tấn/ha/năm Kết quả nghiên cứu của Cahoon D R tương tự với kết quả nghiên cứu của Matsui N (1998) [41] khi ông nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong rễ và trầm tích của RNM ở Australia, HST RMN tích lũy vào khoảng 3,7 tấn C/ha/năm

1.2.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu về sự tích lũy cacbon trong đất RMN chưa nhiều

Năm 2000, Fujimoto K và cộng sự [46] cũng đã nghiên cứu sự tích lũy cacbon dưới mặt đất của RMN hỗn hợp rừng tự nhiên và rừng trồng ở Cà Mau và Cần Giờ, miền Nam Việt Nam Kết quả nghiên cứu cho thấy, lượng cacbon tích lũy trong trầm tích RMN ở Cà Mau cao hơn so với RMN ở Cần Giờ Lượng cacbon tích lũy trong đất RMN Cà Mau ở độ sâu 0-100 cm dao động trong khoảng 258,5 – 417,5 tấn/ha, còn trong đất RMN Cần Giờ ở độ sâu 0 - 100 cm dao động trong khoảng 24,52 - 30,99 kg/m2 tương ứng là 242,3 – 258,5 tấn/ha Kết quả nghiên cứu được cho rằng lượng cacbon tích lũy trong đất rừng giảm dần theo độ sâu của đất Kết quả nghiên cứu được thể hiện trong bảng 1.4

Bảng 1.4 Lượng cacbon tích lũy trong đất RNM ở Cà Mau và Cần Giờ

Địa điểm nghiên

cứu Vị trí nghiên cứu

Độ sâu của đất (cm)

Cacbon tích lũy trong trầm tích (tấn/ha)

Kết quả nghiên cứu cho thấy, lượng cacbon tích lũy trong trầm tích RNM ở

Cà Mau cao hơn so với RNM ở Cần Giờ Lượng cacbon tích lũy trong đất RNM Cà Mau tại độ sâu từ 0 – 100cm dao động từ 258,5 – 417,5 tấn/ha Tại RNM Cần Giờ giá trị này dao động trong khoảng từ 245,2 – 309,9 tấn/ha

Để đánh giá ảnh hưởng tuổi của cây và sự ngập nước của thủy triều đến nguồn cacbon tích lũy trong đất, năm 2004, Nguyễn Thanh Hà và cộng sự [32] đã

nghiên cứu sự tích lũy cacbon trong đất rừng trang (Kandelia obovata) 9, 8, 6, 4 và

3 tuổi trồng ở huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định Kết quả nghiên cứu cho thấy, lượng cacbon tích lũy trong đất rừng 9 tuổi là 95,8 tấn/ha, rừng 8 tuổi là 75,2 tấn/ha, rừng 6 tuổi là 78,1 tấn/ha, rừng 4 tuổi là 77,4 tấn/ha, rừng 3 tuổi 83,6 tấn/ha

Sự ngập triều của nước thủy triều ảnh hưởng rất mạnh mẽ đến môi trường kỵ khí của trầm tích, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự tích lũy cacbon trong đất Năm 2012, để so sánh sự tích lũy cabon trong RNM và ảnh hưởng của các yếu tố đến sự tích lũy cacbon giữa rừng trồng thuần loài Trang và một số rừng hỗn giao khác, Nguyễn Thị Hồng Hạnh và cộng sự [3] đã tiến hành nghiên cứu trên đối

tượng bần chua (Sonneratia caseolaris) Các đối tượng nghiên cứu tại huyện Tiền

Hải, Thái Bình tương ứng với các tuổi rừng 2 tuổi, 3 tuổi và 4 tuổi Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hàm lượng cacbon tích lũy trong đất RNM có xu hướng giảm dần theo độ sâu Kết quả nghiên cứu này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Fujimoto và cộng sự (2000) [46]

Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) [5] đã nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong đất RNM tại các tỉnh ven biển thuộc khu vực đồng bằng Bắc Bộ Kết quả nghiên cứu đã đánh giá được khả năng tạo bể chứa cacbon trong đất của một số loại rừng cụ thể như sau:

- Rừng trồng thuần loài trang (Kandelia obovata) 3, 4, 5 tuôi tại xã Kim Đông,

huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình có lượng cacbon tích lũy hàng năm cao nhất là rừng 5 tuổi với 12,525 tấn/ha/năm – tương ứng 45,967 tấn CO2 hấp thụ/ha/năm Thứ hai là rừng 4 tuổi với lượng cacbon tích lũy 8,948 tấn/ha/năm – tương ứng lượng CO2 hấp thụ 32,839 tấn/ha/năm Thấp nhất là rừng 3 tuổi với các giá trị 8,743 tấn/ha/năm – 32,087 tấn CO2/ha/năm

- Rừng trồng thuần loài bần chua (Sonneratia caseolaris) 10, 11, 13 tuổi tại xã

Đông Hưng, huyện Tiên Lãng, Hải Phòng Lượng cacbon tích lũy trong đất rừng giảm dần theo thứ tự: R13T > R 11T > R10T với các giá trị tương ứng là 10,747 tấn/ha/năm, 8,905 tấn/ha/năm, 8,008 tấn/ha/năm Tương ứng với tổng lượng CO2hấp thụ là: 39,441 tấn/ha/năm; 32, 682 tấn/ha/năm; 29,389 tấn/ha/năm

- Rừng trồng thuần loài trang (Kandelia obovata) 10, 11, 13 tuổi tại xã Giao

Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định Lượng cacbon tích lũy hàng năm thay đổi theo tuổi rừng Rừng 13 tuổi có lượng tíc lũy cacbon và lượng CO2 hấp thụ trong đất cao nhất ( 13, 055 tấn/ha/năm – 47,912 tấn/ha/năm) Thứ hai là rừng 11 tuổi (11,257 tấn/ha/năm – 41,313 tấn/ha/năm) Thấp nhất là rừng 10 tuổi (10,973 tấn/ha/năm – 40,271 tấn/ha/năm)

Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về khả năng tích lũy cacbon trong đất rừng ngập mặn trong nước và trên thế giới đều cho thấy: Lượng cacbon tích lũy của rừng ngập mặn giảm dần theo độ sâu của đất và phụ thuộc vào sự gia tăng sinh khối của cây rừng, đặc biệt là sinh khối rễ cây Ngoài ra, khả năng tích lũy cacbon trong đất của đất rừng ngập mặn còn phụ thuộc vào sự ngập triều của khu vực nghiên cứu Tuy nhiên, hiện nay các nghiên cứu tích lũy cacbon RNM phần lớn vẫn chỉ tập trung tại khu vực đồng bằng Bắc Bộ và miền Nam Việt Nam Các nghiên cứu về khả năng tích lũy cacbon trong RNM của các vùng ven biển miền Trung Việt Nam hiện nay còn rất ít Nghiên cứu này của tôi sẽ nghiên cứu RNM tại Thanh Hóa – một tỉnh cực Bắc của miền Trung Việt Nam, nhằm bổ sung thêm những số liệu khoa học, và làm rõ hơn vai trò của RNM đối với giảm thiểu tác hại của biến đổi khí hậu và sự gia tăng khí nhà kính đang diễn ra ngày một nhanh chóng

1.3 Vị trí địa lý, đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu

1.3.1 Vị trí địa lí

Huyện Hậu Lộc là huyện đồng bằng ven biển, cách trung tâm thành phố Thanh Hóa 25km về phía Đông Bắc Điều kiện tự nhiên rất đa dạng, giàu tiềm năng với 3 vùng: vùng đồi núi, vùng đồng bằng, vùng ven biển Địa hình đồng bằng thuộc các xã Tân Lộc, Thịnh Lộc, Xuân Lộc, Hoa Lộc, Phú Lộc … đến các vùng đồi núi như các xã: Triệu Lộc, Tiến Lộc, Thành Lộc, Châu Lộc, Đại Lộc, Đồng lộc

và ven biển là các xã Hòa Lộc, Ngư Lộc, Đa Lộc, Hưng Lộc, Minh Lộc, Hải Lộc Huyện Hậu Lộc có diện tích 141.5 km2

Đa Lộc là một xã ven biển nằm phía Đông thuộc huyện Hậu Lộc, thuộc hữu ngạn sông Lèn, với diện tích toàn xã là 12,07 km2 Vị trí địa lý nằm giữa 19056’ 56” kinh độ Bắc 105058’4” kinh độ Đông

Phía Bắc giáp các xã Nga Bạch và Nga Thủy, huyện Nga Sơn

Phía Đông và Nam giáp Vịnh Bắc Bộ

Phía Tây giáp xã Hưng Lộc, huyện Hậu Lộc và xã Nga Thạch huyện Nga Sơn

Vị trí địa lý xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa được thể hiện trên hình 1.1

Hình 1.1 Vị trí địa lý xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa

1.3.2 Đặc điểm khí tượng, thủy văn

Đặc điểm khí hậu, thời tiết:

Đa Lộc là một xã thuộc khu vực Trung Bộ, khí hậu tại khu vực này mang đầy

đủ những nét chung nhất của khí hậu miền Bắc Việt Nam Đó là kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa đông lạnh và hình thành nên những kiểu thời tiết đặc biệt Khí hậu ở đây là kết quả của sự giao thoa và cộng hưởng của biến trình tuần hoàn nhiệt,

ẩm ở miền vĩ độ nhiệt đới, với cơ chế gió mùa phức tạp của khu vực gió mùa Đông Nam Á, trên nền địa hình miền Bắc Việt Nam

Các số liệu về khí tượng thủy văn tại khu vực nghiên cứu được cung cấp tại Trung tâm Tư liệu Khí tượng Thủy văn quốc gia được thống kê tại bảng 1.5

Khí hậu tại khu vực chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 và kết thức vào tháng 11 Mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Sự diễn biến của gió mùa Đông bắc và gió mùa Tây nam làm cho khí hậu tỉnh Thanh Hóa nói chung và huyện Hậu Lộc nói riêng trở nên thất thường, đặc biệt là khu vực ven biển hay xảy ra biển động Có những năm gió mùa Đông

bắc mạnh đem đến cho khu vực một mùa đông lạnh và kéo dài, có năm gió mùa Đông bắc yếu thời tiết nóng đến sớm bất thường

Bảng 1.5 Đặc điểm thời tiết các tháng tại khu vực nghiên cứu

e (mm)

Số giờ nắng

Khí hậu khu vực có sự biến động mạnh mẽ, đặc biệt là chế độ nhiệt Do nằm

ở vĩ độ thấp, chịu sự chi phối của chế độ mặt trời nội chí tuyến nên nhiệt độ khu vực nghiên cứu hàng năm khá cao Nhiệt độ thấp nhất thường rơi vào các tháng mùa khô từ khoảng tháng 12 đến tháng 4 năm sau (từ 16,00C – 24,10C), thấp nhất vào khoảng tháng 2 với nhiệt độ trung bình 17,50C Vào các tháng mùa mưa, nhiệt độ tháng cao hơn, từ tháng 5 đến tháng 11 nhiệt độ trung bình tháng dao động từ 24,10C đến 30,80C Trong đó nhiệt độ cao nhất là vào tháng 6 với mức nhiệt trung bình 30,80C Do chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc nên hàng năm khu vực này nhiệt độ có thể xuống dưới 150C Chế độ nhiệt không chỉ thể hiên ở sự giao động của nhiệt độ tháng mà còn thể hiện thông qua sự giao động của ngày bắt đầu và

ngày kết thúc của các mùa nóng lạnh

Lượng mưa:

Lượng mưa trung bình năm dao động từ 11,9 – 568,9 mm Lượng mưa tại khu vực nghiên cứu nhìn chung có sự dao động khá lớn giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô Tổng lượng mưa hàng năm trong khu vực có thể dao đông khoảng 1300 – 1700

mm Lượng mưa cao nhất vào các tháng 9, 10, 11 và thấp nhất vào các tháng 1, 2, 3 Vào mùa mưa, lượng mưa tập trung khoảng 60 – 80% lượng mưa của cả năm nên

dễ gây ra các hiện tượng cực đoan như lũ lụt, phá hủy các đầm nuôi tôm, thủy hải sản, nhất là ở những vùng có địa hình thấp ven biển như Đa Lộc

Một số năm gần đây mùa mưa thường đến muộn và kết thúc sớm hơn bình thường từ 15 ngày đến 1 tháng Lũ xảy ra trên các con sông ở Thanh Hóa không theo quy luật, Do lượng mưa ở các năm bị thiếu hụt và phân bố không đồng đều vì vậy tình trạng hạn hán và xâm nhập mặn vùng ven biển thường xuyên xảy ra nhiều hơn và đang gia tăng mạnh mẽ nhất trong lịch sử 30 năm trở lại đây

Lượng bốc hơi:

Trong năm 2016: Lượng buốc hơi tại khu vực nghiên cứu cao nhất diễn ra vào mùa khô hanh, nắng nhiều, thời gian tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 10

Lương bốc hơi dao động từ khoảng 24,4mm đến 138,4 mm Lượng bốc hơi cao nhất vào tháng 6 với 138,4 mm và thấp nhất ở tháng 3 (22,4 mm)

Ba tháng đầu năm 2017: Lượng bốc hơi cao nhất vào tháng 2 với 71,5 mm, thấp nhất là tháng 3 (33,0 mm)

Số giờ nắng:

Trong năm 2016: Số giờ nắng dao động từ 23,1 – 258,7 giờ Trong đó, số giờ nắng nhiều nhất vào tháng 5 với 258,7 giờ, và thấp nhất vào tháng 2 với 23,1 giờ

Số giờ nắng trung bình trong năm 2016 là 140,4 giờ

Sáu tháng đầu năm 2017: số giờ nắng trong tháng dao động từ 24, 2 đến 101,5 giờ Trong đó, tháng 2 có số giờ nắng trung bình cao nhất với 302,6 giờ/tháng

Số giờ nắng trung bình trong các tháng tương đối cao tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển trồng trọt và nông nghiệp của vùng

Hướng gió:

Nằm trong vùng ảnh hưởng của kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng của miền Bắc Việt Nam Hàng năm tại khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc vào mùa đông, gió Tây Nam Vào mùa đông, đỉnh điểm là các tháng

12, 1, 2) thường có gió mùa Đông Bắc thổi theo đợt, mỗi đợt kéo dài từ 3 – 4 ngày Tốc độ gió trung bình từ cấp 3, cấp 4 Đỉnh điểm gió mùa Đông Bắc có thể lên đến cấp 6, 7 Gió mùa Đông Bắc thường hoạt động từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau Khi có gió mùa Đông Bắc thời tiết thường xuất hiện mưa phùn, đây là một trong những điều kiện thời tiết cực đoan, nhiệt độ có thể xuống thấp dưới 150C sẽ làm hạn chế quá trình quang hợp và phát triển của cây lâm nghiệp, hạn chế khả năng ra hoa kết quả của các loại cây nông nghiệp

Gió Tây Nam, thường xuất hiện vào mùa nóng, mỗi đợt thường từ 2 - 3 ngày đôi khi kéo dài vài tuần lễ Gió Tây Nam mang theo không khí khô nóng trong khoảng thời gian từ tháng 5 đến tháng 7 Nhiệt độ không khí thường tăng cao gây nóng và khô khi chịu sự tác động của gió Tây Nam Điều này ảnh hưởng tới sự sinh trưởng của các cây trồng, vật nuôi khu vực ven biển

Đặc điểm thủy văn:

Tài nguyên nước mặt:

Đa Lộc có hệ thống sông Lèn chảy bao quanh phía Bắc và phía Tây Bắc của

xã Sông Lèn là một nhánh của Sông Mã, chạy theo hướng Đông đổ ra vịnh Bắc Bộ tại cửa Sung nằm giữa hai xã Nga Thủy thuộc huyện Nga Sơn và xã Đa Lộc, thuộc

huyện Hậu Lộc Sông Lèn có tổng chiều dài khoảng 34 km Sông Lèn đem lại một lượng phù sa dồi dào phục vụ hữu ích cho phát triển nông nghiệp của xã Đa Lộc Bên cạnh đó, sông còn góp phần điều hòa khí hậu, giúp người dân phát triển kinh tế nhờ việc nuôi trồng các loại động vật thủy sản nước lợ

Ngoài ra, trên toàn xã Đa Lộc có rất nhiều ao hồ nuôi trồng thủy sản với tổng diện tích lên tới 185,25 ha

Tài nguyên nước ngầm:

Nước ngầm tại xã Đa Lộc, huyện Hâu Lộc, tỉnh Thanh Hóa được tạo nên bởi nguồn gốc trầm tích biển, phân bố ở các địa hình đồng bằng khá bằng phẳng, độ cao tuyệt đối từ 7 – 15m, nằm ở độ sâu khoảng 0 – 35m Tuy nhiên, trữ lượng nước ngầm không dồi dào, khả năng khai thác chỉ đáp ứng các nhu cầu nhỏ trong sinh hoạt và sản xuất của người dân

Ở các vùng bãi triều ngập nước khi triều lên, nổi cạn khi triều xuống thường tạo nên các dòng triều chảy gần vuông góc với đường bờ Trong phạm vi vùng ngập mặn khu vực nghiên cứu quan sát thấy phần ở bãi triều có rừng ngập mặn Hướng chảy gần như Bắc – Nam hoặc Tây Bắc – Đông Nam

1.3.3 Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng

với thềm lục địa tương đối nông và rộng Đất có độ rỗng lớn và xốp, kết cấu lớp đất kém chặt và có độ lún cao

Đặc điểm thổ nhưỡng:

Độ pH của lớp đất ổn định, đất bùn lỏng hay đất đã cố định giàu dinh dưỡng thích hợp với nhiều loại cây trồng ngập mặn thể hiện rõ mối quan hệ chặt chẽ và ảnh hưởng tương tác theo chiều hướng có lợi giữa thổ nhưỡng và quần xã cây rừng ngập mặn, tạo điều kiện thích hợp cho rừng ngập mặn phát triển

Thanh Hóa có 14 nhóm đất chính với 28 loại đất khác nhau, thổ nhưỡng đất trong khu vực bao gồm 03 loại đất chính:

- Đất phù sa: Là loại đất được bồi đắp hàng năm và loại không được bồi đắp hàng năm, đất phù sa giây và phù sa úng nước vào mùa hè Loại đất này đặc biệt thích hợp cho các loại cây nông nghiệp như lúa, hoa màu Đất phù sa được bồi đắp cho vùng đồng bằng chủ yếu từ sông Lèn

- Đất mặn: Là loại đất có nồng độ muối cao, hay bị nhiễm mặn một phần từ nước biển xâm lấn Thích hợp cho việc phát triển trồng các loại cói, nuôi thủy sản

và làm muối

- Đất cát bàu, cát biển: Thích hợp trồng rau quả và các cây công nghiệp ngắn ngày

Theo Phan Nguyên Hồng (1997) [7], cây bần chua (Sonneratia caseolaris) phân bố

chủ yếu ở vùng xích đạo và nhiệt đới hai bán cầu Như vậy, có thể thấy với đặc điểm khí hậu khu vực nghiên cứu tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa có lượng mưa trong năm tương đối nhiều và nền nhiệt độ trung bình năm cao thích hợp cho việc trồng

và phát triển cây rừng ngập mặn, đặc biệt là cây bần chua

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Rừng trồng thuần loài bần chua (Sonneratia caseolaris) tương ứng với các tuổi rừng 7, 6, 5 tuổi trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu

Lộc, tỉnh Thanh Hóa vào các năm 2009, 2010, 2011

Cây bần chua (Sonneratia caseolaris) thuộc họ bần (Sonneratiaceae), bộ Sim

(Myrtales) Đây là một trong ba loài cây ngập mặn thuộc chi bần (Sonneratia), phân

bố ở vùng nước lợ cửa sông và ven biển Việt Nam

Hình 2.1 Cây bần chua (Sonneratia caseolaris) tại khu vực nghiên cứu

2.1.1 Đặc điểm hình thái

Loài bần chua (Sonneratia caseolaris) là cây ưa sáng và mọc được ở nơi có

nước mặn hay nước lợ Đây là loài cây tiên phong điển hình để phát triển rừng ngập mặn ven biển và các bãi bồi ven sông Cây phù hợp với điều kiện sống trên nền bùn mềm, thiếu oxy, chịu tác động của thủy triều, gió biển … Từ đó có hình thức thích nghi độc đáo là phát triển hệ rễ hô hấp Các loài của chi bần có rễ hô hấp hình chông, các rễ hô hấp mọc từ các rễ bên nằm ngang ở gần mặt đất và đâm thẳng lên không khí, sắp xếp thành tia phóng xạ quanh thân cây Rễ chứa một số lượng lỗ vỏ lớn

Cây thân gỗ có chiều cao từ 5 – 15 m (có khi có cây cao tới 20 m), không có trụ mầm, tán rộng Cây phân cành nhiều, tán rộng, phân bố ở cả 3 miền Bắc - Trung

- Nam Lá cây bầu dục, đầu lá hơi tròn, có 8 - 12 đôi gân bên, cuống lá dày 3 - 5

mm Lá non hình ngọn dáo, cuống màu đỏ nhạt Quả hơi dẹt có đường kính 3 - 5

cm, trong mỗi quả có từ 500 - 2500 hạt (Nguyễn Hoàng Trí (1996) [ ]

Hình 2.2 Rễ, thân, lá và quả cây bần chua

Cây ra hoa vào tháng 3 -4, hoa mọc đơn độc ở đầu cành hay nách lá, nụ có hình trứng màu lục nhạt hoặc xanh khi còn non Hoa lưỡng tính, đối xứng tỏa tròn,

6 lá đài hợp lại ở gốc, màu lục ở ngoài, màu tím hồng ở mặt trong thuộc loại đài đồng trưởng, nhị nhiều, đầu nhụy hơi tròn, vòi nhụy dài Quả mọng, nhẵn chia thùy trài dài trên gốc quả, vỏ quả dày, chứa nhiều hạt

2.1.2 Đặc tính sinh thái

Ở Miền Bắc cây bần mọc thành rừng gần như thuần loài ven bờ biển và vùng cửa sông như ở Hải Phòng, Nghệ An, Hà Tĩnh Ở Miền Nam cây bần là thành phần chính yếu của các rừng ngập mặn tự nhiên ven biển và chúng mọc dày đặc ven sông rạch ở Đồng bằng sông Cửu Long So với một số loài cây ngập mặn ven biển khác bần chua có những đòi hỏi khác biệt về về môi trường sống Chúng thường mọc thành những quần thụ lớn ở những vùng cửa sông ngập mặn có một mùa nước ngọt trong năm Sự phong phú của quần thụ này phụ thuộc vào độ mặn của nước biển và mức độ dao động của thủy triều

Nhiệt độ:

Cây bần chua phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận xích đạo nên cây được đánh giá là có khả năng sinh trưởng ở vùng có nhiệt độ trung bình từ 20 – 270C Tại những nơi có biên độ nhiệt ít dao động cây bần chua có điều kiện sinh trưởng và phát triển tốt hơn Cường độ ánh sáng thích hợp là 3000 – 3800 kcal/m2/ngày (Aksonrnkoae S., 1993) [22] Điều này cũng giải thích vì sao chất lượng cây bần tại

khu vực miền Nam Việt Nam thường cao hơn miền bắc về mật độ, kích thước thân,

độ phân bố …

Môi trường nước, lượng mưa:

Môi trường nước cũng là yếu tố quan trọng trong sự phát triển của cây bần chua, nước cung cấp chất dinh dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái sinh và phát tán hạt giống cây Đối với RNM thì lượng mưa đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì độ mặn để hạt có điều kiện lưu trú và nảy mầm Cây bần chua phát triển ở những nơi mà lượng mưa hàng năm từ 1800 – 3000 mm (Aksonrnkoae S (1993)) [22]

Địa hình và tác động của dòng nước Đại dương :

Rừng ngập mặn phát triển rộng nhất trên thể nền bùn sét có mùn bã hữu cơ Khi nghiên cứu những đặc điểm thủy triều liên quan đến sự sinh trưởng và phát triển của RNM Việt Nam, Phan Nguyên Hồng (1991) [6] có nhận xét khi điều kiện khí hậu và đất không có sự khác nhau lớn thì cùng có chế độ bán nhật triều cây sinh trưởng tốt hơn cùng có chế độ nhật triều Biên độ triều ảnh hưởng đến sự phân bố của cây do quyết định đến khả năng vận chuyển phân tán hạt và trầm tích

2.1.3 Giá trị của cây bần chua

Giá trị kinh tế: Cây bần chua là nguồn cung cấp nguyên liệu cho ngành xây dựng, phục vụ cho đời sống sinh hoạt hàng ngày của người dân thông qua các sản phẩm từ rừng như gỗ, củi, phấn hoa, mật ong, thực phẩm làm thuốc …… Là nơi cư trú để nuôi rất nhiều loài thủy sản nước lợ Đem lại nguồn kinh tế dồi dào cho người dân vùng ven biển Lá cây bần chua được dùng làm rau sống, quả bần chua được dùng làm mắm và dấm, đem lại giá trị đặc trưng văn hóa ẩm thực riêng cho khu vực ven biển

Giá trị phòng hộ và bảo vệ môi trường: Việt Nam hiện nay bờ biển đang đứng trước nguy cơ xói mòn rất lớn Bần chua có giá trị phòng hộ, đặc biệt là chống xói mòn, sạt lở Ngoài ra trồng bần chua còn có tác dụng chắn sóng, lắng phù sa, lấn biển làm giảm độ muối và độ phèn trong đất và cải thiện khí hậu Bảo vệ các công trình trọng yếu trong đất liền và tính mạng con người

Sản xuất sinh khối và duy trì đa dạng sinh học: RNM có khả năng cố định phù

sa để mỗi năm lấn dần ra biển, diện tích đất phía trong dần được rửa mặn và phèn thành đất canh tác Là nơi cư trú cho rất nhiều loài động vật trên cạn và dưới nước

Chống lại sự gia tăng của biến đổi khí hậu: RNM có khả năng tích lũy một lượng cacbon trong sinh khối, nhằm giảm hiệu ứng nhà kính và điều hòa nhiệt độ, khí hậu

2.2 Địa điểm nghiên cứu và đặc điểm rừng trồng

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu

Địa điểm nghiên cứu được tiến hành tại rừng trồng thuần loài bần chua

(Sonneratia caseolaris) tương ứng với các tuổi rừng 7, 6, 5 tuổi tại xã Đa Lộc,

huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa

2.2.2 Đặc điểm rừng trồng

Với diện tích gần 2.300 ha rừng ngập mặn gồm bần chua, sú, vẹt tại 03 huyện ven biển Hậu Lộc, Nga Sơn và Hoằng Hóa đã dần tạo ra “bức tường xanh” bảo vệ, cải tạo môi trường sinh thái ven biển; góp phần quan trọng trong bảo vệ đê sông, đê biển, bờ đập nuôi trồng thủy, hải sản, giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản do bão

lũ gây ra Tuy nhiên, rừng ngập mặn tại xã Đa Lộc đã được hình thành từ rất lâu đời nhưng chưa được quan tâm đến Rừng ngập mặn tại Đa Lộc có điều kiện môi trường rất đặc biệt, là hệ sinh thái trung gian giữa hệ sinh thái thủy vực và hệ sinh thái trên cạn, hệ sinh thái nước ngọt và hệ sinh thái nước mặt

Từ năm 1952 – 1953, diện tích rừng ngập mặn của xã vào khoảng 20ha Do hai cuộc chiến tranh đã làm diện tích rừng ngập mặn giảm xuống nghiêm trọng còn lại không đáng kể Đến năm 1987 được sự quan tâm của chính quyền với dự án 773

đã trồng mới 50 ha Năm 1995, 1996 Quỹ nhi đồng Anh đầu tư dự án trồng 159 ha Năm 1998 đến 2002 Hội chữ thập đỏ đầu tư dự án trồng 250 ha Năm 2003, 2004

dự án 661 của nhà nước trồng 50 ha Năm 2007 đến 2011 với dự án của tổ chức CARE trồng 250 ha Năm 2013 trồng 10 ha trên diện tích các đầm nuôi tôm và dự

án Bắc miền trung trồng 30 ha Ngoài ra, còn nhiều tổ chức tham gia trồng rừng nhưng số lượng không nhiều

Rừng bần chua (Sonneratia caseolaris) tại khu vực nghiên cứu là rừng trồng

có mật độ tương đối cao, được trồng dọc đê và lấn dần về phía biển Một số điểm nghiên cứu có cây chết đã được trồng thay thế lại, vì vậy tại một số ô nghiên cứu kích thước đường kính thân cây thường không đồng đều

Tuy có được đầu tư, các tổ chức trồng rừng nhưng đến nay diện tích rừng ngập mặn xã Đa Lộc có khoảng trên 400 ha Nguyên nhân có thể do loại cây trồng rừng ngập mặn chưa thực sự thích hợp, thiên tai bão lũ, các điều kiện thời tiết bất thường, người dân sử dụng rừng ngập mặn không đúng, khai thác, chặt phá rừng bừa bãi

Do sâu bệnh và các điều kiện thời tiết cực đoan hoặc công tác quản lý, bảo vệ rừng sau khi trồng chưa chặt chẽ, đảm bảo

Trong nghiên cứu này, tôi tiến hành nghiên cứu rừng trồng thuần loài bần chua

(Sonneratia caseolaris) tương ứng với các độ tuổi 7, 6, 5 tuổi Qua quan trắc hiện

trường và báo cáo trồng rừng của địa phương có thể thấy hiện nay rừng trồng phát triển tốt, giúp tăng hiệu quả bảo vệ đất, chống sói mòn đê biển, đồng thời góp phần làm sạch nước thải từ các khu công nghiệp và sinh hoạt trước khi ra biển ở các cửa sông Tạo nên một bể chứa cacbon lớn trong sinh khối cây nhờ quá trình quang hợp Dưới đây là một số hình ảnh rừng ngập mặn tại địa điểm nghiên cứu:

Hình 2.3 Hình ảnh rừng tại khu vực nghiên cứu

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm được bố trí theo hướng vuông góc với đê biển Nằm sát đê biển là

rừng trang (K obovata) tiếp theo là rừng bần chua 7 tuổi, sau đó đến rừng 6 tuổi,

phía ngoài cùng giáp biển là rừng 5 tuổi

Mỗi tuổi rừng thiết lập 3 ô tiêu chuẩn mỗi ô có kích thước 100 m (10m x 10m), khoảng cách giữa các ô trung bình là 100 m (hình 2.4) (Nguyễn Thanh Hà,

2004 [32]; Nguyễn Thị Hồng Hạnh, 2009 [2]

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định mật độ, đo đường kính thân cây

2.3.3 Phương pháp lấy mẫu đất

Thiết bị lấy mẫu đất:

Sử dụng thiết bị lấy mẫu đất của Mỹ, với Modem HUNlwilde, có chiều dài

120 cm, lấy mẫu đất lần lượt từ tầng đất mặt sâu xuống 100 cm, dùng thước đo và lấy đất phân tích ở các độ sâu: 0 – 20 cm, 20 – 40 cm, 40 – 60 cm, 60 – 80 cm, 80 –

100 cm Sau đó, đem mẫu đất về Phòng thí nghiệm môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội để xử lý mẫu và phân tích

Thể tích khuôn lấy mẫu đất là:

Cách tiền hành lấy mẫu đất:

Cách tiến hành: Sử dụng thiết bị khoan máng đặt tại vị trí lấy mẫu sau đấy dùng lực xoay tay cầm hoặc ấn thẳng đến độ sâu 100cm, sau đó xoay và rút lên

Dùng dao lấy mẫu ở các độ sâu từ mặt nền đến 20cm, 40cm, 60cm, 80cm, 100cm Cân khối lượng tươi từng khoảng

Hình 2.5: Thiết bị lấy mẫu đất và quá trình lấy mẫu đất

Số lượng mẫu đất phân tích các bon: 1 khuôn đất/ô tiêu chuẩn × 3 ô tiêu chuẩn/rừng × 3 rừng × 5 khoảng đất/khuôn mẫu (0 - 20 cm, 20 - 40 cm, 40 - 60 cm,

60 - 80 cm, 80 - 100 cm) × đợt lấy mẫu/năm × 2 năm = 90 mẫu

Ngoài ra, để làm rõ hơn vai trò tích lũy cacbon trong đất RNM tôi đã lấy mẫu đất tại khu vực RNM không có rừng gần khu vực rừng trồng Số lượng mẫu đất tại khu vực không có rừng trồng: 3 khuôn đất x 05 khoảng đất/khuôn mẫu = 15 mẫu Tổng số mẫu đất phân tích sự tích lũy cacbon của RNM là: 105 mẫu

2.3.4 Phương pháp xác định hàm lượng cacbon tích lũy trong đất

Xác định hàm lượng cacbon hữu cơ (%C) trong đất theo phương pháp Chiurin (Lê Văn Khoa và cộng sự , 2000) [38]

Đất được để khô không khí sau đó thực hiện như sau:

Sấy bát sứ và đất trong tủ sấy ở nhiệt độ 105oC trong vòng 5-8h, để nguội trong bình hút chân không được khối lượng m3 (g)

Hệ số khô kiệt được tính theo công thức:

k =

Trong đó:

k: hệ số khô kiệt của đất

m0: khối lượng của cốc

m1: khối lượng đất khô không khí và cốc

m2: khối lượng đất khô kiệt và cốc Xác định hàm lượng cacbon trong đất theo phương pháp Chiurin

Lấy bình ra để nguội, tia nước cất vào thành bình để rửa K2Cr2O7 bám ở thành bình Cho thêm vài giọt chỉ thị feroin và chuẩn độ dung dịch bằng dung dịch muối Morth 0,2N cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang đỏ nâu thì dừng chuẩn

độ thì ghi thể tích muối Morth tiêu tốn

- Tính kết quả

Hàm lượng cacbon trong mẫu được tính như sau:

%C =

Trong đó:

V1: Thể tích dung dịch K2Cr2O7 dùng để phá mẫu (ml)

C1: Nồng độ dung dịch K2Cr2O7 (N)

V2: Thể tích dung dịch muối Morth dùng để chuẩn độ (ml)

C2: Nồng độ dung dịch muối Morth dùng để chuẩn độ (N)

3 là đương lượng gam của cacbon (ĐC = 12/4)

m là khối lượng mẫu dùng để phân tích (gam)

K là hệ số khô kiệt chuyển từ mẫu tươi sang mẫu khô kiệt

Sự tích lũy cacbon trong đất:

Nguyễn Thanh Hà (2004) [32] và Kauffman & Donato (2012) [37] đã đưa ra công thức tính lượng cacbon trong đất dựa theo nguyên tắc: Đất có dung lượng riêng được tính bằng khối lượng đất khô không khí/ thể tích đất

C(H) = A(H) × 102

Trong đó: d(h) : Độ sâu của mẫu đất (cm)

H : Độ sâu của phẫu diện đất thí nghiệm (cm) C(h) : Hàm lượng cacbon ở độ sâu H (%)

T(h) : Dung trọng của đất ở độ sâu h (g/cm3) a(h) : Sự tích lũy cacbon ở độ sâu h (g/m3) A(H) : Sự tích lũy cacbon trong đất ở độ sâu H (g/cm2) C(H) : Sự tích lũy cacbon trong đất rừng ở độ sâu H (tấn/ha)

2.3.5 Phương pháp xác định lượng cacbon trong cây và quần thể rừng

Phương pháp xác định đường kính, chiều cao thân cây và mật độ của rừng

Phương pháp xác định chiều cao cây: Chiều cao của cây được đo bằng thước mét, bắt đầu tính từ vị trí đo đường thân đến vị trí ngọn cao nhất của cây Trong trường hợp không thể căng dây đến ngọn cao nhất của cây, ta phải chuẩn bị dụng cụ

đo là những đoạn thước (được làm từ gậy nứa, dài) có chiều dài từ 2 – 4m

Phương pháp xác định đường kính thân cây: Đường kính thân cây được đo bằng thước dây Đường kính thân cây được xác định đo từ khoảng cách 30cm so với mặt đất

Phương pháp xác định mật độ: Tiến hành đếm số lượng cây trong mỗi ô tiêu chuẩn (10m x 10m) Dựa trên số lượng cây trung bình có trong một ô tiêu chuẩn, ta tính được mật độ cây của mỗi tuổi rừng

Số lượng cây trung bình của một ô tiêu chuẩn : (N) = (Ô1 + Ô2 + Ô3)/3

Mật độ cây ở mỗi tuổi rừng (số cây/ha) = (N x 10000)/S

Trong đó: Ô1, Ô2, Ô3: số lượng cây đếm được trong ô tiêu chuẩn 1, 2, 3

N: Số lượng cây trung bình của một ô tiêu chuẩn

S: Diện tích mỗi ô tiêu chuẩn (m2)

Phương pháp xác định sinh khối của cây và của rừng

Nghiên cứu sinh khối được thực hiện theo phương pháp của Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) [5] Đó là, từ việc xác định đường kính thân cây để tính ra sinh khối

cây thông qua phương trình sinh trưởng áp dụng cho cây bần chua (Sonneratia caseolaris) như sau:

Btrên mặt đất = 0,000318 D4,19917

Bdưới mặt đất = 0,000431 D3,56175Trong đó: B: Sinh khối trên mặt đất / dưới mặt đất D: đường kính thân cây

Sinh khối cây và quần thể rừng bao gồm: Sinh khối trên mặt đất (thân, cành,

lá, hoa, quả ) và sinh khối dưới mặt đất (rễ)

Phương pháp xác định cacbon tích lũy trong cây và quần thể rừng

Từ sinh khối cây xác định được trên mặt đất thông qua hệ số quy đổi từ sinh khối sang cacbon hữu cơ tích lũy trong cây (Nguyễn Thị Hồng Hạnh , 2016) [5]

Các bon trong cây = Sinh khối cây × 0,4953 (hay 49,53%) Hệ số 0,4953 áp dụng đối với loài bần chua

Từ lượng các bon tích luỹ (C), xác định lượng CO2 bằng cách chuyển đổi từ các bon tích lũy (IPCC, 2006) [35], (Nguyễn Hoàng Trí, 2006) [19]

M : khối lượng phân tử của CO2, M C: khối lượng phân tử của cacbon

2.3.6 Phương pháp xác định hàm lượng cacbon tích lũy của rừng

Dựa theo hướng dẫn của IPCC (2006) để đánh giá sự thay đổi trữ lượng cacbon của rừng được tính bằng phương pháp thay đổi bể chứa cacbon (Stock diference method) Từ những lần điều tra và đo trữ lượng cacbon tại các bể chứa, độ tăng giảm bình quân của lượng cacbon được tính theo công thức:

= Trong đó:

: Tín chỉ cacbon trong một khoảng thời gian

: Trữ lượng cacbon nghiên cứu tại thời điểm t1

: Trữ lượng cacbon nghiên cứu tại thời điểm t2

t1: Thời gian nghiên cứu tại thời điểm t1

t2: Thời gian nghiên cứu tại thời điểm t2

2.3.7 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu

Số liệu thu thập được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học và đánh giá

độ tin cậy của phương pháp và các số liệu thu được

- Xác định giá trị trung bình bằng công thức:

= Trong đó: là tổng các giá trị của xi từ 1 đến n; n là tổng số mẫu

- Xác định độ lệch chuẩn (SD):

SD =

S là đại lượng phản ánh độ sai lệch hay độ giao động của các giá trị trung bình cộng Với n ≤ 30 mẫu

- Xác định khoảng tin cậy:

Trong đó: n: số mẫu; SD: độ lệch chuẩn; t: giá trị bảng phân phối Student α = 0,05

2.4 Thời gian nghiên cứu

Luận văn được thực hiện từ ngày 22/11/2016 đến ngày 15/8/2017

Bảng 2.1 Thời gian nghiên cứu của luận văn