Luận án tiến sĩ môi trường đất và nước nghiên cứu đặc tính môi trường đất, nước ảnh hưởng đến khả năng phát triển cây mấm đen (avicennia officinalis l ) vùng biển t

Quy luật bồi đắp phù sa hình thành đồng bằng là do sự tích lũy phù sa nâng dần bãi bồi nhô lên mặt nước khi thủy triều xuống thấp, các loài cây tiên phong của rừng ngập mặn chinh phục bã

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC

Cần Thơ năm 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Chuyên ngành: Môi trường Đất và Nước

Mã ngành: 9440303

LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS THÁI THÀNH LƯỢM GS.TS LÊ QUANG TRÍ

LỜI CẢM ƠN

Để thực hiện được đề tài này ngoài sự nỗ lực của bản thân còn là sự đóng góp giúp đỡ của nhiều người Vì vậy, khi hoàn thành luận án tốt nghiệp này tôi

xin chân thành cảm ơn đến:

Ban Giám Hiệu Trường, Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, Khoa sau Đại học Trường Đại học Cần Thơ, cùng quý GS, PGS TS và thầy

cô trong nhà trường đã tận tình giảng dạy tôi trong suốt thời gian qua

Ban Giám đốc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Kiên Giang đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành khóa học và luận án tốt nghiệp

Ban Giám đốc và cán bộ Trung tâm Quan trắc Tài nguyên - Môi trường

và Trung tâm Kỹ thuật Tài nguyên - Môi trường thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Kiên Giang đã tận tình giúp đỡ, hỗ trợ trong quá trình làm luận án Ban Quản lý Rừng phòng hộ ven biển Hòn Đất - Kiên Hà và Ban Quản

lý Rừng phòng hộ ven biển An Biên - An Minh đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình điều tra rừng và làm thí nghiệm ngoài thực địa

Tôi xin chân thành biết ơn sâu sắc:

GS.TS Lê Quang Trí, Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành khóa tốt nghiệp này với tất cả tinh thần trách nhiệm và lòng nhiệt

tình

PGS.TS Thái Thành Lượm, Hiệu trưởng Trường Đại học Kiên Giang đã tạo điều kiện, giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn

thành luận văn tốt nghiệp

Xin chân thành cảm ơn tập thể đồng nghiệp, bạn bè gần xa đã giúp đỡ

động viên tôi trong suốt thời gian qua

Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn và ghi nhận lại những giúp đỡ quý

báu trên nguyện phục vụ cho ngành và làm việc được tốt

Cần Thơ, ngày tháng năm 2017

Học viên thực hiện

Thái Bình Hạnh Phúc

TÓM TẮT

Rừng ngập mặn ven biển có vai trò to lớn đến sự phát triển đồng bằng qua quá trình bồi tụ phù sa, kèm với nó là sự phát triển rừng ngập mặn để cố

định đất, bảo vệ đê điều, chắn gió cho nông nghiệp Mấm đen Avicennia

officinalis L loài cây xuất hiện chiếm ưu thế vùng đất mới bồi ở biển Tây

Kiên Giang thuộc đồng bằng sông Cửu Long Nghiên cứu mối liên hệ giữa môi trường đất, nước đến sự sinh trưởng và phát triển loài cây này cần thiết cho khoa học và thực tiễn Do tính cấp thiết của đề tài là nhằm khôi phục và phát triển rừng để đối phó với những hiểm họa thiên tai, chắn sóng, bảo vệ đê điều, phòng ngừa biến đổi khí hậu và nước biển dâng Do đó, cây Mấm đen

(Avicennia officinalis L.) đã được chọn làm đối tượng nghiên cứu dưới tác

động của các đặc tính môi trường đất và nước vùng biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang ở đồng bằng sông Cửu Long Các phương pháp nghiên cứu được thực hiện là áp dụng phương pháp phân vùng sinh thái lâm nghiệp quốc gia xác định các tiêu chí để phân vùng sinh thái rừng Tổng số ô điều tra là 68 ô trên

68 tuyến Số lượng mẫu đất điển hình là 24 mẫu đất tính cho 4 tiểu vùng,, các chỉ tiêu phân tích gồm các tính chất vật lý và các chỉ tiêu hóa học đất Phân tích tương quan và hồi quy để đánh giá các yếu tố môi trường ảnh hưởng lên đặc điểm sinh trưởng của Mấm đen Bố trí thí nghiệm trong phòng và ngoài đồng để nghiên cứu kỹ thuật canh tác cây Mấm đen Ứng dụng phương pháp đánh giá thích nghi đất đai của tổ chức Lương Nông thế giới (FAO, 1978 và 1983) về đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen trong vùng nghiên cứu (I) Kết quả nghiên cứu cho thấy khu vực nghiên cứu được chia ra làm 2 vùng sinh thái ven biển chính và 4 tiểu vùng sinh thái ven biển khác nhau Kết quả điều tra có 17 loài thuộc 11 họ thực vật bao gồm 14 loài cây thân gỗ, 3 loài dạng cây bụi Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy đặc điểm sinh trưởng của các loài cây rừng ngập mặn và cây Mấm đen ở các tiểu vùng có sự khác biệt sinh trưởng về chiều cao tiểu vùng 1 và 2 là 5,76±2,14 m và 5,98±2,36 m thấp hơn so với tiểu vùng 3 và 4 là 7,51±3,20 m và 8,22±2,66 m; chỉ tiêu về đường kính tiết diện tán và cấp sinh trưởng cũng tương tự Về mối quan hệ giữa các loài trong khu vực nghiên cứu ở mức tương đồng 40% thực vật chia thành 5

nhóm chính có 47 kiểu quần xã, với 6 loài ưu thế là: Mấm trắng (Avicennia

alba), Mấm đen (Avicennia officinalis L.), Đước (Rhizophora apiculata), Giá

(Excoecaria agallocha), Bần chua (Sonneratia caseolaris) và Mấm biển (Avicennia marina)

(II) Về yếu tố môi trường nước, độ mặn từ 5,03±1,31‰ đến 16,47±4,61‰; pH từ 6,55±0,77 đến 7,52±0,43; TSS từ 160,12±39,32mg/l đến

mg/l; NH4 từ 0,09±0,09 đến 0,3±0,16 mg/l; các chỉ số về môi trường nước thích hợp cho cây rừng ngập mặn và cây Mấm đen đã điều tra Về tính chất đất cho thấy: CHC từ 4,24±0,08% - 7,58±0,33%; sét từ 17,78±2,84% - 58,96±1,05%; thịt từ 21,46±1,05% - 46,44±2,69%; cát từ 2,12±0,44% - 60,76±10,22%; tổng muối hoà tan từ 5,66±0,49‰ – 11,07±1,03‰; pH từ 6,85±0,37 – 8,2±0,12; EC từ 8,84±0,77 mS/cm - 17,3±1,61 mS/cm; NH+

4 từ 1,92±0,27 mg/kg – 4,68±0,91 mg/kg; NO-

3 từ 0,06±0,02 mg/kg – 0,68±0,16 mg/kg; P dễ tiêu từ 3,02±0,89 mg/kg – 11,42±0,79 mg/kg; K từ 0,14±0,02 cmol/kg – 0,27±0,03 cmol/kg; P tổng số từ 0,03% – 0,08%; Sắt từ 0,67±0,04%

- 1,41±0,06%; kết quả phân tích tương quan hồi quy cũng cho thấy sự tương quan không rõ ràng, hầu hết không có mối tương quan lớn giữa các yếu tố môi trường đến sự sinh trưởng và phát triển của cây Mấm đen, điều này cho thấy cây Mấm đen có khả năng sinh trưởng và phát triển rộng trên các đặc tính môi trường đất và nước khác nhau

(III) Kết quả thí nghiệm về mức độ ngập đến tái sinh và sinh trưởng cây Mấm đen cho thấy các mức độ ngập 0 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm thời gian ngập 12 giờ/ngày so với tỷ lệ sống không có ý nghĩa nên cho thấy cây Mấm đen có khả năng sinh tồn ở các mức độ ngập khác nhau Đồng thời, kết quả thí nghiệm cũng cho thấy hai nghiệm thức sạ hạt và tái sinh tự nhiên có các chỉ

số sinh trưởng thấp hơn 2 nghiệm thức trồng cây con nhưng vẫn có khả năng phát triển thành rừng, tuy nhiên thời gian phát triển thành rừng sẽ kéo dài hơn Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy trong điều kiện ngoài thực địa sau 3,5 năm trồng rừng đã khép tán và phân 3 tầng rõ rệt, phân bố số cây theo cấp chiều cao và đường kính tập trung ở tầng giữa, trong khi rừng tự nhiên số cây tập trung ở tầng thấp Từ các kết quả trên cho thấy cây Mấm đen có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt và rộng trên các điều kiện môi trường đất nước khác nhau cũng như sinh trưởng tốt trong quần thể rừng ngập mặn

(IV) Đồng thời qua nghiên cứu cũng cho kết quả cây Mấm đen có khả năng thích nghi tương đối tốt với 2 vùng sinh thái và từ kết quả này cho thấy

có thể phát triển rộng về điều kiện môi trường tự nhiên của cây Mấm đen trên vùng ven biển Tây Kiên Giang và các vùng có điều kiện tương tự Từ đó đề nghị phát triển mạnh cây Mấm đen trên các vùng này để bảo vệ vùng ven biển

Từ khóa: Cây Mấm đen, môi trường đất, môi trường nước, rừng ngập mặn, vùng sinh thái ven biển, biển Tây Kiên Giang

ABSTRACT

Coastal mangrove forests have been played a major role in the development of delta through the sedimentation and the development of the coastal mangrove forests that have significantly stabilized the soil, dykes

protection and prevention of wind for agriculture Avicennia officinalis L also

becomes dominant plants on newly established mudflats on the Western coastline of Kien Giang province in the Mekong Delta This study is try to find out the relationship between soil and water environment to the growth and

development of Avicennia officinalis L that are very essential for both science

and practice The urgency of this research is to restore and develop mangrove forests in order to respond with natural disasters, waves, dykes protection,

climate change adaptation and sea level rise Therefore, Avicennia officinalis

L was selected to study in correlation with soil and water environment characteristics in the Western coastline of the Mekong Delta The methods of study were done by application of zoning of coastal ecology of national forest method for indicating the criteria of forestry ecological zoning There were total of 68 investigation plots for 68 cross-section Total of 24 soil samples were taken in 4 ecological sub-zones, including the elements of soil physic and chemical elements Correlation and regressive analysis were used for assessment of environmental characteristics to the growth and development of

Avicennia officinalis L Net house and field experiments were carried out for

study on the cultural practice of Avicennia officinalis L The land evaluation (FAO, 1978 & 1983) were used for land suitability classification of Avicennia

officinalis L in the study area

(I) The results of study showed that the study area have been divided into the two major coastal ecological zones In two major coastal ecological zones were also divided into the four coastal ecological sub-zones Based on the study result in the mangrove forest there are 17 speciesof 11 familias including

14 woody plants and 3 species of shrubs The results also showed that the

mangrove forest species and Avicennia officinalis L in the sub-zones gave the

difference of height of that sub-zone 1 and 2 as 5,76 ±2,14 m and 5,89±2,36 m were lower than sub-zone 3 and 4 as 7,51±3,20 m and 8,22±2,66 m; the factors of diameter of tree, basal area of crown and growth class also gave the same results The relationship between the species in the study area in degree

of similar 40% the plant species divided into 5 main groups and 47 types of

communities, with 6 dominance species such as Avicennia alba, Avicennia

officinalis L., Rhizophora apiculata, Excoecaria agallocha, Sonneratia

(II) Water environmental factors, salinity is from 5.03±1,31‰ to 16.47±4.61‰; pH is from 6.55±0.77 to 7.52±0.43; TSS is from 160.12±39.32 mg/l to 266.36±118.41 mg/l; DO > 5 mg/l; COD is from 14,22±5,42 mg/l to 17,61±5,88 mg/l; NH4 is from 0,09±0,09 to 0,3±0,16 mg/l

specific water parameters suitable for mangrove trees and Avicennia

officinalis Soil characteristics showed that: CHC ranged from 4.24±0.08% to

7.58±0.33%; clay is from 17.78±2.84% to 58.96±1.05%; silt i s from 21.46±1.05% to 46.44±2.69%; sand i s f r o m 2.12±0.44% to 60.76±10.22%; total salt is from 5.66±0.49‰ to 11.07±1.03‰; pH i s

f r o m 6.85±0.37 to 8.2±0.12; EC is between 8.84±0.77 mS/cm and 17,3±1.61 mS/cm; NH+

4 is from 1.92±0.27 mg/kg to 4.68±0.91 mg/kg; NO

-3

is from 0.06±0.02 mg/kg to 0.68±0.16 mg/kg; P is from 3.02±0.89 mg/kg to 11.42±0.79 mg/kg; K is from 0.14±0.02 cmol/kg to 0.27±0.03 cmol/kg; total

P is from 0.03% to 0.08%; Fe is from 0.67±0.04% to 1.41±0.06% Results correlation and regressive analysis showed that the correlation not gave too clearly in that most of factors were not correlation between the growth of

Avicennia officinalis L and the environmental characteristics of water and

soils from this indicated that Avicennia officinalis L can grow and develop

with the large and different environment of soils and water

(III) Results of study on the water level for regeneration and growth of the Avicennia officinalis L showed that the level of water 0 cm, 10 cm, 20

cm, 30 cm and the time in water 12h/day gave the not significant difference this showed that Avicennia officinalis L can survive at the different flooding level In beside that, the field study showed the two treatment of the direct sowing seeds and natural regeneration gave the growing indicates lower than trees with planted by seedling, but they can be able to develop forming the forest, however, the time for development of forest forming was longer The study under the field condition, however, after 3,5 years the forest have had thick canopy and dividing into three class clearly, distribute of the number tree following the height class and the diameter rates gave living at middle class, meanwhile the natural mangrove forest lived the lower class From

those results showed that Avicennia officinalis L be able well and largely

growth and development under the different environments of soils and water

as well as can grow well in the mangrove forest communities

(IV) Results also showed that Avicennia officinalis L gave highly

suitable classification of two ecological zones of study area and from this

result indicate that Avicennia officinalis L can be developed largely at the

Western coastline of Kien Giang and the similar area From that Avicennia

officinalis L can be proposed to develop for coastal protection

Keywords: Avicennia officinalis L., soil environment, water

environment, mangrove forest, coastal ecological zone, Western coastline of Kien Giang

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu mà chính tôi đã thực hiện Tất cả các số liệu trong Luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Tác giả Luận án

Thái Bình Hạnh Phúc

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

ABSTRACT iv

LỜI CAM ĐOAN vii

MỤC LỤC viii

DANH SÁCH BẢNG xii

DANH SÁCH HÌNH xiv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xv

Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 3

1.2.1 Mục tiêu tổng quát 3

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 4

1.3 Nội dung nghiên cứu 4

1.3.1 Nội dung 1: Phân vùng sinh thái rừng ngập mặn và loài cây Mấm đen ven biển khu vực nghiên cứu 4

1.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến sự hiện diện và sinh trưởng cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu 4

1.3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến sinh trưởng cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) dưới tác động của vùng bãi bồi ngập triều biển Tây tỉnh Kiên Giang 5

1.3.4 Nội dung 4: Đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen và đề xuất giải pháp để phát triển cây Mấm đen khu vực nghiên cứu 5

1.4 Phạm vi, đối tượng nghiên cứu 5

1.4.1 Phạm vi nghiên cứu 5

1.4.2 Đối tượng nghiên cứu 5

1.5 Ý nghĩa nghiên cứu 5

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn 6

1.6 Tính mới của đề tài 6

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 7

2.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu 7

2.1.1 Các vấn đề chung về rừng ngập mặn 7

2.1.2 Các nghiên cứu trên Thế giới 10

2.1.3 Các nghiên cứu ở Việt Nam 18

2.1.4 Tình hình nghiên cứu về rừng ngập mặn ở vùng biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang 28

2.2 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 30

2.2.1 Vị trí địa lý 30

2.2.2 Địa hình 30

2.2.3 Khí hậu, thời tiết 31

2.2.4 Thuỷ văn 32

2.2.5 Thổ nhưỡng 33

2.2.6 Tình hình phát triển Lâm nghiệp vùng ven biển tỉnh Kiên Giang 34

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

3.1 Nội dung 1: Phân vùng sinh thái rừng ngập mặn và loài cây Mấm đen ven biển khu vực nghiên cứu 37

3.1.1 Phương pháp nghiên cứu phân vùng sinh thái 37

3.1.2 Phương pháp nghiên cứu tổng quan rừng ngập mặn 37

3.1.3 Phương pháp xử lý số liệu 42

3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến sự hiện diện và sinh trưởng cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu 42

3.2.1 Phương pháp tham khảo tài liệu, lấy mẫu đất, nước và phân tích 42

3.2.2 Phương pháp phân tích tương quan và hồi quy giữa chỉ tiêu sinh trưởng của Mấm đen và các yếu tố môi trường 44

3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến sinh trưởng cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) dưới tác động của vùng bãi bồi ngập triều biển Tây tỉnh Kiên Giang 45

3.3.1 Phương pháp nghiên cứu tác động của mực nước ngập (thí nghiệm trong vườn ươm) 45

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật canh tác cây Mấm đen (Avicennia

officinalis L.) khu vực bãi bồi tự nhiên 46

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 514.1 Phân vùng sinh thái rừng ngập mặn và loài cây mấm đen ven biển khu vực nghiên cứu 51

4.1.1 Phân vùng sinh thái rừng ngập mặn 514.1.2 Tổng quan rừng ngập mặn trên các tiểu vùng sinh thái ven biển Tây tỉnh Kiên Giang 57

4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến sự hiện diện và sinh trưởng cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu 70

4.2.1 Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu – thủy văn và môi trường 714.2.2 Phân tích tương quan và hồi quy giữa các yếu tố môi trường đất, nước với đặc điểm sinh học của Mấm đen 91

4.3 Nghiên cứu kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến sinh trưởng cây Mấm đen dưới tác động của vùng bãi bồi ngập triều biển Tây tỉnh Kiên Giang 95

4.3.1 Nghiên cứu khả năng tái sinh và sinh trưởng cây Mấm đen dưới tác động mực nước ngập (Thí nghiệm trong vườn ươm) 96

4.3.2 Kết quả nghiên cứu kỹ thuật canh tác cây Mấm đen (Avicennia

officinalis L.) khu vực bãi bồi tự nhiên 99

4.3.3 Đánh giá chung từ kết quả nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng trên vùng đất bãi bồi 111

4.4 Đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen và đề xuất giải pháp

để phát triển cây Mấm đen khu vực nghiên cứu 113

4.4.1 Đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen theo các tiểu vùng

sinh thái khu vực nghiên cứu 113

4.4.2 Đề xuất giải pháp phát triển rừng ngập mặn và cây Mấm đen khu vực nghiên cứu 118

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 127

5.1 Kết luận 127

5.2 Kiến nghị 128

TÀI LIỆU THAM KHẢO 129

PHỤ LỤC 137

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Phân bố các loài trong chi Mấm ở Việt Nam theo các vùng sinh thái

ven biển khác nhau 21

Bảng 2.2 Các nhóm đất chính tỉnh Kiên Giang 34

Bảng 2.3 Hiện trạng rừng ngập mặn vùng ven biển tỉnh Kiên Giang đến năm 201635 Bảng 3.1 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích đất 43

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích môi trường nước 44

Bảng 4.1 Các đặc trưng để phân chia tiểu vùng sinh thái rừng ngập mặn vùng biển Tây Kiên Giang 53

Bảng 4.2 Thành phần thực vật rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu tỉnh Kiên Giang57 Bảng 4.3 Đặc điểm sinh học các loài cây rừng ngập mặn ở tiểu vùng 1 58

Bảng 4.4 Đặc điểm sinh học các loài cây rừng ngập mặn ở tiểu vùng 2 59

Bảng 4.5 Đặc điểm sinh học các loài cây rừng ngập mặn ở tiểu vùng 3 60

Bảng 4.6 Đặc điểm sinh học các loài cây rừng ngập mặn ở tiểu vùng 4 61

Bảng 4.7 Tổng hợp các kiểu quần xã rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu 68

Bảng 4.8 Kết quả khảo sát đặc điểm sinh trưởng thực vật tại khu vực nghiên cứu 69

Bảng 4.9 Khí hậu - thủy văn tại khu vực nghiên cứu 71

Bảng 4.10 Yếu tố môi trường nước tại 4 vùng sinh thái khu vực nghiên cứu 73 Bảng 4.11 So sánh trung bình yếu tố môi trường nước tại 4 vùng sinh thái ở khu vực nghiên cứu 73

Bảng 4.12 Yếu tố môi trường nước tại 4 vùng sinh thái khu vực nghiên cứu 76 Bảng 4.13 So sánh trung bình yếu tố môi trường nước tại 4 vùng sinh thái ở khu vực nghiên cứu 76

Bảng 4.14 Cao độ địa hình tại các tiểu vùng sinh thái ở khu vực nghiên cứu 79 Bảng 4.15 Thành phần cơ giới đất của các tiểu vùng sinh thái có rừng tại khu vực nghiên cứu 79

Bảng 4.16 Thành phần cơ giới đất bãi bồi tại khu vực nghiên cứu 81 Bảng 4.17 Tính chất hóa học môi trường đất có rừng tại khu vực nghiên cứu 82 Bảng 4.18 Tính chất hóa học môi trường đất có rừng tại khu vực nghiên cứu 85

Bảng 4.20 Tính chất hóa học môi trường đất bãi bồi tại khu vực nghiên cứu 90 Bảng 4.21 Tương quan giữa môi trường nước và đặc điểm sinh học của Mấm đen khu vực nghiên cứu 91 Bảng 4.22 Tương quan giữa tính chất vật lý đất và đặc điểm sinh học của Mấm đen 92 Bảng 4.23 Tương quan giữa đặc điểm sinh học của Mấm đen và tính chất hóa học đất 94 Bảng 4.24 Tỷ lệ sống của loài cây Mấm đen ở các chế độ ngập khác nhau trong điều kiện thí nghiệm 96 Bảng 4.25 Sinh trưởng chiều cao của loài cây Mấm đen trong các nghiệm thức thí nghiệm 97 Bảng 4.26 Diện tích lá trên cây con của loài Mấm đen trong các nghiệm thức thí nghiệm 98 Bảng 4.27 Tổng hợp kết quả các nghiệm thức thí nghiệm 99 Bảng 4.28 Mật độ (N) trung bình trong các nghiệm thức của thí nghiệm theo thời gian 102 Bảng 4.29 Kết quả về tỷ lệ sống trong các ô thí nghiệm từ tháng 3 - 2014 đến tháng 12 - 2015 103 Bảng 4.30 Sinh trưởng rừng trồng thí nghiệm giai đoạn rừng khép tán tháng 3-

2014 đến tháng 6-2017 105 Bảng 4.31 Phân bố số cây theo cấp chiều cao của nghiệm thức rừng trồng bằng cây con Mấm đen có xuất xứ Kiên Lương (nghiệm thức cây con Kiên Lương)106 Bảng 4.32 Phân bố số cây theo cấp chiều cao của nghiệm thức rừng trồng bằng cây Mấm đen có xuất xứ An Biên (NT2) 107 Bảng 4.33 Phân bố số cây theo cấp đường kính thân cây của nghiệm thức rừng trồng bằng cây Mấm đen có xuất xứ Kiên Lương (NT1) 108 Bảng 4.34 Phân bố số cây theo cấp đường kính thân cây của nghiệm thức rừng trồng bằng cây Mấm đen có xuất xứ An Biên (NT2) 108 Bảng 4.35 Tổng hợp các chỉ tiêu môi trường sinh thái trong các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu tại Kiên Giang 114 Bảng 4.36 Phân cấp yếu tố khả năng thích nghi đất đai cho cây Mấm đen trong các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu 115

Bảng 4.37 Diện tích đất lâm nghiệp vùng bãi biển tỉnh Kiên Giang 117

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Bản đồ phân bố rừng ngập mặn trên thế giới 13

Hình 2.2 Bản đồ hiện trạng phân bố rừng ngập mặn ven biển Việt Nam 20

Hình 2.3 Bản đồ vị trí tỉnh Kiên Giang 31

Hình 3.1 Công tác điều tra rừng phục vụ nghiên cứu 38

Hình 3.2 Bản đồ bố trí ô đo đếm rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu 41

Hình 3.3 Sơ đồ thí nghiệm tác động mực nước ngập 46

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm với 4 khối từ biển vào 47

Hình 3.5 Sơ đồ các bước và nội dung nghiên cứu 50

Hình 4.1 Bản đồ phân bố rừng ngập mặn ở tỉnh Kiên Giang 55

Hình 4.2 Bản đồ các tiểu vùng nghiên cứu 56

Hình 4.3 Mối quan hệ giữa các loài tại tiểu vùng 1 63

Hình 4.4 Mối quan hệ giữa các loài tại tiểu vùng 2 64

Hình 4.5 Mối quan hệ giữa các loài tại tiểu vùng 3 65

Hình 4.6 Mối quan hệ giữa các loài tại tiểu vùng 4 66

Hình 4.7 Mối quan hệ giữa các quần xã ở khu vực nghiên cứu 67

Hình 4.8 Sinh trưởng chiều cao cây con trong các nghiệm thức thí nghiệm 100 Hình 4.9 Thí nghiệm trồng rừng lúc mới trồng (A) và sau 2 năm (B) 104

Hình 4.10 Tỷ lệ cấp chiều cao của rừng trồng thí nghiệm và rừng tự nhiên 109 Hình 4.11 Tỷ lệ cấp D1,3 của rừng trồng thí nghiệm và rừng tự nhiên 111

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

D1,3 : Đường kính thân cây ở vị trí ngang ngực

GS.TS : Giáo sư tiến sĩ

He : Tình hình sinh trưởng của cây theo cấp điểm từ 1 - 5

ĐBSCL : Đồng bằng Sông Cửu Long

Sở NN&PTNT : Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

RCFEE: Trung tâm Nghiên cứu sinh thái và Môi trường rừng

VN-REDD programme Việt Nam: Chương trình của Việt Nam về giảm phát thải do mất rừng và suy thoái rừng

Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề

Việt Nam có 3.260 km đường bờ biển chạy dài qua 29 tỉnh thành, đoạn

từ Móng Cái tỉnh Quảng Ninh đến Đất Mũi tỉnh Cà Mau giáp biển Thái Bình Dương còn gọi là biển Đông, đoạn từ Đất Mũi tỉnh Cà Mau đến Hà Tiên tỉnh Kiên Giang giáp Vịnh Thái Lan còn gọi là biển Tây Với đường bờ biển dài nên nhiều miền, vùng có điều kiện tự nhiên khác nhau nên có sự phân bố của các loài cây rừng ngập mặn cũng khác nhau

Rừng ngập mặn là hệ sinh thái đặc trưng ở vùng cửa sông ven biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, có tài nguyên sinh học phong phú và đa dạng, là ranh giới giữa đất liền và biển cả nên có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc bảo vệ đê biển, cố định phù sa lấn biển, hạn chế các tác hại của sóng gió bão, bảo vệ đất bồi, chống xói lở bờ biển, hạn chế xâm nhập mặn, bảo vệ môi trường sinh thái,

là cái nôi cho các loài thủy sản sinh sôi và phát triển

Theo báo cáo đánh giá lần thứ tư của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) năm 2007 thì nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,74oC trong thời kỳ 1906 - 2005 và mực nước biển trung bình toàn cầu tăng khoảng 1,8±0,5 mm/ năm trong thời kỳ 1961- 2003 Kiên Giang và Cà Mau là hai tỉnh thuộc Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) chịu tác động trực tiếp của biến đổi khí hậu và nước biển dâng Vì vậy, vai trò của rừng ngập mặn càng chiếm vị trí quan trọng đối với hai tỉnh này

Kiên Giang và một phần Cà Mau có vùng ven biển nằm trong Vịnh Thái Lan còn gọi là biển Tây với chiều dài bờ biển hơn 400 km Vùng biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang bao gồm các huyện thị thành phố: An Minh, An Biên,

TP Rạch Giá, Hòn Đất, Kiên Lương và thị xã Hà Tiên, có trên 208 km đường

bờ biển, trong đó có khoảng 170 km có phân bố rừng ngập mặn với tổng diện tích quy hoạch rừng và đất rừng ven biển là 8.365 ha, trong đó diện tích có rừng là 5.578 ha (Sở NN&PTNT Kiên Giang, 2012)

Tuy nhiên, trong thời gian qua, vì nhiều lý do khác nhau mà diện tích rừng ngập mặn bị tàn phá nghiêm trọng, làm ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống người dân vùng ven biển, theo số liệu từ Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thì diện tích rừng ngập mặn trên phạm vi cả nước năm 1943 là 408.500 ha, đến năm 1982 chỉ còn 252.000 ha (Tổng cục Lâm nghiệp, 2010)

Từ năm 1992 cho đến nay, Chính Phủ Việt Nam và các tổ chức Quốc tế

đã rất quan tâm xây dựng và thực hiện nhiều chương trình lớn, nhằm khôi phục và phát triển rừng trên phạm vi cả nước, trong đó rừng ngập mặn là đối

tượng đặc biệt quan trọng Các dự án trồng rừng trong thời gian qua đã mang lại những kết quả tích cực, diện tích rừng ngập mặn năm 2012 là 323.712 ha, tăng 71.712 ha so với năm 1982 Tuy nhiên, bên cạnh các kết quả đạt được thì không ít địa phương có tỷ lệ trồng rừng ngập mặn thành rừng chưa cao (Ngô Đình Quế và cộng sự, 2012)

Tuy nhiên, không phải trên toàn tuyến biển nước ta đều có điều kiện thuận lợi cho rừng ngập mặn phát triển và phát huy vai trò phòng hộ, trên các miền, vùng, tiểu vùng ven biển có những nơi do điều kiện tự nhiên khác nhau

mà hình thành nên các kiểu rừng ngập mặn với thành phần loài cây khác nhau, cũng có những nơi không có rừng ngập mặn phát triển

Vùng ven biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang chịu ảnh hưởng lớn của hai chế độ nước, trước hết là nước mặn của Vịnh Thái Lan và nước ngọt nội địa theo các sông đổ ra biển hoà cùng nước mặn tạo thành môi trường nước mặn,

lợ không đồng đều ở các khu vực khác nhau trên toàn chiều dài tuyến biển Mặt khác, môi trường nước mặt của vùng ven biển chịu sự tác động của nhiều yếu tố như: diện tích nuôi tôm quảng canh và công nghiệp tập trung, các khu dân cư sinh sống, các cơ sở chế biến thủy sản dọc theo vùng cửa sông ven biển

và ở một số vùng lượng nước lũ đổ về hàng năm mang theo phù sa và các chất hòa tan từ thượng nguồn đưa ra cửa sông và vào rừng ngập mặn ven biển làm tích luỹ bùn đáy, tích luỹ sinh học các chất ô nhiễm trong thực vật

Bên cạnh đó, dãy đất ven biển từ thị xã Hà Tiên kéo dài qua huyện Kiên Lương và một phần của huyện Hòn Đất tương đối hẹp và có nhiều cát, còn lại một phần của huyện Hòn Đất và hai huyện An Biên và An Minh chủ yếu là đất bùn đã ổn định và đất bùn mềm nhão chưa ổn định

Quy luật bồi đắp phù sa hình thành đồng bằng là do sự tích lũy phù sa nâng dần bãi bồi nhô lên mặt nước khi thủy triều xuống thấp, các loài cây tiên phong của rừng ngập mặn chinh phục bãi bồi lắng đọng phù sa, trong đó loài

cây Mấm đen (Avicennia officinalis.L) có hệ rễ rất phát triển, có rễ đất và rễ

thở, rễ thở hình tia còn gọi là cật Mấm mọc ngược từ dưới đất lên cao từ 10

cm - 40 cm, mật độ rễ rất dày và phân bố rộng xung quanh gốc cây, đây là đặc điểm đặc sắc của loài cây Mấm đen, hệ rễ thở hình tia chính là điểm tựa để giữ phù sa lắng tụ, bảo vệ đất bồi, chịu đựng được trước sóng gió và ngập sâu

hàng ngày theo chế độ thuỷ triều Mặt khác, cây Mấm đen (Avicennia

officinalis L) là loài cây có phân bố rộng trong vùng này, hầu hết chúng có

mặt ở những địa hình khác nhau, ở những nơi bãi bồi mới xuất hiện thì có cây Mấm đen theo nước phát tán hạt đến để tái sinh, nên được ngành lâm nghiêp

tích đất mới bồi Chính vì vậy, việc nghiên cứu các yếu tố môi trường ảnh hưởng như thế nào đến sự phân bố và sinh trưởng của loài cây Mấm đen, cũng như kỹ thuật gây trồng nhằm góp phần đẩy mạnh công tác khôi phục rừng ngập mặn ven biển để gia tăng giá trị phòng hộ của rừng, đồng thời góp phần giải quyết những vấn đề lý luận khoa học và vấn đề kỹ thuật đã được đặt ra, nên đề tài được tiến hành trong điều kiện hết sức cần thiết và cấp bách

Xuất phát từ thực tiễn như trên, các vấn đề đặt ra là:

- Cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) tuy có phân bố khá rộng nhưng

chúng có khả năng sinh trưởng và phát triển trên tất cả các vùng ven biển khác nhau không? Tại các tiểu vùng ven biển khác nhau mà cây Mấm đen có khả năng tồn tại thì đặc điểm sinh trưởng như thế nào?

- Nghiên cứu một số chỉ tiêu về yếu tố môi trường đất, nước nơi phân bố cây Mấm đen trong rừng ngập mặn ở vùng ven biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang để xem xét có mối liên hệ giữa môi trường đất, nước và khả năng phát triển của loài cây Mấm đen vùng ven biển hay không?

- Tại các tiểu vùng ven biển khác nhau, khả năng tái sinh tự nhiên và nhân tạo (trồng rừng) của loài cây Mấm đen như thế nào? Điều này cho thấy khả năng tồn tại và phát triển của loài cây này trong tương lai

- Trong phạm vi một tỉnh thì điều kiện khí hậu (nhiệt độ, ẩm độ, lượng mưa) là tương đối như nhau thì sự phân bố các loài cây rừng ngập mặn sẽ như thế nào? Có hay không có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây

Mấm đen (Avicennia officinalis L.)?

Để giải quyết các vấn đề đặt ra ở trên, đề tài: “Nghiên cứu đặc tính môi

trường đất, nước ảnh hưởng đến khả năng phát triển cây Mấm đen

(Avicennia officinalis L.) vùng biển Tây Đồng bằng sông Cửu Long” được

thực hiện

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

1.2.1 Mục tiêu tổng quát

Xác định các yếu tố môi trường đất và nước làm cơ sở phân vùng sinh

thái rừng ngập mặn với loài cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) trong quần

xã Sự hiện diện, sinh trưởng, tái sinh, trồng rừng và đánh giá thích nghi cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái biển Tây dưới tác động của các điều kiện

tự nhiên của vùng nghiên cứu, làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp tái sinh phục hồi, trồng rừng mới, quản lý bảo vệ rừng và phát triển bền vững rừng ngập mặn trước mắt và lâu dài tại vùng nghiên cứu và các vùng khác có điều kiện tương tự

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

- Phân vùng sinh thái và các tiểu vùng sinh thái trên cơ sở xác định các yếu tố điều kiện khí hậu thủy văn, địa hình, đặc tính đất, hệ sinh thái rừng ngập mặn nhằm phân chia vùng và các tiểu vùng sinh thái rừng ngập mặn biển Tây khu vực nghiên cứu

- Xác định một số chỉ tiêu về yếu tố môi trường đất và môi trường nước đến sự hiện diện và sinh trưởng cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu

- Đánh giá kỹ thuật canh tác và tái sinh cây Mấm đen (Avicennia

officinalis L.) dưới tác động của vùng bãi bồi ngập triều ven biển Tây khu vực

nghiên cứu nhằm làm cơ sở cho việc chọn giống, chọn phương pháp trồng rừng đạt kết quả cao nhất

- Đánh giá khả năng thích nghi của cây Mấm đen (Avicennia officinalis

L.) trong các tiểu vùng sinh thái khác nhau ven biển Tây khu vực nghiên cứu nhằm đề xuất giải pháp bảo tồn và phát triển rừng ven biển có cùng điều kiện

ở các vùng khác

1.3 Nội dung nghiên cứu

1.3.1 Nội dung 1: Phân vùng sinh thái rừng ngập mặn và loài cây Mấm đen ven biển khu vực nghiên cứu

Trong nội dung này tiến hành nghiên cứu để phân vùng sinh thái rừng ngập mặn và loài cây Mấm đen khu vực nghiên cứu, tổng quan về rừng ngập mặn trên các tiểu vùng sinh thái ven biển tỉnh Kiên Giang cùng với các đặc điểm sinh trưởng các loài cây rừng ngập mặn và phân tích mối quan hệ giữa các loài với cây Mấm đen trong các tiểu vùng sinh thái

1.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến sự hiện diện và sinh trưởng cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu

Trong nội dung này tiến hành nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu - thủy văn và môi trường đất, nước đến sự hiện diện và sinh trưởng của cây Mấm đen Đồng thời cũng phân tích tương quan hồi quy giữa đặc điểm sinh học của Mấm đen với một số yếu tố môi trường nước, đất trong các tiểu vùng sinh thái của khu vực nghiên cứu

1.3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến sinh

trưởng cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) dưới tác động của vùng bãi

bồi ngập triều biển Tây tỉnh Kiên Giang

Trong nội dung này nghiên cứu về các kỹ thuật canh tác cây Mấm đen trong điều kiện thí nghiệm trong vườn ươm như tác động của mực nước ngập đến sinh trưởng cây Mấm đen và thí nghiệm ngoài đồng trên các vùng đất bãi bồi để tìm ra kỹ thuật canh tác thích hợp cho vùng này trong điều kiện tự nhiên đang có

1.3.4 Nội dung 4: Đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen và đề xuất giải pháp để phát triển cây Mấm đen khu vực nghiên cứu

Trong nội dung này được thực hiện trên cơ sở kết quả của 3 nội dung trên để đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái và đề xuất ra các giải pháp để xác định loài cây trồng trên bãi bồi, chọn phương pháp trồng rừng có hiệu quả, xây dựng mô hình trồng rừng hỗn giao giữa cây Mấm đen và các nhóm cây thích nghi để góp phần bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn cùng với cây Mấm đen trên toàn vùng

1.4 Phạm vi, đối tượng nghiên cứu

1.4.1 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu là vùng biển Tây Đồng bằng sông Cửu Long thuộc tỉnh Kiên Giang, có chiều dài đường bờ biển trên 208 km kéo dài từ Mũi Nai thị xã Hà Tiên giáp Campuchia đến Tiểu Dừa huyện An Minh giáp ranh giới tỉnh Cà mau, với nhiều tiểu vùng có đặc điểm khí hậu, thủy văn chênh lệch không nhiều, nhưng có địa hình và đặc tính đất khác nhau Vì vậy, tác giả

chọn phạm vi nghiên cứu của đề tài là cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.)

trong rừng ngập mặn vùng biển Tây Đồng bằng sông Cửu Long thuộc tỉnh Kiên Giang

1.4.2 Đối tượng nghiên cứu

- Cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) trong rừng ngập mặn

- Nghiên cứu một số đặc điểm hoá học đất, nước rừng ngập mặn và bãi bồi tại vùng biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang

1.5 Ý nghĩa nghiên cứu

1.5.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả của đề tài đóng góp những cơ sở khoa học cho việc phân vùng sinh thái rừng ngập mặn, xây dựng cơ sở lý luận cho sự hiện diện cây Mấm đen dưới các điều kiện tự nhiên khác nhau Góp phần lý giải khoa học cho sự

hiện diện nhóm cấu trúc quần xã rừng ngập mặn, làm sáng tỏ điều kiện tự nhiên dẫn đến sự sinh trưởng và phát triển cây Mấm đen trên mỗi tiểu vùng sinh thái khác nhau sẽ khác nhau trong rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu Đóng góp cơ sở khoa học về sự tái sinh và sinh trưởng cây Mấm đen bằng những giải pháp canh tác thích hợp dưới sự tác động của vùng bãi bồi ngập triều ven biển, đánh giá thích nghi cây Mấm đen là cơ sở khoa học cho sự phát triển của loài cây này trong khu vực nghiên cứu

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Ý nghĩa thực tiễn thứ nhất là việc quy hoạch lâm nghiệp và phát triển rừng trong thực tế rất cần đến kết quả phân vùng sinh thái rừng ngập mặn, quy hoạch và phát triển cây Mấm đen phục vụ cho việc trồng rừng ổn định bãi bồi góp phần tăng nguồn tài nguyên đất đai Kết quả của đề tài có thể áp dụng vào thực tiễn để góp phần xây dựng quy hoạch phát triển rừng ngập mặn và cây Mấm đen ven biển trước mắt và lâu dài

- Ý nghĩa thực tiễn thứ hai là xác định được cây Mấm đen là loài cây có

sự hiện diện với tỷ lệ cao nhất, đây là loài cây ưu thế trên đất mới bồi, đây cũng là lý do vì sao Sở Nông nghiệp và PTNT Kiên Giang chọn là một trong những loài cây chính trong trồng rừng trên đất mới bồi, nên ý nghĩa thực tiễn

là góp phần củng cố thêm tính nhất thiết phải chọn loài cây này trong danh mục trồng rừng phòng hộ ven biển Ngoài ra, việc nghiên cứu tỷ lệ và thành phần loài cây trong quần xã rừng ngập mặn còn góp phần vào thực tiễn chọn

cơ cấu loài cây hỗn giao từ hai đến nhiều loài tùy thuộc vào cấu trúc hỗn giao

tự nhiên đã được điều tra để đảm bảo rừng trồng phát triển và hiệu quả thành rừng cao nhất

Kết quả nghiên cứu có thể dùng để bổ sung, ban hành quy trình quy phạm trong trồng rừng ngập mặn và cây Mấm đen, chọn cơ cấu các loài cây phù hợp với từng vùng ven biển khác nhau

1.6 Tính mới của đề tài

Đề tài này là công trình đầu tiên ở khu vực nghiên cứu, có 4 tính mới (1) Lần đầu tiên nghiên cứu về phân vùng sinh thái rừng ngập mặn và loài cây Mấm đen trong khu vực nghiên cứu; (2) Lần đầu tiên nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện tự nhiên đến sự hiện diện và sinh trưởng của cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu; (3) Lần đầu tiên nghiên cứu kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến sinh trưởng cây Mấm đen trên các tiểu vùng sinh thái khu vực nghiên cứu; (4) Lần đầu tiên nghiên cứu đánh giá thích nghi cho cây Mấm đen và đề xuất các giải pháp phát triển cây Mấm đen ở khu vực nghiên

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

2.1.1 Các vấn đề chung về rừng ngập mặn

2.1.1.1 Khái niệm rừng ngập mặn

Theo Viên Ngọc Nam (2002) thì rừng ngập mặn (Mangrove) là những cây mọc trên vùng chuyển tiếp giữa đất liền và biển ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, nơi đó cây tồn tại trong các điều kiện có độ mặn cao, ngập triều, gió mạnh, nhiệt độ cao, đất bùn và yếm khí Rừng ngập mặn bao gồm những cây thân gỗ, cây bụi và cây thân thảo thuộc nhiều họ cây khác nhau nhưng có đặc điểm chung là cây thường xanh, đặc điểm sinh lý giống nhau và thích nghi trong điều kiện sống ảnh hưởng bởi chế độ thủy triều và yếm khí

Theo Phan Nguyên Hồng và cộng sự (1995) thì Rừng ngập mặn (RNM)

là một loại rừng đặc biệt ở vùng cửa sông, ven biển của các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới Trong rừng ngập mặn chỉ có một số loài cây sống được, đó là các cây ngập mặn Cây ngập mặn sinh trưởng và phát triển tốt trên các bãi bùn lầy ngập nước biển, nước lợ có thuỷ triều lên xuống hàng ngày, khác với cây rừng trong đất liền và cây nông nghiệp chỉ sống ở nơi có nước ngọt

2.1.1.2 Đặc tính sinh học của cây ngập mặn

Theo Phan Nguyên Hồng và cộng sự (1995) thì các loài cây ngập mặn do sống trong môi trường ngập nước triều định kỳ nên có một số đặc tính thích nghi như sau:

- Hệ rễ: Một số cây ngập mặn điển hình như Đước, Vẹt, Trang, Bần, Mấm… đều có hệ rễ phát triển Ngoài những rễ ở dưới đất, các loài cây này còn có thêm những rễ trên mặt đất đảm nhiệm chức năng hô hấp và giúp cây đứng vững trong điều kiện đất bùn lầy nhão, không ổn định Ví dụ như ở cây Đước có rễ chống từ thân mọc dài ra cắm xuống đất, như hình cái nôm nên được gọi là rễ nôm, còn ở các loài cây Mấm, Bần thì có rễ đất và rễ thở hình tia, rễ thở còn gọi là cật Mấm, cật Bần mọc ngược từ dưới đất lên cao từ 10 cm

- 40 cm, mật độ rễ rất dày và phân bố rộng xung quanh gốc cây, còn cây Vẹt

có rễ hô hấp khuỳnh lên từ các rễ nằm ngang ở gần mặt đất như hình đầu gối… Hệ rễ của các loài cây ngập mặn nói chung là đặc điểm đặc sắc của các loài cây này vì chúng chính là điểm tựa để giữ phù sa lắng tụ, bảo vệ đất bồi, chịu đựng được trước sóng gió và ngập sâu hàng ngày theo chế độ nhật triều hay bán nhật triều ở vùng ven biển

- Quả và hạt: Quả và hạt của các loài cây ngập mặn cũng rất đặc biệt, ở cây Đước, Vẹt, Trang, Dà… thì hạt nẩy mầm ngay khi quả còn ở trên cây mẹ

thành một bộ phận dài dính liền với quả gọi là trụ mầm có đủ các bộ phận của một cây con tương lai, người ta gọi là hiện tượng “sinh con trên cây mẹ” Có loại hạt cũng nẩy mầm trên cây mẹ nhưng trụ mầm chỉ mọc ra rất ngắn như ở cây Sú, hoặc nằm trong quả như cây Mấm sau khi rụng xuống bùn mới mọc tiếp, đó là hiện tượng “nửa sinh con” Ngoài ra các loài cây có quả hạt thông thường như Giá, Ô rô, Bần… thì hạt chín rơi xuống đất nẩy mầm ngay thành cây con

- Các nhóm cây ngập mặn: Các loài cây ngập mặn thích nghi với các chế

độ nước mặn theo các cách khác nhau, người ta chia làm 2 nhóm như sau: + Nhóm 1: Các cây hút nước mặn vào cơ thể rồi thải muối ra theo các tuyến đặc biệt gọi là tuyến tiết muối trên lá như ở cây Mấm, Sú, Ô rô…

+ Nhóm 2: Các cây hút nước mặn vào trong cơ thể rồi lọc lấy nước, còn muối thì tích vào trong các lá già, khi lá rụng thì muối được thải ra khỏi cơ thể như ở cây Giá, Đâng, Đước, Trang…

2.1.1.3 Những yếu tố cần thiết cho cây rừng ngập mặn sinh trưởng và phát triển

Theo Phan Nguyên Hồng và cộng sự (1995) thì rừng ngập mặn sinh trưởng và phát triển tốt ở những nơi có các yếu tố sau đây:

- Chất đất: Các bãi lầy có phù sa chứa nhiều chất dinh dưỡng do nước triều mang vào là điều kiện tốt nhất cho rừng ngập mặn sinh trưởng và phát triển Ở các vùng ven biển nhiều cát ít phù sa hoặc nơi có nhiều sỏi đá thì một

số loài cây ngập mặn cũng có thể sống được nhưng cây thấp bé, còi cọc và phân cành nhiều

- Nước triều: Những vùng cửa sông, ven biển có nước triều lên xuống hàng ngày cung cấp chất dinh dưỡng và độ ẩm cho các bãi lầy thì rất thích hợp cho sự sinh trưởng của cây ngập mặn Ở những bãi ngập sâu hoặc ít ngập cây sinh trưởng kém hoặc thậm chí cây sẽ chết nếu bị ngập liên tục nhiều ngày

- Độ mặn của đất và nước: Nhiều loài cây ngập mặn phát triển tốt ở nơi

có độ mặn trung bình từ 1,5 - 2,5% Tuy nhiên, có một số loài cây thích nghi với vùng nước lợ có độ mặn thấp từ 0,5 - 1%, một số loài thích nghi với độ mặn đến 3,5% Nhìn chung, khi độ mặn cao quá hoặc thấp quá nhiều loài cây sinh trưởng không bình thường

- Dòng nước ngọt: Dòng nước ngọt từ sông cung cấp phù sa và các chất dinh dưỡng khác cho cây, nước ngọt pha loãng độ mặn của nước biển tạo điều kiện cho thuận lợi cho cây phát triển

- Lượng mưa: Cũng như các loài cây khác, cây ngập mặn cũng cần nước mưa, đặc biệt là trong thời kỳ ra hoa, kết quả, hình thành trụ mầm Khi nảy mầm cây con cần nước ngọt làm giảm độ mặn trong đất, nơi nào mưa nhiều cây phát triển mạnh, nơi ít mưa cây cằn cổi

- Nhiệt độ: Các loài cây ngập mặn chỉ sinh trưởng tốt ở vùng nhiệt độ trung bình năm trên 200oC, ít dao động, thì rừng có nhiều cây to, tăng trưởng nhanh, thành phần loài cũng phong phú hơn Ở những nơi nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp cũng đều không phù hợp cho cây rừng ngập mặn sinh trưởng và phát triển

- Địa hình: Những vùng ven biển, cửa sông có nhiều đảo che chắn bên ngoài, bờ biển thoai thoải ít chịu ảnh hưởng của bão đều thuận lợi cho cây ngập mặn sinh trưởng và phân bố rộng

Theo tác giả, khi thiếu một vài yếu tố trong 7 yếu tố trên đây thì cây ngập mặn sẽ sinh trưởng kém hoặc chết

2.1.1.4 Vai trò và tầm quan trọng của cây Mấm đen trong hệ sinh thái rừng ngập mặn

Theo Bách khoa toàn thư, họ Avicenniaceae là họ chỉ có 1 chi là chi Mấm (Avicennia), số lượng loài chưa rõ ràng nhưng các nhà khoa học công nhận chi Mấm hiện có 8 loài, ở Việt Nam có 4 loài là: Avicennia alba,

Avicennia marina, Avicennia officinalis L., Avicennia lanata và ở Kiên Giang

có 3 trong số 4 loài trên là: Mấm trắng (Avicennia alba), Mấm biển (Avicennia

marina) và Mấm đen (Avicennia officinalis L.)

- Tên Việt Nam loài cây nghiên cứu: Cây Mấm đen

- Tên Latinh: Avicennia officinalis L

- Giới (regnum): Plantae

- Ngành (divisio): Magnoliopsida

- Bộ (ordo): Lamiales

- Họ (familia): Avicenniaceae

- Chi (genus): Avicennia

Rừng ngập mặn là nơi cung cấp thức ăn, là cái nôi cho các loài thuỷ sản sinh sôi và phát triển góp phần duy trì đa dạng sinh học Rừng ngập mặn có khả năng lọc các chất thải ô nhiễm từ đất liền ra biển để làm sạch môi trường ven biển Nhờ hệ thống rễ cây dày đặc của các loài cây rừng ngập mặn giúp giữ bùn, tích luỹ phù sa và mùn bã thực vật để hình thành vùng đất mới lấn

biển Rừng ngập mặn có vai trò quan trọng trong chu trình cacbon, trong quá trình quang hợp và hô hấp thải oxy và hấp thụ một lượng lớn CO2 góp phần giảm hiệu ứng nhà kính, giảm tác động của biến đổi khí hậu đến cảnh quan, sinh thái môi trường và cuộc sống của con người Mặt khác, Những loài cây rừng ngập mặn với tầng tán dày và hệ thống rễ chằng chịt có tác dụng to lớn trong việc làm giảm cường độ của những cơn gió và sóng lớn, nhờ đó mà bảo

vệ bờ biển khỏi bị xói lở, hạn chế tác hại của những cơn bảo lớn, làm chậm dòng chảy giúp việc hạn chế xâm nhập mặn vào đất liền góp phần bảo vệ môi trường và an sinh xã hội

Mỗi loài cây đều có vai trò và tầm quan trọng trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, trong đó loài cây Mấm đen có vị trí đặc biệt Qua khảo sát thực tế

và qua nghiên cứu tài liệu của GIZ Kiên Giang (2012) và của Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật rừng ngập Minh Hải (1999) thì cây Mấm đen cao đến 25 m, tán rộng, thân hình trụ, đặc điểm đặc sắc nhất của loài cây Mấm

đen (Avicennia officinalis L.) là có hệ rễ rất phát triển, có rễ đất và rễ thở, rễ

thở hình tia còn gọi là cật Mấm mọc ngược từ dưới đất lên cao từ 10 cm - 40

cm, mật độ rễ rất dày và phân bố rộng xung quanh gốc cây, hệ rễ thở hình tia chính là điểm tựa để giữ phù sa lắng tụ, bảo vệ đất mới bồi, giúp cây chịu đựng được trước sóng gió và ngập sâu hàng ngày theo chế độ thuỷ triều, khi quần thể rừng Mấm cố định được bãi bồi thì các loài cây khác như Sú, Vẹt…

sẽ đến để tiếp tục cũng cố lập địa, đến khi đất bùn đã ổn định thì cây Đước sẽ thay thế và hình thành nên rừng Đước thuần loại hoặc hỗn giao có giá trị kinh

tế cao phục vụ cho đời sống dân sinh Rừng tiên phong với loài cây Mấm đen tiếp tục công trình lấn biển và tiến ra biển cả làm cho diện tích đất đồng bằng

cứ thế mà tăng theo thời gian

Chính vì vậy, việc bảo vệ và phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển nói chung và loài cây Mấm đen nói riêng là góp phần phòng chống thiên tai, bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế cho cộng đồng dân cư sống ven biển Trong đó, nhận thức của người dân và công tác quản lý của địa phương

vô cùng quan trọng

2.1.2 Các nghiên cứu trên Thế giới

2.1.2.1 Các kết quả nghiên cứu về sự phân bố

Theo Kathiresan and Bingham (2001) khi nghiên cứu về sinh học rừng ngập mặn và hệ sinh thái rừng ngập mặn đã cho biết rừng ngập mặn được phân bố ở 112 quốc gia và vùng lãnh thổ Số liệu về diện tích rất khác nhau theo các tác giả như sau: 10 triệu ha (Bunt, 1992); 14 - 15 triệu ha

(Schwamborn and Saint Paul, 1996) và Spalding (1997) đã đưa ra ước tính là hơn 18 triệu ha

Theo Phan Nguyên Hồng và cộng sự (1988) thì vị trí xa nhất của rừng ngập mặn ở Bắc bán cầu là vịnh Agaba thuộc Hồng Hải (30o vĩ độ Bắc) và Nam Nhật Bản (32o vĩ độ Bắc); còn ở Nam bán cầu rừng ngập mặn phân bố tới Nam Australia (38o vĩ độ Nam), đảo Chatham và phía Tây New Zealand (44o vĩ độ Nam) (Walter, 1971) Ở các vùng gần xích đạo như bờ biển Malaysia, Indonesia, New Guinea… có số lượng loài phong phú, càng đi phía

2 cực số lượng loài càng giảm dần

Theo FAO (2007), trong chương trình nghiên cứu chuyên đề về đánh giá tài nguyên rừng toàn cầu giai đoạn 1980 - 2005 thì trên thế giới có 124 quốc gia vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới có phân bố rừng ngập mặn ở vùng ven biển, bao gồm:

* Châu Á

- Có 25 quốc gia có phân bố rừng ngập mặn với các điều kiện khí hậu từ khô cằn (Bán đảo Ả Rập) đến cận nhiệt đới (Trung Quốc, Nhật Bản) và nhiệt đới ẩm (Đông Nam Châu Á) Đặc biệt, sự đa dạng các loài cây ngập mặn ở Châu Á được đánh giá là cao nhất trên thế giới, trong đó Indonesia có khoảng

43 loài/50 loài cây phát triển dọc theo bờ biển của các nước Châu Á, tiếp theo

là Malaysia và Úc Trong hơn 50 loài cây ngập mặn xuất hiện ở Châu Á thì nhóm loài cây Mấm có sự phân bố khác nhau rõ rệt:

- Loài Avicennia alba và loài Avicennia officinalis L chỉ có mặt ở 11/25

quốc gia có rừng ngập mặn ở Châu Á, gồm các nước ở vùng nhiệt đới ẩm (Đông Nam Châu Á, trong đó có Việt Nam), riêng các vùng có điều kiện khí hậu khô cằn (Bán đảo Ả Rập) và cận nhiệt đới (Trung Quốc, Nhật Bản) không

có phân bố 2 loài này

- Loài Avicennia marina có mặt 25/25 quốc gia có rừng ngập mặn ở

Châu Á, đây là loài có phân bố rất rộng trên các vùng sinh thái khác nhau

- Loài Avicennia rumphiana chỉ có mặt ở 4 quốc gia có rừng ngập mặn ở

Châu Á là: Indonesia, Malaysia, Philippins và Singapore

* Châu Phi

- Có 34 quốc gia có phân bố rừng ngập mặn, rừng ngập mặn phân bố hầu hết ở các nước dọc theo bờ biển phía Tây và phía Đông của Châu Phi Từ Mauritania tới Angola trên bờ biển phía Tây và từ Ai Cập đến Nam Châu Phi trên bờ biển phía Đông, bao gồm Madagascar và một số hòn đảo khác Cấu trúc rừng và thành phần loài khác biệt đáng kể từ bờ biển phía Đông và bờ

biển phía Tây, bờ biển phía Đông có 14 loài cây rừng ngập mặn so với bờ biển phía Tây chỉ có 7 loài

- Trong số 7 loài phân bố ở phía Tây chỉ có 1 loài Avicennia germinans,

loài này có mặt rộng khắp 19/19 các quốc gia ở phía Tây Châu Phi có rừng ngập mặn

- Trong số 14 loài phân bố ở phía Đông thì loài Avicennia germinans chỉ

có mặt ở một quốc gia trong khi loài Avicennia marina có mặt 15/15 quốc gia

ở phía Đông Châu Phi có rừng ngập mặn

* Châu Mỹ

- Bắc và trung Mỹ: Rừng ngập mặn khá phổ biến dọc theo bờ biển của

34 quốc gia và khu vực, từ Barbados ở phía Bắc tới Panama ở phía Nam và bao gồm một số hòn đảo Caribe Đa dạng sinh học rừng ngập mặn trong khu vực này thấp, chỉ có 10 loài cây bản địa so với hơn 50 loài ở Châu Á, trong đó

có 3 loài thuộc chi Mấm là: Avicennia bicolor có mặt 5/34 Quốc gia, loài

Avicennia schaueriana có mặt 16/34 quốc gia, loài Avicennia germinans có

phân bố rộng khắp 34/34 quốc gia và khu vực

- Nam Mỹ: Rừng ngập mặn Nam Mỹ xuất hiện ở bờ biển ven Đại Tây Dương và Thái Bình Dương, trong các vịnh, cửa sông của 8 nước Chúng phân

bố từ Praia do Sonho ở miền nam đến thành phố Sechura dọc theo sông Piura (Peru) Hơn 70% diện tích rừng ngập mặn phân bố trên bờ biển Thái Bình Dương, nơi đây rừng có cấu trúc tốt và cây rừng phát triển cao Ở Nam Mỹ, rừng ngập mặn xuất hiện nhiều nhất trong 6 nước: Brazil, Colombia, Cộng hoà Bolivia, Venezuela, Ecuador và Suriname… trong đó Brazil là nước có diện tích rừng ngập mặn đứng thứ 3 trên thế giới, nó chiếm 50% diện tích rừng ngập mặn của Nam Mỹ Tuy nhiên, sự đa dạng các loài cây không cao, chỉ có

10 loài cây bản địa, 3 loài: Avicennia germinans, Laguncularia racemosa và

Rhizophorae mangle là rất phổ biến trong tất cả 8 nước có rừng ngập mặn ở

Nam Mỹ

* Châu Đại Dương

- Gồm 23 quốc gia và khu vực có phân bố rừng ngập mặn, kéo dài từ Quần đảo Bắc Mariana (tại đảo Saipan) Western Port Bay, Úc Nó bao gồm:

Úc, Papua New Guinea, New Zealand và tất cả các đảo Nam Thái Bình Dương Đa dạng sinh học trong rừng ngập mặn của Châu Đại Dương được đánh giá là phong phú, đứng thứ 2 trên thế giới, chỉ sau Châu Á Trong đó: Úc

và Papua New Guinea có hơn 30 loài/hơn 50 loài cây ngập mặn thực sự phát

Avicennia marina có mặt ở 6/23 nước trong khi loài Avicennia officinalis L.và

3 loài khác chỉ có mặt 1 đến 2 nước có rừng ngập mặn trong Châu Đại Dương

Hình 2.1 Bản đồ phân bố rừng ngập mặn trên thế giới

(Phan Nguyên Hồng, 1995)

2.1.2.2 Các kết quả nghiên cứu về mối quan hệ giữa đất đến sự phát triển cây Mấm và rừng ngập mặn

Theo Jagtap et al (2002) thì cấu trúc đất và độ mặn đất là tác nhân quan

trọng nhất kiểm soát sự phân bố của rừng ngập mặn Suốt theo bờ biển Ấn Độ,

sự khác biệt giữa các loài cây rừng ngập mặn cho thấy sự chấp nhận có mức

độ về độ mặn và ở đâu độ mặn của đất rất cao thì các loài cây rừng ngập mặn phát triển kém

Theo Schuster (1952) (dẫn từ Phan Nguyên Hồng 1988), ảnh hưởng của chất lượng đất đến thảm thực vật thấy rất rõ ở Indonesia và Australia, phù sa

từ các con sông đổ ra cửa biển tạo điều kiện cho rừng ngập mặn sinh trưởng tốt Trái lại, trên các bãi lầy ít lượng phù sa, nghèo chất dinh dưỡng thì rừng ngập mặn thấp và cằn cổi Ở Ấn Độ và Malaysia, người ta tìm thấy Bần trắng

(Sonneratia alba) sống trên đất mềm, còn Mấm trắng (A alba) thì trên đất bùn

chặt hơn

Ukpong (1994) cho biết kết quả nghiên cứu quan hệ tương tác giữa thảm thực vật và đất của đầm lầy rừng ngập mặn đã được khám phá bởi những phân tích nhiều biến số Theo tác giả, quan hệ tương tác cơ bản giữa thảm thực vật

và đất ở rừng ngập mặn được xác nhận về mặt dưỡng chất và sự biến đổi độ mặn của nước biển Về không gian, sự phân biệt của các loài là rõ ràng do bởi sức chịu đựng có chọn lọc và sự thích nghi của các loài với những mức nồng

độ muối khác nhau Nước đổ ra từ đồng ruộng kết hợp với mức độ ngập của thuỷ triều ảnh hưởng đến việc cung cấp dưỡng chất, hàm lượng clorua và cacbon hữu cơ

Cardona and Botero (1998) khi nghiên cứu đặc điểm thổ nhưỡng và cấu trúc thực vật ở vùng rừng ngập mặn bị thiệt hại ở bờ biển Caribbean – Colombia, tác giả cho biết kết quả nghiên cứu như sau: Việc phân tích nhân tố đất trong vùng nghiên cứu cho thấy mối quan hệ của chúng tới cấu trúc thực vật và một sự so sánh với vài số liệu trong lịch sử có giá trị về độ mặn của đất, vấn đề thực tế chỉ ra rằng độ mặn đất quá cao có tương quan chặt chẻ với sự tổn hại rừng ngập mặn trong khu vực nghiên cứu

Tam & Wong (1996) nghiên cứu sự lưu giữ và phân bố kim loại nặng trong đất rừng ngập mặn có nhận nước thải Kết quả cho thấy là đất rừng ngập mặn có thể giữ Cu, Zn, Mn, Cd… từ nước thải, trong khi sự hấp thu các loại kim loại nặng tuỳ thuộc theo loại đất, hàm lượng kim loại cao nhất được tìm thấy ở lớp mặt từ 0 – 1 cm và giảm theo độ sâu của đất Năm 2013,

Chakraborty et al, nghiên cứu sự ô nhiễm kim loại nặng và khả năng tự điều chỉnh của loài Avicennia officinalis L ở bờ biển phía nam của hệ thống cửa

sông Hoogly ở Ấn Độ cho biết rằng: Trong nghiên cứu về sự hấp thu, sự tích

tụ và sự phân tán của các kim loại nặng Zn, Cu, pb, Cr, và Cd trong cây Mấm

đen (Avicennia officinalis L.) ở Jharkhali được nghiên cứu xác định khả năng

thu nhận của loài cây ngập mặn này, đất, rễ cây, vỏ cây và lá đã được phân tích bởi phổ kế nguyên tử Sự tích tụ kim loại nặng trong rễ cây có thể so sánh được với đất kề bên, sự tập trung kim loại nặng ít hơn ở võ cây và thấp nhất trong lá với những kim loại thiết yếu như Zn và Cu, trong khi những kim loại không thiết yếu như Pb và Cr thì ít hơn Kết quả này cho thấy cây Mấm đen có khả năng loại trừ các kim loại không thiết yếu và điều chỉnh kim loại thiết yếu

Vì vậy, trong liên kết với sự phục hồi môi trường, các loài cây rừng ngập mặn

đã sử dụng các chất cần cho sự sống trong việc chuyển tải các kim loại nặng đến từ cửa sông và hệ sinh thái biển

Naidoo (2006) khi nghiên cứu các nhân tố góp phần làm cho loài

Avicennia marina bị còi cọc thấp lùn ở miền Nam Châu Phi, tác giả thấy rằng ở

địa điểm mà cây bị còi cọc thấp lùn thì các yếu tố: Độ mặn đất, các cation tổng

số, tính dẫn điện và hàm lượng của các chất trong đất như Na+, K+, Ca+, Mg2+,

Zn2+, Mn2+, Cu2+ cao hơn một cách có ý nghĩa so với các vùng khác Hàm lượng của P trong đất thấp hơn một cách có ý nghĩa so với các vùng khác Trong lá cây, ion Na+ chiếm ưu thế và hàm lượng trong lá của K+, Ca+, Mg2+, Mn2+ và P thấp hơn một cách có ý nghĩa so với các vùng rừng ngập mặn khác

Gleason et al (2003) nghiên cứu tình trạng oxy hoá khử trong đất và mối

liên hệ giữa thực vật và đất ở một khu rừng ngập mặn, tác giả đã khảo sát đặc điểm môi trường đất có liên quan đến quá trình oxy hoá khử trong vùng rễ của

3 loài cây rừng ngập mặn thường phát triển trên những loại đất thấm nước

giống nhau (Rhizophora apiculata, Bruguiera gymnorrhiza, Sonneratia alba),

kết quả nghiên cứu cho thấy sự khác nhau có ý nghĩa trong điện thế oxy hoá khử (Eh), P hoà tan (SRP) và P trích ly ở vùng rễ của 3 loài trên Sự khác nhau này nguyên nhân bởi do đất và nước, sự khác nhau đó cho kết quả là sự phân

bố của các loài như hiện nay

Theo Alshawafi et al (2016) khi nghiên cứu đặc tính lý hóa của đất, nước

và đặc điểm hình thái của rừng ngập mặn tại đảo Kammara, Yemen thì rừng ngập mặn ở Yemen được xác định là phần rất quan trọng của vùng đất ngập nước, được xem như là hệ sinh thái có ảnh hưởng cân bằng và đa dạng sinh học Trong phạm vi nghiên cứu của bài này phân tích rừng ngập mặn tại đảo

Kamaran, trong đó điển hình là cây Mấm biển (Avicennia marina) và Đưng (Rhizophora mucronata) hay còn gọi là Đước xanh, Đước nhọn Sự phân bố

của các loài này song song đó mục tiêu xác định những yếu tố có sự đóng góp cho sự phân bố và phát triển Nghiên cứu này dựa vào quan sát thực địa, thu mẫu và phân tích về đặc tính lý hóa Qua kết quả ta thấy rằng những loài này được phân biệt bởi mật độ, phân bố và việc cải thiện kết cấu thổ nhưỡng Theo

đó, Avicennia marina có khả năng phát triển rộng nơi thổ nhưỡng có thành

phần cát và đất sét, cả hai loài này thích nghi với độ mặn cao Dùng kết quả nghiên cứu này để phân biệt sự khác nhau của rừng ngập mặn ở đảo được bảo

vệ và rừng ngập mặn ở bờ biển Những loài này còn góp phần cho sự phát triển, giữ vững một cách bền vững đóng vai trò rất quan trọng trong việc cân bằng sinh thái

2.1.2.3 Các kết quả nghiên cứu về sự mối quan hệ giữa nước đến sự phát triển cây Mấm và rừng ngập mặn

Các thí nghiệm trồng cây trong nước có độ mặn khác nhau của Clarke và Hannon (1970) cho thấy: Độ mặn sinh trưởng tốt nhất của cây Mấm biển

(Avicennia marina) là từ 7 - 14‰, còn Clough (1984) cho rằng độ mặn thích

hợp nhất cho cây Mấm biển sinh trưởng là 9‰ Tuy nhiên, theo Zimenez (1990) thì biên độ biến đổi về độ mặn của nước, nơi có rừng Mấm đen

(Avicennia officinalis L.) và Mấm biển (Avicennia marina) rất rộng từ 0‰ –

35‰, khi nước có độ mặn 0‰ và tối cao 35‰ thì cây Mấm đen sinh trưởng kém nhất (Nguyễn Ngọc Bình và cộng sự, 2001)

Theo Connor (1969) và Downton (1982), khi nghiên cứu ảnh hưởng của

độ mặn nước biển đến sinh trưởng của rừng Mấm biển (Avicennia marina) đều cho thấy Avicennia marina sinh trưởng tốt nhất ở độ mặn từ 25 – 50‰ độ mặn

nước biển Độ mặn môi trường càng cao sinh trưởng của cây càng giảm, kết quả này cũng phù hợp với kết quả của Ball và cộng sự (1984) cho rằng khả

năng quang hợp của cây Giá (Aegiceras corniculatum) giảm dần khi độ mặn

nước biển tăng từ 50 – 500 mmol NaCl Ngược lại, Werner và cộng sự (1990) nghiên cứu cây Đước sinh trưởng ở 2 môi trường có và không có muối NaCl

đã nhận thấy có sự ức chế về quang hợp của cây sống trong môi trường không

có muối

Theo Saenger et al (1983), cho biết cây ngập mặn có thể tồn tại được

một thời gian trong môi trường nước ngọt nhưng sau đó nếu không cung cấp nước mặn kịp thời cây sẽ bị vàng lá, sinh trưởng rất kém Hầu hết các loài cây ngập mặn đều sinh trưởng tốt ở môi trường nước có độ mặn từ 10 – 30‰, khi

độ mặn càng cao thì sinh trưởng của cây càng kém (Nguyễn Ngọc Bình và cộng sự, 2001)

Rừng ngập mặn có vai trò đặc biệt trong cuộc sống của con người, nhưng điều đáng quan tâm là trong thời gian qua rừng ngập mặn đã chịu nhiều áp lực

từ con người, trong đó đặc biệt là sự ô nhiễm nước biển do các sự cố tràn dầu

ở khắp nơi trên thế giới và ở các vùng sản xuất dầu thô Ghanem (2002) đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chất bốc hơi từ dầu thô Ả Rập đến sự bài tiết

muối và hoạt động của khí khổng trên cây con Mấm biển (Avicennia marina),

tỷ lệ bài tiết muối được xác định trên những lá bị ảnh hưởng của các chất bốc hơi từ dầu thô trong thời gian: 0, 3, 6 giờ ở 4 mức độ mặn: 10, 20, 30, 40 ppt Tác giả cho biết, những cây con bị ảnh hưởng của các chất bốc hơi từ dầu thô trong thời gian 3 giờ ở mức độ mặn 20 ppt bắt đầu hồi phục sau 48 giờ, trong khi sự hồi phục hoàn toàn của các cây con bị ảnh hưởng trong thời gian 6 giờ

ở mức mặn 20 ppt thì cần 2 lần thời gian trên Theo tác giả, các chất bốc hơi từ dầu thô A Rập làm rối loạn những chức năng bình thường của khí khổng và các tuyến tiết muối trên lá của cây rừng ngập mặn Kết quả này cũng phù hợp

với kết quả của Lewis et al (2011) khi nghiên cứu ảnh hưởng của những loại

hoá chất do con người gây ra lên hệ sinh thái rừng ngập mặn Theo các tác giả, rừng ngập mặn rất nhạy cảm với ô nhiễm do dầu, khi bị sự cố tràn dầu trong thời gian nhất định ở vùng rừng ngập mặn sẽ gây nên sự vàng lá và rụng nên làm giảm mật độ của lá, cây tăng trưởng chậm, tái sinh kém, giảm mật độ rễ khí sinh…Mức độ nghiêm trọng tuỳ vào số lượng dầu tràn và chất phát tán, thời gian tiếp xúc, chiều cao thuỷ triều, nhiệt độ, mùa vụ… cụ thể như ở

Florida bị ảnh hưởng của sự cố tràn dầu trong 3 tuần mà mãi 20 năm sau rừng mới phục hồi được

Ngoài ra, ô nhiễm do nước thải trong rừng ngập mặn có thể có hiệu ứng khác nhau, Cleveland (2010) khi nghiên cứu hệ sinh thái rừng ngập mặn cho rằng việc xử lý nước thải trong điều kiện phù hợp có thể thúc đẩy tăng trưởng

và năng suất cây rừng, là kết quả của những chất dinh dưỡng được bổ sung đặc biệt là nitơ (N) và phosphor (P) Tuy nhiên, nếu tỷ lệ xử lý lớn hơn tỷ lệ hấp thu thì nồng độ dinh dưỡng quá cao sẽ gây ra sự phát triển quá mức của tảo làm cản trở sự trao đổi oxy và có thể cản trở sự tăng trưởng của cây rừng Bên cạnh đó, việc khai thác mỏ và chất thải công nghiệp là nguồn chính gây ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt là chì (Pb), thuỷ ngân (Hg), kẽm (Zn) và đồng (Cu)… Chúng có thể làm giảm tăng trưởng và hô hấp của cây rừng ngập mặn Mực nước biển tăng là thách đố lớn nhất của biến đổi khí hậu (BĐKH)

mà hệ sinh thái rừng ngập mặn sẽ phải đối mặt, nước biển dâng tạo ra sự khủng hoảng cũng như cơ hội cho cộng đồng rừng ngập mặn khi chúng có thể sống sót và phát triển hoặc chúng có thể thích ứng với sự gia tăng mực nước biển nếu điều đó xảy ra đủ chậm, nếu có không gian thích hợp và nếu những điều kiện môi trường khác được thoả mãn… Ngược lại, nước biển dâng sẽ tạo

ra sự khủng hoảng nghiêm trọng đối với sự tồn tại và phát triển của các loài cây rừng ngập mặn hiện nay (Ellison and Stoddart, 1991)

Mặt khác, theo Kathiresan (2004) độ mặn nước biển giữ vai trò quan trọng trong sự phân bố loài, sản lượng và năng suất của rừng ngập mặn, những thay đổi của độ mặn thường bị ảnh hưởng bởi khí hậu, thuỷ văn, vũ lượng, địa hình và độ ngập thuỷ triều Rừng ngập mặn thường chịu độ mặn cao hơn so với cây trồng khác không ở rừng ngập mặn, nhưng mức độ chịu mặn cũng thay đổi khác nhau giữa các loài cây trong rừng ngập mặn, tác giả cho rằng

cây con của loài Rhizophora mucronata sinh trưởng tốt nhất ở độ mặn 30‰ nhưng Rhizophora apiculata thì sinh trưởng tốt nhất ở 15‰, Sonneratia alba sinh trưởng tốt nhất trong khoảng từ 2‰ - 18‰, nhưng Sonneratia lanceolata

Avicennia officinalis L đã được khảo sát Các cây con của loài này được xử lý

với nồng độ NaCl 2% và không sống sót sau 1 tháng có xử lý muối Mức tích lũy cao nhất của sự tổng hợp chất diệp lục được quan sát ở 0,75% NaCl, vượt

quá mức này thì sẽ bị giảm bớt dần dần Tốc độ hoạt động quang hợp được nâng cao và đạt đến trạng thái tối ưu ở mức 0,75% NaCl và với nồng độ cao hơn hoạt động quang hợp sẻ bị giảm bớt

2.1.3 Các nghiên cứu ở Việt Nam

2.1.3.1 Các kết quả nghiên cứu về sự phân bố rừng ngập mặn và cây Mấm đen trên các vùng khác nhau ở Việt Nam

Phan Nguyên Hồng và cộng sự (1995) là người đầu tiên đã đề cập đến phân bố địa lý và diễn thế các quần xã rừng ngập mặn Việt Nam trong nhiều công trình nghiên cứu của mình Theo tác giả, rừng ngập mặn Việt Nam được chia thành 4 khu vực và 12 tiểu khu tuỳ thuộc vào điều kiện thuỷ triều, địa hình, địa mạo và thảm thực vật rừng ngập mặn từng khu vực như sau:

* Khu vực 1: Ven biển Đông Bắc, từ Móng Cái tỉnh Quảng Ninh đến Đồ Sơn tỉnh Hải Phòng, khu vực này được chia làm 3 tiểu khu như sau:

- Tiểu khu 1: Từ Móng Cái đến Cửa Ông, bờ biển dài khoảng 55 km, hệ thực vật bao gồm các loài chủ yếu như: Mấm biển, Đâng, Trang, Vẹt dù, loài thứ yếu là Sú

- Tiểu khu 2: Từ Cửa Ông đến Cửa Lục, bờ biển dài khoảng 40 km, hệ thực vật gồm các loài chủ yếu như: Đâng, Vẹt dù, Trang… cao từ 2 - 3m, các loài Sú và Mấm biển là những cây bụi, lùn, chỉ cao trên dưới 1 m

- Tiểu khu 3: Từ Cửa Lục đến Đồ Sơn, bờ biển dài khoảng 55 km, hệ thực vật bao gồm các loài chủ yếu như: Mấm trắng, Đâng, Vẹt dù, Trang , Tra, Giá…

* Khu vực 2: Ven biển đồng bằng Bắc Bộ, từ Đồ Sơn (Hải Phòng) đến Lạch Trường (Thanh Hoá), khu vực này được chia làm 2 tiểu khu như sau:

- Tiểu khu 1: Từ Đồ Sơn đến cửa sông Văn Úc, quần xã cây ngập mặn gồm những loài ưa nước lợ, trong đó ưu thế nhất là loài Bần chua

- Tiểu khu 2: Từ cửa sông Văn Úc đến cửa Lạch Trường nằm trong vùng bồi tụ của hệ thống sông Hồng nên có bãi triều rộng, nhiều phù sa nhưng do quai đê lấn biển nhanh nên rừng ngập mặn chỉ phân bố hẹp ngoài đê, ven các cửa sông, các quần xã chính là: quần xã cây bụi thấp Sú – Ô rô và quần xã cây nước lợ Bần chua ưu thế

* Khu vực 3: Ven biển miền Trung, từ Lạch Trường tới Vũng Tàu, khu vực nầy được chia làm 3 tiểu khu như sau:

- Tiểu khu 1: Từ Lạch Trường đến Mũi Ròn, đây là dãy đất hẹp các sông

trong các cửa sông gồm các loài: Mấm biển, Đâng, Trang, Sú, Vẹt… vào sâu hơn là quần xã cây nước lợ Bần chua ưu thế

- Tiểu khu 2: Từ Mũi Ròn đến mũi đèo Hải Vân, hệ thống sông ngòi ở đây ngắn, bờ biển dốc, bãi triều ven biển hẹp, các loài thực vật ngập mặn ưu thế là Đâng, Vẹt dù, Vẹt khang

- Tiểu khu 3: Từ mũi đèo Hải Vân đến mũi Vũng Tàu, khí hậu thuận lợi

do không còn chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc nên thành phần loài phong

phú hơn, thực vật gồm: Quần xã Đưng (R mucronata); Quần xã Đưng + Đước (R apiculata) Su ổi, Vẹt dù, Vẹt tách; Quần xã Mấm quăn (A lanata) + Mấm đen (A officinalisL.) Cóc đỏ, Dà quánh; Quần xã nước lợ Bần chua ưu thế

* Khu vực 4: Ven biển Nam Bộ từ Vũng Tàu tới Hà Tiên (Kiên Giang), khu vực này thuộc phạm vi bồi đắp của hệ thống sông Đồng Nai và hệ thống sông Cửu Long, địa hình thấp, bằng phẳng, nhiều sông, kênh rạch, nhiều phù

sa thuận lợi cho các loài cây rừng ngập mặn phát triển Khu vực này chia làm

4 tiểu khu như sau:

- Tiểu khu 1: Từ mũi Vũng Tàu đến cửa sông Soài Rạp, nhóm thực vật

ngập mặn gồm các quần thể và quần xã sau: Quần thể Bần trắng (Sonneratia

alba); Quần xã Đước + Bần trắng; Quần xã Su ổi + Đước + Mấm trắng (A alba) + Dà vôi (Ceriops tagal); Quần xã Mấm đen (A officinalis L.) + Dà

quánh (Ceriops decandra) + Cóc đỏ (Lumnitzera littorea); Quần xã Giá (Excoecaria agalocha) + Chà là (Phoenix paludosa); Quần xã nước lợ Bần

chua ưu thế…

- Tiểu khu 2: Từ cửa sông Soài Rạp tới cửa sông Mỹ Thạnh, nơi này có địa hình bằng phẳng, nhiều phù sa bồi đắp, phù hợp cho sự phát triển các loài cây ngập mặn, nhưng do quá trình canh tác nên rừng ngập mặn còn lại rất ít,

chủ yếu là loài Mấm trắng (A alba)

- Tiểu khu 3: Từ cửa sông Mỹ Thạnh đến cửa sông Bảy Háp có địa hình

thấp, bằng phẳng, hệ thực vật chủ yếu gồm: Quần xã Mấm biển (A marina) + Giá + Mấm đen; Quần xã Mấm đen (A.officinalis L.) + Dà vôi + Dà quánh;

Quần thể Đước thuần loại; Quần xã Mấm trắng + Đước + Cóc vàng + Dà vôi…

- Tiểu khu 4: Từ cửa sông Bảy Háp đến Mũi Nai (Hà Tiên), đây là bờ biển phía Tây bán đảo Cà Mau, hệ thực vật cũng phong phú, bao gồm: Quần thể Mấm trắng chiếm ưu thế; Quần thể Mấm đen; Quần thể Đước; Quần thể Bần chua; Quần xã Mấm trắng + Mấm biển; Quần xã Giá + Chà là + Cóc đỏ +

Sú, Vẹt; Quần xã Đước + Mấm đen…

Hình 2.2 Bản đồ hiện trạng phân bố rừng ngập mặn ven biển Việt Nam

(Phan Nguyên Hồng, 1995)

Theo Nguyễn Ngọc Bình và cộng sự (2001) thì họ thực vật

Avicenniaceae chỉ có một chi Mấm (Avicennia), trên thế giới có 8 loài Mấm

khác nhau, thì ở các hệ sinh thái rừng ngập mặn Việt Nam có 4 loài Chúng có vai trò quan trọng trong các hệ sinh thái rừng ngập mặn ở Việt Nam sau họ

Rhizophoraceae

- Loài Mấm biển (Avicennia marina (Forsk.) Vierh.) phân bố tự nhiên cả

3 miền Bắc, Trung, Nam, là loài cây ngập mặn thích nghi với biên độ rộng về khí hậu

- Loài Mấm trắng (Avicennia alba Bl.) phân bố rất phổ biến ở miền Nam

và chỉ xuất hiện rãi rác ở miền Trung, không có phân bố tự nhiên ở miền Bắc

- Loài Mấm đen (Avicennia officinalis L.) phân bố phổ biến ở vùng ven

biển Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt ở bán đảo Cà Mau và không có Mấm đen phân bố tự nhiên ở miền Bắc Việt Nam Bảng 2.1 Phân bố các loài trong chi Mấm ở Việt Nam theo các vùng sinh thái ven biển khác nhau

Loài cây ngập mặn thực

Tên Khoa học/loài

Tên Việt Nam

Vùng I Đông Bắc Quảng Ninh

Vùng II Đồng Bằng Bắc bộ

Vùng III Bắc Trung

Bộ

Vùng IV Nam Trung

Bộ

Vùng V

Bà Rịa Vũng Tàu Đông Nam Bộ

Vùng VI Đồng bằng sông Cửu Long

Nguyễn Duy Toàn và cộng sự (2004) khi tiến hành nghiên cứu tạo giống

và trồng một số cây rừng ngập mặn ở ven biển huyện Ninh Hoà, tỉnh Khánh Hoà đã trồng thử nghiệm 800 cây Mấm đen trên nền cát - bùn ở 3 địa điểm:

Xã Ninh Ích, Ninh Lộc và Ninh Phú; Kết quả theo dõi sau 6 tháng cho thấy tỷ

lệ sống bình quân của cây Mấm đen ở 3 địa điểm đều đạt rất cao từ 82,5% - 89,6%, trong đó xã Ninh Phú đạt tỷ lệ sống cao nhất là 89,6% Sinh trưởng chiều cao bình quân ở 3 địa điểm đều đạt trên 60 cm, xã Ninh Ích cây có chiều cao bình quân cao nhất là 68,4 cm Trên cơ sở kết quả trồng cây Mấm đen và 4 loài cây khác của rừng ngập mặn, các tác giả đã đề xuất các thông số cơ bản của quy trình kỹ thuật nhân giống - trồng thử nghiệm một số loài cây rừng ngập mặn ở vùng triều thấp và triều cao

Phan Nguyên Hồng và Mai Sỹ Tuấn (1990) nghiên cứu đặc điểm của đất

ở một số địa điểm trong các rừng ngập mặn ở Cà Mau vào những năm

1981-1982 cho thấy: Trong các phẩu diện đất đang bồi có quần thể Mấm trắng

(Avicennia alba) 4 - 5 tuổi (phẫu diện (pd7, pd8)) các cation trao đổi Fe3+ và

Al3+ không phát triển, trên đất tương đối ổn định có rừng Đước (Rhizophora

apiculata) 20 tuổi và rừng Mấm tái sinh tự nhiên, rừng Đước tái sinh nhân tạo

trên đất bị rãi chất diệt cỏ đều có cả 2 cation trên nhưng tỷ lệ thấp, còn trên đất hoang hóa do phá rừng (pd3, pd4) thì Fe3+, Al3+ đều cao, độ pH cũng thấp Tỷ

lệ mùn và N tổng số trong đất đang bồi có Mấm trắng thấp (mùn 1,85%, N: 0,09 - 0,11%) ở rừng Đước trưởng thành và rừng tái sinh cao hơn nhiều Tỷ lệ

P2O5 trên đất đang bồi thấp hơn trên đất có rừng trưởng thành; tỷ lệ K2O thì ngược lại

Nguyễn Đức Tuấn (1995) nghiên cứu sự tăng trưởng và sinh khối của

rừng Đâng (R stylosa) và Đước (R apiculata) ở Hà Tỉnh, Cần Giờ và thành phố Hồ Chí Minh, tác giả cho thấy: Sự tăng trưởng của Đâng (R stylosa) và Đước (R apiculata) trên 2 loại thể nền: So với thể nền là bùn pha nhiều cát

thô, đất cao và cứng (viết tắt là TN1) thì trên thể nền bùn sét mềm, ít cát thô (viết tắt là TN2) sự sinh trưởng của Đâng trội hơn rõ rệt Với Đước (ở Cần Giờ – thành phố Hồ Chí Minh) 2 năm tuổi cùng các kết quả cùng thể hiện khuynh hướng tương tự Như vậy so với thể nền TN1, thể nền TN2 đã có ảnh hưởng thuận lợi hơn cho quá trình sinh trưởng của cây Sự khác nhau về hàm lượng keo sét và cát khô đã quyết định sự khác nhau về cấu trúc – tính chất lý – hóa – hàm lượng dinh dưỡng của thể nền, để rồi có mức độ ảnh hưởng khác nhau tới cây mọc trên đó Thể nền TN2 với lượng phù sa lắng đọng nhiều sét,

ít cát, thời gian ngập nước nhiều hơn đã là điều kiện dinh dưỡng thuận lợi hơn

so với TN1 bùn pha nhiều cát cho sự phát triển ưu thế hơn của cây được trồng Nguyễn Ngọc Bình (1996) đã nghiên cứu các loại đất ở rừng ngập mặn

Cà Mau, tác giả cho biết đất ngập mặn bùn rất loãng không có cây ngập mặn, đất ngập mặn bùn loãng có Mấm trắng tiên phong cố định bãi bồi, đất ngập mặn dạng sét, đất ngập mặn phèn tiềm tàng sét mềm có Đước, đất ngập mặn phèn tiềm tàng cứng có Đước, Cóc trắng Tuy nhiên, vào năm 2001 Nguyễn Ngọc Bình và cộng sự đã có sự nghiên cứu sâu hơn về đặc điểm đất ngập mặn dưới các thảm thực vật rừng ngập mặn ven biển Việt Nam, kết quả nghiên cứu của tác giả và cộng sự cho biết như sau:

- Đặc điểm đất dưới rừng Mấm trắng: Đất có thành phần cơ giới giàu bùn sét, hàm lượng cát không cao, tỷ lệ hạt sét (< 0,001 mm) chiếm từ 54 - 61 %,

tỷ lệ hạt cát (1 - 0,05 mm) Đất phù sa bùn loãng có độ thành thục rất thấp, chỉ

số n ≥ 2,5, chân đi lún sâu vào bùn từ 30 - 40 cm

- Đặc điểm đất dưới rừng Mấm biển: Rừng Mấm biển phân bố trong tự