Nghiên cứu khả năng tích lũy CO2 (dioxitcacbon) trong đất của rừng ngập mặn vùng cửa sông Hồng

Luận văn được thực hiện sẽ là một cơ sở dữ liệu để khẳng định đất RNM có khả năng tích lũy cacbon và bị chi phối bởi các yếu tố khác nhau - hay nói cách khác đó là một “bể chứa khí nhà

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

TRỊNH THỊ THANH HÀ

TRONG ĐẤT CỦA RỪNG NGẬP MẶN VÙNG CỬA SÔNG HỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

TRỊNH THỊ THANH HÀ

TRONG ĐẤT CỦA RỪNG NGẬP MẶN VÙNG CỬA SÔNG HỒNG

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường

Mã số: 60850101

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Đinh Văn Thuận

Hà Nội - 2014

LỜI CẢM ƠN

Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy giáo

TS Đinh Văn Thuận đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình

học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Học viên xin chân thành tới Ban Giám hiệu trường đại học Khoa học

Tự nhiên; các thầy cô giáo khoa Địa lý, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành chương trình học tập và hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Địa chất – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, tập thể cán bộ Phòng Địa chất Đệ tứ - Viện Địa chất, đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn

Nhân dịp này cho tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

HỌC VIÊN

Trịnh Thị Thanh Hà

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các đặc trưng khí hậu trung bình tháng và năm tại trạm Văn Lý, tỉnh

Nam Định từ năm 2009 – 2012 7

Bảng 1.2: Đặc điểm rừng trang trồng khu vực nghiên cứu tháng 10/2013 14

Bảng 1.3: Cơ cấu kinh tế trên địa bàn huyện Giao Thủy 15

Bảng 3.1: Lượng cacbon trong đất RNM (%) tháng 4/2012 23

Bảng 3.2: Mô tả thạch học và hàm lượng cacbon trong mẫu bề mặt 25

Bảng 3.3: Mô tả thạch học và hàm lượng cacbon trong mẫu ống phóng OP1 26

Bảng 3.4: Mô tả thạch học và hàm lượng cacbon trong mẫu ống phóng OP2 27

Bảng 3.5: Hàm lượng cacbon trong đất của các mẫu bề mặt 29

Bảng 3.6: Kết quả phân tích độ hạt trầm tích bãi bồi cao tại vùng nghiên cứu 31

Bảng 3.7: Kết quả phân tích độ hạt trầm tích bãi bồi thấp tại vùng nghiên cứu 32

Bảng 3.8: Kết quả phân tích hàm lượng cacbon trong đất theo độ sâu tại BTC 34

Bảng 3.9: Kết quả phân tích hàm lượng cacbon trong đất theo độ sâu tại BTT 35

Bảng 3.10: Lượng CO2 tích lũy trong đất tại bãi triều cao (OP1) – tấn/ha 40

Bảng 3.11: Lượng CO2 tích lũy trong đất tại bãi triều thấp (OP2) – tấn/ha 40

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Vị trí khu vực nghiên cứu 6

Hình 1.2: Sơ đồ trầm tích vùng cửa sông Hồng 11

Hình 3.1: Sơ đồ vòng tuần hoàn cacbon trong đất rừng 22

Hình 3.2: Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại khu vực nghiên cứu 24

Hình 3.3: Mẫu ống phóng OP1 27

Hình 3.4: Mẫu ống phóng OP2 28

Hình 3.5: Hàm lượng cacbon trong đất tại BTC và BTT 30

Hình 3.6: Hàm lượng cacbon tích lũy trong trầm tích 33

Hình 3.7: Hàm lượng cacbon tích lũy trong đất theo độ sâu tại BTC (OP1) 34

Hình 3.8: Hàm lượng cacbon tích lũy trong đất theo độ sâu tại BTT (OP2) 36

Hình 3.9: Hàm lượng cacbon tích lũy trong đất theo tuổi rừng (tấn/ha) 37

Hình 3.10: Hàm lượng cacbon tích lũy theo độ sâu của các tuổi rừng 38

Hình 3.11: Khả năng tích lũy cacbon theo thành phần thạch học và độ sâu 41

Hình 3.12: Lượng CO2 tích lũy trong đất theo tuổi rừng (tấn/ha) 42

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 3

I.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 3

I.2 Tổng quan về điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu 5

I.2.1 Vị trí địa lý 5

I.2.2 Điều kiện khí tượng, thủy văn, hải văn 6

I.2.3 Các yếu tố địa hình, địa mạo, địa chất 9

I.2.4 Đặc điểm trầm tích tầng mặt 10

I.2.5 Hệ sinh thái rừng ngập mặn 12

I.3 Tổng quan về kinh tế xã hội 14

I.3.1 Dân cư 14

I.3.2 Tình hình phát triển kinh tế 15

1.3.3 Tình hình phát triển văn hoá - xã hội 16

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU 17

II.1 Phương pháp luận 17

II.2 Phương pháp nghiên cứu 18

II.2.1 Phương pháp ngoài trời 18

II.2.2 Phương pháp trong phòng 19

II.3 Cơ sở tài liệu 21

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

III.1 Cơ chế tích lũy cacbon trong đất rừng ngập mặn 22

III.2 Các kết quả phân tích 23

III.2.1 Các kết quả thu thập 23

III.2.2 Kết quả phân tích 24

III.3 Đánh giá khả năng tích lũy cacbon trong đất 29

III.3.1 Đánh giá khả năng tích lũy cacbon trong đất theo địa hình 29

III.3.2 Đánh giá khả năng tích lũy cacbon trong đất theo đặc điểm trầm tích 30

III.3.3 Đánh giá khả năng tích lũy cacbon trong đất theo độ sâu 33

III.3.4 Đánh giá khả năngtích lũy cacbon trong đất theo theo tuổi rừng 37

III.4 Đánh giá khả năng tích lũy CO 2 trong đất rừng ngập mặn 39

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

MỞ ĐẦU

Diện tích rừng ngập mặn trên thế giới còn khoảng 150.000 km2 và phân bố ở

123 nước Trong đó, châu Á chiếm 42% diện tích rừng ngập mặn, tiếp theo là 21%

ở Châu Phi, 15% ở Bắc và Trung Mỹ, 12% ở châu Đại Dương và 11% ở Nam Mỹ Diện tích rừng ngập mặn lớn nhất là tại Indonesia chiếm tới 21%, Braxin chiếm khoảng 9% và Úc chiếm 7% tổng diện tích rừng ngập mặn trên thế giới

Việt Nam có đường bờ biển dài trên 3.260 km và hầu hết có RNM phát triển ở các mức độ khác nhau Rừng ngập mặn được đánh giá như là bức tường xanh vững chắc bảo vệ bờ biển, đê biển, hạn chế xói lở và các tác hại của bão lụt Do vậy, rừng ngập mặn đóng một vai trò quan trọng đối với cuộc sống của hàng triệu người dân ven biển Việt Nam Tuy nhiên, dưới sức ép của việc phát triển đô thị, công nghiệp

và dân sinh, hơn 50% diện tích rừng ngập mặn ở Việt Nam mất đi vì những nguyên nhân do con người gây ra Rừng ngập mặn đã bị khai thác quá mức hoặc chuyển sang nhiều dạng sử dụng đất khác trong đó có nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản,… Điển hình là do phá rừng để nuôi tôm nên rừng ngập mặn của Việt Nam trước đây

có 400.000 ha, hiện nay chỉ còn lại trên 175.000 ha

Dải ven biển Việt Nam hiện tại và trong tương lai sẽ là khu vực phát triển kinh

tế về nuôi trồng thủy sản, xây dựng cầu cảng, nhà máy đóng tầu, lọc hóa dầu, du lịch… và là nguồn thải khí nhà kính đáng kể vào khí quyển Dải ven biển cũng là vùng sẽ bị tác động trực tiếp và nguy hiểm nhất bởi hiện tượng nước biển dâng do biến đổi khí hậu

Khu vực nghiên cứu - vùng cửa sông Hồng, cụ thể là dải ven biển thuộc huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định là một huyện nông nghiệp, dân cư tập trung đông ở vùng cửa sông để phát triển nghề làm muối, nghề nuôi trồng và đánh bắt thủy hải sản Việc phát triển kinh tế biển đã mang lại nguồn lợi rất lớn cho người dân nơi đây, thúc đẩy nền kinh tế của huyện phát triển Tuy nhiên, phát triển kinh tế một cách ồ ạt không có quy hoạch kéo theo rất nhiều vấn nạn về môi trường, làm biến đổi sâu sắc các thành phần và các yếu tố môi trường khu vực

RNM các xã ven biển thuộc huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định, đã thống kê được tổng số 184 loài thuộc 137 chi của 60 họ thuộc thực vật ngập mặn Hệ thực vật ngập mặn phong phú nhất tập trung ở Vườn quốc gia Xuân Thủy vì đây là nơi tập trung một số loài cây ngập mặn thực thụ phân bố ở miền Bắc Việt Nam và một số loài tham gia RNM

Với những nhận thức trên, học viên tiến hành thực hiện Luận văn “Nghiên cứu

khả năng tích lũy CO 2 (dioxitcacbon) trong đất của rừng ngập mặn vùng cửa sông Hồng” Luận văn được thực hiện sẽ là một cơ sở dữ liệu để khẳng định đất

RNM có khả năng tích lũy cacbon và bị chi phối bởi các yếu tố khác nhau - hay nói cách khác đó là một “bể chứa khí nhà kính” không chỉ đối với vùng nghiên cứu mà còn nhằm đóng góp cho định hướng bảo tồn và phát triển RNM trong cả nước Ngoài ra, trồng và bảo vệ RNM còn có ý nghĩa quan trọng đối với các dự án trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch (CDM) ở Việt Nam

Mục tiêu, nhiệm vụ của luận văn:

- Nghiên cứu khả năng tích lũy cacbon trong đất rừng ngập mặn vùng cửa sông Hồng, nhằm góp phần đánh giá vai trò tạo bể chứa khí nhà kính

- Góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc triển khai các dự án trồng và khai thác rừng ngập mặn theo cơ chế phát triển sạch (CDM) ở dải ven biển Việt Nam với tiêu chí “bảo vệ môi trường và phát triển bền vững”

Nội dung nghiên cứu:

- Nghiên cứu, đánh giá các yếu tố địa mạo địa chất và hệ sinh thái vùng nghiên cứu

- Đánh giá mối tương quan khả năng tích lũy CO2 với các yếu tố địa hình, đặc điểm trầm tích, độ sâu của tầng đất, tuổi rừng ngập mặn

Trên cơ sở mục tiêu và nội dung nghiên cứu trên, bố cục của luận văn gồm 3 chương (không kể phần mở đầu và kết luận):

Chương 1: Tổng quan vùng nghiên cứu

Chương 2: Phương pháp và cơ sở tài liệu

Chương 3: Kết quả và thảo luận

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU

I.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Cacbon điôxit (CO2) chiếm tới 55 % trong khí nhà kính và được coi là khí chính của khí nhà kính (Houhgton J T và cs, 2001)[24] Sự gia tăng nhanh chóng nồng

độ khí CO2 trong khí quyển là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự biến đổi khí hậu làm cho Trái đất nóng dần lên Nhằm hạn chế sự gia tăng khí CO2, các nhà khoa học đã đi sâu vào nghiên cứu chu trình cacbon trong hệ sinh thái rừng trong đó

có hệ sinh thái rừng ngập mặn (HST RNM), tìm ra cơ sở khoa học để đánh giá chính xác khả năng tích lũy và tích luỹ CO2 của cây và đất rừng

Trên thế giới, có rất nhiều nghiên cứu về hàm lượng cacbon hữu cơ dự trữ trong đất rừng ngập mặn (RNM) Vào thập kỷ 90 của thế kỷ trước một số nhà khoa học bắt đầu quan tâm đến vai trò của RNM trong việc tích luỹ cacbon trong đất Ong (1993) [27] đã nghiên cứu hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất rừng ngập mặn Matang và Sungai ở Peninsular, Malaysia Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM là 1,5 tấn/ha/năm Tiếp theo là Sotomayor và cộng

sự (1994) [28] đã nghiên cứu hàm lượng cacbon trong đất RNM ở miền Nam Ấn

Độ và cho biết hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM trung bình là 5,7- 8,3 % Năm 1996, Cahoon và cộng sự [19] cũng nghiên cứu hàm lượng cacbon trong đất RNM ở cửa sông Tijuana Mexico và cho kết quả là hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM trung bình là 343 g/m2/năm tương ứng là 3,4 tấn/ha/năm Kết quả nghiên cứu của Cahoon tương tự với kết quả nghiên cứu của Matsui (1998) [25] khi ông nghiên cứu hàm lượng cacbon trong rễ và trầm tích của RNM ở Australia, hàng năm HST RNM tích luỹ vào khoảng 3,7 tấn/ha/năm Năm 1999, Fujimoto và cộng sự [20] nghiên cứu sự tích luỹ cacbon trong RNM ở đảo Pohnpei, Micronesian và cho kết quả là trung bình 1 năm đất RNM tích luỹ 93g/m2/năm tương ứng là 0,9 tấn/ha/năm

Từ đầu thế kỷ 21 đến nay, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu sâu hơn đến chu trình cacbon trong các HST ven biển nhiệt đới Các công trình nghiên cứu như của Batjes

(2001) [17], nghiên cứu hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM ở đầm lầy Senegal

và cho kết quả về hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM là 90- 257 tấn/ha Năm

2003, Bouillon và cộng sự [18] nghiên cứu nguồn cacbon tích luỹ trong trầm tích RNM

ở châu thổ sông Godovari, Ấn Độ và phía Tây Nam Srilanka và cho biết kết quả nghiên cứu về hàm lượng cacbon tích luỹ trong trầm tích RNM trung bình là 0,6- 31 % trọng lượng khô, có khi lên tới 75 %

Năm 2000, Fujimoto và cộng sự [22] đã nghiên cứu một số loại RNM ở Thái Lan và đã tính hàm lượng cacbon trong đất ở các độ sâu khác nhau Kết quả cho thấy, hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM giảm dần theo độ sâu của đất Đồng thời kết quả nghiên cứu của Fujimoto cũng chỉ ra rằng, hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM phụ thuộc vào loại rừng Rừng đước

(Rhizophora apiculata) thuần loại có khả năng tích luỹ cacbon cao hơn các loại

rừng khác

Các kết quả nghiên cứu còn cho thấy, sự tích luỹ cacbon trong RNM còn phụ thuộc vào loài cây Theo những nghiên cứu của Matsui và cộng sự (2000) [26] về sự tích luỹ cacbon trong RNM ở vịnh Sawi của miền Nam Thái Lan và của Alongi (2003) [13] ở Australia cũng chỉ ra điều này

Ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu về sự tích luỹ cacbon trong đất RNM chưa nhiều Năm 2000, Fujimoto và cộng sự [21] nghiên cứu sự tích luỹ cacbon dưới mặt đất của RNM hỗn hợp rừng tự nhiên và rừng trồng ở Cà Mau và Cần Giờ, miền Nam Việt Nam Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng cacbon tích luỹ trong trầm tích RNM ở Cà Mau cao hơn so với RNM ở Cần Giờ

Năm 2004, Nguyễn Thanh Hà và cộng sự [23] đã nghiên cứu sự tích luỹ cacbon dưới mặt đất (cacbon trong đất, rễ sống, rễ chết) của rừng trang

(Kandelia obovata) 9, 8, 6, 4 và 3 tuổi trồng ở huyện Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định

Kết quả nghiên cứu cho biết, hàm lượng cacbon tích luỹ dưới mặt đất ở rừng có tuổi càng cao thì càng lớn Nguyễn Hồng Hạnh (2009) [1] với luận án tiến sĩ

“Nghiên cứu sự phân huỷ lượng rơi trong chu trình chuyển hoá cacbon và nitơ của rừng ngập mặn ở huyện Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định” đã xác định quá trình tích luỹ

cacbon và nitơ trong đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tuổi của cây rừng, sự phân giải vật chất hữu cơ trong đất, sự ngập triều và loài cây trồng Trong đó, sinh khối rễ và

sự ngập nước thường xuyên của thuỷ triều là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến lượng cacbon tích luỹ trong đất, còn lượng nitơ tích luỹ trong đất phụ thuộc chủ yếu vào sự bồi tụ trầm tích và năng suất lượng rơi

Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu nêu trên chưa đề cập cụ thể khả năng tích lũy cacbon trong đất RNM theo các tiêu chí địa mạo, địa chất như đặc điểm địa hình; đặc điểm thạch học trầm tích Do vậy, mục tiêu nghiên cứu của luận văn là góp phần làm sáng tỏ vấn đề này

I.2 Tổng quan về điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu

I.2.1 Vị trí địa lý

Huyện Giao Thuỷ là một huyện ven biển của tỉnh Nam Định, thuộc vùng châu thổ sông Hồng với diện tích bãi bồi trên 10.000 ha Dân số khoảng 20 vạn người, tỷ lệ gia tăng dân số tự nhiên trung bình là 1,2 %, số người nghèo chiếm 14,8 % dân số Sản xuất nông nghiệp chiếm 78,6 %, còn lại là các ngành nghề khác như thương mại dịch

vụ chiếm 2 %, công nghiệp; tiểu thủ công nghiệp và xây dựng chiếm 3,2 %, thuỷ sản chiếm 16,2 % (Theo niên giám thống kê huyện Giao Thủy 2012) Huyện Giao Thuỷ có

22 xã và thị trấn, trong đó có 9 xã tiếp giáp với biển là Giao Thiện, Giao An, Giao Lạc, Giao Xuân, Giao Hải, Giao Long, Bạch Long, Giao Phong và Giao Lâm với 32 km đường bờ biển, nằm giữa hai cửa sông Ba Lạt (sông Hồng) và cửa Hà Lận (thuộc sông Sò) Trong 9 xã giáp biển này thì xã Giao Thiện, Giao An, Giao Lạc và Giao Xuân có

hệ thống RNM phát triển, tuy nhiên luận văn tập trung chủ yếu nghiên cứu khả năng tích lũy cacbon trong đất của RNM tại vùng bãi triều thuộc xã Giao Lạc, Giao An và Giao Xuân

Hình 1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu

I.2.2 Điều kiện khí tượng, thủy văn, hải văn

Khu vực nghiên cứu nằm ở vùng ven biển và mang đầy đủ những thuộc tính

cơ bản của khí hậu miền Bắc, đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm:

+ Mùa đông – xuân hay mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau): khí hậu lạnh và khô, ít mưa, gió có hướng chính là đông bắc và đông

+ Mùa hè hay mùa mưa (kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9): khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều, gió có hướng nam và đông nam là hướng chính, bão thường xuất hiện vào tháng 5- 6 và kết thúc vào tháng 10

+ Tháng 4 và tháng 10 hàng năm là các tháng chuyển tiếp từ mùa đông sang mùa hè và ngược lại nên khí hậu trong các tháng này thường mát mẻ

a Nhiệt độ

Vùng nghiên cứu nằm ở vĩ độ thấp, chịu sự chi phối của chế độ mặt trời nội chí tuyến nên nhiệt độ vùng này khá cao Nhiệt độ trung bình năm từ 23- 240C Nhiệt độ trung bình vào mùa hè từ 29- 310C, nhiệt độ trung bình vào mùa đông từ

17- 180C Nhiệt độ thấp nhất thường vào tháng 1, có lúc nhiệt độ xuống thấp xuống

70C

b Lượng mưa

Tổng lượng mưa trung bình của khu vực nghiên cứu từ 1.056 – 1.470mm/năm Lượng mưa cao nhất thường vào tháng 7 và tháng 8 (trung bình 227mm - 315 mm/tháng), lượng mưa thấp nhất vào tháng 1 (trung bình 25mm/tháng) Nắng nóng và mưa nhiều tạo điều kiện cho cây trồng sinh trưởng và phát triển

c Độ ẩm không khí

Do nằm sát biển nên độ ẩm không khí cao , trung bình năm khoảng 86% Độ

ẩm không đều trong các tháng , cao nhất là tháng 2 (92%), thấp nhất là tháng 12 (81%)

Bảng 1.1: Các đặc trưng khí hậu trung bình tháng và năm tại trạm Văn Lý,

tỉnh Nam Định từ năm 2009 - 2012

Tháng Nhiệt độ

(0C)

Độ ẩm (%)

Lượng mưa (mm)

Tổng số giờ nắng (giờ)

Gió cực đại (m/s)

d Sông ngòi

Huyện Giao Thuỷ được bao bọc bởi hai sông chính là sông Hồng, sông Sò và biển với chiều dài bờ biển khoảng 32 km Hàng năm, huyện Giao Thuỷ được mở rộng ra biển khoảng 200 ha đất bãi bồi màu mỡ từ nguồn phù sa tại hai cửa sông lớn tại cửa Ba Lạt và Hà Lận Sông Hồng là ranh giới tự nhiên giữa tỉnh Nam Định và tỉnh Thái Bình, sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và đổ ra biển tại cửa Ba Lạt Mực nước sông Hồng thay đổi theo mùa rõ rệt, cao nhất là tháng 8 (481 cm), thấp nhất là tháng 4 (10cm) Ngoài ra, còn có hệ thống sông nhỏ, kênh tưới tiêu phục vụ mục đích sản xuất nông nghiệp Sông Sò là ranh giới tự nhiên giữa huyện Xuân Trường, Giao Thuỷ và Hải Hậu bắt nguồn từ sông Hồng chảy ra cửa Hà Lận

Mạng lưới giao thông đường thuỷ của huyện Giao Thuỷ rất phát triển

e Chế độ sóng

Chiều cao sóng khoảng 2,3 – 2,6m (đối với bão cấp 7, cấp 8), cao 2,9 – 3,4m

(đối với bão cấp 9, cấp 10)

Chế độ thủy văn của vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió , lượng mưa và lưu lượng nước sông, đặc biệt là lưu lượng nước sôn g Hồng vào mùa lũ (từ tháng 6 đến tháng 10) Hướng của dòng triều là hướng Đông Bắc- Tây Nam Điều kiện ngập nước kéo dài cũng ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng của cây

h Chế độ dòng chảy

Mùa hè dòng chảy ven bờ thường chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc, mùa khô chảy theo hướng ngược lại Đông Bắc - Tây Nam Về cường độ: trong mùa khô có Vmax = 0,80 – 1,12 m/s, trong điều kiện thời tiết bình thường có Vmax =

0,50 – 0,60m/s, trong các cơn bão mùa hè có Vmax = 2,5 m/s Dòng triều mạnh gây xói lở các bãi lầy ven biển và hạn chế sự định cư của cây con , quả, hạt của cây ngập mặn

I.2.3 Các yếu tố địa hình, địa mạo, địa chất

Địa hình khu vực nghiên cứu hoàn toàn nằm trong vùng bãi triều cửa sông tương đối bằng phẳng, có xu hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam Sự có mặt của một

số dạng địa hình đặc trưng ở đây là các gờ sông, cồn cát nguồn gốc biển và các ô trũng thấp,… làm cho địa hình bãi triều bằng phẳng bớt đi tính đơn điệu Độ cao trung bình vùng bãi triều dao động từ 0-2,0m

Ngoài địa hình tự nhiên, một điểm đặc biệt ở khu vực nghiên cứu là các địa hình nhân tạo, tiêu biểu là hệ thống đê ngăn lũ và đê biển được đắp bằng đất qua nhiều giai đoạn trong khoảng một đến hai trăm năm trở lại đây, có tổng chiều dài lên tới gần 32.700 m

Ở cửa sông Ba Lạt, do động lực của sông cũng mạnh thường có các dạng địa hình tích tụ của hỗn hợp sông biển Đó là các bãi triều, bãi lầy có ảnh hưởng của sông với thành phần vật chất chủ yếu là bột sét màu nâu, nâu đen xen nâu hồng Ở khu vực cửa các sông này cũng thường có các bar chắn mà dân địa phương thường gọi là các cồn cát Đây là các bar cát hạt mịn thành tạo chủ yếu bởi sóng, chúng có tác dụng che chắn tạo điều kiện tích tụ vật liệu hạt mịn trong các bãi đầm lầy phía sau Hiện nay các bãi khu vực cửa sông luôn được quai đê khai hoang lấn biển để nuôi trồng thuỷ sản nên địa hình thường có dạng ô trũng

Địa tầng khu vực bao gồm các thành tạo trầm tích có tuổi Holocen, bề dày dao động khoảng 50 m – 60 m

- Hệ tầng Hải Hưng: Trầm tích thuộc hệ tầng Hải Hưng có các nguồn gốc

sông – biển (amQ21-2 hh), biển – đầm lầy (mbQ21-2 hh) và biển (mQ21-2 hh) trong đó phổ biến nhất là trầm tích có nguồn gốc biển

- Hệ tầng Thái Bình: Trầm tích thuộc hệ tầng Thái Bình có các nguồn gốc:

Trầm tích hỗn hợp sông - biển (amQ22-3 tb), trầm tích hỗn hợp sông - biển - đầm lầy

(ambQ22-3 tb), trầm tích biển – gió (mvQ22-3 tb), trầm tích biển (mQ22-3 tb)

I.2.4 Đặc điểm trầm tích tầng mặt

Đặc điểm của lớp đất phủ gồm lớp bùn loãng và nền đất đã ổn định giữ một vai trò hết sức quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của rừng ngập mặn và động thực vật vùng bãi triều Về cơ bản vùng bãi triều gồm hai lớp là lớp bùn loãng phía trên và lớp đất nền ổn định ở phía dưới

Dựa vào thành phần độ hạt có thể phân trầm tích vùng bãi triều khu vực nghiên cứu thành 4 loại là sét, sét bột, cát bột, cát mịn Hầu như ở vùng bãi triều độ hạt thay đổi từ sét (≤ 0,001mm) đến cát mịn (0,25-0,05 mm) Lớp bùn loãng thành phần vật chất kém ổn định

Theo mặt cắt ngang có:

Bãi triều cao (BTC) với ưu thế là bột, bột sét, sét bùn, với tỷ lệ trung bình sét

chiếm từ 30-38%, bột từ 30-55% và cát từ 2-4%; kích thước hạt trung bình (Md) từ 0,008 - 0,015; hệ số chọn lọc (So) từ 2,2 - 3,0; hệ số bất đối xứng (Sk) từ 0,7 - 1,0

Bãi triều thấp (BTT) với ưu thế là sét bột, bột cát và cát mịn, tỷ lệ trung bình

sét chiếm 28 - 42%, bột 40-50% và cát 10 - 20%; kích thước hạt trung bình (Md) từ 0,02 - 0,055; hệ số chọn lọc (So) từ 2,5 - 3,1; hệ số bất đối xứng (Sk) từ 0,6 - 0,9

Về thành phần hoá học, hàm lượng các oxyt SiO2, TiO2 thường cao hơn trong trầm tích hạt thô còn các oxyt Al2O3, K2O, MgO … thường cao hơn trong trầm tích hạt mịn Đặc điểm thành phần khoáng vật chi phối rất nhiều tới đặc điểm và các tính chất cơ bản của các loại trầm tích

Về chất dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng trong trầm tích bãi triều ở dải ven biển vùng cửa sông Hồng đều nằm trong giới hạn có lợi cho sự phát triển động thực vật Một vài nơi có hàm lượng As cao hơn phông chung nhưng ít gây ảnh hưởng tới động thực vật

Về đặc điểm môi trường địa hoá: giá trị pH thường dao động từ 6,5-8,4 (môi trường axit yếu đến kiềm), Eh dao động từ 87 đến 111 thể hiện môi trường yếm khí

và oxy hoá kém Hiện nay một vài vùng có biểu hiện môi trường bị suy thoái, nguyên nhân có thể do lớp bùn loãng bị ô nhiễm, môi trường bị yếm khí và các chất

keo sét bị kết tủa nhanh, không có lợi cho sinh vật phù du phát triển và kìm hãm sự phát triển của thực vật ngập mặn

Hình 1.2: Sơ đồ trầm tích vùng cửa sông Hồng

I.2.5 Hệ sinh thái rừng ngập mặn

Qua khảo sát vùng RNM các xã ven biển ở vùng nghiên cứu, đã thống kê được tổng số 184 loài thuộc 137 chi của 60 họ thực vật có mạch Lớp Hai lá mầm

có số loài, chi và họ nhiều nhất, 124 loài (chiếm 67,4% tổng số loài) thuộc 47 họ Ngành Dương xỉ có số loài chiếm tỷ lệ ít nhất, 8 loài (4,3%) thuộc 6 chi của 5 họ Các loài thuộc lớp Một lá mầm mặc dù chỉ có 52 loài (chiếm 28,3%) thuộc 8 họ nhưng chúng là những loài có số lượng cá thể lớn trong các bãi cỏ

Ở những bãi bồi cao nhưng vẫn ngập triều trung bình có bùn sâu thì trang (Kandelia obovata) chiếm tỷ lệ cao Sau đó là sú (Aegiceras corniculatum) mọc xen,

có chiều cao bằng trang Lác đác có một ít đâng (Rhizophora stylosa) và vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza) có tán dày và màu thẫm hơn Xen lẫn với các loài trên là mắm biển (Avicennia marina) có lá nhỏ màu lục nhạt, thân không thẳng nhưng vươn cao hơn các loài khác Tuy nhiên số lượng không lớn và thường tập trung thành những khóm nhỏ Bốn loài sau đều là những loài tái sinh tự nhiên sau khi rừng trang được bảo vệ

Cũng tại Vườn quốc gia, do phù sa cửa sông Ba Lạt bồi đắp hàng ngày nên bần chua (Sonneratia caseolaris) tái sinh nhanh và chiếm lĩnh các mép sông tạo ra những viền có mật độ khác nhau Dưới tán bần là ô rô (Acanthus ilicifolius) mọc thành khóm đôi khi lẫn vài cây ô rô trắng (Acanthus ebracteatus)

Các quần xã rừng ngập mặn: Khác với các quần xã RNM tự nhiên ở Tây Nam

Bộ, RNM Giao Thủy có nguồn gốc là rừng trang (Kandelia obovata) trồng để bảo

vệ đê biển Sau mỗi lần khai hoang lấn biển đắp đê mới thì dân địa phương lại trồng các dãy rừng trang ở trên đất bãi bồi mới để bảo vệ đê Ở những nơi bảo vệ tốt rừng trồng như Vườn Quốc gia Xuân Thủy thì sau một số năm đất nâng cao lên, có nhiều loài khác nhau đến định cư như sú (Aegiceras corniculatum), đâng (Rhizophora stylosa), vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza), mắm biển (Avicennia marina) Còn dọc theo bờ sông, các bãi ven cồn, bần chua (Sonneratia caseolaris) tái sinh tự nhiên tạo

ra kiểu rừng hỗn giao giữa trang trồng và các cây ngập mặn hoang dại

Ở Vườn Quốc Gia quan sát thấy hai kiểu quần xã chính:

 Quần xã sú (Aegiceras corniculatum) - bần (Sonneratia caseolaris) - mắm biển (Avicennia marina) - ôrô (Acanthus ilicifolius) phân bố tại phía bắc vườn, các loài cây này mọc hỗn giao xen kẽ nhau

 Quần xã rừng trồng trang (Kandelia obovata) – sú (Aegiceras corniculatum): sau

14 năm trồng và được bảo vệ, cây có độ cao trung bình 4-5m phân bố ở phía nam Vườn Quốc gia Xuân Thủy Rừng có 2 tầng, cây trang trồng (Kandelia obovata) cùng với sú (Aegiceras corniculatum) tái sinh tự nhiên chiếm ưu thế ở tầng trên, tầng dưới là ô rô (Acanthus ilicifolius) và cói (Cyperus malaccensis) Ngoài ra, trên một số bãi đất cát Cồn Lu phía ngoài biển của khu vực xã Giao Xuân xuất hiện một quần thể tương đối thuần loại mọc tự nhiên là mắm biển (Avicennia marina) dạng cây bụi Mặc dù với diện tích không lớn nhưng chúng là điển hình cho các quần xã tiên phong trên đất ngập triều, cần được bảo vệ và phát triển

Ngược lại với rừng bán tự nhiên, tại khu vực rừng trồng trang xen lẫn với bần chua, tầng thảm tươi chủ yếu là cây trang con tái sinh Khu vực rừng trồng tại xã Giao Xuân, mật độ cây trang tái sinh từ 7-22 cây/1m2, tùy tuổi rừng

Đáng chú ý nhất là có tới 19 loài cây được sử dụng bảo vệ các vùng đất bồi, các bờ đầm và khu vực nuôi trồng thủy sản Mặc dù tỷ lệ nhóm cây này thấp, chỉ 10,3% nhưng hầu như không tìm được các cây nội địa trồng thay thế Trong số đó tiêu biểu là các cây thuộc họ Đước (Rhizophoraceae), cây mắm biển (Avicennia marina), bần chua (Sonneratia caseolaris)… Các quần xã thực vật ngập mặn ở đây

là nơi dừng chân của nhiều loài chim nước, đặc biệt là nơi dừng chân của loài chim

mỏ thìa (Platalea minor) loài quý hiếm của thế giới đang có nguy cơ bị tuyệt chủng Trước năm 1991, RNM xã Giao Lạc và xã Giao Thủy, tỉnh Nam Định chủ yếu

là rừng tự nhiên nhưng đã bị chặt phá hoàn toàn , điều này ảnh hưởng nhiều tới đời sống của người dân ven biển mỗi khi thủy triều dâng cao hay khi có gió bão Năm

1994, chính quyền địa phương đã phát động nhân dân trồng rừng bảo vệ đê biển Rừng bắt đầu được trồng lại là rừng thuần một loài là trang (Kandelia obovata)

nhưng diện tích trồng không đáng kể

Được sự tài trợ của Hội chữ thập đỏ Đan Mạch và sự giúp đỡ về kĩ thuật của Trung tâm nghiên cứu HST RNM thì diện tích rừng đã tăng lên đáng kể Hiện nay,

xã có khoảng 407,7 ha rừng RNM Thành phần chủ yếu của thảm thực vật là cây

Trang (Kandelia obovata) được trồng với mật độ trung bình 0,7m x 0,7m, thành

từng khu ở các độ tuổi khác nhau (gồm rừng 9 tuổi, rừng 10 tuổi, rừng 11tuổi, rừng

12 tuổi và rừng 13 tuổi), thỉnh thoảng xen lẫn ô rô (Acanthus ilicifolius), bần chua (Sonneratia caseolaris), sú (Aegiceras corniculatum), đước (Rhizophora stylosa)

Khu vực các bãi cát sát mép nước còn gặp cây mắm biển mọc rải rác…

RNM tại xã Giao Lạc được trồng kéo dài 2,75 km dọc đê biển, hiện nay rừng đang phát triển rất tốt bởi có phù sa bồi đắp cho vùng ven biển tạo nên những dải cát, bãi bồi, các lạch triều lầy thuận lợi cho phát triển rừng phòng hộ ven biển Bảng 1.2: Đặc điểm rừng trang trồng khu vực nghiên cứu (tháng 10/2013) Tuổi

rừng

Năm

trồng

Mật độ (Số cây/ha) Thời gian đo

Chiều cao (cm)

Đườngkính (cm) R11T 2002 32.000 10/2013 310,12 ± 6,42 6,45 ± 3,24 R12T 2001 21.000 10/2013 340,24 ± 6,86 7,05 ± 4,17 R13T 2000 13.200 10/2013 450,32 ± 7,25 8,97 ± 5,22 Rừng 11 tuổi với mật độ 32.000 cây/ha; chiều cao trung bình 180 cm –

340 cm và đường kính trung bình của cây là 4 cm - 6 cm, rừng 12 tuổi với mật

độ 21.000 cây/ha chiều cao và đường kính trung bình của cây là 200 cm - 320

cm và 4 cm – 7 cm, rừng 13 tuổi với mật độ 13.200 cây/ha chiều cao và đường

kính trung bình của cây là 300 cm - 420 cm và 5 cm - 8 cm

I.3 Tổng quan về kinh tế xã hội

I.3.1 Dân cư

Khu vực nghiên cứu thuộc xã Giao Lạc, xã Giao An và xã Giao Xuân, huyện Giao Thuỷ Dân số cả huyện là 188.903 người (trong đó, nam 93.613 người, nữ 95.290 người) Đại bộ phận người dân sống ở nông thôn 174.312 người, chiếm

92,27% dân số toàn huyện Dân thành thị 14.591 người, chiếm 7,73% dân số toàn huyện

I.3.2 Tình hình phát triển kinh tế

Cơ cấu kinh tế của Giao Thủy đang chuyển dịch dần từ kinh tế nông nghiệp vốn từ lâu đời, sang thương mại và dịch dịch vụ: như phát triển ngành du lịch biển

Bảng 1.3: Cơ cấu kinh tế trên địa bàn huyện Giao Thuỷ (Đơn vị: %)

Chỉ tiêu 2008 2009 2010 2011 2012 Tổng 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Nông - lâm - ngư nghiệp 49,90 48,68 49,70 53,07 52,80 Công nghiệp - xây dựng 13,95 13,62 13,55 11,91 10,15 Thương mại - dịch vụ - du lịch 36,15 37,7 36,85 35,02 38,05

Nguồn: Phòng thống kê huyện Giao Thuỷ

Kinh tế từng bước phát triển theo hướng sản xuất hàng hoá và tăng giá trị trên

1 đơn vị diện tích đất canh tác Tổng sản lượng lương thực bình quân: 101,16 ngàn tấn/năm Giá trị sản xuất /ha canh tác năm 2012 đạt 64,6 triệu đồng Giá trị sản xuất nông – lâm – ngư nghiệp tăng bình quân 3,5%/năm Cơ cấu giá trị sản xuất nông – lâm – ngư nghiệp có sự chuyển dịch theo hướng tăng tỷ trọng chăn nuôi và thuỷ sản, đặc biệt ngành thuỷ sản có tốc độ tăng trưởng bình quân 15,5%/năm

Xã Giao Lạc có: diện tích đất tự nhiên là 704,67 ha, dân số 10.435 người, tập trung ở 22 xóm dân cư Số hộ : 2.375 hộ trong đó số hộ nghèo là 202 hộ (chiếm 8,5%)

Hoạt động sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng, đánh bắt thủy hải sản đóng vai trò chủ đạo trong hoạt động kinh tế địa phương, sản lượng khai thác và đánh bắt hàng năm ước đạt 4.000 tấn/năm Ngành nghề chăn nuôi cũng đang phát triển mạnh theo hướng sản xuất hàng hóa, sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng hàng năm đạt trên

250 tấn Lúa là cây lương thực chính , năng suất lúa hàng năm đạt 135 tạ/ ha, bình quân lương thực đầu người là 600 kg/người/năm Diện tích nuôi trồng thủy , hải sản của toàn xã đạt 690,7 ha Hiện nay, xã đang đầu tư xây dựng và phát triển du lịch

biển gắn với du lịch sinh thái Vườn quốc gia Xuân Thủy, được huyện lựa chọn là điểm xây dựng Nông thôn mới giai đoạn 2010-2015 Năm 2012, tổng giá trị sản xuất của xã đạt 111,4 tỷ đồng, bình quân thu nhập đầu người đạt 11 triệu đồng/năm

1.3.3 Tình hình phát triển văn hoá - xã hội

Các xã thuộc khu vực nghiên cứu đã từng bước phát triển để phổ cập tiểu học, trung học cơ sở Học sinh tốt nghiệp trung học cơ sở vào học trung học phổ thông các loại hình đạt trên 70% Phong trào xây dựng nhà văn hoá xóm, xây dựng cơ quan, gia đình văn hoá phát triển mạnh và mang lại hiệu quả thiết thực Cơ sở vật chất, đội ngũ cán bộ, y tế được tăng cường về số lượng và nâng cao chất lượng: 18/22 xã đạt chuẩn Quốc gia về y tế Tích cực giải quyết việc làm cho người lao động Tạo việc làm mới bình quân 4.000 lao động/năm, tỷ lệ lao động qua đào tạo đạt 35% Tỷ lệ hộ nghèo đến năm 2012 còn 5,52% Đời sống của các tầng lớp nhân dân được tiếp tục cải thiện và nâng cao

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU

Nhiệm vụ của luận văn là nghiên cứu khả năng tích lũy cacbon trong đất rừng ngập mặn vì vậy học viên lựa chọn phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu phù hợp để giải quyết vấn đề hiệu quả nhất Với đối tượng nghiên cứu là trầm tích ven biển, khảo sát thực địa giúp quan sát, mô tả, và thu thập mẫu vật là công việc cần thiết sau đó tiến hành xử lý và phân tích mẫu Ngoài ra, học viên có sử dụng các kết quả phân tích khác để tham khảo và làm rõ hơn mối liên quan giữa đặc điểm trầm tích, địa hình, độ sâu của đất trong việc tích lũy cacbon trong đất của RNM tại

khu vực nghiên cứu

II.1 Phương pháp luận

Trong luận văn, học viên sử dụng các cách tiếp cận sau:

- Tiếp cận hệ thống: Để đánh giá khả năng tích lũy cacbon trong đất RNM cần

phải đánh giá tác động, ảnh hưởng của từng yếu tố, cũng như đánh giá tác động tổng tổng hợp của các yếu tố Tiếp cận hệ thống đòi hỏi phải phân biệt và đánh giá

hệ thống các yếu tố chi phối, yếu tố bị chi phối, yếu tố độc lập hoặc trung gian; điều kiện cần và đủ

- Tiếp cận phát triển bền vững: Là tư tưởng chủ đạo xuyên suốt của luận văn,

là những quan điểm về phát triển bền vững bao gồm khai thác và quản lý tài nguyên thiên nhiên, nâng cao chất lượng môi trường sống, phát triển kinh tế - xã hội Nói một cách khác, đó là sự kết hợp các khía cạnh tự nhiên, kinh tế, xã hội, môi trường theo hướng phát triển bền vững hơn

- Tiếp cận liên ngành: Để có được những thông tin đầy đủ, tin cậy, có hệ

thống về khả năng tích luỹ cacbon trong đất RNM, cần có sự nghiên cứu phối hợp, đồng bộ của các chuyên ngành địa chất, địa lý, sinh thái, khí tượng thủy văn… Kết quả của sự phối hợp nghiên cứu liên ngành mang lại hiệu quả về khoa học có tính logic và chính xác

II.2 Phương pháp nghiên cứu

II.2.1 Phương pháp ngoài trời

Hai phương pháp phổ biến để nghiên cứu cacbon trong đất đó là phương pháp theo dõi biến đổi của đất trên các ô nghiên cứu định vị và phương pháp “lấy không gian thay thế thời gian” theo Phan Minh Sang, Lưu Cảnh Trung (2006) [7]

II.2.1.1 Phương pháp sử dụng hệ thống các ô định vị (Permanent sampling techniques)

Phương pháp thu thập số liệu nhiều lần trên ô nghiên cứu định vị cho kết quả trung thực nhất về động thái biến đổi cacbon trong đất, nhưng tốn kém, đòi hỏi thời gian theo dõi dài và tính chính xác phụ thuộc nhiều vào mức độ chuẩn hóa của quá trình lấy, lưu trữ, phân tích mẫu Vì vậy phương pháp này thông thường khó áp dụng, đặc biệt là ở những nước đang phát triển nơi nguồn lực về tài chính và con người đều rất hạn hẹp

II.2.1.2 Phương pháp sử dụng hệ thống ô tiêu chuẩn tạm thời (Temporary sampling techniques)

Theo phương pháp này, đất thuộc các hệ thống sử dụng đất liền kề nhau được điều tra trong cùng một thời điểm, sau đó được so sánh Phương pháp này được gọi

là “lấy mẫu sinh học tương đương” hoặc “phương pháp so sánh kiểu lập địa” phương pháp “dùng không gian thay thế thời gian” hay “phương pháp suy diễn” Giả định chính của phương pháp này là đất rừng và không rừng có cùng nguồn gốc là một loại đất, tuy nhiên tính chất hiện tại của chúng khác nhau là do sự khác nhau về kiểu sử dụng đất

Có một số tồn tại khi sử dụng phương pháp này trong nghiên cứu biến đổi tính chất đất, chẳng hạn như, khả năng khu vực bị bỏ hóa là khu vực đất có độ phì kém

do đó không được trồng, hay sự khác biệt về không gian có thể dẫn đến nhầm lẫn với thay đổi theo thời gian như cây ở các tuổi khác nhau được đo đếm tại một thời điểm, và sự cải thiện tính chất của đất thường bị nhầm lẫn với cải thiện gen cây trồng hoặc các biện pháp kỹ thuật lâm sinh khác Những nhân tố có thể nhầm lẫn

khác là sự khác nhau giữa thành phần sét, độ sâu tầng đất, hoặc không biết được lịch sử sử dụng đất Để tránh được những vấn đề trên, thay vì điều tra độ sâu tầng đất được cố định một cách cơ giới, cần điều tra theo các tầng đất tương ứng A, B, C,

D Nhìn chung phương pháp điều tra sử dụng hệ thống ô tiêu chuẩn tạm thời có thể cung cấp thông tin đáng tin cậy nếu quá trình thu mẫu tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình khoa học

Qua so sánh 2 phương pháp trên đây, học viên kế thừa sử dụng phương pháp ô tiêu chuẩn tạm thời để nghiên cứu Học viên lấy mẫu theo chiều sâu của các phẫu diện đất - sử dụng ống phóng nhựa PVC có kích thước: dài 100 cm, đường kính Ø90, dùng tạ nén ống phóng từ tầng đất mặt xuống độ sâu 100cm để lấy mẫu đất Lấy mẫu và xử lý mẫu bằng cách tách đôi ống phóng, lấy mẫu ở các độ sâu từ mặt nền đến 20cm, 40cm, 60 cm, 80cm, 100cm

Các mẫu đất sau đó được chuyển về Trung tâm phân tích – Viện Địa chất để

xử lý và phân tích

II.2.2 Phương pháp trong phòng

Bao gồm 2 phương pháp chính sau:

II.2.2.1 Phương pháp phân tích hàm lượng cacbon trong đất

Phơi khô các mẫu đất ở nhiệt độ tự nhiên trong phòng thí nghiệm Tiếp theo,

sử dụng rây đất có mắt lưới 1mm, sau đó đem phân tích để xác định lượng cacbon

trong đất

a) Nguyên tắc của phương pháp phân tích

Chất hữu cơ trong đất dưới tác dụng của nhiệt độ, bị K2Cr2O7 và H2SO4 đặc oxi hoá mạnh để tạo thành khí cacbonic

3C + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → 3CO2 + 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O Lượng K2Cr2O7 còn dư được chuẩn độ lại bằng dung dịch muối FeSO4 hoặc muối Morh

Dùng chỉ thị Feroin, trong quá trình chuẩn độ màu của dung dịch chuyển từ xanh sang đỏ nâu Nếu dùng chỉ thị điphenylamin thì phải thêm 1 – 2 ml H3PO4 đặc

để kéo dài bước nhảy chuẩn độ, trong qua trình chuẩn độ, dung dịch chuyển từ màu lam tím sang màu xanh lá cây

Trong quá trình chuẩn độ, Fe3+ tạo thành có thể ảnh hưởng tới quá trình chuyển màu của chỉ thị, vì vậy, trước khi chuẩn độ cho thêm một lượng nhỏ H3PO4hoặc muối NaF để tạo phức không màu với Fe3+

b) Tính kết quả

Chất hữu cơ (%) =

Trong đó:

V0: Thể tích muối Morh dùng để chuẩn độ mẫu trắng (ml)

V1: Thể tích muối Morh dùng để chuẩn độ mẫu môi trường (ml)

CN: Nồng độ đương lượng của muối Morh

k: Hệ số khô kiệt, chuyển đổi từ đất khô không khí sang đất khô kiệt

1,742: Hệ số thực nghiệm, là hệ số chuyển đổi từ hàm lượng cacbon sang hàm lượng các chất hữu cơ

W: Khối lượng đất cân ban đầu (g)

Xác định lượng cacbon trong đất dựa theo cách tính của Nguyễn Thanh Hà (2004) [23] như sau:

a(h) = c(h) x T(h)/100 Trong đó:

a(h)[g/cm3] : Sự tích luỹ cacbon trong đất ở độ sâu h

c(h)[%] : Hàm lượng cacbon ở độ sâu h

T(h)[g/cm3] : Tỷ trọng của đất hay khối lượng đất trên thể tích đất ở độ sâu h

(3,67 là hằng số chuyển đổi được áp dụng cho tất cả các loại rừng)

II.2.2.2 Phương pháp chuyên gia (Expert knowledge)

Khoa học đất đã sử dụng nhiều phương pháp định tính để đánh giá tính chất đất như xác định màu đất, thành phần cơ giới Các phương pháp định tính này đã

đóng góp đáng kể cho việc nghiên cứu đất và hình thành nên phương pháp được gọi

là phương pháp chuyên gia Hơn thế nữa, trong một vài thập kỷ trở lại đây, phương pháp sử dụng kiến thức bản địa đã được chú ý nhiều hơn và được sử dụng ngày càng rộng rãi trong những khu vực mà số liệu của các ô nghiên cứu định vị có thời gian dài là không có hoặc rất ít Kiến thức bản địa về đất có các đặc điểm khác với các phương pháp nghiên cứu mang tính học thuật đã được phát triển, bởi nó nghiên cứu đất qua các thông tin như như suy giảm sản lượng từ quan sát, kinh nghiệm của nông dân Tuy nhiên, hạn chế ở đây là sự suy giảm về số lượng có thể có rất nhiều nguyên nhân như suy giảm độ phì đất, điều kiện khí hậu, sâu bệnh… do đó rất khó khăn để phân biệt sự thay đổi này là hậu quả của nhân tố hoặc những nhân tố nào và

vai trò cụ thể của chúng

II.3 Cơ sở tài liệu

a- Các số liệu do học viên trực tiếp khảo sát và lấy mẫu:

- Tháng 4/2012: học viên tham gia khảo sát, lấy mẫu và phân tích hàm lượng cacbon trong 08 mẫu đất, phục vụ Đề tài cơ sở năm 2012: “Nghiên cứu khả năng tích lũy CO2 (dioxitcacbon) trong đất của rừng ngập mặn mặn ven biển Giao Thuỷ tỉnh Nam Định góp phần giảm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường dải ven biển” của phòng Địa chất Đệ tứ - Viện Địa chất

- Tháng 10/2013: Số liệu khảo sát và phân tích 29 mẫu hàm lượng cacbon trong đất vùng nghiên cứu do học viên trực tiếp lấy và phân tích phục vụ cho luận văn

b- Các số liệu tham khảo:

- Các kết quả nghiên cứu và số liệu trong luận án tiến sỹ của Nguyễn Thị Hồng

Hạnh “Nghiên cứu sự phân huỷ lượng rơi trong chu trình chuyển hóa cacbon và

nitơ của Rừng ngập mặn ở huyện Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định”, 2009

- Các số liệu về điều kiện tự nhiên, đặc điểm trầm tích, đặc điểm hệ sinh thái RNM khu vực nghiên cứu

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

III.1 Cơ chế tớch lũy cacbon trong đất rừng ngập mặn

Hầu hết cacbon được tớch lũy bởi cỏc hệ sinh thỏi trờn mặt đất là qua lỏ và tớch lũy cacbon phần lớn nằm trong sinh khối trờn mặt đất, hơn một nửa cacbon tớch lũy được sẽ chuyển xuống dưới mặt đất thụng qua rễ và cỏc quỏ trỡnh phõn hủy, tiết dịch của rễ kết hợp với lỏ và gỗ rơi rụng xuống đất

Xột một vũng chu trỡnh cacbon trong rừng cú thể chia thành 2 giai đoạn (hỡnh 3.1):

- Giai đoạn 1: cacbon tớch luỹ trong cõy, trong đất rừng

- Giai đoạn 2: hụ hấp đất phỏt thải CO2 vào khớ quyển

Hỡnh 3.1 Sơ đồ vũng tuần hoàn cacbon trong đất rừng

Cú hai dạng cacbon trong đất là cacbonat (cacbon vụ cơ từ quỏ trỡnh phong húa) và cacbon hữu cơ được sinh ra từ quỏ trỡnh phõn hủy thực vật và động vật chết

CO 2 trong không khí

Cacbon tích luỹ trong

đất rừng

Cacbon trong l-ợng rơi

Hô hấp đất, giải phóng

CO 2 , CH 4….

Cacbon từ các nguồn khác

Cố định CO 2 qua quang hợp

Cacbon từ các nguồn khác

Cacbon hữu cơ trong đất rất quan trọng và có thể coi như là “nhiên liệu” để chạy cỗ máy đất Quá trình tích lũy và phân hủy thực vật, động vật chết trong đất là quá trình sinh học cơ bản chiếm vị trí rất quan trọng trong chu trình cacbon Quan trọng hơn nữa, trong quá trình cacbon tuần hoàn vào khí quyển ở dạng khí cacbonic (CO2), Ni tơ (N) được tạo thành dạng dễ tiêu như (NH4+) và NO-3, ngoài ra còn có các nguyên tố khác như Phốtpho (P), Lưu huỳnh (S) và các chất vi lượng Fe, Mn,

Cu, B, Mo, Zn…được tạo thành dưới dạng thực vật có thể tích lũy được và vì vậy rất quan trọng cho sinh trưởng của cây trồng Lượng cacbon trong đất phụ thuộc lượng vật chết, rơi rụng chuyển thành chất hữu cơ, và lượng mất đi từ quá trình hô hấp của sinh vật dị dưỡng và sự xói mòn

Hơn 2/3 lượng cacbon trong các hệ sinh thái rừng chứa trong đất và ở dạng hữu cơ phân hủy Phá rừng và các hoạt động sử dụng đất không bền vững làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến chu trình cacbon toàn cầu do sự tăng lên nhanh chóng phát thải khí nhà kính từ sinh khối trên và dưới mặt đất

Trong luận văn này chỉ nghiên cứu một phần của chu trình cacbon, đó là cacbon tích lũy trong đất rừng RNM

III.2 Các kết quả phân tích

III.2.1 Các kết quả thu thập

Kết quả phân tích hàm lượng cacbon trong đất của RNM tháng 4/2012 [12]

Bảng 3.1: Lượng cacbon trong đất RMN (%), tháng 4/2012

Kí hiệu mẫu Mô tả thạch học Hàm lƣợng %OC

GT.6 Sét bột cát, màu xám nâu, nâu gụ 0,23

GT.7 Cát bột, màu xám nâu, nâu gụ 0,17

GT.8 Cát bột, màu xám lẫn ít mùn thực vật 0,12

III.2.2 Kết quả phân tích

Hàm lượng cacbon (%) trong đất rừng: Là lượng cacbon hữu cơ có trong 100 gam đất khô, đây chính là một chỉ tiêu đánh giá hàm lượng vật chất hữu cơ trong đất RNM

Hình 3.2: Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại khu vực nghiên cứu

a Kết quả phân tích mẫu bề mặt tháng 10/2013

Kết quả phân tích mẫu bề mặt được trình bày theo bảng sau:

Bảng 3.2: Mô tả thạch học và hàm lượng cacbon trong mẫu bề mặt

b Kết quả phân tích mẫu ống phóng OP1

Kết quả phân tích các mẫu lấy trong ống phóng OP1 có tọa độ 106o31’5.52’’N

20o14’17.76’’E được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.3: Mô tả thạch học và hàm lượng cacbon trong mẫu ống phóng (OP1)

14 OP1-2 10-13 Bùn sét màu xám nâu, xám

Hình 3.3: Mẫu ống phóng OP1

c Kết quả phân tích mẫu ống phóng OP2

Kết quả phân tích các mẫu lấy trong ống phóng OP2 106o30’55.4’’N

20o13’42.24’’E được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.4: Mô tả thạch học và hàm lượng cacbon trong mẫu ống phóng (OP2)

23 OP2-2 7-9 Sét bột màu nâu gụ lẫn vỏ ốc, sò,

26 OP2-5 36-38 Cát hạt mịn, màu xám nâu, lẫn vỏ sò,