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

Hệ thực vậtngập mặn phong phú nhất tập trung ở Vườn quốc gia Xuân Thủy vì đây là nơi tậptrung một số loài cây ngập mặn thực thụ phân bố ở miền Bắc Việt Nam và một sốloài tham gia RNM.Vớ

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

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

PHỤ LỤC 49

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 chiếmkhoảng 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 ởcác mức độ khác nhau Rừng ngập mặn được đánh giá như là bức tường xanh vữngchắc bảo vệ bờ biển, đê biển, hạn chế xói lở và các tác hại của bão lụt Do vậy, rừngngập mặn đóng một vai trò quan trọng đối với cuộc sống của hàng triệu người dânven 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 nguyênnhân do con người gây ra Rừng ngập mặn đã bị khai thác quá mức hoặc chuyểnsang 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, dulịch… và là nguồn thải khí nhà kính đáng kể vào khí quyển Dải ven biển cũng làvùng sẽ bị tác động trực tiếp và nguy hiểm nhất bởi hiện tượng nước biển dâng dobiến đổi khí hậu

Khu vực nghiên cứu - vùng cửa sông Hồng, cụ thể là dải ven biển thuộc huyệnGiao Thủy - tỉnh Nam Định là một huyện nông nghiệp, dân cư tập trung đông ởvùng cửa sông để phát triển nghề làm muối, nghề nuôi trồng và đánh bắt thủy hảisản Việc phát triển kinh tế biển đã mang lại nguồn lợi rất lớn cho người dân nơiđây, thúc đẩy nền kinh tế của huyện phát triển Tuy nhiên, phát triển kinh tế mộtcách ồ ạt không có quy hoạch kéo theo rất nhiều vấn nạn về môi trường, làm biếnđổi 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 kêđược tổng số 184 loài thuộc 137 chi của 60 họ thuộc thực vật ngập mặn Hệ thực vậtngập mặn phong phú nhất tập trung ở Vườn quốc gia Xuân Thủy vì đây là nơi tậptrung một số loài cây ngập mặn thực thụ phân bố ở miền Bắc Việt Nam và một sốloài 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 nóicách khác đó là một “bể chứa khí nhà kính” không chỉ đối với vùng nghiên cứu màcòn 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 trồngrừng 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 khaithác rừng ngập mặn theo cơ chế phát triển sạch (CDM) ở dải ven biển Việt Nam vớitiêu 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 nghiêncứu

- 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 chínhcủa 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 đổikhí hậu làm cho Trái đất nóng dần lên Nhằm hạn chế sự gia tăng khí CO2, các nhàkhoa 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 giáchính 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 trongđất rừng ngập mặn (RNM) Vào thập kỷ 90 của thế kỷ trước một số nhà khoa họcbắt 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 mặnMatang và Sungai ở Peninsular, Malaysia Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượngcacbon 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 đấtRNM ở cửa sông Tijuana Mexico và cho kết quả là hàm lượng cacbon tích luỹ trongđất RNM trung bình là 343 g/m2/năm tương ứng là 3,4 tấn/ha/năm Kết quả nghiêncứu của Cahoon tương tự với kết quả nghiên cứu của Matsui (1998) [25] khi ôngnghiên cứu hàm lượng cacbon trong rễ và trầm tích của RNM ở Australia, hàng nămHST 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 chokết quả là trung bình 1 năm đất RNM tích luỹ 93g/m2/năm tương ứng là 0,9tấn/ha/năm

Từ đầu thế kỷ 21 đến nay, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu sâu hơn đến chu trìnhcacbon 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

ởchâu thổ sông Godovari, Ấn Độ và phía Tây Nam Srilanka và cho biết kết quảnghiên 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 TháiLan và đã tính hàm lượng cacbon trong đất ở các độ sâu khác nhau Kết quả chothấy, hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM giảm dần theo độ sâu của đất Đồngthời kết quả nghiên cứu của Fujimoto cũng chỉ ra rằng, hàm lượ ng

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 phụthuộc vào loài cây Theo những nghiên cứu của Matsui và cộng sự (2000) [26] về sựtích 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 RNMchưa nhiều Năm 2000, Fujimoto và cộng sự [21] nghiên cứu sự tích luỹ cacbondưới 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 trongtrầm 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 cứucho biết, hàm lượng cacbon tích luỹ dưới mặt đất ở rừng có tuổi càng cao thì cànglớn Nguyễn Hồng Hạnh (2009) [1] với luận án tiến sĩ “Nghiên cứu sự phân huỷlượng rơi trong chu trình chuyển hoá cacbon và nitơ của rừng ngập mặn ở huyệnGiao 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 phângiải 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 đếnlượng cacbon tích luỹ trong đất, còn lượng nitơ tích luỹ trong đất phụ thuộc chủ yếuvào 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 lũycacbon 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 phầnlàm 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 vùngchâu thổ sông Hồng với diện tích bãi bồi trên 10.000 ha Dân số khoảng 20 vạnngười, 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 nhưthương mại dịch vụ chiếm 2 %, công nghiệp; tiểu thủ công nghiệp và xây dựngchiếm 3,2 %, thuỷ sản chiếm 16,2 % (Theo niên giám thống kê huyện Giao Thủy2012) Huyện Giao Thuỷ có 22 xã và thị trấn, trong đó có 9 xã tiếp giáp với biển làGiao Thiện, Giao An, Giao Lạc, Giao Xuân, Giao Hải, Giao Long, Bạch Long, GiaoPhong và Giao Lâm với 32 km đường bờ biển, nằm giữa hai cửa sông Ba Lạt (sôngHồng) 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 văntập trung chủ yếu nghiên cứu khả năng tích lũy cacbon trong đất của RNM tại vùngbãi 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 hiệnvào 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 nộichí 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 bình227mm - 315 mm/tháng), lượng mưa thấp nhất vào tháng 1 (trung bình25mm/tháng) Nắng nóng và mưa nhiều tạo điều kiện cho cây trồng sinh trưởng vàphát triển

c Độ ẩm không khí

Do nằm sát biển nên độ ẩm không khícao , 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

1234567891011

7

d Sông ngòi

Huyện Giao Thuỷ được bao bọc bởi hai sông chính là sông Hồng, sông Sò vàbiển với chiều dài bờ biển khoảng 32 km Hàng năm, huyện Giao Thuỷ được mởrộng ra biển khoảng 200 ha đất bãi bồi màu mỡ từ nguồn phù sa tại hai cửa sông lớntại cửa Ba Lạt và Hà Lận Sông Hồng là ranh giới tự nhiên giữa tỉnh Nam Định vàtỉnh Thái Bình, sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và đổ ra biển tại cửa BaLạt 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 tiêuphục vụ mục đích sản xuất nông nghiệp Sông Sò là ranh giới tự nhiên giữa huyệnXuân 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

Chế độ thủy văn của vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió , lượng mưa vàlưu lượng nước sông, đặc biệt là lưu lượng nước sôn g Hồng vào mùa lũ (từ tháng 6đến tháng 10) Hướng của dòng triều là hướng Đông Bắc- Tây Nam Điều kiện ngậpnước 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 mùakhô 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 gâyxói lở các bãi lầy ven biển và hạn chế sự định cư của cây con , quả, hạt của câyngập 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 sôngtương 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 ôtrũng thấp,… làm cho địa hình bãi triều bằng phẳng bớt đi tính đơn điệu Độ caotrung 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 địahình nhân tạo, tiêu biểu là hệ thống đê ngăn lũ và đê biển được đắp bằng đất quanhiều giai đoạn trong khoảng một đến hai trăm năm trở lại đây, có tổng chiều dài lêntới gần 32.700 m

Ở cửa sông Ba Lạt, do động lực của sông cũng mạnh thường có các dạng địahình tích tụ của hỗn hợp sông biển Đó là các bãi triều, bãi lầy có ảnh hưởng củasông với thành phần vật chất chủ yếu là bột sét màu nâu, nâu đen xen nâu hồng Ởkhu vực cửa các sông này cũng thường có các bar chắn mà dân địa phương thườnggọi là các cồn cát Đây là các bar cát hạt mịn thành tạo chủ yếu bởi sóng, chúng cótác dụng che chắn tạo điều kiện tích tụ vật liệu hạt mịn trong các bãi đầm lầy phíasau 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 daođộng 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 mộtvai trò hết sức quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của rừng ngập mặn vàđộng thực vật vùng bãi triều Về cơ bản vùng bãi triều gồm hai lớp là lớp bùn loãngphía 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 vựcnghiên cứu thành 4 loại là sét, sét bột, cát bột, cát mịn Hầu như ở vùng bãi triều độhạt thay đổi từ sét (≤ 0,001mm) đến cát mịn (0,25-0,05 mm) Lớp bùn loãng thànhphần 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) từ0,008 - 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) từ0,02 - 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 trongtrầm tích hạt thô còn các oxyt Al2O3, K2O, MgO … thường cao hơn trong trầm tíchhạt mịn Đặc điểm thành phần khoáng vật chi phối rất nhiều tới đặc điểm và các tínhchất cơ bản của các loại trầm tích

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

Về đặc điểm môi trường địa hoá: giá trị pH thường dao động từ 6,5-8,4 (môitrường 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 kêđược 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 họnhưng 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 làmắm biển (Avicennia marina) có lá nhỏ màu lục nhạt, thân không thẳng nhưng vươncao hơn các loài khác Tuy nhiên số lượng không lớn và thường tập trung thànhnhững khóm nhỏ Bốn loài sau đều là những loài tái sinh tự nhiên sau khi rừng trangđược bảo vệ

Cũng tại Vườn quốc gia, do phù sa cửa sông Ba Lạt bồi đắp hàng ngày nênbần chua (Sonneratia caseolaris) tái sinh nhanh và chiếm lĩnh các mép sông tạo ranhững viền có mật độ khác nhau Dưới tán bần là ô rô (Acanthus ilicifolius) mọcthành 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 trồngcác dãy rừng trang ở trên đất bãi bồi mới để bảo vệ đê Ở những nơi bảo vệ tốt rừngtrồng như Vườn Quốc gia Xuân Thủy thì sau một số năm đất nâng cao lên, có nhiềuloài khác nhau đến định cư như sú (Aegiceras corniculatum), đâng (Rhizophorastylosa), vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza), mắm biển (Avicennia marina) Còn dọctheo 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, cácloài 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 phíanam Vườn Quốc gia Xuân Thủy Rừng có 2 tầng, cây trang trồng (Kandeliaobovata) cùng với sú (Aegiceras corniculatum) tái sinh tự nhiên chiếm ưu thế ởtầng 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 GiaoXuân 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 làđiển hình cho các quần xã tiên phong trên đất ngập triều, cần được bảo vệ và pháttriển

Ngược lại với rừng bán tự nhiên, tại khu vực rừng trồng trang xen lẫn với bầnchua, tầng thảm tươi chủ yếu là cây trang con tái sinh Khu vực rừng trồng tại xãGiao 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, chỉ10,3% nhưng hầu như không tìm được các cây nội địa trồng thay thế Trong số đótiêu biểu là các cây thuộc họ Đước (Rhizophoraceae), cây mắm biển (Avicenniamarina), 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 củaTrung 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 rừngđang phát triển rất tốt bởi có phù sa bồi đắp cho vùng ven biển tạo nên những dảicát, 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)

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 21.000cây/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 củacây 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, huyệnGiao Thuỷ Dân số cả huyện là 188.903 người (trong đó, nam 93.613 người, nữ95.290 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 toànhuyện.

I.3.2 Tình hình phát triển kinh tế

Cơ cấu kinh tế của Giao Thủy đang chuyển dịch dần từ kinh tế nông nghiệpvốn 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: %)

Nguồn: Phòng thống kê huyện Giao Thuỷ

Kinh tế từng bước phát triển theo hướng sản xuất hàng hoá và tăng giá trịtrên 1 đơn vị diện tích đất canh tác Tổng sản lượng lương thực bình quân: 101,16ngàn tấn/năm Giá trị sản xuất /ha canh tác năm 2012 đạt 64,6 triệu đồng Giá trị sảnxuất nông – lâm – ngư nghiệp tăng bình quân 3,5%/năm Cơ cấu giá trị sản xuấtnông – lâm – ngư nghiệp có sự chuyển dịch theo hướng tăng tỷ trọng chăn nuôi vàthuỷ 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, tậptrung ở 22 xóm dân cư Số hộ: 2.375 hộ trong đó số hộ nghèo là 202 hộ (chiếm8,5%)

Hoạt động sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng, đánh bắt thủy hải sản đóng vaitrò chủ đạo trong hoạt động kinh tế địa phương, sản lượng khai thác và đánh bắthàng năm ước đạt 4.000 tấn/năm Ngành nghề chăn nuôi cũng đang phát triển mạnhtheo 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, bìnhquân lương thực đầu người là 600 kg/người/năm Diện tích nuôi trồng thủy , hải sảncủa 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 làđiểm xây dựng Nông thôn mới giai đoạn 2010-2015 Năm 2012, tổng giá trị sảnxuất 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 thôngcác loại hình đạt trên 70% Phong trào xây dựng nhà văn hoá xóm, xây dựng cơquan, gia đình văn hoá phát triển mạnh và mang lại hiệu quả thiết thực Cơ sở vậtchất, 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 laođộng Tạo việc làm mới bình quân 4.000 lao động/năm, tỷ lệ lao động qua đào tạođạt 35% Tỷ lệ hộ nghèo đến năm 2012 còn 5,52% Đời sống của các tầng lớp nhândân 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 rừngngập mặn vì vậy học viên lựa chọn phương pháp luận và phương pháp nghiên cứuphù hợp để giải quyết vấn đề hiệu quả nhất Với đối tượng nghiên cứu là trầm tíchven biển, khảo sát thực địa giúp quan sát, mô tả, và thu thập mẫu vật là công việccần thiết sau đó tiến hành xử lý và phân tích mẫu Ngoài ra, học viên có sử dụng cáckết quả phân tích khác để tham khảo và làm rõ hơn mối liên quan giữa đặc điểmtrầm tích, địa hình, độ sâu của đất trong việc tích lũy cacbon trong đất của RNM tạikhu 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 tổngtổng hợp của các yếu tố Tiếp cận hệ thống đòi hỏi phải phân biệt và đánh giá hệthống các yếu tố chi phối, yếu tố bị chi phối, yếu tố độc lập hoặc trung gian; điềukiện 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 nguyênthiên nhiên, nâng cao chất lượng môi trường sống, phát triển kinh tế - xã hội Nóimột cách khác, đó là sự kết hợp các khía cạnh tự nhiên, kinh tế, xã hội, môi trườngtheo 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… Kếtquả của sự phối hợp nghiên cứu liên ngành mang lại hiệu quả về khoa học có tínhlogic 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 pháptheo dõi biến đổi của đất trên các ô nghiên cứu định vị và phương pháp “lấy khônggian 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 quảtrung thực nhất về động thái biến đổi cacbon trong đất, nhưng tốn kém, đòi hỏi thờigian theo dõi dài và tính chính xác phụ thuộc nhiều vào mức độ chuẩn hóa của quátrình lấy, lưu trữ, phân tích mẫu Vì vậy phương pháp này thông thường khó ápdụng, đặc biệt là ở những nước đang phát triển nơi nguồn lực về tài chính và conngười 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 đượcđiều 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 nguồngốc là một loại đất, tuy nhiên tính chất hiện tại của chúng khác nhau là do sự khácnhau về kiểu sử dụng đất

Có một số tồn tại khi sử dụng phương pháp này trong nghiên cứu biến đổi tínhchất 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 lẫnvới thay đổi theo thời gian như cây ở các tuổi khác nhau được đo đếm tại một thờiđiểm, và sự cải thiện tính chất của đất thường bị nhầm lẫn với cải thiện gen câytrồng 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 đấtđược 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 thểcung cấp thông tin đáng tin cậy nếu quá trình thu mẫu tuân thủ nghiêm ngặt các quytrình khoa học

Qua so sánh 2 phương pháp trên đây, học viên kế thừa sử dụng phương pháp ôtiêu chuẩn tạm thời để nghiên cứu Học viên lấy mẫu theo chiều sâu của các phẫudiện đất - sử dụng ống phóng nhựa PVC có kích thước: dài 100 cm, đường kínhØ90, 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 từmặt nền đến 20cm, 40cm, 60 cm, 80cm, 100cm

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

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 màulam tím sang màu xanh lá cây.

Trong quá trình chuẩn độ, Fe3+ tạo thành có thể ảnh hưởng tới quá trìnhchuyển 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)/100Trong 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

Tổng lượng CO 2 tích lũy (tấn/ha) = Tổng cacbon tích luỹ (tấn/ha) x 3,67

(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, phươngpháp sử dụng kiến thức bản địa đã được chú ý nhiều hơn và được sử dụng ngàycàng rộng rãi trong những khu vực mà số liệu của các ô nghiên cứu định vị có thờigian dài là không có hoặc rất ít Kiến thức bản địa về đất có các đặc điểm khác vớicác phương pháp nghiên cứu mang tính học thuật đã được phát triển, bởi nó nghiêncứu đất qua các thông tin như như suy giảm sản lượng từ quan sát, kinh nghiệm củanông dân Tuy nhiên, hạn chế ở đây là sự suy giảm về số lượng có thể có rất nhiềunguyên nhân như suy giảm độ phì đất, điều kiện khí hậu, sâu bệnh… do đó rất khókhăn để phân biệt sự thay đổi này là hậu quả của nhân tố hoặc những nhân tố nào vàvai 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 lượngcacbon trong 08 mẫu đất, phục vụ Đề tài cơ sở năm 2012: “Nghiên cứu khả năngtích lũy CO2 (dioxitcacbon) trong đất của rừng ngập mặn mặn ven biển GiaoThuỷ tỉnh Nam Định góp phần giảm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu và bảo vệmôi 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 trongđất 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 tớchlũy cacbon phần lớn nằm trong sinh khối trờn mặt đất, hơn một nửa cacbon tớch lũyđược sẽ chuyển xuống dưới mặt đất thụng qua rễ và cỏc quỏ trỡnh phõn hủy, tiết dịchcủa 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 (hỡnh3.1):

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

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

Cố định CO 2 qua quang hợp

Cacbon từ các nguồn khác

CO 2 trong

không khí

Hô hấp đất, giải phóng

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 phonghúa) và cacbon hữu cơ được sinh ra từ quỏ trỡnh phõn hủy thực vật và động vật chết

Cacbon hữu cơ trong đất rất quan trọng và có thể coi như là “nhiên liệu” để chạy cỗmáy đất Quá trình tích lũy và phân hủy thực vật, động vật chết trong đất là quátrình sinh học cơ bản chiếm vị trí rất quan trọng trong chu trình cacbon Quan trọnghơn 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 cócác 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 vậyrất quan trọng cho sinh trưởng của cây trồng Lượng cacbon trong đất phụ thuộclượng vật chết, rơi rụng chuyển thành chất hữu cơ, và lượng mất đi từ quá trình hôhấp 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 dạnghữu cơ phân hủy Phá rừng và các hoạt động sử dụng đất không bền vững làm ảnhhưởng nghiêm trọng đến chu trình cacbon toàn cầu do sự tăng lên nhanh chóng phátthải 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 làcacbon 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

GT.1GT.2GT.3GT.4GT.5GT.6GT.7GT.8

III.2.2 Kết quả phân tích

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

13 BM13

25

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)

26

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)

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

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

Theo chế độ triều khu vực là nhật triều tương đối thuần nhất, biên độ triều daođộng tối đa là 3m-3,5m, tối thiểu là 0,3-0,5m Lượng cacbon tích lũy trong đất đượcđánh giá theo hai loại địa hình là bãi triều cao (BTC) và bãi triều thấp (BTT)

Theo nghiên cứu của Vũ Thị Thu Hoài (2010), bãi triều cao có thành phầnthạch học chủ yếu là sét, bột; 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 chọnlọc (So) từ 2,2 – 3,0; hệ số bất đối xứng (Sk) từ 0,7 – 1,0 Trong khi với bãi triềuthấp, thành phần thạch học 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) từ2,5 – 3,1; hệ số bất đối xứng (Sk) từ 0,6 – 0,9

Như vậy, bãi triều cao được hiểu trong luận văn này là nơi đất ngập triều caohay bãi triều có độ cao từ 1,8m trở lên tức là bãi triều có thời gian ngập nước ít, doquá trình bồi tụ và quá trình hạ mực nước biển hình thành nên gọi là bãi triều cao.Ngược lại, bãi triều thấp là nơi đất ngập triều thấp hay bãi triều có độ cao từ 0 –1,8m tức là bãi triều có thời gian ngập nước lâu hơn

Trong 13 mẫu bề mặt thu thập được thì có 07 mẫu thuộc địa hình BTC và 06mẫu thuộc địa hình BTT Kết quả phân tích cacbon trong đất theo địa hình của 13mẫu bề mặt được thể hiện trong bảng 3.5:

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

Dựa vào bảng trên ta thấy hàm lượng cacbon tích lũy trong đất tại 06 mẫuBTT khá cao từ 0,37%C đến 1,04%C Trong khi đó hàm lượng cacbon tích lũytrong BTC là thấp hơn, trung bình chỉ từ 0,10%C đến 0,36%C Như vậy, hàm lượngcacbon tích lũy trong đất tại BTT cao hơn từ 2 đến 4 lần so với BTC Điều này cóthể giải thích rằng, BTT do có thời gian ngập nước đủ dài tạo điều kiện cho các quátrình phân hủy lượng rơi xác thực vật chậm lại Do đó, sự tích luỹ cacbon trong đấtrừng ngày càng cao và là nguồn dinh dưỡng cho cây rừng, đồng thời là thức ăn giàuđạm cho các loài động vật đáy cư trú trong RNM.

Hình 3.5: Hàm lượng cacbon trong đất tại BTC và BTTHình 3.5 cho thấy hàm lượng cacbon trong đất tại BTT cao hơn nhiều so vớiBTC, tuy nhiên tỷ lệ này còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như tuổi rừng vàthành phần trầm tích Vấn đề này sẽ được lý giải cụ thể ở các phần sau

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

Đất RNM được hình thành do phù sa của các con sông mang ra từ lục địa và

sự bồi tụ của trầm tích biển Đặc điểm của đất RNM phụ thuộc vào chất lượng phù

sa và trầm tích biển RNM khu vực nghiên cứu thuộc xã Giao Lạc, Giao An, Giao