Đánh giá tương quan giữa đặc điểm cấu trúc và độ dày dải rừng ngập mặn với mức giảm chiều cao sóng vùng ven biển tỉnh Sóc Trăng

Bài viết Đánh giá tương quan giữa đặc điểm cấu trúc và độ dày dải rừng ngập mặn với mức giảm chiều cao sóng vùng ven biển tỉnh Sóc Trăng được thực hiện với mong muốn tìm ra vai trò chắn sóng hiệu quả của cấu trúc rừng Bần chua (Sonneratia caseolaris) trong điều kiện vùng ven biển đang bị đe dọa hiện nay.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐÁNH GIÁ TƯƠNG QUAN GIỮA ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ ĐỘ DÀY DẢI RỪNG NGẬP MẶN VỚI MỨC GIẢM CHIỀU CAO SÓNG VÙNG VEN BIỂN TỈNH SÓC TRĂNG Lê Tấn Lợi1*, Nguyễn Ngọc Duy2, Nguyễn Như Quỳnh2, Văn Phạm Đăng Trí1 TĨM TẮT Nghiên cứu nhằm đánh giá tương quan đặc điểm cấu trúc rừng ngập mặn độ dày rừng ngập mặn với chiều cao sóng vùng ven biển huyên Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng Các cấu trúc rừng độ dày rừng, đường kính thân cây, đường kính gốc, đường kính tán, chiều cao số cây/ha, mật số rễ khí sinh ghi nhận đo đạc phương pháp lâm sinh Chiều cao sóng ghi nhận máy đo sóng ghi tự động (INFINITY-WH AWH-USB) với tần suất đo 600 lần/phút, máy đặt cố định độ dày rừng vị trí m, 50 m, 100 m lặp lại lần địa điểm khác dọc theo bãi triều ven biển thuộc huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng là: Cống 1, Cống Mõ Ó Các kết tính tốn phân tích thống kê phần mềm toán học SPSS Kết cho thấy đặc điểm cấu trúc rừng có tương quan làm giảm chiều cao sóng Độ dày rừng dày, chiều cao sóng qua giảm Ngồi ra, cấu trúc mật độ rừng, đường kính thân mật độ rễ khí sinh có tương quan thuận với giảm chiều cao sóng với hệ số tương quan chặt Từ khóa: Vùng ven biển, đặc điểm cấu trúc, độ dày rừng, chiều cao sóng, rừng ngập mặn ĐẶT VẤN ĐỀ7 Việt Nam có bờ biển dài 3.000 km nên có nhiều thuận lợi việc phát triển kinh tế biển, nhiên gánh chịu nhiều tác động thiên tai đặc biệt biến đổi khí hậu Hiện tại, điều kiện biến đổi khí hậu, mực nước biển dâng, tác động sóng sâu vào bờ ngày lớn, dự đoán ảnh hưởng nghiêm trọng đến điều kiện kinh tế - xã hội môi trường khu vực ven biển (Hashimoto, 2011) Sóc Trăng tỉnh thuộc vùng ĐBSCL tiếp giáp với biển Đông, có đường bờ biển dài 73 km với cửa sông Định An, Trần Đề Mỹ Thanh đổ biển tạo điều kiện thuận lợi cho rừng ngập mặn ven biển phát triển, đặc biệt nơi có diện tích rừng Bần chua (Sonneratia caseolaris) lớn nước, phân bố chủ yếu vùng ven biển huyện Trần Đề Cù Lao Dung (Lý Trung Nguyên ctv, 2017) Qua đánh giá thực trạng cho thấy, vùng ven biển ĐBSCL phần lớn bị tác động sóng triều, nhiều vùng ven bờ bị xói lở nghiêm trọng, có vùng ven biển tỉnh Sóc Trăng Hiện có Khoa Mơi trường & TNTN, Trường Đại học Cần Thơ Học viên Cao học, Khoa Môi trường & TNTN, Trường Đại học Cần Thơ * Email: ltloi@ctu.edu.vn 124 nhiều giải pháp công trình thực để làm giảm nhẹ xói lở này, vai trị rừng ven biển đánh giá giải pháp tự nhiên quan trọng việc làm giảm thiểu tác động sóng biển, từ làm giảm xói lở bảo vệ ven bờ (Lê Tấn Lợi ctv., 2019; Mazda.Y., & et al., 1997) Mặc dù, có nhiều cơng trình nghiên cứu giới nước tác động sóng triều tác động đến ven bờ vùng ven biển như: Yoshihiro M., & et al (2006), Phan Nguyên Hồng ctv (2007); Thamnoon, R Jun S (2015).v.v Tuy nhiên, nghiên cứu chưa đánh giá hết vai trò cấu trúc hệ sinh thái rừng ven biển việc làm giảm nhẹ thiên tai, đặc biệt nghiên cứu mối tương quan cấu trúc rừng chiều cao sóng triều việc bảo vệ ngăn xói lở vùng ven biển ĐBSCL Vì thế, cần có thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá làm rõ vai trị rừng ngập mặn nói chung cấu trúc hệ sinh thái rừng việc làm giảm chiều cao sóng triều, đặc biệt vùng ven biển tỉnh Sóc Trăng Nghiên cứu “Đánh giá tương quan đặc điểm cấu trúc độ dày dải rừng ngập mặn với mức giảm chiều cao sóng vùng ven biển tỉnh Sóc Trăng” thực với mong muốn tìm vai trị chắn sóng hiệu cấu trúc rừng Bần chua (Sonneratia caseolaris) điều kiện vùng ven bin ang b e da hin Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - THáNG 7/2021 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phương pháp thu thập số liệu Bố trí thí nghiệm: Tại khu vực bãi triểu vùng ven biển huyện Trần Đề (Hình 1), thiết bị đo sóng tự ghi (INFINITYWH AWH-USB) bố trí để khảo sát đặc tính sóng cấu trúc rừng với tần suất đo 600 lần/phút vị trí theo hướng biển vào bờ tương ứng với độ dày rừng (được tính từ ngồi biển vào đến bờ nơi có diện rừng): Vị trí 1: định nghĩa m (nơi tiếp giáp mực nước bãi triều triều biển thấp nhất); vị trí 2: cách vị trí 50 m vị trí cách vị trí 100 m (Hình 2) Các vị trí đặt máy đo lặp lại cấu trúc rừng khu vực (KV) ven biển, cụ thể tại: Cống 1, Cống 3, Mõ Ĩ vị trí đối chứng (khơng có rừng) (Hình 1) Đặc tính sóng triều (là số bước sóng, chiều cao sóng thời gian di chuyển qua máy đo) chia giai đoạn khảo sát: 1) Giai đoạn triều thấp (là giai đoạn lúc mức nước triều thấp dâng cao dần lên đến đạt giá trị 1/2 mức triều cao nhất) 2) giai đoạn triều cao (là từ lúc mức triều đạt đến 1/2 mức triều cao đến lúc mức triều đạt đỉnh cao nhất) Các đặc điểm cấu trúc rừng như: cao trình bãi triều, độ dày rừng, đường kính thân cây, đường kính gốc, đường kính tán, chiều cao số cây/ha mật số rễ thở khảo sát ghi nhận phương pháp kỹ thuật lâm sinh rừng ngập mặn Hình Vị trí điểm đo sóng vùng ven biển huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng + h1 cao độ điểm trước; + h2 cao độ điểm sau; + H tổng cao độ cao trình Hình Sơ đồ vị trí thiết bị đo sóng tại huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng 2.2 Xử lý số liệu - Phần trăm biên độ dao động triều tính tỷ lệ phần trăm mức chênh lệch vị trí đo tổng cao trình khu vực đó: %H21 Trong đó: + %H21 tỷ lệ phần trăm biên độ giao động vị trí so với vị trí 1; - Mức độ giảm chiều cao sóng cấu trúc rừng ngập mặn (là khả làm suy giảm chiều cao sóng qua cấu trúc rừng ngập mặn) đánh giá tỷ lệ phần trăm giảm chiều cao sóng R(%) phương trình (1) (Thamnoon Rasmeemasmuang Jun Sasaki, 2015): R(%)= (1) + Hi: chiều cao sóng tới (là chiều cao sóng trước qua máy đo); + Ht: chiều cao sóng truyền (là chiều cao sau qua máy đo) Các thiết bị đo sóng triều tự ghi (Infinity – WH) thiết lập để đo tồn chu kỳ triều N«ng nghiệp phát triển nông thôn - K - TH¸NG 7/2021 125 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ - Phương pháp phân tích thống kê đơn biến đa biến với phần mềm Excel, SPSS áp dụng để tính tốn, phân tích tính chất sóng triều (chiều cao sóng, biên độ sóng tần số sóng) thời điểm triều cao triều thấp xác định tính tương quan đặc tính cấu trúc rừng giảm chiều cao sóng triều vị trí nghiên cứu KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Đặc tính cấu trúc rừng Tại vị trí đặt máy đo đặc tính sóng đặc điểm sinh học cấu trúc rừng ngập mặn ven biển cho thấy khơng biến động nhiều, qua phân tích khơng thấy có khác biệt có ý nghĩa thống kê Độ dày rừng (m) Đường kính thân (cm) 50 100 00 25,5 31,39 Đường kính gốc chiều cao hai độ dày rừng 50 m 100 m gần tương đương Tuy nhiên, đường kính thân số rễ thở độ dày 100 m có xu hướng cao độ dày 50 m, ngược lại đường kính rễ số lơ đường kính tán độ dày 50 m có xu hướng cao (Bảng 1) Kết nghiên cứu phù hợp với quy luật phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển Đối với độ dày 100 m, vị trí gần bờ hơn, có cao trình bãi triều cao hơn, độ sâu ngập hơn, thuận lợi cho phát triển nhanh nên đường kính thân đa số lớn tương tự số rễ thở phát triển nhiều để đáp ứng nhu cầu xy cho Bảng Đặc tính cấu trúc rừng ngập mặn độ dày Đường kính Chiều Đường Đường Số gốc kính tán cao cây/ kính rễ thở (m) (cm) (m) (cm) 00 00 00 00 00 33,61 3,93 11,16 620 5,61 33,5 3,71 11,00 608 4,2 3.2 Cao trình bãi triều Kết khảo sát cho thấy cao trình khu vực có xu hướng cao dần vào nội địa Cao trình cao ghi nhận KV Mỏ Ó (43 cm), KV Cống (40 cm) thấp Cống (31 cm) Đối với khu vực đối chứng khơng có rừng kiểm nghiệm có cao trình 38 cm Số rễ 00 48 61 Chiều cao rễ thở (cm) 00 29,22 24,9 Tuy nhiên, biên độ dao động điểm đo cao trình bãi triều khơng khác biệt có ý nghĩa thống kê theo phép thử Duncan (P 80% thời điểm triều thấp > 70% thời điểm triều cao (Hình 4) Như vậy, qua kết nghiên cứu cho thấy độ dày rừng có khả làm giảm chiều cao sóng, sóng qua cấu trúc rừng có độ dày lớn chiều cao sóng bị suy yếu nhiều Điều cho thấy để giảm tác động sóng triều đến xói lở ven bờ bãi triều cần có rừng với cấu trúc độ dày đủ lớn để làm suy yếu chiều cao sóng vào bờ ghi nhận cho thấy có mối tương quan chặt chẽ với suy giảm chiều cao sóng Đối với đường kính thân (D1.3), phân tích cho thấy có mối tương quan thuận với tỷ lệ phần trăm giảm chiều cao sóng với hệ số tương quan (r) vào thời kỳ triều thấp 0,85 giai đoạn triều cao 0,87 (Hình 5) Như vậy, rừng có đường kính thân to có khả cản làm giảm chiều cao sóng nhiều, sóng qua bị phân tán, suy yếu chiều cao sóng giảm Vì vậy, việc bảo tồn phát triển cấu trúc rừng ven biển vấn đề quan trọng việc làm giảm chiều cao sóng ngăn xói lở vùng ven bờ, đặc biệt điều kiện biến đổi khí hậu điều kiện vùng ven biển ĐBSCL Đối với chiều cao cây, phân tích cho thấy có tương quan mạnh với tỷ lệ phần trăm giảm chiều cao sóng thời kỳ đo lúc triều thấp triều cao với hệ số tương quan tương ứng r = 0,85 0,86 (Hình 6) Hình Khả giảm chiều cao sóng qua cấu trúc độ dày rừng ngập mặn 3.4 Tương quan cấu trúc rừng tỷ lệ phần trăm giảm chiều cao sóng Đối với chiều cao cây, vùng bãi triều có biên độ ngập triều sâu chiều cao có nhiều tác dụng tích cực việc cản sóng làm giảm chiều cao sóng triều vào ven bờ, đặc biệt giai đoạn triều cao Do lượng sóng tác động chủ yếu bề mặt sóng, giai đoạn triều cao, sóng vào bờ có chiều cao sóng cao gặp cao có tán rộng có tác dụng làm phân tán bước sóng làm chiều cao sóng giảm nhiều Hình Tương quan chiều cao sóng đường kính thân Kết phân tích tương quan cấu trúc rừng chiều cao sóng triều cho thấy: ngồi cao trình bãi bồi cấu trúc độ dày, phân tích mối tương quan cho thấy phần lớn đặc điểm cấu trúc khác đường kính thân cây, đường kính gốc, đường kính tán, chiều cao số cây/ha, mật số, chiều cao đường kính của rễ thở Hình Tương quan chiều cao sóng chiều cao Đối với đường kính tán (DT), có tương quan thuận với tỷ lệ phần trăm giảm chiều cao sóng Tuy nhiên, nghiên cứu này, đường kính tán thời điểm triều thấp có hệ số tương quan r = 0,68 thấp so với thời điểm triu cao cú h s tng Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - THáNG 7/2021 127 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ quan r =0,83 Do thời điểm triều thấp nên phần lớn sóng qua phần tán nhiều hơn, tác động giảm chiều cao sóng tán khơng tương quan chặt so với thời điểm triều cao Tuy nhiên, tán rộng khả phân tán làm giảm chiều cao sóng lớn Hình Tương quan chiều cao sóng đường kính tán Đối với đường kính gốc (D0.0), phân tích cho thấy có mối tương quan chặt với phần trăm giảm chiều cao sóng với hệ số tương quan r = 0,84 vào thời điểm triều thấp r = 0,86 vào thời điểm triều cao Theo quy luật sinh học phát triển thực vật, đường kính gốc to đường kính thân to theo phát triển đường kính gốc Vì thế, nghiên cứu % giảm chiều cao sóng có tương quan chặt với đường kính thân đường kính gốc Ngồi ra, kết cho thấy mức độ tương quan thời điểm đo có mức độ tương quan tương đương thở mọc lên từ mặt bãi bồi xung quanh gốc phát tán rộng có tác dụng cản phá, phân tán sóng, làm cho chiều cao sóng giảm làm hạn chế tác động xói lở ven bờ Kết phân tích cho thấy mật độ rễ thở có tương quan thuận với tỷ lệ phần trăm giảm chiều cao sóng, tương ứng với thời điểm triều r = 0,84 r = 0,86 Hình Tương quan chiều cao sóng mật độ rễ thở KẾT LUẬN Cấu trúc rừng ngập mặn ven biển có vai trị quan trọng việc làm giảm tác động xói lở vùng ven bờ, đó: độ dày rừng ngập mặn đóng vai trị quan trọng việc làm giảm tỷ lệ phần trăm chiều cao sóng góp phần hạn chế sói lở ven bờ Tùy vào độ dày đặc điểm cấu trúc rừng chiều cao sóng suy yếu khác Trong điều kiện vùng bãi triều rừng ngập mặn ven biển huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng, sóng qua cấu trúc rừng có độ dày 100 m chiều cao sóng giảm mức từ > 80% thời điểm triều thấp > 70% thời điểm triều cao Ngoài yếu tố cấu trúc độ dày rừng, đặc điểm khác cấu trúc rừng đường kính thân cây, chiều cao cây, đường kính gốc, độ rộng tán mật độ rễ thở có tương quan chặt với % giảm chiều cao sóng triều độ dày rừng ngập mặn ven biển, cụ thể trường hợp vùng bãi triều ven biển huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng Hình Tương quan chiều cao sóng đường kính gốc Đối với mật độ rễ thở, cấu trúc rừng đóng vai trị quan trọng giảm chiều cao sóng triều Đặc biệt, hệ thống rễ thở Bần chua vùng rừng ngập mặn ven biển, ngồi khả tích tụ phù sa làm cho cao trình vùng bãi triều cao lên có khả làm giảm chiều cao sóng vào bờ (Lê Tấn Lợi ctv., 2019), rễ 128 Cần có giải pháp bảo tồn phát triển rừng ngập mặn vùng bãi triều ven biển huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng nói riêng vùng ven biển Đơng vùng ĐBSCL nói chung để góp phần làm giảm sói lở ven bờ, đặc biệt điều kiện biến đổi khí hậu LỜI CÁM ƠN Xin cám ơn Dự án Nâng cấp Trường Đại học Cần Thơ VN14-P6 nguồn vốn vay ODA từ Chính phủ Nhật Bản tài trợ cho đề tài nghiên cứu Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - TH¸NG 7/2021 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ TÀI LIỆU THAM KHẢO Hashimoto, T R., 2001 Environment issues and Recent Infrastructure Development in the Mekong delta: Review, Analysis and Recommendation with particular Reference to Large – Scale Water control Project and the Development of coastal area Trung Nguyen Hieu and Van Pham Dang Tri, 2014 Possible Impacts of Seawater Intrusion and Strategies for Water Management in Coastal Areas in the Vietnam Mekong Delta in the Context of Climate Change in Coastal Disasters and Climate Change in Vietnam (editors: Nguye Danh Thao, Hiroshi Takagi and Miguel Esteban) Elsevier Inc ISBN: 978- 0- 12800007- IPCC, 2007 Fourth Assessment Report, Working Group II report, Impacts, Adaptation and Vulnerability Lý Trung Nguyên, Lê Tấn Lợi, Văn Phạm Đăng Trí, Jun Sasaki Hisamichi Nobuoka, 2017 Assessment of the ability of mangrove Structures for Attenuation of Coastal Wave Energy: A case study in Bac Lieu province, Viet Nam International proceeding Asian and Pacific Coasts 2017 Lê Tấn Lợi, Lý Trung Nguyên, Nguyễn Ngọc Duy Văn Phạm Đăng Trí, 2019 Đánh giá khả làm giảm sóng triều độ dày rừng ngập mặn huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, số 55/2 Mazda, Y., Magi, M., Kogo, M., Hong, P, N., 1997 Mangrove as a coastal protection from waves in the Tong King Delta, Vietnam, Mangrove Salt Marches 1, 127 – 135 Yoshihiro M, Michimasa M, Yoshichika I., 2006 Wave reduction in a mangrove forest dominated by Sonneratia sp.”, Wetlands Ecology and Management, 365- 378 Phan Nguyên Hồng ctv, 2007 Vai trò hệ sinh thái rừng ngập mặn rạn san hô việc giảm nhẹ thiên tai cải thiện sống vùng ven biển Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội – 2007 Thamnoon, R and Jun S., 2015 Wave Reduction in Mangrove Forests: General Information and Case Study in Thailand EVALUATION ON THE CORRELATION BETWEEN STRUCTURE CHARACTERISTICS AND FOREST THICKNESS WITH WAVE HEIGHT IN COASTAL ZONE OF SOC TRANG PROVINCE Le Tan Loi1*, Nguyen Ngoc Duy2, Nguyen Như Quynh2, Van Pham Dang Tri1 Faculty of Environmental Science & Natural Resources, Can Tho University Graduate students of Environmental Science & Natural Resources Faculty, Can Tho University Summary The research was to determine abilities of the mangrove forest structures and forest thickness to reduce wave height in the coastal area of Tran De district, Soc Trang province The characteristics of forest structures such as forest thickness, tidal flat elevation, tree density, trunk diameter, stump diameter, canopy diameter, tree height and root density were collected The auto record instruments (INFINITY-WH AWHUSB) were installed in the forest thicknesses with m, 50 m, 100 m and repeated at four different sites (Cong1, Cong3, Mo O and a treatment site) to record wave characteristics with frequency of 600 time/min The percentage of wave height reduction (R %) were calculated accoding to Thamnoon Rasmeemasmuang and Jun Sasaki (2015) The forest structures data were statistical analysis with correlative description and duncan test at (P 80% thời điểm triều thấp > 70% thời điểm triều cao Ngoài yếu tố cấu trúc độ dày rừng, đặc điểm khác cấu trúc