Nghiên cứu sự thay đổi thành phần loài thực vật ngập mặn tại ven biển miền Bắc, Việt Nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Thông tin tài liệu

Bài viết Nghiên cứu sự thay đổi thành phần loài thực vật ngập mặn tại ven biển miền Bắc, Việt Nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu trình bày những kết quả nghiên cứu về sự thay đổi thành phần loài cây ngập mặn tại khu vực ven biển miền Bắc, Việt Nam theo kịch bản biến đổi khí hậu 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI THÀNH PHẦN LOÀI THỰC VẬT NGẬP MẶN TẠI VEN BIỂN MIỀN BẮC, VIỆT NAM TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Nguyễn Văn Linh, Lê Đắc Trường, Phạm Hồng Tính Trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội Tóm tắt Rừng ngập mặn phân bố chủ yếu vùng ven biển nước nhiệt đới cận nhiệt đới, có Việt Nam Rừng ngập mặn biết đến hệ sinh thái mang lại nhiều dịch vụ sinh thái giá trị cho người (như bảo vệ bờ biển, chống xói lở, phòng chống thiên tai bão, gió cũng làm giảm thiệt hại có thể gây bởi sóng thần, lưu giữ phù sa, tích lũy dinh dưỡng, điều tiết và làm sạch nước, tạo cảnh quan sinh thái cho du lịch, giải trí và nghiên cứu khoa học, là một bể chứa Cacbon) Tuy nhiên, bên cạnh tác động người, thay đổi khí hậu ảnh hưởng lớn tới tồn tại, sinh trưởng phát triển rừng ngập mặn Nghiên cứu thực nhằm đánh giá thay đổi thành phần loài ngập mặn theo kịch biến đổi khí hậu khu vực ven biển miền Bắc, Việt Nam Kết nghiên cứu cho thấy, bối cảnh biến đổi khí hậu, rừng ngập mặn ven biển miền Bắc phát triển chưa bị thay đổi bằng một thảm thực vật hay hệ sinh thái khác Tuy nhiên, thành phần lồi có thay đổi đáng kể Tại huyện Tiên Yên, Quảng Ninh, độ quan trọng loài Trang (K obovata) gần 60 % tương đối ổn định năm 2030 Nhưng sau đó, Trang (K obovata) giảm rõ rệt tới năm 2100 cịn % Trong đó, Sú (A corniculatum) có xu hướng tăng lên từ 20 % đến 40 %, giai đoạn 2020 - 2080, đến năm 2100 độ quan trọng Sú (A corniculatum) khoảng % Đối với khu vực nghiên cứu khác, gồm: huyện Tiên Lãng, Hải Phịng, Tiền Hải, Thái Bình, Giao Thuỷ, Nam Định hay Kim Sơn, Ninh Bình, rừng ngập mặn phát triển với độ quan trọng lồi có thay đổi không lớn khu vực huyện Tiên Yên, Quảng Ninh Kết nghiên cứu sở quan trọng để đơn vị quản lý Trung ương địa phương đề sách chiến lược quản lý, bảo tồn phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn hiệu Từ khóa: Rừng ngập mặn; Thay đổi thành phần lồi; Biến đổi khí hậu; Miền Bắc Việt Nam Abstract Study on change of mangrove species composition in Northern coast of Vietnam in the context of climate change Mangroves are distributed mainly in the coastal areas of tropical and subtropical countries, including Vietnam Mangrove forests are also known as ecosystems that provide many valuable ecosystem services (such as coastal protection, erosion control, disaster prevention, nutrients accumulation, water regulation and purification, ecological landscapes creation for tourism, recreation and scientific research, etc.) However, besides human activities, climate change has greatly affected the existence, growth and development of mangroves This study was carried out to evaluate the change of mangrove species composition under the climate change scenario in the northern coastal area of Vietnam The results indicated that, in the context of climate change, mangrove forests in the northern coast of Vietnam are still develop and have not been replaced by another vegetation or ecosystem However, the species composition has changed significantly In Tien Yen-Quang Ninh, the importance value index (IVI) of K Obovata close to Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 431 60 % at present and will be relatively stable until 2030 But after that, K obovata will decrease markedly and by 2100 it will take less than % Meanwhile, Su tends to increase from 20 % to 40 % during the period 2020 - 2080, and from 2080 the IVI of Su is only about % For other study areas, including Tien Lang-Hai Phong, Tien Hai-Thai Binh, Giao Thuy-Nam Dinh or Kim Son-Ninh Binh, mangroves still grow with varying species importance but not as much as in the Tien Yen-Quang Ninh The research results are an important basis for central and local management agenies in making policies and strategies for effective management, conservation and development of mangrove ecosystems Keywords: Mangroves; Species composition change; Climate change; Northern Vietnam Mở đầu Rừng ngập mặn phân bố ở hầu hết diện tích đất ngập nước ven biển vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới, tạo thành một hệ sinh thái đặc trưng với tổng diện tích khoảng 15,2 triệu Trong đó, châu Á chiếm tỉ lệ cao nhất (38,5 %) với 5,86 triệu ha, tập trung chủ yếu ở các nước, như: Indonesia (2,9 triệu ha); Malaysia (565 nghìn ha); Thái Lan (240 nghìn ha); Trung Quốc (22,5 nghìn ha) và Việt Nam (157 nghìn ha) (Pham et al 2021) Mặc dù diện tích rừng ngập mặn Việt Nam cũng ở các nước khác trên thế giới không lớn so với hệ sinh thái rừng nội địa, rừng ngập mặn có tầm quan trọng và giá trị rất to lớn việc bảo vệ bờ biển, chống xói lở, phòng chống thiên tai bão, gió cũng làm giảm thiệt hại có thể gây bởi sóng thần, lưu giữ phù sa, tích lũy dinh dưỡng, điều tiết và làm sạch nước Rừng ngập mặn cũng có vai trò quan trọng việc tạo cảnh quan sinh thái cho du lịch, giải trí và nghiên cứu khoa học còn là một bể chứa Cacbon với khả năng tích lũy Cacbon từ CO2, góp phần làm giảm khí nhà kính (Pham et al 2021) Những giá trị đó đã trực tiếp hoặc gián tiếp đem lại lợi ích cho cộng đồng dân cư ven biển Hiện nay, biến đổi khí hậu (BĐKH) dẫn tới sự thay đổi nhiệt độ, lượng mưa và nước biển dâng trở thành một vấn đề cấp bách đe dọa sự tồn tại và phát triển của hầu hết các quốc gia ven biển (Blasco, 1996) BĐKH với biểu hiện là sự thay đổi nhiệt độ, lượng mưa và nước biển dâng có thể ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng, phát triển và tồn tại của rừng ngập mặn Thông qua sự tác động trực tiếp lên các quá trình quang hợp, hô hấp của thực vật ngập mặn và tác động gián tiếp qua sự xói lở, thay đổi độ mặn, tần suất ngập triều và tích tụ trầm tích (Donald et al 2006) Ngược lại, rừng ngập mặn lại có tác dụng làm thay đổi nền đất và làm giảm tác động của BĐKH Tuy nhiên, số khu vực, đặc biệt vùng cửa sơng có lượng phù sa lớn, sự bồi tụ của trầm tích ở rừng ngập mặn làm cho đất ổn định, nền đất ngày càng được nâng cao (Nguyễn Thị Hồng Hạnh và Mai Sỹ Tuấn 2008) đã góp phần quan trọng giảm tác động của sóng vào bờ biển, chống xói lở, chống xâm nhập mặn Việc hiểu biết đầy đủ về sự sinh trưởng, phát triển, thích ứng và biến đổi của rừng ngập mặn, đặc biệt là dự báo chính xác sự thay đổi của rừng ngập mặn điều kiện BĐKH có thể giúp đề xuất những giải pháp quản lý, bảo vệ, quy hoạch phát triển rừng ngập mặn cho phù hợp với từng vùng, để góp phần giảm thiểu những rủi ro và thách thức đối với sự phát triển và an toàn của người dân ven biển Trong phạm vi báo này, chúng tơi trình bày kết nghiên cứu thay đổi thành phần loài ngập mặn khu vực ven biển miền Bắc, Việt Nam theo kịch BĐKH 2016 Bộ Tài nguyên Môi trường Kết nghiên cứu định hướng cho nghiên cứu biến đổi hệ sinh thái rừng ngập mặn, từ đó, đề xuất giải pháp quản lý, bảo tồn phát triển hiệu hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển 432 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Địa điểm phương pháp nghiên cứu 2.1 Địa điểm nghiên cứu Đề tài đánh giá sự thay đổi cấu trúc thành phần loài cây ngập mặn thực thụ của rừng ngập mặn tại vùng ven biển miền Bắc, Việt Nam, đó tập trung thực nghiệm tại 05 địa điểm, đại diện cho các khu vực và tiểu khu kế tiếp của vùng ven biển miền Bắc Việt Nam, bao gồm: rừng ngập mặn huyện Tiên Yên (tỉnh Quảng Ninh); rừng ngập mặn huyện Tiên Lãng (TP Hải Phòng); rừng ngập mặn huyện Tiền Hải (tỉnh Thái Bình); rừng ngập mặn huyện Giao Thủy (tỉnh Nam Định) rừng ngập mặn huyện Kim Sơn (tỉnh Ninh Bình) (Hình 1) các điều kiện nhiệt độ, lượng mưa và mực nước biển thay đổi Thành phần loài được lựa chọn để nghiên cứu vì đó là những đặc điểm cơ bản của rừng ngập mặn, có thể bị thay đổi điều kiện môi trường (trong đó có khí hậu và mực nước biển) thay đổi Thành phần loài cũng là những đặc điểm có thể định lượng chính xác bằng đo đếm tại thực địa Nghiên cứu tập trung vào nhóm cây ngập mặn thực thụ vì đây là những loài phân bố ở những nơi ngập triều định kỳ (Phan Nghuyên Hồng cộng 1999) nên có thể định lượng được sự thay đổi về thành phần loài của chúng BĐKH gây sự thay đổi mực nước biển và làm thay đổi tần suất ngập triều Nhóm cây còn lại tham gia rừng ngập mặn, sống trên đất, chỉ ngập triều cao hoặc vùng đất ngọt không được nghiên cứu đề tài luận án này Ngoài ra, khảo sát sơ bộ tại thực địa cũng cho thấy, nhóm cây tham gia rừng ngập mặn phân bố và chiếm tỷ lệ rất nhỏ trên các bờ đầm, gò đất cao không hoặc ít bị ngập triều Hình 1: Sơ đồ khu vực nghiên cứu vị trí tương đối tiêu chuẩn 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Điều tra, thu thập liệu thứ cấp: Dữ liệu nhiệt độ, lượng mưa trạm Khí tượng gần địa điểm nghiên cứu; liệu mực nước trạm Cửa Ơng Hịn Dấu theo ngày, giai đoạn 2000 - 2020 thu thập từ Tổng cục Khí tượng Thủy văn Quốc gia Dữ liệu sau phân tích, xử lý sử dụng làm sở đánh giá biến đổi thảm thực vật ngập mặn điều kiện khí hậu thuỷ văn khác khu vực nghiên cứu - Điều tra, đánh giá đặc điểm cấu trúc, thành phần lồi ngập mặn mặn: Tổng số 160 tiêu chuẩn (10 × 10 m) thiết lập rừng ngập mặn thuộc khu vực nghiên cứu Trong đó, có 30 tiêu chuẩn thiết lập cách 100 m đại diện cho rừng ngập mặn địa điểm nghiên cứu (Phan Nguyên Hồng 1991) Đường kính thân (tại vị trí chiều cao 0,3 m), chiều cao tên lồi tất tiêu chuẩn đo đếm vào năm Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 433 2020 2021 để tính tốn mật độ, thành phần loài ngập mặn hay độ quan trọng loài (Misra, 1968; Phạm Hồng Tính Mai Sỹ Tuấn 2015) Kết điều tra 160 tiêu chuẩn (về thành phần lồi ngập mặn) tổng hợp trình bày Bảng Bảng Thành phần loài ngập mặn chủ yếu khu vực nghiên cứu Thành phần loài Trang Thành phần loài Bần chua Thành phần loài Sú Thành phần loài Vẹt dù Thành phần loài Đâng Thành phần loài Mắm biển Ký hiệu Đơn vị IV_Tr IV_Ba IV_Su IV_Ve IV_Da IV_Ma % % % % % % Trung bình 45,1 28,0 12,0 11,7 2,6 0,7 Lệch chuẩn 45,1 43,7 26,2 28,2 10,3 6,4 Nhỏ 0 0 0 Lớn 100 100 100 100 75,0 73,9 - Điều tra, đánh giá tần suất ngập triều: Trước hết, độ cao đất ô tiêu chuẩn xác định cách cắm 03 cọc nhựa thẳng có gắn dây vải nhuộm màu thuỷ triều kiệt Sau đó, thuỷ triều lên, màu dây vải tan Chiều cao từ mặt đến vị trí màu dây vải tan (độ ngập sâu) đo ghi chép cho vị trí cọc nhựa, sau đó, tính độ cao đất cách lấy mực nước biển cao ngày cắm cọc nhựa (theo số liệu Hòn Dấu với địa điểm Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình Cửa Ông) với địa điểm Quảng Ninh trừ độ ngập sâu Tiếp theo, độ cao đất với mực nước biển ngày năm giai đoạn nghiên cứu sử dụng để tính tốn số ngày ngập tháng, từ đó, tính tỷ lệ phần trăm số ngày ngập tháng Tần suất ngập triều tính tốn trung bình tỷ lệ phần trăm số ngày ngập tháng tất tháng năm (English et al 1997; Clough 2013) Kết tổng hợp điều kiện khí hậu, tần suất nghiên cứu khu vực nghiên cứu trình bày Bảng Bảng Đặc điểm nhiệt độ, lượng mưa khu vực nghiên cứu Đơn vị Trung bình Lệch chuẩn Nhỏ Lớn C 16,4 0,5 15,5 16,9 C 23,7 0,5 23,0 24,2 LM_TB3 mm 24,7 5,3 20,2 33,7 LM_tong Ngap_trieu Ngay_ngap mm cm ngày/tháng 1758,0 57,9 21,9 258,7 31,1 7,8 1583,2 17,1 3,4 2201,9 131,8 30,4 Ký hiệu Nhiệt độ trung bình tháng lạnh Nhiệt độ trung bình Lượng mua trung bình tháng mùa khô Tổng lượng mưa Độ ngập triều Số ngày ngập/tháng ND_TB3 ND_TB - Phân tích, xử lý số liệu: Dữ liệu khí hậu, tần suất ngập triều đặc điểm mật độ, thành phần loài, tăng trưởng rừng ngập mặn sử dụng để thực phân tích, thống kê, mơ tả, phân tích thành phần (Principle Component Analysis - PCA), phân tích tương quan phân tích hồi quy để xây dựng mơ hình tốn dự báo thay đổi thảm thực vật ngập mặn Dữ liệu 160 ô tiêu chuẩn chia ngẫu nhiên thành 02 tập mẫu là: tập huấn luyện (training data set), gồm 100 ô tiêu chuẩn dùng để xây dựng mơ hình tập kiểm chứng (validation data set), gồm 60 ô tiêu chuẩn dùng để đánh giá, kiểm chứng mơ hình (James, 2013; Yun and Goodacre 2018) 434 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Kết thảo luận 3.1 Ảnh hưởng điều kiện khí hậu, ngập triều tới thành phần loài ngập mặn Các đặc điểm sinh trưởng phát triển rừng ngập mặn, có thành phần loài ngập mặn định nhiều nhân tố sinh thái như: khí hậu, thuỷ văn, độ mặn, tần suất ngập triều, đặc điểm lý hoá học đất Trong phạm vi báo này, điều kiện nhiệt độ, lượng mưa, ngập triều tác động tới thành phần loài ngập mặn khảo sát, thơng qua kết phân tích tương quan nhiệt độ trung bình năm (0C), nhiệt độ tháng lạnh (0C), lượng mưa trung bình năm (mm), lượng mưa tháng khô (mm), độ ngập triều (cm) tần suất ngập triều (ngày/tháng), với độ quan trọng số loài ngập mặn thực thụ ưu khu vực nghiên cứu Kết trình bày Bảng Bảng Hệ số tương quan Pearson thành phần lồi ngập mặn với đặc điểm khí hậu ngập triều Nhiệt độ trung bình tháng lạnh Nhiệt độ trung bình năm Lượng mưa trung bình tháng khơ Lượng mưa tổng Ngập triều Tần suất ngập triều Thành Thành phần Thành Thành Thành Thành phần loài loài Bần phần loài phần loài phần loài phần loài Trang chua Sú Vẹt dù Đâng Mắm biển 0.404** 0.198* -0.069 - - - 0.523** -0.058 0.039 - - - -0,354** -0,274** 0,095 - - - -0,235** 0,209** 0.213** -0,384** 0,118 0,181* 0,062 -0.243** -0.257** -0.259** -0.346** -0.103 -0.129 0.024 0.044 Kết phân tích tương quan Bảng cho thấy, thành phần loài Trang (K obovata) có tương quan thuận với nhiệt độ trung bình năm (r = 0,404 p < 0,01), nhiệt độ trung bình tháng lạnh (r = 0,523 p < 0,01), độ ngập triều (r = 0,209 p < 0,01) tần suất ngập triều (r = 0,213 p < 0,01) lại tương quan nghịch với lượng mưa năm (r = -0,235 p < 0,05) lượng mưa tháng khô (r = -0,354 p < 0,01) Tương tự, thành phần loài Bần chua (S caseolaris) tương quan thuận với nhiệt độ trung bình tháng lạnh (r = 0,198 p < 0,05) tần suất ngập triều (r = 0,181 p < 0,05) lại có tương quan nghịch với lượng mưa năm (r = -0,384 p < 0,01) lượng mưa tháng khô (r = -0,274 p < 0,01) Trong đó, Sú (A corniculatum) Vẹt dù (B gymnorrhiza) có tương quan nghịch với độ ngập triều (Sú (A corniculatum): r = -0,243 p < 0,01; Vẹt dù (B gymnorrhiza): r = -0,259 p < 0,01) tần suất ngập triều Sú (A corniculatum): r = -0,257 p < 0,01; Vẹt dù (B gymnorrhiza): r = -0,346 p < 0,01) Như vậy, kết phân tích tương quan cho thấy, độ quan trọng của Trang (K obovata) Bần chua (S caseolaris) tăng lên nhiệt độ và tần suất ngập triều tăng lên lại giảm xuống lượng mưa tăng lên Như vậy, qua kết quả nghiên cứu có thể góp phần khẳng định: nhiệt độ, lượng mưa và tần suất ngập triều là những nhân tố ảnh hưởng tới mức độ ưu thế và phân bố của các loài cây ngập mặn như: Trang (K obovata); Bần chua (S caseolaris) Sú (A corniculatum) Điều này có thể bổ sung cho ý kiến của Bunt et al (1992), cho rằng điều kiện khí hậu không phải là nhân tố quan trọng nhất mà mức độ mặn của nước đã hạn chế sự phân bố của các loài cây ngập mặn Khi đánh giá trên quan điểm tổng hợp, Phan Nguyên Hồng cộng (1999) đã cho rằng mỗi thành phần của khí hậu (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm, gió, ) có ảnh hưởng nhất định đến sự sinh trưởng Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 435 và phân bố của các loài cây ngập mặn Tùy theo điều kiện cụ thể mà nhân tố này có thể tác động mạnh hay yếu hơn các nhân tố khác Bên cạnh đó, Phan Nguyên Hồng (1991) cũng cho rằng tần suất ngập triều cũng là một những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp tới sự sinh trưởng và phân bố của các loài cây ngập mặn 3.2 Phân tích thành phần theo tiêu khí hậu, thuỷ văn Phân tích thành phần chính (PCA) là một kỹ thuật thống kê phân tích đa biến được sử dụng rộng rãi mà có thể được áp dụng cho dữ liệu QDA (chuẩn bị thuộc tính với các điểm mô tả thuộc tính) để giảm tập hợp các biến phụ thuộc (ví dụ thuộc tính) đến một tập hợp dữ liệu nhỏ hơn của các biến cơ bản (yếu tố), dựa trên mô hình của tương quan giữa các biến ban đầu (Reid and Spencer, 2009) Kết PCA xác định số lượng thành phần cần thiết để biểu diễn liệu trình bày Bảng Bảng Kết phân tích thành phần theo biến khí hậu thuỷ văn Thành phần Giá trị riêng F1 F2 F3 F4 F5 F6 4,195 1,506 0,183 0,094 0,017 0,005 Phần trăm (%) phương sai 69,919 25,102 3,058 1,563 0,280 0,079 Phần trăm (%) tích luỹ phương sai 69,919 95,021 98,078 99,641 99,921 100 Bảng cho thấy, nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất; nhiệt độ trung bình năm; lượng mưa trung bình tháng khơ nhất; lượng mưa tổng biến thuỷ văn, gồm: độ ngập triều tần suất ngập triều, biểu diễn thơng qua 06 thành phần chính, từ F1 đến F6 Kết cho thấy, giá trị riêng giá trị phần trăm tích luỹ phương sai giảm dần, từ thành phần thứ đến thành phần thứ sáu Theo Sarva et al (2012), thành phần cần phải mơ tả 80 % tích luỹ phương sai có giá trị riêng lớn Trong nghiên cứu này, 02 thành phần F1 F2 có giá trị riêng lớn mơ tả tới 95,021 % tích luỹ phương sai Thành phần F3 F4 có tương tác nhỏ so với biến, nhận biết qua giá trị phần trăm tích luỹ phương sai khơng có thay đổi nhiều Đồng thời, giá trị riêng giảm mạnh thành phần F3 F4 Độ lớn thành phần F3 đến F6 nhỏ so với thành phần F1 F2, đó, khơng cần hiết phải sử dụng thành phần từ F3 đến F6 để mô tả số liệu khí hậu thuỷ văn thu thập Hình 2: Giá trị riêng (Eigenvalue) phần trăm tích luỹ phương sai (cumulative variability -%) thành phần biểu diễn theo Scree plot 436 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Bên cạnh đó, kết phân tích PCA cho thấy đóng góp nhân tố khí hậu hay thuỷ văn vào 02 thành phần F1 F2 (Bảng 5) Bảng Eigenvector thành phần tương ứng với nhân tố khí hậu thuỷ văn khác Nhân tố khí hậu, thuỷ văn Lương mưa trung bình tháng khơ Nhiệt độ trung bình tháng lạnh Lượng mưa năm Nhiệt độ trung bình năm Độ ngập triều Tần suất ngập triều Thành phần F1 -0.983 0.969 -0.923 0.891 0.531 0.601 F2 0.139 -0.231 0.268 -0.323 0.818 0.767 Thành phần quan trọng - F1 đóng góp tới 69,919 % tổng phương sai, bị ảnh hưởng hay tác động chủ yếu biến khí hậu, như: lượng mưa (bao gồm lượng mưa năm lượng mưa tháng khô nhất) theo hướng âm (negative) nhiệt độ (bao gồm nhiệt độ trung bình năm nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất) theo hướng dương (positive) Thành phần thứ hai - F2 bị ảnh hưởng chủ yếu độ ngập triều tần suất ngập triều Như vậy, phân tích thành phần PCA cho thấy, 06 nhân tố, bao gồm: lượng mưa trung bình tháng khơ nhất, nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất, lượng mưa năm, nhiệt độ trung bình năm, độ ngập triều tần suất ngập triều lựa chọn để xây dựng mơ hình, nhiên, để tóm gọn biến này, PCA đề xuất 02 biến đại diện Đó biến khí hậu (F_khí hậu), đại diện cho biến lượng mưa trung bình tháng khơ nhất, nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất, lượng mưa năm, nhiệt độ trung bình năm biến thuỷ văn (F_thuỷ văn), đại diện cho biến độ ngập triều tần suất ngập triều Việc sử dụng biến đại diện tránh tượng đa cộng tuyến phân tích phần 3.3 Xây dựng mơ hình tốn dự báo thay đổi thành phần lồi ngập mặn Mơ hình tốn biểu diễn mối quan hệ thành phần loài biến đại diện khí hậu, thuỷ văn, xây dựng thơng quan phân tích hồi quy Bảng trình bày kết phân tích đánh giá mơ hình tính tốn thành phần lồi Trang (K obovata), Bần chua (S caseolaris) Sú (A corniculatum) Cả 03 mơ hình có ý nghĩa (R = 0,31-0,41; p < 0,01) sở để dự báo thay đổi thành phần loài ngập mặn khu vực nghiên cứu Bảng Mơ hình hồi quy dự báo thành phần lồi ngập mặn STT Lồi Mơ hình IV_Tr = -3002,381 + 12,855F_khí hậu - 0,013(F_khí Trang hậu)2 - 0,559F_thuỷ văn + 0,007(F_thuỷ văn)2 IV_Ba = 1383,353 - 5,524F_khí hậu + 0,005(F_khí Bần chua hậu)2 + 1,181F_thuỷ văn - 0,011(F_thuỷ văn)2 IV_Su = 1257,048 - 5,132F_khí hậu + 0,005(F_khí Sú hậu)2 - 0,486F_thuỷ văn + 0,003(F_thuỷ văn)2 R F Sig 0,38 6,57 < 0,001 0,41 7,63 < 0,001 0,31 4,14 0,003 Kết áp dụng mơ hình dự báo thay đổi thành phần loài Trang (K obovata), Bần chua (S caseolaris) Sú (A corniculatum) rừng ngập mặn số khu vực thuộc ven biển miền Bắc Việt Nam theo kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng Bộ Tài nguyên Mơi trường (BTNMT 2016), trình bày Hình Tuy nhiên, điều cần lưu ý kết tính tốn dự báo Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 437 thực với giả thiết nhiệt độ, lượng mưa mực nước biển thay đổi theo tính tốn BTNMT (2016), cịn nhân tố sinh thái khác chưa bổ sung vào mô hình dự báo 100 Trang Series1 80 Bần chua Series2 Độ quan trọng IVI (%) Độ quan trọng IVI (%) Kết dự báo cho thấy, bối cảnh BĐKH, thành phần loài ngập mặn khu vực nghiên cứu có thay đổi đáng kể Nhìn chung, rừng ngập mặn bảo vệ tốt không chịu tác động người độ quan trọng lồi Trang (K obovata) có xu hướng giảm, lồi Sú (A corniculatum) có xu hướng tăng lên Trong đó, Bần chua (S caseolaris) biến động Cụ thể, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh, độ quan trọng loài Trang (K obovata) gần 60 % tương đối ổn định, năm 2030 Nhưng sau đó, Trang (K obovata) có giảm rõ rệt tới năm 2100 cịn % Trong đó, Sú (A corniculatum) có xu hướng tăng lên, từ 20 % đến 40 %, giai đoạn 2020 - 2080 từ năm 2080 - 2100, độ quan trọng Sú (A corniculatum) khoảng % Tiên Yên - Quảng Ninh Tiên Lãng - Hải Phòng Sú Series3 60 40 20 2020 2040 2080 2060 2100 100 Trang Series1 80 40 20 2020 2040 2060 Bần chua Series2 Sú Series3 60 40 20 2020 2040 2100 Giao Thuỷ - Nam Định Độ quan trọng IVI (%) Độ quan trọng IVI (%) Trang Series1 2080 Năm Tiền Hải - Thái Bình 80 Sú Series3 60 Năm 100 Bần chua Series2 2060 2080 2100 100 Trang Series1 80 Bần chua Series2 Sú Series3 60 40 20 2020 2040 2060 2080 2100 Năm Năm Độ quan trọng IVI (%) Kim Sơn - Ninh Bình 100 80 Trang Series1 Bần chua Series2 Sú Series3 60 40 20 2020 2040 2060 2080 2100 Năm Hình 3: Sự thay đổi thành phần loài ngập mặn số khu vực ven biển miền Bắc theo Kịch BĐKH, NBD Tại khu vực nghiên cứu khác (Tiên Lãng - Hải Phòng, Tiền Hải - Thái Bình, Giao Thuỷ - Nam Định hay Kim Sơn - Ninh Bình), có thay đổi độ quan trọng loài rừng ngập mặn phát triển Sự thay đổi thành phần lồi q trình diễn tự nhiên rừng ngập mặn Theo Phan Nguyên Hồng (1991), trình diễn tự nhiên rừng ngập mặn Tiên Yên - Quảng Ninh sau giai đoạn tiên phong của Mắm biển (A marina) hoặc Sú (A corniculatum), là giai đoạn hỗn hợp gồm các loài Trang (K obovata), Đâng (R stylosa) hay Vẹt 438 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững dù (B gymnorrhiza) Sau đó là giai đoạn Vẹt dù (B gymnorrhiza) chiếm ưu thế Như vậy, với kết tính tốn, thành phần lồi Sú (A corniculatum) Trang (K obovata) suy giảm hiểu trình diễn tự nhiên thay Vẹt dù (B gymnorrhiza) trình bồi tụ, làm cho đất ngày cao lên, không phù hợp với sinh trưởng phát triển Sú (A corniculatum) Trang (K obovata) (Phan Nguyên Hồng cộng sự, 1999) Tuy nhiên, điểm nghiên cứu thuộc ven biển tỉnh Đồng Sông Hồng, rừng ngập mặn chủ yếu rừng trồng loài Trang (K obovata) Bần chua (S caseolaris) Bên cạnh phát triển tự nhiên Sú (A corniculatum) bãi bồi thấp (Phan Nguyên Hồng, 2004; Nguyễn Thị Hồng Hạnh Phạm Hồng Tính, 2017) Khi tính tốn theo kịch biến đổi khí hậu, Trang (K obovata), Bần chua (S caseolaris) Sú (A corniculatum) loài chiếm ưu tương đối ổn định Điều cho thấy, rừng ngập mặn phát triển thay đổi song song với BĐKH NBD Kết quả này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Gilman (2004), Phạm Hồng Tính cộng (2014) cho rằng rừng ngập mặn vẫn phát triển và theo kịp tốc độ tăng mực nước biển Điều đó có nghĩa là nước biển dâng xảy trầm tích vẫn được bồi tụ và tốc độ bồi tụ trầm tích cao hơn hoặc bằng tốc độ gia tăng mực nước biển thì rừng ngập mặn ít bị tác động Kết luận Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, rừng ngập mặn ven biển miền Bắc Việt Nam phát triển chưa bị thay đổi hẳn bằng một thảm thực vật hay hệ sinh thái khác Tuy nhiên, thành phần lồi có thay đổi đáng kể Tại huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh, độ quan trọng loài Trang (K obovata) gần 60 % tương đối ổn định năm 2030 Nhưng sau đó, Trang (K obovata) giảm rõ rệt tới năm 2100 % Trong đó, Sú (A corniculatum) có xu hướng tăng lên từ 20 - 40 %, giai đoạn 2020 - 2080 từ năm 2080 đến năm 2100, độ quan trọng Sú (A corniculatum) khoảng % Đối với khu vực nghiên cứu khác, gồm: Tiên Lãng - Hải Phòng, Tiền Hải - Thái Bình, Giao Thuỷ - Nam Định hay Kim Sơn - Ninh Bình, rừng ngập mặn phát triển với độ quan trọng loài thay đổi không lớn khu vực Tiên Yên - Quảng Ninh Những nghiên cứu chi tiết sinh trưởng đường kính, chiều cao mật độ ngập mặn cần tiếp tục nghiên cứu để đánh giá đầy đủ thay đổi hệ sinh thái rừng ngập mặn Kết nghiên cứu sở quan trọng để đơn vị quản lý Trung ương địa phương đề sách chiến lược quản lý, bảo tồn hệ sinh thái rừng ngập mặn hiệu Lời cảm ơn: Nghiên cứu hoàn thành hỗ trợ kinh tế Đề tài mã số TNMT.2018.05.06 Các tác giả xin trân trọng cảm ơn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Tài nguyên Môi trường (2016) Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam Hà Nội [2] Bunt, J S (1992) Introduction In Robertson A I and Alongi D M (eds), Tropical mangrove ecosystem, American Geophysical Union, Washington DC, USA, pp - [3] Blasco, F (1996) Mangroves as indicators of coastal change Catena, 27, pp.167 - 178 [4] Clough, B (2013) Continuing the Journey Amongst Mangroves ISME Educational Book Series No.1, International Society for Mangrove Ecosystems, Okinawa, Japan, and International Tropical Timber Organization, Yokohama, Japan, 86 pp [5] Donald R Cahoona, Philippe F Hensel (2006) High-Resolution Global Assessment of Mangrove Responses to Sea-Level Rise: A Review In Proceedings of the Symposium on Mangrove Responses to Relative Sea-Level Rise and Other Climate Change Effects, 13 July 2006, Cairns Convention Centre, Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 439 Cairns, Australia [6] English, S., Wilkinson, C và Baker, V (1997) Survey Manual for Tropical Marine Resources 2nd Edition, Australian Institute of Marine Science, Townsville, Australia, 389 pages [7] Gilman, E (2004) Assessing and Managing Shoreline Response to Projected Relative Sea-Level Rise and Climate Change Prepared for the UNESCO World Heritage Central Pacific Project [8] James Gareth (2013) An Introduction to Statistical Learning: with Applications in R Springer p 176 ISBN 978 - 1461471370 [9] Lawless H T and Heymann H (1998) Sensory Evaluation of Food: Principles and Practices New York: Chapman & Hall [10] Misra R (1968) Ecology work book New Delhi: Oxford & IBH Publishing Co [11] Phan Nguyên Hồng, Trần Văn Ba, Viên Ngọc Nam, Hoàng Thị Sản, Vũ Trung Tạng, Lê Thị Trễ, Nguyễn Hoàng Trí, Mai Sỹ Tuấn, Lê Xuân Tuấn (1999) Rừng ngập mặn Việt Nam Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội [12] Phan Nguyên Hồng (1991) Sinh thái thảm thực vật rừng ngập mặn Việt Nam Luận án tiến sỹ Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội [13] Phan Nguyên Hồng (2004) Hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển đồng bằng Sông Hồng Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội [14] Phạm Hồng Tính, Mai Sỹ Tuấn (2015) Phân tích định lượng các chỉ số đa dạng sinh học và phân bố của thảm thực vật thân gỗ thảm thực vật ngập mặn tại ven biển miền Bắc Việt Nam Tạp chí Sinh học 38(1): 53 - 60 [15] Phạm Hồng Tính, Phạm Đức Cường và Mai Sỹ Tuấn (2014) Đánh giá tính dễ bị tổn thương đối với biến đổi khí hậu của hệ sinh thái rừng ngập mặn: lựa chọn phương pháp và những kết quả áp dụng bước đầu Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ về sinh học biển và phát triển bền vững Nhà xuất Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, p: 305 - 313 [16] Pham Hong Tinh, Nguyen Thi Hong Hanh and Mai Sy Tuan (2021) Ecological Valuation and Ecosystem Services of Mangroves In: Rastogi R.P., Phulwaria M., Gupta D.K (eds) Mangroves: Ecology, Biodiversity and Management Springer, Singapore [17] Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Mai Sỹ Tuấn (2008) Đặc tính của thể nền rừng ngập mặn - yếu tố tạo cho TTVNM là bể chứa khí thải nhà kính Tạp chí Sinh học, 30(9), tr 106 - 113 [18] Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Phạm Hồng Tính (2017) Định lượng cacbon rừng ngập mặn trồng vùng ven biển miền Bắc Việt Nam NXB Khoa học tự nhiên Công nghệ, Hà Nội [19] Reid, M K and Spencer, K L (2009) Use of principal components analysis (PCA) on estuarine sediment datasets: the effect of data pre-treatment Environmental Pollution, 157, 2275 - 2281 [20] Sarva Mangala Praveena, Ong Wei Kwan and Ahmad Zaharin Aris (2012) Effect of data pre-treatment procedures on principal component analysis: a case study for mangrove surface sediment datasets Environ Monit Assess (2012) 184:6855 - 6868 [21] Yun Xu, Royston Goodacre (2018) On splitting training and validation set: A comparative study of cross - validation, bootstrap and systematic sampling for estimating the generalization performance of supervised learning Journal of Analysis and Testing 2(3): 249 - 262 Ngày chấp nhận đăng: 10/11/2021 Người phản biện: PGS.TS Vũ Thanh Ca 440 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững ... Thành phần lồi ngập mặn chủ yếu khu vực nghiên cứu Thành phần loài Trang Thành phần loài Bần chua Thành phần loài Sú Thành phần loài Vẹt dù Thành phần loài Đâng Thành phần loài Mắm biển Ký hiệu... trình bày kết nghiên cứu thay đổi thành phần loài ngập mặn khu vực ven biển miền Bắc, Việt Nam theo kịch BĐKH 2016 Bộ Tài nguyên Môi trường Kết nghiên cứu định hướng cho nghiên cứu biến đổi hệ sinh... dự báo thay đổi thành phần loài Trang (K obovata), Bần chua (S caseolaris) Sú (A corniculatum) rừng ngập mặn số khu vực thuộc ven biển miền Bắc Việt Nam theo kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng

Ngày đăng: 30/10/2022, 17:45

Xem thêm: