Luận án nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên và phục hồi thảm thực vật ngập mặn khu vực quanh đảo đồng rui, huyện tiên yên, tỉnh quảng ninh

1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Hệ sinh thái (HST) rừng ngập mặn (RNM) có ý nghĩa vơ quan trọng mặt môi trường kinh tế xã hội Đây HST có suất cao, giữ vai trị quan trọng vùng cửa sơng ven biển nhiệt đới, có nhiều tài nguyên quý giá, đóng góp cho đời sống người, đặc biệt cư dân vùng cửa sông ven biển kinh tế xã hội môi trường sống Song, lại HST nhạy cảm với tác động người thiên nhiên Thảm thực vật ngập mặn (TTVNM) xã Đồng Rui HST tiêu biểu cho tiểu khu (Khu vực từ Móng Cái đến Cửa Ông) thuộc khu vực I - ven biển Đông Bắc từ Mũi Ngọc đến mũi Đồ Sơn theo cách phân chia Phan Nguyên Hồng (1991) [13] HST RNM Đồng Rui tương đối phong phú với lồi chịu mặn cao, khơng có lồi ưa nước lợ điển hình (Phan Nguyên Hồng, 1999) [14] Đặc điểm thành phần loài đặc trưng, bao gồm số loài Đâng (Rhizophora stylosa Griff.), Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza (L.) Lam.), Trang (Kandelia obovata Sheue Liu & Yong), loài vốn phân bố phổ biến khu vực gặp ven biển Nam Bộ, gặp rải rác ven biển Trung Bộ Trong năm gần đây, HST RNM Đồng Rui chịu nhiều áp lực quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, thông qua hoạt động khai thác nuôi trồng thủy sản, v.v Vì thế, diện tích TTVNM tự nhiên bị tàn phá, bị thu hẹp suy giảm nhiều số lượng chất lượng TTVNM thường phục hồi trình tái sinh tự nhiên, cách trồng rừng Thông qua tái sinh tự nhiên, hầu hết loài đặc trưng quần xã thực vật ngập mặn (QXTVNM) trước phục hồi (Đinh Thanh Giang, 2010) [10] Ưu điểm tái sinh tự nhiên rừng sau trình phục hồi trơng đợi giống với lồi ngập mặn (CNM) phân bố tự nhiên địa phương HST RNM phục hồi thông qua tái sinh tự nhiên có sức chống chịu tơt hơn, bền vững hệ sinh thái khôi phục phương pháp trồng rừng nhân tạo Bên cạnh việc phục hồi TTVNM thơng qua tái sinh tự nhiên giúp giảm chi phí phục hồi, có khả phục hồi TTVNM khu vực khó khăn, khó triển khai trồng rừng, đặc biệt HST RNM Xuất phát từ quan điểm trên, đề tài luận án:“Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên phục hồi thảm thực vật ngập mặn khu vực quanh đảo Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh” thực từ năm 2012 Những nghiên cứu đề tài nhằm đánh giá đặc điểm tái sinh tự nhiên, thông qua việc nghiên cứu diễn biến tầng CTS trình phục hồi TTVNM đánh giá xu hướng diễn QXTVNM số chuỗi diễn tiêu biểu khu vực Hình Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh (Nguồn: http://www.quangninh.gov.vn/Trang/ban-do.aspx) Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát: Mục tiêu nghiên cứu đề tài luận án định lượng thông tin, số liệu khoa học cần thiết đặc điểm tái sinh tự nhiên phục hồi TTVNM khu vực đảo Đồng Rui, phục vụ công tác phục hồi, phát triển quản lý bền vững HST RNM khu vực Các mục tiêu cụ thể luận án gồm: i) Đánh giá đặc điểm tái sinh phục hồi TTVNM khu vực nghiên cứu; ii) Đánh giá trạng cấu trúc xu hướng biến động TTVNM khu vực nghiên cứu; iii) Đề xuất giải pháp phục hồi TTVNM khu vực quanh đảo Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án TTVNM, chia thành 13 QXTVNM tự nhiên QXTVNM nhân tạo (rừng trồng) Đặc điểm tái sinh tự nhiên phục hồi 13 QXTVNM tự nhiên khu vực quanh đảo Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu luận án giới hạn việc nghiên cứu đánh giá khả tái sinh phục hồi TTVNM tự nhiên khu vực quanh đảo Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh; thông qua việc nghiên cứu đặc điểm TTVNM, đặc điểm cấu trúc tầng cao số QXTVNM tự nhiên, đặc điểm tái sinh tự nhiên QXTVNM xu hướng diễn TTVNM khu vực nghiên cứu, để từ đề xuất số giải pháp phục hồi phát triển TTVNM khu vực nghiên cứu Thời gian nghiên cứu tiến hành năm, từ tháng 12 năm 2011 đến tháng năm 2018, đó: + Từ tháng 12/2011 ÷ tháng 2/2012: Nghiên cứu tài liệu, tổng hợp thơng tin, hồn thiện phương pháp lên kế hoạch chi tiết; + Từ tháng 3/2012 ÷ tháng 3/2018: Điều tra thu thập số liệu, xử lý phân tích số liệu; + Từ tháng 3/2018 ÷ tháng 9/2018: Viết báo khoa học, viết hoàn thiện luận án Ý nghĩa luận án Kết thu luận án dẫn liệu mang tính hệ thống lượng hóa diễn biến tái sinh tự nhiên phục hồi TTVNM khu vực quanh đảo Đồng Rui, Tiên Yên, Quảng Ninh Đây dẫn liệu khoa học chế trì đa dạng lồi HST RNM khu vực nói riêng HST RNM có đặc điểm tương tự khu vực khác miền Bắc Việt Nam nói chung Đồng thời góp phần làm sở khoa học nhằm định hướng giải pháp lâm sinh, kinh tế - xã hội để bảo tồn, phục hồi trì HST RNM khu vực quanh đảo Đồng Rui Đóng góp luận án Những điểm luận án: 1- Đã nghiên cứu nhận dạng tính đa dạng Khu hệ thực vật bậc cao có khu vực quanh đảo Đồng Rui với 144 loài, 115 chi, 53 họ thuộc ngành Dương xỉ (Pteridophyta) Ngọc Lan (Magnoliophyta) Trong có 16 lồi TVNM thực thụ Đồng thời xác định mô tả 14 quần QXTVNM vùng biển quanh đảo Đồng Rui 2- Cung cấp dẫn liệu khoa học có lượng hóa q trình biến đổi tổ thành lồi; đa dạng loài; diễn biến chết, bổ sung, chuyển cấp tầng CTS tán tái sinh lỗ trống QXTVNM tự nhiên khu vực đảo Đồng Rui sở nguồn số liệu thu thập từ ô định vị (ODV) với thời gian theo dõi năm (2012 - 2018) 3- Xác định chế trì đa dạng lồi TTVNM thông qua đặc điểm tái sinh tự nhiên tán tái sinh lỗ trống QXTVNM tự nhiên khác nhau, khu vực nghiên cứu Bố cục luận án Luận án gồm 143 trang, chia thành phần: - Mở đầu: trang - Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu (19 trang) - Chương Nội dung phương pháp nghiên cứu (17 trang) - Chương Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu (9 trang) - Chương Kết nghiên cứu thảo luận (82 trang) - Kết luận kiến nghị (3 trang) - Tài liệu tham khảo (7 trang) - Danh sách cơng trình cơng bố liên quan đến luận án (1 trang) Luận án có 41 bảng; 31 hình (16 biểu đồ, 11 sơ đồ, đồ ảnh; 27 phụ lục; 71 tài liệu tham khảo, có 44 tài liệu tiếng Việt 27 tài liệu tiếng Anh CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Một số khái niệm 1.1.1 Khái niệm chung thảm thực vật Trên giới nói chung Việt Nam nói riêng, khái niệm thảm thực vật nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Năm 1999, Thái Văn Trừng [40] đưa khái niệm thảm thực vật: Thảm thực vật gồm quần thể thực vật phủ mặt đất thảm xanh Cịn theo Trần Đình Lý (1998) [21] thảm thực vật tầng phủ thực vật vùng cụ thể hay toàn bề mặt Trái Đất Thành phần chủ yếu thảm thực vật cá thể loài cỏ, đối tượng nghiên cứu thảm thực vật lại quần thể thực vật hình thành số lượng lớn hay nhỏ cá thể loài thực vật hợp lại 1.1.2 Tái sinh tự nhiên thảm thực vật Tái sinh tự nhiên trình, nói đến tái sinh tự nhiên phục hồi thảm thực vật nói đến diễn biến tái sinh, có thay đổi thành phần loài cấu trúc rừng theo thời gian Để đánh giá diễn biến tái sinh, cần nghiên cứu đánh giá nhân tố số lượng loài cá thể tái sinh bổ sung hàng năm; số lượng loài cá thể tái sinh bị chết; số lượng loài cá thể tái sinh sống sót, sinh trưởng chuyển lên tầng cao (dẫn theo Nguyễn Đắc Triển, 2014 [38] Bùi Chính Nghĩa, 2012 [23]) Tổng hợp ba nhân tố ba q trình làm thay đổi cấu trúc tổ thành thảm thực vật phản ánh diễn biến tái sinh thảm thực vật Sự xáo trộn tái sinh rừng tượng xảy thường xuyên rừng tự nhiên nhiệt đới Ở đó, lồi ưa sáng thường chiếm ưu tầng tán rừng điều thường diễn phần lớn chu kỳ sống chúng Dưới tán có nhiều hệ non loài tầng trên, có cá thể thành thục lồi có kích thước bé Những đối tượng bị đào thải thường già cỗi tầng tán tái sinh phẩm chất kém, khả cạnh tranh tầng tái sinh tán rừng Sự đổ gẫy già cỗi, đặc biệt có tán rộng tạo lỗ trống tán rừng (Nguyễn Văn Thêm, 2002 [29] Trần Xuân Thiệp, 1995 [31]) 1.1.3 Phục hồi RNM Có nhiều quan điểm tái sinh phục hồi RNM giới hoạt động phục hồi RNM cần phải quan tâm đến giá trị sinh thái, môi trường sống động vật nguồn thức ăn cho chuỗi thức ăn cạn chuỗi thức ăn biển Theo C Field (1998) [55] khơi phục RNM thiết lập lại đặc điểm cấu trúc chức hệ sinh thái Trong cách tiếp cận quản lý tổng hợp vùng ven biển, việc khôi phục RNM hướng đến phục hồi tính sinh thái nhờ nâng cao chức phịng hộ vành đai RNM ven biển tăng cường khả phục hồi trước BĐKH 1.2 Tổng quan nghiên cứu giới vấn đề luận án 1.2.1 Phân bố RNM giới RNM phân bố chủ yếu vùng xích đạo nhiệt đới hai bán cầu Tuy nhiên, số lồi mở rộng khu phân bố lên phía Bắc tới Bermuda (33022’ độ vĩ Bắc) Trang (Kandelia candel (L.) Druce), Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza), Đâng (Rhizophora stylosa) (Phan Nguyên Hồng, 1999) [14] Giới hạn phía Nam CNM New Zealand (38003’ vĩ độ Nam) phía Nam Australia (38043’ vĩ độ Nam) Ở vùng này, khí hậu mùa đơng lạnh nên có lồi Mắm biển (Avicennia marina (Forssk.) Veirh.) (Phan Nguyên Hồng, 1999) [14] RNM phân thành sáu vùng khác từ Đơng sang Tây (Hình 1.1), vùng bị chia cách đất liền đại dương, ngăn cản phát tán thực vật ngập mặn từ vùng sang vùng khác Hình 1.1 Sơ đồ phân bố rừng ngập mặn giới (Nguồn: M Spalding et al 2010) [69] Sự phân bố RNM có ba kiểu: Kiểu thứ khác loài thành phần loài số lượng loài châu Phi, châu Á châu Mỹ Kiểu thứ hai giảm số lượng loài theo vĩ độ tăng lên; hầu hết ảnh hưởng điều kiện nhiệt độ Kiểu thứ ba giảm tính đa dạng lồi lượng mưa giảm dần khô hạn tăng dần Với hỗ trợ tổ chức ITTO FAO, M Spalding cộng (2010) [69] xuất sách World Atlas of Mangroves, cho biết diện tích RNM lại khoảng 152.361 km2, phân bố 10 khu vực Trong khu vực Đơng Nam Á có diện tích lớn (51.049 km2, chiếm 33,5 %) Vùng Đơng Á có diện tích thấp (với 215 km2, chiếm 0,1 %) Theo FAO (2015) [56], tổng diện tích RNM 12 quốc gia có diện tích RNM lớn giới xấp xỉ 105 nghìn km2, Indonesia có diện tích RNM lớn với 31 nghìn km2 Diện tích RNM quốc gia thuộc châu Á (Campuchia, Trung Quốc, Indonesia, Malaysia, Philippin, Thái Lan, Việt Nam) chiếm 30 % tổng diện tích RNM giới, tỷ lệ rừng bị phá hủy hàng năm lớn 55 % mức trung bình giới Điều đồng nghĩa với việc đa dạng sinh học khu vực bị suy giảm nghiêm trọng trở thành mối quan tâm toàn cầu Theo C Giri cộng (2015) [53], từ năm 2000 đến 2012, khu vực Nam Á, có đến 92.135 RNM bị Diện tích rừng trồng lại quốc gia Nam Á khoảng 80.461 không đủ bù cho diện tích bị Cùng với suy giảm diện tích, chất lượng RNM có chiều hướng suy giảm Tại đồng Indus, Pakistan, tổng số 98.014 RNM, có khoảng 26.555 rừng giàu (độ che phủ lớn 50 %) có đến 71.459 rừng thưa thớt (độ che phủ 50 %) 1.2.2 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh phục hồi RNM giới A Winata cộng (2014) [70] nghiên cứu đa dạng sinh học tái sinh tự nhiên RNM Indonesia 730 cá thể loài CNM khác giai đoạn sinh trưởng, tính mẫu, bao gồm 12 lồi, số đó, lồi chi Dà (Ceriops) có số giá trị quan trọng cấp độ giống (126,26 %) non (121,07 %) A Wintana cộng cho thể đóng vai trị quan trọng q trình tái sinh khu vực nghiên cứu Các thành phần chất ảnh hưởng đến loài CNM chiếm ưu thế, ảnh hưởng đến tái sinh chúng, cụ thể hai loài Dà (Ceriops tagal (Perr) C.B.Rob.) Cóc (Lumnitzera racemosa (Gaud.) Presl.) Các khu vực RNM bị suy thối, chẳng hạn ao ni tôm bị bỏ hoang, thường phục hồi nhờ tái sinh Đước (Rhizophora apiculata Blume) (A Pranchai, 2017) [64] Nghiên cứu thực với R apiculata 16 tuổi trồng đầm tơm hoang hóa tỉnh Nakhon Si Thammarat, miền Nam Thái Lan Các mô 50% trồng R apiculata ban đầu chết tự tỉa thưa có tới 38 % số tái sinh tự nhiên gần mẹ Tác giả cho rằng, mật độ giống R apiculata trồng ban đầu hạ xuống để giảm chi phí phục hồi RNM, số lượng lớn bị tỷ lệ tử vong phụ thuộc vào mật độ, tận dụng khả tái sinh tự nhiên để phục hồi rừng theo mục đích Từ năm 1990, dự án phục hồi rừng thiết lập để chống lại suy giảm RNM (S Aksornkoae, 10 1996, dẫn theo A Pranchai, 2017) [64] Sự cạnh tranh ngày tăng loài diễn dẫn tới tỉa thưa tự nhiên, giảm mật độ rừng kích thước tăng Cấu trúc tầng cao ảnh hưởng đến tăng trưởng, tỷ lệ tử vong trình tái sinh HST RNM việc nghiên cứu cấu trúc RNM giúp tăng cường hiểu biết chế ảnh hưởng đến tái sinh rừng Năm 2013, A O Olagoke cộng [63] tiến hành phân tích mơ hình điểm lần áp dụng cho sinh thái RNM để khám phá cấu trúc khơng gian tái sinh lồi Đưng (Rhizophora mucronata Lamk) quần xã RNM Mật độ Đưng (R mucronata) khác theo mức ngập triều khác Nghiên cứu cho thấy, thường có khoảng cách tương đối gần so với mẹ Như vậy, phân bố tái sinh phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường xung quanh gốc mẹ, thể nền, mức độ ngập triều độ che sáng tán mẹ Phân bố loài cấu trúc không gian RNM chi phối ảnh hưởng tổng hợp nhân tố nhiệt độ, độ mặn, ngập triều, kết cấu đất, pH, địa mạo (Smith, 1992, dẫn theo A O Olagoke) [63] M D Kamruzzaman cộng (2017) [60] nghiên cứu cấu trúc tái sinh mơ hình quần xã RNM dọc theo vùng Oligohaline Sundarbans, Bangladesh Kết nghiên cứu cho thấy, RNM Karamjol có cấu trúc phức tạp khu vực Ghagramari Sự tái sinh đa dạng loài tương tự hai khu vực nghiên cứu Tác giả kết luận rằng, tỷ lệ thành công việc tuyển chọn giống khơng giống tất lồi CNM tán rừng Nghiên cứu cung cấp thông tin giống tuyển dụng, cấu trúc thành phần quần xã trưởng thành, ý nghĩa sinh thái chúng xem xét việc đề xuất chế quản lý RNM khu vực nghiên cứu A C Ferreira cộng (2015) [54] cho rằng, phục hồi RNM công cụ mạnh mẽ để tái tạo cửa sông nhiệt đới suy thối tồn giới Các mức độ can thiệp cần thiết để xây dựng lại khu vực RNM nghiên cứu, hệ thống động số khu vực bị suy thối tự phục hồi Tác giả so sánh khu vực phục hồi rừng cách trồng Đước đỏ (Rhizophora mangle L.) khu vực phục hồi tái sinh tự nhiên Sau ... vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu luận án giới hạn việc nghiên cứu đánh giá khả tái sinh phục hồi TTVNM tự nhiên khu vực quanh đảo Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh; thông qua việc nghiên. .. cứu luận án TTVNM, chia thành 13 QXTVNM tự nhiên QXTVNM nhân tạo (rừng trồng) Đặc điểm tái sinh tự nhiên phục hồi 13 QXTVNM tự nhiên khu vực quanh đảo Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh. .. TTVNM khu vực nghiên cứu; iii) Đề xuất giải pháp phục hồi TTVNM khu vực quanh đảo Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu