Luận án tiến sĩ: Ảnh hưởng của các dạng lập địa và chế độ triều lên khả năng tích lũy cacbon của rừng ngập mặn tại tỉnh Cà Mau

Mục tiêu của luận án là khảo sát ảnh hưởng của thủy triều và điều kiện lý, hóa đất đến sự tích lũy cacbon (C) trên các dạng lập địa tại 2 khu vực cửa sông Vàm Lũng và cồn Ông Trang (cồn trong) thuộc RNM huyện Ngọc Hiển tỉnh Cà Mau.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN HÀ QUỐC TÍN ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC DẠNG LẬP ĐỊA VÀ CHẾ ĐỘ TRIỀU LÊN KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CACBON CỦA RỪNG NGẬP MẶN TẠI TỈNH CÀ MAU Chuyên ngành: Môi trường Đất Nước Mã số: 44 03 03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC Cần Thơ - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC DẠNG LẬP ĐỊA VÀ CHẾ ĐỘ TRIỀU LÊN KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CACBON CỦA RỪNG NGẬP MẶN TẠI TỈNH CÀ MAU LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS LÊ TẤN LỢI Cần Thơ - 2018 TÓM LƯỢC Mục tiêu luận án khảo sát ảnh hưởng thủy triều điều kiện lý, hóa đất đến tích lũy cacbon (C) dạng lập địa khu vực cửa sơng Vàm Lũng cồn Ơng Trang (cồn trong) thuộc RNM huyện Ngọc Hiển tỉnh Cà Mau Trên dạng lập địa bố trí lát cắt gồm tiêu chuẩn tròn có hướng vng gốc từ bờ vào Các số liệu thu thập bao gồm: Cao trình, tần số ngập (TSN), độ sâu ngập (ĐSN) tính tốn dựa theo mực nước biển so sánh với cao độ mặt đất Giá trị pH đất, Eh đất, độ mặn nước đất, dung trọng, hàm lượng chất hữu (CHC) đất đo trực tiếp ngồi đồng phân tích phòng thí nghiệm Khả tích lũy bể C tính cách đo đường kính thân ngang ngực vị trí 1,3 m (DBH), thu mẫu vật rụng phân tích mẫu đất Số liệu tính tốn phân tích thống kê phần mềm SPSS Excel Kết nghiên cứu Vàm Lũng cho thấy lập địa ven sơng có cao trình mặt đất thấp nhất, kế lập địa cửa sơng cao lập địa ven biển nên lập địa ven sơng có số lần ngập/năm ĐSN cao nhất, lập địa cửa sông thấp lập địa ven biển Giá trị độ mặn nước đất, pH Eh đất cao lập địa ven biển, lập địa cửa sông thấp lập địa ven sông Dung trọng đất cao lập địa ven biển, lập địa ven sông thấp lập địa cửa sông CHC đất cao lập địa cửa sông, lập địa ven sông thấp lập địa ven biển Tích lũy C đứng dạng lập địa ven biển thấp nhất, lập địa ven sông cao lập địa cửa sơng Khơng có khác biệt thống kê tích lũy C vật rụng, đất rễ dạng lập địa Phân tích tương quan mối quan hệ yếu tố môi trường đất nước với tích lũy cacbon cho kết lập địa ven biển có tích lũy C đất, rễ đứng, vật rụng đứng chịu tác động chủ yếu pH đất; Eh đất dung trọng Riêng tích lũy C đất vật rụng chịu ảnh hưởng TSN ĐSN Bên cạnh đó, Tích lũy C đất chịu ảnh hưởng hàm lượng CHC Tại lập địa cửa sông, tích lũy C đất chịu tác động yếu tố lý hóa đất pH đất dung trọng Tích lũy C đứng rễ đứng chịu tác động dung trọng CHC Tích lũy C vật rụng chịu tác động TSN, ĐSN; pH đất, độ mặn nước đất Eh đất Tại lập địa ven sơng, tích lũy C đất, đứng rễ đứng chịu tác động độ mặn nước đất Tích lũy C đứng, vật rụng rễ đứng chịu tác động ĐSN Tích lũy C đứng rễ đứng chịu tác động Eh đất Tích lũy C vật rụng i chịu thêm tác động CHC đất Phân tích hồi quy đa biến mối tương quan yếu tố lý hóa đất tích lũy cacbon đất, đứng, vật rụng rễ đứng rừng ngập mặn Vàm Lũng cho kết phương trình hồi quy đa biến dự đốn mối tương quan yếu tố lý hóa đất tích lũy cacbon đất Tại Cồn Ơng Trang, lập địa cuối cồn có cao trình thấp nhất, kế lập địa cồn đầu cồn cao Đối với ĐSN cao cuối cồn, lập địa cồn thấp lập địa đầu cồn, TSN ngược lại Giá trị pH đất cao lập địa cồn, lập địa cuối cồn thấp lập địa đầu cồn Giá trị Eh, độ mặn hàm lượng CHC đất khác biệt dạng lập địa Dung trọng đất cao lập địa đầu cồn, lập địa cồn thấp lập địa cuối cồn Tích lũy C đất lập địa đầu cồn cao khác biệt thống kê lập địa cồn lập địa cuối cồn Tích lũy C vật rụng, đứng rễ khơng có khác biệt dạng lập địa Phân tích tương quan mối quan hệ yếu tố mơi trường đất nước với tích lũy cacbon cho kết lập địa đầu cồn, Tích lũy C đất, đứng rễ đứng chịu tác động Eh đất CHC đất Ngoài ra, tích lũy C đất chịu tác động pH đất dung trọng đất Tích lũy C vật rụng chịu tác động TSN ĐSN Tại lập địa cồn, tích lũy C đất chịu tác động pH đất Eh đất Tích lũy C vật rụng chịu tác động Eh đất độ mặn nước đất Tích lũy C rễ đứng chịu tác động pH dung trọng Tích lũy C đứng có mối quan hệ chưa chịu tác động yếu tố lý hóa đất Tại lập địa cuối cồn, tích lũy C đất, đứng rễ đứng chịu tác động pH đất; dung trọng đất Tích lũy C đất chịu ảnh hưởng ĐSN Tích lũy C vật rụng chịu tác động TSN Phân tích hồi quy đa biến mối tương quan yếu tố lý hóa đất tích lũy cacbon đất, đứng, vật rụng rễ đứng rừng ngập mặn Cồn Ơng Trang cho kết phương trình hồi quy đa biến dự đoán mối tương quan yếu tố lý hóa đất tích lũy cacbon đất Từ khóa: Rừng ngập mặn, lập địa, chế độ triều, tích lũy cacbon, Ngọc Hiển, Cà Mau ii ABSTRACT The objective of the thesis was to determine the influence of tide and physicochemical properties of soil on the carbon (C) accumulation on some topography at Vam Lung river and Ong trang islet in mangrove forests of Ngoc Hien district, Ca Mau province The experiment was carried out on six circular plots on transects perpendicular to the shore or estuarine Data were collected include: elevation, depth and frequency of inundation were calculated based on sea level and compared to ground elevations Soil pH, soil Eh, salinity of soil water, density, and organic matter content in soil were measured directly in the field and analyzed in the laboratory The accumulation capacity of the carbon pool was calculated by measuring tree diameters at breast height (DBH) at 1.3 m above the soil surface or 30 cm above the highest prop root for Rhizophora spp., collecting downed deadwood samples and analyzing soil samples The data were statistically analyzed by SPSS and Excel software The research results at Vam Lung showed that the riverine topography had the lowest elevation, followed by the estuarine and the highest is the fringe so the riverine had the highest number of inundation/year and the depth inundation, followed by estuarine and the lowest is the fringe topography The value of salinity of soil water, pH, and Eh were the highest at the fringe topography, followed by the estuarine and the lowest at the riverine The soil density was the highest in the fringe topography, followed by the riverine and lowest at the estuarine The organic matter in the soil was the highest at estuarine, followed by the riverine and the lowest at the fringe topography C accumulation on standing trees was the lowest in the fringe, followed by the riverine and the highest at estuarine topography C accumulation in downed deadwood, soil and roots was not statistically diferent in three topography types Results of the variable correlation analysis between the soil and water environmental factors and the accumulation of carbon showed that at the fringe topography, C accumulation in soil, roots of standing trees, downed deadwood and standing trees was affected by soil pH, soil Eh and soil density The C accumulation in soil and downed deadwood was also affected by inundation frequency and depth In additon, C accumulation in soil was affected by soil organic matter At estuarine topography, C accumulation in soil affected by soil physical and chemical factors was pH of soil and density Accumulation of standing trees and roots of standing tress was influenced by soil density and organic matter C accumulation of downed deadwood was affected by the inundation frequency and depth; soil pH; salinity of soil water and soil Eh At the riverine topography, C accumulation in soil, standing trees and roots of standing trees affected by soil physical and chemical factors was the salinity of soil water C accumulation of roots of standing trees, downed deadwood and standing trees was affected by inundation depth C accumulation of roots of standing trees and standing trees was affected by soil Eh C accumulation of downed deadwood was also affected by soil organic matter The multivariate regression analysis of the correlation between factors of chemical and physical of soil and C accumulation in soil, standing trees, downed deadwood and standing tree roots in Vam Lung mangrove forests only showed the multivariable regression which predicted the correlation between soil physical and chemical factors and soil C accumulation The results research at Ong Trang islet showed that the tip of islet topography had the lowest elevation, iii followed by the middle of islet and the highest is the top of islet topography so the tip of islet topography had the highest number of inundation/year and the depth inundation, followed by middle of islet and the lowest is the top of islet topography The pH value was the highest at the middle of islet topography, followed by the tip of islet and the lowest at the top of islet topography The Eh, salinity of soil water, and organic matter in soil value were not different at three sites in Ong Trang islet The soil density was the highest in the top of islet topography, followed by the middle of islet and lowest at the tip of islet topography The accumulation in soil was the highest and statistically diferent in the top of islet topography, followed by the middle of islet and lowest at the tip of islet topography C accumulation in litter fall, standing and root trees was not different in three topographiy types at islet Results of the correlation analysis between the soil and water environmental factors and the accumulation of carbon showed that at the top of the islet, C accumulation in the soil, standing trees and roots of standinguyCre(tan/ha) Pearson Correlation TichluyCre(tan/ha) 1.000 pH 215 DOMAN Eh DUNGTRONG ptCHC -.405 -.229 -.110 -.366 pH 215 1.000 -.035 -.325 -.008 000 DOMAN -.405 -.035 1.000 540 562 424 Eh -.229 -.325 540 1.000 680 156 DUNGTRONG -.110 -.008 562 680 1.000 151 ptCHC -.366 000 424 156 151 1.000 175 034 160 318 051 Sig TichluyCre(tan/ha) (1-tailed) pH 175 440 075 485 499 DOMAN 034 440 006 004 028 Eh 160 075 006 000 250 DUNGTRONG 318 485 004 000 256 ptCHC 051 499 028 250 256 TichluyCre(tan/ha) 36 36 36 36 36 36 pH 36 36 36 36 36 36 DOMAN 36 36 36 36 36 36 Eh 36 36 36 36 36 36 DUNGTRONG 36 36 36 36 36 36 ptCHC 36 36 36 36 36 36 N 188 Model Summary Change Statistics Adjusted Std Error of Model R R Square R Square the Estimate 516a 266 021 Sig F R Square Change F Change 31.53053 266 df1 1.087 df2 Change 30 407 a Predictors: (Constant), ptCHC, DUNGTRONG, DOMAN, Eh, pH ANOVAb Model Sum of Squares df Mean Square Regression 5402.263 1080.453 Residual 14912.612 30 994.174 Total 20314.876 35 a Predictors: (Constant), ptCHC, DUNGTRONG, DOMAN, Eh, pH b Dependent Variable: TichluyCre(tan/ha) 189 F 1.087 Sig .407a Bảng 3: Thống kế mối quan hệ thơng số mơi trường tích lũy Cacbon đứng Correlations TichluyCcaydung (tan/ha) Pearson TichluyCcaydung(tan/ha) 1.000 pH DOMAN Eh DUNGTRONG ptCHC 209 -.466 -.290 -.186 -.345 Correlation Sig (1-tailed) N pH 209 1.000 -.035 -.325 -.008 000 DOMAN -.466 -.035 1.000 540 562 424 Eh -.290 -.325 540 1.000 680 156 DUNGTRONG -.186 -.008 562 680 1.000 151 ptCHC -.345 000 424 156 151 1.000 182 017 101 210 063 TichluyCcaydung(tan/ha) pH 182 440 075 485 499 DOMAN 017 440 006 004 028 Eh 101 075 006 000 250 DUNGTRONG 210 485 004 000 256 ptCHC 063 499 028 250 256 TichluyCcaydung(tan/ha) 36 36 36 36 36 36 pH 36 36 36 36 36 36 DOMAN 36 36 36 36 36 36 Eh 36 36 36 36 36 36 DUNGTRONG 36 36 36 36 36 36 ptCHC 36 36 36 36 36 36 190 Model Summary Change Statistics Adjusted Std Error of Model R Sig F R Square R Square the Estimate R Square Change F Change 537a 288 051 89.32854 288 df1 1.216 df2 Change 30 349 a Predictors: (Constant), ptCHC, DUNGTRONG, DOMAN, Eh, pH ANOVAb Model Sum of Squares df Mean Square 48523.715 9704.743 Residual 119693.825 30 7979.588 Total 168217.540 35 Regression a Predictors: (Constant), ptCHC, DUNGTRONG, DOMAN, Eh, pH b Dependent Variable: TichluyCcaydung(tan/ha) 191 F Sig 1.216 349a Bảng 4: Thống kế mối quan hệ thơng số mơi trường tích lũy Cacbon vật rụng Correlations Cvatrung(tan/ha) Pearson Cvatrung(tan/ha) 1.000 pH DOMAN Eh DUNGTRONG ptCHC -.210 069 299 157 056 Correlation Sig (1-tailed) N pH -.210 1.000 -.035 -.325 -.008 000 DOMAN 069 -.035 1.000 540 562 424 Eh 299 -.325 540 1.000 680 156 DUNGTRONG 157 -.008 562 680 1.000 151 ptCHC 056 000 424 156 151 1.000 180 384 094 248 405 Cvatrung(tan/ha) pH 180 440 075 485 499 DOMAN 384 440 006 004 028 Eh 094 075 006 000 250 DUNGTRONG 248 485 004 000 256 ptCHC 405 499 028 250 256 Cvatrung(tan/ha) 36 36 36 36 36 36 pH 36 36 36 36 36 36 DOMAN 36 36 36 36 36 36 Eh 36 36 36 36 36 36 DUNGTRONG 36 36 36 36 36 36 ptCHC 36 36 36 36 36 36 192 ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC DẠNG LẬP ĐỊA VÀ CHẾ ĐỘ TRIỀU LÊN KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CACBON CỦA RỪNG NGẬP MẶN TẠI TỈNH CÀ MAU LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC... đất cao lập địa ven biển, lập địa ven sông thấp lập địa cửa sông CHC đất cao lập địa cửa sông, lập địa ven sơng thấp lập địa ven biển Tích lũy C đứng dạng lập địa ven biển thấp nhất, lập địa ven... lập địa cồn, lập địa cuối cồn thấp lập địa đầu cồn Giá trị Eh, độ mặn hàm lượng CHC đất khơng có khác biệt dạng lập địa Dung trọng đất cao lập địa đầu cồn, lập địa cồn thấp lập địa cuối cồn Tích