Luận văn "Phương pháp đánh giá nhanh sinh khối và ảnh hưởng của độ sâu ngập lên sinh khối rừng tràm tỉnh Cà Mau"

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Năm học 2004 - 2005 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ NHANH SINH KHỐI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ SÂU NGẬP LÊN SINH KHỐI RỪNG TRÀM (Melaleuca cajuputi) TRÊN ĐẤT THAN BÙN VÀ ĐẤT PHÈN KHU VỰC U MINH HẠ TỈNH CÀ MAU (Evaluation biomass and Effect of submergence depth on growth of Melaleuca planting on peat soil and acid sulfate soil in U Minh Ha area - Ca Mau province) Lê Minh Lộc LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG CẦN THƠ - 2005 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Năm học 2004 - 2005 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ NHANH SINH KHỐI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ SÂU NGẬP LÊN SINH KHỐI RỪNG TRÀM (Melaleuca cajuputi) TRÊN ĐẤT THAN BÙN VÀ ĐẤT PHÈN KHU VỰC U MINH HẠ TỈNH CÀ MAU (Evaluation biomass and Effect of submergence depth on growth of Melaleuca planting on peat soil and acid sulffate Soil in U Minh Ha area - Ca Mau province) Lê Minh Lộc Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành Khoa học Môi trường Mã số: 60 85 02 Đã bảo vệ và được duyệt Hiệu trưởng: PGs. Ts. Lê Quang Minh Trưởng Khoa CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGs. Ts. Nguyễn Bảo Vệ 1. Ts. Võ Thị Gương 2. PGs. Ts. Lê Quang Trí CẦN THƠ – 2005 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây. Tác giả luận án Lê Minh Lộc 4 BẢNG TÓM TẮT QUÁ TRÌNH HỌC TẬP, CÔNG TÁC VÀ HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC KỸ THUẬT Họ tên: LÊ MINH LỘC Lớp: Khoa học Môi trường Khóa: 8 Ngày sinh: 15/05/1959 Nơi sinh: Thành phố Cần Thơ Cơ quan công tác: Trung Tâm Nghiên Cứu & Ứng Dụng Kỹ Thuật Rừng Ngập Minh Hải Tốt nghiệp đại học: Ngành Lâm Nghiệp, năm 1986 Trường: Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh Thời gian và nơi công tác từ ngày ra trường đến nay: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 3/1987-3/2000 Lâm ngư trường Tam Giang III, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau Trưởng phòng kỹ thuật 4/2000-12/2002 Công Ty Dịch vụ kỹ thuật Lâm Nghiệp Minh Hải Đội phó Dội Điều tra Thiết kế rừng 1/2003 - nay Trung tâm Nghiên cứu & Ứng dụng Kỹ thuật rừng ngập Minh Hải, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. Trưởng phòng Khoa Học TÓM TẮT QUÁ TRÌNH HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 1. Bồi dưỡng kiến thức trong và ngoài nước (từ sau ngày tốt nghiệp đại học) - Hệ sinh thái rừng ngập mặn – chương trình MHO8 – Đại học Cần thơ từ 11-19/10/1996. 2. Các công trình đã nghiên cứu có liên quan đến đề tài: - Sinh khối rừng Đước (Rhizophora apiculata), 1998. Tên đề tài: Phương pháp đánh giá nhanh sinh khối và Ảnh hưởng của độ sâu ngập lên sinh khối rừng Tràm (Melaleuca cajuputi) trên đất than bùn và đất phèn khu vực U Minh Hạ tỉnh Cà Mau. Người hướng dẫn chính: Ts. Võ Thị Gương Người hướng dẫn phụ: PGs. Ts Lê Quang Trí 4. Ý kiến nhận xét của đơn vị quản lý 5 Tổng số môn đã học: Tổng số đơn vị học trình đã học: Điểm trung bình chung học tập: Đã hoàn thành chương trình học tập Phòng QLKH - ĐTSĐH Người khai Lê Minh Lộc v CẢM TẠ Nghiên cứu phương pháp đánh giá nhanh sinh khối và ảnh hưởng của độ sâu ngập lên sinh khối rừng Tràm trên đất than bùn và đất phèn khu vực U Minh Hạ tỉnh Cà Mau là công việc phức tạp, đòi hỏi thời gian và kinh phí. Đề tài đã được triển khai thực hiện với khối lượng công việc khảo sát hiện trường khá lớn và tỉ mĩ, cần có sự tham gia hỗ trợ của mhiều người. Để hoàn thành được đề tài n ầy, ngoài những nỗ lực cá nhân, chúng tôi cũng đã nhận được sự động viên, giúp đở, chỉ dẫn nhiệt tình của các Thầy, Cô Trường Đại học Cần Thơ, sự giúp đỡ của các cơ quan chuyên ngành và của các đồng nghiệp. Trong những lúc khó khăn nhất, tưởng như đề tài đã không thể hoàn thành được. Tuy nhiên, Sau thời gian dài nỗ lực, đề tài đã được hoàn thành. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệ t tình của Ts. Võ Thị Gương PGs. Ts. Lê Quang Trí đã động viên và chỉ dẫn tận tình trong quá trình thực hiện luận án. Cảm ơn Ban Giám Đốc, các CB khoa học cùng các kỹ thuật viên Trung tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Kỹ thuật Rừng ngập Minh Hải đã tạo điều kiện hỗ trợ về thời gian, trang thiết bị, tài liệu và nhân lực tham gia công tác ngoại nghiệp tại hiện trường. Cảm ơn tập thể cán bộ, công nhân viên các Lâm Ng ư Trường U Minh I, U Minh III, huyện U Minh và Lâm Ngư Trường Trần Văn Thời huyện Trần Văn Thời và Khu Bảo Tồn Thiên Nhiên Vồ Dơi tỉnh Cà Mau đã tạo điều kiện ăn, ở và làm việc trong suốt quá trình thu thập số liệu ở hiện trường. Đồng thời chúng tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí đào tạo và nghiên cứu của Dự án CAULESS Đan Mạch trong suốt thờ i gian học tập và triển khai thực hiện đề tài. Chúng tôi cũng xin ghi nhận và cảm tạ sự động viên, khuyến khích của Ts. Viên Ngọc Nam, ThS. Hồ Văn Phúc, ThS. Nguyễn Vũ Khôi trong quá trình xây dựng đề cương và thực hiện đề tài. Tuy nhiên, dù thời gian thực hiện đề tài không quá ngắn, nhưng do điều kiện thực hiện có những khó khăn khách quan bởi nạn cháy rừng, địa bàn khảo sát tương đối hẹp, nên kết quả nghiên cứu của đề tài chắc chắn còn có những điểm chưa thật hoàn chỉnh. Rất mong, nhận được sự chỉ dẫn của các thầy cô, sự đóng góp ý kiến của các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp để đề tài được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn ! Cà Mau, ngày 2 tháng 05 năm 2005 Lê Minh Lộc 6 TÓM LƯỢC ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ NHANH SINH KHỐI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ SÂU NGẬP LÊN SINH KHỐI RỪNG TRÀM (Melaleuca cajuputi) TRÊN ĐẤT THAN BÙN VÀ ĐẤT PHÈN KHU VỰC U MINH HẠ TỈNH CÀ MAU Mục tiêu của đề tài là (i) xây dựng phương pháp đánh giá nhanh sinh khối rừng bằng một mô hình toán học giữa sinh khối (tươi và khô) của các bộ phân trên mặt đất của cây Tràm (thân, cành, lá) trên đất than bùn và đất phèn với đường kính thân cây ở vị trí ngang ngực (DBH); (ii) làm rõ những đặc trưng lâm học của rừng Tràm và mối quan hệ giữa sinh khối các thành phần trên mặt đất (thân, cành, lá) với DBH trên đất than bùn và đất phèn; (iii) phân tích rõ ảnh hưởng của chế độ ngậ p và loại đất đến sinh khối (tươi và khô) của các thành phần trên mặt đất của rừng Tràm. Thí nghiệm đã được thực hiện trên rừng Tràm tuổi 5, 8 và 11 tại khu vực U Minh Hạ sinh trưởng trên hai loại đất than bùn và đất phèn. Độ sâu ngập được lựa chọn là từ thấp hơn 30cm, 30 – 60cm đến sâu hơn 60cm tương ứng với thời gian ngập là 4 tháng/năm, 4 – 7 tháng/năm và trên 7 tháng/năm. Phương pháp điều tra kết hợp với phân tích so sánh đã được sử dụng trong quá trình thực hiện. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng phân bố N-D của rừng Tràm tuổi 5, 8 và 11 có thể mô tả bằng hàm mật độ xác suất Weibull. Sinh khối của rừng Tràm có thể xác định nhanh ngoài thực địa thông qua chỉ tiêu đường kính thân cây ngang ngực (DBH) với sai số nhỏ hơn 10%, đây là chỉ tiêu sử dụng tốt trong ước lượng sinh khối nhanh rừng Tràm ở thực địa. T ổng sinh khối phần trên mặt đất của rừng Tràm trên đất than bùn và đất phèn có thể tính toán bằng một hàm số hoặc biểu sinh khối đã được lập cho rừng Tràm Tổng sinh khối (TSK) = a x DBH b . Với a = 0.258 và b = 2.352 Sinh khối (tươi và khô) của thân, cành, lá của cây Tràm sinh trưởng trên đất than bùn và đất phèn cũng có thể xác định nhanh ngoài thực địa thông qua mối liên hệ của chúng với DBH Trên cùng loại đất và tuổi rừng, sinh khối rừng Tràm có sự khác biệt rõ rệt theo độ sâu ngập. Tổng sinh khối của rừng Tràm đạt lớn nhất ở độ ngập <30cm, và kém nhất ở độ ngập > 60cm. Sự khác biệt về sinh khối khô cũ ng có ý nghĩa giữa các độ sâu ngập khác nhau. Ngoài ra, mật độ cây rừng ở độ sâu ngập cao luôn thấp hơn ở độ ngập trung bình và thấp đã dẫn đến tổng sinh khối cũng thấp hơn. 7 So với đất phèn, mật độ cây rừng tuổi 5, 8 và 11 trên đất than bùn cũng thấp hơn. Đường kính trung bình trong từng cấp tuổi rừng ở đất than bùn luôn lớn hơn trên đất phèn nhưng chiều cao trung bình lại thấp hơn. Tổng sinh khối và năng suất sinh khối khô ở rừng trên đất phèn cao hơn từ 1.3 đến 1.6 lần sinh khối trên đất than bùn. ĐIều nầy có thể được giải thích bởi mật độ cây rừng ở đất phèn cao hơn gấp đôi so với mật độ cây trên đất than bùn _________________________________________________________ Evaluation of biomass and effect of submergence depth on growth of Melaleuca planting on peat soil and acid sulfate soil in U Minh Ha area Ca Mau province ABSTRACT The objectives of the study are (i) to find a fast evaluation method to measure Melaleuca forest biomass on the field based on measuring diameter at breast height (DBH) of plant. (ii) clarify a number of sylviculture characteristics of five to eleven years old Melaleuca forests and relation between the biomass of above - ground parts (trunks, branches and leaves) and the DBH of plant grown on peat soil and acid sulphate soil; (iii) observe the effects of submergence depth and types of soil on biomass products of Melaleuca forests. Experiments were carried out at Melaleuca forests at the ages of 5, 8 and 11 grown on peat soil and acid sulphate soil in U Minh Ha area with the selected submergence depth in a range of less than 30 cm, 30-60 cm and more than 60 cm during a period of less than four months, from four months to seven months and more than seven months on the basis of the application of field survey combined with data analysis method Research results showed that Weibull function can be used to describe N-D distribution of Melaleuca forests at the ages of 5, 8 and 11. Melaleuca forest biomass can be fast evaluated on the field based on the DBH of plant with the error of less than 10%, which is considered as a reliable level. Total biomass of Melaleuca on peat soil and acid sulphate soil can be calculated by using the equation below and Biomass deducible table for Melaleuca forest was formulated. Total biomass (TB) = a x DBH b Where a = 0.258 and b = 2.352 8 The biomass (raw and dry) of trunks, branches and leaves of Melaleuca trees living on peat soil and acid sulphate soil can be fast calculated on the field using the correlation with DBH. On the same type of soil and with the same age class, the growth of Melaleuca forest was markedly affected by the depth of submergence. The best growth of Melaleuca trees, which was indicated by trunk biomass, was found in submergence depth of less than 30cm, while the worst was found in the depth of more than 60cm. The difference of dry biomass was also significant between different flood levels. In addition, the density of Melaleuca forest at high submergence level was always lower than that at average and shallow levels which resulted in reduced total biomass. The density of Melaleuca forests at the ages of 5, 8 and 11 found on peat soil was lower than that on acid sulphate soil. Average diameter of trees in Melaleuca forests at the ages of 5, 8 and 11 on peat soil was larger than that on acid sulphate soil, but their average height was lower. Total dry biomass and biomass products of forests on acid sulphate soil were 1.3 – 1.6 higher than those on peat soil. This result can be explained due to the density of Melaleuca forest on acid sulphate soil was about twice as much as that on peat soil. 9 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lý lịch khoa học iii Cảm tạ v Tóm lược vi Abstract viii Danh sách ký hiệu, chữ viết tắt xiii Danh sách bảng xiv Danh sách hình xv Chương 1:MỞ ĐẦU 1 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3 2.1. Lịch sử và nguồn gốc cây Tràm 3 2.2. Các đặc điểm sinh thái, phân bố, sinh trưởng và giá trị sử dụng của loài tràm (Melaleuca cajuputi) 3 2.2.1. Đặc điểm hình thái 3 2.2.2. Đặc đi ểm phân bố và sinh thái 5 2.2.3. Sinh trưởng rừng Tràm 6 2.2.4. Công dụng 7 2.3. Sinh khối rừng 9 2.4. Đặc điểm vùng nghiên cứu 12 Chương III: PHƯƠNG TIỆN - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 3.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 16 3.2. Phương tiện 16 3.3. Phương pháp nghiên cứu 16 3.3.1. Phân chia các lâm phần Tràm theo độ sâu ngập và đất 16 3.3.2. Phương pháp nghiên cứu đặc trưng lâm học của rừng Tràm 20 3.3.3. Phương pháp nghiên cứu sinh khối rừng Tràm 21 3.3.4. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng c ủa độ sâu ngập và đất đến sinh khối cây Tràm và rừng Tràm 24 3.3.5. Thu thập những dữ liệu khác 26 [...]... 33 4.2.2 Rừng tràm trên đất phèn 37 4.2.3 Thảo luận chung về quan hệ giữa các bộ phận sinh khối 41 4.3 Xây dựng biểu sinh khối rừng Tràm 42 4.4 Ảnh hưởng của địa hình và đất đến sinh khối rừng Tràm ở Cà Mau 51 4.4.1 Ảnh hưởng của độ sâu ngập đến sinh khối rừng Tràm 51 4.4.2 Ảnh hưởng của đất đến sinh khối rừng Tràm 53 4.4.3 Thảo luận về ảnh hưởng của độ sâu ngập và loại đất đến sinh khối Tràm 58 4.5... bị ngập quanh năm (do việc quản lý nước phòng chống cháy rừng) Do đó, việc nghiên cứu ảnh hưởng của độ sâu ngập với các chế độ ngập nước khác nhau (độ ngập thấp, ngập thường xuyên; độ ngập cao, không/ít ngập và độ ngập trung bình, ngập theo mùa) đến sinh trưởng và phát triển của rừng tràm trên đất phèn rất cần thiết và có ý nghĩa trong công tác quản lý, bảo vệ và kinh doanh hiệu quả, bền vững rừng Tràm. .. có thể đánh giá được năng suất lập địa rừng Tràm với độ chính xác chấp nhận được Nhằm giải quyết vấn đề trên, đề tài “Phương pháp đánh giá nhanh sinh khối và ảnh hưởng của độ sâu ngập lên sinh khối rừng Tràm trên đất than bùn và đát phèn khu vực U Minh Hạ tỉnh Cà Mau” đã được thực hiện với các mục tiêu đặt ra như sau: (1) Xây dựng được mô hình biểu diễn quan hệ giữa sinh khối (tươi và khô) của các bộ... đất của cây Tràm (thân, cành, lá) sinh trưởng trên đất than bùn và đất phèn với đường kính thân cây ở vị trí 1.3 m (DBH) nhằm làm cơ sở xác định nhanh sinh khối rừng Tràm ngoài thực địa (2) Phân tích rõ ảnh hưởng của độ sâu ngập và loại đất đến sinh khối (tươi và khô) và năng suất sinh khối của các thành phần trên mặt đất của rừng Tràm (3) Từ các kết quả nghiên cứu đi đến đề xuất phương pháp tính nhanh. .. trạng rừng Tràm được nhận biết sơ bộ trên bản đồ; sau đó làm chính xác tại thực địa 28 + Độ sâu ngập: Dựa theo bản đồ độ sâu ngập 1/25 000 độ sâu ngập được phân chia thành 3 cấp: cao, trung bình và thấp Độ sâu ngập thấp là những nơi đất có độ ngập úng với độ sâu < 30 cm, thời gian ngập từ 3 – 4 tháng/năm; Độ sâu ngập trung bình là những nơi đất có độ ngập úng với độ sâu 30 - 60cm, thời gian ngập từ... khô (kg) các thành phần theo DBH (cm) trên đất phèn Biến động sinh khối khô của rừng Tràm trên đất than bùn theo tuổi và độ ngập Biến động sinh khối khô của rừng Tràm trên đất phèn theo tuổi và độ ngập Sinh khối (tươi và khô) của cây Tràm mọc trên đất than bùn và đất phèn Sinh khối khô của rừng Tràm trên đất than bùn và đất phèn 14 35 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7a 4.7b 4.8a 4.8b 4.9a 4.9b 4.10a 4.10b 4.11... bình; (3) rừng Tràm trên đất than bùn thuộc độ sâu ngập thấp; (4) rừng Tràm trên đất phèn thuộc độ sâu ngập cao; (5) rừng Tràm trên đất phèn thuộc độ sâu ngập trung bình; (6) rừng Tràm trên đất phèn thuộc độ sâu ngập thấp Tổng cộng có 18 nghiệm thức thu thập dữ liệu tương ứng với 3 tuổi rừng là 5, 8 và 11 3.3.2 Phương pháp nghiên cứu đặc trưng lâm học của rừng Tràm 3.3.2.1 Thu thập số liệu Sau khi xác... Sinh học Ứng Dụng, trường Đại Học Cần Thơ Trong thí nghiệm nầy, rừng Tràm Cà Mau được phân chia theo tuổi, mỗi tuổi rừng Tràm được phân chia theo hai loại đất; mỗi loại đất lại được chia theo ba cấp độ sâu ngập Như vậy, mỗi tuổi rừng Tràm có 6 nghiệm thức thu thập dữ liệu: (1) rừng Tràm trên đất than bùn thuộc độ sâu ngập cao; (2) rừng Tràm trên đất than bùn thuộc độ sâu ngập trung bình; (3) rừng Tràm. .. đạc sinh khối (tươi và khô), trong đó phân bố đều vào 14 cấp đường kính (từ 1 - 15 cm) với mỗi cấp 3 cây Ngoài ra, trên mỗi loại đất đã chọn điển hình 10 - 15 cây Tràm có cùng cấp đường kính như trên để dùng vào việc kiểm tra độ chính xác của biểu sinh khối Sinh khối của những cây Tràm dùng để kiểm tra độ chính xác của biểu sinh khối không tham gia vào việc lập biểu sinh khối a) Phương pháp xác định sinh. .. cấp là 1cm Biểu sinh khối (tươi và khô) của cây Tràm bao gồm tổng sinh khối (TSK), sinh khối thân (SKT), sinh khối cành (SKC) và sinh khối lá (SKL) Chúng được xây dựng từ các mối quan hệ chặt chẽ giữa TSK(tươi và khô) - DBH, giữa SKT(tươi và khô) - DBH, giữa SKC(tươi và khô) - DBH, giữa SKL(tươi và khô) - DBH ∗ Sinh khối của rừng Tràm có thể được xác định theo ba phương pháp: 35 . - Sinh khối rừng Đước (Rhizophora apiculata), 1998. Tên đề tài: Phương pháp đánh giá nhanh sinh khối và Ảnh hưởng của độ sâu ngập lên sinh khối rừng Tràm. phương pháp đánh giá nhanh sinh khối và ảnh hưởng của độ sâu ngập lên sinh khối rừng Tràm trên đất than bùn và đất phèn khu vực U Minh Hạ tỉnh Cà Mau là