Nghiên cứu khả năng tích lũy CO2 (dioxitcacbon) trong đất của rừng ngập mặn vùng cửa sông hồng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - TRỊNH THỊ THANH HÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CO2 (DIOXITCACBON) TRONG ĐẤT CỦA RỪNG NGẬP MẶN VÙNG CỬA SÔNG HỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - TRỊNH THỊ THANH HÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CO2 (DIOXITCACBON) TRONG ĐẤT CỦA RỪNG NGẬP MẶN VÙNG CỬA SƠNG HỒNG Chun ngành: Quản lý tài ngun mơi trường Mã số: 60850101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Đinh Văn Thuận Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới Thầy giáo TS Đinh Văn Thuận tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Học viên xin chân thành tới Ban Giám hiệu trường đại học Khoa học Tự nhiên; thầy cô giáo khoa Địa lý, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành chương trình học tập hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Địa chất – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, tập thể cán Phòng Địa chất Đệ tứ - Viện Địa chất, tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập thực luận văn Nhân dịp cho gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn HỌC VIÊN Trịnh Thị Thanh Hà DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các đặc trưng khí hậu trung bình tháng năm trạm Văn Lý, tỉnh Nam Định từ năm 2009 – 2012 Bảng 1.2: Đặc điểm rừng trang trồng khu vực nghiên cứu tháng 10/2013 14 Bảng 1.3: Cơ cấu kinh tế địa bàn huyện Giao Thủy 15 Bảng 3.1: Lượng cacbon đất RNM (%) tháng 4/2012 23 Bảng 3.2: Mô tả thạch học hàm lượng cacbon mẫu bề mặt 25 Bảng 3.3: Mô tả thạch học hàm lượng cacbon mẫu ống phóng OP1 26 Bảng 3.4: Mơ tả thạch học hàm lượng cacbon mẫu ống phóng OP2 27 Bảng 3.5: Hàm lượng cacbon đất mẫu bề mặt 29 Bảng 3.6: Kết quả phân tích độ hạt trầm tích bãi bồi cao vùng nghiên cứu 31 Bảng 3.7: Kết quả phân tích độ hạt trầm tích bãi bồi thấp vùng nghiên cứu .32 Bảng 3.8: Kết quả phân tích hàm lượng cacbon đất theo độ sâu BTC .34 Bảng 3.9: Kết quả phân tích hàm lượng cacbon đất theo độ sâu BTT .35 Bảng 3.10: Lượng CO2 tích lũy đất bãi triều cao (OP1) – tấn/ha 40 Bảng 3.11: Lượng CO2 tích lũy đất bãi triều thấp (OP2) – tấn/ha .40 DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Vị trí khu vực nghiên cứu Hình 1.2: Sơ đồ trầm tích vùng cửa sông Hồng 11 Hình 3.1: Sơ đồ vịng tuần hồn cacbon đất rừng 22 Hình 3.2: Sơ đồ vị trí lấy mẫu khu vực nghiên cứu 24 Hình 3.3: Mẫu ống phóng OP1 27 Hình 3.4: Mẫu ống phóng OP2 28 Hình 3.5: Hàm lượng cacbon đất BTC BTT 30 Hình 3.6: Hàm lượng cacbon tích lũy trầm tích 33 Hình 3.7: Hàm lượng cacbon tích lũy đất theo độ sâu BTC (OP1) .34 Hình 3.8: Hàm lượng cacbon tích lũy đất theo độ sâu BTT (OP2) 36 Hình 3.9: Hàm lượng cacbon tích lũy đất theo tuổi rừng (tấn/ha) 37 Hình 3.10: Hàm lượng cacbon tích lũy theo độ sâu tuổi rừng 38 Hình 3.11: Khả tích lũy cacbon theo thành phần thạch học độ sâu 41 Hình 3.12: Lượng CO2 tích lũy đất theo tuổi rừng (tấn/ha) 42 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTC BTT CDM C HST HST RNM RNM R13T R12T R9T R8T R6T R5T R1T KR MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU I.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu I.2 Tổng quan điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu I.2.1 Vị trí địa lý I.2.2 Điều kiện khí tượng, thủy văn, hải văn I.2.3 Các yếu tố địa hình, địa mạo, địa chất I.2.4 Đặc điểm trầm tích tầng mặt 10 I.2.5 Hệ sinh thái rừng ngập mặn 12 I.3 Tổng quan kinh tế xã hội 14 I.3.1 Dân cư 14 I.3.2 Tình hình phát triển kinh tế 15 1.3.3 Tình hình phát triển văn hố - xã hội 16 CHƢƠNG II: PHƢƠNG PHÁP VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU 17 II.1 Phƣơng pháp luận 17 II.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 18 II.2.1 Phương pháp trời 18 II.2.2 Phương pháp phòng 19 II.3 Cơ sở tài liệu 21 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22 III.1 Cơ chế tích lũy cacbon đất rừng ngập mặn 22 III.2 Các kết phân tích 23 III.2.1 Các kết thu thập 23 III.2.2 Kết phân tích 24 III.3 Đánh giá khả tích lũy cacbon đất 29 III.3.1 Đánh giá khả tích lũy cacbon đất theo địa hình 29 III.3.2 Đánh giá khả tích lũy cacbon đất theo đặc điểm trầm tích 30 III.3.3 Đánh giá khả tích lũy cacbon đất theo độ sâu 33 III.3.4 Đánh giá khả năngtích lũy cacbon đất theo theo tuổi rừng 37 III.4 Đánh giá khả tích lũy CO2 đất rừng ngập mặn 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC 49 MỞ ĐẦU Diện tích rừng ngập mặn giới khoảng 150.000 km phân bố 123 nước Trong đó, châu Á chiếm 42% diện tích rừng ngập mặn, 21% Châu Phi, 15% Bắc Trung Mỹ, 12% châu Đại Dương 11% Nam Mỹ Diện tích rừng ngập mặn lớn Indonesia chiếm tới 21%, Braxin chiếm khoảng 9% Úc chiếm 7% tổng diện tích rừng ngập mặn giới Việt Nam có đường bờ biển dài 3.260 km hầu hết có RNM phát triển mức độ khác Rừng ngập mặn đánh tường xanh vững bảo vệ bờ biển, đê biển, hạn chế xói lở tác hại bão lụt Do vậy, rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng sống hàng triệu người dân ven biển Việt Nam Tuy nhiên, sức ép việc phát triển đô thị, công nghiệp dân sinh, 50% diện tích rừng ngập mặn Việt Nam nguyên nhân người gây Rừng ngập mặn bị khai thác mức chuyển sang nhiều dạng sử dụng đất khác có nơng nghiệp, ni trồng thuỷ sản,… Điển hình phá rừng để ni tơm nên rừng ngập mặn Việt Nam trước có 400.000 ha, lại 175.000 Dải ven biển Việt Nam tương lai khu vực phát triển kinh tế nuôi trồng thủy sản, xây dựng cầu cảng, nhà máy đóng tầu, lọc hóa dầu, du lịch… nguồn thải khí nhà kính đáng kể vào khí Dải ven biển vùng bị tác động trực tiếp nguy hiểm tượng nước biển dâng biến đổi khí hậu Khu vực nghiên cứu - vùng cửa sông Hồng, cụ thể dải ven biển thuộc huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định huyện nông nghiệp, dân cư tập trung đông vùng cửa sông để phát triển nghề làm muối, nghề nuôi trồng đánh bắt thủy hải sản Việc phát triển kinh tế biển mang lại nguồn lợi lớn cho người dân nơi đây, thúc đẩy kinh tế huyện phát triển Tuy nhiên, phát triển kinh tế cách ạt khơng có quy hoạch kéo theo nhiều vấn nạn môi trường, làm biến đổi sâu sắc thành phần yếu tố môi trường khu vực RNM xã ven biển thuộc huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định, thống kê tổng số 184 loài thuộc 137 chi 60 họ thuộc thực vật ngập mặn Hệ thực vật ngập mặn phong phú tập trung Vườn quốc gia Xuân Thủy nơi tập trung số loài ngập mặn thực thụ phân bố miền Bắc Việt Nam số loài tham gia RNM Với nhận thức trên, học viên tiến hành thực Luận văn “Nghiên cứu khả tích lũy CO2 (dioxitcacbon) đất rừng ngập mặn vùng cửa sông Hồng” Luận văn thực sở liệu để khẳng định đất RNM có khả tích lũy cacbon bị chi phối yếu tố khác - hay nói cách khác “bể chứa khí nhà kính” khơng vùng nghiên cứu mà cịn nhằm đóng góp cho định hướng bảo tồn phát triển RNM cả nước Ngồi ra, trồng bảo vệ RNM cịn có ý nghĩa quan trọng dự án trồng rừng theo chế phát triển (CDM) Việt Nam Mục tiêu, nhiệm vụ luận văn: - Nghiên cứu khả tích lũy cacbon đất rừng ngập mặn vùng cửa sơng Hồng, nhằm góp phần đánh giá vai trị tạo bể chứa khí nhà kính - Góp phần xây dựng sở khoa học cho việc triển khai dự án trồng khai thác rừng ngập mặn theo chế phát triển (CDM) dải ven biển Việt Nam với tiêu chí “bảo vệ môi trường phát triển bền vững” Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu, đánh giá yếu tố địa mạo địa chất hệ sinh thái vùng nghiên cứu - Đánh giá mối tương quan khả tích lũy CO2 với yếu tố địa hình, đặc điểm trầm tích, độ sâu tầng đất, tuổi rừng ngập mặn Trên sở mục tiêu nội dung nghiên cứu trên, bố cục luận văn gồm chương (không kể phần mở đầu kết luận): Chương 1: Tổng quan vùng nghiên cứu Chương 2: Phương pháp sở tài liệu Chương 3: Kết quả thảo luận CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU I.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu Cacbon điôxit (CO2) chiếm tới 55 % khí nhà kính coi khí khí nhà kính (Houhgton J T cs, 2001)[24] Sự gia tăng nhanh chóng nồng độ khí CO2 khí nguyên nhân dẫn đến biến đổi khí hậu làm cho Trái đất nóng dần lên Nhằm hạn chế gia tăng khí CO 2, nhà khoa học sâu vào nghiên cứu chu trình cacbon hệ sinh thái rừng có hệ sinh thái rừng ngập mặn (HST RNM), tìm sở khoa học để đánh giá xác khả tích lũy tích luỹ CO2 đất rừng Trên giới, có nhiều nghiên cứu hàm lượng cacbon hữu dự trữ đất rừng ngập mặn (RNM) Vào thập kỷ 90 kỷ trước số nhà khoa học bắt đầu quan tâm đến vai trò RNM việc tích luỹ cacbon đất Ong (1993) [27] nghiên cứu hàm lượng cacbon tích luỹ đất rừng ngập mặn Matang Sungai Peninsular, Malaysia Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng cacbon tích luỹ đất RNM 1,5 tấn/ha/năm Tiếp theo Sotomayor cộng (1994) [28] nghiên cứu hàm lượng cacbon đất RNM miền Nam Ấn Độ cho biết hàm lượng cacbon tích luỹ đất RNM trung bình 5,7- 8,3 % Năm 1996, Cahoon cộng [19] nghiên cứu hàm lượng cacbon đất RNM cửa sông Tijuana Mexico cho kết quả hàm lượng cacbon tích luỹ đất RNM trung bình 343 g/m /năm tương ứng 3,4 tấn/ha/năm Kết quả nghiên cứu Cahoon tương tự với kết quả nghiên cứu Matsui (1998) [25] ông nghiên cứu hàm lượng cacbon rễ trầm tích RNM Australia, hàng năm HST RNM tích luỹ vào khoảng 3,7 tấn/ha/năm Năm 1999, Fujimoto cộng [20] nghiên cứu tích luỹ cacbon RNM đảo Pohnpei, Micronesian cho kết quả trung bình năm đất RNM tích luỹ 93g/m /năm tương ứng 0,9 tấn/ha/năm Từ đầu kỷ 21 đến nay, nhiều nhà khoa học nghiên cứu sâu đến chu trình cacbon HST ven biển nhiệt đới Các cơng trình nghiên cứu Batjes NHIỆT ĐỘ KHƠNG KHÍ TRUNG BÌNH NGÀY NĂM 2011 Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tổng T.bình I 17,7 18,2 17,0 12,6 12,7 12,8 11,7 12,7 12,2 11,3 8,9 9,6 12,5 14,0 14,1 12,5 11,6 12,3 12,7 10,7 11,1 13,0 12,3 11,8 12,4 12,7 12,3 11,3 11,0 13,0 13,3 392,0 12,6 Max Ngày Min Ngày 21,6 7,4 11 Nhiệt độ cao Đặc trưng năm Đơn vị: 0C Nhiệt độ thấp Trung bình năm NHIỆT ĐỘ KHƠNG KHÍ TRUNG BÌNH NGÀY NĂM: 2012 Đơn vị: C Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tổng T.bình I 15,7 15,5 16,0 11,3 10,0 11,3 11,7 12,8 13,3 15,0 15,6 14,1 15,1 16,5 17,0 16,5 16,8 17,7 18,3 17,5 17,4 15,1 11,1 13,0 10,3 11,2 13,1 14,8 14,1 13,2 12,2 443,2 14,3 Max Ngày Min Ngày 19,1 19 8,0 Nhiệt độ cao Đặc trưng năm Nhiệt độ thấp Trung bình năm LƯỢNG MƯA NGÀY NĂM 2010 Đơn vị: mm Ngày I 0,8 0,9 0,1 5,8 1,7 10 11 1,2 12 3,7 13 14 15 16 3,2 17 18 0,1 19 20 21 21,6 22 10,8 23 60,1 24 0,2 25 2,3 26 0,2 27 28 29 30 31 Tổng 112,7 Max 60,1 Ngày 23 Số 15 ngày Đặc trưng Lượng mưa ngày lớn nhất: Tổng lượng mưa năm: LƯỢNG MƯA NGÀY NĂM 2011 Đơn vị: mm Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 I 5,0 3,0 0,5 0,2 0,1 0,1 0,0 0,2 0,0 0,9 Tổng 10,0 Max Ngày 5,0 Số ngày Đặc trưng Lượng mưa ngày lớn nhất: Tổng lượng mưa năm: LƯỢNG MƯA NGÀY NĂM 2012 Đơn vị: mm Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 I 0,0 1,1 2,8 0,1 0,2 2,7 2,2 3,0 0,6 0,0 0,0 2,5 1,5 3,9 7,4 8,1 0,7 1,4 0,2 0,4 1,3 1,9 1,3 0,3 Tổng 43,6 Max Ngày 8,1 23 Số 21 ngày Đặc trưng Lượng mưa ngày lớn nhất: Tổng lượng mưa năm: ẨM ĐỘ KHƠNG KHÍ TRUNG BÌNH NGÀY NĂM: 2010 Đơn vị: % Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tổng T.bình I 91 93 86 87 91 88 90 83 77 87 92 81 71 72 77 89 84 84 88 92 95 97 97 92 93 90 91 95 94 94 93 2734 Min Ngày Đặc trưng năm 58 13 Ẩm độ thấp nhất: Trung bình năm ẨM ĐỘ KHƠNG KHÍ TRUNG BÌNH NGÀY NĂM: 2011 Đơn vị: % Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tổng T.bình I 85 90 84 89 86 81 71 70 74 68 74 62 72 75 70 70 74 69 79 86 65 76 79 72 75 74 80 83 68 67 67 2335 Min Ngày Đặ trưng năm 51 15 Ẩm độ thấp nhất: Trung bình năm ẨM ĐỘ KHƠNG KHÍ TRUNG BÌNH NGÀY NĂM: 2012 Đơn vị: % Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tổng T.bình I 83 90 95 95 87 92 95 91 89 84 86 91 91 95 95 87 88 96 96 96 96 95 92 91 88 97 97 98 94 94 92 2856 Min Ngày Đặc trưng năm 74 10 Ẩm độ thấp nhất: Trung bình năm ĐẶC TRƯNG HƯỚNG GIÓ VÀ TỐC ĐỘ GIÓ THÁNG/NĂM Tháng I Năm/Đặc trưng 2010 2011 2012 Vtb 3,0 Vmax 12 Hớng ENE Ngày Vtb 4,0 Vmax 12 Hướng ENE Ngày Vtb 3,0 Vmax Hướng ESE Ngày 15 PHỤ LỤC 3: CÁC HÌNH ẢNH THỰC ĐỊA Ảnh 1: Rừng Vẹt khu vực nghiên cứu Ảnh 5: Khu vực bãi triều cao Ảnh 6: Khu vực bãi triều thấp cao nuôi trồng Ngao ... viên tiến hành thực Luận văn ? ?Nghiên cứu khả tích lũy CO2 (dioxitcacbon) đất rừng ngập mặn vùng cửa sông Hồng? ?? Luận văn thực sở liệu để khẳng định đất RNM có khả tích lũy cacbon bị chi phối yếu... HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - TRỊNH THỊ THANH HÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CO2 (DIOXITCACBON) TRONG ĐẤT CỦA RỪNG NGẬP MẶN VÙNG CỬA SÔNG HỒNG Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên môi trường... III.4 Đánh giá khả tích lũy CO2 đất rừng ngập mặn Khả tích lũy CO2 đất rừng ngập mặn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: địa hình, thành phần trầm tích, độ sâu, tuổi rừng loại rừng Các yếu tố có mối