Nghiên cứu cơ sở khoa học và kỹ thuật gây trồng một số loài cây ngập mặn trên nền cát đá sỏi vụn san hô ngập triều không thường xuyên tại các đảo ven bờ vùng biển phía nam việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM HOÀNG VĂN THƠI NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT GÂY TRỒNG MỘT SỐ LOÀI CÂY NGẬP MẶN TRÊN NỀN CÁT, ĐÁ, SỎI, VỤN SAN HÔ NGẬP TRIỀU KHÔNG THƢỜNG XUYÊN TẠI CÁC ĐẢO VEN BỜ PHÍA NAM, VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM HOÀNG VĂN THƠI NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT GÂY TRỒNG MỘT SỐ LOÀI CÂY NGẬP MẶN TRÊN NỀN CÁT, ĐÁ, SỎI, VỤN SAN HÔ NGẬP TRIỀU KHÔNG THƢỜNG XUYÊN TẠI CÁC ĐẢO VEN BỜ PHÍA NAM, VIỆT NAM Chuyên ngành: Lâm sinh Mã số: 62 62 02 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TSKH Đỗ Đình Sâm PGS.TS Viên Ngọc Nam HÀ NỘI - 2014 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học thân tôi, luận án đƣợc thực thời gian từ năm 2009 đến 2013 dƣới hƣớng dẫn GS.TSKH Đỗ Đình Sâm PGS.TS Viên Ngọc Nam Các số liệu kết ng ận án trung thực Nội dung luận án có sử dụng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp Bộ "Nghiên cứu trồng thử nghiệm số loài ngập mặn cát, đá, sỏi, vụn san hô ngập triều không thường xuyên đảo vùng biển phía Nam" đƣợc thực giai đoạn từ năm 2009 đến năm 2013 tác giả làm chủ nhiệm Trong giai đoạn thực đề tài, tác giả ngƣời trực tiếp thực công việc thiết kế, bố trí thí nghiệm, theo dõi thu thập số liệu ngoại nghiệp vùng nghiên cứu đề tài nhƣ việc phân tích, xử lý số liệu viết báo cáo Hà Nội, ngày 28 tháng 02 năm 2014 Ngƣời viết cam đoan NCS Hoàng Văn Thơi iii LỜI CẢM ƠN Luận án đƣợc hoàn thành Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam theo chƣơng trình đào tạo nghiên cứu sinh khóa 22, giai đoạn 2010 - 2014 Trong trình thực hoàn thành luận án, tác giả ợc quan tâm, giúp đỡ Lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, phận Đào tạo Sau đại học – Ban Đào tạo sau đại học hợp tác quốc tế, Viện khoa học lâm nghiệp Nam Bộ, … Tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu Trƣớc hết, tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc kính trọng đến GS.TSKH Đỗ Đình Sâm, PGS.TS Viên Ngọc Nam với tƣ cách ngƣời hƣớng dẫn khoa học dành nhiều thời gian công sức để bảo, hƣớng dẫn tận tình giúp tác giả hồn thành luận án Xin chân thành cảm ơn tới Ths Kiều Mạnh Hà, Ths Lê Thanh Quang, Ks Bùi Thị Nga, Ths Nguyễn Khắc Điệu bạn đồng nghiệp tham gia khảo sát, theo dõi thí nghiệm, thu mẫu trình thực đề tài, để tác giả hồn thành luận án Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ đơn vị số địa phƣơng nhƣ: Hạt Kiểm Lâm Cụm Đảo Hòn Khoai (Cà Mau), Hạt Kiểm Lâm huyện Kiên Hải Vƣờn quốc gia Phú Quốc (Kiên Giang), Chi cục Kiểm Lâm Sóc Trăng, Trà Vinh, Vƣờn quốc gia Côn Đảo, UBND xã Tam Thanh, Phú Quý (Bình Thuận), Vƣờn quốc gia Núi Chúa (Ninh Thuận), UBND thị xã Cam Ranh, Khu Bảo tồn biển vịnh Nha Trang, UBND xã Ninh Ích- huyện Ninh Hịa, UBND xã Vạn Thạnh- huyện Vạn Ninh, UBND thị trấn Trƣờng Sa, xã Sinh Tồn xã Song Tử Tây, huyện đảo Trƣờng Sa (Khánh Hịa), UBND huyện Sơng Cầu (Phú Yên), Chi cục Lâm nghiệp tỉnh Bình Định, … cung cấp thông tin cần thiết, tạo điều kiện thuận lợi để tác giả triển khai mô hình thí nghiệm thu thập số liệu ngồi trƣờng Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới ngƣời thân gia đình, bạn bè đồng nghiệp ln động viên tác giả suốt q trình thực luận án Xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giúp đỡ quý báu Tác giả Hoàng Văn Thơi iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii ẢNG TRONG LUẬN ÁN………………………… …… ix ẢNH TRONG LUẬN ÁN…………………………….xii PHẦN MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết luận án Mục tiêu nghiên cứu luận án .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án .2 Những đóng góp luận án Đối tƣợng địa điểm nghiên cứu Giới hạn phạm vi nghiên cứu Bố cục luận án Chƣơng TỔNG QUAN VẦN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu giới 1.1.1 Về thành phần loài phân bố 1.1.2 Nghiên cứu lập địa phân chia lập địa 1.1.3 Các nghiên cứu sinh lý, sinh thái ngập mặn 1.1.4 Các nghiên cứu kỹ thuật gieo ươm 12 1.1.5 Các nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng 13 1.2 Các nghiên cứu nƣớc 16 1.2.1 Thành phần loài phân bố 16 1.2.2 Nghiên cứu lập địa phân chia lập địa 17 1.2.3 Các nghiên cứu sinh lý, sinh thái ngập mặn 20 1.2.4 Các nghiên cứu kỹ thuật gieo ươm 23 1.2.5 Các nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng 24 Chƣơng NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Nội dung nghiên cứu 29 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 29 v 2.2.1 Quan điểm phương pháp tiếp cận 29 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 30 2.2.3 Phương pháp thu thập xử lý số liệu 38 Chƣơng ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 39 3.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 39 3.2 Địa hình, thảm thực vật .40 3.3 Khí hậu 41 3.4 Thủy văn, thủy triều 42 3.5 Nhận xét đánh giá chung 43 3.5.1 Thuận lợi 43 3.5.2 Khó khăn 43 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44 4.1.Thành phần, phân bố ngập mặn đảo vùng biển phía Nam 44 4.1.1.Thành phần, phân bố ngập mặn theo khu vực nghiên cứu 45 4.1.1.1.Thành phần, phân bố ngập mặn đảo vùng ĐBSCL 45 4.1.1.2 Thành phần, phân bố ngập mặn đảo vùng ĐNB 48 4.1.1.3 Thành phần, phân bố ngập mặn đảo Nam Trung Bộ 52 4.1.2.Thành phần phân bố ngập mặn theo thể 59 4.1.3 Nhận xét thực vật RNM đảo VBPN 62 4.1.4 Đề xuất loài gây trồng cát, sỏi, đá, vụn san hô 63 4.2.1.Kết khảo sát thủy triều khu vực đảo vùng biển phía Nam 64 4.2.2 Kết khảo sát thể 69 4.2.3 Đặc điểm thể số điểm khảo sát điển hình 75 4.2.4 Đặc điểm lý, hóa tính đất điểm khảo sát 78 4.2.5 Kết theo dõi bão áp thấp nhiệt đới 82 4.2.6 Nhận xét lập địa điểm nghiên cứu 83 4.2.7 Xây dựng bảng phân chia lập địa cho vùng ven đảo phía Nam 84 4.3 Đặc điểm sinh học, sinh thái loài lựa chọn 88 4.3.1 Đặc điểm sinh học, sinh thái loài đề xuất gây trồng 88 4.3.2 Đặc điểm quần xã RNM có lồi lựa chọn phân bố 90 vi 4.4 Kết nghiên cứu kỹ thuật gieo ƣơm 98 4.4.1 Đặc điểm trụ mầm loài lựa chọn 98 4.4.2 Kết nghiên cứu kỹ thuật gieo ươm 102 4.5 Kết nghiên cứu biện pháp kỹ thuật trồng rừng 112 4.5.7 Đề xuất hƣớng dẫn kỹ thuật trồng rừng ven đảo VBPN 134 4.5.7.1 Lựa chọn lập địa loài trồng 134 4.5.7.2.Tiêu chuẩn 135 4.5.7.3.Biện pháp kỹ thuật trồng rừng 135 Kết luận 138 Tồn 139 Kiến nghị 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO 141 I Tài liệu tiếng việt 141 II Tài liệu tiếng nƣớc .145 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 153 PHẦN MỞ ĐẦU Sự cần thiết luận án Rừng ngập mặn (RNM) có vai trị quan trọng có tác dụng nhiều mặt vùng ven biển, đảo Rừng ngập mặn hạn chế tác động sóng, gió bão (Vũ Đoàn Thái, 2006; IUCN, 2005; Sriskanthan, 2006; UNEP, 2005) [35, 81,106, 112], hạn chế xâm thực biển, chống xói mịn, bảo vệ các cơng trình xây dựng, hệ thống đê biển, bảo vệ ngƣời, giữ lại trầm tích, bảo vệ rạn san hô nơi nuôi dƣỡng nguồn lợi thủy sản Theo báo cáo năm 2005 UNEP, RNM giúp bảo vệ đảo khỏi bị lũ vào mùa bão, giảm đƣợc 75% sức gió cơng đảo; nhiên, mức độ cản sóng RNM phụ thuộc vào bề rộng rừng, loài cây, mật độ chiều cao tầng rừng (Mazda et al, 1997) [88] Nghiên cứu Vũ Đoàn Thái cs (2007) [36] vùng ven biển Hải Phòng sau bão số 2, số số vào năm 2005 cho thấy dải rừng Trang, Bần làm giảm độ cao sóng 85%, giảm lƣợng sóng xuống cịn 10N/m2 (trƣớc đai rừng 163 N/m2) Một nghiên cứu khác sóng thần ngày 24/11/2004 Ấn độ dƣơng, cho thấy dải rừng ngập mặn rậm rạp, rộng 100 m làm giảm 50% chiều cao sóng triệt tiêu 90% lƣợng sóng (Primavera, 2004) [92] Vấn đề biến đổi hậu, biến đổi thất thƣờng thời tiết nhƣ thiên tai (động đất, sóng thần, băo lụt ) đă xảy gây tổn thất to lớn nhiều nƣớc giới Theo báo cáo Chƣơng trình mơi trƣờng Liên hiệp quốc (UNEP, 2005) [112] tác động mực nƣớc biển tăng nhiều khu RNM 16 quốc gia Thái Bình Dƣơng phát hiện tƣợng nƣớc biển dâng cao thay đổi khí hậu đe dọa nhấn chìm khu RNM khu vực Thái Bình Dƣơng Báo cáo Ngân hàng giới (WB) dự báo Việt Nam Bangladesh nƣớc phát triển bị thiệt hại nặng nề tƣợng nƣớc biển dâng Phần lớn đất màu mỡ Việt Nam bị chìm ngập, đất nơng nghiệp GDP chịu tác động xấu (Dasgupta et al, 2007) [66] Việt Nam quốc gia có chiều dài bờ biển 3.200 km, với khoảng 3.000 đảo lớn nhỏ, thƣờng xuyên hứng chịu tác động mạnh sóng, gió, bão… Bên cạnh thách thức biến đổi khí hậu nƣớc biển dâng, vấn đề an ninh quốc phòng vùng biển đảo đặt thiết Để bảo vệ đất sản xuất, bảo vệ sống ngƣời dân bảo đảm an ninh quốc phịng cần xây dựng cơng trình bảo vệ bờ biển, vai trị quan trọng xây dựng phát triển hành lang xanh, chắn sóng, gió biển Trong điều kiện cực đoan lập địa, thời tiết khí hậu khắc nghiệt tác động mạnh, thƣờng xuyên sóng gió – bão để phát triển vành đai xanh ven đảo việc làm khó khăn; đó, nghiên cứu thành phần loài, cấu trúc RNM, chế hình thành, phát triển tồn mơi trƣờng với đá, cát, sỏi, sạn san hô điều kiện tác động mạnh sóng, gió biển… hồn toàn điều chƣa đƣợc nghiên cứu, Đặc biệt kỹ thuật chọn giống, gieo ƣơm gây trồng RNM điều kiện khó khăn cát, đá, sỏi, san hơ tác động mạnh sóng, gió… chƣa đƣợc nghiên cứu nƣớc nhƣ giới Do vậy, việc nghiên cứu chọn loài, chọn lập địa thử nghiệm gây trồng cần đƣợc thực cẩn trọng Xuất phát từ tồn nêu trên, luận án “Nghiên cứu sở khoa học kỹ thuật gây trồng số loài ngập mặn cát, đá, sỏi, vụn san hô ngập triều không thường xuyên đảo ven bờ phía Nam, Việt Nam” đặt cần thiết, có ý nghĩa lý luận thực tiễn Mục tiêu nghiên cứu luận án - Về lý luận Xác định đƣợc sở khoa học chủ yếu xây dựng dải rừng ngập mặn phòng hộ dạng lập địa khó khăn đảo ven bờ phía Nam nƣớc ta - Về thực tiễn + Chọn đƣợc - lồi trồng có khả tồn chịu đựng đƣợc sóng, gió thể thiếu dinh dƣỡng + Xác định đƣợc biện pháp kỹ thuật trồng điều kiện lập địa khó khăn Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án * Ý nghĩa khoa học Góp phần xây dựng luận khoa học cho việc gây trồng rừng ngập mặn dạng lập địa khó khăn nhằm nâng cao khả phịng hộ chắn sóng, gió bảo vệ cơng trình hạ tầng đảo ven bờ phía Nam, Việt Nam * Ý nghĩa thực tiễn Chọn đƣợc lồi thích ứng điều kiện khó khăn phát triển đƣợc biện pháp kỹ thuật gây trồng rừng phù hợp Những đóng góp luận án Tìm số lồi RNM kỹ thuật để gây trồng điều kiện khắc nghiệt sóng gió biển, hỗ trợ tích cực cho cơng tác phục hồi rừng ngập mặn bảo vệ ven biển đảo, nhằm giảm thiểu tác hại biến đổi khí hậu gia tăng lợi ích phịng hộ mơi trƣờng Luận án có đóng góp khoa học, lần đã: - Xác định đƣợc thành phần loài, phân bố đề xuất đƣợc lồi có triển vọng để gây trồng cho đảo ven biển miền Trung miền Nam - Đề xuất phân chia lập địa kỹ thuật gây trồng số loài ngập mặn cho đảo vùng miền Trung miền Nam Đối tƣợng địa điểm nghiên cứu 5.1 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu luận án số loài ngập mặn có khả đƣợc sử dụng để trồng rừng phòng hộ ven biển - đảo thuộc vùng biển phía Nam 5.2 Địa điểm nghiên cứu Các đảo ven bờ vùng ven biển tỉnh Nam Bộ, duyên hải Nam Trung Bộ nơi có rừng rừng ngập mặn phân bố tự nhiên nơi có khả trồng rừng ngập mặn cát, đá, sỏi, vụn san hơ nhƣ Bình Định, Phú n, Khánh Hịa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Bà Rịa - Vũng Tàu, Trà Vinh, Sóc Trăng, Cà Mau Kiên Giang Giới hạn phạm vi nghiên cứu 6.1 Giới hạn nội dung nghiên cứu Các nội dung kỹ thuật trồng thử nghiệm thực thể đá, sỏi, vụn san hô ngập triều không thƣờng xuyên 6.2 Giới hạn địa bàn nghiên cứu + Các nội dung nghiên cứu thành phần, đặc điểm phân bố, sinh thái, lựa chọn lồi trồng, đƣợc thực nơi có rừng ngập mặn phân bố tự nhiên cát, đá, sỏi, vụn san hơ nhƣ Bình Định, Phú n, Khánh Hịa, Bình Thuận, Bà Rịa Vũng Tàu, Cà Mau Kiên Giang Các địa điểm thể đƣợc thành phần ... Xuất phát từ tồn nêu trên, luận án ? ?Nghiên cứu sở khoa học kỹ thuật gây trồng số loài ngập mặn cát, đá, sỏi, vụn san hô ngập triều không thường xuyên đảo ven bờ phía Nam, Việt Nam? ?? đặt cần thiết,... VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM HOÀNG VĂN THƠI NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT GÂY TRỒNG MỘT SỐ LOÀI CÂY NGẬP MẶN TRÊN NỀN CÁT, ĐÁ, SỎI, VỤN SAN HÔ NGẬP... chƣa đƣợc nghiên cứu Xuất phát từ tồn nêu trên, đề tài nghiên cứu tìm số sở khoa học biện pháp kỹ thuật trồng rừng dạng cát, đá, sỏi, vụn san hô ngập triều không thƣờng xuyên đảo ven bờ, đặt cần