Nghiên cứu khả năng lưu giữ lượng phù sa của rừng ngập mặn ven biển quận đồ sơn thành phố hải phòng

LỜI CẢM ƠN Để đánh giá kết học tập, đào tạo trường củng cố thêm kiến thức – kỹ thực hành, đồng thời vận dụng, tổng hợp kiến thức vào thực tế, trí nhà trường, phân cơng Khoa Quản lý tài nguyên rừng môi trường thầy giáo hướng dẫn, tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu khả lưu giữ lượng phù sa rừng ngập mặn ven biển quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng” Sau thời gian làm việc khẩn trương, nghiêm túc, giúp đỡ tạo điều kiện nhà trường, hướng dẫn tận tình thầy giáo – Tiến sỹ: Nguyễn Hải Hịa, quyền nhân dân quận Đồ Sơn, bạn bè gia đình Nhân dịp hồn thành luận văn tốt nghiệp tơi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới nhà trường, khoa Quản lý tài nguyên rừng môi trường, thầy cô Bộ môn Kỹ thuật môi trường, Ủy ban nhân dân quận Đồ Sơn, Ủy ban nhân dân phường Bàng La tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi q trình thu thập số liệu cần thiết để hồn thành khóa luận Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn: TS Nguyễn Hải Hòa tận tình bảo tơi suốt q trình thực khóa luận tốt nghiệp Mặc dù khóa luận hoàn thành thời gian lực thân cịn nhiều hạn chế nên khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót Vì tơi mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy bạn để khóa luận hồn thiện Hà Nôi, ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực Bùi Thị Phƣơng Huyền i MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Hệ sinh thái rừng ngập mặn 1.1.1 Khái niệm hệ sinh thái rừng ngập mặn 1.1.2 Chức hệ sinh thái rừng ngập mặn 1.2 Tìm hiểu chung phù sa 1.2.1 Khái niệm phù sa 1.2.2 Đặc điểm, vai trò phù sa 1.3 Ứng dụng GIS nghiên cứu quản lý rừng ngập mặn .10 1.4 Ngôn ngữ R phân tích xử lý số liệu 11 1.4.1 Khái niệm ngôn ngữ R 11 1.4.2 Đặc điểm ngôn ngữ R cho phép phân tích xử lý số liệu 11 1.5 Tình hình nghiên cứu rừng ngập mặn giới Việt Nam 13 1.5.1 Tình hình nghiên cứu rừng ngập mặn Thế giới 13 1.5.2 Tình hình nghiên cứu rừng ngập mặn Việt Nam 14 CHƢƠNG II MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 17 2.1.1 Mục tiêu chung 17 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 17 2.2 Phạm vi đối tượng nghiên cứu 17 2.2.1 Phạm vi nghiên cứu 17 2.2.2 Đối tượng nghiên cứu 17 2.3 Nội dung nghiên cứu 17 2.3.1 Nghiên cứu phân bố không gian rừng ngập mặn ven biển quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng 17 2.3.2 Nghiên cứu mối quan hệ cấu trúc rừng ngập mặn với lượng phù sa lưu giữ khu vực nghiên cứu 18 ii 2.3.3 Nghiên cưu đánh giá khả lưu giữ phù sa rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu 18 2.3.4 Đề xuất giải pháp nâng cao khả lưu giữ lượng phù sa rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu 18 2.4 Phương pháp nghiên cứu 18 2.4.1 Phương pháp luận 18 2.4.2 Phương pháp chi tiết 20 CHƢƠNG III ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 26 3.1 Điều kiện tự nhiên 26 3.2 Tình hình kinh tế - xã hội 27 3.2.1 Về phát triển kinh tế 28 3.2.2 Về văn hóa - xã hội 28 CHƢƠNG IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 4.1 Phân bố không gian rừng ngập mặn ven biển quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng 29 4.1.1 Phân bố khơng gian lồi ngập mặn theo hướng phía biển 29 4.1.2 Bản đồ trạng phân bố rừng ngập mặn 30 4.2 Mối quan hệ cấu trúc rừng ngập mặn với lượng phù sa lưu giữ khu vực nghiên cứu 33 4.2.1 Mối quan hệ cấu trúc rừng Trang (Kandelia obovata) với hàm lượng phù sa lưu giữ khu vực nghiên cứu 33 4.2.2 Mối quan hệ cấu trúc rừng Bần chua (Sonneratia caseolaris (L.) Engl) với hàm lượng phù sa lưu giữ khu vực nghiên cứu 36 4.3 Đánh giá khả lưu giữ phù sa rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu 38 4.3.1 Đánh giá khả lưu giữ phù sa quần thể Trang khu vực nghiên cứu 38 4.3.2 Đánh giá khả lưu giữ phù sa loài Bần chua khu vực nghiên cứu 49 iii 4.3.3 So sánh khả lưu giữ phù sa hai trạng thái rừng Trang Bần chua 61 4.4 Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu lưu giữ lượng phù sa rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu 62 4.4.1 Các biện pháp kỹ thuật 62 4.4.2 Nhóm biện pháp quản lý, sách 63 4.4.3 Các biện pháp kinh tế, xã hội 65 CHƢƠNG V KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ………………….66 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iv TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MÔI TRƢỜNG =================o0o=================== TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu khả lưu giữ lượng phù sa rừng ngập mặn ven biển quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng” Giáo viên hƣớng dẫn: TS Nguyễn Hải Hòa Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Phương Huyền Lớp: 57B – KHMT MSV: 1253060823 Mục tiêu nghiên cứu 4.1 Mục tiêu chung Góp phần làm sở khoa học cho việc áp dụng công nghệ GIS – Viễn thám, ngôn ngữ R vào việc nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao công tác quản lý rừng ngập mặn ven biển Việt Nam 4.2 Mục tiêu cụ thể - Lập đồ trạng phân bố rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu - Đánh giá khả lưu giữ phù sa rừng ngập mặn so sánh khả lưu giữ phù sa của loài thực vật ngập mặn khu vực nghiên cứu 4.3 Phạm vi nghiên cứu - Trong phạm vi không gian: Khóa luận tập trung nghiên cứu rừng ngập mặn khu vực phường Bàng La thuộc quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng - Về nội dung: Đề tài tiến hành nghiên cứu khả lưu giữ lượng phù sa rừng ngập mặn khu vực phường Bàng La, quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng Những nội dung khóa luận v Để đạt mục tiêu trên, khóa luận thực nội dung sau:  Nghiên cứu phân bố không gian rừng ngập mặn ven biển quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng  Nghiên cứu mối quan hệ cấu trúc rừng ngập mặn với lượng phù sa lưu giữ khu vực nghiên cứu  Đánh giá hiệu khả lưu giữ phù sa rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu  Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu lưu giữ lượng phù sa rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu Những kết đạt đƣợc Qua nghiên cứu khóa luận đạt kết sau: Đề tài xây dựng đồ phân bố rừng ngập mặn đưa phân bố khơng gian lồi khu vực nghiên cứu Chỉ mối quan hệ cấu trúc rừng ngập mặn mật độ cá thể, mật độ rễ thở với lượng phù sa lưu giữ, thông qua số nồng độ TSS (mg/l) thu mẫu nước Đánh giá khả lưu giữ phù sa hai quần thể thực vật phổ biến khu vực nghiên cứu Bần chua (Sonneratia caseolaris (L.) Engl.) Trang (Kandelia obovata Shuen, Lui and Yong) Đề xuất giải pháp công nghệ, kỹ thuật, kinh tế – xã hội, sách để nâng cao hiệu lưu giữ phù sa rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu nói riêng hiệu quản lý, phát triển rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu nói chung vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Giải thích GIS Hệ thống thơng tin địa lý (Geographic information System) Ha Héc ta NDVI Chỉ số khác tự nhiên thực vật (Normalized Difference vegetation index) OTC Ơ tiêu chuẩn PTN Phịng thí nghiệm RNM Rừng ngập mặn TSS Tổng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solids) Vườn quốc gia VQG vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Số lượng đặc điểm sinh trưởng phát triển thực vật ngập mặn khu vực Bàng La, Đồ Sơn, Hải Phòng Bảng 2.2 Các số thực vật sử dụng xây dựng đồ 11 Bảng 4.1 Các đối tượng điều tra thể đồ 31 Bảng 4.2 Ma trận kiểm chứng độ xác đồ trạng phân bố 33 Bảng 4.3 Giá trị p value hệ số tương quan biến 35 Bảng 4.4 Giá trị p value hệ số tương quan biến 37 Bảng 4.5 Nồng độ TSS OTC thuộc tuyến trang tuyến đối chứng 38 Bảng 4.6 Kết phân tích mơ hình ảnh hưởng hỗn hợp ngơn ngữ R 45 Bảng 4.7 Mơ hình tương quan nhiều biến số 43 Bảng 4.8 Kết mơ hình phân tích mơ hình tương quan nhiều biến số 48 Bảng 4.9 Nồng độ TSS lấy OTC thuộc tuyến Bần chua tuyến đối chứng 50 Bảng 4.10 Kết phân tích mơ hình ảnh hưởng hỗn hợp ngôn ngữ R.53 Bảng 4.11 Mơ hình tương quan nhiều biến số 56 Bảng 4.12 Kết mơ hình phân tích mơ hình tương quan nhiều biến số…………………………………………………………………………….63 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Biểu đồ phân bố rừng ngập mặn giới tính đến năm 2010 Hình 1.2 Một số lồi thực vật ngập mặn khu vực nghiên cứu Hình 2.1 Sơ đồ tuyến điều tra khu vực lấy mẫu 22 Hình 2.2 Xác định mật độ rễ thở loài Bần chua 23 Hình 3.1 Bản đồ ranh giới khu vực nghiên cứu 26 Hình 4.1 Phân bố khơng gian loài thực vật khu vực nghiên cứu 29 Hình 4.2 Bản đồ phân bố rừng ngập mặn quận Đồ Sơn, Thành phố Hải Phòng năm 2014 30 Hình 4.3 Biểu đồ tương quan nồng độ TSS, mật độ Trang, độ sâu vị trí lấy mẫu 34 Hình 4.4 Biểu đồ tương quan nồng độ TSS, mật độ rễ, mật độ cá thể Bần chua, độ sâu vị trí lấy mẫu 36 Hình 4.5 Biểu đồ dao động nồng độ TSS tuyến Trang tuyến đối chứng 40 Hình 4.6 Biểu đồ dao động nồng độ TSS tuyến vị trí lấy mẫu 41 Hình 4.7 Biểu đồ thay đổi nồng độ TSS tuyến Bần chua tuyến đối chứng 52 Hình 4.8 Biểu đồ dao động nồng độ TSS tuyến vị trí lấy mẫu 53 ix ĐẶT VẤN ĐỀ Theo định nghĩa Báo cáo Đánh giá Hệ sinh thái Thiên niên kỷ (Millennium Ecosystem Assessment, 2005, p v) “Những lợi ích người đạt từ hệ sinh thái, bao gồm dịch vụ cung cấp thức ăn nước; dịch vụ điều tiết điều tiết lũ lụt, hạn hán; dịch vụ hỗ trợ hình thành đất chu trình dinh dưỡng; dịch vụ văn hóa giải trí, tinh thần, tín ngưỡng lợi ích phi vật chất khác” Giống hệ sinh thái nào, hệ sinh thái rừng ngập mặn (RNM) có chức bản: chức cung cấp, điều tiết, văn hóa hỗ trợ Trong đó, chức hỗ trợ chức điều tiết quan trọng Ngoài khả chắn sóng, bảo vệ đê biển bảo vệ sống người dân khỏi thiên tai bão lũ rễ chùm đặc biệt RNM “chiếc bẫy” tự nhiên lưu giữ phù sa chất gây ô nhiễm từ lục địa mang biển, giúp mở rộng diện tích đất liền giảm thiểu nhiễm mơi trường hệ sinh thái biển Hải Phịng thành phố ven biển nằm vùng hạ lưu hệ thống sơng Thái Bình Từ năm 1990 đến cuối năm 2014, diện tích rừng ngập mặn thành phố tăng từ 293 [23] lên 5200 [24], nhờ mà diện tích bãi bồi tụ tăng theo nhanh chóng Với biến động nhanh diện tích RNM thành phố Hải Phịng nói chung khu vực quận Đồ Sơn nói riêng, việc phát triển phương pháp sử dụng ảnh vệ tinh để thành lập đồ trạng diện tích phân bố thực vật, từ làm để nghiên cứu vai trò, chức RNM nhiệm vụ cần thiết Hiện nay, GIS - Viễn thám ứng dụng hiệu công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên giám sát môi trường, quy hoạch, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Tuy nhiên, đề tài nước nghiên cứu rừng ngập mặn chủ yếu đề cập tới khả chắn sóng, tính tốn lượng sinh khối cacbon tích trữ hay biến động rừng ngập mặn qua năm, khả lưu giữ phù sa, chất bồi tụ rừng ngập mặn chưa quan tâm nghiên cứu, đặc biệt loài khác với đặc điểm hình thái, sinh lý khác khác biệt khả lưu giữ phù sa chưa có số so sánh cụ thể Mở rộng phạm vi nghiên cứu nghiên cứu thêm tiêu vận tốc dòng chảy vào biến số ảnh hưởng đến khả lưu giữ phù sa rừng ngập mặn để tăng tính tồn diện xác cho kết nghiên cứu Tiến hành nghiên cứu đưa số xác mức độ ảnh hưởng quần thể hỗn giao loài Bần chua loài Trang lượng phù sa lưu giữ khu vực nghiên cứu 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Anh Claudia cộng (2011), Remote Sensing of Mangrove Ecosystems, tạp chí Remote Sensing Erik Horstman cộng (2011), Sediment dynamics in a mangrove creek catchment Hội nghị quốc tế lần thứ ứng dụng nghiên cứu vùng ven biển (5th International Short Conference on Applied Coastal Research) Justice Camilus Mensah (2013), Remote sensing application for Mangrove mapping in the Ellembelle Distric in Gana, đại học Rhode Island (Mỹ) Marıa Fernanda Adame cộng (2010), Sedimentation within and among mangrove forests along a gradient of geomorphological setting, Tạp chí khoa học Estuarine, Coastal and Shelf Science, đại học Queensland Satyanarayana Behara cộng (2011), Assessment of mangrove vegetation based on remote sensing and ground-truth measurements at Tumpat, Kelantan Delta, East Coast of Peninsular Malaysia, Tạp chí International Journal of Remote Sensing, Viện Hải dương học, đại học Terenganu, Malaysia Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Tuấn Anh, Nguyễn Thị Phương Thảo (2013), Cơ chế tác động giảm sóng rừng ngập mặn khu vực Hải Phịng, Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trường Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trường, TCVN 6625-2000 (ISO 11923-1997) - Chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng cách lọc qua lọc sợi thuỷ tinh Nguyễn Thị Kim Cúc, Trần Văn Đạt (2014), Mơ hình mơ diễn biến rừng ngập mặn ven biển Thái Bình biến động yếu tố môi trường nước biển dâng , tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi mơi trường PST.TS Trần Văn Chính (2010), Chương XVII - Đất vùng đồng ven biển Việt Nam, Giáo trình Thổ nhưỡng học, ĐH Nơng nghiệp Hà Nội 10 Bùi Quang Hà & Nguyễn Trung Kiên (2011), Giới thiệu ngôn ngữ R, Đại học sư phạm Hà Nội 11 T.S Nguyễn Hải Hòa (2015), Bài giảng Mơ hình hóa mơi trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam 12 Phan Nguyên Hồng, Hoàng Thị Sản (1993), Mangroves of Vietnam, IUC Bangkok; 13 TS Viên Ngọc Nam (2010), Rừng ngập mặn Việt Nam Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh 14 Th.s Nguyễn Trọng Minh (2013), GIS viễn thám –ĐH Lâm Nghiệp Việt Nam 15 Đồn Đình Tam (2012) Khả chắn sóng thí nghiệm trồng rừng ngập mặn số tỉnh ven biển miền Bắc, Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái Mơi trường rừng 16 Vũ Đồn Thái (2012), Tác dụng rừng ngập mặn đến bồi tụ đáy vùng ven bờ Bàng La (Đồ Sơn, Hải Phịng), Tạp chí Khoa học Cơng nghệ biển, Đại học Hải Phịng 17 Trần Thị Trang (2012), Ứng dụng cơng nghệ viễn thám GIS nghiên cứu biến động rừng ngập mặn ven biển, khu vực thực nghiệm cửa Ba Lạ”, Luận văn thạc sỹ khoa học - Đại học khoa học tự nhiên 18 T.S Nguyễn Văn Tuấn (2010), Lâm sàng thống kê, Chương trình huấn luyện y khoa 19 Ủy ban nhân dân phường Bàng La, quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng (2014) Báo cáo thuyết minh tổng kiểm kê đất đai năm 2014 Tài liệu trang web 20 www.vnexpress.net 21 https://vi.wikipedia.org/wiki/Ph%C3%B9_sa 22 http://www.nhandan.com.vn/khoahoc/moi-truong/item/14677102.html 23.Ban Chỉ huy phịng chống thiên tai tìm kiếm cứu nạn Tp Hồ Chí Minh http://www.phongchonglutbaotphcm.gov.vn/?id=28&cid=3042 24 Báo Hải Phịng http://www.baohaiphong.com.vn/channel/4905/201408/rung-ngap-mantao-la-chan-xanh-bao-ve-de-bien-2348349/ 25.Viện sinh thái bảo vệ mơi trường http://vienbaovecongtrinh.vn/vi-Vn/Tin-tuc/0/Dac-diem-cua-mot-so-loaicay-ngap-man/115.html PHỤ LỤC PHỤ LỤC I CÁC LỆNH SỬ DỤNG TRONG NGÔN NGỮ R  Lệnh kiểm chứng khác biệt nồng độ TSS ban đầu tuyến Trang tuyến đối chứng y = c(310, 315, 320, 434, 355, 404) mangrove = rep(c(1,0), c(3,3)) t.test(y ~ mangrove)  Lệnh tạo lập liệu thành bảng TSS = c(310, 304, 302, 305, 315, 317, 310, 305, 320, 310, 307, 312, 434, 406, 367, 320,355, 373, 343, 325, 404, 366, 401, 333) dosau = c(40, 39.5, 36.5, 38, 42, 40, 39, 38.5, 41.5, 40, 38.5, 38, 54, 47.5, 42.5, 41.5, 62, 55, 48, 45, 60, 53, 46, 47) matdo = c(107, 192, 272, 475, 36, 120, 285, 381, 60, 162, 312, 489, 0, 0, 0, 7, 0, 0, 0, 5, 0, 0, 0, 3) ID = rep(1:6, each=4) Vitri = rep(c(1,2,3,4), 6) Tuyen = rep(1:2, c(3*4, 3*4)) dulieu = data.frame(ID,Tuyen,Vitri,TSS) Kết thể phụ lục bảng sau: Thực tương tự kết thể phụ lục bảng  Lệnh vẽ biểu đồ thay đổi nồng độ TSS tuyến hình 5.2 5.4 install.packages("lattice") library(lattice) xyplot(nd ~ Vitri | id, type=c("p","r"), as.table=T, pch=16, main = "Sự thay đổi nồng độ TSS Tuyến trang tuyến đối chứng",xlab="Kiểu tuyến", ylab="TSS"  Lệnh vẽ biểu đồ dao động nồng độ TSS tuyến vị trí lấy mẫu hình 5.3 5.5 library(ggplot2) library(nlme) fit