Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số quần xã thực vật rừng ngập mặn tại vườn quốc gia xuân thủy tỉnh nam định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VIẾT CHUNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT RỪNG NGẬP MẶN TẠI VƯỜN QUỐC GIA XUÂN THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VIẾT CHUNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT RỪNG NGẬP MẶN TẠI VƯỜN QUỐC GIA XUÂN THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH Chuyên ngành: Lâm học Mã Số: 60.62.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Minh Toại Hà Nội, 2014 iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan…………………………………………………………………… …i Lời cảm ơn ii Mục lục………………………………………………… ……………………… iii Danh mục từ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình .ix Danh mục biểu đồ x ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Ở nước 1.1.1 Phân bố rừng ngập mặn giới 1.1.2 Nghiên cứu cấu trúc tái sinh rừng ngập mặn giới 1.1.3 Nghiên cứu nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh RNM giới.6 1.2 Ở Việt Nam .8 1.2.1.Phân bố rừng ngập mặn Việt Nam 1.2.2 Nghiên cứu cấu trúc tái sinh rừng ngập mặn Việt Nam 1.2.3 Nghiên cứu nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh RNM Việt Nam 12 1.2.4 Nghiên cứu hệ sinh thái rừng ngập mặn VQG Xuân Thủy 17 Chương ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ VÀ XÃ HỘI CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 20 2.1 Điều kiện tự nhiên 20 2.1.1 Vị trí địa lý 20 2.1.2 Địa hình, địa mạo .20 2.1.3 Đặc điểm khí hậu, thủy văn, thủy triều, tốc độ bồi lắng 21 2.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng 23 2.1.5 Đặc điểm lớp phủ thực bì 24 2.2 Đặc điểm dân sinh kinh tế, xã hội 24 2.2.1 Đặc điểm xã hội 24 2.2.2 Đặc điểm kinh tế 25 2.2.3 Tình hình đời sống nhân dân xã vùng đệm 25 2.2.4 Tình hình sở hạ tầng .26 iv Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 3.1 Mục tiêu nghiên cứu .27 3.1.1 Mục tiêu lý luận 27 3.1.2 Mục tiêu thực tiễn 27 3.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 27 3.2.1 Đối tượng 27 3.2.2 Phạm vi nghiên cứu 27 3.3 Nội dung nghiên cứu .27 3.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc sinh trưởng tầng cao QXTVRNM .27 3.3.2 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh QXTVRNM Vườn quốc gia Xuân Thủy 28 3.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng số nhân tố tới khả tái sinh tự nhiên ngập mặn .28 3.3.4 Đề xuất số biện pháp kỹ thuật nhằm xúc tiến tái sinh rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu 28 3.4 Phương pháp nghiên cứu 28 3.4.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu thứ cấp 28 3.4.2 Phương pháp điều tra 28 3.4.3 Nội nghiệp 35 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 4.1 Đặc điểm cấu trúc tầng cao QXTVRNM VQG Xuân Thủy 39 4.1.1 Tổ thành tầng cao 39 4.1.2 Cấu trúc mật độ 41 4.1.3 Cấu trúc tầng thứ 43 4.1.4 Độ tàn che 44 4.1.5 Đặc điểm sinh trưởng QXTNRNM 45 4.1.6 Quy luật phân bố số theo đường kính (N/D00) 47 4.1.7 Quy luật phân bố số theo chiều cao (N/Hvn) 50 4.1.7 Quan hệ đường kính gốc chiều cao vút 52 4.1.8 Chất lượng sinh trưởng tầng cao 53 4.2 Đặc điểm tái sinh ngập mặn tán rừng .54 4.2.1 Tổ thành, mật độ tầng tái sinh .54 4.2.2 Đặc điểm phân bố tái sinh 57 v 4.2.3 Chất lượng tầng tái sinh 61 4.3 Đặc điểm tái sinh ngập mặn lỗ trống rừng 62 4.3.1 Đặc điểm 62 4.3.2 Đặc điểm phân bố tái sinh lỗ trống 63 4.3.3 Chất lượng tầng tái sinh lỗ trống 65 4.4 Kết nghiên cứu đặc điểm tái sinh tán mẹ 66 4.4.1 Phân bố tái sinh tán mẹ 66 4.4.2 Chất lượng tầng tái sinh tán mẹ .67 4.5 Ảnh hưởng số nhân tố tới khả tái sinh tự nhiên ngập mặn 69 4.5.1 Ảnh hưởng thể 69 4.5.2 Ảnh hưởng độ mặn nước biển .73 4.5.3 Ảnh hưởng tầng cao 74 4.5.4 Ảnh hưởng nhân tố khác 76 4.6.1 Khoanh nuôi xúc tiến tái sinh kết hợp trồng bổ sung 78 4.6.2 Trồng bổ sung .79 4.6.3 Chăm sóc rừng .80 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 81 Kết luận 81 Tồn 83 Kiến nghị 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu riêng tôi, chưa công bố Kết quả nghiên cứu trung thực Tài liệu tham khảo số liệu thống kê trích dẫn có nguồn gốc rõ ràng Hà Nội, tháng năm 2014 Tác giả Nguyễn Viết Chung ii LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành Trường Đại học Lâm nghiệp khn khổ chương trình đào tạo Cao học Lâm nghiệp khóa 20A, giai đoạn 2012 - 2014 Trong trình học tập làm luận văn, tác giả nhận quan tâm, giúp đỡ Ban Giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp, Ban chủ nhiệm Khoa đào tạo Sau đại học, thầy cô giáo khoa Lâm học thầy, cô giáo trường Đại học Lâm nghiệp, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn quan tâm, giúp đỡ Tác giả xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành tới TS Phạm Minh Toại - người trực tiếp hướng dẫn khoa học, tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức quí báu dành tình cảm tốt đẹp cho tác giả suốt thời gian học tập thời gian thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn lãnh đạo cán Vườn quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định người dân khu vực nghiên cứu tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình triển khai thu thập số liệu ngoại nghiệp Cuối tác giả xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè người thân gia đình giúp đỡ, động viên tác giả suốt thời gian học tập hoàn thành luận văn Mặc dù nỗ lực làm việc, thời gian thực đề tài ngắn, khối lượng nghiên cứu lớn kiến thức có hạn nên chắn luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót định Tác giả mong nhận đóng góp ý kiến xây dựng nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp để luận văn ngày hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 03 năm 2014 Tác giả Nguyễn Viết Chung vi iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Ký hiệu A B Bc C CTTT C00 D00 Dt Hvn N n/D00 n/Hvn Ma ÔDB ÔTC R RNM Se Sx Su Sig.F Sig.T SPSS QXTVRNM TB Ve VQG cs Giải thích Cây sinh trưởng tốt Cây sinh trưởng trung bình Bần chua Cây sinh trưởng xấu Cơng thức tổ thành Chu vi gốc Đường kính ngốc Đường kính tán Chiều cao vút Mật độ Phân bố số theo cấp đường kính gốc Phân bố số theo cấp chiều cao Mắm Ô dạng Ô tiêu chuẩn Hệ số tương quan Rừng ngập mặn Sai số số trung bình mẫu Sai tiêu chuẩn mẫu Sú Xác suất kiểm tra tiêu chuẩn F Xác suất kiểm tra tiêu chuẩn t Statistical Products for Social Services Quần xã thực vật rừng ngập mặn Trung bình Vẹt Vườn quốc gia cộng iv vii DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng TT 1.1 Số lượng loài thực vật tìm thấy vùng RNM Vườn Quốc gia Xuân Thủy Trang 17 4.1 Tổ thành số quần xã rừng ngập mặn theo ÔTC 40 4.2 Mật độ tầng cao quần xã khu vực nghiên cứu 42 4.3 Độ tàn che quần xã nghiên cứu 44 4.4 Đặc điểm sinh trưởng tầng cao rừng ngập mặn 45 4.5 4.6 4.7 4.8 Sự sinh trưởng đường kính gốc QXTVR khu vực nghiên cứu Kết mô phân bố thực nghiệm số theo cỡ đường kính phân bố lý thuyết Sự sinh trưởng Hvn quần xã Kết mô phân bố thực nghiệm số theo cỡ Doo kính phân bố lý thuyết 47 49 50 51 4.9 Quan hệ đường kính gốc chiều cao vút QX 52 4.10 Chất lượng sinh trưởng tầng cao 53 4.11 Tổ thành, mật độ tầng tái sinh tán rừng 55 4.12 Mô phân bố thực nghiệm số theo cỡ đường kính phân bố Weibull 58 4.13 Phân bố chiều cao tái sinh 59 4.14 Kiểm tra phân bố tái sinh tán rừng 60 4.15 Chất lượng tầng tái sinh tán rừng 61 4.16 Mô phân bố thực nghiệm số theo cỡ đường kính phân bố Weibull 64 4.17 Phân bố số tái sinh theo cấp chiều cao 64 4.18 Phân bố tái sinh lỗ trống 65 v viii Tên bảng TT Trang 4.19 Chất lượng tái sinh lỗ trống 65 4.20 Phân bố tái sinh theo cấp chiều cao 66 4.21 Phân bố tái sinh tán mẹ QX nghiên cứu 67 4.22 Chất lượng tái sinh tán mẹ quần xã 68 4.23 Kết phân tích độ lầy thụt bùn QXTVR 71 4.24 Kết đo độ loãng bùn QXTVR 72 4.25 Kết điều tra độ mặn ảnh hưởng đến tái sinh 74 4.26 Số lượng tái sinh phân theo độ tàn che 75 4.27 4.28 Thử nghiệm mối quan hệ số tái sinh độ tàn che tầng cao Kết điều tra số tái sinh bị hà Bám tán rừng 76 77 72 Bảng 4.24: Kết đo độ loãng bùn QXTVR Quần xã ƠTC Phẩm chất (%) Độ lỗng A B C bùn (L%) 48,0 42,0 10,0 31,17 44,7 44,7 10,5 35,47 73,9 21,7 4,3 48,14 TB 55,5 36,2 8,3 38,26 55,3 26,3 18,4 31,04 Sú - Vẹt 54,5 30,3 15,2 31,36 - Bần chua 66,7 22,2 11,1 33,24 TB 58,8 26,3 14,9 31,88 69,6 17,4 13,0 33,26 Sú - Vẹt - 54,5 36,4 9,1 32,14 Mắm - Bần chua 67,39 19,57 13,04 36,40 TB 63,83 24,46 11,71 33,93 Sú - Bần chua Qua số liệu bảng 4.24; độ lỗng ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng tái sinh, độ lỗng cao tái sinh sinh trưởng tốt Độ lỗng ƠTC 01 quần xã Sú - Bần chua lớn 48,14% có số tái sinh sinh trưởng tốt 73,9% Số liệu cho thấy, độ lỗng bùn có xu hướng tăng dần từ ÔTC gần biển vào sâu rừng gần bờ Ở phía sâu rừng tốc độ lắng đọng phù sa nhanh, lớp bùn loãng mặt chứa nhiều hạt sét chất hữu cơ, phía mép rừng tốc độ lắng đọng phù sa chậm, lớp bùn mỏng, thành phần lại chứa nhiều hạt cát, so sánh đơn vị thể tích mẫu bùn lấy vị trí ƠTC phía gần biển chứa nhiều vật chất khô mẫu bùn lấy vị trí ƠTC sâu rừng Theo quần xã nghiên cứu phân tích độ lỗng bùn quần xã Sú Bần chua cao 38,26% Độ loãng bùn quần xã Sú - Vẹt - Bần chua thấp 31,88% Nguyên nhân quần xã Sú - Bần chua, phát triển mạnh, phân cành nhiều, vị trí quần xã lại gần cửa Ba Lạt nên lượng phù sa nhiều 73 Theo kết nghiên cứu Viện điều tra Quy hoạch rừng Tây Bắc, 2006 (Đặng Ngọc Khải, 2011) [10], đất rừng ngập mặn phù sa sông mang từ lục địa ra, trầm tích biển thuỷ triều đưa vào Tính chất đất phụ thuộc vào nguồn gốc phù sa loại trầm tích dễ biến đổi ảnh hưởng khí hậu, thuỷ văn tác động địa chất Lớp đất phủ gồm đất bùn loãng đất kết cấu ổn định giữ vai trò quan trọng tồn phát triển RNM Mọi ô nhiễm thiếu hụt chất dinh dưỡng, nguyên tố vi lượng đất bùn loãng lớp đất ảnh hưởng trực tiếp đến sống quần thể sinh vật tồn bãi triều nói chung lồi ngập mặn nói riêng 4.5.2 Ảnh hưởng độ mặn nước biển Độ mặn nước biển nhân tố quan trọng ảnh hưởn đến sinh trưởng phát triển thực vật Theo Snedaker, 1979 (dẫn theo Phan Nguyên Hồng, 1999) 7: “Độ mặn yêu cầu sinh thái cho ngập mặm ngăn cản xâm nhập lồi thực vật khơng chịu mặn Đồng thời, độ mặn tác động trực tiếp đến khả thích nghi chống chịu nghập mặn” Thông qua tỷ lệ sống chế độ mặn khác nhau, tính chịu mặn đánh giá tỷ lệ sống Độ mặn nước xem nhân tố quan trọng điều khiển tăng trưởng, chiều cao, độ sống sót phân vùng thực vật ngập mặn nói chung tái sinh khác Tuy nhiên, thực địa thích ứng với độ mặn lại khác có số lồi thích ứng với độ mặn cao Nhưng đa số ngập mặn khơng thích ứng hồn tồn nước mặn cao mà có xu hướng ưa nước hay lợ Độ mặn đất lại bị chi phối nhiều nhân tố độ ngập triều, loại đất, địa hình, lượng mưa khu vực, nguồn nước sông mang lại … Tuy nhiên, điều kiện ngập triều hàng ngày lượng bốc nước tần số ngập nhân tố quan trọng độ mặn Độ mặn nhân tố có ảnh hưởng lớn đến khả tái sinh Vì độ mặn ảnh hưởng nhiều tới nảy mầm hạt Ở phía đê cửa sơng có độ mặn sóng bé phía ngồi gần biển nên tái sinh chủ yếu phía gần đê Kết điều tra độ mặn ảnh hưởng đến tái sinh bang 4.25 74 Bảng 4.25: Kết điều tra độ mặn ảnh hưởng đến tái sinh Phẩm chất (%) Quần xã ÔTC Độ mặn nước biển trung bình A B C 48,0 42,0 10,0 17,7 44,7 44,7 10,5 17,3 73,9 21,7 4,3 16,3 TB 55,5 36,2 8,3 17,1 55,3 26,3 18,4 19,3 Sú - Vẹt 54,5 30,3 15,2 19,0 - Bần chua 66,7 22,2 11,1 18,3 TB 58,8 26,3 14,9 18,87 69,6 17,4 13,0 19,7 Sú - Vẹt - 54,5 36,4 9,1 19,3 Mắm - Bần chua 67,39 19,57 13,04 18,3 TB 63,83 24,46 11,71 19,1 Sú - Bần chua (‰) Bảng 4.25; cho thấy tái sinh ngập mặn bị ảnh hưởng lớn độ mặn nước biển, mật độ tái sinh ÔTC xa bờ thấp so với mật độ tái sinh ÔTC gần bờ, đồng thời độ mặn nước biển ảnh hưởng đến sinh trưởng tái sinh, Các tái sinh gần bờ độ mặn giảm nên sinh trưởng tốt chiếm từ 66,7% - 73, 9% Như vậy, khả tái sinh ảnh hưởng trực tiếp độ mặn nước biển 4.5.3 Ảnh hưởng tầng cao Qua kết điều tra, phân tích cho thấy tầng cao có ảnh hưởng lớn đến tái sinh rừng Hiện tượng tái sinh khu vực nghiên cứu phổ biến có cấp chiều cao