Nghiên cứu cơ sở khoa học để đề xuất giải pháp phục hồi rừng ngập mặn tại vườn quốc gia xuân thủy, tỉnh nam định TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN THỊ MAI SEN NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI RỪNG NGẬP MẶN TẠI VƯỜN QUỐC GIA XUÂN THUỶ, TỈNH NAM ĐỊNH Ngành: Lâm sinh Mã số: 9.62.02.05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Hà Nội - Năm 2021 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Lâm nghiệp Người hướng dẫn khoa học: PGS.TSKH Nguyễn Thị Kim Cúc - Trường Đại học Thủy Lợi PGS.TS Phạm Minh Toại –Trường Đại học Lâm nghiệp Phản biện 1: ……………………………………………………… Phản biện 2: ……………………………………………………… Phản biện 3: ……………………………………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp Trường họp Trường Đại học Lâm nghiệp vào hồi ngày Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp tháng năm DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Tran Thi Mai Sen, Nguyen Thi Kim Cuc, Le Hong Lien, Tran Viet Ha, Pham Thi Quynh, Nguyen Thanh Thuy Van and Pham Tien Dung, “Current status of mangroves in the context of climate change in Xuan Thuy National park buffer zone, Nam Dinh Province”, Vietnam APAC 2019, Springer Singapore, 2020, pp 1221-1228.https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-150291-0_167 Phạm Tiến Dũng, Nguyễn Huy Hoàng, Trần Thị Mai Sen, Nguyễn Thị Xuân Thắng, “Ứng dụng công nghệ bay không người lái để quản lý rừng ngập mặn, nghiên cứu cụ thể Vườn quốc gia Xuân Thủy, Nam Định” Tạp chí Khoa học Thuỷ lợi Mơi trường, Số 68 (3), 2020: 59-66 Trần Thị Mai Sen, Nguyễn Thị Kim Cúc, Phạm Minh Toại, Phạm Tiến Dũng, Nguyễn Huy Hoàng, 2021, “Đánh giá biến động chất lượng rừng ngập mặn Vườn quốc gia Xuân Thủy ảnh vệ tinh Lansat đa thời gian”, Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn, số 1, 2021: 138-145 Trần Thị Mai Sen, Nguyễn Thị Kim Cúc, Phạm Minh Toại, Phạm Thị Quỳnh, Phạm Thị Hạnh, Trần Thị Yến, Nguyễn Thị Thu Hằng, 2021, ''Đặc điểm cấu trúc tầng cao quần xã thực vật ngập mặn Vườn quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định'', Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Lâm nghiệp, số 3, 2021: 41-49 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trước bối cảnh biến đổi khí hậu nay, việc phục hồi chức hệ sinh thái rừng ngập mặn nhiệm vụ cấp thiết nhà quản lý nhà khoa học Trong thời gian qua, có nhiều chương trình, dự án trồng rừng ngập mặn triển khai, nhiên khả thành công chưa mong đợi, điều điều kiện vật lý khu vực trồng, kỹ thuật trồng thiết lập chức hệ sinh thái rừng ngập mặn khó khăn so với phục hồi rừng đường tự nhiên (N Tonné cộng sự, 2017) Do phục hồi rừng ngập mặn dựa vào lực tự tái sinh rừng hướng hứa hẹn nhiều triển vọng Tuy nhiên, trình thiết lập tái sinh tự nhiên ngập mặn lại phụ thuộc chủ yếu vào thời gian phát tán trụ mầm/quả điều kiện mơi trường ảnh hưởng tới q trình phát triển con, điều mở nhiều hướng cho nghiên cứu liên quan đến phục hồi rừng ngập mặn Vườn quốc gia Xuân Thủy - vùng ngập nước khu vực Đông Nam Á tham gia Công ước bảo tồn vùng đất ngập nước có tầm quan trọng quốc tế (Cơng ước RAMSAR) Trong giai đoạn từ năm 2005 đến năm 2019 tác động tượng khí hậu cực đoan ảnh hưởng đến chất lượng khả phục hồi rừng ngập mặn Vườn quốc gia Xuân Thủy Trước thực tế đó, nghiên cứu triển khai nhằm góp phần bổ sung sở khoa học trình thiết lập tái sinh tự nhiên ngập mặn sở để hoạch định giải pháp phục hồi phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn cách hiệu cho Vườn quốc gia Xuân Thủy nói riêng Việt Nam nói chung Mục tiêu nghiên cứu: i) Đánh giá trạng quần xã thực vật ngập mặn khu vực nghiên cứu; ii) Xác định khả tái sinh tự nhiên số loài ngập mặn chủ yếu; iii) Đề xuất số giải pháp kỹ thuật phục hồi phát triển rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Các quần xã thực vật ngập mặn, đặc điểm tái sinh tự nhiên yếu tố ảnh hưởng đến tái sinh tự nhiên quần xã 3.2 Phạm vi nghiên cứu 3.2.1 Phạm vi địa điểm nghiên cứu: vùng rừng ngập mặn Vườn quốc gia Xuân Thủy, nằm vị trí bờ Nam cửa sơng Hồng, tỉnh Nam Định 3.2.2 Phạm vi nội dung nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu đánh giá chất lượng rừng ngập mặn đánh giá thông qua kết số thực vật khác biệt chuẩn hóa (NDVI) và số thực vật tăng cường (EVI) - Trong điều kiện thí nghiệm luận án tiến hành loài ngập mặn gồm: Trang (Kandelia obovata), Đước vòi (Rhizophora stylosa) Mắm biển (Avicennia marina); - Nghiên cứu tập trung vào số nhân tố ảnh hưởng tới thiết lập tái sinh bãi triều giai đoạn non tái sinh cố định xuống thể bao gồm: độ mặn, chế độ phơi bãi chế độ sóng Điều kiện môi trường khác như: độ thành thục thể nền, thành phần cấp hạt cát chưa tích hợp vào thí nghiệm nhà kính thiết lập tái sinh ngập mặn - Việc đề xuất giải pháp phục hồi phát triển rừng ngập mặn hoàn toàn dựa sở khoa học từ kết nghiên cứu thí nghiệm nhà kính phân tích khảo sát trường mà chưa xét đến sở khác như: sách, quy hoạch phát triển, Điểm luận án - Bổ sung dẫn liệu khoa học đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật ngập mặn đặc điểm tái sinh số ngập mặn chủ yếu khu vực nghiên cứu - Xác định khả thiết lập tái sinh tự nhiên số loài ngập mặn chủ yếu đề xuất số giải pháp phục hồi rừng ngập mặn loài Trang, Đước vịi Mắm biển vùng có độ mặn chế độ phơi bãi thích hợp CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Luận án tổng hợp phân tích nghiên cứu giới Việt Nam cấu trúc tái sinh rừng ngập mặn (RNM), phục hồi RNM Dưới thảo luận chung 1.1 Nghiên cứu cấu trúc tái sinh rừng ngập mặn Các nghiên cứu đặc điểm cấu RNM ra: lâm phần RNM nguyên sinh có cấu trúc phức tạp đa dạng lâm phần non Thành phần loài RNM phục hồi tái sinh tự nhiên đa dạng so với RNM phục hồi nhân tạo Đã có nhiều nghiên cứu đặc điểm tái sinh ngập mặn (CNM): hình thức phát tán, thiết lập tái sinh CNM, thấy để tái sinh sống sót sinh trưởng ổn định bãi triều điều khó khăn Các nghiên cứu ngập mặn có tính nhạy cảm cao, mơi trường ngập triều phải chịu nhiều tác động xáo trộn học, điều làm cho CNM giảm khả sinh trưởng tỷ lệ sống Để việc phục hồi RNM đường tự nhiên thành công khu vực cụ thể, xác định khoảng thời gian cần thiết để trụ mầm/quả/hạt già lồi CNM khu vực neo đậu cố định bãi triều (sự thiết lập tái sinh) Có lồi cần khoảng thời gian phơi bãi ngày để neo đậu bãi triều/ thiết lập tái sinh thành cơng, có loài phải thời gian lâu Sự thiết lập tái sinh sớm bãi triều giúp có hội sinh trưởng phát triển tốt Việc lựa chọn lồi tiên phong, có tốc độ thiết lập tái sinh nhanh biện pháp để tăng cường phát triển chất lượng Sự thiết lập tái sinh định nhiều yếu tố, lồi có thiết lập tái sinh khác chịu ảnh hưởng nhân tố môi trường như: biên độ triều thời gian ngập triều thể qua chế độ phơi bãi; độ mặn; sóng biển Do vậy, nghiên cứu thiết lập tái sinh CNM có vai trò quan trọng hiểu biết xác định điều kiện môi trường thuận lợi cho thiết lập tái sinh CNM Đây công cụ hữu ích cơng tác bảo tồn, giúp bảo vệ, phục hồi phát triển hệ sinh thái (HST) RNM trước tác động tiềm ẩn phát triển kinh tế - xã hội tác động biến đổi khí hậu tồn cầu - Nghiên cứu định lượng khoảng thời gian tiên để trụ mầm/quả/hạt CNM thành non: cố định xuống thể nền, phát triển rễ, thích nghi với độ mặn tác động thủy triều cần thiết Thí nghiệm nhà kính nhằm định lượng khoảng thời gian Việc triển khai thí nghiệm nhà kính để nghiên cứu ảnh hưởng số ngày phơi bãi, độ mặn sóng đến khả thiết lập tái sinh trụ mầm/ quả/ hạt Đây thí nghiệm sinh thái chưa thực Việt Nam, cần phải tiến hành nghiên cứu mở rộng nhiều vùng sinh thái khác 1.2 Nghiên cứu phục hồi rừng ngập mặn Có nhiều nghiên cứu để phục hồi thành cơng HST RNM địi hỏi cần phải có hiểu biết thủy văn, nhân tố ảnh hưởng đến phân bố, hình thành lồi phát triển lồi CNM mục đích Một số nghiên cứu khác kết luận, hiểu biết điều kiện thủy văn, cần có đánh giá biến đổi môi trường tác động đến tái sinh tự nhiên Việc phục hồi RNM nên bắt đầu sớm nhiều so với thời điểm rừng bị cách nghiêm trọng Phục hồi RNM cịn gặp nhiều khó khăn chưa đạt hiệu cao tập trung chủ yếu phương thức, kỹ thuật trồng rừng mà chưa quan tâm đến mối tương tác loài CNM với môi trường vật lý môi trường sinh vật Đối với trình phục hồi tái sinh tự nhiên, vấn đề quan trọng, then chốt cần hiểu làm sáng tỏ tiềm phát tán hạt giống khả thiết lập bãi triều (có thành cơng hay không) Phục hồi đường nhân tạo bao gồm trồng rừng từ mang tính cấp thiết cần tiến hành sớm khu RNM bị suy thoái 1.3 Thảo luận chung Đến nay, lý giải phân tích ngun nhân thành cơng nhiều hay chế q trình phục hồi RNM đường tự nhiên nhiều hạn chế chưa làm sáng tỏ Thông qua phân tích tiểu mục thấy rằng, việc phục hồi RNM trình tái sinh tự nhiên không thông qua hoạt động trồng rừng, bãi bồi, phụ thuộc nhiều vào chất lượng trụ mầm/quả/hạt giống, thời gian phát tán trụ mầm điều kiện cần thiết để thiết lập tái sinh (neo đậu) đất tiếp tục trình tái sinh Các nghiên cứu trình thiết lập tái sinh loài CNM cung cấp sở khoa học quan trọng vào thành công ban đầu trình phục hồi RNM Trong năm qua, hướng nghiên cứu nhận quan tâm nhiều nhà khoa học giới, số thí nghiệm số lồi thực vật ngập mặn vùng sinh thái khác thử nghiệm số nước như: Panama, Sri Lanka, Australia, Singapore, Kết nghiên cứu thử nghiệm học quý cho nghiên cứu Việt Nam vấn đề này, giải đáp câu hỏi liên quan đến định lượng khoảng an toàn cho CNM điều kiện sinh thái, môi trường Việt Nam Đây thông tin quan trọng cần thiết để xác định giải pháp nâng cao hiệu hoạt động phục hồi HST RNM Với tầm quan trọng vai trò sinh thái giá trị kinh tế, xã hội mình, Vườn quốc gia (VQG) Xuân Thủy nhận quan tâm nhiều nhà khoa học Nhiều kết nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng công bố như: trạng hệ động thực vật VQG Xuân Thủy; tác nhân gây rừng, ảnh hưởng đến HST RNM khu vực; ứng dụng công nghệ viễn thám GIS cho công tác theo dõi, quản lý, bảo vệ rừng; khả tích lũy carbon RNM đặc điểm điều kiện lập địa, khả sinh trưởng thực vật ngập mặn, Tuy nhiên, để công tác phục hồi rừng hiệu số khoa học cho phục hồi RNM như: đặc điểm cấu trúc rừng, đặc điểm tái sinh số loài CNM chủ yếu hay tác động số nhân tố sinh thái tới thiết lập tái sinh tự nhiên RNM cần nghiên cứu bổ sung CHƯƠNG NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu - Hiện trạng, biến động diện tích, chất lượng rừng ngập mặn; - Đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật ngập mặn chủ yếu: Đặc điểm cấu trúc tầng cao; Đặc điểm tái sinh tự nhiên; Ảnh hưởng số nhân tố tới phân bố loài CNM; - Khả thiết lập tái sinh số loài ngập mặn chủ yếu: Sự thay đổi kích thước khối lượng trụ mầm/quả loài CNM; Đặc điểm phát triển rễ tái sinh loài CNM; Sự thiết lập tái sinh lồi CNM; Mơ hình đánh giá nhân tố ảnh hưởng tới thiết lập tái sinh loài CNM; - Đề xuất số giải pháp phục hồi phát triển RNM 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Quan điểm phương pháp luận Phục hồi RNM tái tạo thảm thực vật ngập mặn nơi trước rừng tồn Phục hồi RNM tiến hành dựa kỹ thuật phục hồi HST, nhằm mục đích thúc đẩy khả tái sinh tự nhiên thích ứng HST bị suy thoái, hư hại bị phá hủy Do tác động môi trường mối đe dọa thường trực thay đổi, nên để khôi phục thành công HST nghĩa phục hồi lại tình trạng cũ mà cịn phải tăng cường lực thích ứng với thay đổi theo thời gian (SER, 2010) Như vậy, HST rừng, cụ thể HST RNM cách tiếp cận để phục hồi sinh thái phải dựa vào quan điểm chủ đạo tận dụng tối đa lực tự tái sinh điều kiện có can thiệp người Hình 2.1 Sơ đồ trình nghiên cứu 2.2.2 Phương pháp thu thập số liệu - Phương pháp đánh giá trạng, biến động diện tích, chất lượng rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu: Đánh giá trạng diện tích RNM: sử dụng phương pháp giải đoán ảnh vệ tinh, kết hợp điều tra kiểm chứng thực địa để xây dựng đồ trạng rừng thời điểm năm 2019 Các phần mềm sử dụng để xây dựng đồ gồm: eCognition 8.7, ArcGIS 10.4, Mapinfor 15.0; có kết hợp viễn thám GIS để đánh giá biến động diện tích chất lượng RNM thời điểm từ năm 2005- 2019 Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa (NDVI) (Tucker, 1979), số thực vật tăng cường (EVI) (Huete cộng sự, 2002) trích xuất từ ảnh Landsat sử dụng để đánh giá chất lượng RNM - Đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật ngập mặn chủ yếu: + Đặc điểm cấu trúc: Dựa đồ trạng, 10 tuyến điều tra thiết lập, tuyến điều tra, sử dụng phương pháp điều tra điểm trung tâm (Snedaker cộng sự, 1984) để điều tra tầng cao kết hợp phương pháp lập ô dạng (điều tra tái sinh) để đánh giá thay đổi cấu trúc rừng dọc theo tuyến điều tra Hình 2.3 Sơ đồ 10 tuyến điều tra VQG Xuân Thủy (T1÷T10) + Xác định số nhân tố môi trường khu vực nghiên cứu: Độ cao thể nền: dùng ố ng ô để xác đinh ̣ cao đô ̣ của các điể m đo tuyế n bằ ng phương pháp bình thông nhau, khoảng cách điể m đo m, đo liên tu ̣c đế n điể m cuố i tuyế n kết hợp đặt thiết bị ghi mực nước (Rugged Troll 100 250 Ft, In Situ, USA) từ tháng năm 2018, 30 phút/lần ghi; Độ thành thục thể nền: Dựa theo Quyết định số 5365/QĐ-BNN-TCLN; Thành phần cấp hạt đất lấy mẫu tuyến phân tích phịng thí nghiệm; Độ mặn nước xác định cho tuyến điều tra - Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu khả thiết lập tái sinh tự nhiên số loài ngập mặn chủ yếu: Một nhà kính với 36 hệ thống bể thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên xây dựng vùng đệm VQG Xn Thủy Các cơng thức thí nghiệm (CTTN) thiết kế sở tổ hợp cấp nhân tố là: Độ mặn, chế độ sóng chế độ phơi bãi Các bể tiến hành loài, độ mặn, chế độ sóng, chế độ WoO, lần lặp cho CTTN Tổng số CTTN 12 CTTN (1 công thức độ mặn x cơng thức chế độ sóng x công thức chế độ phơi bãi), tổng số bể thí nghiệm độ mặn cho lồi: 12 CTTN x lần lặp = 36 bể thí nghiệm Chi tiết bố trí CTTN sau: Bảng 2.3 Ma trận bố trí cơng thức thí nghiệm Nhân tố thí nghiệm Mắm biển (Am) Trang (Ko) Đước (Rs) Độ mặn (‰) 10, 15, 20 30 có sóng, khơng sóng 10 30 có sóng, khơng sóng 10, 20 30 có sóng, khơng sóng 0, 1, 2, 3, 5, 10 0, 1, 2, 3, 5, 10 0, 1, 2, 3, 5, 10 Chế độ sóng Chế độ phơi bãi (WoO) (ngày) Mỗi bể thí nghiệm có trụ mầm/quả cân khối lượng, kích thước trụ mầm/quả, theo dõi hàng ngày trạng thái, mức độ phát triển rễ Quan sát xác định trình thiết lập tái sinh thành giai đoạn: Giai đoạn 1: trụ mầm/quả triều cao; Giai đoạn 2: trụ mầm/quả chìm, tiếp xúc thể nền, chưa rễ; Giai đoạn 3: Trụ mầm/quả chìm, rễ Kết thúc thí nghiệm: Cây tái sinh lấy khỏi bùn, sau tiến hành: đếm số lượng rễ, đo chiều dài rễ, đếm số lá, đo lại chiều dài đường kính tái sinh 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu Số liệu xử lý phân tích phần mềm Excel, SPSS 20.0 RStudio Team, 2019 2.3 Đặc điểm khu vực nghiên cứu Khu vực nghiên cứu nằm vùng nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, nhiệt độ trung bình năm 24,3C, lượng mưa trung bình năm 1.736,7 mm/năm; chế độ nhật triều không đều, thời gian ngập khác theo tháng năm; chế độ phơi bãi (WoO) khác theo tháng năm khác theo độ cao thể khu vực; Độ cao thể trung bình từ 0,7-1,87 m Ở vị trí độ cao thể thấp có xuất CNM tái sinh 0,67 cm, RNM phân bố tới khu vực có độ cao thể cao gần m; Độ mặn nước biến động lớn theo mùa, theo tuyến điều tra, cao khoảng 25  28 ‰, thấp khoảng - 8‰; Độ thành thục thể tuyến chủ yếu bùn chặt sét mềm - Thành phần loài, mật độ độ tàn che tầng cao (Bảng 3.3) Bảng 3.3 Đặc điểm cấu trúc tầng cao QXTVNM Độ tàn che (±SD) Mắm biển ưu 0,56±0,32 QXTVNM Trang ưu 0,76±0,2 Sú, Trang 0,89±0,1 Sú, Trang, Bần chua 0,85±0,1 Sú, Trang, Đước vòi, Bần chua 0,76 ±0,2 Loài Mật độ (cây/ha) Am Ac Ko Rs Ac Ac Ko Ac Ko Sc Am Ac Ko Rs Sc 12.310 807 11.933 1.237 82 112.860 21.593 96.986 4.550 1.827 1.311 28.178 8.297 1.535 887 Tần số tuyệt đối 100,0 18,8 100,0 1,3 1,3 100,0 36,0 100,0 21,1 8,5 1,4 96,6 58,4 15,7 9,0 Tần số tươn g đối 84,2 15,8 97,6 1,2 1,2 Đường kính gốc ± SD (mm) 32,0±9,2 17,1±5,0 41,0±21,9 48,2±12,4 20,7±0,0 Chiều cao ±SD (m) 1,2±0,1 1,4-0,4 2,8±1,0 3,1±0,8 1,4±0,0 73,5 26,5 76,3 16,1 6,5 1,1 53,8 32,5 8,8 5,0 19,9±6,0 31,6±15,5 22,2±9,0 28,5±23 78,5±36,0 16±0 27,1±10,6 42,4±23,3 53,0±16,2 63,7±13,2 1,6±0,3 1,8±0,4 1,6±0,5 2,3±1,3 4,2±1,7 2,5±0 1,7±0,6 3±1,5 2,3±0,5 4,1±0,8 Ghi chú: Am: Mắm biển, Ac: Sú, Ko: Trang, Rs: Đước vòi, Sc: Bần chua + Thành phần lồi đơn giản, tầng cao có - loài phổ biến tùy theo khu vực, gồm: Trang, Sú, Đước vòi, Mắm biển, Bần chua + Sú lồi có mật độ cao nhất, Trang, Mắm biển, Đước vòi thấp Bần chua + Sinh trưởng có khác đáng kể lồi, đường kính gốc từ 1,7 -7,8 cm, chiều cao vút 1,2 - 4,3 m, lồi có chiều cao đường kính trội so với loài khác Bần chua, tiếp đến Đước vòi, Trang, Sú - Đặc điểm sinh sản số loài ngập mặn chủ yếu: lồi CNM (Sú, Mắm biển, Trang, Đước vịi) tham gia QXTVNM chủ yếu khu vực có lực sản xuất trụ mầm/quả số lượng chất lượng, có QXTVNM Trang ưu có chất lượng trụ mầm khơng đảm bảo tái sinh, đánh giá sản lượng chất lượng giống QXTVNM sở cho việc đề xuất giải pháp phục hồi rừng hiệu QXTVNM khác 3.2.2 Đặc điểm tái sinh tự nhiên quần xã thực vật ngập mặn chủ yếu 10 - Đặc điểm tái sinh tự nhiên tán Bảng 3.7 Đặc điểm tái sinh tán Mật độ Đường kính QXTVNM Lồi (cây/ha) gốc ±SD (mm) Mắm biển ưu Am 71.611 13,8±4,9 Ko 1.042 3,2±1,5 Rs 1.399 16,7±11,1 Trang ưu Ac 119 17,0±0 Trung bình 2.560 11,4±10,7 Ac 12.105 16,1±7,3 Sú, Trang Ko 12.711 20,2±11,8 Rs 526 10,0±0 17,9±9,8 Trung bình 25.342 Ac 16.938 16,1±8,2 Ko 12.438 23,8±12,0 Sú, Trang, Bần chua Sa 625 11,2±0 Sc 500 22,0±0 Trung bình 30.501 19,4±10,5 Ac 19.821 16,7±7,9 Sú, Trang, Đước vòi, Ko 9.821 25,0±12,3 Bần chua Rs 417 25,2±0 Trung bình 30.059 19,6±10,3 Chiều cao ±SD (m) 0,4±0,2 0,3±0,2 0,9±0,4 0,5±0 0,6±0,4 0,5±0,3 0,6±0,3 0,2±0 0,5±0,3 0,8±0,5 1,2±0,7 0,2±0 0,9±0 0,6±0,3 0,8±0,5 1,2±0,6 0,9±0 0,5±0,3 Thành phần loài tái sinh tán xuất - loài, mật độ tái sinh khác loài QXTVNM, Mắm biển tái sinh có mật độ cao 71.611 cây/ha (xuất QXTVNM Mắm biển ưu thế), mật độ tái sinh lồi Đước vịi, Bần chua thấp (417 - 625 cây/ha), mật độ tái sinh trung bình thấp QXTVNM Trang ưu - Đặc điểm tái sinh tự nhiên bãi bồi Các QXTVNM Mắm biển ưu thế, QXTVNM Sú, Trang QXTVNM Sú, Trang, Bần chua QXTVNM xuất tái sinh bãi bồi Bảng 3.9 Đặc điểm tái sinh bãi bồi QXTVNM Loài Mắm biển ưu Am Ac Ko Ac Ko Rs Am Sú, Trang Sú, Trang, Bần chua Mật độ (cây/ha) 20.115 108.766 23.841 56.473 2.751 1.417 1.417 11 Đường kính gốc ±SD (mm) 4,2±2,9 2,9±1,5 8,4±5,3 8,8±3,2 6,9±2,3 5,2±0 14±0 Chiều cao ±SD (m) 0,3±0,2 0,1±0,1 0,6±0,2 0,4±0,2 0,3±0,1 0,8±0 0,6±0 Tái sinh bãi bồi khu vực xuất QXTVNM: Mắm biển ưu thế, Sú – Trang Sú – Trang – Bần chua, với mật độ tái sinh bãi bồi thấp QXTVNM Mắm biển ưu (20.115 cây/ha), quần xã lại có mật độ tái sinh cao từ 73.753 – 85.032 cây/ha cao hẳn so với mật độ tái sinh tán rừng Kết hợp với điều tra cấu trúc tổ thành loài tầng cao, lồi CNM chủ yếu khu vực có tái sinh trụ mầm/quả gồm loài: Mắm biển, Trang, Đước vòi Sú Tái sinh bãi bồi khác số tuyến điều tra, khu vực bãi bồi có nhân tố sinh thái độ cao thể nền, thời gian ngập triều, thời gian phơi bãi, độ mặn, thuận lợi cho thiết lập tái sinh, số tuyến có xuất tái sinh bãi bồi, số nơi khác khơng Kết xác định ảnh hưởng số nhân tố môi trường tới phân bố loài CNM cần thiết, sở lựa chọn lồi nhân tố vật lý để tiến hành thí nghiệm để tìm điều kiện tốt cho thiết lập tái sinh loài 3.2.3 Ảnh hưởng số nhân tố tới phong phú/phân bố loài CNM - Các nhân tố: độ cao thể nền, độ thành thục thể nền, thành phần cấp hạt độ mặn có ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê tới độ phong phú, phân bố loài CNM khu vực - Loài Mắm biển: nhân tố độ mặn, độ cao thể nền, độ thành thục, thành phần cấp hạt (tỷ lệ cát 70 %) ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê tới phân bố loài Mắm biển tuyến điều tra - Loài Trang: nhân tố độ mặn môi trường, độ thành thục thể độ cao thể ảnh hưởng có ý nghĩa tới phân bố lồi Trang - Lồi Đước vịi: nhân tố độ mặn khu vực có tỷ lệ cát cao ảnh hưởng rõ rệt tới phân bố loài điều kiện tự nhiên Nhìn chung, nhân tố làm nên khác biệt HST RNM so với HST rừng khác phân tích trên: nhân tố độ mặn, độ cao thể nền, độ thành thục thể thành phần cấp hạt, ngồi cịn nhiều nhân tố khác chế độ thủy triều, thời gian phơi bãi, nhiệt độ, tỷ lệ cát thể nền, Việc xác định nhân tố ảnh hưởng tới phân bố loài CNM tự nhiên, kết hợp với nghiên cứu điều kiện thí nghiệm sở cho giải pháp phục hồi RNM hai đường tự nhiên nhân tạo 3.3 Khả thiết lập tái sinh số loài ngập mặn chủ yếu 3.3.1 Sự thay đổi kích thước khối lượng trụ mầm/quả loài ngập mặn - Kích thước, khối lượng trụ mầm/quả lồi trước thí nghiệm Trụ mầm/quả lồi CNM khác khối lượng kích thước, số lồi CNM nghiên cứu Đước vịi có kích thước lớn, dài (30,12±3,97 cm) khối lượng trụ mầm lớn (14,88±4,23 g) so với 12 lồi cịn lại, tiếp đến lồi Trang (trụ mầm dài 23,99±2,68 g, nặng 13,86±2,73 g) Mắm biển có khối lượng (3,74±0,88 g) thấp lồi + Kết phân tích tương quan đại lượng đo đếm trụ mầm/quả (Khối lượng, kích thước) lồi Mắm biển, Trang Đước vịi có ý nghĩa cho nghiên cứu cần xem xét xác định khối lượng trụ mầm/quả mà không cần đo đếm số kích thước khác - Kích thước, khối lượng trụ mầm/quả lồi sau thí nghiệm Kết kiểm định t theo cặp (Trước – Sau) tất tiêu kích thước khối lượng trụ mầm/quả ba lồi thí nghiệm sau thí nghiệm thấp có ý nghĩa thống kê với p Trang > Đước vịi, với nhân tố độ mặn Mắm biển lồi chịu mặn Kết nghiên cứu hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu trước Mắm biển mọc độ mặn khác nhau, tác giả M.S Tuan, 1995 nghiên cứu ảnh hưởng độ mặn đến trình nảy mầm, tăng trưởng quang hợp Mắm biển điều kiện thí nghiệm cho thấy độ mặn thấp có tốc độ nảy mầm tỷ lệ nảy mầm nhanh độ mặn cao, hầu hết tăng trưởng độ mặn cao (125 – 150 % nước biển tương đương với 30 – 35 ‰), tác giả đến kết luận Mắm biển loài thực vật có biên độ sinh thái rộng với nhân tố độ mặn - Khả rễ sinh trưởng rễ tái sinh + Loài Mắm biển: (1) Số rễ: có số rễ trung bình khoảng 8,8±1,9 rễ/cây, nhân tố độ mặn ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê tới rễ, rễ nhiều độ mặn thấp 10 ‰ (trung bình 10,4 rễ), độ mặn cao 15 ‰ tái sinh có rễ (trung bình 8,4 rễ), rễ môi trường độ mặn 20 – 30 ‰ (7, rễ) Ở hầu hết CTTN, mơi trường độ mặn sóng, Mắm biển tái sinh có xu hướng rễ cách đáng kể cơng thức có thời gian phơi bãi lâu (WoO.10) Có khác biệt số lượng rễ Mắm biển CTTN sóng chế độ phơi bãi, CTTN độ mặn có khác biệt lớn Nhìn chung, thời gian thí nghiệm Mắm biển tái sinh có xu hướng rễ nhiều độ mặn thấp 10 ‰ (2) Chiều dài rễ: chiều dài rễ Mắm biển tái sinh khác biệt có ý nghĩa CTTN Chiều dài rễ trung bình Mắm biển tái sinh đạt 8,3±2,3 cm/rễ + Loài Trang: (1) Số rễ: Trang tái sinh có khác biệt có ý nghĩa thống kê số rễ CTTN, trung bình đạt 7,8±5,3 rễ/ Nhân tố độ mặn ảnh 14 hưởng có ý nghĩa thống kê tới rễ Trang Trang tái sinh rễ nhiều độ mặn thấp 10 ‰ (trung bình 9,8 rễ/cây), độ mặn cao 30 ‰ tái sinh có xu hướng rễ (trung bình 5,8 rễ/cây) Trang có xu hướng nhiều rễ độ mặn thấp (10 ‰) số ngày phơi bãi (WoO.0 - 3) (2) Chiều dài rễ: Trang tái sinh có khác biệt có ý nghĩa thống kê chiều dài rễ CTTN, trung bình đạt 2,5±1,9 cm/rễ Cây Trang tái sinh có rễ dài độ mặn thấp 10 ‰ (trung bình 2,9 cm), độ mặn cao 30 ‰ tái sinh có chiều dài rễ trung bình ngắn (2,1 cm) + Lồi Đước vịi: (1) Số rễ: Đước vịi tái sinh có khác biệt có ý nghĩa thống kê số rễ CTTN, trung bình 12,3±6,4 rễ/ Cây rễ nhiều độ mặn cao 30 ‰ (trung bình 14,1 rễ/cây), số lượng rễ tái sinh chênh lệch không đáng kể (11,3-10,9 rễ/cây) độ mặn thấp 10 ‰ 20 ‰, số lượng rễ rễ cách đáng kể cơng thức có thời gian phơi bãi lâu (WoO.10) Cây Đước vòi tái sinh chịu ảnh hưởng rõ rệt nhân tố độ mặn, thời gian phơi bãi tới rễ, thể có xu hướng rễ nhiều độ mặn cao 30‰, điều hoàn toàn ngược lại so với loài Trang Mắm biển (ra rễ nhiều độ mặn thấp 10 ‰), lồi có xu hướng rễ CTTN có thời gian phơi bãi lâu (WoO.10), số trường hợp Đước vịi rễ chế độ phơi bãi WoO.0, WoO.1, WoO.2 (2) Chiều dài rễ: có khác biệt ý nghĩa chiều dài rễ CTTN, chiều dài rễ trung bình Đước vòi tái sinh đạt 1,9±1,3 cm/ rễ Đước vịi tái sinh có khả rễ, sinh trưởng rễ nhiều nhanh độ mặn cao 30 ‰, ngược với loài Trang rễ, sinh trưởng rễ tốt độ mặn 10 ‰ Theo dõi sinh trưởng chiều dài rễ loài CNM cho thấy, xét số lượng rễ Đước vịi có số lượng rễ nhiều nhất, loài Trang loài Mắm biển; xét chiều dài rễ Mắm biển lồi có rễ dài so với lồi cịn lại, dài gấp lần so với loài Trang gấp lần so với lồi Đước vịi Nghiên cứu chiều dài rễ tái sinh, nghiên cứu tiến hành Singapore Balke cộng (2011) ngưỡng để Mắm trắng thiết lập tái sinh thành công bãi triều cần chiều dài rễ tối thiểu cm để sau mắc cạn không bị trôi ảnh hưởng sóng nhỏ sau chịu lực cản thủy động lực học Khi kết hợp số theo dõi số lượng rễ chiều dài rễ để đánh giá khả neo đậu, thiết lập tái sinh thành cơng lồi CNM Mắm biển dường thích nghi tốt với mơi trường qua khả thiết lập tái sinh nhanh chóng 3.3.3 Sự thiết lập tái sinh loài ngập mặn Kết theo dõi rễ, lồi CNM, riêng lồi Đước vịi chưa lá, luận án đưa giả thiết để đánh giá thiết lập tái sinh CNM - Giả thiết 01: Sự thiết lập tái sinh thành cơng: tái sinh rễ có 15 Số ngày Mắm biển, Trang thiết lập tái sinh thành cơng có khác biệt CTTN Cả lồi có xu hướng thiết lập tái sinh sớm độ mặn 10 ‰, trình thiết lập tái sinh diễn lâu độ mặn 30 ‰, riêng lồi Mắm biển có khác biệt độ mặn 15 20 ‰ Hình 3.24a Sự thiết lập tái sinh CNM CTTN (Khơng sóng) (Giả thiết 01) Ghi chú: Am: Mắm biển, Ko: Trang, Rs: Đước vòi, WoO: Chế độ phơi bãi Hình 3.24b Sự thiết lập tái sinh CNM CTTN (Có sóng) (Giả thiết 01) 16 - Giả thiết 02: Sự thiết lập tái sinh thành cơng: tái sinh rễ Lồi Mắm biển thiết lập tái sinh thành công sớm (ra rễ sớm nhất) so với lồi Trang Đước vịi tất CTTN từ - 12 ngày, lồi Đước vịi rễ chậm so với Trang Mắm biển Ngày bắt đầu rễ Mắm biển sớm (ngày thứ 2) so với Trang Đước vòi (từ ngày thứ - trở đi) Loài Mắm biển tỷ lệ tái sinh rễ đạt 100 % sau thời gian ngày, lồi Trang Đước vịi chậm Ở độ mặn lồi Mắm biển bắt đầu rễ sớm đạt tỷ lệ rễ 100 % nhanh so với lồi cịn lại Ở độ mặn thấp 10 ‰ lồi Trang có xu hướng rễ sớm tất CTTN so với lồi Đước vịi, độ mặn cao 30 ‰ ngược lại Điều phản ánh đặc điểm thích nghi với độ mặn Trang Đước vòi giai đoạn tái sinh Quá trình thiết lập tái sinh giai đoạn phát triển ban đầu giai đoạn quan trọng vòng đời CNM, độ mặn yếu tố gây căng thẳng kiểm soát thiết lập tái sinh, sống cịn lồi này, điều kiện mơi trường độ mặn thuận lợi chế độ phơi bãi trở thành nhân tố giới hạn Nhìn chung, lồi nghiên cứu mơi trường độ mặn, chế độ phơi bãi, chế độ sóng lồi Mắm biển có mơi trường phân bố rộng so với lồi có phạm vi phân bố hẹp Trang Đước vịi, nói Trang loài nhạy cảm với độ mặn cao so với Mắm biển Đước vịi Thí nghiệm thiết kế theo dõi sinh trưởng giai đoạn non nên chưa thể kết luận lồi Mắm biển, Đước vịi sống sót đến tuổi trưởng thành hay sinh sản điều kiện độ mặn cao hay không Phát luận án phù hợp với đề xuất lồi RNM phân bố rộng rãi có khả chống chịu tốt lồi có phạm vi phân bố hạn chế Mơi trường RNM thích nghi mặt tiến hóa khơng ổn định khơng thể đốn trước Môi trường sàng lọc quan trọng mà sinh vật cần phải vượt qua giai đoạn thiết lập tái sinh giai đoạn khác chu kỳ sống 3.3.4 Mơ hình đánh giá nhân tố ảnh hưởng tới thiết lập tái sinh loài ngập mặn - Loài Mắm biển Mơ hình đánh giá ảnh hưởng nhân tố đến thiết lập tái sinh loài Mắm biển nhân tố độ mặn (salinity) dùng để dự báo tốt Công thức: Sự thiết lập tái sinh ~ Độ mặn + (1 | Bể thí nghiệm/Mã quả) Sự thiết lập tái sinh Mắm biển có khác biệt ý nghĩa độ mặn 10 ‰ với 20 ‰ 30 ‰ (p1,4 m), khu vực lặng sóng thiết lập tái sinh diễn tốt Ngoài ra, thiết lập tái sinh lồi Trang cịn chịu ảnh hưởng nhân tố khối lượng trụ mầm, trụ mầm nặng giúp lồi Trang có hội thiết lập tái sinh sớm Do vậy, nghiên cứu điều kiện cho thiết lập tái sinh loài Trang, nhân tố cần xem xét độ mặn, chế độ phơi bãi, chế độ sóng khối lượng trụ mầm So với lồi Mắm biển, lồi Trang có khả chịu mặn hơn, có biên độ muối hẹp, phạm vi phân bố với nhân tố chế độ phơi bãi WoO.0- WoO.5, hạn chế chế độ phơi bãi (WoO.10), tức thiết lập tái sinh tự nhiên, trồng độ cao thể từ 0,8 đến 1,4m, phù hợp 0,8 - 1,2m Đước vịi lồi thiết lập tái sinh tốt mơi trường có độ mặn 30 ‰, thiết lập môi trường có độ mặn thấp 10 ‰ Trong mơi trường độ mặn 30 ‰, lồi Đước vịi thiết lập tái sinh tốt khu vực có chế độ phơi bãi (WoO.3, WoO.5) khu vực có chế đô bãi (WoO.0, WoO.1, WoO.2 WoO.10), tức độ cao thể thích hợp từ - 1,4m Các tác động xử lý sóng ảnh hưởng tới thiết lập tái sinh Đước vịi Đước vịi lồi chịu mặn cao, biên độ sinh thái với nhân tố độ mặn hẹp, phạm vi phân bố rộng với nhân tố sóng hẹp với nhân tố độ cao thể nền, lồi có xu hướng rễ CTTN có thời gian phơi bãi lâu (WoO.10) 3.4 Đề xuất số giải pháp phục hồi phát triển rừng ngập mặn 3.4.1 Cơ sở đề xuất giải pháp - Đặc điểm số nhân tố môi trường đánh giá, như: Số liệu đo đếm mực nước thủy triều; độ cao thể nền; chế độ phơi bãi (WoO), vùng nghiên cứu xuất ngày không ngập triều (KNT), ngày ngập triều (WoO.0) đợt phơi bãi liên tục từ - 10 ngày (WoO.1, WoO.2, WoO.3, WoO.5, WoO.10) lâu độ cao thể từ 1,9 mét trở lên; độ mặn dao động từ – 28 ‰ tùy theo khu vực Khu vực VQG Xuân Thủy có mức độ mặn khác khu vực chủ yếu Các kết thể 20 đồ chuyên đề độ mặn chế độ phơi bãi vùng nghiên cứu - Kết nghiên cứu trạng, phân bố, cấu trúc tầng cao, lực tái sinh mẹ đặc điểm tái sinh tự nhiên QXTVNM chủ yếu xác định QXTVNM Trang ưu thế, chất lượng mẹ trụ mầm kém, mật độ tái sinh thấp chí khơng xuất lớp tái sinh tự nhiên tái sinh tán tái sinh bãi bồi; số QXTVNM khác có khả phục hồi rừng đường tự nhiên Do vậy, tùy vào đặc điểm cấu trúc tái sinh mà áp dụng biện pháp tác động phù hợp - Ảnh hưởng nhân tố (độ mặn, chế độ phơi bãi, chế độ sóng) tới khả tái sinh tự nhiên Mắm biển, Trang Đước vịi: Mắm biển lồi có khả phân bố phạm vi rộng độ mặn, Trang lồi thích nghi với vùng có độ mặn thấp, Đước vịi ngược lại Cây Mắm biển Trang thiết lập tái sinh tốt chế độ WoO.0, sau chế độ WoO.1, WoO.2, WoO.3, WoO.5 chế độ WoO.10; lồi Đước vịi tái sinh tốt chế độ phơi bãi WoO.5, chế độ phơi bãi (WoO.0, WoO.1, WoO.2, WoO.3) WoO.10 3.4.2 Giải pháp phục hồi phát triển rừng ngập mặn Giải pháp đề xuất luận án dựa sở khoa học từ kết nghiên cứu thí nghiệm khảo sát phân tích khảo sát trường, cụ thể sau: a Bảo vệ (không tác động) Rừng ngập mặn HST rừng khác có khả tự phục hồi phát triển tới giai đoạn diễn cao đỉnh cấu trúc rừng không bị phá vỡ, lượng tái sinh mục đích đạt u cầu khơng bị tác động yếu tố rủi ro bên ngoài, đặc biệt người Đối với QXTVNM Sú - Trang, QXTVNM Sú - Trang - Bần chua, QXTVNM Sú - Trang - Đước vòi - Bần chua (phân bố độ cao thể >1,2 m), dựa đặc điểm cấu trúc tầng cao, tái sinh tán, lực sinh sản mẹ QXTVNM phục hồi phát triển theo đường tự nhiên Vì biện pháp áp dụng vào nhóm đối tượng bảo vệ, không tác động Trong q trình bảo vệ cần có biện pháp kiểm tra, giám sát hàng năm nhằm phát nguy ảnh hưởng đến phát triển RNM, từ có biện pháp tác động phù hợp b Khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên Biện pháp phục hồi rừng khoanh nuôi xúc tiến tái sinh biện pháp 21 lâm sinh tận dụng triệt để khả tái sinh tự nhiên rừng biện pháp bảo vệ dọn dẹp rác thải tầng để thúc đẩy sớm trình hình thành rừng khu vực Mục đích biện pháp phục hồi rừng khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên thực biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào tầng tái sinh nhằm tận dụng triệt để tiềm rừng thứ sinh, đảm bảo rừng phát triển liên tục; tạo điều kiện cho loài tái sinh sinh trưởng, phát triển; đẩy nhanh q trình khơi phục rừng tự nhiên Biện pháp áp dụng QXTVNM cụ thể sau: - Đối với QXTVNM Trang ưu thế: Ở khu vực độ cao thể chế độ phơi bãi > chế độ sóng Vì vậy, phạm vi nghiên cứu này, độ mặn chế độ phơi bãi coi nhân tố tiên cần xem xét phục hồi rừng đường tự nhiên nhân tạo Các giải pháp đề xuất khác trạng quần xã thực vật ngập mặn, quần xã thực vật ngập mặn có phân vùng độ mặn, phân vùng chế độ phơi bãi có khả phục hồi tự nhiên không bị tác động tiêu cực từ bên ngoài, số khu vực rừng trồng trước có tượng suy thối rừng điều ảnh hưởng đến khả tự phục hồi (như quần xã thực vật ngập mặn Trang ưu thế) nên giải pháp khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên có trồng bổ sung Tồn Một số nhân tố như: độ thành thục thể nền, thành phần cấp hạt chưa đưa vào thí nghiệm ảnh hưởng tới thiết lập tái sinh ngập mặn Khả thiết lập tái sinh loài khác Bần chua Sú chưa nghiên cứu Khuyến nghị Cần có nghiên cứu để có thông tin đầy đủ biên độ sinh thái, ngưỡng chịu đựng loài ngập mặn nhân tố sinh thái độ mặn, độ thành thục thể thành phần cấp hạt Cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện, bổ sung ảnh hưởng số nhân tố tới thiết lập tái sinh loài Bần chua Sú 24 ... khả phục hồi rừng ngập mặn Vườn quốc gia Xuân Thủy Trước thực tế đó, nghiên cứu triển khai nhằm góp phần bổ sung sở khoa học trình thiết lập tái sinh tự nhiên ngập mặn sở để hoạch định giải pháp. .. nghiên cứu; ii) Xác định khả tái sinh tự nhiên số loài ngập mặn chủ yếu; iii) Đề xuất số giải pháp kỹ thuật phục hồi phát triển rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1... tái sinh ngập mặn - Việc đề xuất giải pháp phục hồi phát triển rừng ngập mặn hoàn toàn dựa sở khoa học từ kết nghiên cứu thí nghiệm nhà kính phân tích khảo sát trường mà chưa xét đến sở khác như: