(Luận án tiến sĩ) đánh giá hiệu quả sử dụng đất trồng keo lai và đất rừng tràm về mặt kinh tế và môi trường tại u minh hạ, cà mau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN NGUYỄN VĂN ÚT BÉ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐẤT TRỒNG KEO LAI VÀ ĐẤT RỪNG TRÀM VỀ MẶT KINH TẾ VÀ MÔI TRƯỜNG TẠI U MINH HẠ, CÀ MAU Chuyên ngành: Quản lý Đất đai Mã ngành: 62850103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI NGƯỜI HƯỚNG KHOA HỌC PGS.TS LÊ TẤN LỢI Cần Thơ, 2021 LỜI CẢM ƠN Để thực luận án này, ngồi nổ lực thân cịn có đóng góp giúp đỡ nhiều tổ chức cá nhân giúp tơi hồn thành luận án tốt nghiệp này, tơi xin chân thành cảm ơn đến: Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Lê Tấn Lợi, người hướng dẫn thực luận án này, quan tâm, giúp đỡ, tận tình đóng góp ý kiến q báo giúp cho tơi hồn thành luận án Ban quản lý Vườn quốc gia U Minh Hạ, Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm lâm nghiệp Tây Nam Bộ, Công ty Cổ phần Đầu tư Thúy Sơn hỗ trợ tơi q trình khảo sát, làm thí nghiệm ngồi thực địa Cảm ơn Ths Lý Trung Nguyên, Ths Lý Hằng Ni, Ths Nguyễn Việt Trung, Ths Hồ Thị Kiều Trân, Ths Phan Thị Ngọc Thuận, Ths Nguyễn Minh Hiền, Ths Nguyễn Thị Hồng Thanh, Ths Nguyễn Hoàng Phương Anh tham gia hỗ trợ chia với tơi q trình khảo sát, thu thập phân tích mẫu Chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm chương trình nghiên cứu E4-3 thuộc Dự án nâng cấp trường Đại học Cần Thơ VN14-P6 nguồn vốn vay từ phủ Nhật Bản cho tơi tham gia dự án hỗ trợ trình thực nghiên cứu Sau cùng, xin cảm ơn gia đình ln điểm tựa động lực lớn lao cho tơi phấn đấu vượt qua hành trình học tập nghiên cứu thời gian qua Nguyễn Văn Út Bé iv Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, U Minh Hạ Cà Mau, bên cạnh tràm người dân phát triển keo lai (Lê Tấn Lợi, 2015) Việc sử dụng đất trồng keo lai tràm mang lại hiệu kinh tế xã hội định (Nguyễn Thị Hồng Thanh, 2015) Cây keo lai người trồng rừng U Minh Hạ, Cà Mau nhận định có giá trị kinh tế cao, có nhiều triển vọng để phát triển kinh tế cho vùng có lợi nhuận cao so với mơ hình trồng tràm truyền thống (Lê Tấn Lợi, 2016) Tuy nhiên, qua trình sử dụng đất trồng keo lai vùng đất phèn U Minh Hạ kỹ thuật lên liếp, có tác động xấu đến môi trường đất, lên liếp làm xáo trộn tầng đất đưa độc chất phèn lên bề mặt làm thay đổi tính chất đất (Nguyễn Việt Trung, 2015); tác động xấu đến môi trường nước (Hồ Thị Kiều Trân, 2015), dẫn đến giảm đa dạng sinh học loài PSTV, PSĐV (Phan Thị Ngọc Thuận, 2016) làm giảm thành phần loài cá đồng (Nguyễn Hoàng Phương Anh, 2016) Từ cho thấy, sử dụng đất trồng keo lai gây tác động xấu đến môi trường U Minh hạ, Cà Mau Mặc khác, tràm có xu hướng phát triển giảm Từ đó, việc bảo vệ phát triển tràm đóng vai trị quan trọng, bên cạnh việc bảo vệ mơi trường sinh thái rừng tràm, cịn giúp mang lại hiệu kinh tế cho người trồng rừng Vấn đề đặt là, người dân nên chọn sử dụng đất trồng keo lai hay tràm trồng khu vực thích hợp, nhằm giúp mang lại hiệu kinh tế, vừa bảo vệ môi trường trình sử dụng đất Để giải vấn đề nêu trên, đề tài thực vừa đáp ứng cho nhu cầu kinh tế xã hội vừa đóng góp cho bảo vệ phát triển rừng điều kiện môi trường định, phục vụ công tác trồng rừng góp phần vào việc quản lý rừng trồng tương lai mở rộng vận dụng cho nơi khác có điều kiện tương tự cần thiết U Minh Hạ tỉnh Cà Mau Với tính cấp thiết nêu trên, nghiên cứu: Đánh giá hiệu việc sử dụng đất trồng keo lai đất rừng tràm mặt kinh tế môi trường U Minh Hạ, Cà Mau, thực 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Đánh giá hiệu kinh tế môi trường keo lai tràm đất phèn tiềm tàng từ nơng đến sâu Từ đó, đề xuất giải pháp quản lý phát triển keo lai tràm hiệu bền vững cho vùng U Minh Hạ, Cà Mau 1.2.2 Mục tiêu cụ thể Khảo sát đánh giá thực trạng trồng keo lai Tràm Từ đó, làm sở đánh giá hiệu kinh tế hai kiểu sử dụng đất phèn tiềm tàng từ nông đến sâu U Minh Hạ, Cà Mau Đánh giá môi trường đất nước kiểu sử dụng đất phèn tiềm tàng từ nông đến sâu trồng keo lai tràm Từ đó, làm sở đánh giá tác động lên liếp trồng keo lai đến môi trường đất nước U Minh Hạ, Cà Mau Phân tích hiệu kinh tế tác động môi trường kiểu sử dụng đất phèn tiềm tàng từ nông đến sâu trồng keo lai tràm Từ đề xuất giải pháp hiệu bền vững cho sản xuất lâm nghiệp U Minh Hạ, Cà Mau 1.3 Phạm vi nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu: Đề tài thực U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau gồm huyện U Minh Trần Văn Thời: Khu vực trồng keo lai xã Khánh Thuận, huyện U Minh, Cà Mau (đây khu vực đất phèn tiềm tàng sâu) xã Trần Hợi, huyện Trần Văn Thời, Cà Mau (đây khu vực đất phèn tiềm tàng nông) Khu vực trồng tràm: rừng tự nhiên vùng lõi Vườn Quốc gia U Minh Hạ rừng dân trồng vùng đệm Vườn Quốc gia U Minh Hạ Thời gian nghiên cứu: Từ 8/2016 đến 8/2020 Loại đất nghiên cứu: Đất phèn tiềm tàng từ nông đến sâu Loại nghiên cứu: Cây tràm (Melalueca cajuputi Powell) keo lai (Acacia hybrid) Độ tuổi nghiên cứu: + Cây keo lai: từ năm tuổi, năm tuổi năm tuổi + Cây tràm: nhỏ năm tuổi, -7 năm tuổi, lớn năm tuổi Hình 1 Sơ đồ phạm vi nghiên cứu Chỉ tiêu nghiên cứu: Chất lượng môi trường đất: 72 tiêu Chất lượng môi trường nước: 72 tiêu Phiêu sinh thực vật: 72 tiêu Phiêu sinh động vật: 72 tiêu Cá đồng: 72 tiêu, khơng giới hạn kích thướt quan sát tất loài thu Gác kèo ong: 72 kèo Nghiên cứu hiệu kinh tế hai kiểu sử dụng đất trồng keo lai tràm: Nghiên cứu nhằm xác định suất gỗ keo lai tuổi 4, để chọn tuổi mang lại suất gỗ hiệu kinh tế tối ưu Từ đề xuất tuổi khai thác cho người dân vùng nghiên cứu Mặc khác, nghiên cứu xác định hiệu kinh tế mơ hình cá đồng gác kèo ong để đánh giá hiệu kinh tế đề xuất giải pháp phát triển cho hai mơ hình áp dụng hai kiểu sử dụng đất trồng keo lai tràm Nghiên cứu tác động môi trường hai kiểu sử dụng đất trồng keo lai Tràm: Nghiên cứu đánh giá biến động tính chất đất phèn từ nông đến sâu lên liếp trồng keo lai so với đất không lên liếp trồng tràm rừng tràm tự nhiên Bên cạnh đó, nghiên cứu tiến hành đánh giá chất lượng môi trường nước từ biến động tính chất đất đánh giá chất lượng nước từ vật rụng keo lai tràm Từ chất lượng môi trường nước, nghiên cứu đánh giá tác động chất lượng môi trường nước đến đa dạng sinh học loài phiêu sinh thực vật, phiêu sinh động vật thành phần loài cá đồng Từ làm đánh giá tác động mơi trường sử dụng đất trồng keo lai tràm đất phèn tiềm tàng từ nông đến sâu 1.4 Đối tượng nghiên cứu Luận án chọn đối tượng nghiên cứu là: Cây Keo lai (Acacia hybrid) Tràm (Melalueca cajuputi Powell) Đất phèn tiềm tàng từ nông đến sâu trồng keo lai tràm Nước mương liếp trồng keo lai tràm 1.5 Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Khảo sát, điều tra đất trồng keo lai tràm nông hộ trồng keo lai tràm có khai thác lâm sản phụ đất phèn tiềm tàng thuộc hai vùng quy hoạch trồng keo lai tràm vùng U Minh Hạ, Cà Mau Từ đó, làm sở đánh giá hiệu kinh tế hai kiểu sử dụng đất keo lai tràm vùng U Minh Hạ, Cà Mau Nội dung 2: Khảo sát, điều tra môi trường đất, nước mơ hình nơng hộ có trồng keo lai tràm đất phèn tiềm tàng từ nông đến sâu; xác định khả hấp thu CO2 keo lai nhằm đánh giá tác động trồng keo lai hay tràm có tác động đến mơi trường đất nước thủy sinh Nội dung 3: So sánh, phân tích hiệu kinh tế kiểu sử dụng đất trồng keo lai tràm, từ đề xuất giải pháp phù hợp để phát triển keo lai tràm U Minh Hạ, Cà Mau 1.6 Tính luận án Tính thứ nhất: Đây nghiên cứu mà tác giả nghiên cứu sở khoa học thành phần môi trường đất, nước nôi trường trồng keo lai trồng tràm đất phèn tiềm tàng mơ hình nơng hộ vùng U Minh Hạ, Cà Mau Tính hai: Đây lần tác giả đánh giá có sở khoa học hiệu kinh tế mơ hình nơng hộ khai thác tổng hợp hiệu kinh tế từ trồng keo lai trồng tràm mơ hình nơng hộ đất phèn tiềm tàng vùng U Minh Hạ, Cà Mau 1.7 Ý nghĩa nghiên cứu 1.7.1 Ý nghĩa khoa học Luận án góp phần làm sáng tỏ luận khoa học tác động môi trường đất, nước từ diễn biến môi trường trồng keo lai tràm 1.7.2 Ý nghĩa thực tiễn Đưa mơ hình sử dụng đất phù hợp với điều kiện đất phèn tiềm tàng… Cung cấp thông tin khoa học tài liệu tham khảo cho nhà quản lý, cán kỹ thuật tham khảo để xây dựng quy hoạch, đề án, phương án trồng rừng địa phương vận dụng cho nơi khác có điều kiện tương tự U Minh Hạ tỉnh Cà Mau Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan Keo lai (Acacia hybrid) 2.1.1 Nguồn gốc Keo lai tên gọi giống keo lai tự nhiên Keo tai tượng (Acacia mangium) Keo tràm (Acacia auriculiformis) Là giống lai tự nhiên keo tai tượng keo tràm (Lê Đình Khả, 1999) Năm 2004, ACIAR phê duyệt kinh phí cho dự án với đề tài “Lai giống nhân giống vơ tính keo nhiệt đới Australia”, keo chi số loài thân bụi đại diện cho số lượng lớn loài Úc Dự án thực nhà khoa học đến từ CSIRO-FFP phối hợp với Viện Nghiên cứu Lâm nghiệp Malaysia Một mục tiêu nghiên cứu cải thiện khả thương mại ngành công nghiệp trồng rừng Malaysia phương pháp phát triển giống keo lai có suất cao so với loài keo truyền thống vùng nhiệt đới Mặc dù mục tiêu ban đầu dự án dành cho Malaysia sau lan tỏa phát triển đến Việt Nam Với lợi nhuận kinh tế cao từ keo lai mang lại nên nhanh chóng trở thành trồng quy mơ thương mại Kết đánh giá dự án cho thấy, keo lai sinh trưởng tốt cho suất cao, đồng thời thích hợp loại đất nghèo dinh dưỡng (ACIAR, 2004) Hình Cây keo lai vùng U Minh Hạ 8/2016 Nghiên cứu hình thái keo lai kể đến cơng trình nhiên cứu Rufelds (1987) Bên cạnh phát tính chất trung gian keo tai tượng keo tràm phận sinh sản (Bowen, 1981) Trong năm 1980, loài keo đưa vào trồng thí nghiệm nhiều nước khả tốt chúng, khả cải tạo đất, chống xói mịn, suất cao Nghiên cứu năm 1987, Rufels thấy rằng, miền Bắc Sabah Keo tai tượng xuất từ 3-4 cây/ha, cịn Wong thấy xuất tỷ lệ 1/500 Cũng nghiên cứu Rufelds (1987) khơng tìm thấy sai khác đáng kể keo lai so với lồi bố mẹ Các tính trạng chúng thể tính trung gian hai lồi bố mẹ mà khơng có ưu lai thật Tác giả keo lai keo tai tượng độ trịn thân, có đường kính cành nhỏ khả tỉa cành tự nhiên keo tai tượng song độ thẳng thân, hình dạng tán chiều cao cành lại keo tai tượng Tuy nhiên, theo kết nghiên cứu Pinso Nasi (1992) nhiều trường hợp keo lai có xuất xứ Sabah giữ hình dáng đẹp keo tai tượng Nghiên cứu cho thấy sinh trưởng keo lai tự nhiên đời F1 tốt hơn, cịn từ đời F2 trở sinh trưởng khơng đồng trị số trung bình cịn keo tai tượng Khi đánh giá tiêu chất lượng keo lai, Pinso Nasi (1992) thấy độ thẳng thân, đoạn thân cành, độ tròn thân, tốt bố mẹ cho phù hợp với chương trình trồng rừng thương mại Khi nghiên cứu tiềm sử dụng giống keo lai Sabah (Malaysia), Pinso and Nasi (1992) kết luận, keo lai mang nét lồi bố mẹ, cịn biểu tính chất tốt độ thẳng thân, khả tự tỉa cành, tốc độ tăng trưởng, có ưu lai tùy thuộc vào vùng khác Các đặc tính gỗ trung gian keo tai tượng keo tràm, keo lai có chất lượng ván ép, nguyên liệu giấy tốt có khả kháng bệnh thối tim so với keo tai tượng Chia, E (1993) cho keo lai có đặc điểm nỗi trội khả sinh trưởng tốt, thân thẳng, phân nhánh so với hai lồi bố mẹ Tỷ trọng gỗ trung bình keo lai cao keo tai tượng thấp keo tràm Nghiên cứu hình thái hiệu suất tăng trưởng giống lai tự nhiên keo tai tượng keo tràm Thái Lan, Royampaeng et al (1997) nhận thấy, keo lai có đặc điểm trung gian hai loài bố mẹ, giống lai tăng trưởng nhanh so với lồi bố mẹ dịng vơ tính lai tốt lai Khi so sánh tính chất gỗ, thành phần hóa học tỷ trọng gỗ keo lai với keo tai tượng keo tràm Indonesia, Yahya et al (2010) kết luận keo lai có sợi gỗ dài hơn, tỷ lệ độ mãnh cao hơn, hàm lượng xenlulozo cao keo tai tượng keo tràm, tỷ trọng gỗ cao keo tai tượng hàm lượng lignin thấp Dựa yếu tố đó, tác giả dự báo keo lai đem lại lượng bột giấy chất lượng giấy cao keo tai tượng keo tràm Bên cạnh đó, cịn nhiều nghiên cứu keo lai nhân giống sản xuất keo lai Griffin (1988), đặc điểm hình thái nhánh keo lai Hsu and Yang (1989), hệ thống giao phối biến đổi hạt giống keo lai Malaysia Ng, C.-H et al (2009) Theo Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn (2007), Keo lai (Acacia hybrid) giống lai tự nhiên Keo tai tượng (Acacia mangium) Keo tràm (Acacia auriculiformis) Keo lai có nhiều đặc điểm hình thái bố mẹ, có ưu lai rõ rệt sinh trưởng, hiệu suất bột giấy, độ bền độ trắng giấy, có khả cố định đạm nhờ nốt sần hệ rễ 2.1.2 Đặc tính sinh trưởng keo lai Đặc điểm hình thái keo lai thân thẳng keo tràm tròn keo tai tượng, cành nhánh nhỏ có khả tự tỉa cành cao Vỏ thân có màu nâu nhạt, mặt vỏ mịn vỏ thân keo tràm, tán phát triển tốt, keo lai thường lớn keo tràm nhỏ keo tai tượng, bề rộng từ 4-6 cm, dài 15-20 cm có gân trừ gân nằm mép khơng rõ, có màu xanh lục nhạt Keo tai tượng không bị úa vàng vào dịp rét Bên cạnh đó, hoa có màu kem đến màu trắng xếp thẳng dài từ 4-10 cm Mùa hoa vào tháng 7, tháng 11 Keo lai lồi hạt bị biến tính khơng mang đặc tính trội bố mẹ Keo lai sinh trưởng, phát triển tốt nhiệt độ tối cao từ 26-340 oC tối thấp từ 12-14oC Mọc tốt đất có độ pH từ - 7, phân bố độ cao 800m so với mặt nước biển Cây cao đến 25-30 m, đường kính đến 60-80 cm (Lê Đình Khả, 2006) Keo lai có tỷ trọng gỗ nhiều đặc điểm hình thái trung gian hai lồi bố mẹ keo lai có ưu lai sinh trưởng so với keo tai tượng keo tràm, điều tra sinh trưởng rừng trồng khảo nghiệm 4,5 tuổi Ba Vì cho thấy Keo lai sinh trưởng nhanh keo tai tượng từ 1,2 - 1,6 lần chiều cao từ 1,3 - 1,8 lần đường kính, gấp lần thể tích Hiện số nước có lâm nghiệp tiên tiến tạo suất rừng trồng 40-50 m3/ha/năm, có nơi đạt suất 60-70 m3/ha/năm Từ năm 1990, hoạt động nghiên cứu cải thiện giống quan tâm hơn, việc phát giống lai tự nhiên keo tai tượng keo tràm Phụ lục Kết phân tích ANOVA so sánh tính chất nước khu vực vùng trồng Tràm ANOVA pH DO EC NH4 Al Fe COD BOD H2S Sum of Squares df Mean Square F Sig Between Groups 138.592 46.197 1853.040 000 Within Groups 798 32 025 Total 139.390 35 Between Groups 3.446 1.149 20.388 000 Within Groups 1.803 32 056 Total 5.249 35 Between Groups 152.315 50.772 93.190 000 Within Groups 17.434 32 545 Total 169.750 35 Between Groups 13.353 4.451 3.365 031 Within Groups 42.327 32 1.323 Total 55.680 35 Between Groups 364 121 106138.153 000 Within Groups 000 32 000 Total 364 35 Between Groups 1178932.714 392977.571 15.726 000 Within Groups 799631.685 32 24988.490 Total 1978564.399 35 Between Groups 89102.140 29700.713 10.411 000 Within Groups 91293.360 32 2852.918 Total 180395.500 35 Between Groups 964.512 321.504 761.081 000 Within Groups 13.518 32 422 Total 978.030 35 Between Groups 314 105 4.803 007 Within Groups 697 32 022 Total 1.011 35 Phụ lục Kết phân tích ANOVA so sánh tính chất vùng trồng Keo lai Tràm ANOVA pH DO EC (mS/cm) N-NH4+ (mgN/L) Al3+ (mg/L) Fe3+ (mg/L) COD (mg/L) BOD5 (mg/L) H2S (mg/L) Sum of Squares df Mean Square F Sig Between Groups 321.161 45.880 103.949 000 Within Groups 28.248 64 441 Total 349.409 71 Between Groups 18.289 2.613 49.834 000 Within Groups 3.356 64 052 Total 21.645 71 Between Groups 188.180 26.883 22.556 000 Within Groups 76.278 64 1.192 Total 264.458 71 Between Groups 257.036 36.719 19.098 000 Within Groups 123.053 64 1.923 Total 380.090 71 Between Groups 644.956 92.137 6.062 000 Within Groups 972.664 64 15.198 Total 1617.620 71 Between Groups 1336716.501 190959.500 15.093 000 Within Groups 809731.724 64 12652.058 Total 2146448.225 71 Between Groups 266404.562 38057.795 2.016 067 Within Groups 1208025.702 64 18875.402 Total 1474430.264 71 Between Groups 5713.597 816.228 6.070 000 Within Groups 8605.518 64 134.461 Total 14319.115 71 Between Groups 486 069 6.073 000 Within Groups 731 64 011 Total 1.217 71 Phụ lục Số liệu phân tích tính chất nước vùng trồng Keo Lai vùng trồng Tràm Tràm Keo lai Chỉ số Phèn nông 10ha 10ha 10ha