4. Cấu trúc của luận văn
1.2.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam
Sự phát thải khí CO2 đang là một vấn đề được toàn nhân loại quan tâm vì CO2 được coi là tác nhân chính gây hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu. Một trong những giải pháp hiệu quả cũng như đảm bảo yêu cầu của các tổ chức như IPCC, Chương trình REDD và REDD+ mà Việt Nam đang tham gia đó là tính toán các lượng CO2 trong các hệ sinh thái rừng trong đó có rừng ngập mặn. Do đó, đã có nhiều những nghiên cứu về lĩnh vực này, mở ra những giải pháp mới để tăng diện tích rừng, giảm phát thải khí nhà kính phục vụ mục tiêu ứng phó biến đổi khí hậu của toàn cầu nói chung và của Việt Nam nói riêng. Những nghiên cứu liên quan đến luận văn bao gồm: Nguyễn Hoàng Trí (1986) với công trình ―Sinh khối và năng suất rừng Đước‖ đã áp dụng phương pháp ―cây mẫu‖ nghiên cứu năng suất sinh khối một số quần xã rừng Đước đôi (Rhizophora apiculata) ngập mặn ven biển Minh Hải. Đây là đóng góp có ý nghĩa lớn về mặt lý luận và thực tiễn đối với việc nghiên cứu sinh thái rừng ngập mặn ven biển nước ta. Kết quả nghiên cứu về sinh khối và năng suất quần xã rừng Đước đôi (R. apiculata) ở rừng già, rừng tái sinh tự nhiên và rừng trồng 7 năm tuổi ở Cà Mau của tác giả đã cho thấy sinh khối tổng số của ba loại rừng tương ứng là 119,335
tấn khô/ha; 33,159 tấn khô/ha; 34,853 tấn khô/ha, trong đó sinh khối rễ (tính theo khối lượng khô) dưới mặt đất chiếm tỷ lệ khá lớn 21,225 tấn/ha; 3,817 tấn/ha; 3,378 tấn/ha. Đối với rừng Đước trưởng thành sinh khối tổng số là 276,892 kg/ha, trong đó gỗ thân: 158034,12 kg/ha (57,08%); vỏ thân: 8990,09 kg/ha (3,24%); gỗ cành: 4015,49 kg/ha (1,45%); rễ chống trên mặt đất: 34158,70 kg/ha (12,33%); vỏ rễ: 4767,12 kg/ha (1,72%); lá: 9304,52 kg/ha (3,36%); chồi búp: 812,36 kg/ha (0,29%); hoa quả: 6771,91 kg/ha (2,44%) và rễ dưới mặt đất: 19701,60 kg/ha (7,11%) [11].
Ngô Đình Quế và cộng sự (2006) đã nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của một số loại rừng trồng ở Việt Nam, phương pháp chung để đánh giá khả năng hấp thụ CO2 là tính toán và dự báo khối lượng sinh khối khô của rừng trên đơn vị diện tích (tấn/ha) tại thời điểm cần thiết trong quá trình sinh trưởng. Từ đó, tính trực tiếp lượng CO2 hấp thụ và tồn trữ trong vật chất hữu cơ của rừng hoặc khối lượng cacbon được tính bình quân là 50% của khối lượng sinh khối khô, rồi từ cacbon suy ra CO2 [4].
Việc thực hiện nghiên cứu tính hàm lượng cacbon trong đất cũng được triển khai trong nhiều dự án. Nghiên cứu năm 2009 về ―Trữ lượng cacbon đất của rừng ngập mặn ở Cồn Ngoài Vườn quốc gia Mũi Cà Mau‖ của nhóm tác giả Lư Ngọc Trâm Anh, Võ Hoàng Tuấn Anh, Viên Ngọc Nam với mục tiêu nhằm xác định lượng cacbon tích tụ trong đất của rừng ngập mặn ở Cồn Ngoài, là cơ sở cho chi trả dịch vụ môi trường rừng và quản lý rừng ngập mặn ở khu vực. Các bản đồ, ảnh SPOT và ảnh Landsat được sử dụng để xác định diện tích của 3 khu vực ở cồn ngoài; đồng thời đã bố trí lấy mẫu đất ở 31 ô tiêu chuẩn (100m2) đại diện cho 3 khu vực trên. Kết quả đã xác định được hàm lượng cacbon (%) trung bình ở tầng đất 0 – 20cm là 3,47% và tầng 0 – 60cm là 3,24%; lượng cacbon tích tụ trong đất là 137,41 ± 30,10 tấn/ha và có sự khác nhau giữa các tầng đất, lượng cacbon đất nhìn chung tăng dần theo tuổi đất của rừng ngập mặn. Tổng lượng cacbon thay đổi theo diện tích (ha) và trữ lượng cacbon của tầng đất. Nghiên cứu đã tính toán được tổng lượng cacbon trong đất của cồn ngoài là 11.666,11 tấn [2].
Với nghiên cứu của tác giả Trần Thị Tú, Trần Hiếu Quang (2011) với đề tài Đánh giá khả năng giảm phát thải khí nhà kính và tích lũy cacbon của rừng ngập mặn Rú Chá, tỉnh Thừa Thiên Huế với việc đưa ra các kết quả nghiên cứu hiện trạng thành phần loài thực vật ngập mặn ở Rú Chá. Bên cạnh đó diện tích rừng ngập mặn này cũng bị tác động mạnh bởi 4 nguyên nhân: sản xuất nông nghiệp, xây dựng cơ sở hạ tầng, san lấp đất rừng ngập mặn và hoạt động khác. Sau khi tính toán Rừng ngập mặn Rú Chá có tổng lượng cacbon tích lũy ước tính trung bình đạt 50,2 tấn/ha và có tiềm năng
lớn trong việc giảm phát thải khí nhà kính. Tổng giá trị giảm phát thải khí nhà kính CO2 của Rú Chá đạt khoảng 231.598.908 đồng/năm [16].
Năm 2014, Viện Tài nguyên và Môi trường biền — Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam với sự tham gia của nhóm tác giả Vũ Mạnh Hùng, Nguyễn Đắc Vệ, Đàm Đức Tiến, Cao Văn Lương, Phạm Văn Chiến đã thực hiện đề tài ―Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng cấu trúc và khả năng hấp thụ cacbon của rừng ngập mặn khu vực Đầm Nại, Ninh Thuận‖ [23] đã đưa ra được các kết quả như sau:
- Xác định được tổng số 26 loài thực vật ngập mặn thuộc 20 Chi, 15 Họ, 2 Ngành. Thảm thực vật ngập lại Đâm Nại chia làm 02 nhóm: Nhóm cây ngập mặn chính thức có 11 loài chiếm 42,3% tổng số loài; nhóm cây tham gia ngập mặn có 15 loài chiếm 57,7% tổng số loài cây ngập mặn phân bố trong khu vực nghiên cứu. Với 04 kiểu quần xã tiêu biểu.
- Diện tích RNM khu vực đầm Nại có biến dộng rất lớn, từ 343 ha (1975) giảm xuống 5,48 ha (1996) và hiện nay là 10,22 ha (2014).
- Độ che phủ của thảm TVNM trong khu vực rất cao khoảng 98%, mật độ cây phân bố rất cao trung bình của Đước dôi (R. apiculata) (1850 cây/ha); Mắm biển (A marina) (3000 cây/ha). Tầng tán 4-6 (m) là tầng cây chiếm ưu thể; tiếp theo là tầng tán 2-4 (m). Tầng tán 1-2 (m) có mật độ cá thế rất thấp. Thảm thực vật ngập mặn đang ở giai đoạn phát triền cực điểm.
- Diện tích tán lá của Đước dôi (R. apiculata) cao hơn so với Mắm biển (A. marina) nhưng lượng cacbon tổng hợp qua quá trình quang hợp (PN) cùa Đước đôi (R. apiculata) lại thấp hơn so với Mắm biển (A.marina). Qụang hợp tán lá của nghiên cứu này là 18,74 - 23,82 (tC/ha/năm). Trữ lượng cacbon Mắm biển (A. marina) cao hơn Đước đôi (R. apiculata) là 44,79 %. Ước tính hàng năm RNM đầm Nại hấp ihụ được từ 191,52 đến 243,44 tấn cacbon. Trữ lượng sinh khối cacbon được tích lũy trong RNM là từ 591,94 đến 1.321,65 tấn cacbon.
Vũ Mạnh Hùng, Đàm Đức Tiến, Cao Văn Lương (2015), Nghiên cứu khả năng hấp thụ Cacbon của rừng ngập mặn ven biển Hải Phòng thực hiện đánh giá khả năng hấp thụ và lưu giữ cacbon của rừng ngập mặn ven biển Hải Phòng qua quá trình quang hợp tán lá, sinh khối cây và trong trầm tích tại ba kiểu rừng đặc trừng: Đước vòi (Rhizpphora stylosa Griff); Trang (Kandelia obovata Sheue, Liu &Young) và Bần chua (Sonneratia caseolaris (L.) Engl.) góp phần tạo cơ sở cho việc bảo tồn, phát triển rừng ngập mặn. Nghiên cứu đã đưa ra các phương pháp và công thức tính sinh khối trong quá trình quang hợp tán lá, thân, trên mặt đất và dưới mặt đất. Bên cạnh đó
tác giả còn đưa ra các kết quả tính toán lượng cacbon tích lũy trong quá trình quang hợp, sinh khối trên và dưới mặt đất của các quần xã Đước vòi, Trang, Bần chua. Ngoài ra còn có kết quả tính toán hàm lượng cacbon hữu cơ trong trầm tích ở độ sâu 10cm, 40cm [23].
Nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Đàm Trọng Đức (2017) về ―Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng trồng thuần loài trang (Kandelia obovata Sheue, Liu & Yong) ven biển xã Đa Lộc, Huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa‖ đã nghiên cứu dựa trên 3 bể chứa cacbon của rừng như:
(1) Bể chứa cacbon trên mặt đất (2) Bể chứa cacbon dưới mặt đất
(3) Bể chứa cacbon trong đất dưới dạng cacbon hữu cơ theo hướng dẫn của IPCC (2006).
Với kết quả đạt được của nghiên cứu đưa ra khẳng định khả năng tích lũy cacbon tương ứng với lượng CO2 tăng theo tuổi rừng. Bên cạnh đó khả năng tích lũy cacbon trong rừng cao sẽ là cơ sở khoa học để xây dựng và thực hiện các dự án trồng rừng ngập mặn, kết hợp với bảo tồn, quản lý bền vững và tăng cường trữ lượng cacbon rừng trồng ở các dải ven biển Việt Nam.
Tóm lại:
Qua phần tổng quan các nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam cho thấy việc nghiên cứu về ước lượng, xác định khả năng hấp thụ CO2 của các rừng ngập mặn ngày càng được các nhà khoa học chú trọng. Nhìn chung các phương pháp được các tác giả sử dụng chủ yếu là điều tra, phân tích mẫu cây tiêu chuẩn sau đó áp dụng hệ số chuyển đổi để đưa ra trữ lượng CO2 có thể tích lũy trong rừng.
Các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan tới đề tài nghiên cứu cho thấy các công trình nghiên cứu trên thế giới được tiến hành ở nhiều lĩnh vực, từ nghiên cứu cơ bản cho tới các nghiên cứu ứng dụng. Ở nước ta, nghiên cứu về sinh khối của các loại rừng, chủ yếu ở rừng ngập mặn trồng, hỗn giao chủ yếu như Mỡ, Đước, Trang, ... Vì vậy, đề tài đặt ra là hết sức cần thiết, góp phần làm phong phú thêm những hiểu biết về sinh khối của các trạng thái RNM trong từng giai đoạn; nhằm xác định khả năng hấp thụ cacbon của rừng ngập mặn; xa hơn nữa là xây dựng chính sách/cơ chế chi trả các dịch vụ môi trường cho các chủ rừng và các cộng đồng quản lý rừng ở nước ta. Đồng thời nâng cao nhận thức của cộng đồng về giá trị của rừng trong việc giảm nhẹ thiên tai, điều hòa khí hậu.
1.3. Tổng quan về Vƣờn quốc gia Xuân Thủy, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định
1.3.1. Vị trí địa lý
Vườn quốc gia Xuân Thuỷ (VQG Xuân Thuỷ) là khu bảo tồn đất ngập nước ven biển nằm ở phía Nam của sông Hồng, thuộc huyện Giao Thuỷ - tỉnh Nam Định. Toạ độ địa lý từ 20011’ đến 20016’N và từ 106029’ - 106037’E.
Hình 1.2: Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy – Khu vực nghiên cứu
- Phía Đông Bắc giáp Sông Hồng
- Phía Tây Bắc giáp các xã Giao Thiện, Giao An, Giao Lạc, Giao Xuân và Giao Hải.
- Phía Nam giáp Vịnh Bắc Bộ.
1.3.2. Đặc điểm thủy văn
- Thủy triều:
Thủy triều ở khu vực VQG Xuân Thủy thuộc chế độ Nhật triều với chu kỳ khoảng 25 giờ, thủy triều có biên độ lớn đạt 4,5 m, biên độ trung bình 150 – 180 cm, biên độ nhỏ nhất là 0,0 m.
- Thủy văn:
Khu vực có bãi triều huyện Giao Thủy được cung cấp nước từ sông Hồng, có 2 sông chính trong khu vực bãi triều là sông Vọp và sông Trà, ngoài ra còn có một số lạch nhỏ cấp thoát nước tự nhiên.
+ Sông Vọp: Chảy từ của Ba Lạt ra biển Giao hải dài khoảng 12 km, là ranh giới ngăn cách giữa Cồn Ngạn và Bãi trong. Năm 1986, đập Vọp đã ngăn sông Vọp thành
2 phân Đông Vọp và Tây Vọp. Vì vậy không có nước lưu thông nhiều năm, lòng sông Vọp ở phía sông Hồng đã bị phù sa lấp đầy.
+ Sông Trà: Chảy từ Cửa Ba Lạt xuống phía Nam ra biển gặp sông Vọp Giao Hải, dài khoảng 12 km và là ranh giới ngăn cách giữa Cồn Ngạn và Cồn Lu. Sông Trà bị lấp ở đoạn giữa (từ ngang Cồn Tàn – Bãi Nứt đến phía cuối Cồn Ngạn do sóng biển đẩy giồng cát ở nganh khu vực Ba mô (Cồn Lu) tràn qua vùng bãi bồi ngập nước và đã lấp đầy đoạn sông Trà.
Như vậy sông Trà chỉ thông thương khi thủy triều ngập tràn qua bãi sú vẹt. Đây cũng là một hạn chế lớn về điều kiện thủy văn ở khu vực, ảnh hưởng tiêu cực đến sự tồn tại và phát triển kém hiệu quả của nhiều loài động thực vật ở khu cuối Cồn Ngạn và Cồn Lu.
1.3.3. Đặc điểm khí hậu
Khu vực bãi triều của huyện Giao Thủy nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Mùa đông từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Đầu mùa đông không khí lạnh khô, cuối mùa đông không khí lạnh ẩm. Mùa hè từ tháng 5 đến tháng 9, khí hậu nóng ẩm thường xuyên xuất hiện dông, bão và áp thấp nhiệt đới.
Tổng lượng bức xã lớn, từ 95 – 105 Kcal/cm2/năm. Tổng nhiệt năm từ 8000 - 8500oC. Nhiệt độ trung bình năm là 24oC, biên độ nhiệt trong năm rất lớn (thấp nhất là 6,8oC đến cao nhất là 40,1o
C)
Lượng mưa trung bình năm là 1.175 mm. Số ngày mưa trong năm là 133 ngày. Năm có lượng mưa cao nhất là 2.753 mm, năm thấp nhất là 978 mm.
Chế độ gió: Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau hướng gió thịnh hành là đông bắc. Sang mùa hạ (tháng 4 – 9) hướng gió thịnh hành là gió đông nam. Vận tốc gió trung bình vào khoảng 4 -6 m/s. Vào những ngày bão vận tốc gió có thể đạt đến 40 – 50 m/s (Cơn bão lớn nhất là bão C, gió trên cấp 12 xảy ra vào ngày 13/08/1968). Hàng năm có khoảng 3 – 5 trận bão chủ yếu tập trung vào tháng 7, 8, 9.
Độ ẩm không khí: Khá cao, khoảng từ 70 – 90%, các tháng 10, 11, 12 có độ ẩm không khí thấp (thường nhỏ hơn 75%). Các tháng 2, 3, 4 có độ ẩm rất cao (80- 90%) thường đi kèm theo mưa phùn ẩm ướt. Độ bốc hơi trung bình 85 – 126 mm/tháng và đath tối đa vào tháng 7. Độ bốc hơi trung bình năm là 817,4 mm.
1.3.4. Tài nguyên đất
Với diện tích vùng bảo tồn rộng 7.100 ha (nghiêm ngặt 5380 ha, phục hồi sinh thái 1704ha, 26ha là khu hành chính dịch vụ trong đó có 10 ha là vùng đệm) trong đó
đất nổi 3.100 ha, đất ngập nước 4.000 ha bao gồm vùng bãi bồi Cồn Lu, Cồn Ngạn, Cồn Xanh trong đó có gần 3.000 ha rừng ngập mặn với nhiều loài thuỷ sinh có giá trị cao đã tạo nên sự trù phú cho vùng đất này.
Bảng 1. 1: Thống kê diện tích tự nhiên của Vƣờn quốc gia Xuân Thủy
Đơn vị tính: ha Khu vực Cồn Ngạn (Phần thuộc VQG) Cồn Lu (toàn bộ) Cồn Xanh (Cồn Mờ) Tổng cộng (Diện tích 3 đảo) Đất nổi 984 1982 134 3100 Đất ngập nước 300 1200 2500 4000 Tổng cộng 1184 3182 2634 7100
(Nguồn: Quy hoạch phát triển và bảo vệ vườn Quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định giai đoạn 2004 - 2020) [23] Đất đai toàn vùng VQG Xuân Thuỷ nói chung được tạo thành từ nguồn phù sa bồi lắng của toàn bộ hệ thống sông Hồng, với lượng phù sa của nước sông trung bình 1,8g/l. Vật chất bồi lắng bao gồm 2 loại hình chủ yếu: bùn phù sa (cố kết dần trở thành lớp đất thịt) và cát lắng đọng (tích đọng và di động do ngoại lực trở thành giồng cát). Mức độ cố kết của từng loại đất thịt và mức độ nâng cao trình giồng cát tạo nên những loại tầng đất và phân bố đất khác nhau. Lớp thổ nhưỡng chủ yếu gồm những loại hình: Đất nhẹ, cát pha và thịt nhẹ, phần nhỏ cát thuần; Đất trung bình, thịt trung bình; Đất nặng từ thịt nặng đến đất sét. Những nhóm đất chưa ổn định (chưa cố kết và ở dạng bùn lỏng) còn bị ảnh hưởng của nhật triều, sóng, dòng lũ và dòng chảy ven bờ. Thảm thực vật rừng ngập mặn có vai trò tích cực cố định lớp đất, nâng dần cốt cao trình ven biển.
Các loại đất cụ thể của khu vực như sau:
Vùng lõi VQG Xuân Thuỷ rộng 7.100 ha, trong đó có 3.100 ha đất nổi (948 ha đất cát và cát pha, 2.152 ha đất thịt và đất sét) và 4100 ha đất còn đang ngập nước. Diện tích đất có rừng ngập mặn 1.855ha và vùng đất trống chiếm 5.245 ha, rừng phi lao là 93 ha. Đất cát pha là loại đất có tỷ trọng cát khá cao, toàn bộ diện tích này tập trung ở cuối Cồn Lu và Cồn Ngạn được sử dụng để nuôi quảng canh loài Ngao (Vạng).
Vùng đệm: rộng 8000 ha, trong đó 1.407 ha còn ngập nước, 6.593 ha đất nổi, đất cát pha 220 ha, đất thịt và sét 6.373 ha, đất có rừng ngập mặn 1.724 ha, rừng phi lao 6 ha.
Bảng 1. 2: Thống kê diện tích (ha) các loại đất đai ở VQG Xuân Thủy Đơn vị tính: ha Loại đất Khu vực Đất còn ngập nước thường xuyên Đất thịt và sét Đất cát và cát pha Tổng số Có RNM Đất trồng Tổng Có phi lao Đất trống Tổng Có rừng Đất trống Tổng Cồn Ngạn 300 644 140 784 200 200 644 640 1284 Cồn Lu 1200 1118 250 1368 93 521 614 1211 1971 3182 Cồn Mờ 2500 134 134 2634 2634