3. Nội dung nghiên cứu
2.2. Thời gian nghiên cứu
Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 03 năm 2018 đến tháng 12 năm 2018. Trong quá trình thực hiện đề tài, tiến hành thực địa 2 đợt tại địa điểm nghiên cứu, cụ thể:
- Đợt 1: Từ ngày 05/06/2018 đến ngày 10/06/2018 - Đợt 2: Từ ngày 10/07/2018 đến ngày 16/08/2018
Tháng 9 đến tháng 12 năm 2018, xử lý số liệu, viết báo cáo và bảo vệ luận văn.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp tổng hợp và kế thừa
- Thu thập tài liệu đã có liên quan đến các phương pháp và nội dung nghiên cứu của đề tài;
- Phân tích, lựa chọn các phương pháp nghiên cứu phù hợp;
- Phân tích, tổng hợp các kết quả nghiên cứu, các tư liệu liên quan đến nội dung của đề tài.
2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm
- Nghiên cứu được thực hiện trên các ô tiêu chuẩn thuộc các kiểu rừng khác nhau. Các ô tiêu chuẩn được bố trí theo phương pháp của Kauffman và Donato, (2012) [53].
- Trong đó: Mỗi kiểu rừng thiết lập 1 tuyến nghiên cứu đại diện vuông góc với đường bờ biển, trên đó bố trí 1 ô tiêu chuẩn gồm 3 ô phụ hình tròn. Mỗi ô phụ có bán kính 7m. Khoảng cách giữa tâm của hai ô phụ liên tiếp là 25m (hình 2.2). - Sơ đồ thí nghiệm được mô tả như hình 2.2:
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Tọa độ địa lý của các ô tiêu chuẩn tại cửa Ba Lạt thuộc khu vực nghiên cứu được thể hiện tại bảng 2.1
Bảng 2.1. Tọa độ địa lý của các ô tiêu chuẩn tại khu vực khảo sát
Kiểu rừng Ô tiêu chuẩn Tọa độ địa lý
Kinh tuyến (Đông) Vĩ tuyến (Bắc)
Rừng trang BL 1.1 106°35'12.41" 20°19'44.72" BL 1.2 106°35'23.53" 20°19'45.69" BL 1.3 106°35'33.27" 20°19'46.93" 7m ÔTC 1 ÔTC 2 ÔTC 3 B A
Ghi chú: Ô tiêu chuẩn R = 7m, AB = 25m
Đê biển
Rừng tự nhiên Rừng trang Rừng bần chua Rừng hỗn giao
Kiểu rừng Ô tiêu chuẩn Tọa độ địa lý
Kinh tuyến (Đông) Vĩ tuyến (Bắc)
Rừng bần BL 2.1 106°35'25.54" 20°19'08.66" BL 2.2 106°35'45.01" 20°19'09.01" BL 2.3 106°36'04.57" 20°19'11.98" Rừng hỗn giao (trang và bần) BL 3.1 106°35'30.03" 20°18'40.69" BL 3.2 106°35'52.05" 20°18'39.70" BL 3.3 106°36'07.62" 20°18'41.89" Rừng tự nhiên BL 4.1 106°34'29.84" 20°14'27.72" BL 4.2 106°34'43.55" 20°14'22.42" BL 4.3 106°34'57.08" 20°14'17.66"
2.3.3. Phương pháp đo đạc, đánh giá một số đặc điểm cấu trúc của cây ngập mặn
Xác định đường kính thân và chiều cao cây:
Xác định đường kính thân cây bằng thước dây đo đường kính (Forestry Suppliers Metric Fabric Diameter Tape Model 283d/5m) tại vị trí 30 cm phía trên bạnh gốc đối với các loài trang (Kandelia obovata) và vẹt dù (Bruguiera gymnorhiza), tại vị trí phía trên rễ chống cao nhất đối với đước vòi (Rhizophora stylosa).
Chiều cao thân cây được đo bằng thước mét, bắt đầu tính từ vị trí đo đường kính thân cây đến ngọn cao nhất của cây.
Xác định mật độ của rừng:
Tiến hành đếm số lượng cây trong mỗi ô tiêu chuẩn (R = 7m). Dựa trên số lượng cây trung bình có một trong ô tiêu chuẩn, ta tính được mật độ cây của mỗi rừng
Số lượng cây trung bình của một ô tiêu chuẩn: (N)= (Ô1+ Ô2+ Ô3)/3 Mật độ cây ở mỗi tuổi rừng (số cây/ha) = (N x 10000)/S
N: Số lượng cây trung bình của một ô tiêu chuẩn. S: Diện tích mỗi ô tiêu chuẩn
2.3.4. Phương pháp lấy mẫu đất và phân tích các chỉ tiêu lý hóa của đất
- Lấy mẫu đất và xử lý mẫu đất:
Lấy mẫu đất:
Sử dụng thiết bị khoan máng đặt tại vị trí lấy mẫu sau đó dùng lực ấn xuống độ sâu 100cm, dùng lực xoay tay cầm 3600 để tạo mặt cắt hoàn chỉnh cho mẫu đất, sâu đó vừa xoay vừa từ từ rút khoan lên. Dùng dao lấy mẫu ở các khoảng 0cm – 20cm; 20cm – 40cm; 40cm – 60cm; 60cm – 80cm; 80cm – 100cm (Kauffman và Donato, (2012) [53].
Sử dụng khuôn lấy đất của Mỹ với thể tích khuôn lấy mẫu đất là: V= 3,14 x x h ; (h là chiều cao của khoảng đất)
Sau đó mang về Phòng phân tích Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội xử lý và phân tích.
Số lượng mẫu phân tích: (3 khuôn đất/kiểu rừng x 4 kiểu rừng x 5 khoảng đất/khuôn đất) = 60 mẫu
- Xác định độ mặn, Eh, pH trong đất
Sử dụng máy đo để bàn HACH: HQ411d PH/mV để xác định độ Eh và pH của đất.
Dùng khoan lấy mẫu đất cắm xuống độ sâu từ 0 – 100cm, sau đó dùng dùng đầu máy đo, đo từng khoảng độ: 0cm – 20cm; 20cm – 40cm; 40cm – 60cm; 60cm – 80cm; 80cm – 100cm trong hố.
Sử dụng khúc xạ kế AZ LM-HSR10ATC để xác định độ mặn của nước trong đất.
- Xác định hàm lượng mùn trong đất theo phương pháp Chiurin
Phân tích 60 mẫu đất ở các kiểu rừng ngập mặn.
- Xác định hàm lượng đạm (N) dễ tiêu trong đất
Dựa theo TCVN 5255: 2009 chất lượng đất - Xác định hàm lượng đạm dễ tiêu trong đất.
Phân tích 60 mẫu đất ở các kiểu rừng ngập mặn.
- Xác định hàm lượng photpho (P) dễ tiêu trong đất
Dựa theo TCVN 5626:2009 chất lượng đất - Xác định photpho dễ tiêu trong đất.
Phân tích 60 mẫu đất ở các kiểu rừng ngập mặn.
- Xác định hàm lượng kali (K) dễ tiêu trong đất
Dựa theo TCVN 8662:2011 chất lượng đất - Xác định kali dễ tiêu trong đất. Phân tích 60 mẫu đất ở các kiểu rừng ngập mặn.
- Xác định thành phần cơ giới đất
Dựa theo TCVN 4193:2014 chất lượng đất - xác định thành phần cấp hạt trong đất khoáng- phương pháp rây và sa lắng.
Phân tích 60 mẫu đất ở các kiểu rừng ngập mặn.
2.3.5. Phương pháp phân tích, thống kê và xử lý số liệu
Số liệu thu được xử lý bằng phần mềm Excel, phương pháp thống kê toán học và đánh giá độ tin cậy của phương pháp cũng như các số liệu thu được.
Xác định giá trị trung bình bằng công thức:
=
Trong đó: là tổng các giá trị của xi từ 1 đến n; n là tổng số mẫu. Xác định độ lệch chuẩn (SD):
SD =
SD là đại lượng phản ánh độ sai lệch hay độ dao động của các giá trị trung bình cộng.
Toàn bộ nội dung nghiên cứu được thể hiện qua hình 2.3:
Hình 2.3: Sơ đồ các nội dung liên kết của luận văn
1. Cơ sở lý luận, tổng quan về rừng ngập mặn.
2. Xác định chiều cao, đƣờng kính, mật độ của
cây trong các kiểu rừng
ngập mặn tại khu vực nghiên cứu. 3. Xác định thành phần cơ giới, độ mặn, mùn, pH, Eh, N, P, K trong đất tại các kiểu rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu.
- Điều tra thực địa, thiết lập ô tiêu chuẩn.
- Đo đường kính, chiều cao, đếm số lượng cây tại các kiểu rừng ngập mặn.
- Điều tra thực địa, thiết lập ô tiêu chuẩn.
- Lấy mẫu đất tại các kiểu rừng ngập mặn.
- Phân tích mẫu đất tại phòng thí nghiệm.
4. Đánh giá, so sánh xác định mối quan hệ giữa thực vật ngập mặn với các đặc điểm lý, hóa của đất.
Sử dụng phương pháp phân tích hồi quy.
5. Đề xuất các giải pháp về trồng và bảo tồn rừng ngập mặn. - Giải pháp về kỹ thuật - Giải pháp về cơ chế chính sách
- Giải pháp về nâng cao năng lực quản lý, bảo vệ rừng ngập mặn
Thu thập tài liệu Phương
pháp
tham vấn
chuyên gia
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc điểm cấu trúc của các kiểu rừng ngập mặn khu vực cửa sông Ba Lạt
3.1.1. Đặc điểm về chiều cao
Kết quả nghiên cứu về chiều cao của cây ở các kiểu rừng ngập mặn khu vực cửa sông Ba Lạt được thể hiện tại bảng 3.1, hình 3.1.
Bảng 3.1: Đặc điểm về chiều cao của cây ở các kiểu rừng
STT Rừng Chiều cao (m) Trung bình
(m)
Ô1 Ô2 Ô3
1 Trang 2,77 ± 0,6 3,15 ± 0,5 3,16 ± 0,6 3,03 ± 0,57 2 Bần chua 5,67 ± 1,2 4,90 ± 1,4 5,16 ± 1,4 5,24 ± 1,33 3 Hỗn giao 3,09 ± 0,6 3,52 ± 0,8 5,82 ± 0,9 4,14 ± 0,77 4 Tự nhiên 1,47 ± 0,2 1,48 ± 0,3 3,68 ± 0,8 2,21 ± 0,43 Kết quả nghiên cứu về chiều cao của cây trong bảng 3.1 cho thấy, rừng trồng thuần loài bần chua có chiều cao lớn nhất, dao động từ 4,90 – 5,67 m; trung bình là 5,24 ± 1,33 m. Tiếp đến là rừng trồng hỗn giao giữa trang và bần chua, có chiều cao dao động từ 3,09 – 5,82 m; trung bình là 4,14 ± 0,77 m. Rừng trồng thuần loài trang có chiều cao trung bình 3,03 ± 0,57 m và rừng tự nhiên có chiều cao thấp nhất 2,21 ± 0,43 m.
Tại khu vực cửa sông Ba Lạt, các rừng trồng thuần loài trang và thuần loài bần chua được trồng cùng thời điểm nên có chiều cao ở mỗi loài tương đối đồng đều, độ lệch chuẩn dao động từ 0,5 - 0,6 và 1,2 - 1,4 . Đối với rừng trồng hỗn giao trang và bần chua, vì đặc điểm sinh trưởng 2 loài cây khác nhau nên có độ lệch chuẩn khá lớn 0,77. Về rừng tự nhiên, nằm ở phía Nam cửa sông Ba Lạt, thuộc VQG Xuân Thuỷ là tổ hợp, hỗn giao của các loài như: Trang, bần chua, sú, mắm và đước vòi dẫn đến có sự sai khác lớn về chiều cao nên các giá trị độ lệch chuẩn dao động từ 0,2 - 0,8 .
Ngoài các yếu tố ảnh hưởng đến chiều cao của cây rừng ngập mặn như: Chất dinh dưỡng, mật độ, tuổi cây...thì đặc điểm về di truyền của mỗi loài là yếu tố đóng vai trò quyết định.
3.1.2. Đặc điểm về đường kính thân
Kết quả nghiên cứu về đường kính thân cây các kiểu rừng ở bảng 3.2 và hình 3.2 cho thấy:
Rừng thuần loài bần chua có đường kính thân lớn nhất, dao động từ 9,04 – 10,25 cm; giá trị trung bình là 8,97 ± 2,97 cm. Trong khi đó, rừng trồng thuần loài trang có đường kính thân thấp nhất, dao động từ 3,16 – 3,86 cm; giá trị trung bình là 3,54 ± 1,07 cm. Rừng trồng hỗn giao có đường kính thân dao động từ 4,18 – 7,66 cm; trung bình 5,64 ± 1,17. Rừng tự nhiên có đường kính thân từ 3,73 – 7,35 cm; trung bình 5,10 ± 1,43 cm.
Bảng 3.2: Đặc điểm về đƣờng kính thân cây ở các kiểu rừng
STT Rừng Đƣờng kính thân (cm) Trung bình
(cm)
Ô1 Ô2 Ô3
1 Trang 3,16 ± 1,4 3,86 ± 0,9 3,59 ± 0,9 3,54 ± 1,07 2 Bần chua 9,04 ± 3,2 9,48 ± 3,3 10,25 ± 2,4 8,97 ± 2,97 3 Hỗn giao 4,18 ± 0,9 5,08 ± 1,4 7,66 ± 1,2 5,64 ± 1,17 4 Tự nhiên 4,22 ± 1,3 3,73 ± 1,0 7,35 ± 2,0 5,10 ± 1,43
Từ kết quả nghiên cứu về đường kính thân cây trong bảng 3.2 cho thấy, đường kính ở rừng trồng thuần loài trang nhỏ hơn so với khi trang được trồng hỗn giao với bần chua. Ngược lại, đường kính trung bình của loài bần chua trồng ở rừng hỗn giao lại nhỏ hơn khi được trồng ở rừng thuần loài.
Đường kính thân cây ở các kiểu rừng ảnh hưởng nhiều bởi yếu tố tuổi rừng và mật độ phân bố. Khi mới trồng, do cây còn non, khoảng cách giữa các cây còn nhiều nên sự khép tán rừng chưa diễn ra, các cá thể cây chưa có sự cạnh tranh về ánh sáng và nguồn sống nên đường kính thân cây có sự khác biệt lớn. Khi bước vào giai đoạn chuẩn bị của quá trình khép tán rừng, hiện tượng cây cạnh tranh về ánh sáng bắt đầu diễn ra, chủ yếu tăng về chiều cao và xuất hiện các hiện tượng tự tỉa thưa cành.Lúc này kích thước về đường kính gần như không thay đổi.
Đối với những rừng có mật độ dày như rừng trang và rừng tự nhiên (sú, đước vòi, mắm) cây có xu hướng vươn cao, đường kính thân đồng đều. Ngược lại, ở những rừng có mật độ thưa, cây có đường kính thân lớn hơn nhưng chiều cao thấp hơn.
Hình 3.2: Đặc điểm về đường kính thân cây ở các kiểu rừng
3.1.3. Đặc điểm về mật độ cây rừng
Kết quả nghiên cứu về mật độ cây rừng của kiểu rừng trồng thuần loài trang, thuần loài bần chua, rừng trồng hỗn giao hai loài trang và bần, kiểu rừng tự nhiên
Bảng 3.3: Đặc điểm về mật độ cây ở các kiểu rừng
STT Rừng Mật độ (cây/ha) Trung bình
(cây/ha)
Ô1 Ô2 Ô3
1 Trang 7.799 6.369 8.254 7.474 ± 984
2 Bần chua 1.235 1.430 1.365 1.343 ± 99
3 Hỗn giao 6.044 5.914 4.549 5.503 ± 828
4 Tự nhiên 4.356 4.267 5.241 4.621 ± 538
Kết quả nghiên cứu trong bảng 3.3 cho thấy, rừng trồng thuần loài trang có mật độ lớn nhất, dao động từ 6.369 – 8.254 cây/ha; trung bình 7.474 ± 984 cây/ha. Rừng bần chua có mật độ thấp nhất, dao động từ 1.235 – 1.430 cây/ha; trung bình 1.343 ± 99 cây/ha. Rừng trồng hỗn giao trang và bần chua có mật độ dao động từ 4.549 – 6.044 cây/ha; trung bình 5.503 ± 828 cây/ha và cây trang chiếm khoảng 70 – 80% trên tổng số cây. Rừng tự nhiên có mật độ khá dày, dao động từ 4.267 – 5.241 cây/ha; trung bình 4621 ± 538 cây/ha.
Mật độ phân bố có sự khác biệt lớn giữa các kiểu rừng do trang thường được trồng với mật độ 0,7 m x 0,7 m và bần chua 3 m x 3 m. Trong quá trình sinh trưởng, rừng trang, rừng hỗn giao và rừng tự nhiên mật độ có xu hướng tăng lên do sự phát triển tái sinh tự nhiên từ các trụ mầm. Bần chua thường được trồng ở khu vực cửa sông, chịu tác động trực tiếp từ sóng biển hơn nữa do quá trình tự tái sinh tự nhiên diễn ra rất kém nên mật độ thường giảm hoặc không thay đổi so với lúc mới trồng.
Hình 3.3: Đặc điểm về mật độ cây ở các kiểu rừng
Kết quả nghiên cứu từ thực tế cho thấy, ở một số khu vực có hiện tượng cây trang bắt đầu suy thoái, biểu hiện là: gãy ngọn, khô thân và chết. Nguyên nhân một phần từ khả năng tái sinh diễn ra kém ở một số khu vực rừng, ngoài ra sự xâm hại của các loài động vật đáy: Hàu, hà... các loài động vật này thường bám vào các cây non khiến cho cây bị cong, gập xuống, khi thủy triều lên cây bị ngập nước hoàn toàn, lâu ngày cây sẽ chết. Ngoài các loài động vật đáy thì các loại sâu ăn lá, sâu róm, sâu đục thân cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến hiện tượng trên.
Bên cạnh đó, nguyên nhân có nhiều cây bần non bị chết còn do trong quá trình trồng còn sót nhiều cây giống có chất lượng chưa cao, dẫn đến hiện tượng cây thích nghi kém với điều kiện thời tiết ngày càng khắc nghiệt do biến đổi khí hậu, nhiệt độ và môi trường nước mặn ven biển.
3.2. Đặc điểm lý, hoá theo độ sâu tầng đất tại các kiểu rừng ngập mặn khu vực cửa sông Ba Lạt cửa sông Ba Lạt
3.2.1. Đặc điểm lý học - Độ mặn của đất - Độ mặn của đất
Độ mặn là một trong những yếu tố quan trọng, có ý nghĩa lớn đối với việc phân bố, năng suất và sinh trưởng của rừng ngập mặn (Twilley, 1998) [65]. Mỗi loài cây rừng ngập mặn có mức độ thích nghi với một phạm vi độ mặn khác nhau, độ mặn quá cao củng là yếu tố giới hạn sự phát triển đối với chúng.
Bảng 3.4: Đặc điểm về độ mặn của đất ở các kiểu rừng
Độ sâu Độ mặn (‰)
Trang Bần chua Hỗn giao Tự nhiên
0 – 20 cm 11,6 ± 0,7 9,5 ± 0,5 12,2 ± 0,3 13,6 ± 1,0 20 – 40 cm 12,0 ± 0,4 9,6 ± 0,3 12,3 ± 0,4 13,5 ± 0,7 40 – 60 cm 11,0 ± 0,7 9,4 ± 0,5 12,0 ± 0,3 13,4 ± 0,5 60 – 80 cm 11,3 ± 0,6 9,2 ± 0,8 12,4 ± 0,3 13,8 ± 0,4 80 – 100 cm 11,5 ± 0,8 9,1 ± 0,9 12,2 ± 0,3 13,9 ± 1,0 Trung Bình 11,5 ± 0,6 9,4 ± 0,6 12,2 ± 0,3 13,9 ± 0,9