CHƢƠNG 2 : ĐỐI TƢỢNG, THỜI GIAN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi không gian: R ng ngập mặn tại xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Qu ng Ninh.
- Phạm vi thời gian: T th ng 04/2018 đến th ng 12/2019. Tiến hành quan trắc l y mẫu tại địa điểm nghiên cứu 2 đợt:
Đợt 1 (07 ngày): Quan trắc, l y mẫu t ngày 03-09 th ng 4 năm 2018; Đợt 2 (6 ngày): Quan trắc, l y mẫu t ngày 11-16 th ng 4 năm 2019.
- Phạm vi về nội dung: Luận văn đ nh gi kh năng tích lũy carbon của r ng ngập mặn xã Đồng Rui thông qua 3 ể chứa carbon ao gồm: Carbon trong cây trên mặt đ t (thân, cành, l ); Carbon trong cây dưới mặt đ t (trong rễ) và Carbon trong đ t r ng
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp luận/cách tiếp cận
Luận văn sử dụng c c c ch tiếp cận sau trong qu trình nghiên cứu: Tiếp cận hệ sinh th i; tiếp cận liên ngành; tiếp cận phân tích tổng hợp.
Trên cơ sở tham kh o c c c ch tiếp cận luận hệ sinh th i luận văn sử dụng khung nghiên cứu ở sơ đồ 1 để đ nh gi kh năng tạo bể chứa c c on của r ng ngập mặn.
2.3.2. Phương pháp thu thập, tài liệu
Thu thập c c, tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu:
- C c tài liệu, c c nghiên cứu đã được thực hiện có liên quan đến phương ph p và nội dung nghiên cứu của đề tài.
- C c tài liệu, thông tin về đối tượng nghiên cứu t c c cơ quan qu n lý: B o c o kinh tế, xã hội của xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Qu ng Ninh.; Tình hình ph t triển kinh tế - xã hội huyện Tiên Yên, tỉnh Qu ng Ninh
- Tổng hợp và kế th a số liệu t c c nghiên cứu, đề tài trước
2.3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm
R ng ngập mặn xã Đồng rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Qu ng Ninh thuộc loại r ng hỗn giao nhiều loài, do đó t c gi ố trí thí nghiệm như sau:
- Nghiên cứu được thực hiện trên c c ô tiêu chuẩn thuộc c c kiểu r ng kh c nhau C c ô tiêu chuẩn được ố trí theo phương ph p của Nguyễn Thị Hồng Hạnh và cộng sự. [6]
- Trong đó: Thiết lập 3 tuyến nghiên cứu theo hướng t đ t liền ra phía iển tại khu vực r ng ngập mặn xã Đồng Rui Trên mỗi tuyến nghiên cứu, thiết lập 3 ô tiêu chuẩn, mỗi ô có diện tích 100m2 (10m × 10m), kho ng c ch giữa c c ô là 100m Vị trí c c ô tiêu chuẩn được thể hiện qua hình 2 6 và ng 2.1.
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Tọa độ địa lý của c c ô tiêu chuẩn tại r ng ngập mặn xã Đồng Rui thuộc khu vực nghiên cứu được thể hiện tại ng 2 1
Bảng 2.1:. Tọa độ đ a l của các ô tiêu chuẩn tại khu vực khảo sát
Tuyến điều tra Ô tiêu chuẩn Tọa độ địa lý
Kinh tuyến (Đông) Vĩ tuyến (Bắc)
Tuyến 1 ĐR-1.1 21°14'32 63"N 107°24'03 88"E ĐR-1.2 21°14'36 48"N 107°24'09 49"E ĐR-1.3 21°14'39 14"N 107°24'15 38"E Tuyến 2 ĐR-2.1 21°14'39 95"N 107°23'48 04"E ĐR-2.2 21°14'45 92"N 107°23'50 24"E ĐR-2.3 21°14'52 02"N 107°23'52 50"E Tuyến 3 ĐR-3.1 21°15'17 99"N 107°24'24 13"E ĐR-3.2 21°15'13 17"N 107°24'26 82"E ĐR-3.3 21°15'07 93"N 107°24'30 19"E
2.3.4. Phương pháp xác đ nh chiều cao, đường kính thân cây và mật độ rừng
- Xác định đường kính th n và chi u cao: L y số liệu về chiều cao, đường kính thân cây tại mỗi ô tiêu chuẩn Đường kính thân cây được đo ằng thước dây tại phía trên ạnh gốc 30cm, x c định chu vi của thân, t chu vi x c định đường kính thân cây Chiều cao thân cây được đo ằng thước mét, ắt đầu tính t vị trí đo đường thân đến ngọn cao nh t của cây
Đê biển Ghi chú: Ô tiêu chuẩn 10m x 10m Tuyến 1 Tuyến 2 Tuyến 3 100m 100m 100m 100m 100m 100m 100m
- Phư ng pháp xác định mật độ của c y rừng: Tiến hành đếm số lượng cây trong mỗi ô tiêu chuẩn (10m x 10m) Dựa trên số lượng cây trung ình có trong một ô tiêu chuẩn, ta tính được mật độ cây của r ng
Số lượng cây trung ình của một ô tiêu chuẩn : (N) = (Ô1 + Ô2 + Ô3+ ...)/n Mật độ cây ở khu vực được lựa chọn thí nghiệm (số cây/ha) = (N x 10000)/S Trong đó: Ô1, Ô2, Ô3.: số lượng cây đếm được trong ô tiêu chuẩn 1, 2, 3, n N: Số lượng cây trung ình của một ô tiêu chuẩn
S: Diện tích mỗi ô tiêu chuẩn (m2)
2.3.5. Phương pháp nghiên cứu sinh khối
Nghiên cứu sinh khối cây, chính là cơ sở để x c định hàm lượng carbon của cây Sinh khối của cây ao gồm sinh khối trên mặt đ t của cây r ng (l , thân, cành ) và sinh khối dưới mặt đ t của cây r ng (rễ)
Dựa vào phương trình sinh khối của một số t c gi đã công ố tại ng 2.2 để tính sinh khối r ng ngập mặn
Bảng 2.2: Phương trình tính sinh khối của cây rừng ngập mặn
Nhóm loài Phƣơng trình Nguồn
Trang (K. obovata) B= 0.10316D1.85845 Btrên mặt đ t = 0.04975D1.94784 Bdưới mặt đ t = 0.01420D2.12146 Nguyễn Thị Hồng Hạnh và cộng sự (2016) Sú (A. corniculatum) Btotal = 0,251*ρ*(D) 2,46 ρ = 0,510 Komiyama và cộng sự (2008) Vẹt dù (B. gymnorrhiza) Btotal = 0,251*ρ*(D) 2,46 ρ = 0,801
Đước (R. stylosa) Btotal = 0,251*ρ*(D)
2,46
ρ = 1,05
Mắm (A. marina) Btotal = 0,251*ρ*(D)
2,46
ρ = 0,730
Ghi chú: B = tổng sinh khối của cây; Btrên mặt đ t = sinh khối trên mặt đ t của cây r ng. Bdưới mặt đ t = Sinh khối dưới mặt đ t của cây r ng; Bl = sinh khối l ; Brễ chống = sinh khối của rễ chống; Bgỗ = sinh khối của phần thân gỗ; D = đường kính thân đo tại thực địa; ρ = tỷ trọng của gỗ (tham kh o tại Simpson (1996), World Agroforestry Centre (2011).
Trong đó, ρ = tỷ trọng của gỗ (tham kh o tại Simpson (1996), World Agroforestry Centre (2011) [44].
- Đối với c c loài chưa có phương trình tính sinh khối dưới mặt đ t của cây r ng (vẹt dù, đâng, sú, đước, mắm), p dụng công thức tính sinh khối dưới mặt đ t của cây r ng của Komiyama và cộng sự (2008) theo công thức [35]:
Bbelow ground = 0,199 x ρ0,899 x D2,22 Trong đó p là tỷ trọng gỗ, tra ng trên D là đường kính cây
- Trường hợp không có phương trình tính sinh khối trên mặt đ t của cây r ng, thì dựa vào sinh khối của cây và sinh khối dưới mặt đ t của cây r ng để tính Theo công thức:
Sinh khối trên mặt đ t của cây r ng = Sinh khối của cây - Sinh khối dưới mặt đ t của cây r ng.
Trong đó sinh khối của cây và sinh khối dưới mặt đ t của cây r ng sử dụng công thức của Komiyama và cộng sự ở trên [35].
- Sinh khối của r ng: T sinh khối của cây trong c c ô tiêu chuẩn, tính sinh khối của r ng
2.3.6. Phương pháp xác đ nh carbon tích lũy trong sinh khối của cây
T sinh khối của r ng, dựa vào hệ số chuyển đổi sinh khối sang carbon: Đối với loài trang (K. obovata) p dụng hệ số chuyển đổi t sinh khối sang carbon tích lũy trong sinh khối r ng theo Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) như sau: sinh khối r ng (t n/ha) x 0,4955
Đối với c c loài cây ngập mặn kh c, p dụng hệ số chuyển đổi theo IPCC (2006) như sau: sinh khối r ng (t n/ha) x 0,500
2.3.7. Xác đ nh lượng CO2 hấp thụ tạo ra sinh khối của cây
T lượng carbon tích lũy (C), x c định lượng CO2 ằng c ch chuyển đổi t carbon tích lũy [17], [23] cụ thể:
Lượng CO2 (t n/ha) = Carbon trong sinh khối (t n/ha) * 3,67
Trong đó: 3,67 là hằng số chuyển đổi được p dụng cho t t c c c loại r ng, hằng số này tính t công thức:
K =
Trong đó: K: hằng số chuyển đổi khối lượng t carbon hữu cơ CO2
2.3.8. Phương pháp xác đ nh hàm lượng carbon trong đất
- Phương ph p l y mẫu đ t:
+ Thi t ị l y mẫu: Sử dụng thiết ị l y mẫu đ t của Mỹ, thiết ị l y mẫu là ộ khoan m ng làm ằng thép không gỉ, tay cầm hình chữ thập được ọc cao su, thân khoan hình m ng có chiều dài 100 cm, lưỡi khoan sắc, dạng xoắn, hình úp măng với thao t c nhẹ nhàng có thể tạo nửa hình ống vào trong đ t tạo thành một mặt cắt hoàn chỉnh của c c mẫu đ t than ùn
Sử dụng khuôn l y đ t của Mỹ với thể tích khuôn l y mẫu đ t là: V= 3,14 x ( )2 x h
+ y mẫu đ t: Sử dụng thiết ị khoan m ng đặt tại vị trí l y mẫu sau đ y dùng lực xoay tay cầm hoặc n thẳng đến độ sâu 100cm, sau đ y xoay và rút lên Dùng dao l y mẫu ở c c độ sâu t mặt nền đến 20cm, 40cm, 60cm, 80cm, 100cm
- Số lượng mẫu đ t phân tích carbon: dựa vào phương ph p ố trí ô thí nghiệm tiến hành l y mẫu đ t theo công thức sau:
Số lượng mẫu đ t phân tích carbon: 3 tuyến x 3 ô tiêu chuẩn/tuyến x 1 khuôn mẫu/ô tiêu chuẩn x 5 độ sâu kh c nhau/khuôn mẫu (0 - 20 cm, 20 - 40 cm, 40 - 60 cm, 60 - 80 cm, 80 - 100 cm) × 2 đợt l y mẫu (trong thời gian thực hiện luận văn) = 90 mẫu
- X c định hàm lượng carbon hữu cơ (%) trong đ t: theo phương ph p Chiurin - X c định trữ lượng carbon trong đ t dựa theo nguyên tắc:
Đ t có dung trọng riêng (specific ulk denity) được tính ằng khối lượng đ t khô không khí/thể tích đ t Vì vậy, lượng carbon ở độ sâu nh t định tại một khu vực được tính theo công thức [34]:
Trong đó:
dh (cm): là độ sâu của một mẫu đ t
H (cm): là độ sâu của phẫu diện đ t thí nghiệm
T(h) (g/cm3): là dung trọng của đ t hay khối lượng đ t khô không khí trên thể tích đ t ở độ sâu h
a(h) (g/cm3): là sự tích lũy carbon trong đ t ở độ sâu h A(H) (g/cm3): là sự tích lũy carbon trong đ t ở độ sâu H C(H) (t n/ha): là sự tích lũy carbon trong đ t ở độ sâu H
2.3.9. Phương pháp xác đ nh khả năng tích lũy carbon của rừng
Đ nh gi kh năng tạo bể chứa carbon được thực hiện theo IPCC (2006), dựa vào c c lần điều tra x c định trữ lượng carbon ở c c ể chứa, tính to n độ tăng gi m ình quân của lượng carbon theo công thức
Trong đó:
∆B: Lượng carbon gia tăng trong một kho ng thời gian (Tín chỉ carbon)
∆ t1 : Trữ lượng carbon nghiên cứu tại thời điểm t1 ∆ t2 : Trữ lượng carbon nghiên cứu tại thời điểm t2 t1: Thời gian nghiên cứu tại thời điểm t1
t2: Thời gian nghiên cứu tại thời điểm t2
Để x c định lượng carbon tích lũy của r ng (tín chỉ carbon) cần x c định lượng carbon có trong c c ể chứa ở c c thời điểm.
X c định r ng ph t th i hay tích lũy carbon, dựa vào ∆B, nếu:
∆B > 0 : R ng được đ nh gi là tích lũy carbon, theo chương trình REDD+, r ng đã tạo ra tín chỉ carbon căn cứ vào đó để chi tr dịch vụ môi trường r ng.
∆B <0 : R ng ph t th i CO2, r ng không tạo ra tín chỉ carbon mà ph t th i CO2 căn cứ vào điều này cần xem lại qu n lý r ng tại địa phương, để đưa ra những gi i ph p qu n lý kịp thời, nhằm b o tồn và ph t triển bền vững r ng ngập mặn tại địa phương
2.3.10. Phương pháp thống kê, xử l số liệu
Số liệu thu thập được xử lý ằng phương ph p thống kê to n học và đ nh gi độ tin cậy của phương ph p và c c số liệu thu được
- X c định gi trị trung ình ằng công thức: =
Trong đó: là tổng c c gi trị của xi t 1 đến n; n là tổng số mẫu - X c định độ lệch chuẩn (SD):
SD =
Trong đó: SD là đại lượng ph n nh độ sai lệch hay độ giao động của c c gi trị trung ình cộng Với n ≤ 30 mẫu
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Thành phần loài, đặc điểm sinh học cây ngập mặn xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh
3.1.1. Thành phần loài cây ngập mặn thực thụ thân gỗ
Qua kh o s t thực tế cho th y, r ng ngập mặn ở xã Đồng Rui phân ố chủ yếu ở khu vực ãi triều, c c ãi lầy thụt và khu vực trong c c đầm nuôi thủy s n đã ỏ trống Quần xã thực vật ở đây ao gồm quần xã r ng trồng và quần xã r ng tự nhiên Tại c c tuyến kh o s t ghi nhận, c c quần thể chủ yếu là trang (Kandelia obovata); sú
(Aegiceras corniculatum) và vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza) chiếm ưu thế
Bảng 3.1: Thành phần loài cây ngập mặn thực thụ thân gỗ tại các tuyến điều tra
TT Danh mục các loài cây ngập mặn
Tuyến điều tra
Tuyến 1 Tuyến 2 Tuyến 3
Ô1 Ô2 Ô3 Ô1 Ô2 Ô3 Ô1 Ô2 Ô3
1 Trang (Kandelia obovata) x x x x x x 2 Đước (Rhizophoza stylosa) x x x x 3 Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza) x x x x x 4 Mắm iển (Avicennia marina) x x 5 Sú (Aegiceras corniculatum) x x x x x
Ở tuyến 1: Trong c c ô tiêu chuẩn có c c loài ao gồm trang (Kandelia obovata; vẹt ù (Bruguiera gymnorrhiza) và sú (Aegiceras corniculatum).
Ở tuyến 2: Tuyến nghiên cứu có 5 loài cây được tìm th y, trang (Kandelia obovata) vẫn là loài chiếm ưu thế khi có 3/3 ô tiêu chuẩn xu t hiện sự có mặt của loài này, tiếp đến là vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza), ghi nhận thêm 3 loài mới là đước
(Rhizophoza stylosa), mắm iển (Avicennia.marina) và sú (Aegiceras corniculatum).
Ở tuyến 3: Ở tuyến nghiên cứu thứ 3 thì loài đước (Rhizophoza stylosa), chiếm ưu thế với sự xu t hiện trên c 3 ô tiêu chuẩn, c c loài còn lại ao gồm sú Aegiceras corniculatum), trang (Kandelia obovata) và vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza).
Ngoài c c cây ngập mặn thực thụ thân gỗ được nêu trên thì trong c c ô tiêu chuẩn, còn có sự xu t hiện của c c loài tham gia r ng ngập mặn như: Ô rô (Acanthaceae); r ng iển (Acrostichum aureum) và cốc kèn (Derris trifoliata).
Nh n chung: Xã Đồng Rui có địa hình tương đối ằng phẳng và tho i dần ra iển Được hai con sông là sông Voi lớn và sông Ba Chẽ ồi đắp phù sa, hơn nữa r ng ngập mặn chủ yếu là r ng tự nhiên nên có số lượng thành phần loài đa dạng, cây ngập mặn sinh trưởng và ph t triển tốt
3.1.2. Đặc điểm về mật độ cây rừng ngập mặn
Kết qu nghiên cứu về mật độ cây r ng ngập mặn xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Qu ng Ninh ( ng 3 2) cho th y:
Trên 3 tuyến điều tra cho kết qu với sú (A.corniculatum) có mật độ lớn nh t với 3 862 (cây/ha), tiếp đến là vẹt dù (Bruguiera gymnorhiza) với 3 167 (cây/ha), đước (Rhizophora stylosa) và mắm iển (Avicennia marina) có mật độ tương đương nhau với lần lượt là 1 723 (cây/ha); 1 831 (cây/ha), th p nh t là trang (Kandelia obovata) với mật độ 1 520 (cây/ha) Trong đó, tuyến 3 có mật độ cao nh t với 11 470 ± 873 (cây/ha), tiếp đến là tuyến 2 với 10 873 ± 2 117 (cây/ha) và tuyến 1 có mật độ th p nh t với 8 580 ± 2 090 (cây/ha) Cụ thể:
Ở tuyến 1, khu vực là ãi ồi có mức ngập triều trung ình, với ộ rễ ph t triển, ưu s ng là điều kiện thuận lợi cho quần thể vẹt dù chiếm ưu thế, có mật độ cao nh t với 5 220 (cây/ha), tiếp đến là quần thể sú với 2 121 (cây/ha) và th p nh t là trang với 1 239 (cây/ha)
Ở tuyến 2, ãi triều có xu hướng th p dần ra phía iển, nên tại đây xu t hiện 5 loài cây ngập mặn trên 3 ô tiêu chuẩn Quẩn thể sú xu t hiện ở khu vực có nền đ t mềm, sú mọc san s t nhau thành t ng khóm và có mật độ lớn nh t với 5 615 (cây/ha). Quần thể đước và trang có mật độ th p nh t lần lượt là 230 (cây/ha) và 721 (cây/ha) Trang có mật độ th p nhưng có đường kính và chiều cao ph t triển, chiếm tầng trên của c c ô tiêu chuẩn Ở tuyến này quần thể vẹt dù không còn chiếm ưu thế với mật độ 2 474 (cây/ha) trên toàn tuyếnvà có sự xu t hiện của mắm iển với mật độ tương đối cao với 1 831 (cây/ha)
Ở tuyến 3, là tuyến có mật độ cao nh t với 11 470 (cây/ha) Quần thể sú tiếp tục chiếm ưu thế (3 850 cây/ha) nhưng th p ở hơn tuyến 2 Phân ố ở vùng ãi triều có nền đ t thịt pha c t, với mức ngập triều trung ình quần thể đước xu t hiện với mật độ
3 216 (cây/ha), tiếp đến là quần thể trang với mật độ 2 600 (cây/ha), th p nh t là quần thể vẹt dù với 1 804 (cây/ha) và không th y có sự xu t hiện của loài mắm iển
Bảng 3.2: Mật độ cây ngập mặn tại các tuyến điều tra
TT Danh mục các loài cây ngập mặn Mật độ (cây/ha) Trung bình (cây/ha)
Tuyến 1 Tuyến 2 Tuyến 3
1 Trang 1.239 721 2.600 1.520 2 Đước - 230 3.216 1.723 3 Vẹt dù 5.220 2.476 1.804 3.167 4 Mắm iển - 1.831 - 1.831 5 Sú 2.121 5.615 3.850 3.862 Tổng 8.580 ± 2.090 10.873 ± 2117 11.470 ± 873