3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.2 Thu thập số liệu ngoài thực địa
3.3.2.1 Cơ sở thiết lập ô mẫu ngoài thực địa
Các nghiệm thức khác nhau được bố trí tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau. Các ô tiêu chuẩn được thiết lập tại các vị trí có chế độ ngập nước (3 độ sâu ngập) và độ dày tầng đất than bùn (3 độ dày than bùn) khác nhau tại các lô Tràm có cùng độ tuổi.
Rừng Tràm ở VQG U Minh Hạ được hình thành trên nền đất than bùn có độ dày từ 0 - 80 cm không đồng đều ở các vị trí và chế độ giữ nước phòng cháy nơi đây ở ba mức độ ngập: thấp (<30 cm), trung bình (30 - 60 cm) và cao (> 60 cm).
Đối với đất than bùn, có 3 khoảng độ dày được chọn bố trí thí nghiệm:
Nghiệm thức 1: tầng than bùn dày 20 - 40 cm; Nghiệm thức 2: tầng than bùn dày 40 - 60 cm; Nghiệm thức 3: tầng than bùn dày 60 - 80 cm
Đối với điều kiện ngập nước, có 3 độ sâu ngập được chọn bố trí thí nghiệm: Nghiệm thức 1: độ sâu ngập thấp <30 cm; Nghiệm thức 2: độ sâu ngập trung bình: 30 - 60 cm; Nghiệm thức 3: độ sâu ngập cao: > 60 cm. Cơ sở để chọ ba mức ngập trên là đã có một số nghiên cứu cho rằng cây Tràm trong điều kiện ngập thấp <30 cm thì không bị ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển; Còn trong điều kiện độ sâu ngập trung bình: 30 - 60 cm thì cây Tràm có thể bị ảnh hưởng nhưng không nhiều; Ở điều kiện độ sâu ngập cao: >
60 cm, cây Tràm bị ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển.
Theo IPCC (2003), các chỉ tiêu như đường kính, chiều cao cần được đo trong các ô tiêu chuẩn. Các ô thí nghiệm được chọn đại diện cho các độ dày than bùn và độ sâu ngập khác nhau với các lô Tràm có cùng nhóm tuổi. Diện tích mỗi ô mẫu là 100 m2 (10 m x 10 m) (Thái Văn Trừng, 1998).
3.3.2.2 Phương pháp thiết lập ô mẫu ngoài thực địa Số ô mẫu nghiên cứu:
38 - Tổng số ô đo đếm cây tràm là 36 ô, trong đó có 18 ô trên đất than bùn (3 nghiệm thức x 6 ô đo đếm) và 18 ô (3 nghiệm thức x 6 ô đo đếm) trên các mức độ ngập nhưng khi lấy mẫu đế phân tích đất nước chỉ lấy 3 ô cho mỗi nghiệm thức để tiết kiệm chi phí.
- Mẫu đất: 18 ô mẫu bao gồm 9 ô mẫu trong rừng Tràm trên đất than bùn có các độ dày than bùn khác nhau và 9 ô mẫu trong rừng Tràm có độ sâu ngập khác nhau được thiết lập tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau như sau:
3 ô tiêu chuẩn ở Tràm có độ dày than bùn: 20 - 40 cm
3 ô tiêu chuẩn ở Tràm có độ dày than bùn: 40 - 60 cm
3 ô tiêu chuẩn ở Tràm có độ dày than bùn: 60 - 80 cm
3 ô tiêu chuẩn ở Tràm có độ sâu ngập: < 30 cm
3 ô tiêu chuẩn ở Tràm có độ sâu ngập: 30 - 60 cm
3 ô tiêu chuẩn ở Tràm có độ sâu ngập: > 60 cm - Dùng GPS để định vị các ô mẫu
Bảng 3.1 Vị trí ô mẫu đất, nước và Tràm ở VGQ U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau TT Nghiệm thức đất
than bùn
Ô
mẫu Tọa độ Nghiệm thức độ ngập nước
Ô
mẫu Tọa độ 1
Nghiệm thức 1 Độ dày than bùn:
20 - 40 cm
1 09o13'08.5''
104o57'32.6'' Nghiệm thức 1 Mức độ ngập nước
: <30 cm
1 09o15'38.1'' 104o57'32.0''
2 2 09o13'04.5''
104o57'37.7'' 2 09o15'37.8''
104o57'32.2''
3 3 09o13'05''
104o57'37.4'' 3 09o15'37.4''
104o57'32.2'' 4
Nghiệm thức 2 Độ dày than bùn:
40 - 60 cm
4 09o13'07''
104o57'37.8'' Nghiệm thức 2 Mức độ ngập nước
: 30 - 60 cm
4 09o15'37.2'' 104o57'33.9''
5 5 09o13'08,1''
104o57'37.3'' 5 09o15'37.4''
104o57'33.2''
6 6 09o13'07''
104o57'37.8'' 6 09o15'37.6''
104o57'33.6'' 7
Nghiệm thức 3 Độ dày than bùn:
60 - 80 cm
7 09o13'11.8''
104o57'34.3'' Nghiệm thức 2 Mức độ ngập nước
: > 60 cm
7 09o15'38.5'' 104o57'34.1''
8 8 09o13'11.7''
104o57'33'' 8 09o15'39.1''
104o57'34.0''
9 9 09o03’11.3''
104o7'33,9'' 9 09o15'39.6''
104o57'34.0''
39 Bảng 3.2 Các chỉ tiêu thu mẫu và số mẫu thu thập tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau Địa điểm Chỉ tiêu Số ô mẫu Số lần thu
mẫu
Tổng cộng Tổng cộng
Mẫu đất Dung Trọng 9 4 36 216 mẫu
TN 9 4 36
TP 9 4 36
CHC 9 4 36
N-NO3- 9 4 36
N-NH4+ 9 4 36
pH 9 2 18
Mẫu nước DO 9 5 45 198 mẫu
BOD 9 5 45
N-NH4+ 9 5 45
N-NO3- 9 5 45
pH 9 2 18
Mẫu Tràm 36 36 ô đo
đếm
3.3.2.3 Phương pháp thu mẫu đất và nước
Các chỉ tiêu khảo sát trong đất than bùn bao gồm: độ dày, dung trọng, N-NH4+, N-NO3-, Nitơ tổng, Photpho tổng, CHC và pH.
- Đo độ dày than bùn: Sử dụng khoan có da ̣ng hình ống với đường kính từ 2 - 5 cm làm bằng thép không gỉ, vành đầu ống ở mô ̣t phía được mài sắc để dễ ấn xuống đất, đầu kia được hàn tay cầm ta ̣o thành da ̣ng chữ T. Tại mỗi ô tiêu chuẩn khoan 5 vị trí để lấy mẫu (4 góc và ở giữa ô tiêu chuẩn). Khi lấy mẫu dùng khoan xoay thuận chiều kim đồng hồ, khoan xong lấy khoan lên và dùng thước đo độ dày của lớp than bùn.
- Dung trọng: dùng ống trụ bằng kim loại có thể tích 100 cm3, dùng tay ấn mạnh xuống đất cho ngập ống hình trụ, sau đó đậy hai đầu ống trụ đem về phòng thí nghiệm phân tích.
- Các chỉ tiêu N-NH4+, N-NO3-, Nitơ tổng, Photpho tổng, pH, CHC thì sử dụng khoan tay để khoan lấy 1 kg đất than bùn, cho vào bọc nilon và đưa về phòng thí nghiệm để phân tích.
Độ sâu ngập: đo bằng thước đo độ ngập, đặt thước vuông góc với mặt nước, nhấn sâu xuống nước cho đến khi chạm đất, sau đó ghi nhận lại độ ngập nước.
Các chỉ tiêu khảo sát chất lượng nước: DO, BOD5, N-NH4+, N-NO3-, pH
40 - Đối với chỉ tiêu DO: được thu riêng (không để có bọt khí). Sau
khi thu, mẫu đưỡ cố định bằng 1 ml MnSO4 và 1 ml KI-NaOH (cho mỗi lọ 125 ml) ngay tại hiện trường và trữ lạnh ở 40C (trong tối);
- Đối với các chỉ tiêu N-NH4+, N-NO3-, BOD5: mẫu được thu bằng can nhựa 2 lít. Khi thu dùng tay cầm can nhựa nhúng vào dòng nước ở giữa dòng, miệng can hướng về phía dòng nước tới. Đậy kín miệng can. Sau khi thu mẫu sẽ được trữ lạnh ở 40C.
3.3.2.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong đất
Các mẫu đất thu thập từ rừng được phân tích băng các phương pháp sau:
Bảng 3.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong đất than bùn
STT Chỉ tiêu Phương pháp
1 Dung trọng Phương pháp sấy ở nhiệt độ 105oC
2 N-NH4+ Phương pháp so màu
3 Nitơ tổng Phương pháp Kjendhal
4 Photpho tổng Phương pháp so màu
5 pH Đo trực tiếp ngoài hiện trường
6 N-NO3- Phương pháp so màu
7 CHC Phương pháp nung
3.3.2.5 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong nước
Các mẫu nước sau khi thu được từ rừng được trữ và mang về phòng thí nghiệm phân tích băng các phương pháp sau:
Bảng 3.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong nước
STT Chỉ tiêu Phương pháp
1 DO Phân tích bằng phương pháp Winkler cải tiến 2 BOD5 Phân tích bằng phương pháp Oxitop
3 N-NH4+ Đo bằng máy sắc ký ion Thermor 1100, USA 4 N-NO3- Phân tích bằng phương pháp Thiết Clorua (SnCl2) 5 pH Đo trực tiếp ngoài hiện trường
41 3.3.2.6 Phương pháp đo đếm các chỉ tiêu cây Tràm trong ô tiêu chuẩn
Các chỉ tiêu đo đếm trên tất cả các cây Tràm cá thể bao gồm: Mật độ, đường kính ngang ngực, chiều cao dưới cành, chiều cao vút ngọn.
Hình 3.3 Phương pháp đo đếm các chỉ tiêu Tràm tại các ô mẫu - Mật độ: đếm tất cả số cây sống trong ô mẫu, tính ra cây/ha;
- Đường kính ngang ngực (DBH): dùng thước dây đo chu vi thân cây ở vị trí cách mặt đất 1,3 m, sau đó tính giá trị đường kính bằng cách chia chu vi cho Pi (3,1416);
- Chiều cao dưới cành (Hdc): là chiều cao được tính từ mặt đất đến đoạn cành phân nhánh đầu tiên của cây, được đo bằng thước đo chiều cao;
- Chiều cao vút ngọn (Hvn): là chiều cao tính từ mặt đất đến vút ngọn cây, được đo bằng thước đo chiều cao.
Ngoài ra, trong các ô mẫu đo đếm cây Tràm thì các loài thực vật bậc cao nơi đây cũng được thu mẫu và định danh nhằm hỗ trợ giải thích các số liệu trong hệ sinh thái rừng Tràm. Dựa vào các tài liệu như: “ Cây cỏ Việt Nam”
của Phạm Hoàng Hộ ( 1999 – 2000), “ Từ điển thực vật thông dụng” của Võ Văn Chi (2004), “ Danh lục các loài Thực vật Việt Nam” do Nguyễn Tiến Bân chủ biên (2001-2005) để nhận dạng và xác định tên khoa học của các mẫu thu được cho việc tính toán chỉ số đa đạng shannon (H’e).
3.3.2.7 Phương pháp tính sinh khối khô cây Tràm và ước lượng khả năng hấp thu CO2 của rừng Tràm
Do phạm vi nghiên cứu là Khu bảo vệ nghiêm ngặt của rừng đặc dụng và là rừng tự nhiên nhiều tuổi nên việc chặt cây cá thể để tính sinh khối mẫu là không được phép. Nghiên cứu chọn các phương trình sinh khối khô với D1,3
42 và các phương trình Cacbon, CO2 đã nghiên cứu cho các khu rừng Tràm ở đồng bằng sông Cửu Long đã được công bố để chọn lựa tính toán số liệu sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 của rừng Tràm.
Các phương trình sinh khối khô, Cacbon, CO2 với D1,3 được chọn bao gồm:
Phương trình 1 (Tràm Chim, Đồng Tháp) Wtổngkhô = 0,144 * D1,3 2,160 Ct = 0,066 * D1,3 2,1267 CO2= C*44/12 (tấn/ha)
(Trong Viên Ngọc Nam và Lê Hoàng Long (2012). Nghiên cứu lượng Cacbon tích tụ của rừng Tràm (Melaleuca cajuputi Powell) tại Vườn quốc gia Tràm chim, huyện Tam Nông, tỉnh Đồng Tháp. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn – Số 22/2012. Tr93-97.) Phương trình 2 (Gáo Giồng, Đồng Tháp)
Wtổngkhô = 0,159 * D1,3 2,918 Ct = 0,0643 * D1,3 2,3053
CO2t = 0,2357 * D1,3 2,3053
(Viên Ngọc Nam và Lư Ngọc Trâm Anh (2011). Nghiên cứu lượng hấp thụ CO2 trên mặt đất của rừng Tràm (Melaleuca cajuputi Powell) tại xã Gáo Giồng, huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp. Tạp chí Rừng và Môi trường – Số 42/2011. Tr40 - 45.)
Phương trình 3: Wtổngtươi = 0,53 * D1,3 2,0392 Wtổngkhô = 60%SKT
Ct = 0,1555 * D1,3 1,9876 CO2= C*44/12 (tấn/ha)
(Nguyễn Minh Hoàng và Viên Ngọc Nam (2016). Khả năng tích tụ Cacbon của rừng Tràm (Melaleuca cajuputi Powell) tại Khu bảo vệ cảnh quan Rừng Tràm Trà Sư, huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang. Tạp chí Rừng và Môi trường –2016. Tr62 – 67)
Phân tích thống kê mô tả cho các số liệu tính toán từ phương trình sinh khối khô, Cacbon, CO2 với D1,3 để tìm ra phương trình có sai số thấp nhất chọn cho xử lý số liệu của nghiên cứu. Trong 3 phương trình ở 3 địa điểm đã nghiên cứu về cây tràm ở đồng bằng sông Cửu Long thì phương trình tràm ở
43 Tràm Chim cho giá trị sai số nhỏ nhất. Hơn nữa, do điều kiện tự nhiên cũng như tình hình rừng ở VQG U Minh Hạ và VQG Tràm Chim tương đồng nên các phương trình của VQG Tràm Chim được chọn đế tính sinh khối, cacbon cho cây Tràm ở VQG U Minh Hạ.